O cultivo de feijão ocorre em pelo menos três diferentes safras ao longo do ano no Brasil, de acordo com as condições climáticas das regiões produtoras. No Cerrado, boa parte da produção se dá por meio da irrigação durante a estação seca, entre maio e setembro. No sistema irrigado, via pivô central, as produtividades são altas, com médias entre 2.600 kg/ha e 2.800 kg/ha na região Centro-Oeste entre 2008 e 2018. Porém, o consumo de água pode chegar a 400 mm durante o ciclo de 3 meses de cultivo do feijão, exatamente em um período crítico do ano para abastecimento da população que vive no Cerrado.

O uso da ureia é também um fator determinante da alta produtividade em sistema de produção irrigado. A ureia é a fonte de N sintético mais utilizada no Brasil. O principal gargalo relativo ao manejo do nitrogênio aplicado via ureia em cobertura está relacionado às altas perdas de N por volatilização de amônia (NH₃⁺), que pode chegar a 10% do N sintético aplicado via ureia. A amônia volatilizada é depositada na atmosfera e pode voltar para o solo por meio da chuva em áreas distantes daquela onde foi perdida, contaminando outros ambientes. A volatilização de amônia é considerada uma emissão indireta de óxido nitroso (N₂O). O N₂O é um potente gás de efeito estufa relacionado ao aquecimento global, e sua emissão é também uma importante forma de perda de N, devido ao uso da adubação nitrogenada. As perdas de N via emissão de N₂O estão relacionadas a atividades de microrganismos de solo, bactérias nitrificadoras e denitrificadoras, que processam o N disponível gerando nitrato. O nitrato disponível no solo pode ser reduzido a N₂O, especialmente em condições anaeróbicas. Em sistemas de produção de feijoeiro irrigado em plantio direto, as emissões de N₂O podem ser baixas, dependendo principalmente da quantidade de N, eventos de irrigação e teor de C no solo.

O custo do N é oneroso. São necessários cerca de 1,8 mil Kcal para fixação de 1 kg de N atmosférico na forma de ureia. Por isso, é necessário o estudo e uso de alternativas que promovam reciclagem e menores perdas de N no sistema de produção. Entre as alternativas, estão sendo testadas bactérias promotoras de crescimento e fixação biológica de N (FBN) em sistemas intensivos de produção, nos quais o feijão poderia ser cultivado na primeira safra, das águas, sobre palhada de braquiária, antecedendo o cultivo de milho ou arroz em consórcio com braquiária. Resultados preliminares indicaram uma produção de 3.300 kg/ha de feijão cultivado apenas com aplicação de microrganismos benéficos, sem aplicação de ureia, em sistema integrado lavoura-pecuária. A eficiência da FBN está associada às interações planta-solo, portanto depende da cultivar utilizada e das condições de fertilidade de solo. 

O crescimento da área de produção de feijoeiro irrigado no Cerrado pode ser dificultado devido à escassez de recursos hídricos. A urbanização e o desmatamento de áreas de recarga de lençol freático, atrelados à mudança do clima, como aumento de temperaturas mínimas e redução de precipitação, são causas das mudanças no regime hídrico. Nesse caso, o fortalecimento da produção de feijão em sistemas integrados de produção durante a safra de verão ou das águas é uma estratégia viável, a fim de continuar atendendo à demanda de consumo de feijão, que é uma leguminosa fundamental na dieta dos brasileiros. Ao mesmo tempo, o cultivo de feijão com uso da FBN contribui para a mitigação da emissão de gases de efeito estufa, que são relacionados ao aquecimento global. No Plano para uma Agricultura de Baixa emissão de C – Plano ABC, que completou 10 anos em 2020, o uso e a expansão da FBN no Brasil foram responsáveis pela redução equivalente de 16 a 18 milhões de toneladas de CO₂ para a atmosfera.