Vesistökuormitusta pidetään Suomen maatalouden aiheuttamista ongelmista merkittävimpänä. Kuormituksen vähentämiseksi on asetettu tavoitteita, joiden saavuttamiseksi luomuviljelyä on pidetty yhtenä merkittävänä keinona. Luomuviljelyn lisääntymistä on edistetty maksamalla luomuviljelylle erityistä tukea. Luomuviljelyn vaikutusta ravinnekuormitukseen ryhdyttiin tutkimaan Toholammin huuhtoutumiskentällä vuonna 1997 suorien mittausten avulla. Tutkimuksen alussa vertailtaviksi otettiin nelivuotiset karjatilan viljelykierrot, joissa nurmen ja viljan osuudet olivat samansuuruiset. Vuonna 2001 karjatilan kiertojen rinnalle tulivat viljatilan kierrot. Samalla tutkimus laajeni Jokioisten Yönin huuhtoutumiskentälle, jossa viljelykiertona luomussa ja tavanomaisessa viljelyssä oli: ohra nurmen suojaviljana, nurmi, nurmi/ruis syksyllä, ruis ja herne/kaura.

Toholammilla kahdeksan vuoden aikana kierroista huuhtoutui kokonaistyppeä 62,5 kg/ha (luomu kasvinviljely), 53,4 kg/ha (luomu kotieläin), 87,4 kg/ha (tavanomainen kasvinviljely) ja 60,2 kg/ha (tavanomainen kotieläin). Huuhtoutuneesta kokonaistypestä keskimäärin 75 % oli nitraattityppeä ja 5 % ammoniumtyppeä. Yönin kentällä koko tutkimusjakson aikana luonnonnurmesta huuhtoutui 42,6 kg/ha, luomusta 95,8 kg/ha ja tavanomaisesta viljelystä 126,8 kg/ha kokonaistyppeä. Huuhtoutuneesta kokonaistypestä keskimäärin 71 % oli nitraattityppeä ja 2 % ammoniumtyppeä. Kansallisiin arvioihin nähden typpihuuhtoumat olivat molemmilla tutkimuskentillä melko matalat.

Luomuviljelyllä voidaan vähentää typpikuormitusta viljeltyä hehtaaria kohti. Luomun matalamman sadon vuoksi viljelypinta-alaa tarvitaan tavanomaista viljelyä enemmän. Jos sadon lasku jää vähäiseksi, huuhtoumat tuotettua rehuyksikköä kohti ovat samaa suuruusluokkaa kuin tavanomaisessa viljelyssä.