过去30年，我国农业在利用占世界9%耕地成功解决了占世界总人口20%的13亿国人的吃饭问题，到2013年实现粮食产量“十连增”辉煌的同时，也付出了高昂的代价：
双重·压力
这30年间，化肥、农药用量递升，牲畜粪便、秸秆等废弃物剧增，已造成农村和农田的广泛面源污染和土壤肥力下降等严重问题。根据2007年全国污染普查结果，农业排放的化学需氧量（COD）占全国排放总量的43.7%（1320万吨）；农田排放的氮、磷分别占总量的57.2%和67.4%（270万吨和28万吨）。
因此，我国农业面临着“又要马儿跑得好，又要马儿少吃草”的双重压力——既要保持高产，又要减少面源污染。
空气质量恶化，与过量使用氮肥直接相关
从农业微生物学角度看，土壤退化是一个严肃的学术问题，更是一个重大的现实问题。
土壤退化是因各种自然、特别是人为因素影响所导致的土壤质量下降，甚至完全丧失其物理、化学和生物学特征的过程。由于耕地过度农垦，用养失调；草场超载过牧，滥垦滥挖等不合理的人类活动，目前我国土壤沙化退化现象十分严重。
近几年，我国北方城市空气质量严重恶化，与过量使用氮肥有直接相关。
农业生产中，氮素养分是继水之后更大的制约因素。每生产一吨谷物等粮食，需要消耗土壤中20到40公斤氮素。要保持粮食高产，必须向土壤中补充氮素及其他营养元素。
从1981至2008年的近30年间，我国粮食产量增长了63%；同期氮肥用量则增长了近2倍。目前我国化肥用量占总量的35%。
过量使用化肥
一是增加了温室气体排放：1980至2010年间，我国与化肥生产及使用有关的温室气体排放增加了3.45倍，平均每年增加1070万吨二氧化碳当量；
二是过量施用到田间的氮肥效率愈来愈低：1961年，1公斤化肥可生产151公斤粮食；而到2005年，只生产9公斤粮食。作物吸收不了的过量化肥会随水淋失，进入地下水或江湖，引起水质恶化（富营养化），“近年来太湖的藻华和青岛的浒苔爆发都是这种富营养化的结果”；
三是增加了植物体内的游离硝酸盐：进入食物中的硝酸盐在一定条件下会被转化为亚硝酸，危及食品；
四是引起土壤酸化：我国土壤的pH值（酸碱度）在过去20年间下降了0.5个单位，过量施用氮肥为其主因。
土壤酸化会直接影响植物和土壤微生物生长，加重植物真菌病害，加速土壤中重金属的溶解释放。
对化肥的过度依赖，会造成土壤有机质含量下降，土壤结构被破坏，并引起土壤板结，肥力下降。“这一状况日趋严峻，已到刻不容缓的境地”。
修复退化土壤，有机肥是可选良方
退化土壤的修复，是我国农业可持续发展绕不过去的一道“坎”；而合理可行的技术方案，非有机肥莫属。
施有机肥、平衡施化肥或有机无机配施，均能有效调节土壤pH值，增加土壤有机碳与全氮含量，从而实现作物的高产与稳产。
作为土壤生物肥力的核心，土壤微生物的生命活动可增加土壤中氮磷钾等营养元素的供应，“将土壤中一些不能被作物直接利用的物质转换成可利用的状态”，提高土壤生产力。
一个高肥力的土壤必须具有良好的团粒结构，为作物调控适宜的水、肥、气、热，为作物转化、保存并持续提供所需营养元素。
“这主要依靠土壤中生活的、每克土中数以亿计的微生物的作用，而微生物生活主要靠有机质维持”。
微生物跟动植物的关系：自然生态系统中，植物是生产者，动物是消费者，微生物是分解者。地球表面有限的营养元素就靠微生物这个分解者才能循环使用，而这个分解作用主要在土壤和水体中进行。
“所以合理的做法是尽可能将动、植物废弃物投入土壤，促进微生物大量繁殖”。微生物将有机质分解，释放出营养元素，供植物生长利用；同时也合成它们自身的细胞，将营养元素在细胞中保存而不至流失。
微生物死后，营养元素又可被矿化给植物利用。它们不断地生生死死，担负起为植物转化营养、保存营养和长时间提供营养的作用。“这也是我国农民几千年实践积累的经验”。
