農(nóng)作物的生長(zhǎng)消耗了農(nóng)業(yè)土壤中氮、磷等養(yǎng)分，此外為了保證農(nóng)業(yè)生產(chǎn)也需要不斷補(bǔ)充養(yǎng)分。農(nóng)田施肥是給農(nóng)作物供應(yīng)養(yǎng)分的主要途徑，但這種方式使得進(jìn)入地球生物圈的氮、磷含量成倍增加。雖然這種投入可以保持全球農(nóng)作物產(chǎn)量滿足人口增長(zhǎng)的需求，而且能夠加速農(nóng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展。但是，農(nóng)業(yè)的肥料污染使我們付出了慘重的環(huán)境代價(jià)，這其中包括水質(zhì)的下降，海洋生態(tài)系統(tǒng)的富營(yíng)養(yǎng)化，光化學(xué)煙霧的威脅，以及二氧化碳造成的全球溫室效應(yīng)的加劇。
　　　我們通過對(duì)不同農(nóng)業(yè)系統(tǒng)的分析可以找到農(nóng)業(yè)營(yíng)養(yǎng)失衡問題的解決方法?，F(xiàn)就以下三者為例：肯尼亞西部的低投入玉米農(nóng)業(yè)體系，中國華北地區(qū)的高投入小麥和玉米的復(fù)作物體系，以及美國中西部的玉米-大豆循環(huán)作物體系。與世界其他地區(qū)不同，撒哈拉以南非洲地區(qū)的玉米產(chǎn)量多年沒有明顯增長(zhǎng)，而且有2.5億人口處于長(zhǎng)期的食物缺乏狀態(tài)。大多數(shù)地區(qū)的農(nóng)業(yè)養(yǎng)分投入并不能滿足對(duì)土壤中養(yǎng)分流失的補(bǔ)充。例如，在肯尼亞Siaya地區(qū)的90個(gè)小型農(nóng)場(chǎng)中，化肥中氮肥的投入低于農(nóng)作物的生長(zhǎng)所需量，而維持這種體系所依靠的是不斷榨取土壤中的養(yǎng)分，以致這些曾經(jīng)肥沃的土壤現(xiàn)在貧瘠不堪。
　　　與之相比，中國的農(nóng)業(yè)產(chǎn)量自1975年開始就迅速增長(zhǎng)，而且許多地區(qū)達(dá)到了單位面積的糧食產(chǎn)量翻番。為了保障糧食安全，中國在化肥使用中的政策導(dǎo)向作用是促使糧食產(chǎn)量提高的主要因素，許多地區(qū)的化肥投入量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出美國和北歐，因此導(dǎo)致過多地化肥流失到環(huán)境中，影響了水和空氣的質(zhì)量。
　　　從20世紀(jì)40年代開始，密西西比盆地氮、磷肥料的增加也帶來了糧食產(chǎn)量的提高。從1970年到1995年，肥料的施加量遠(yuǎn)高于農(nóng)作物的需要量，也同樣造成了淡水域和墨西哥海灣沿海水域的富營(yíng)養(yǎng)化。　
　　　與之相比，中國華北平原地區(qū)化肥的投入量明顯過多。其實(shí)氮肥的使用量如果減半的話也并不會(huì)影響糧食的產(chǎn)量和質(zhì)量。在墨西哥的密集型小麥農(nóng)業(yè)體系中化肥的使用量同樣過剩。在這些地區(qū)，減少化肥的投入量對(duì)農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)、環(huán)境都是有益的。然而，僅僅這些措施并不能阻止環(huán)境的破壞，這和密西西比盆地以及北歐的農(nóng)業(yè)養(yǎng)分流失造成的環(huán)境破壞同理。這些農(nóng)業(yè)體系還需要針對(duì)環(huán)境問題采取進(jìn)一步的措施，而且一些潛在的、有效地方案和實(shí)踐已被應(yīng)用。其中一些措施（例如確定更恰當(dāng)?shù)厥┓蕰r(shí)間和位置，改種畜牧飼料作物，保護(hù)和恢復(fù)河岸植被帶）現(xiàn)在就可以實(shí)施。當(dāng)然，除此以外還需要更為有效的農(nóng)業(yè)措施。
　　　農(nóng)業(yè)體系在提高糧食產(chǎn)量的同時(shí)也要重視土壤質(zhì)量和肥力狀況。一旦糧食產(chǎn)量達(dá)到要求，就要更加重視農(nóng)業(yè)體系的其他方面，例如對(duì)水和空氣的影響，對(duì)生物多樣性的影響以及對(duì)人類生活和健康的影響，還有就是生態(tài)和農(nóng)藝流程。
　　　在農(nóng)業(yè)系統(tǒng)中對(duì)農(nóng)作物養(yǎng)分進(jìn)行調(diào)控的限制條件是缺乏詳細(xì)的，能夠把養(yǎng)分的各種投入和流失途徑進(jìn)行量化的農(nóng)田施肥預(yù)算。中國和歐盟已經(jīng)加入了一項(xiàng)整合型生物地球化學(xué)研究項(xiàng)目，此研究會(huì)提交有關(guān)營(yíng)養(yǎng)平衡及其影響的政策相關(guān)性信息，而美國等許多國家加并未參與此項(xiàng)目
　　　農(nóng)業(yè)系統(tǒng)并非只能在產(chǎn)量不足和養(yǎng)分過剩兩者中選其一。然而，大多數(shù)國家農(nóng)業(yè)部門缺少對(duì)于適當(dāng)改變農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式所產(chǎn)生的結(jié)果的有效評(píng)估手段，也沒有實(shí)施對(duì)于采取營(yíng)養(yǎng)節(jié)約型生產(chǎn)方式和實(shí)踐的激勵(lì)政策。如果不采取這些措施，很難在不危害人類健康和生態(tài)環(huán)境的前提下維持和發(fā)展現(xiàn)代農(nóng)業(yè)體系。