化學肥料為農業增產立下了汗馬功勞，在未來的農業發展中它仍然要唱“主角”，依靠它換取糧食滿足人口日益增長的需要。但也有人認為，大量施用化學肥料是造成環境汙染之源，並逐漸形成一股聲勢浩大的對農用化學產品的批判風。對化肥的指責集中在：施用化肥造成土壤板結，水質汙染，農田遭受侵蝕或退化，土壤肥力下降；特別是大量施用氮肥，在農田和飲水中有過量的亞硝酸鹽沉積，對人畜造成危害。施用化肥還造成水土流失，土壤沙化。他們稱“每一個糧食豐收年都是以流失大量可貴的表土換來的”。
事實上，在20世紀80年代初，對農化產品的批判在發達國家中早已醞釀發生並此起彼伏。當時由於石油漲價，一些學者試圖拋棄“無機農業”，提倡所謂“有機農業”或“生態農業”，實質上主張走“低投入農業”之路；其理論核心是完全不投入或少投入化學產品，減少或降低農業成本。
對化肥的批判引起世界各國政府及學術界的關注，事出有因，看法迥異，而宣傳媒體過分地誇大了。美國的科學家舉出幾例：第一，關於水質汙染問題。據報道，典型的與施用化肥有關的損害人體健康的疾病叫皺軀（Blue-baby）綜合症，如果飲用井水的亞硝酸鹽含量在萬分之二以上可誘發此症。但調查表明，更多的發病誘因是化糞池的滲漏，而不是化肥的殘毒。據美國科學家（1990）在俄亥俄州對1.4萬口井取水樣分析，硝酸鹽的含量隻為百萬分之五至百萬分之七，所謂硝態氮汙染並無依據。科學家（1988）對依阿華州和賓夕法尼亞州的井水作了檢測與比較，兩地亞硝酸鹽的含量基本一致，均低於十萬分之一。但賓夕法尼亞州氮肥用量比依阿華州氮肥用量低1／3，其餘部分則來自廄肥和豆科植物。這表明，氮素在土壤中的行為是相同的，而與肥料來源無關。美國學者（1994）對美國東部、中西部和南部農業區3萬多口井水進行分析，絕大部分（63％）井水中的硝態氮含量低於千萬分之三，隻有3％的井水硝態氮的含量為十萬分之一，略高於國際飲用水規定的硝態氮含量的臨界值。究其因，還主要與井旁長期堆放的廄肥滲漏有關。另據對依阿華州德梅因（DesMoime-si）河水分析，1945年時河水中的硝態氮含量為百萬分之五，當時農田從肥料供氮僅占總供氮量的0.3％。45年後的1990年對河水再次分析，硝態氮含量為百萬分之五點六，而從化肥中所獲取的氮已達到總供氮量的63％。顯然，早期硝態氮來源於有機質的礦化，今日之硝態氮既來源於氮肥，又來源於土壤有機質。這表明合理施用化肥並非水質汙染的原因。
主張實行“有機農業”的學者希望摒棄化肥，生產“無公害”食品。但忽視了兩個重要的事實：第一，哪裏能製造出那麼多的有機肥呢？全世界充其量隻能提供“有機農業”不足20％的肥料，即使畜牧業十分發達的美國，也隻能滿足30％的動物糞肥。據估計，美國每年來自動物廄肥中的有效氮約190萬噸，僅相當於每年施用氮化肥的18％。第二，有機肥料來源複雜，它自身就是一個寄生各種微生物和菌類的汙染源，如果質量不高或處理不當，施用有機肥料不一定比化肥能獲取更高的產量。
美國140多位科學家聯名公布一份令人信服的調查報告（SmithE.G等，1990）指出：（1）如果現在立即停止使用化肥，美國玉米總產量預計將減產52％，生產成本提高61％，糧食出口劇減。（2）美國消費者每戶每年將多支付428美元用於購買食物。相當於中等收入家庭食物支出的12％，低收人家庭的44％。（3）美國農業單位麵積產量將恢複到20世紀40年代的水平。如果仍要保持今天的高產量，則需要新增500萬公頃耕地。（4）每施用1噸氮肥（有效成分）的產出，在美國相當於增加2.7公頃灌溉地的產量或1.8公頃旱地的產量，在泰國相當於3.2公頃耕地的產量，在秘魯相當於6公頃耕地的產量。（5）完全依靠廄肥中的養分來源所造成的生態壓力比化肥更為嚴重。因為同等養分的廄肥使土壤負荷增大，可能會造成板結和逕流。還會增大生化耗氧量，導致微生物汙染。結論很明確：今世絕大部分農產品是農化產品換來的，化肥是農業生產係統最主要的必不可少的物質投入。增施化肥可以免去開墾新荒、減少汙染以及確保農業的持續發展。
著名“綠色革命之父”勃勞格（1990）告誡說：“就現有科學水平而言，農業化學產品的明智使用，尤其是化肥的使用，對滿足世界53億人口的生活是至關重要的。人們必須清醒地認識到，當今農民如果立即停止使用化肥和農藥，世界必將麵臨悲慘的末日。這並非由於化學產品的毒害所致，而是由於饑饉所造成。”