化学肥料为农业增产立下了汗马功劳，在未来的农业发展中它仍然要唱“主角”，依靠它换取粮食满足人口日益增长的需要。但也有人认为，大量施用化学肥料是造成环境污染之源，并逐渐形成一股声势浩大的对农用化学产品的批判风。对化肥的指责集中在：施用化肥造成土壤板结，水质污染，农田遭受侵蚀或退化，土壤肥力下降；特别是大量施用氮肥，在农田和饮水中有过量的亚硝酸盐沉积，对人畜造成危害。施用化肥还造成水土流失，土壤沙化。他们称“每一个粮食丰收年都是以流失大量可贵的表土换来的”。
事实上，在20世纪80年代初，对农化产品的批判在发达国家中早已酝酿发生并此起彼伏。当时由于石油涨价，一些学者试图抛弃“无机农业”，提倡所谓“有机农业”或“生态农业”，实质上主张走“低投入农业”之路；其理论核心是完全不投入或少投入化学产品，减少或降低农业成本。
对化肥的批判引起世界各国政府及学术界的关注，事出有因，看法迥异，而宣传媒体过分地夸大了。美国的科学家举出几例：第一，关于水质污染问题。据报道，典型的与施用化肥有关的损害人体健康的疾病叫皱躯（Blue-baby）综合症，如果饮用井水的亚硝酸盐含量在万分之二以上可诱发此症。但调查表明，更多的发病诱因是化粪池的渗漏，而不是化肥的残毒。据美国科学家（1990）在俄亥俄州对14万口井取水样分析，硝酸盐的含量只为百万分之五至百万分之七，所谓硝态氮污染并无依据。科学家（1988）对依阿华州和宾夕法尼亚州的井水作了检测与比较，两地亚硝酸盐的含量基本一致，均低于十万分之一。但宾夕法尼亚州氮肥用量比依阿华州氮肥用量低1／3，其余部分则来自厩肥和豆科植物。这表明，氮素在土壤中的行为是相同的，而与肥料来源无关。美国学者（1994）对美国东部、中西部和南部农业区3万多口井水进行分析，绝大部分（63％）井水中的硝态氮含量低于千万分之三，只有3％的井水硝态氮的含量为十万分之一，略高于国际饮用水规定的硝态氮含量的临界值。究其因，还主要与井旁长期堆放的厩肥渗漏有关。另据对依阿华州德梅因（DesMoime-si）河水分析，1945年时河水中的硝态氮含量为百万分之五，当时农田从肥料供氮仅占总供氮量的03％。45年后的1990年对河水再次分析，硝态氮含量为百万分之五点六，而从化肥中所获取的氮已达到总供氮量的63％。显然，早期硝态氮来源于有机质的矿化，今日之硝态氮既来源于氮肥，又来源于土壤有机质。这表明合理施用化肥并非水质污染的原因。
主张实行“有机农业”的学者希望摒弃化肥，生产“无公害”食品。但忽视了两个重要的事实：第一，哪里能制造出那么多的有机肥呢？全世界充其量只能提供“有机农业”不足20％的肥料，即使畜牧业十分发达的美国，也只能满足30％的动物粪肥。据估计，美国每年来自动物厩肥中的有效氮约190万吨，仅相当于每年施用氮化肥的18％。第二，有机肥料来源复杂，它自身就是一个寄生各种微生物和菌类的污染源，如果质量不高或处理不当，施用有机肥料不一定比化肥能获取更高的产量。
美国140多位科学家联名公布一份令人信服的调查报告（SmithEG等，1990）指出：（1）如果现在立即停止使用化肥，美国玉米总产量预计将减产52％，生产成本提高61％，粮食出口剧减。（2）美国消费者每户每年将多支付428美元用于购买食物。相当于中等收入家庭食物支出的12％，低收人家庭的44％。（3）美国农业单位面积产量将恢复到20世纪40年代的水平。如果仍要保持今天的高产量，则需要新增500万公顷耕地。（4）每施用1吨氮肥（有效成分）的产出，在美国相当于增加27公顷灌溉地的产量或18公顷旱地的产量，在泰国相当于32公顷耕地的产量，在秘鲁相当于6公顷耕地的产量。（5）完全依靠厩肥中的养分来源所造成的生态压力比化肥更为严重。因为同等养分的厩肥使土壤负荷增大，可能会造成板结和迳流。还会增大生化耗氧量，导致微生物污染。结论很明确：今世绝大部分农产品是农化产品换来的，化肥是农业生产系统最主要的必不可少的物质投入。增施化肥可以免去开垦新荒、减少污染以及确保农业的持续发展。
著名“绿色革命之父”勃劳格（1990）告诫说：“就现有科学水平而言，农业化学产品的明智使用，尤其是化肥的使用，对满足世界53亿人口的生活是至关重要的。人们必须清醒地认识到，当今农民如果立即停止使用化肥和农药，世界必将面临悲惨的末日。这并非由于化学产品的毒害所致，而是由于饥馑所造成。”