氮肥对于植物——过犹不及“庄稼一枝花，全靠肥当家”，所以，农田土壤施用氮肥是一项基本的农业措施，氮肥对于增加作物产量、提高作物品质具有重要的作用，也是需要量最大的化肥品种。虽然氮肥有助于农产品产量的提高，但过量施肥会对植物生长造成副作用，还会给全球生态环境带来压力，造成环境污染。
氮是植物体最重要的营养元素之一，是植物体内氨基酸、蛋白质及进行光合作用的叶绿素的重要组成部分，可以促进植物的叶面生长，使植物叶色更绿、枝叶茂盛，在很大程度上决定了作物的产量的质量。氮不足时，农作物会表现为植株矮小，细弱；叶呈黄绿、黄橙等非正常绿色，基部叶片逐渐干燥枯萎；根系分枝少；禾谷类作物的分蘖显着减少，甚至不分蘖，幼穗分化差，分枝少，穗形小，作物早衰并早熟，产量降低。然而，氮过量同样会对农作物产生消极的影响。氮营养过量的一般表现是：生长过于繁茂，腋芽不断出生，分蘖往往过多，妨碍生殖器官的正常发育，以至推迟成熟，叶呈浓绿色，茎叶柔嫩多汁，体内可溶性非蛋白态氮含量过高，易遭病虫为害，容易倒伏。禾谷类作物的谷粒不饱满（千粒重低），秕粒多；棉花烂铃增加，铃壳厚，棉纤维品质降低；甘蔗含糖率降低；薯类薯块变小，豆科作物枝叶繁茂，结荚少，作物产量降低。
土壤中其他营养元素匮乏有地域性，氮素的匮乏却有普遍性，全世界大部分土壤缺氮。因此，补充作物可利用的活性氮素就成了农业高产的一条重要途径。建国初期，中国氮肥产量只有0.6万吨，而半个世纪后，从1999年到2013年，我国氮肥产量从2497.91万吨增长到4927.46万吨，中国已经是世界上氮肥生产和消费第一大国。氮肥生产量占世界总产量的1/3，占世界7%的耕地上消耗了全球35%的氮肥。随着氮肥产量和施用量不断增加，中国小麦、玉米和水稻等主要粮食作物的总产量一度增产近十倍。然而，氮肥的过量施用超过了经济最佳施氮量，导致肥效迅速下降，产量增加幅度降低，同时氮肥在土壤中的残留量及损失到环境中的量显着增加。我国每公顷农地氮肥使用量达到400公斤以上，远远高出了发达国家225公斤的安全上限。过度使用氮肥，其对环境造成的损失已经大于粮食产量增加的收益。过量施用氮肥造成“双输”的后果已经持续了近20年。
不合理施用已经对大气、土壤和水体产生了污染。氮素化肥的损失率达到45%，相当于年损失200多亿元。过量施用的氮肥不仅其肥效没有得到充分发挥，造成严重的经济损失，提高了农产品的成本，而且还引起了环境污染。大量的氮肥在被作物吸收之前就以气体形态逸散高大气中，或通过土壤排水沟渠以及淋溶作用进入地下水或者河流。氮对环境的危害具体表现在温室气体不断增多，造成臭氧层空洞；重金属、硝态氮在土壤中累积，土壤板结，肥力下降；地表水出现富营养化，地下水则受到硝酸盐、亚硝酸盐污染。
