Entre los años 1985 y 2005 la producción agrícola mundial aumentó en un 28 % a pesar de que el área de cultivo solo se incrementó un 2,5%. Paralelamente, se produjo la expansión del riego y de prácticas agroindustriales, y proliferó el uso de fertilizantes con nitrógeno, fósforo y potasio, nutrientes que las plantas necesitan para crecer. Actualmente utilizamos cinco veces más fertilizante que en 1950.
El aumento del uso de fertilizantes se debió a un desarrollo de la química moderna. El proceso de Haber-Bosch convierte el nitrógeno del aire en abono. Pero los fertilizantes nitrogenados han dado lugar a consecuencias no deseadas, ya que, además de fertilizar, son una fuente de contaminación. Un porcentaje importante del nitrógeno aplicado –entre el 45 y el 90%, dependiendo de los lugares y tipos de cultivo– no es utilizado por las plantas y termina contaminando acuíferos.
Durante muchos años el estiércol fue el principal abono nuestras tierras. Pero la demanda creciente de alimentos hizo que los agricultores adoptaran fertilizantes sintéticos. Cuando el fertilizante nitrogenado se aplica a los campos, las bacterias en el suelo convierten la mayor parte del nitrógeno en fertilizante que las plantas pueden usar. Sin embargo, aproximadamente el 2% del nitrógeno se convierte en óxido nitroso, un potente gas de efecto invernadero. La agricultura es responsable del 60 al 85 % de las emisiones de óxido nitroso, y aproximadamente de la mitad de las emisiones de metano. Tanto el óxido nitroso como el metano contribuyen en gran medida al calentamiento global, ya que son más nocivos que el dióxido de carbono.
Los agricultores deben hacer frente al problema de usar demasiados fertilizantes. El uso masivo de éstos contamina ríos, océanos y atmósfera. Se necesita un uso racional. Modificar la duración, la ubicación y tipos de fertilizantes puede mejorar la eficiencia. Solo una pequeña disminución en el uso de fertilizantes nitrogenados en China, India y los EE.UU. podría tener un impacto enorme a nivel mundial.