化肥从诞生的那一刻起对农业产生的作用就是许多因素无法比拟的。１８００年，无ＮＰＫ化肥投入，每公顷土地只生产０．７３吨粮食；１９７８年，每公顷投入的化肥（ＮＰＫ）为１５５．８公斤，生产４．６３吨谷物。按１９７８年的增产量计算，平均投入１公斤ＮＰＫ，约增产２０公斤粮食。

    ２０世纪３０年代，就欧洲粮食增产的原因征询德国科学家的意见，得到的一种答案是，如果把增产量看作１００％，化肥贡献占５０％，品种占３０％，其他管理措施占２０％。联合国粮农组织估计，发展中国家粮食增产有５５％来自化肥的作用。化肥投入增加了作物产量，也增加了能量。农业的能量产投比一般大于３，而投入化肥后至少在５以上。而且化肥消耗的能量仅仅是社会消耗能量的极小一部分。即使像英国这样一个施用化肥较多的国家，生产化肥所消耗的能量仅是消耗总能量的１％。

    由于世界人口急剧增长，要求农业生产高度集约化和大幅提高产量。世界人口１９３０年只有２０亿；到１９６０年的３０年中增长了１０亿；而在到１９８７年的２７年中增长了２０亿，达到５０亿；１３年后的２０００年６０亿；预计２０２０年将达到８３亿，２０５０年１２０亿。

    为了满足人口增长的需要，现代农业必须朝向规模化、机械化、高效化、精准化、高新化和集约化方向发展，农业对化肥的需求和依赖进一步加强。以德国为例，普通品种单产２．８吨，养分吸收量１９３ｋｇ／ｈａ，新育品种单产提高到６．０吨，养分吸收量达到３９２ｋｇ／ｈａ。高新技术的应用增加了对化肥的需求。