當前我國農業還在靠天吃飯，傳統撒施、漫灌施肥與澆水的方式在廣大農村還占主流。由于灌溉方式落后，我國農業灌溉水的利用率只有40%，僅為發達國家的一半左右；單方水的糧食生產能力只有0.85kg左右，遠低于2kg以上的世界發達國家水平，水的浪費十分嚴重。
傳統的施肥方式導致化肥吸收利用率低。2017年中國化肥年用量6750萬噸（折純），居世界首位，利用率30%左右，低于發達國家20個百分點以上。化肥的浪費非常嚴重，同時也導致我國土壤大面積被污染。這主要表現在土壤重金屬與有毒元素顯著增加，促進土壤酸化、板結，導致營養失調與硝酸鹽積累，土壤結構破壞，以及微生物活性的降低等，給我國農業的可持續發展帶來一系列問題。由于我國人多地少，為提高產量，施用化肥是大部分農民選擇的重要途徑。因此，我國已成為世界上施用化肥數量大的國家。發達國家為防止化肥對土壤和水體造成危害而設置了15公斤/畝的安全上限，我國畝均用肥量在32公斤左右。農戶施肥水平不高是引發農業化肥污染的源泉。
由于施肥方式的不當，也導致了 農產品品質下降。傳統的撒施、漫灌施肥方式，加上人工成本的與日俱增，種植戶不可能做到“少量多餐”。此外，測土配肥方式比較落后，市場上流通的決大多數還是預包裝化肥，養分固定。根本不能滿足不同作物、不同時期、不同土壤、不同水質的要求，不能做到精準施肥。此外，加上土壤酸化、板結，作物在需要養分的時候不能充分吸收到養分，作物的抗病性與抗逆性就會降低，作物得病蟲害的概率就會大幅提升，種植戶只能打農藥進行治理。在種植戶種植成本增加的同時，作物的品質也很難得到保證。據《科學周刊》統計，目前全世界有一半的農藥用在了中國。全球農業生產每年要使用約350萬噸的農藥，其中，中國、美國、阿根廷占到了70%，僅中國就占到了世界農藥使用總量的約一半，2016年中國農藥使用量為190.71萬噸。《科學周刊》根據2005-2009年的數據測算，就每公頃耕地上的農藥使用量而言，美國使用2.2公斤的農藥，法國使用2.9公斤，英國使用3公斤，中國使用10.3公斤，約為美國的4.7倍。在過去20多年里，美國、德國的農藥使用量比較穩定，英國減少了44%，法國減少了38%，日本減少了32%，意大利減少了2 6%，越南減少了24%，中國的農藥使用量增加了136.1%。過去20年，我國大規模使用農藥，各類農產品農殘留超標的比例更是居高不下。不僅威脅食品安全，更通過徑流、滲漏漂移污染土壤和水環境，影響農田生態環境安全，農藥污染耕地土壤面積已經超過了1億畝。同時，這些不被利用的農藥還會通過各種形式影響著其它動植物、甚至是公眾的健康。
