過去的30年，中國利用占世界9%的耕地，解決了占世界總人口20%的13億國人的吃飯問題，而且到2012年已經保持了糧食連續(xù)9年增產，為中國經濟增長和社會穩(wěn)定提供了保障。但這30年間，化肥、農藥的使用量不斷提升，牲畜糞尿、秸稈等廢棄物也大量增加，已造成農村和農田的廣泛面源污染和土壤肥力下降等嚴重問題，惡化了生態(tài)和城鄉(xiāng)人民的生活環(huán)境。根據2007年中國污染普查的結果，全國農業(yè)排放的化學需氧量（COD）占全國排放總量的43.7%（1320萬噸）；農田排放的氮、磷分別占總量的57.2%和67.4%（270萬噸和28萬噸）。因此，中國農業(yè)在未來發(fā)展中面臨著既要保持高產，又必須減少面源污染的雙重壓力。針對這一問題，中國農業(yè)部及相關部門已經展開工作，推動發(fā)展清潔農業(yè)與循環(huán)農業(yè)。當務之急是，需要可行的技術方案來降低農業(yè)生產中對化肥、農藥的依賴，提高其使用效率，從而構建起我國永續(xù)發(fā)展的生態(tài)與環(huán)境基礎。
　　目前我國農業(yè)生產中存在兩大問題
　　農業(yè)生產中，氮素養(yǎng)分是繼水之后最大的制約因素。每生產一噸谷物等糧食，需要消耗土壤中20到40公斤氮素。要保持糧食高產，必須向土壤中補充氮素及其他營養(yǎng)元素。從1981年至2008年的30年間，我國化肥用量占全球總量的35%。過量使用化肥造成了嚴重的環(huán)境問題。一是增加了溫室氣體的排放。最近幾年，中國北方城市空氣質量嚴重惡化，與過量使用氮肥直接相關。二是過量施用到田間的氮肥效率愈來愈低。三是增加了植物體內的游離硝酸鹽。進入食物中的硝酸鹽在一定條件下會被轉化為亞硝酸，危及食品安全。四是引起土壤酸化。中國的土壤pH值（酸堿度）在過去的20年間下降了0.5個單位，過量施用氮肥為其主因。土壤酸化會直接影響植物和土壤微生物生長，加重植物真菌病害，加速土壤中重金屬的溶解釋放。另外，對化肥的過度依賴及有機肥施用量減少，造成土壤有機質含量下降、土壤結構被破壞，最終引起土壤板結，肥力下降。這種情況到了必須立即解決的時刻。
　　我國農業(yè)生產中的另一個問題是作物重茬，病蟲危害，濫用農藥。由此導致病原菌和害蟲抗藥性的提高。另一方面，殘留農藥進入水體和食物鏈，造成食品安全隱患，威脅到人民的身體健康。在自然界，動植物的病原菌、昆蟲群體中都會有天然存在或基因突變產生的抗性基因。而農藥的長期使用，會對具有藥物（殺菌劑、殺蟲劑）抗性的個體產生選擇性富集，使病蟲害群體的抗性逐漸提高，從而迫使人們提高農藥的用量。其最后結果就是藥物的用量越來越大，由此產生的環(huán)境污染也越來越重。我國已經發(fā)現的具有較高抗藥性的昆蟲有幾十種，包括一些重要的農業(yè)害蟲和衛(wèi)生害蟲。在植物病原微生物方面，真菌、細菌及線蟲中都發(fā)現了抗藥性。
　　根據研究和認識，要解決上面的我國農業(yè)生產領域的兩大問題，最重要的途徑是：1）重施有機肥，有機肥與化肥結合施用，即發(fā)展新型的無廢棄物農業(yè)；2）發(fā)揮豆科植物根瘤菌的共生固氮作用；3）推行豆科與其他作物間套輪作種植體系。通過這些措施達到減少化學氮肥與農藥用量，使土壤肥力常存、保糧食優(yōu)質高產、環(huán)境日漸美好。