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对植物虫害和土壤肥力是影响作物产量的两个外在诱因。农药的使用有效预防、摧毁、控制了“害虫”；化肥，尤其是氮肥的使用，提升了土壤肥力，是亚洲粮食产量在绿色革命时期激增的主要原因之一。
2010年，全世界的农药销售额预计超过400亿美元，除草剂占有最大的市场份额。此外，1961至2002年间，世界矿物肥料产量增加了近350%。近40年来，无机肥使用带来了大约40%的粮食增产记录。
敌人
2011年，由化肥流失造成的有毒赤潮覆盖了三分之一的北美洲伊利湖。
由于过度使用农药和化肥，我们面临着一系列最严重的环境污染问题，包括土壤和水质酸化，地表和地下水资源污染，温室气体排放不断增加。通常，实际上只有不到1%的施用农药能够进入目标害虫体内，剩余的则会造成空气、土壤和水源污染。目前在中国，水稻、小麦、玉米的氮吸收有效率只有大约26%到28%，而蔬菜作物的吸收率不足20%，剩余部分则完全散失到环境中。
对农药的过度依赖既损害了生态系统的平衡，也加剧了害虫抗药性的恶性循环。这又导致农药开发利用的投资进一步增加，但虫害造成的作物损失几乎没有改观，目前基本与50年前相当，估计在30%到40%左右。由此造成的后果是，由于农药使用不当而引起虫灾爆发次数增加。
此外，食物中的农药残留问题也令人担忧。
前进之路
美国宾夕法尼亚的一个农场，鸡的排泄物被作为肥料。移动的鸡笼会载着鸡把它们送到农场的每个角落，这样可以防止粪肥渗透到附近的切萨皮克湾。
目前面临的挑战是，要放弃现有不可持续的生产方式，转向土地营育的生产方式，并利用生态系统方法来解决虫害问题，为作物生产可持续集约化提供坚实的基础。这也正是粮农组织努力的方向。
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