1、增加土壤重金属和有毒元素 产生污染的重金属主要有Zn、Cu、Co和Cr。研究表明，无论是酸性土壤、微酸性土壤还是石灰性土壤，长期施用化肥还会造成土壤中重金属元素的富集。如长期施用硝酸铵、磷酸铵、复合肥，可使土壤中As的含量达50~60 mg/kg。
2、加剧土壤酸化 长期施用化肥加速土壤酸化。一方面与氮肥在土壤中的硝化作用产生硝酸盐的过程有关。首先是铵转变成亚硝酸盐，然后亚硝酸盐再转变成硝酸盐，形成H+，导致土壤酸化。另一方面，一些生理酸性肥料如磷酸钙、硫酸铵、氯化铵，在植物吸收肥料中的养分离子后，土壤中H+增多，许多耕地土壤的酸化与生理性肥料长期施用有关。同时，长期施用KCl，因作物选择吸收所造成的生理酸性的影响，能使缓冲性小的中性土壤逐渐变酸。
3、导致土壤养分失调 从土壤养分平衡和持续利用等方面着眼，可以清楚地看到化肥的高浓度化既带来了经济效益的提高又带来了新的问题，即大量高浓度肥料的使用，增加了作物产量，同时也加大了土壤中微量元素的耗竭。
4、破坏土壤结构 长期大量地使用氮肥特别是大量施用铵肥，铵离子进入土壤后在其硝化作用的过程中释放出氢离子，使土壤逐渐酸化。铵离子能够置换出土壤胶体微粒上起联结作用的钙离子，造成土壤颗粒分散，从而破坏了土壤团粒结构，致使土壤严重板结，最终丧失了农业耕种价值。
