1、增加土壤重金屬和有毒元素 產生污染的重金屬主要有Zn、Cu、Co和Cr。研究表明，無論是酸性土壤、微酸性土壤還是石灰性土壤，長期施用化肥還會造成土壤中重金屬元素的富集。如長期施用硝酸銨、磷酸銨、復合肥，可使土壤中As的含量達50~60 mg/kg。
2、加劇土壤酸化 長期施用化肥加速土壤酸化。一方面與氮肥在土壤中的硝化作用產生硝酸鹽的過程有關。首先是銨轉變成亞硝酸鹽，然后亞硝酸鹽再轉變成硝酸鹽，形成H+，導致土壤酸化。另一方面，一些生理酸性肥料如磷酸鈣、硫酸銨、氯化銨，在植物吸收肥料中的養分離子后，土壤中H+增多，許多耕地土壤的酸化與生理性肥料長期施用有關。同時，長期施用KCl，因作物選擇吸收所造成的生理酸性的影響，能使緩沖性小的中性土壤逐漸變酸。
3、導致土壤養分失調 從土壤養分平衡和持續利用等方面著眼，可以清楚地看到化肥的高濃度化既帶來了經濟效益的提高又帶來了新的問題，即大量高濃度肥料的使用，增加了作物產量，同時也加大了土壤中微量元素的耗竭。
4、破壞土壤結構 長期大量地使用氮肥特別是大量施用銨肥，銨離子進入土壤后在其硝化作用的過程中釋放出氫離子，使土壤逐漸酸化。銨離子能夠置換出土壤膠體微粒上起聯結作用的鈣離子，造成土壤顆粒分散，從而破壞了土壤團粒結構，致使土壤嚴重板結，最終喪失了農業耕種價值。
