Embora os fertilizantes sintéticos desempenhem sem dúvida um papel vital na agricultura moderna, o tema é mais complexo do que parece. Observam-se diferenças significativas na aplicação de fertilizantes em diferentes regiões geográficas, uma vez que a distribuição de fertilizantes entre pastagens, culturas alimentares e não alimentares varia significativamente. Portanto, correlacionar a produção de alimentos com a aplicação de fertilizantes entre regiões geográficas pode ser enganoso.
É também fundamental reconhecer que a produtividade da terra e as emissões resultantes da aplicação de fertilizantes dependem de numerosos factores, muitos dos quais não podem ser controlados pelos agricultores. Por exemplo, o rendimento depende das propriedades físicas e químicas do solo, das condições climáticas, das pragas das culturas e das doenças.
Embora os fertilizantes possam contribuir para aumentar o rendimento das culturas, a sua eficácia depende do caso de aplicação específico. Os solos necessitam de um equilíbrio muito cuidadoso: tanto a deficiência como o excesso de fertilizantes levam a uma diminuição do rendimento. Os agricultores calculam quais nutrientes e em que quantidades devem ser adicionados para eficiência económica utilizando uma função de resposta da cultura. Muitas vezes, os resultados indicam que as proporções de NPK exigidas não estão disponíveis no mercado, necessitando da aplicação de misturas personalizadas de nutrientes. Ficou provado na prática que uma abordagem abrangente à agricultura, que visa múltiplos factores simultaneamente, para além das taxas de aplicação de fertilizantes, é o caminho mais eficaz para aumentar os rendimentos e pode triplicar a resposta das culturas aos fertilizantes.
