土壤酸化：过量施用氮肥后，剩余的氮肥会转变成硝酸盐，后续流失的同时会带走土壤中的钙镁离子，导致土壤酸化。
无机氮存量损失：过量施用氮肥在引起酸化的同时会和无机碳发生中和反应，生成二氧化碳释放至大气中，最终导致无机碳大量损失。
一、土壤酸化
1、过量施用氮肥后，一般植物对于氮肥的利用率仅为30-50%，剩余的氮肥会在土壤中因硝化作用而转化成硝酸盐，后续当硝酸盐流失的同时会把土壤中大量的钙、镁等碱性盐基离子带走，进而导致土壤酸化。
2、据了解，在华北冬小麦-夏玉米轮作、华南水稻-小麦轮作等“一年两熟”种植体系中，大量施用氮肥每年所产生的酸量（20-30千摩尔/公顷）约占总产酸量的60%；而在蔬菜大棚等设施农业中，过量施用氮肥的年产酸量（约200千摩尔/公顷）占总产酸量的90%。
二、无机氮存量损失
1、过量施用氮肥，在引起土壤酸化的同时，还会与土壤中的无机碳（碳酸盐）发生中和反应，从而生成二氧化碳释放至大气中，最终造成无机碳损失。
2、据了解，1980年农田40cm土层内土壤无机氮存量为2.16Pg C（16.3 Mg C·ha-1），到2020年时损失了7％，农田40cm土层内土壤无机氮存量为0.15Pg C（16.3 Mg C·ha-1）。在这40年中，有700万公顷农田的碳酸盐消失。若继续按照常规模式进行施肥，预计至2100年左右，我国还会再损失37％的土壤无机氮存量，从而使3000万公顷耕地的碳酸盐消失。而与常规模式相比，若2020年后施氮量减少15-30％，将使碳酸盐溶解量减少18-41％。