20 век ознаменовался интенсификацией земледелия. Применение минеральных удобрений в пересчете на 100%-ное действующее вещество увеличилось с 1 млн. т в начале прошлого века до 150 млн. т в конце его. Это привело к тому, что уже в 30-х года в странах Западных Европы урожайность зерновых выросла до 30 ц/га.
Основоположник агрохимической науки в России академик Д.Н. Прянишников отмечал, что странам Западной Европы потребовалось 100 лет для того, чтобы с помощью плодосмены и улучшенной обработки почвы увеличить урожайность с 7 до 16 ц/га и только 25 лет для увеличения урожайности с 16 ц до 30ц/га благодаря применению удобрений. В России наибольшие капитальные вложения в производство и применение удобрений были сделаны в 70-80-х годах ХХ в. при благоприятной экономической ситуации в стране.
С 1973 г. бывш. Советский Союз вышел на первое место в мире по производству удобрений, а с 1975 г. на его долю приходилось 20% удобрений их мирового выпуска. Применение минеральных удобрений на 1 га пашни возросло с 28 кг в 1965 г. до 118 кг в 1988 г. Это позволило увеличить урожайность с 12 ц до 18 ц/га.
В России на 1 га пашни в 1990 г. применяли 99 кг NPK. Однако окупаемость NPK была низкой и составляла 5 кг зерна по сравнению в 10 кг среднеевропейского уровня. Это связано с менее благоприятными климатическими условиями возделывания культур в России: меньшим количеством тепла, переувлажнением почв в северных районах и засухой в южных, низким уровнем естественного плодородия почв, не прошедших 100-летнего окультуривания плодосменом, как это было в странах Западной Европы. В последнее десятилетие ХХ в., ознаменовавшееся экономическим кризисом в России, производство минеральных удобрений уменьшилось до 9098 тыс.т, из которых 6722 тыс.т было экспортировано. За этот период применения минеральных удобрений в внутри страны уменьшилось до 1850 тыс. т и резко пошло на убыль их внесение на 1 га пашни. Это привело к снижению урожая зерновых с 18 до 11,6ц/га В практике сельскохозяйственного производства более сбалансированное питание растений достигается путем применения удобрений, известкования и гипсования почвы. При отсутствии органических и минеральных удобрений, известковых материалов или недостаточном их внесении почвы деградируют, что приводит к снижению урожая. Весь опыт мирового земледелия убедительно показывает, что уровень урожайности тесно связан с количеством применяемых удобрений. По подсчетам специалистов, на 50% рост урожайности определяется применением удобрений и около 50% приходится на другие приемы: агротехнику, сорта, мелиорацию и т.п. Благодаря рациональной системе удобрений можно решить следующие основные задачи: рост урожайности сельскохозяйственных культур и управление их качеством, сохранение или повышение плодородия почв, охрана окружающей среды от загрязнения, определение потребности в удобрениях на перспективу.