随着氮肥使用量的增加，水稻产量渐增，但增势减缓。至最高产量后，继续增加氮肥，其产量反而下降，肥料成本却增加，净收入减少。
同时，通过各种损失途径自农田进入环境的氮量迅速增加，对农业环境造成立体交叉污染。
报告在这里引入了张福锁的研究结果：根据对中国北方两个精细化农作区的研究，每亩地每年所使用的氮肥约为每公顷588公斤，其中约277公斤过剩氮素被释放到了环境中。同时，在不减少产量和降低质量的情况，可将氮肥使用量减少一半。
与温铁军大量引用其他研究结论不同，张福锁的研究成果以学术论文的形式发表。张福锁及其团队指出，由于中国大多实行两季轮作的复种耕作方式，只有不断在农田中补充氮素，才能保证粮食高产，中国粮食能够自给自足也有赖于此。但是自1981年至2008年，中国粮食年产量从3.25亿吨增长至5.29亿吨，增长约六成;氮肥消费量却从1118万吨增加到3292万吨，增长了近2倍。
持类似观点的文章其实曾在2009年2月发表在美国《国家科学院院刊》上。该团队的另一核心成员、中国农业大学环境与资源学院教授巨晓棠告诉本刊记者，这直接导致中国90%的农用土壤发生不同程度的酸化现象。目前，农民单季每公顷的氮肥投入在300公斤左右，其中100至180公斤左右的氮素流失。
巨晓棠强调说，这一研究结果来自他们过去15年间主持的多个重要课题。包括国家自然科学基金重大项目“主要农田生态系统氮素行为与氮肥高效利用的基础研究”，与中科院南京土壤研究所合作的“华北小麦—玉米轮作和太湖地区水稻—小麦轮作体系”等。
《氮肥的真实成本》则总结说，多余的氮素造成水体污染、温室气体排放、重金属污染，同时消耗了巨大的能源，从而加剧了温室气体排放和污染。这都将影响中国的粮食安全。
