Η υψηλότερη παραγωγικότητα επιτυγχάνεται εν μέρει χάρη στην αυξημένη χρήση συνθετικών χημικών ουσιών, όπως λιπασμάτων και φυτοφαρμάκων.
Σε όλη την ιστορία, οι αγρότες έχουν χρησιμοποιήσει κοπριά ή μέταλλα για να γονιμοποιήσουν το έδαφος και να αυξήσουν την παραγωγικότητα. Τα λιπάσματα λειτουργούν προσθέτοντας θρεπτικά συστατικά στο έδαφος, τα οποία είναι απαραίτητα για την ανάπτυξη των φυτών.
Τα συνθετικά λιπάσματα εφευρέθηκαν στις αρχές της δεκαετίας του 1900 και κυκλοφόρησαν ευρέως στην αγορά από τη δεκαετία του 1950 για να λύσουν το πρόβλημα της «εξάντλησης του αζώτου στο έδαφος» και έτσι να αυξήσουν την παραγωγικότητα. Τα συνθετικά λιπάσματα περιέχουν κυρίως άζωτο, φώσφορο και κάλιο, ακολουθούμενα σε μικρότερο βαθμό από άλλα στοιχεία όπως ασβέστιο, μαγνήσιο, θείο, χαλκό και σίδηρο. Η γεωργία βασίζεται επίσης σε φυτοπροστατευτικά προϊόντα – ένα ευρύ φάσμα κυρίως χημικών ουσιών που αποσκοπούν στην εξάλειψη ανεπιθύμητων ζιζανίων, εντόμων και μυκήτων που βλάπτουν τα φυτά και περιορίζουν την ανάπτυξη των φυτών.
Αφενός, τα συνθετικά λιπάσματα και τα παρασιτοκτόνα εξασφάλισαν μεγαλύτερη ποσότητα συγκομιδών από ένα συγκεκριμένο τομέα, επιτρέποντας την τροφοδοσία των αυξανόμενων πληθυσμών τόσο στην Ευρώπη όσο και στον κόσμο. Η αύξηση της παραγωγής έχει επίσης καταστήσει τα τρόφιμα πιο προσιτά.
Από την άλλη πλευρά, δεν λαμβάνεται όλο το χρησιμοποιούμενο άζωτο από τα φυτά. Η υπερβολική χρήση συνθετικών χημικών ουσιών μπορεί να μολύνει τη γη, τα ποτάμια, τις λίμνες και τα υπόγεια ύδατα σε μια ευρύτερη περιοχή και μάλιστα εισέρχεται στην ατμόσφαιρα ως οξείδιο του αζώτου – ένα από τα κύρια αέρια θερμοκηπίου μετά το διοξείδιο του άνθρακα και το μεθάνιο. Ορισμένα φυτοφάρμακα βλάπτουν επικονιαστές, συμπεριλαμβανομένων των μελισσών. Χωρίς επικονιαστές, απλά δεν μπορούμε να παράγουμε αρκετό φαγητό.
Οι ευρωπαϊκές χώρες παράγουν σημαντικά περισσότερα κρέατα από ό, τι στη δεκαετία του 1960. Και το κρέας, ειδικότερα το βόειο κρέας, απαιτεί πολύ περισσότερη γη και νερό από τα φυτικά προϊόντα. Ταυτόχρονα, η εκτροφή βοοειδών παράγει μεθάνιο και οξείδιο του αζώτου, και τα δύο πολύ ισχυρά αέρια θερμοκηπίου. Το ζωικό κεφάλαιο υπολογίζεται ότι συνεισφέρει σε περισσότερο από το 10% των συνολικών εκπομπών αερίων του θερμοκηπίου.
