窒素系肥料のごく一部しか植物物質に変換されない。残りは土壌に蓄積されるか、流出として失われる。硝酸塩の高い水溶性と組み合わせた窒素含有肥料の高施用率は、地表水への流出と地下水への浸出を増加させ、それによって地下水汚染を引き起こす。窒素含有肥料（合成または天然を問わず）の過剰な使用は特に有害であり、植物に吸収されない窒素の多くが容易に浸出する硝酸塩に変換されるためである。