A população global deve chegar a 10 bilhões de pessoas nos próximos 30 anos. De acordo com a Organização das Nações Unidas para Agricultura e Alimentação serão necessários 52 milhões de toneladas adicionais de fertilizantes nitrogenados e 165 milhões ha de novas terras agrícolas para atender a demanda de alimentos, rações, fibras e biocombustíveis até 2050. Essas variações correspondem a um aumento de 50% no uso de fertilizantes e 6% nas terras agrícolas, em comparação com 2012.
A necessidade simultânea de mais fertilizantes e terra é explicada não apenas pelas diferenças regionais quanto à dotação de fatores de produção, tecnologia e desigualdades de renda e posse da terra. Ineficiências e gastos incorretos nos processos de fornecimento são responsáveis por perdas significativas de recursos. As perdas de produção pós-colheita foram estimadas em 1,3 bilhão de toneladas por ano. Além disso, 17 trilhões de toneladas de solo superficial são perdidas todos os anos em todo o mundo, resultando em custos econômicos de até US$ 8 bilhões. A erosão leva ao abandono e degradação da terra. Globalmente, 1 bilhão de hectares de terras aráveis são abandonados ou degradados.
A gestão agrícola ineficiente e a crescente demanda por alimentos promoveram uma expansão setorial padrão, com impactos ambientais severos. A expansão agrícola é reconhecida como um impulsionador do desmatamento em regiões tropicais ao redor do mundo. Brasil, Indonésia, República do Congo, Colômbia, Laos e Moçambique perderam 50 milhões de ha de florestas desde 2001. Além das perdas de biodiversidade e impactos socioeconômicos sobre a população local, o desmatamento resulta na depreciação dos serviços ecossistêmicos necessários para a agricultura. Estabilidade climática, fertilidade do solo, disponibilidade e qualidade da água, polinização e controle biológico de pragas são condições essenciais para garantir produtividade agrícola.
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