O ile związki chemiczne występujące w naturze w organizmach żywych nie wzbudzają naszego niepokoju (za wyjątkiem tych, które są toksyczne), o tyle wszystkie substancje syntetyczne traktujemy z dużą podejrzliwością. Jest to podejrzliwość uzasadniona, gdyż wszystkie substancje pochodzenia organicznego są z reguły łatwo degradowane przez mikroorganizmy. Inaczej jest z substancją syntetyczną, która nie ma swojej historii ekologicznej i nie istnieją gotowe procesy do ich rozkładu. Dlatego substancje syntetyczne mogą kumulować się w środowisku i zalegać w nim przez długie lata.

Syntetyczne związki chemiczne znalazły również zastosowanie w rolnictwie, zarówno w produkcji zwierzęcej, jak i roślinnej. W produkcji roślinnej wykorzystano je w postaci nawozów mineralnych, jak i środków ochrony roślin (herbicydów, pestycydów i środków stosowanym przeciwko roślinożercom). Zarówno jedna, jak i druga grupa jest niezmiernie ważna dla optymalizacji produkcji roślinnej; nawozy mineralne, głównie azot, jako środki plonotwórcze, a środki ochrony jako substancje zapewniające zdrowotność roślin uprawnych oraz ograniczające ich konkurentów. Spośród pozytywnych efektów stosowania środków ochrony roślin wymienić można wzrost plonowania roślin (straty spowodowane występowaniem patogenów i szkodników mogą osiągać 40 proc. plonu), wzrost bezpieczeństwa żywnościowego, poprawę jakości życia, jak również obniżenie nakładu pracy i nakładów energetycznych na produkcję roślinną. Po stronie negatywnych skutków ich stosowania należy wymienić szkodliwy wpływ na środowisko, bioróżnorodność  i możliwy negatywny wpływ na konsumentów, wskutek działania mutagennego. Jest również szereg kosztów wtórnych, takich jak konieczność monitorowania i oczyszczania zanieczyszczonych pestycydami gleb, wód i żywności, zatruć pestycydami pracowników wykonujących opryski, jak również negatywny wpływ na pożyteczne owady (np. pszczoły), ryby i ptaki. Pomimo tych negatywnych oddziaływań trudno wyobrazić sobie współczesne, przemysłowe rolnictwo bez stosowania środków ochrony roślin.

Jedną z prób rezygnacji ze stosowania substancji syntetycznych w rolnictwie jest uprawa ekologiczna. Jednak udział tego typu gospodarowania w krajach UE jest wciąż dość niski (około 4 proc. UR), pomimo że gospodarstwa ekologiczne przy niższych o 20-30 proc. plonach niż te uzyskiwane w gospodarstwach konwencjonalnych uzyskują zbliżone do nich dochody. Wynika to przede wszystkim z wyższych cen uzyskiwanych za ziemiopłody wytworzone w systemie ekologicznym. Zatem żywność wytworzona w tym systemie musi być droższa i różnicę tę pokrywa w znacznej części konsument. Nie wydaje się jednak, aby w najbliższej perspektywie rolnictwo ekologiczne było konkurencyjne w stosunku do rolnictwa konwencjonalnego. Dlatego bardziej racjonalnym jest sposób ograniczenia korzystania z syntetycznych chemikaliów poprzez stosowanie integrowanej produkcji roślinnej zgodnie z dyrektywą 1107/2009/EC. Dyrektywa ta nakłada na kraje członkowskie obowiązek wprowadzania rozwiązań w produkcji roślinnej obniżających ilość stosowanych chemicznych środków ochrony. Jak wykazują doświadczenia polowe, obniżenie zużycia środków ochrony roślin o 50 proc. powoduje straty w plonach na poziomie 5-10 proc. Jest to na obecnym etapie wiedzy poziom akceptowalny, nie powodujący drastycznych wzrostów cen produktów rolnych. Z chemii nie można zrezygnować, ale z pewnością trzeba jej produkty stosować w rolnictwie w sposób racjonalny. Sprzyjają temu między innymi zrównoważone nawożenie i integrowana ochrona roślin, a więc rozwiązania oferowane przez naukę.