北方旱地农业受制于降水不足和灌溉水源短缺。而地力不足又使有限降水的有效性和转化效率降低，成为旱地土壤培肥与作物施肥技术直接的原因。
（一）肥料被用作燃料
农村燃料紧缺，大量的农作物秸秆用作生活燃料。在一些燃料奇缺的地区，甚至连同牛、羊、马粪也作为燃料使用。甘肃省定西地区，仅农作物秸秆和畜粪两项燃料，每年使750万千克氮素逸失于大气之中，作为土壤肥力基础的有机质每年投放量也减少1125千克／公顷。
（二）严重的水土流失，使大量的营养物质流失
黄土高原径流和泥沙流失的养分数量是惊人的，三门峡黄河年平均输沙量高达16亿吨。据测定，陕北黄土高原丘陵沟壑区平均每年土壤侵蚀模数都在每平方公里1万吨以上，其中大理河、延河、洛河上游为1万～2万吨，窟野河下游则超过了3万吨，侵蚀程度在全世界亦属罕见。据测算，黄土高原每年因水土流失而损耗的土壤氮、磷、钾肥约3800万吨，大致相当于我国1983年全国化肥生产量的2.7倍，从而使大量耕地的土壤长期处于黄土母质状态。同时，风蚀也使北方旱区大量的农田土壤连同夹带的有机质和矿质营养形成大气悬浮尘埃，逸散远方。
（三）营养物质添加量少，远不能满足农田的需要
传统的氮素投入方式——生物固氮，随着豆类作物播种面积的退缩受到极大影响。据陕、甘、宁、青不完全统计，20世纪70年代较50年代豆类作物播种面积减少近21.3万公顷，与此相应地生物氮素减少约800万千克。由于受畜牧业规模限制，目前旱区农田施用有机肥的面积只占播种面积的1/3左右，每公顷施用量也只有15000～22500千克。平均每公顷的化肥施用量也仅为15-60千克，贫困山区则更少。
（四）过度开垦，广种薄收
一些旱作农区用养失调，粪肥投入量少，导致地力衰竭。当地力下降到不足以维持最低产量时，只得弃耕轮荒，另行扩垦。沿用“不种百垧难打百石”的广种薄收传统习惯。扩垦使牧地、草地退缩，畜牧业受到严重威胁，有机肥的来源也更紧缺。
