Nhu cầu lương thực ngày càng tăng là do áp lực của sự gia tăng dân số và lúa gạo là nguồn lương thực chủ yếu trong khẩu phần dinh dưỡng cho hơn 40% dân số thế giới. Trong năm 2014, sản lượng lúa trên thế giới đạt 741 triệu tấn (FAO, 2015). Năng suất cũng như sản lượng lúa tùy thuộc vào khí hậu, loại đất, độ ẩm và nguồn dinh dưỡng. Cây lúa cần nhiều chất dinh dưỡng khác nhau, chủ yếu là đạm, lân và kali để tăng trưởng, phát triển tốt và cho năng suất cao. Vì vậy, để đáp ứng nhu cầu dinh dưỡng cho cây lúa, nông dân phải sử dụng một lượng lớn phân bón hóa học, chủ yếu là phân đạm, lân và kali. Ở Việt Nam, tổng diện tích đất trồng lúa của cả nước trong năm 2014 khoảng 7,8 triệu ha trong đó diện tích trồng lúa tỉnh Phú Yên đạt được 57.021 ha và cần khoảng 10 triệu tấn phân bón các loại (Cục Trồng trọt, 2014), tuy nhiên hiệu suất sử dụng phân bón chỉ khoảng 35 – 40%, còn lại 60 – 65% lượng phân bón bị mất đi.