施肥过量造成作物增产幅度降低的原理是：报酬递减定律。
从一定土地上所得的报酬，随着向该土地投入的劳动和资本量的增大而有所增加，但达到一定水平后，随着投入的单位劳动和资本量的增加，报酬却在逐渐减少。同样作物施用肥料也是一样，当超过适量时，作物的增产就呈递减趋势，当超过极限时，作物就不增产了甚至开始减产了。
施肥过量导致作物减产的原因还有一点不容忽视，那就是生理病害加重。
一方面，土壤污染造成的土壤盐化、碱化、酸化、砂化、板结等都能直接或间接导致作物产生生理病害，加重作物细菌性病害和病毒性病害的病状，从而造成作物减产。
另一方面，过量施肥易造成作物营养失调（或营养拮抗），从而导致作物生理性病害加重，减产几成定局。施肥过量造成的营养失调一是营养过剩，二是某种元素过量因颉颃作用导致其它元素的缺乏。比如：铵过量抑制钾和镁的吸收，即使土壤中不缺钾和镁，作物有时也表现出缺钾和缺镁症。磷过量，即植株P/Zn值≥400时，就会出现缺锌状。
作物常见生理病害有：伤根、烧苗；落花、落果；叶片失绿、畸形；叶尖叶缘枯焦；小叶丛生、簇生；植株矮小、柔弱；茎、蔓短细；生长点坏死；畸形果等等。
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