文章利用1983—2010年的数据,运用计量模型对湖南省粮食产量与化肥投入之间的关系进行实证检验,发现它们之间存在较强的正相关性;运用比较法计算化肥施用量与粮食增量之间的关系,发现化肥投入以年均3.12%的速度增长,是粮食增速的12倍;运用投入产出方法计算出单位面积粮食产出的化肥投入边际效益以年均3.58%的速度降低。同时,文章运用计量模型及借助能值分析理论首次测算湖南省粮食生产使用化肥投入的环境成本,并把它折算成货币价值,改变了长期以来人们习惯于计算粮食的直接生产成本而忽略粮食生产过程中的资源环境损失成本,同时弥补了环境成本货币价值计算的缺失。事实上,这一隐性成本的长期积累已通过环境污染逐渐显现出来,并反作用于湖南省的粮食生产。计算结果显示:粮食化肥施用的环境成本以年均7.13%的速度增长;化肥使用量每增加一个百分点,粮食产量增加0.139个百分点,化肥施用的环境成本增加1.57个百分点。最后,针对湖南粮食增产化肥投入的环境污染问题提出相应的对策建议:必须用法律手段确保耕地的数量和质量;建立国家农田污染防治的相关法律法规制度;倡导农业自身生态环境保护;发展替代性环保农业投入品;政府应在实施粮食财政补贴政策的同时实施环保农业财政补贴政策;把提高化肥利用率作为化肥施用研究的重点等。