Có lẽ tác hại dễ thấy nhất của cách mạng xanh mà lâu nay các nhà nghiên cứu trên thế giới, nhất là từ giới nghiên cứu Âu - Mỹ đã nói nhiều, đó là tác hại làm môi trường tự nhiên bị suy kiệt, phá hoại từ đó góp phần cùng với các nhân tố khác dẫn đến sự biến đổi khí hậu theo hướng bất lợi cho cuộc sống con người. Hiện tượng này diễn ra trên nhiều lĩnh vực khác nhau.
- Trước nhất, do nhu cầu lương thực nên diện tích canh tác được mở rộng, nhiều nơi rừng bị chặt phá để lấy đất trồng lương thực, nhất là việc sử dụng vô hạn các loại phân bón vô cơ, thuốc trừ sâu đã làm đất đai bị bị bào mòn, vô cơ hóa, độ phì bị suy giảm, tính đa dạng sinh học của đất trồng trọt bị suy kiệt. Đây là cuộc chạy đua không có hồi kết thúc, một vòng luẩn quẩn không có lối ra: càng đẩy mạnh trồng trọt, tăng vụ, đầu tư phân bón nhiều để tăng năng suất thì càng làm đất đai suy kiệt, càng phải đầu tư vào đất phân và thuốc trừ sâu với mức độ cao hơn và do vậy sự thoái hóa của đất càng nhanh hơn. Nhiều nơi trên thế giới sau một thời kỳ canh tác, đất bị thoái hóa, bạc mầu, sa mạc hóa, không thể gieo trồng được nữa. Người ta càng tăng tốc độ phá rừng để lấy đất canh tác, rừng trên hành tinh bị thu hẹp, càng ảnh hưởng trực tiếp tới biến đổi khí hậu. Thí dụ, ở Ấn Độ tốc độ cách mạng xanh đẩy mạnh thì diện tích đất đai bị sa mạc hóa cũng tăng rất nhanh. Đấy là chưa kể, cùng với quá trình công nghiệp hóa, nhiều đất đai nông nghiệp bị thu hẹp lại phục vụ cho mở rộng các chương trình sản xuất công nghiệp, cho mở mang phát triển đô thị, du lịch, phục vụ đời sống thị dân.
- Nền nông nghiệp truyền thống, về cơ bản, dựa trên hệ canh tác tự túc, tức là sau quá trình canh tác, thông qua các kỹ thuật luân canh, hưu canh, xen canh và gối canh, đất đai tự hồi phục, không hoặc ít cần sự đầu tư, bổ sung từ bên ngoài(5), nay nền nông nghiệp chuyển hẳn sang hệ canh tác bổ sung - bổ sung phân bón và các loại thuốc bảo vệ thực vật, nên đã phá vỡ cấu trúc tự nhiên của đất canh tác, làm suy giảm độ màu, mùn và sự thông thoáng của đất. Đấy là chưa kể tới việc do đưa vào quá nhiều phân bón vô cơ, thuốc bảo vệ thực vật đã tiêu diệt hệ vi khuẩn có lợi cho cây trồng, phá vỡ hệ canh tác đa canh, luân canh, xen canh, gối canh.
Nông học hiện đại chứng minh rằng, việc trồng trọt độc canh sẽ dẫn tới làm nghèo độ phì của đất, giảm năng xuất cây trồng, không thể thực hiện được hệ canh tác xen canh giữa các loại cây trồng, giữa cây trồng và vật nuôi. Thí dụ, vào các thập kỷ 60 - 70 trở về trước, người Thái, Tày, Mường ở Việt Nam thường kết hợp trồng lúa và nuôi cá ruộng, nay do tăng vụ, dùng phân hóa học, đặc biệt là thuốc trừ sâu đã phá vỡ sinh thái đồng ruộng, không thể nuôi cá kết hợp với trồng lúa nữa. Đấy là chưa kể cả hệ thống sông suối cũng bị ảnh hưởng, làm suy giảm đáng kể các loài thủy sản, làm mất đi một nguồn đạm thủy sản vẫn thường phục vụ cho bữa ăn hằng ngày của nông dân.
2 - Việc áp dụng các biện pháp kỹ thuật mới trong canh tác nông nghiệp, nhất là kỹ thuật dùng phân hóa học và các loại thuốc trừ sâu, việc đưa các giống mới vào trồng trọt và cùng với nó là các biện pháp kỹ thuật đi kèm, thực sự đã đưa đến việc phá vỡ hệ thống tri thức bản địa lâu đời của người nông dân, vốn được tích lũy qua bao thế hệ về môi trường, khí hậu, đất đai canh tác, cùng với nó là các biện pháp kỹ thuật trong trồng trọt, trong lựa chọn tập đoàn cây trồng, phòng trừ sâu bệnh, trong thu hoạch lúa và hoa mầu và việc bảo quản sau thu hoạch...Tất nhiên, khi áp dụng các giống cây trồng mới nhập ngoại thì tri thức bản địa về cây trồng và kỹ thuật trồng trọt cũng bị thay đổi theo. Sự mất mát và đứt gãy đó là quá lớn dẫn đến sự học hỏi và trao truyền kiến thức địa phương bị đứt đoạn, trong khi người bản xứ lại chưa kịp tiếp thu các kỹ thuật mới. Cách học hỏi và trao truyền kiến thức về nông học bây giờ cũng ít nhiều thay đổi theo cách huấn luyện những người trẻ tuổi, cách trao truyền thế hệ thông qua thực hành trong môi trường gia đình cũng bắt đầu suy giảm, khiến ở một số nơi, như ở nông thôn Việt Nam từ chỗ người ta định giá trị "Lão nông tri điền" thì nay thành "Lão nông bất tri điền".
Không những kho vốn tri thức bản địa về nông học bị phá vỡ, mai một, mà cả một kho tàng nguồn gen các tập đoàn cây trồng, vật nuôi bản địa cũng bị mất. Như chúng ta đều biết, ở mỗi tộc người hay địa phương, việc lựa chọn giống cây trồng thích hợp là quá trình kéo dài hằng nghìn năm, từng loại phù hợp với các chất đất, khí hậu, thổ ngơi, vừa cho năng suất ổn định vừa tạo chất lượng tốt nhất. Khi trồng các loại cây trồng này, người địa phương tính toán đến các kỹ thuật chăm sóc sao cho hạn chế đầu tư, các biện pháp kỹ thuật đơn giản, ít dùng các loại phân bón, thuốc trừ sâu làm tổn hại đến đất và môi trường. Sản phẩm cây trồng vừa ngon vừa bảo đảm chất lượng. Thí dụ, ở Việt Nam, các loại lúa nổi tiếng, như nếp cái hoa vàng, tám thơm, gạo dự... nổi tiếng thơm ngon, các giống vật nuôi như gà ri, lợn ỉ rất ngon thịt, tuy năng suất có bị hạn chế.
Đối với những cư dân canh tác nương rẫy, tập đoàn các giống lúa, hoa mầu rất phong phú, tính ra tới hàng mấy chục loại, mỗi năm gia đình gieo trồng tới 5 - 6 loại khác nhau phù hợp với từng mảnh đất trên sườn núi hay dưới chân núi thấp, nắng nhiều, chịu gió hay có độ che phủ, nơi khuất gió, thời gian canh tác dài hay ngắn...Nay với giống lúa mới, thường đồng loạt, ít có sự lựa chọn. Người ta tính toán rằng, với các giống cây trồng, vật nuôi bản địa, thường thì chất lượng dinh dưỡng tốt, hợp khẩu vị, nhưng đầu tư phân bón và kỹ thuật thấp, ít tổn hại tới môi trường, còn các giống cây trồng và vật nuôi mới ngoại nhập trong cách mạng xanh thì thường có năng suất cao, đòi hỏi đầu từ kỹ thuật lớn, ảnh hưởng có hại với môi trường. Do vậy, nhiều nơi ở Việt nam, sau một thời gian du nhập giống cây trồng và vật nuôi mới, người nông dân lại quay trở lại các giống cây trồng và vật nuôi cũ. Rất tiếc, lúc đó, nhiều giống cây trồng và vật nuôi truyền thống đã bị mất hay bị lai giống, không còn nguyên gốc như xưa kia nữa.
3 - Cách mạng xanh là cuộc cách mạng dựa trên nền tảng giống cây trồng, vật nuôi và các biện pháp kỹ thuật chủ yếu xuất phát từ bên ngoài, từ các thành tựu khoa học - kỹ thuật, nó là một nền nông nghiệp "mở". Do vậy, một mặt, nó phá vỡ tính khép kín cộng đồng địa phương, đưa người nông dân đến với thị trường; mặt khác, với bên ngoài, làm suy yếu sự liên kết, nguồn lực nội bộ, buộc người nông dân phụ thuộc nhiều hơn vào các công ty cung cấp giống, phân hóa học và thuốc trừ sâu. Sự thay đổi xã hội trên của người nông dân vừa thể hiện mặt tích cực, song cũng tỏ rõ mặt tiêu cực.
Người nông dân trong cuộc cách mạng xanh, ở những mức độ khác nhau dần trở thành một khâu của nền kinh tế sản xuất hàng hóa, trong đó, đầu vào như giống, kỹ thuật, vật tư sản xuất cũng như những nông sản đầu ra đều ít nhiều trở thành một thứ hàng hóa, đó là quy luật tất yếu của quá trình công nghiệp hóa nông nghiệp. Tuy nhiên, ở đây một nghịch lý diễn ra mà thực tế mấy thập kỷ qua đã chứng minh rằng, cuộc cách mạng xanh càng đẩy mạnh và đi vào chiều sâu thì người nông dân càng bị buộc chặt vào thị trường, mà ở đó các công ty quốc gia, xuyên quốc gia cung cấp giống cây trồng, vật nuôi, cung cấp vật tư phân bón, thuốc bảo vệ thực vật...giữ vai trò lũng đoạn chủ yếu. Nói cách khác, càng sản xuất thì người nông dân càng bị phụ thuộc, năng suất cao nhưng lợi nhuận chảy vào túi các công ty tư bản hơn là vào túi người nông dân và như vậy, về phương diện nào đó người nông dân, nhất là nông dân ở thế giới thứ ba càng bị bóc lột nhiều hơn.
Cách mạng xanh với tư cách là quá trình công nghiệp hóa trong nông nghiệp, thị trường hóa đã thực sự tác động đến xã hội nông thôn và nông dân. Như ở phần trên chúng tôi đã nhấn mạnh đến sự nghèo nàn và mai một tri thức nông nghiệp truyền thống, cùng với nó là các kết cấu xã hội tương ứng, niềm tin và mối liên kết xã hội, để từ đó hình thành nên một kết cấu xã hội, liên kết xã hội mới tương ứng với sự thay đổi căn bản dựa trên cuộc cách mạng kỹ thuật nông nghiệp. Điều đó cũng đồng nghĩa với sự mất đi nguồn vốn xã hội (social capital) truyền thống để hình thành những nguồn vốn xã hội mới. Trong tình huống giao thời như vậy, tính cố kết cộng đồng bị rạn nứt, vai trò giới, mà ở đây là người phụ nữ vẫn thường đóng vai trò lớn trong hệ thống nông nghiệp truyền thống cũng bị ảnh hưởng.
4 - Cách mạng xanh không chỉ tác động đến xã hội nông thôn, mà còn tác động đến sức khỏe con người không kể họ ở nông thôn hay đô thị. Không thể phủ nhận một số giống cây trồng, vật nuôi được lai tạo vừa có năng suất cao, vừa có hàm lượng dinh dưỡng bảo đảm, tuy nhiên, nhìn chung, do nông nghiệp hiện đại bị phụ thuộc nhiều vào việc dùng phân bón, thuốc bảo vệ và bảo quản thực phẩm, nên đã ảnh hưởng đến chất lượng lương thực, thực phẩm, thậm chí trong chúng còn hàm chứa nhiều độc tố do khiếm khuyết về kỹ thuật và sự thiếu trách nhiệm của con người, từ đây đặt ra vấn đề an toàn lương thực, thực phẩm, hiện tượng lương thực, thực phẩm "bẩn" đã và đang trở thành mối lo ngại lớn nhất của con người hiện nay. Tình trạng càng nguy hiểm hơn khi mà các nguồn lương thực thực phẩm "bẩn" đã xuất hiện ở mọi nơi, vượt ra ngoài tầm kiểm soát của xã hội, để lại những hậu quả nghiêm trọng về sức khỏe cũng như sự tốn kém tiền của để khắc phục tình trạng này.
Vấn đề thực phẩm biến đổi gen cũng là một kết quả của cách mạng xanh hiện đang gây ra những thảo luận chưa có hồi kết về phương diện khoa học, xem loại thực phẩm này có lợi hay để lại tác hại cho sức khỏe con người, từ đây cũng đặt ra vấn đề xuất khẩu mậu dịch loại thực phẩm này. Đi đầu trong lĩnh vực thực phẩm biến đổi gen là nước Mỹ, sau đó là Ác-hen-ti-na, Ấn Độ, Trung Quốc với tổng diện tích khoảng 114 triệu ha, mức tăng trưởng hằng năm là 12%. Đây cũng là cuộc đấu tranh giữa Mỹ và Liên minh châu Âu về cho phép nhập khẩu khoai tây và ngô biến đổi gen của Mỹ vào thị trường EU.
Bên cạnh những thành công rõ rệt như tăng năng suất cây trồng, vật nuôi, cứu nhiều khu vực, quốc gia trên thế giới thoát khỏi nạn đói thì cách mạng xanh cũng để lại những hệ lụy không nhỏ cho xã hội loài người. Hệ luỵ đó thể hiện trên hai phương diện, đó là tác động theo chiều hướng xấu đến môi trường, góp phần vào sự biến đổi khí hậu trái đất và ảnh hưởng tới xã hội và sức khỏe con người. Đó cũng là hai phương diện khủng khoảng của nền văn minh nhân loại cuối thế kỷ XX đầu thế kỷ XXI, nó trực tiếp đe dọa sự tồn tại, phát triển, thậm chí là sự hủy diệt của nền văn minh này.