19世纪中期德国化学家李比希进行了系统的农业化学基础研究，他首先提出了合理施肥的思想。
李比希提出了“养分归还论”，指出为了使作物增产，就应该向土壤施加灰分（即矿质肥料）以养地；又提出“最小养分律”，指出作物的生长发育需要各种养分，但决定产量的是土壤中相对含量最少的那个养分因素。无视这个限制因素的存在，即使继续增加其他营养成分也无用，甚至还有负面影响。这就揭示了合理施肥的思想。一百多年来的实践证明，李比希提出的农业化学理论是正确的。