เป็นเวลาหลายพันปีที่ทั้งยุโรปและเอเชียใช้ปุ๋ยคอกเป็นปุ๋ยหลัก หลังจากเข้าสู่ศตวรรษที่ 18 ประชากรโลกเติบโตขึ้นอย่างรวดเร็ว และการปฏิวัติอุตสาหกรรมที่ปะทุขึ้นในยุโรปได้ก่อให้เกิดการหลั่งไหลเข้ามาในเมืองใหญ่ของผู้คน ความตึงเครียดด้านการจัดหาอาหารทวีความรุนแรงขึ้น และกลายเป็นสาเหตุของความไม่สงบทางสังคม นักเคมีเริ่มทำการวิจัยทางวิทยาศาสตร์เกี่ยวกับโภชนาการของพืชผลในช่วงกลางศตวรรษที่ 18 ทฤษฎีโภชนาการพืชหลักสองทฤษฎีที่ได้รับความนิยมในช่วงต้นศตวรรษที่ 19 คือ"humus" ทฤษฎีและ"ความมีชีวิต" ทฤษฎี. อดีตเชื่อว่าคาร์บอนที่พืชต้องการไม่ได้มาจากคาร์บอนไดออกไซด์ในอากาศ แต่มาจากฮิวมัส ฝ่ายหลังเชื่อว่าพืชสามารถใช้พลังชีวิตที่เป็นเอกลักษณ์ของตัวเองเพื่อทำขี้เถ้าจากพืชได้ ในปี ค.ศ. 1840 นักเคมีชาวเยอรมันชื่อ Liebich ได้ตีพิมพ์หนังสือ"Application of Chemistry in Agriculture and Physiology" และสร้างทฤษฎีโภชนาการแร่ธาตุของพืชและทฤษฎีการคืนกลับ เขาเชื่อว่าแร่ธาตุเท่านั้นที่เป็นสารอาหารสำหรับพืชสีเขียว และสารอินทรีย์สามารถใช้เป็นสารอาหารเพียงอย่างเดียวเท่านั้น มีผลการบำรุงพืชเมื่อย่อยสลายและปล่อยแร่ธาตุ Liebig ยังชี้ให้เห็นว่าสารอาหารแร่ธาตุที่พืชผลดูดซับจากดินจะต้องกลับคืนสู่ดินในรูปของปุ๋ย มิฉะนั้น ดินจะแห้งแล้งมากขึ้น สิ่งนี้ขัดต่อหลักคำสอนของ"ฮิวมัส" และ"ความมีชีวิต" ทำให้เกิดการปฏิวัติในทฤษฎีทางการเกษตร และให้พื้นฐานทางทฤษฎีสำหรับการกำเนิดของปุ๋ยเคมี
