1840年李比希著的《有機化學在農業和生理學上的作用》中,科學地論證了土壤的肥力問題,這在科學史上還是第一次。他的研究表明,除碳、氫、氧、氮之外,植物還需要硫、鉀、磷、鈣、鐵、錳、硅等許多元素。他把植物燃燒后剩下來的灰作了詳細分析,證明了他的論點。植物吸收所有上述各種元素的唯一源泉就是土壤。但是,為了使這種情況不會造成土壤逐步貧瘠,從而最終導致作物的產量下降,因而就必須施用人造肥料。李比希還確定,骨灰是給土壤提供磷素的最理想的來源,同時還提出,骨灰里所含的磷酸鈣由于它不溶于水,所以不能被植物吸收。為了獲得我們需要的效果,必須將骨粉用硫酸處理,以便使不溶性的磷酸鈣轉變為可溶性的酸式磷酸鈣。
1842年勞韋斯建立起第一個有骨粉和硫酸生產的過磷酸鈣工廠,這是化學肥料工業的開端。1843年,英國和法國先后用古代遺留下來的含有磷酸三鈣的糞化石代替骨粉生產過磷酸鈣肥料。1856年李比希提出,用硫酸處理其主要成分為磷酸三鈣的天然磷礦,使礦中的磷酸三鈣轉化為水溶性的磷酸一鈣。1884年,德國人荷耶爾曼考察了托馬斯煉鋼法所棄掉的爐渣,發現其中含有易為農作物吸收的磷成分。1889年全歐洲托馬斯磷肥總產量就達到70萬噸。隨著磷肥生產的發展,各種高濃度磷肥,如富過磷酸鈣、重過磷酸鈣、磷酸二鈣等,也相繼研究成功。
磷礦石的最大用途是在農業方面,因為磷是植物生產必不可少的元素之一,它是構成細胞核中核蛋白的重要物質。磷對于種子的成熟和根系的發育,起著重要的作用。在作物開花期間追施磷肥,往往能收到顯著的效果。一旦缺乏磷,作物根系便不發達、葉呈紫色,結實遲,而且果實小。要農作物生長得好,每年都應施用一定量的磷肥。