1840年李比希著的《有机化学在农业和生理学上的作用》中，科学地论证了土壤的肥力问题，这在科学史上还是第一次。他的研究表明，除碳、氢、氧、氮之外，植物还需要硫、钾、磷、钙、铁、锰、硅等许多元素。他把植物燃烧后剩下来的灰作了详细分析，证明了他的论点。植物吸收所有上述各种元素的唯一源泉就是土壤。但是，为了使这种情况不会造成土壤逐步贫瘠，从而最终导致作物的产量下降，因而就必须施用人造肥料。李比希还确定，骨灰是给土壤提供磷素的最理想的来源，同时还提出，骨灰里所含的磷酸钙由于它不溶于水，所以不能被植物吸收。为了获得我们需要的效果，必须将骨粉用硫酸处理，以便使不溶性的磷酸钙转变为可溶性的酸式磷酸钙。

1842年劳韦斯建立起第一个有骨粉和硫酸生产的过磷酸钙工厂，这是化学肥料工业的开端。1843年，英国和法国先后用古代遗留下来的含有磷酸三钙的粪化石代替骨粉生产过磷酸钙肥料。1856年李比希提出，用硫酸处理其主要成分为磷酸三钙的天然磷矿，使矿中的磷酸三钙转化为水溶性的磷酸一钙。1884年，德国人荷耶尔曼考察了托马斯炼钢法所弃掉的炉渣，发现其中含有易为农作物吸收的磷成分。1889年全欧洲托马斯磷肥总产量就达到70万吨。随着磷肥生产的发展，各种高浓度磷肥，如富过磷酸钙、重过磷酸钙、磷酸二钙等，也相继研究成功。

磷矿石的最大用途是在农业方面，因为磷是植物生产必不可少的元素之一，它是构成细胞核中核蛋白的重要物质。磷对于种子的成熟和根系的发育，起着重要的作用。在作物开花期间追施磷肥，往往能收到显著的效果。一旦缺乏磷，作物根系便不发达、叶呈紫色，结实迟，而且果实小。要农作物生长得好，每年都应施用一定量的磷肥。