科学和技术的发展使人类的物质和文化生活水平不断提高。古代劳动人民就已知道人、畜粪尿和腐烂动、植物体可以肥田，朴素地感到植物要吸收某些东西才能生长。17和18世纪在欧洲出现了许多关于“植物生长要素”的见解，有人断定腐殖质是植物营养的源泉，由于化学和生物学等学科的发展，在19世纪初人们能够用定量方法来研究植物的代谢，于是是植物生理学得到了发展，对植物营养的研究使农业化学发展起来了。19世纪初、中叶成为现代农业科学的开创时期，对于有机质的分解过.植物的氮素养料是什么，硝酸盐在土壤中形成的原因等三个问题，不同学科的研究者犯朴常感兴趣。
人类在l7世纪就发现动、植物残体和排泄物在土壤中导致硝酸盐的形成，这也是当时获取炸药，硝酸盐的途径。李比西认为有机质的分解纯粹是缓慢的化学过程。巴斯德却提示微生物对机质分解所起的作用，他甚至认为硝化作用是细菌推动的。
关于植物是否能够同化大气氮素的问题是当时热烈讨沦的另一个主垃。布兴高(J.B Sousingauit)于1836年起连续进行了五年田间轮作试验，他的结论是豆科植物的氮素营养不同于禾本科植物，它们可以直接吸收氮气，这种观点遭到了李比西的张烈反对。布兴高为了用事实进行反驳，在1854—1855年于密闭容器中用灭菌砂载种植物，进行了严格的试验。但是他没有获得和田间试验相同的结果，只得承认他早先田间实验结果是错误的，他所以失败是因为当时尚不认识微生物的作用。
19世纪60年代，欧洲的一些农业科学工作者开始将今比西的植物矿质营养学说和巴斯德的发酵学说结合起来去研究和分析农业问题，认识到腐热的有机肥是细菌发酵作用的结果，并且认为土壤中存在无数微小生物。豆科植物上的根瘤也开始受到人们注意。有人仔细地检查过根瘤结构，发现了“弧状的”生物体，并将根瘤和植物营养联系起来。稍后，沃罗宁也发现豆科植物根瘤中含有微生物，认为根瘤是微生物入侵的结果，但是他没有把根瘤同豆科植物的氮素营养联系起来。这些研究者的发现已很接近于揭开豆科植物氮素营养之谜。这时许多人感到深入研究土壤中的微生物及其植物营养的关系非常必要。这预示着一个新的学科即将诞生。
