经过数年密集耕作后，就算再肥沃的土地也很难继续保持肥力，严重限制农产的品质；因此，当时农民每在一片田上耕种数年后，就被逼将其丢空一年或者栽种其他有助回复肥力的作物，令土地回复肥力以保持农产品质。这种耕种模式称为「轮耕制」。然而，在工业革命以后，德国着名化学家李比希在1840年发现了氮磷化合物乃植物生长之必须元素，而富含该等化合物的海鸟粪可用作制备化肥，施用后不但能够令土地即时回复肥力，还能连带大幅提升农产的产量及品质。此外，氮元素除用作制肥外亦是制造火药炸药的必需品，但在哈伯法出现之前氮元素的实用化合物亦只