Mit neuen Erkenntnissen zu höheren Erträgen
Die Neuzeit brachte viele neue Erkenntnisse in der Chemie und Physik (Frag die Erbse). Diese wirkten sich nicht nur in der Pflanzenforschung aus, sondern betrafen auch die praktische Landwirtschaft. So begründeten Julius Kühn und Anton de Bary im 19. Jahrhundert die Lehre von den pflanzlichen Krankheitserregern (Phytopathologie), nachdem die Entwicklung des Mikroskops die Untersuchung von erkrankten Zellen und Geweben ermöglichte.
Unter den Wissenschaftlern des 18. und 19. Jahrhunderts, die wichtige Impulse für die Landwirtschaft gaben, ist Albrecht Thaer hervorzuheben, der Anfang des 19. Jahrhunderts eine auf Theorien und Experimenten basierende Agrarwissenschaft entwickelte. Er trat u.a. dafür ein, die Felder im dritten Jahr der Anbaurotation nicht brach liegen zu lassen, sondern Hackfrüchte wie Kartoffeln, Hülsenfrüchte oder Futterpflanzen anzubauen. Dadurch konnten die Viehbestände erhöht werden, was nicht nur die Versorgung mit tierischen Produkten verbesserte, sondern auch die Menge an Mist erhöhte, der zur Düngung genutzt werden konnte.
Hermann Hellriegel und Hermann Wilfarth fanden Mitte des 19. Jahrhunderts heraus, warum sich der Anbau von Hülsenfrüchten und Futter leguminosen positiv auf die Stickstoffversorgung des Ackers auswirkt. Der Grund dafür sind bestimmte Bakterien, die mit den Leguminosen eine Lebensgemeinschaft (Symbiose) eingehen. Die Bakterien nehmen Stickstoff aus der Luft auf und überführen ihn in eine pflanzenverfügbare Form, die Pflanze versorgt im Gegenzug die Bakterien mit der für diesen Prozess notwendigen Energie. Am Ende der Vegetationsperiode verbleibt pflanzen verfüg barer Stickstoff auf dem Acker, der von der Folgekultur genutzt werden kann.
Johann Heinrich von Thünen begründete die landwirtschaftliche Betriebslehre, die es dem Landwirt ermöglicht, auf der Basis von Gewinn und Verlustrechnungen die richtigen Entscheidungen zu treffen.
Die Grundlagen für eine gezielte Düngung legten Carl Sprengel und Justus von Liebig. Carl Sprengel konnte nachweisen, dass die düngende Wirkung des Humus auf die in ihm enthaltenen Nährstoffe zurückzuführen ist und formulierte das „Gesetz vom Minimum“.
Liebigs Ziel war es, die verheerenden Hungersnöte der Vergangenheit zukünftig zu verhindern. Er vertiefte in seinem 1840 verfassten Werk zur Agrikulturchemie das Gesetz vom Minimum und propagierte die Mineraldüngung und ihre Bedeutung für Qualität und Ertrag der Pflanzen. Auf der Grundlage seiner Arbeiten wurde seit 1855 Phosphatdünger (Superphosphat) in Deutschland her gestellt. Zur Verbesserung der Stickstoffversorgung wurden Salpeter aus Chile und Guano aus Peru importiert. Erst seit Anfang des 20. Jahrhunderts kann mittels des Haber-Bosch-Verfahrens Luftstickstoff zur Düngerherstellung genutzt werden.
Pilzinfektionen der Pflanzen wurden ab Mitte des 18. Jahrhunderts mit Metallsalzen oder organischen Quecksilberverbindungen bekämpft. Auch den Unkräutern wurde versucht, mit chemischen Mitteln zu Leibe zu rücken. Der Anbau neuer Kulturen mit hohem Nährwert (z.B. der Kartoffel), verbesserte Kenntnisse über den Zusammenhang zwischen Boden, Pflanze und ihrer Ernährung, Verbesserungen und Einführung neuer Techniken und Geräte sowie die Kultivierung von „Ödland“ führten zu höheren Erträgen. So konnten die Erträge zwischen 1800 und 1900 verdoppelt werden – bei Weizen von 10 auf 20, bei Roggen von 9 auf 18 und bei Hafer sogar von 7 auf 18 Doppelzentner oder Dezitonnen (1 dz oder 1dt = 100 kg). Der Rinderbestand verdoppelte sich ebenso wie die Milchleistung der Kühe.