Justus von Liebig, au milieu du 19e siècle a établi que la quantité d'azote dans le sol contrôle le taux de croissance des plantes. Liebig a imaginé un nouveau type d'agriculture: l'agriculture comme une branche de la chimie et de la physique. Le sol n'était qu'une base avec les attributs physiques nécessaires pour s'enraciner.Pendant la Première Guerre mondiale deux chimistes allemands, Fritz Haber et Carl Bosch découvrent comment fabriquer artificiellement l’azote. Aujourd'hui, le procédé Haber-Bosch est responsable de la quasi-totalité des engrais synthétiques du monde.
Un peu plus de 1% de l’énergie industrielle mondiale y est consacrée.. Leurs prix Nobel ultérieurs étaient largement mérités: le processus Haber-Bosch, comme on l'appelle, était sans doute l'innovation technologique la plus conséquente du 20e siècle
L'engrais azoté issu du procédé Haber-Bosch est présent dans «les régimes alimentaires en vigueur de près de 45% de la population mondiale». Plus de 3 milliards d'hommes, de femmes et d'enfants consomment suffisamment grâce aux engrais synthétiques
Environ 1/3 des engrais appliqués au cours de ces dernières années n’ont pas été absorbés par les plantes.
Au lieu de cela, il sont emportés dans les rivières ou se sont infiltrés dans l'air sous forme d'oxydes nitreux. L'engrais azoté dissous dans l'eau nourrit toujours: il stimule la croissance des algues, des mauvaises herbes et d'autres organismes aquatiques.
Lorsque ceux-ci meurent, ils tombent au fond de la rivière, du lac ou de l'océan, où les microbes consomment leurs restes. Les microbes se développent si rapidement sur la manne des algues et des mauvaises herbes mortes que leur respiration draine l'oxygène des profondeurs inférieures, tuant la plupart des autres vies.
Les matières organiques, phosphates des lessives et détergents apportent le complément nécessaire à l’eutrophisation de l’eau.
S'élevant dans l'air, les oxydes nitreux des engrais sont une cause majeure de pollution. Élevés dans la stratosphère, ils se combinent et neutralisent l'ozone de la planète, qui protège la vie à la surface en bloquant les rayons ultraviolets cancérigènes. Sans le changement climatique, suggère l'écrivain scientifique Oliver Morton, la propagation de l'azote serait probablement notre plus grande préoccupation écologique.
