Dünya üzerindeki toplam arazi miktarı yaklaşık 15 milyar hektardır ve bu arazinin % 30’u tarıma elverişli iklim bölgelerinde bulunmaktadır.

Türkiye’de işlenebilen ya da tarım yapılan arazi varlığı son istatistik verilere göre 26.566.768 ha dolayındadır. Daha fazla genişletilme olanağı bulunmayan tarım topraklarımız erozyon, tuzlulaşma ve alkalileşme gibi doğal etmenler yanında, kentsel, yerleşim, sanayi kuruluşları, turizm ile ilgili yapılaşmalar, kum ve tuğla ocakları tarafından işgali gibi yapay etmenlerle de hızla azalmaktadır.

Liebig: 1803-1873 tarihlerinde yaşayan tarımsal kimya ve biyokimya çalışmalarıyla tanınan ve
organik kimya konusunda önemli fikirleri ile bilinen Alman kimyacıdır. Gübre Sanayinin babası olarak da tanınan Liebig, tarımda bitkilerin ihtiyaç duyduğu temel maddelerden olan azotun önemini keşfetmiştir ve Minimum Kanununun da her bitkinin ihtiyaç duyduğu besinleri açıklamıştır.

Bu kanuna göre, bir tarla toprağından elde edilecek ürün miktarı, o toprakta en az ya da minimum miktarda bulunan besin elementine (gelişim faktörü) bağlı olduğunu açıklar.

Özellikle bitki gelişimi ve besin elementleri arasındaki ilişkiyi incelediği için “Gelişim Faktörlerinin Etkisi” adını da alan bu kanun dört önemli esası kapsamaktadır. Bunlar:
a. Her gelişim faktörü diğerine bağlı olmaksızın ürün miktarını arttırır.
b. Her gelişim faktörünün ürün üzerine olan etkisi, en yüksek düzeydeki ürüne yaklaştıkça azalır.
c. Her gelişim faktörünün üründe sağlayacağı artış, maksimum üründen eksik olan miktarla  orantılıdır.
d. Her gelişim faktörünün kendine özgü bir etki değeri vardır ve bu etki değeri koşullar ne olursa olsun değişmemektedir.

Saksı denemelerinin amacı uygun ve dengeli bir gübreleme ile toprak verimliliğini belirlemektir.

Bu yöntemin amacı toprağa gübreler ile ilave edilen çeşitli besin elementlerinin bitkinin gelişmesi üzerine olan etkisini saptamak suretiyle ilgili toprağın verimliliğini belirlemektir. Mitscherlich’in bizzat kendisinin oluşturduğu “Gelişim Faktörlerinin Etkisi” Kanunundan faydalanarak o toprağın besin elementlerine olan ihtiyacı ve alınabilecek maksimum ürün saptanabilecektir.

Bu yöntemin esası topraktan çok fazla miktarda P ve K sömürme gücünde olan genç bitkilerin bu özelliklerinden yararlanılarak topraktaki alınabilir P ve K miktarını belirlemektir. Az miktar toprak üzerinde çok fazla sayıda bitki yetiştirilmektedir.

İzleme Tekniği Yöntemi; bir bitki besin elementinin bitki tarafından alınırken; topraktan mı ya da gübreden mi alındığının belirlenmesinde kullanılan en iyi yöntemdir.

A Değeri: Fried ve Dean adlı araştırıcıların E ve L yöntemlerini geliştirerek hem topraktaki, hem bitkideki, hem de ilave edilen gübre miktarlarının belirlendiği en iyi sonuç veren yöntemdir. Bu yöntemde izotopik seyreltme söz konusu değildir. Temel prensip; toprağa belirli miktar etiketli gübre ilave etmek ve bitki analiz sonucu, bitkiye standart gübre ve topraktan gelen bitki besin element (B.B.E) miktarı hesaplamaktır.

Fiziksel ve kimyasal olmak üzere ikiye ayrılırlar. Fiziksel Özellikler: Tarım yapılan alanlardan usulüne uygun olarak alınan toprak örnekleri laboratuara getirildikten sonra hava kurusu hale getirilir ve elenir. Kimyasal Özellikler: Toprak ve yaprak örneklerinde N, P, K, Ca, Mg, Na, S, Fe, Zn, Mn Cu, Mo gibi bitki besin elementleri farklı yöntemlerle analiz edilir. 

Kolloid: Yunanca (kolla) tutkal kelimesinden gelmektedir. Moleküler büyüklüğe yaklaşan ancak bu
büyüklüğe ulaşamayan çok küçük parçacıklara “kolloid” adı verilir. Kolloidler 50 °A küçük çap iriliği içeren kümelerde yoğunlaşır. Kolloidal sistemlere örnek olarak köpük (sıvı içinde gaz), sis (gaz  içinde sıvı), duman (gaz içinde katı) verilebilir.

Organik ve inorganik olmak üzere iki gruba ayrılan toprak kolloidlerinin, toprak verimliliği üzerine yaptığı etkileri şu şekilde özetlemek mümkündür:
a. Topraktaki bitki besin elementlerini tutarak yıkanmalarına engel olurlar.
b. Toprak çözeltisinde bulunan bitki besin elementlerinin konsantrasyonunu
düzenleyerek, bitki gelişmesi üzerine herhangi bir toksik etki yapmamasını
sağlarlar.
c. Toprak tepkimesi üzerine tampon etkisi yaparak biyolojik etkinliği arttırırlar.
d. Toprakta granülleşmeyi sağlayarak, fiziksel özellikler üzerine olumlu etkilerde bulunurlar

Bir toprakta kolloidal yüzey üzerinde iyon/katyon değişimini etkileyen etmenler şunlardır:
a. Ortamdaki başat iyon konsantrasyonu ya da sayısı,
b. İyonun hidratasyon derecesi ya da iyonun etrafındaki su tabakasının kalınlığı,
c. İyonun taşıdığı yükün sayısı ve
d. İyonun hareket hızı ya da etkinlik derecesidir.

Tampon etkisi: Toprak tepkimesinin düşmesine neden olan serbest haldeki H+ iyonları, toprak kolloidleri tarafından tutularak yerine Ca++ iyonu verilmekte böylece toprak tepkimesi
gerek bitkilerin ve gerekse yararlı mikroorganizmaların istediği düzeye çıkarılmaktadır.

Toprak reaksiyonunun toprağın verimliliği bakımından önemli etkileri aşağıdaki gibi sıralanabilir
a. Toprakta bulunan bitki besin elementlerinin erirliklerini ve böylece bitkilerin bu besin elementlerinden faydalanma derecelerini belirleme
b. Toprağın biyolojik özelliğini meydana getiren toprak mikroorganizmalarının faaliyetlerini sağlama

Toprakta biyolojik aktiviteyi sağlayan mikroorganizmalar çeşitli şekillerde toprağın verimliliğini sağlarlar.
a. Organik maddeyi mineralize ederler,
b. Biyolojik fiksasyon ile toprağa N kazandırırlar,
c. Toprağın mineral bünyesinde gerekli kimyasal değişiklikleri sağlarlar,
d. Toprağın fiziksel özelliklerini düzeltirler.

Bitkilerin 1 kg kuru madde oluşturabilmeleri için 300-800 litre su tüketmektedirler.

Toprak içerisinde N kapsayan organik maddenin parçalanarak inorganik N bileşiklerinin açığa çıkmasına “Mineralizasyon”, inorganik N bileşiklerin organik N bileşiklerine dönüştürülmesine ise “İmmobilizasyon” adı verilir.

Amino grup bileşikleri başka bir grup heterotrofik organizmalar tarafından ileri parçalanmaya uğramasına "amonifikasyon" denilir.

Ototrof bakteriler enerjilerini basit inorganik tuzların yükseltgemesinden ve C’u da atmosferdeki CO2 sağlayan bakterilerdir.

Topraktan N kaybına neden olan faktörler şu şekilde açıklanabilinir.
1. Bitkiler tarafından alınma suretiyle azot kaybı,
2. Yıkanarak azot kaybı,
3. Erozyon ile azot kaybı,
4. Gaz şeklinde azot kaybı

Topraktan N kaybına neden olan faktörler şu şekilde açıklanabilinir.
1. Bitkiler tarafından alınma suretiyle azot kaybı,
2. Yıkanarak azot kaybı,
3. Erozyon ile azot kaybı,
4. Gaz şeklinde azot kaybı

Organik fosfor bileşikleri: Topraklarda bulunan organik P bileşikleri 3 grup
altında toplanmaktadır. Bunlar:
1. Fitin ve fitinden oluşanlar
2. Fosfolipidler ve
3. Nükleik asitlerdir

Baklagil olan veya baklagil olmayıp da yeşil aksamı bol olan bazı bitkilerin gelişmelerinin bir döneminde, toprağı düzenlemek amacı ile toprağa gömülmesine Yeşil Gübreleme ve bu maksat için kullanılan bitkilere ise Yeşil Gübre adı verilir.

Ekim nöbeti veya münavebe, bir bölgede iklim ve toprak özellikleri dikkate alınarak, en yüksek ve kaliteli üretimi sağlamak için farklı kültür bitkilerinin birbirlerini karşılıklı olarak destekleyebilecek ve tamamlayabilecek şekilde ardı ardına yetiştirilmesine denir.

Kimyasal gübre, doğal kaynakların-maddelerin fiziksel veya kimyasal yollarla işlenmesi sonucu üretilen ve bitki besin elementlerinden N, P ve K’u tek başına veya birlikte içeren yapay maddelerdir.