Le XIXe siècle voit d'importantes découvertes dans le domaine des phytonutriments grâce à Théodre de Saussure. Il a démontré que les plantes absorbent l'O2 et libèrent du CO2 pendant la respiration, ainsi qu'absorbent du CO2 et libèrent de l'O2 en présence de lumière. Cependant, cela montre également que les plantes ne survivraient pas sans CO2.
De plus, il a découvert que le sol ne fournissait qu'une petite quantité de nutriments aux plantes, mais qu'il fournissait toujours des cendres et de l'azote. La membrane racinaire de la plante est sélectivement perméable, permettant une absorption d'eau plus rapide que le sel.
Sir Humphyr Davy a déclaré dans sa publication "The Elements of Agrl. Chemistry (1813)" que le carbone est absorbé par les racines des plantes, bien que les plantes reçoivent également du carbone de l'air.
Du 19e siècle au début du 20e siècle, de nombreux progrès ont été réalisés dans la nutrition des cultures et la fertilisation des cultures. Jean Baptiste Boussingault tient un bilan montrant différentes quantités d'éléments nutritifs des plantes provenant de la pluie, du sol et de l'air, et analyse la composition de ses cultures à différents stades de croissance.
Justus Von Liebig, un chimiste allemand, pense que le carbone végétal ne provient pas uniquement du CO2. Il a déclaré que la majeure partie du carbone dans les plantes provient du CO2 atmosphérique, l'hydrogène et l'O2 proviennent de l'eau, les métaux alcalins nécessaires pour neutraliser les acides formés par les plantes, le phosphore nécessaire pour former les graines et les plantes peuvent absorber tout ce qui est présent dans le sol tout en excrétant les substances inutile de leurs racines. Il pensait également que les plantes pouvaient obtenir du N sous forme d'ammonium à partir du sol, des engrais ou de l'air.
Selon la "loi du minimum" de Liebig de 1862, chaque champ ne contient qu'un minimum d'un ou plusieurs nutriments, et ce minimum détermine le rendement. Même si la quantité de potassium, d'acide phosphorique, etc. multiplié par des centaines, le rendement ne changera pas si ce minimum est plafonné.
L'histoire des phytonutriments remonte au 19ème siècle, lorsque de nombreux développements ont été réalisés dans la compréhension de ce sujet important. Théodre de Saussure a montré que les plantes absorbent l'O2 et libèrent du dioxyde de carbone (CO2), un processus important dans la respiration. Il a également découvert que les plantes ont besoin de certains nutriments pour pousser, comme le calcium, le magnésium, le potassium et l'azote apportés par le sol.
Justus Von Liebig, considéré comme le père de l'agrochimie, a édicté la loi des minimums en 1862, selon laquelle seul un minimum d'un nutriment était nécessaire pour contrôler la production, et que le rendement était directement lié à la qualité de cette nutrition.
D'autre part, JB Lawes et JH Gilbert ont déterminé que les plantes ont besoin de P et de K, mais la composition des cendres végétales n'est pas nécessairement représentative des quantités nécessaires aux plantes.
L'histoire de la nutrition des cultures continue d'évoluer à ce jour, avec de nouvelles avancées dans la compréhension des besoins nutritionnels des cultures et l'utilisation d'engrais pour améliorer la croissance et la production.