Организмам для жизни нужны вещества и элементы в определённых соотношениях. Например, когда растёт картофель, ему тре­буются азот, фосфор и калий в соотношении 9:4:16. Именно в таких пропорциях (с не­которыми вариациями) он и будет поглощать элементы из почвы. Если, допустим, соотношение доступных азо­та, фосфора и калия в почве 20 : 4 :20, то лишние азот и калий останутся в земле, а картофель вырастет ровно настолько, на­сколько ему хватит фосфора. И даже если залить поле азотны­ми удобрениями, урожай не поднимется. Чтобы урожай увели­чился, а азот и калий поглотились, нужно внести фосфорные удобрения, т. е. тот элемент, который находится в относительном недостатке.

На такую зависимость роста урожая от количества удобрений впервые обратил внимание немецкий химик Юстус Либих. В 1840 г. он сформулировал следующий принцип: «Рост организма ограни­чивается тем ресурсом, который находится в относительном недостатке (лимитирующим ресурсом)». Этот принцип получил на­звание закона Либиха, или «бочки Либиха» (по аналогии с бочкой, уровень воды в которой не может быть выше, чем высота самой низкой рейки). Закон Либиха помогает рассчитать оптимальное ко­личество удобрений, которые нужно вносить под ту или иную сель­скохозяйственную культуру. Этот же принцип позволяет предска­зать, что с увеличением стока соединений азота и фосфора в океаны (где эти соединения являются лимитирующим ресурсом) воз­растёт и поглощение углекислого газа океанскими организмами.