يُضيف السماد العناصر الغذائية إلى التربة لمساعدة النباتات على النمو. أهم هذه العناصر هي النيتروجين والفوسفور والبوتاسيوم، والتي تحتاجها النباتات بكميات كبيرة. غالبًا ما تفتقر التربة إلى عنصر أو أكثر منها. يستخدم المزارعون السماد لزيادة المحاصيل، وبدونه سينخفض ​​الإنتاج الغذائي العالمي انخفاضًا حادًا.

يوجد نوعان رئيسيان من الأسمدة. الأسمدة العضوية تُستخلص من مواد نباتية أو حيوانية، مثل السماد العضوي، والكمبوست، ومسحوق العظام. وهي تُطلق العناصر الغذائية ببطء وتُحسّن بنية التربة. أما الأسمدة الكيميائية فتُصنّع، غالباً من الغاز الطبيعي والمعادن المستخرجة من المناجم. وهي مُركّزة وسريعة المفعول. وتعتمد معظم الزراعة الحديثة على الأسمدة الكيميائية.

تأتي الفوائد مصحوبة بتكاليف. فالأسمدة الزائدة تتسرب من الحقول إلى المجاري المائية، مسببةً تكاثر الطحالب وظهور مناطق ميتة. كما أن الأسمدة النيتروجينية تُنتج أكسيد النيتروز، وهو غاز دفيئة قوي. أما صخور الفوسفات فهي مورد محدود، يتركز في عدد قليل من البلدان. ​​ويمكن تقليل الهدر من خلال التطبيق الدقيق، وزراعة المحاصيل الغطائية، واستخدام تركيبات بطيئة الإطلاق. ويكمن التحدي في إطعام العالم دون تلويث المياه.

العناصر الغذائية الرئيسية

• النيتروجين (N)
• الفوسفور (P)
• البوتاسيوم (K)
• العناصر الغذائية الثانوية: الكالسيوم، والمغنيسيوم، والكبريت
• العناصر الغذائية الدقيقة: الحديد، الزنك، البورون