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农药的使用已有悠久的历史，大体上可分为利用天然物质和利用化工产品两个阶段。
天然物质的利用 自古以来人类在农业生产和日常生活中经常遭受各种生物灾害的侵袭。古代人在同有害生物的斗争中,不断寻找各种防治方法,在利用植物、动物、矿物的有毒天然物质方面，积累了许多经验并流传下来，这就是化学防治方法和农药的起源。例如中国西周时期的《诗经·豳风·七月》里有熏蒸杀鼠的叙述，约公元前 240年成书的《周礼》载有专门掌管治虫、除草的官职及所用的杀虫药物及其使用方法。古希腊诗人荷马也曾提到硫磺的熏蒸作用。中国在公元前5～前2世纪成书的《山海经》中，有礜石（含砷矿石）毒鼠的记载。公元 533年北魏贾思勰所著《齐民要术》里有麦种用艾蒿防虫的方法。公元900年前,中国已知道利用砒石防治农业害虫，到15世纪，砒石在中国北方地区已大量用于防治地下害虫和田鼠,在南方地区用于水稻防虫,这在明代宋应星所著《天工开物》里有详细记述，当时砒石已有工业规模的生产。明代李时珍收集了不少有农药性能的药物，载于其名著《本草纲目》中，从16～18世纪，世界各地陆续发现一些杀虫力强的植物，其中最著名的有烟草、鱼藤和除虫菊，至今仍在大量应用。
农药专用产品的出现 近代化学工业出现以后，化工产品逐渐增加，其中不少被作为农药试用。同时，农业科学试验开始发展起来，农药的应用逐渐有了科学依据。除硫磺粉早有应用外，1814年发现石硫合剂的杀菌作用，1867年发现巴黎绿（含杂质的亚砷酸铜）的杀虫作用。19世纪中期，欧洲的葡萄酿酒业遭到葡萄霜霉病的严重流行而发生危机。1882年法国的P.米亚尔代发现用硫酸铜和石灰配制的波尔多液，具有良好的防治葡萄霜霉病的效果,及时拯救了酿酒业,米亚尔代因比被赞扬为民族英雄，成为农药发展史上一个著名的事例。1892年，美国开始用砷酸铅治虫，1912年开始以砷酸钙代替砷酸铅。农药逐渐从一般化工产品的利用发展到专用品的开发，在化工产品中农药作为一个分类的概念开始形成。20世纪初，随着有机化学工业的发展，农药的开发逐渐转向有机物领域。1914年德国的I.里姆发现对小麦黑穗病有效的第一个有机汞化合物即邻氯酚汞盐，1915年由拜耳股份公司投产，这是专用有机农药发展的开端。20～30年代，有机合成化学和昆虫学、植物病理、植物生理等生物科学的进步，为有机农药的研究开发创造了条件。30年代以后，有机农药品种开始增多，在用途上杀虫剂、杀菌剂、除草剂等分类概念也逐渐确立。尽管一些早期品种的药效不够理想，应用规模不大，但农药作为专用化学品已相当明确。1931～1934年美国的W.H.蒂斯代尔等发现了二甲基二硫代氨基甲酸盐类的优良杀菌作用，开发出有机硫杀菌剂的第一个品种系列福美双类，标志着农药研究开发已达到专业化系统化阶段。农药工业迅速发展的条件已基本成熟。
农业生产中种植业的发展离不开肥料。中国的农业已经有了1万年的悠久历史，古代称肥料为粪，施肥则成为粪田。我国的农田施肥大约开始于殷商朝代，主要根据出土文物中当时已有罱河泥的木制工具以及殷商甲骨文中已有表示屎、壅等字形记载，并有施肥可以增产的卜词。到战国时期已经重视并强调农田施肥了。我国古代最多是利用动物粪便作为肥料，到战国和秦汉又利用腐熟人、畜粪尿、蚕粪、杂草、草木灰、豆萁、河泥、骨汁等。在汉朝已很重视养猪积肥。