The objective of agriculture is to collect and store solar energy as food energy in plant and animal products, which are then distributed to serve as food for the human population. To collect solar energy in plants and animals and to help crops convert this solar energy into food energy and then to distribute the food products, farmers spend fossil-fuel energy and electric energy in tilling the soil, fertilizing, irrigating, harvesting, and processing.
New kinds of energy have helped to make a revolution in farm life, farmwork, and farm output since 1900. Only a hundred years ago in the United States most people were rural people: farmers, planters, trappers, and pioneers. In the nineteenth century, most work was done on farms by muscle power, human or animal. The chief sources of energy for heating were wood and coal. Many farms were fortunate enough to have a windmill for pumping water. In 1900 one farmworker was able to supply the needs of about seven people. In contrast, a farmworker today supplies the needs of 50 people.
The first major contributions that energy made to farming were in the use of commercial fertilizer, an energy-intensive product, and in factory-made farm machinery, which required energy to produce. Motorized farm machinery, which also required energy for its operation, first became practical for the farmer around 1910 when farm tractors became available.
During the period of 1900 to 1971, the size of the average farm in the United States more than doubled while the farm population declined to one-third of its 1900 level. This change was made possible by the introduction of new technologies to the farming process, including the use of tractors, commercial fertilizers, motorized harvesters, and new scientific methods of farming. By 1975 there were approximately 5 million tractors in use in the United States with a total capacity of 250 million horsepower, consuming 21 gallons of gasoline and 20 gallons of diesel fuel per capita in the United States. The use of commercial fertilizer grew by a factor of approximately 14 during the period 1900 to 1970 and is a critical factor in the ability to increase crop yield per unit of land cultivated.