經過科學分析得知，占作物總干重90%以上的碳、氧、氫三元素，由于大氣和水的天然供給量豐富，一般術需特別供給。而作物體內的氨、磷、鉀等10多種元素，主要是從土境中吸取的。盡管它們只占作物總干重的6%左右，但是它們卻常常限制著作物的生長和產量。當然，作物對來自土壤的營養元素的需要量是不相同的，特別是氮、磷、鉀三種元素，其生理作用特別重要。 作物對其需要較多，而土壤含量又比較少，尤其是年年種植作物，都要大量消耗。據測定，生產50公斤小麥，根系就需從土壤里吸收1。5公斤氮、0.5公斤多磷和4公斤左的鉀；生產50公斤玉米，需要從土壤里吸收1-1.5公斤氨，0.5公斤左右磷，1公斤左右的鉀；生產50公斤棉花（籽棉)，需要吸收2.3公斤氨，0.8公斤磷、2.4公斤鉀。此值的大小受環境營養條件的影響，而普通的一畝田耕層中有效養分約只含有0.5-1.5公斤的氮、1.5一3公斤的磷，1一2公斤的鉀。如果不進行施肥，勢必造成氮、磷、鉀供不應求的情況，因而必定限制作物的生長和產量的提高。為了使作物能夠正常生長，就必須向土壤中補充氨、磷、鉀肥料。因此，人們稱這三種元素為“肥料三要素”或“氨、磷、鉀三要素”。 雖然生產中強調氮、磷、鉀三要素，但這并不意味著其它的必需元素就不重要或是可有可無。實踐證明：凡是作物所必需各種營養元素，它們對作物所引起的作用是同等重要，而且彼此之間是不可代替的。 各種大量營養元素對作物固然十分重要，但任何一種微量營養元素的重要性都不可低估。盡管它們在作物中的含量可以相差百倍甚至千、萬倍，但缺少任何一種微量元素，作物也不能正常生長發育，嚴重時甚至會造成作物死亡。如湖北以及我省信陽某些地區油菜缺硼，常表現花而不實，施硼后產量明顯提高，這說明硼雖是一種微量元素，作物需要量很少，但它和大量元素一樣是十分重要和不可缺少的。
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