作物的正常生长发育需要16种必需营养元素（此外，已发现的有益元素还有硅、钠、钛、碘、硒等矿质营养元素），这些营养元素的生理功能既是专性的，又互有联系，对作物生长发育同等重要、不能相互代替。其中，碳、氢、氧主要从空气和水中吸收，一般不会缺乏，其余的营养元素大都从土壤中吸收。在农业生产中，土壤中的营养元素难以满足作物的生长发育需要，需要通过施肥加以补充。各种营养元素的吸收形态和主要生理功能见表3。
作物必需营养元素的吸收形态和主要生理功能
营养元素吸收形态主要生理功能碳（C）CO2、CO32-、HCO3-光合作用的原料；淀粉、脂肪和蛋白质等重要有机化合物的组成元素。氢（H）H2O、H+、OH-作为水分的组成元素参与一切生理生化过程；淀粉、脂肪和蛋白质等重要有机化合物的组成元素。氧（O）H2O、CO2、O2呼吸作用的原料；参与水和二氧化碳的组成；淀粉、脂肪和蛋白质等重要有机化合物的组成元素。氮（N）NH4+、NO3-蛋白质的组成元素；核酸和核蛋白的组成元素；叶绿素的组成元素；酶、维生素和激素等重要化合物的组成元素。磷（P）PO43-、HPO42-、H2PO4-构成核酸、核蛋白、酶、ATP等重要化合物；促进糖代谢、氮代谢和脂肪代谢；促进植物生长、分蘖、根的伸长和开花结实；增强植物抗旱、抗寒、抗盐碱和抗病虫害等的抗胁迫能力。营养元素吸收形态主要生理功能钾（K）K+作为多种酶的活化剂，参与并调节各种代谢；促进光合作用和光合产物的运输与转化；调节硝态盐的吸收、还原以及蛋白质的合成；促进作物经济用水。增强植物的抗旱、抗寒、抗盐碱和抗病虫害等的抗胁迫能力。钙（Ca）Ca2+是细胞壁的组成成分，并有助于细胞膜的稳定性；通过影响细胞分裂而促进新细胞的形成和根系的生长；作为多种酶的活化剂调节体内的各种代谢；调节介质的生理平衡。镁（Mg）Mg2+叶绿素的构成元素；作为多种酶的活化剂增强碳代谢、氮代谢、磷代谢和脂肪代谢；促进维生素合成，协调离子间平衡。硫（S）SO42-、SO32-构成蛋白质、酶、维生素等重要化合物；促进叶绿素形成；参与氧化还原过程；增强植物抗寒性和耐寒性。铁（Fe）Fe2+、Fe3+参与叶绿素合成；是铁氧还蛋白、细胞色素氧化酶等的组分，在光合和呼吸作用中起重要作用；与生物体内氧化、还原反应有关。锰（Mn）Mn2+、Mn4+是叶绿素组分；参与光合作用中水的光解；调节体内氧化还原电位；促进维生素C合成。
作物必需营养元素的吸收形态和主要生理功能（续）-1
营养元素吸收形态主要生理功能锌（Zn）Zn2+是一些酶的构成元素和活化剂，参与光合作用的重要代谢；促进生长素IAA合成，从而影响植物生长。硼（B）BO32-参与促进分生组织分化、开花器发育和种子形成。钼（Mo）MoO42-是作物体内硝酸还原酶的成分，参与硝态氮还原过程；提高根瘤和固氮菌的固氮能力。铜（Cu）Cu+、Cu2+是作物体内各种氧化酶活化基的核心元素，在催化作物体内氧化还原反应方面起着重要作用；能增进叶绿体的稳定性；含铜酶与蛋白质的合成有关。
作物必需营养元素的吸收形态和主要生理功能（续）-2