(一)氮
根系吸收的氮主要是無機(jī)態(tài)氮，即銨態(tài)氮和硝態(tài)氮，也可吸收一部分有機(jī)態(tài)氮，如尿素。
氮是蛋白質(zhì)、核酸、磷脂的主要成分，而這三者又是原生質(zhì)、細(xì)胞核和生物膜的重要組成部分，它們?cè)谏顒?dòng)中占有特殊作用。因此，氮被稱為生命的元素。酶以及許多輔酶和輔基如NAD+、NADP+、FAD等的構(gòu)成也都有氮參與。氮還是某些植物激素如生長(zhǎng)素和細(xì)胞分裂素、維生素如B1、B2、B6、PP等的成分，它們對(duì)生命活動(dòng)起重要的調(diào)節(jié)作用。此外，氮是葉綠素的成分，與光合作用有密切關(guān)系。由于氮具有上述功能，所以氮的多寡會(huì)直接影響細(xì)胞的分裂和生長(zhǎng)。
當(dāng)?shù)使?yīng)充足時(shí)，植株枝葉繁茂，軀體高大，分蘗（分枝）能力強(qiáng)，籽粒中含蛋白質(zhì)高。植物必需元素中，除碳、氫、氧外，氮的需要量最大，因此,在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中特別注意氮肥的供應(yīng)。常用的人糞尿、尿素、硝酸銨、硫酸銨、碳酸氫銨等肥料，主要是供給氮素營(yíng)養(yǎng)。葉面肥
缺氮時(shí)，蛋白質(zhì)、核酸、磷脂等物質(zhì)的合成受阻，植物生長(zhǎng)矮小，分枝、分蘗很少，葉片小而薄，花果少且易脫落；缺氮還會(huì)影響葉綠素的合成，使枝葉變黃，葉片早衰甚至干枯，從而導(dǎo)致產(chǎn)量降低。因?yàn)橹参矬w內(nèi)氮的移動(dòng)性大，老葉中的氮化物分解后可運(yùn)到幼嫩組織中去重復(fù)利用，所以缺氮時(shí)葉片發(fā)黃，由下部葉片開始逐漸向上，這是缺氮癥狀的顯著特點(diǎn)。
氮過多時(shí)，葉片大而深綠，柔軟披散，植株徒長(zhǎng)。另外，氮素過多時(shí)，植株體內(nèi)含糖量相對(duì)不足，莖稈中的機(jī)械組織不發(fā)達(dá)，易造成倒伏和被病蟲害侵害。
(二)磷
磷主要以H2PO4-或HPO42-的形式被植物吸收。吸收這兩種形式的多少取決于土壤pH。pH＜7時(shí)，H2PO4-居多；pH＞7時(shí)，HPO42-較多。當(dāng)磷進(jìn)入根系或經(jīng)木質(zhì)部運(yùn)到枝葉后，大部分轉(zhuǎn)變?yōu)橛袡C(jī)物質(zhì)如糖磷脂、核苷酸、核酸、磷脂等，有一部分仍以無機(jī)磷形式存在。植物體中磷的分布不均勻，根、莖的生長(zhǎng)點(diǎn)較多，嫩葉比老葉多，果實(shí)、種子中也較豐富。
磷是核酸、核蛋白和磷脂的主要成分，它與蛋白質(zhì)合成、細(xì)胞分裂、細(xì)胞生長(zhǎng)有密切關(guān)系；磷是許多輔酶如NAD+、NADP+等的成分，它們參與了光合、呼吸過程；磷是AMP、ADP和ATP的成分；磷還參與碳水化合物的代謝和運(yùn)輸，如在光合作用和呼吸作用過程中，糖的合成、轉(zhuǎn)化、降解大多是在磷酸化后才起反應(yīng)的；磷對(duì)氮代謝也有重要作用，如硝酸還原有NAD+和FAD的參與，而磷酸吡哆醛和磷酸吡哆胺則參與氨基酸的轉(zhuǎn)化；磷與脂肪轉(zhuǎn)化也有關(guān)系，脂肪代謝需要NADPH、ATP、CoA和NAD+的參與。
由于磷參與多種代謝過程，而且在生命活動(dòng)最旺盛的分生組織中含量很高，因此施磷對(duì)分蘗、分枝以及根系生長(zhǎng)都有良好作用。由于磷促進(jìn)碳水化合物的合成、轉(zhuǎn)化和運(yùn)輸，對(duì)種子、塊根、塊莖的生長(zhǎng)有利，故馬鈴薯、甘薯和禾谷類作物施磷后有明顯的增產(chǎn)效果。由于磷與氮有密切關(guān)系，所以缺氮時(shí)，磷肥的效果就不能充分發(fā)揮。只有氮磷配合施用，才能充分發(fā)揮磷肥效果。總之，磷對(duì)植物生長(zhǎng)發(fā)育有很大的作用，是僅次于氮的第二個(gè)重要元素。
缺磷會(huì)影響細(xì)胞分裂，使分蘗分枝減少，幼芽、幼葉生長(zhǎng)停滯，莖、根纖細(xì)，植株矮小，花果脫落，成熟延遲；缺磷時(shí)，蛋白質(zhì)合成下降，糖的運(yùn)輸受阻，從而使?fàn)I養(yǎng)器官中糖的含量相對(duì)提高，這有利于花青素的形成，故缺磷時(shí)葉子呈現(xiàn)不正常的暗綠色或紫紅色，這是缺磷的病癥。
磷在體內(nèi)易移動(dòng)，也能重復(fù)利用，缺磷時(shí)老葉中的磷能大部分轉(zhuǎn)移到正在生長(zhǎng)的幼嫩組織中去。因此，缺磷的癥狀首先在下部老葉出現(xiàn)，并逐漸向上發(fā)展。
磷肥過多時(shí)，葉上又會(huì)出現(xiàn)小焦斑，系磷酸鈣沉淀所致；磷過多還會(huì)阻礙植物對(duì)硅的吸收，易招致水稻感病。水溶性磷酸鹽還可與土壤中的鋅結(jié)合，減少鋅的有效性，故磷過多易引起缺鋅病。
(三)鉀
鉀在土壤中以KCl、K2SO4等鹽類形式存在，在水中解離成K+而被根系吸收。在植物體內(nèi)鉀呈離子狀態(tài)。鉀主要集中在生命活動(dòng)最旺盛的部位，如生長(zhǎng)點(diǎn)，形成層，幼葉等。
鉀在細(xì)胞內(nèi)可作為60多種酶的活化劑，如丙酮酸激酶、果糖激酶、蘋果酸脫氫酶、琥珀酸脫氫酶、淀粉合成酶、琥珀酰CoA合成酶、谷胱甘肽合成酶等。因此鉀在碳水化合物代謝、呼吸作用及蛋白質(zhì)代謝中起重要作用。鉀能促進(jìn)蛋白質(zhì)的合成，鉀充足時(shí)，形成的蛋白質(zhì)較多，從而使可溶性氮減少。鉀與蛋白質(zhì)在植物體中的分布是一致的，例如在生長(zhǎng)點(diǎn)、形成層等蛋白質(zhì)豐富的部位，鉀離子含量也較高。富含蛋白質(zhì)的豆科植物的籽粒中鉀的含量比禾本科植物高。
鉀與糖類的合成有關(guān)。大麥和豌豆幼苗缺鉀時(shí)，淀粉和蔗糖合成緩慢，從而導(dǎo)致單糖大量積累；而鉀肥充足時(shí)，蔗糖、淀粉、纖維素和木質(zhì)素含量較高,葡萄糖積累則較少。鉀也能促進(jìn)糖類運(yùn)輸?shù)劫A藏器官中，所以在富含糖類的貯藏器官（如馬鈴薯塊莖、甜菜根和淀粉種子）中鉀含量較多。此外，韌皮部汁液中含有較高濃度的K+，約占韌皮部陽(yáng)離子總量的80%。從而推測(cè)K+對(duì)韌皮部運(yùn)輸也有作用。為峰肥業(yè) 葉面肥廠家
K+是構(gòu)成細(xì)胞滲透勢(shì)的重要成分。在根內(nèi)K+從薄壁細(xì)胞轉(zhuǎn)運(yùn)至導(dǎo)管，從而降低了導(dǎo)管中的水勢(shì)，使水分能從根系表面轉(zhuǎn)運(yùn)到木質(zhì)部中去；K+對(duì)氣孔開放有直接作用。離子態(tài)的鉀，有使原生質(zhì)膠體膨脹的作用，故施鉀肥能提高作物的抗旱性。
缺鉀時(shí)，植株莖桿柔弱，易倒伏，抗旱、抗寒性降低，葉片失水，蛋白質(zhì)、葉綠素破壞，葉色變黃而逐漸壞死。缺鉀有時(shí)也會(huì)出現(xiàn)葉緣焦枯，生長(zhǎng)緩慢的現(xiàn)象，由于葉中部生長(zhǎng)仍較快，所以整個(gè)葉子會(huì)形成杯狀彎曲，或發(fā)生皺縮。鉀也是易移動(dòng)可被重復(fù)利用的元素，故缺素病癥首先出現(xiàn)在下部老葉。
N、P、K是植物需要量很大，且土壤易缺乏的元素，故稱它們?yōu)?ldquo;肥料三要素”。農(nóng)業(yè)上的施肥主要為了滿足植物對(duì)三要素的需要。