为了生长，农作物需要水、光、碳、氧和矿物元素。空气提供了氧和二氧化碳，二氧化碳是碳的来源，植物通过光合作用将其固定。土壤为植物提供了水和矿物质元素的储备并以此来滋养植物，它是一个真正的生物反应器，庇护着一个复杂的生态系统。土壤将有机物回收为矿物元素，可以被植物再次利用，为农民提供良好的产量。
举个例子：在一块土地上，1平方米的谷物需要：
- 660克氧，630克碳，90克氢气+
- 20克氮，8克磷，25克钾
- 8克钙，6克硫，4克镁
- 微量元素：0.15克铁，0.05克锰，0.05克锌+，- 0.01克铜，0.006克硼，0.001克钼
- 几百万个细菌和真菌、蚯蚓、甲壳类动物......
植物的需求在其整个的生命周期中不断变化。在其发展的每个阶段，它必须找到必要的元素，其形式可以在土壤溶液（水+矿物元素）中被吸收。如果肥料为土壤提供养分，那么作物的需求又是什么呢？
1 - 土壤
土壤由以下物质构成 :
- 有机物
- 腐殖质
- 精细且非常活跃的元素（粘土）
- 粗糙的硅质或钙质元素
- 铁、铝、钙
- 水和空气，占其体积的50%
在农业中，土壤在作物营养方面起着至关重要的作用，因为它:
- 保留了土壤溶液
- 固定某些营养物质；以及
- 它是微生物的家园，这些微生物帮助将不可吸收的元素转化为可被植物直接吸收的元素。
每种土壤都是一个独特的生物群落，有其自身的物理、生物和化学特征。营养物质的供应取决于这些。
2 - 氮的作用
氮是光合作用的一个重要元素，它使矿物质转化为植物组织。氮存在于空气中，但除了豆科植物（紫花苜蓿、三叶草、豌豆等）外，植物不能以气态形式吸收它。在土壤中，氮以有机或矿物形式存在（铵、硝酸盐）。有机氮（已经收获的作物的残留物、有机肥料等）必须由土壤中的微生物转化为硝酸盐，才能被植物利用；这被称为矿化作用。基本上是硝酸盐为植物提供氮营养。氮循环取决于气候条件和土壤里的微生物。硝酸盐很少能被土壤保留，因此，必须在植物准备吸收硝酸盐时添加硝酸盐或促进矿化，以避免淋滤到地下水中。氮是一种生长因子和质量因子，影响植物的蛋白质含量。
3 - 磷的作用
磷是植物生长所必需的。它以磷酸盐的形式存在于土壤中：或溶解于水，或固定在土壤颗粒上，或以矿物或有机形式存在。当根部吸收溶解在水中的磷酸盐时，固定的分子会逐渐被释放出来。有机磷矿化缓慢。但这些交流是非常缓慢的。磷的循环在很大程度上取决于土壤的物理和化学特性。土豆、蔬菜和甜菜作物对磷的需求最大。通常情况下，土壤中的短期生物可用性是有限的，因为磷在土壤中的老化非常快。富含游离铁和铝的酸性土壤能很快固定可溶性磷，富含钙和/或镁的土壤也是如此。
4 - 钾的作用
钾在糖的形成和储存中起着关键作用。它还能帮助植物抵御寒冷、干旱和疾病。土壤溶液中的钾被腐殖质或粘土保留；矿物质中的钾只会非常缓慢地释放出来。与磷一样，钾的循环取决于土壤的物理和化学特性，但它始终是生物可用的。并非所有的作物都有相同的钾需求，例如土豆、蔬菜和甜菜相比谷物对钾的需求量更大。一般来说，钾的添加要在种植前完成。
5 - 其他元素的功能：钙、镁、硫、微量元素
钙和镁的主要作用是改善土壤结构，它们是以土壤改良剂的形式施用的。硫是蛋白质合成的必要条件，某些肥料以硫酸盐的形式提供硫。十字花科植物（卷心菜、油菜等）、大蒜、洋葱和韭菜对硫的需求最大。它可以以其他氧化程度较低的形式供应，但必须获得市场授权。微量元素（铜、锰、锌、硼、钼、铁等）以非常小的剂量参与植物营养，然而，这些元素中的任何一种的缺乏都会导致植被紊乱。这些缺失或是由于含量不足或是因为无法获得该元素而造成的。
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