1.水稻吸收的營養元素 對水稻植株進行化學分析的結果，稻體內含有40多種元素，但至今確認為水稻必需的元素有：碳、氫、氧、氮、磷、鉀、硅、硫、鈣、鎂和鐵、錳、鋅，銅、硼、鉬、氯。前10種大量存在于水稻體內，稱為大量必需元索，后7種在稻體內含量甚微，故稱為微量必需元素。這17種元素不但是水稻生長發育所不可缺少的，而且也是不可代替的。其在稻體各部的含量，因品種、土壤和施肥等的不同而有差異。
  這些元素中，除少部分可由空氣中獲取外，大多數都靠水稻的根系從土壤中吸取。在現代，土地復種指數不斷增大，土地利用率愈來愈高，產量日益增加的情況下，土壤中不但大量元素不能充分供應，就連某些微量元素也感到難以獲取，水稻產生了缺鋅、缺鉬或缺硼等病征。由此可見根據稻田土壤分析，進行配方施肥，增施有機肥等的重要意義。
  2．水稻對三要素吸收的總量 在大量元素中，水稻對氮、磷、鉀三要素的需要量特別多。據測定，每生產100千克稻谷<谷草比為1：1)，約需吸收氮1.50～1.91千克，磷0.82～1.02千克，鉀1.83～3.82千克。氮、磷，鉀之比約為2:1:3 表中所列數字還不包括根系、落葉損失及植株體內淋失量，所以，水稻實際吸收量應高于此值。同時，吸肥量還因品種、氣候(主要為溫度)、土壤，肥料、施肥技術和產量水平等而有差異。
  3.土壤供肥量 土壤是稻株吸收元素的主要提供者，即使在大量施肥的情況下，仍以土壤供給為主。據試驗，當年不施肥的稻田，水稻產量為施肥稻田產量的50～70％，也即土壤供給的營養元素占1／2～2／3，由當季施肥供給的只占1／3～1／2。可見土壤肥力不能低估，培肥土壤的意義重大。土壤中提供養分的數量，主要決定于土壤養分貯存量和有效狀態。貯存量和土壤中有機質含量、母質成分及水質等有關，有效態受土壤中有機質性質，土壤結構、酸堿度、氧化還原電位、微生物組成和土溫等條件的影響。—般地說，位于平原，丘陵、河流沿岸及山區壩地的稻田肥力較高，養分貯存量和有效量都較大，如西南地區的大眼泥田、紫泥田、黑潮泥、潮泥、黑膠泥田等。而丘陵地區的紅泥田、黃膠田、黃泥田、灰包田，馬血泥等養分含量少，新開的稻田，溝、槽中的冷、攔、銹田及馬糞土、鴨屎泥田潛在肥力雖高，但因土溫低，通透性差等原因，有效養分仍較低。土壤質地不同，供應狀況亦不同，質地疏松的潮泥田、黃沙泥田，通透性良好，早春土溫回升快，肥料分解快，前期供肥能力強，保肥力差，肥料容易漏失，肥效不能持久，水稻生長后朔，土壤供肥力減弱，相反，粘重的膠泥田、死黃泥、死紅泥田，因土壤通透性差，早春土溫回升慢，肥料分解緩慢，水稻生長前期，土壤養分供應力低。隨著土溫升高，肥料分解加速，水稻生長后期土壤養分供應強度高，后勁足。土壤養分供應狀況還與季節有關，雙季早稻和溫涼地區一季中稻，插秧時氣溫低，有機質分解緩慢，養分供應強度低，以后隨著氣溫升高，供應強度逐漸上升。雙季晚稻，遲栽中稻及溫熱地區的中稻，插秧時值高溫季節，有機質分解快，養分供應強度大，隨著生育進度，后期溫度降低，土壤養分供應強度相應減弱。在目前尚無簡單，迅速可靠的土壤養分分析法及稻田土壤養分檔案尚未建立起來之前，大田生產可根據上年產量水平的50～70％來估算土壤養分供給量。有機遲效肥施用多的稻田，估算可從高，反之則應從低。
  4．肥料利用率 不同種類的肥料，含肥料元素的量和性質不一樣，因而肥料利用率也不一樣，我國南方稻田，一般化肥比有機肥利用率高，同是有機肥，腐熟比未腐熟、含碳素少比含碳素多的利用率高；以人糞尿最高，綠肥、菜籽餅次之，牛糞土雜肥最低。同是化肥氮和鉀的利用率比磷肥的利用率高(分別為30～60%，40～70%和10～25％)，化學氮肥的利用率是硫酸氨，尿素大于石灰氮大于硝酸銨。施肥方法不同肥料利用率也不同。單施農家肥比與化肥配合施肥效低；化學氮肥作球肥深施比粉狀施于衷層利用率提高1倍，磷肥蘸秧根比 本田撒施利用率可提高3倍。施肥時間不同，肥料利用率也不一樣，氮化肥作基肥比作追肥利用率低，而追肥時又以幼穗分化期施用利用率高，秧田施磷利用率達68％，本田施磷僅達13％；氨水施于土壤水分少，富含鈣質，ph較高，吸收性能較低的田中，易揮發利用率亦低。
  5.水稻的施肥量 綜上所述，在制訂施肥量計劃時，必須統籌考慮上述幾方面，從理論上講可按下列公式計算：施肥量=（計劃產量的吸肥量-土壤供肥量）/肥料利用率但在實際計算稻田施肥量時，為簡便起見，可把土壤供肥量與肥料利用率大體相抵，把計劃產量的吸肥量作為需要施用的肥料量。實踐證明是可行的。只不過在不同地區、不同土壤條件，不同土壤類型，不同前作、不同季節需要酌情增減，如寒地比暖地、瘦田比肥田，麥田比油萊田，早菜田、洋芋田、綠肥田多施，早稻比一季中稻、晚稻多施，土雜肥比化肥、耐肥品種比耐肥性弱品種多施。僅川、黔，滇三省各地高產稻田施肥量看，四川畝產500～600千克的一季中稻田畝施n8～12千克，五氧化二磷5～6千克，氧化鉀10～15千克。貴州在施用綠肥或豬牛廄肥為主的情況下，中等肥力的稻田畝產500～600千克稻谷，需施純氮10.2～11.3千克，五氧化二磷4.6～4.9千克，氧化鉀9～10.7千克。云南在保證每年每畝施有機肥1000～1500千克，過磷酸鈣(普鈣)25～30千克基礎上，500千克以上產量稻田，蠶豆田每畝應施純氮2.6～4.2千克，油菜田施2～3.6千克，小麥田則為6～7.5千克。全國化肥試驗(西南組)，最高產量施氮量為16.2 千克／畝，每千克純氮增產稻谷11.7千克，配合施五氧化二磷可增產16.7千克，而經濟施氮量為10.3千克／畝。貴州天柱縣汕優63高產模式栽培試驗，最高產量施氮量13.8千克／畝、每千克純氮增稻谷14.2千克，經濟施氮量12.84千克／畝。