在追求高收益的趨勢下，農民莫不希望所栽種的作物均能產量高及品質佳。若要達到此目標，除了需要適當的日光、溫度、空氣、水，以及機械支持力的配合外，還需要供應充足且適量的 16 種必要養分。
必要養分包括碳(C)、氫(H)、氧(O); 大量元素如氮(N)、磷(P)、鉀(K)， 其中氮肥又稱為葉肥，磷肥又稱為花肥， 鉀肥又稱為果肥及莖幹肥;次量元素如鈣(Ca)、鎂(Mg)、硫(S);微量元素如鐵(Fe)、錳(Mn)、銅(Cu)、鋅(Zn)、 鉬(Mo)、氯(Cl)、硼(B)。這 16 種必 要養分雖然作物吸收量各有多寡之分，但 是各種養分對作物的營養和生理功能皆同等重要。
每種養分均有其特有的生理功能，當任何養分出現不足，過多或不平衡時，其 所主宰的生理功能將受到抑制，而造成 作物產量與品質的降低。必要養分中，除 碳、氫、氧主要來自於大氣中的二氧化碳 (CO2)和水(H2O)外，其他 13 種養分則主要來自土壤中的有機質與黏土礦物。一 般而言，土壤中每年釋出的養分量不夠於 作物正常生長所需，因此必須仰賴肥料的施用來補充。
肥料的特性
化學肥料
化學肥料養分含量相對較高，以臺灣最 常用的 3 要素肥料為例，尿素氮含量為 45 %以上，過磷酸鈣之檸檬酸銨溶性磷酐含 量 17%以上，而氯化鉀之水溶性氧化鉀為60%以上，均較有機質肥料者高，因此作 物生長所需的施用量相對較少。
化學肥料中的養分主要以「溶解」方式 釋出，所以大致屬於速效性及可溶性，待 施入土壤後可立即被作物吸收利用，故肥 效通常較直接且迅速。一般而言，因磷肥 施入土壤後易被土壤固定，故其利用率及 溶解度較低，所以必須當基肥使用外，其 他氮、鉀肥則可當基肥和追肥使用。施用 磷肥宜避免灑施，而採條施或混入土壤中， 以減少被土壤固定的量。微量元素肥料因 需求量較少，宜採葉面施肥。
肥料利用率係指施入的肥料養分中，能 被當季作物吸收利用的百分比。化學肥料 的養分雖屬可溶性且易被作物吸收利用， 但施入土壤後，部分養分易被土壤固定， 如磷、微量元素;部分因淋失或以氣體方 式逸出而損失，如脫氮作用、氨揮失作用， 因此肥效降低甚速。一般而言，當季作物 的氮、磷、鉀肥利用率分別為 40%，5% ~ 20%、60%。
化學肥料施入土壤中，會逐漸改變土壤 酸鹼值(pH)。若長期施用產酸肥料，包括化學酸性、生理酸性肥料，土壤將逐漸 酸化;反之，若長期施用產鹼肥料，土壤 將逐漸鹼化，繼而影響土壤中的養分有效 性及作物生長。
依化學肥料溶於水後所呈現酸鹼反應的 不同，可分為:(一)酸性肥料:水溶液呈 酸性反應，如過磷酸鈣、重過磷酸鈣。(二)鹼性肥料:水溶液呈鹼性反應，如氰氮化 鈣、草木灰、農用石灰。(三)中性肥料: 水溶液呈中性反應，如尿素。
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