1.水稻吸收的营养元素 对水稻植株进行化学分析的结果，稻体内含有40多种元素，但至今确认为水稻必需的元素有：碳、氢、氧、氮、磷、钾、硅、硫、钙、镁和铁、锰、锌，铜、硼、钼、氯。前10种大量存在于水稻体内，称为大量必需元索，后7种在稻体内含量甚微，故称为微量必需元素。这17种元素不但是水稻生长发育所不可缺少的，而且也是不可代替的。其在稻体各部的含量，因品种、土壤和施肥等的不同而有差异。
这些元素中，除少部分可由空气中获取外，大多数都靠水稻的根系从土壤中吸取。在现代，土地复种指数不断增大，土地利用率愈来愈高，产量日益增加的情况下，土壤中不但大量元素不能充分供应，就连某些微量元素也感到难以获取，水稻产生了缺锌、缺钼或缺硼等病征。由此可见根据稻田土壤分析，进行配方施肥，增施有机肥等的重要意义。
2．水稻对三要素吸收的总量 在大量元素中，水稻对氮、磷、钾三要素的需要量特别多。据测定，每生产100千克稻谷<谷草比为1：1)，约需吸收氮1.50～1.91千克，磷0.82～1.02千克，钾1.83～3.82千克。氮、磷，钾之比约为2:1:3 表中所列数字还不包括根系、落叶损失及植株体内淋失量，所以，水稻实际吸收量应高于此值。同时，吸肥量还因品种、气候(主要为温度)、土壤，肥料、施肥技术和产量水平等而有差异。
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况下，仍以土壤供给为主。据试验，当年不施肥的稻田，水稻产量为施肥稻田产量的50～70％，也即土壤供给的营养元素占1／2～2／3，由当季施肥供给的只占1／3～1／2。可见土壤肥力不能低估，培肥土壤的意义重大。土壤中提供养分的数量，主要决定于土壤养分贮存量和有效状态。贮存量和土壤中有机质含量、母质成分及水质等有关，有效态受土壤中有机质性质，土壤结构、酸碱度、氧化还原电位、微生物组成和土温等条件的影响。—般地说，位于平原，丘陵、河流沿岸及山区坝地的稻田肥力较高，养分贮存量和有效量都较大，如西南地区的大眼泥田、紫泥田、黑潮泥、潮泥、黑胶泥田等。而丘陵地区的红泥田、黄胶田、黄泥田、灰包田，马血泥等养分含量少，新开的稻田，沟、槽中的冷、拦、锈田及马粪土、鸭屎泥田潜在肥力虽高，但因土温低，通透性差等原因，有效养分仍较低。土壤质地不同，供应状况亦不同，质地疏松的潮泥田、黄沙泥田，通透性良好，早春土温回升快，肥料分解快，前期供肥能力强，保肥力差，肥料容易漏失，肥效不能持久，水稻生长后朔，土壤供肥力减弱，相反，粘重的胶泥田、死黄泥、死红泥田，因土壤通透性差，早春土温回升慢，肥料分解缓慢，水稻生长前期，土壤养分供应力低。随着土温升高，肥料分解加速，水稻生长后期土壤养分供应强度高，后劲足。土壤养分供应状况还与季节有关，双季早稻和温凉地区一季中稻，插秧时气温低，有机质分解缓慢，养分供应强度低，以后随着气温升高，供应强度逐渐上升。双季晚稻，迟栽中稻及温热地区的中稻，插秧时值高温季节，有机质分解快，养分供应强度大，随着生育进度，后期温度降低，土壤养分供应强度相应减弱。在目前尚无简单，迅速可靠的土壤养分分析法及稻田土壤养分档案尚未建立起来之前，大田生产可根据上年产量水平的50～70％来估算土壤养分供给量。有机迟效肥施用多的稻田，估算可从高，反之则应从低。
4．肥料利用率 不同种类的肥料，含肥料元素的量和性质不一样，因而肥料利用率也不一样，我国南方稻田，一般化肥比有机肥利用率高，同是有机肥，腐熟比未腐熟、含碳素少比含碳素多的利用率高；以人粪尿最高，绿肥、菜籽饼次之，牛粪土杂肥最低。同是化肥氮和钾的利用率比磷肥的利用率高(分别为30～60%，40～70%和10～25％)，化学氮肥的利用率是硫酸氨，尿素大于石灰氮大于硝酸铵。施肥方法不同肥料利用率也不同。单施农家肥比与化肥配合施肥效低；化学氮肥作球肥深施比粉状施于衷层利用率提高1倍，磷肥蘸秧根比 本田撒施利用率可提高3倍。施肥时间不同，肥料利用率也不一样，氮化肥作基肥比作追肥利用率低，而追肥时又以幼穗分化期施用利用率高，秧田施磷利用率达68％，本田施磷仅达13％；氨水施于土壤水分少，富含钙质，ph较高，吸收性能较低的田中，易挥发利用率亦低。
5.水稻的施肥量 综上所述，在制订施肥量计划时，必须统筹考虑上述几方面，从理论上讲可按下列公式计算：施肥量=（计划产量的吸肥量-土壤供肥量）/肥料利用率但在实际计算稻田施肥量时，为简便起见，可把土壤供肥量与肥料利用率大体相抵，把计划产量的吸肥量作为需要施用的肥料量。实践证明是可行的。只不过在不同地区、不同土壤条件，不同土壤类型，不同前作、不同季节需要酌情增减，如寒地比暖地、瘦田比肥田，麦田比油莱田，早菜田、洋芋田、绿肥田多施，早稻比一季中稻、晚稻多施，土杂肥比化肥、耐肥品种比耐肥性弱品种多施。仅川、黔，滇三省各地高产稻田施肥量看，四川亩产500～600千克的一季中稻田亩施n8～12千克，五氧化二磷5～6千克，氧化钾10～15千克。贵州在施用绿肥或猪牛厩肥为主的情况下，中等肥力的稻田亩产500～600千克稻谷，需施纯氮10.2～11.3千克，五氧化二磷4.6～4.9千克，氧化钾9～10.7千克。云南在保证每年每亩施有机肥1000～1500千克，过磷酸钙(普钙)25～30千克基础上，500千克以上产量稻田，蚕豆田每亩应施纯氮2.6～4.2千克，油菜田施2～3.6千克，小麦田则为6～7.5千克。全国化肥试验(西南组)，最高产量施氮量为16.2 千克／亩，每千克纯氮增产稻谷11.7千克，配合施五氧化二磷可增产16.7千克，而经济施氮量为10.3千克／亩。贵州天柱县汕优63高产模式栽培试验，最高产量施氮量13.8千克／亩、每千克纯氮增稻谷14.2千克，经济施氮量12.84千克／亩。
