氮、磷、钾是作物必需且需求量最多的 “三要素”，这3种元素供给的多少直接决定作物产量和品质。一般来说，充足的氮肥供给可促进作物生长，提高叶绿素含量，增强光合产物的累积，提高蛋白质、氨基酸、脂类及糖类等品质成分的含量，同时提高以营养器官为收获目标的产品鲜嫩度。而过度施氮会导致作物徒长，增加病虫害感染机率，由于病斑、虫咬伤害等严重影响农产品外观品质；过度施氮还会造成果实晚熟、糖酸比下降、风味差、硝酸盐含量增加，在茶叶上还表现为明显的涩味加重，严重影响品质。此外，氮素的适量施用可提高辣椒番茄加工性能，促进辣椒素、番茄素的形成；提高水稻外观品质和降低蛋白质含有率；提高马铃薯块茎中淀粉含量。而过量施氮该类品质指标均呈下降趋势，因此，对于品质而言，并非施用氮肥越多越好。

磷参与植株体内核酸、蛋白质、碳水化合物以及能量代谢等过程。研究发现适量增施磷肥有利于提高油菜籽粒含油率、粗蛋白含量，降低硫甙葡萄糖苷含量，从而提品质；改善烟叶内在化学成分含量，使其有效成分比值更趋于协调；促进作物中矿质元素、蛋白质、淀粉、糖类、脂肪、药用植物有效成分含量。然而，过量施用磷肥会导致锌、钼、硅等元素的缺乏以及伴随重金属元素的累积，造成品质下降。

钾参与植物体内多种生理生化活动，是调控光合产物累积与再分配的重要因子，被誉为“品质元素”。施用钾肥促进柑橘、荔枝、香蕉等果实提早成熟，着色好、糖度高，风味改善显著；提高稻米糙米率和精米率，降低垩白粒率、垩白度和直链淀粉含量，增加胶稠度从而改善稻米品质。在蔬菜上随着钾肥用量的增加，青花菜花球中的VC、叶绿素含量增加，而硝酸盐含量下降；番茄果实VC、可溶性糖、可溶性固形物、可滴定酸含量及糖酸比均增加。过量施钾会导致钙镁的吸收拮抗，而钙镁缺乏则会带来茄果类脐腐病、果实易裂等造成品质下降。

镁是叶绿素的组成成分，参与蛋白质的合成，且又是生物酶的结合体，缺镁不仅影响作物产量，而且影响品质。作物对镁的吸收量为10-25kg/hm2。块根类作物的需要量是禾谷类作物的2倍，甜菜、马铃薯、水果和保护地作物易缺镁，广东地区土壤调研表明缺镁机率高达30%以上，严重影响农作物产量和品质。适量镁供应可提高还原糖、维生素C含量，增加果皮花色素含量，但过量的镁和其它元素之间产生拮抗作用，特别是影响钾的吸收，从而造成品质下降。

植物生长虽然对微量元素的需求量很低，但是微量元素的缺乏也会造成作物生长发育受阻、产量和品质下降。我国耕地缺硼率达到34.5%。硼作为植物生长的必需营养元素，涉及细胞壁和生物膜结构的功能与稳定性，光合产物的合成、运输与分配，在植物开花结实和幼果发育中起重要用，缺硼严重影响作物产量和品质。

锌是植物生长发育所必须的微量元素，通过参与蛋白质和核酸的合成，影响细胞分裂和生长。我国土壤缺锌状况较为严重，主要发生在石灰性土壤上，植物缺锌生长发育延迟，叶片失绿变小簇生、节间缩短植株丛生，分蘖力抗逆性下降，导致产量及品质下降，而人体中的76%的锌来源于植物类食品，作物中锌含量的提高对提高作物的品质及人体健康具有重要作用。

硒是自然界广泛分布的微量元素，它参与植物的新陈代谢，农产品中硒元素具有抗氧化和抗肿瘤能力，是维持人体和动物机体健康的必需微量元素。然而我国是个缺硒的国家，72%的地区属于缺硒或轻度缺硒，而土壤缺硒最终通过食物链传导造成人体缺硒。农业生产中有机肥能够一定程度的补充微量元素，但针对性以及效应难以达到生产中高产优质的要求，而叶面喷施是作物补充微量元素的主要途径和有效措施。

研究发现土壤施用硼肥提高茶叶游离氨基酸含量、茶多酚含量、咖啡碱含量，降低酚氨比；叶面喷施硼肥能够提高西瓜、蜜柚、梨等可溶糖、维生素C含量以及改善着色，降低畸形果机率，提高内在品质与感官品质。施用锌肥和硼肥均能促进玉米对氮磷钾的吸收，而氮磷钾元素的积累能够提高蛋白质和脂肪含量，降低淀粉含量。硒肥的施用直接提高农产品有机硒含量，对于提升农产品的健康保健价值具有明显作用。