植物的常量元素通常指氮、磷、钾、钙、镁和硫。它们是土壤农化分析的常规分析项目。确定土壤养分的供应状况、诊断作物的营养水平和施肥效应及肥料利用率等,一般都离不开测定其中一种或几种元素,特别是氮、磷和钾三要素的含量。在农产品收获物的品质鉴定工作中,食品和饲料中蛋白质的测定,实际是其有机氮的测定,而磷、钾、钙等则是营养价值很高的灰分元素。
植物体内的氮主要以蛋白质、氨基酸等有机氮的形式存在于植物组织中。一般植物体全氮含量在1.0%~5.0%之间,尤以苗期或结实器官中含量较高。苗期作物、刚刚施用过大量氮肥后的作物,尤其是它们的茎叶营养器官、叶菜类作物,往往会有含量相当高的硝态氮,如西葫芦0~mg·kg~l,甜椒1~mg·kg,土豆~mg·kg~l,甜瓜6~mg·kg~l,茄子8~mg·kg-l(Simonne等,)。植物体内的磷主要以磷脂、核酸、植素等有机态存在。植物种子内的磷50%~80%以上以植素(PHYTIN)形态存在。与氮和钾相比,植物含磷量相对较低,一般为0.2%~0.5%,而植物体内的钾几乎都以无机离子态存在。钙是植物体大分子物质的重要结构组分,部分钙以交换态存在于细胞壁和质膜外表面。钙在细胞液泡内占有很高比例,而细胞溶质中钙的浓度很低。一些钙生植物体内累积的钙达到10%以上而仍能正常生长(Marschner,)。植物体含镁量一般为0.25%~1.0%,大致与含磷量相近。叶片内60%~90%的镁可以被水提取,5%~10%的镁在细胞壁中与果胶呈紧密结合或在叶泡内呈易溶性的磷酸盐,有6%~25%的镁与叶绿素结合,这个比例取决与植物镁素的营养状况。正常生长的作物体内含硫量大多在0.1%~0.5%之间,基本以有机态硫的形态存在。一般十字花科作物含硫量高于豆科作物,豆科作物又高于禾本科作物。
鉴于不同植物和不同品种之间及同一作物不同生育期、不同部位间营养元素本身会有相当大的差异,而不同营养环境又能十分显著地影响这种变异,分析工作者应尽可能了解样品的特性,并在分析过程中采用相应的方法减少干扰,缩小分析误差,对最后的结果作出合理的评判。