在水稻所吸收的矿质营养元素中。吸收量多而土壤供给量又常常不足的主要是氮、磷、钾三要素。
1、需肥量
水稻养分吸收量，据产量水平不同、生长环境不同而有所差异，每667平方米产500千克和500千克稻草，从土壤中吸收纯氮8.5-12.5千克，磷4-6.5千克，钾10.5-16.5千克。水稻形成100千克籽粒以上，吸收氮在1.7～2.0千克，高产田略低些，低产田高些；吸收磷0.9千克左右。
但随产量升高100克籽粒以上吸收量增大到2.1千克左右。杂交水稻形成100千克籽粒，氮、磷、钾养分吸收量分别为2千克、0.9千克、3千克，氮、磷吸收量与常规稻基本一致，而钾的吸收量较常规稻高0.9千克。
2、水稻对营养的需求
（1）氮
水稻是喜铵态氮作物。氮素供应充足时，水稻新根才能发生，分蘖才能正常进行，叶片才能伸长。大量使用氮肥常导致叶片过于繁茂，下层叶光照不足，有利于病虫滋生，引起后期倒伏；过量施用氮肥时引起氨毒，尤其是低光照和低温条件下。氮肥能提高根系活力。氮肥表施能提高上位根的氧化力而促进分蘖，深施则能提高下位根的活力而增加每穗颖花数。
（2）磷
磷能促进植株体内糖的运输和淀粉合成，加速灌浆结实，有利于提高千粒重和籽粒结实率。水稻幼苗期和分蘖期的供应非常重要，此时缺磷会对以后的生长和产量产生明显的不良影响。因此，磷肥必需早施。在水稻开花以后追施磷肥会抑制体内淀粉的合成而阻碍籽粒灌浆。
（3）钾
钾能提高水稻对恶劣环境条件的抵抗力并减少病虫害发生，通过对促进碳氮代谢，可减少病原菌所需的碳源和氮源、提高植株三磷酸腺苷酶的活力，促进酚类物质的合成，从而提高作物的作物的抗病能力。钾能增加植株根、茎、叶中硅的含量，提高单位面积叶片上硅质化细胞的数量、茎杆硬度、厚度和木质素含量均随施钾增加而增加，并终增加水稻对病原菌浸染的抵抗力。
（4）硅
水稻是代表性的喜硅作物，吸硅量在各种作物中多，有“硅酸植物”之称。硅是水稻的必需营养元素。茎、叶含硅量为10%-20%，高的可达30%，为含氮量的10倍，主要存在于茎、叶表皮角质层中。足量的硅能增强水稻对病虫害的抗性，提高根系活力而减轻铁、锰离子的毒害作用，改善磷素营养和促进光合作用及其它其他代谢过程。硅能增强根的吸氧能力，减少二价铁或锰过量吸收对根系的毒害，并促进磷向穗转移。缺硅时，水稻体内可溶性氮和糖增加，抗病性减弱，穗粒数和结实率降低，严重时变为白穗。
（5）钙
钙会引起水稻植株蛋白质含量下降，非蛋白质含量增加，而全氮则比正常植株少；缺钙会导致茎、根分生组织的早期死亡，嫩叶畸形，叶尖钩状向后弯曲。
3、其它元素
镁是叶绿素的重要组成部分。
缺锌对水稻生长发育有重要作用。锌能促进生长素的合成。苗期和穗期尤其是水稻的吸锌高峰，吸收的锌占整个生育期锌吸收的吸收量的84.6%-96.1%。缺锌是水稻生产上较为普遍的问题。缺锌明显的症状是植株矮小，叶片中脉变白，分蘖受阻，出叶速度慢，严重影响产量。因此，有人将锌列入仅此于氮、磷、钾的“第四要素”。