作物所需要的营养元素无论是来自肥料还是土壤，元素对作物的作用机理是一样的。一般来说，要构成一定的作物产量，所需的某些常量营养素的总量基本不变。一部分来自土壤，不足的部分需要施肥来补充。如何准确分析农作物生长期土壤养分供应能力是做好合理施肥的关键问题之一。在现代精细化农业的推进中，土壤成分检测仪得到了广泛的应用。
作物对一种养分的利用率随养分来源的不同而不同，不同来源的同一养分的利用率会随着环境条件的改善而提高。土壤对作物的养分供应与生长期间土壤水分、空气和热量的动态变化以及作物的生长密切相关，通过简单的试验难以确定。环境条件的变化导致作物产量的变化，在农业生态区划的基础上，建立土壤养分当量与作物产量的关系模型更为实用。就养分而言，由于施肥不平衡，经常出现高氮低磷或低氮高磷的现象，造成样点分散。因此，需要将氮和磷的一个因素控制在一定水平，然后找出另一个因素不施肥的产量与养分当量之间的关系。不同的土壤约束条件也会导致样本点的分散。在实际应用中，即使养分当量与作物产量的相关性很好，也需要综合考虑以上三个因素，才能达到理想的实施效果。
土壤养分当量有机结合土壤养分和肥料养分，使两者相加。因此，在一定的生态区，土壤养分供应当量可以通过土壤成分检测仪进行分析，从而确定不同养分条件下的需肥量。使用养分总量模型确定较大的养分量后，可以计算出较高产量时的平均养分利用率。平均养分利用率反映了特定生态条件对养分有效性的影响。肥料利用率受土壤养分供应的影响，与收益递减率一致。
通过土壤成分检测仪的分析，土壤养分供应与肥料养分含量存在当量关系，土壤养分当量可以通过与作物产量的回归关系确定。土壤养分当量作为衡量土壤养分供应能力的重要指标，不仅可以节省大量的检测成本，还可以避免检测结果与土壤实际养分供应不一致的矛盾。
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