氮磷鉀是作物生長所需要的的營養元素，用測土儀診斷作物氮、磷、鉀營養狀況有助于提高作物產量。氮在生理學上是很靈活的元素，它以多種化合物形態存在于作物體，并易受許多內外因素的影響而變動。許多植物，包括木本植物的葉中通常不積累硝態氮，所以常用的葉分析不測定硝態氮，而以全氮含量來衡量植株氮素營養的水平。

不少作物，包括禾本科旱地作物的葉、葉鞘、葉柄、基部組織中常有硝態氮存在，所以也可采集這些部位的組織樣品進行硝態氮的診斷分析。作物體內的磷移動性很大，在土壤磷不足的情況下，生長初期吸收的磷即從老的組織轉往新的組織，即所謂再利用。新的成熟葉中的全磷含量比較穩定，用以診斷磷素營養狀況較為可靠。

作物中的鉀幾乎都以離子形態存在，所以用2%醋酸或水浸提測得的鉀量能接近于全鉀量。由于鉀容易移動，它多分布于芽、幼葉、根尖等代謝活性大的組織器官中。缺鉀時先在下部老葉出現缺素癥，因此診斷鉀營養狀況時，可以比較樣株上下部葉片中的濃度，如果下部成熟葉片的含鉀量等于或超過上部幼嫩葉片，表明土壤不缺鉀，反之則供鉀不足，特別是玉米的反映更明顯。