作物需要的营养元素，无论来源于肥料还是土壤，元素对作物的作用机理都相同。一般来说构成一定的作物产量所需某种大量营养元素的总量基本不变。其中一部分来源于土壤，不足的部分需要通过施肥来补充。如何准确地估测作物生育期土壤养分的供应能力，是搞好合理施肥的关键问题之一。
土壤对作物的养分供应量与水、气热动态变化和作物生长发育密切相关，在现代农业的推进过程中，土壤肥料速测仪应用很广泛。作物对一种养分的利用率因养分来源不同而不同，不同来源的同一养分其各自利用率均会随环境条件的改善而提高。
在农业生态分区的基础上，环境条件的变化引起作物产量变化，由于施肥不均衡，往往出现高氮低磷或低氮高磷现象，引起样点分散，建立土壤养分与作物产量的关系模式更有实际意义。在实际应用中，即使养分与作物产量的相关性很好，也要考虑上述三方面因素以取得理想的实施效果。
把土壤养分与肥料养分有机地结合起来，在一定生态区域，可通过土壤肥料速测仪估测土壤养分供应当量确定不同养分条件下的肥料需要量。用养分总量模式确定了大养分量后，计算高产量时的养分平均利用率，养分平均利用率反映了特定生态条件对养分有效性的影响。