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跟动物一样，植物也需要生存，也需要从自然界中获取物质和能量，而这些物质和能量，也就是食物，是以养分的形式被植物吸收利用。
要想了解植物正常生长发育需要什么养分，首先要知道植物的养分组成。新鲜的植物体一般含水量为70%-95%，并因植物的年龄、部位、器官不同而有差异。叶片含水量较多，其中又以新叶为最高，茎秆含水量较低，种子中则更低。新鲜植物经烘烤之后，可以获得干物质，在干物质中含有无机盐和有机物两类物质。干物质燃烧时，有机物在燃烧过程中氧化而挥发，余下的部分就是灰，是无机态氧化物。用化学方法测定得知，植物灰中至少有几十种化学元素，甚至地壳岩石中所含的化学元素均能从灰中找到，只是有些元素的数量极少。
经试验证实，植物体内所含的化学元素并非全部都是植物生长发育所必需的营养元素。人们早就认识到，植物体内某种营养元素的有与无和含量高与低并不能作为营养元素是否必需的标准。因为，植物不仅能吸收它所必需的营养元素，同时也会吸收一些它并不必需、甚至可能是有毒的元素。
因此，确定某种营养元素是否必需，应该采取特殊的研究方法，即在不供给该元素的条件下进行营养液培养，以观察植物的反应，根据植物的反应来确定该元素是否必需。
年阿隆（Arnon）和斯托德（Stout）提出了确定必需营养元素的3个标准：即
1、必要性
这种化学元素对所有高等植物的生长发育是不可缺少的。缺少这种元素植物就不能正常生长发育。对高等植物来说，即由种子萌发到再结出种子的过程中的某个环节会出现错误，无法完成整个生命周期。
2、专一性
缺乏这种元素后，植物会表现出特有的症状，而且其他任何一种化学元素均不能代替其作用，只有补充这种元素后症状才能减轻或消失。
3、直接性
这种元素必须是直接参与植物的新陈代谢，对植物起直接的营养作用，而不是通过改善环境来调节植物活动的这种间接作用。
符合这些标准的化学元素才能称为植物必需营养元素，其他的则是非必需营养元素。但在非必需营养元素中有一些元素，对特定植物的生长发育有益，或为某些种类植物所必需，如黎科植物需要钠；豆科作物需要钻；蕨类植物和茶树需要铝；硅藻和水稻都需要硅；紫云英需要硒等。它们并非所有高等植物普遍所必需的。故称这些元素为有益元素。
想要严格分清必需营养元素和非必需营养元素是相当困难的。因为植物的某些生理功能可由相关的两种元素相互代替，当然这种代替是暂时的、部分的，如K+和Na+，Ca2+和Sr2+；某些元素只是在一定场合下需要，另一场合就不一定必需，如钼一般只是在N03--（硝态氮）为植物氮源时才需要，而在NH4+（铵态氮）为氮源时，则并不一定需要。
必需营养元索的种类和确定的年份
到目前为止，国内外公认的高等植物必需的营养元素有17种，它们是碳(C)、氢（H）、氧（O）、氮（N）、磷（P）、钾（K）、钙（Ca）、镁（Mg）、硫（S）、铁（Fe）、硼（B）、锰（Mn）、铜（Cu）、锌（Zn）、钼（Mo)、氯(Cl）和镍（Ni）。上述必需营养元素是经过较长时间、陆续确定的。
氢和氧：早在化学元素发现以前，人们就知道水是植物必需的营养物质，而后来发现水是由氢和氧2种元素组成的。
碳：年由Senebier和Saussure确定为必需营养元素
氮：年Saussure发现了植物对它的必需性。
磷、钾、镁、硫、钙：年由Sprengel等人确定为植物的必需营养元素。
铁：年Cris在黄化的葡萄叶片上涂以铁盐溶液，使叶片转绿；年J.Sachs发现它是植物的必需营养元素。
锰：年由J.S.McHargue确定为必需营养元素。
硼：年K.Warington在蚕豆试验中发现缺硼的典型症状，接着A.L.Sommer和C.B.Lipman(),Brenchley()也证实了硼的必需性。
锌：年A.L.SommerfnC.B.Lipman用向日葵和大麦证明了锌是植物所必需的营养元素。
铜：年C.B.Lipman及G.Mackinney等在番茄上证明了植物对它的必需性。
钼：年由D.1.Arnon和P.R.Stout证明它是一种必需的营养元素。
氯：年由T.C.Broyer等人证明，它是高等植物所必需的营养元素。
镍：年Brown等报道，大麦缺镍叶小色淡，叶尖叶缘发白。随着脲酶在植物中关键效应的揭示，作为脲酶的金属组成部分，镍也被确定为植物必须的营养元素。
