氮磷钾是作物生长所需要的的营养元素，用测土仪诊断作物氮、磷、钾营养状况有助于提高作物产量。氮在生理学上是很灵活的元素，它以多种化合物形态存在于作物体，并易受许多内外因素的影响而变动。许多植物，包括木本植物的叶中通常不积累硝态氮，所以常用的叶分析不测定硝态氮，而以全氮含量来衡量植株氮素营养的水平。
不少作物，包括禾本科旱地作物的叶、叶鞘、叶柄、基部组织中常有硝态氮存在，所以也可采集这些部位的组织样品进行硝态氮的诊断分析。作物体内的磷移动性很大，在土壤磷不足的情况下，生长初期吸收的磷即从老的组织转往新的组织，即所谓再利用。新的成熟叶中的全磷含量比较稳定，用以诊断磷素营养状况较为可靠。
作物中的钾几乎都以离子形态存在，所以用2%醋酸或水浸提测得的钾量能接近于全钾量。由于钾容易移动，它多分布于芽、幼叶、根尖等代谢活性大的组织器官中。缺钾时先在下部老叶出现缺素症，因此诊断钾营养状况时，可以比较样株上下部叶片中的浓度，如果下部成熟叶片的含钾量等于或超过上部幼嫩叶片，表明土壤不缺钾，反之则供钾不足，特别是玉米的反映更明显。