水稻是我国重要的粮食作物之一，栽种面积约占全国粮食种植面积的30%，因此水稻的稳定增收是保障粮食安全乃至农业可持续发展战略的重要组成部分。水稻产量、品质与品种遗传特性和环境因素密切相关，由于地区水文气候条件差异较大，所以施肥是对土壤养分不足和养分分布不均的良好补充。近年来，高产水稻品种的推广及肥料的大量施用使得稻谷产量不断攀升。与此同时，也导致化肥用量呈逐年增加的趋势，而肥料利用率却呈下降趋势。氮、磷、钾作为水稻正常生长的三大必需营养元素，三者之间吸收与利用的关系较为复杂。因此，如何通过合理统筹氮、磷、钾肥用量及配比科学施肥、充分发挥化肥肥效，减少化肥带来的不良影响是摆在农业工作者面前的重要课题。
　　养分吸收与分配是维持植物正常生长的物质基础，各种养分从吸收积累到结实收获都需经历一系列复杂的生理生化过程。从生理角度分析，当某种养分缺乏时，植株会优先将该养分输送到籽粒，促进籽粒的分化和成熟；而当养分充足时，吸收的养分主要被茎秆截留。此时，随着施肥量增加，氮、磷、钾肥的吸收利用率、光学利用率及生理利用率均呈下降趋势，表明肥料施用越多损失越多，所以合理施肥是提高肥料利用率的主要措施。
　　关于施肥对水稻产量、品质及养分吸收利用综合影响的研究，主要对氮、磷、钾单独作为研究对象较多，而对三者交互影响作用的研究相对较少。稻株对氮素吸收分配规律一般是前期叶片较多，中期平衡分到叶片、茎部和稻穗，后期重点分配到稻穗。稻穗在出穗到灌浆结束积累的氮素有67%～90%来自营养器官氮化物的分解和再转运，只有小部分需要从根系吸收。而水稻对钾肥的利用主要是以钾离子的形式吸收，整个生长周期都以分到茎鞘居多，在成熟期全部积累的钾素中，茎部占68%、稻穗约占17%、叶片约为15%。在整个生育期所有积累的钾素有80%～90%来自叶片贮存钾素的转运，剩余靠根系吸收。由于穗部自抽穗至成熟期所需的氮、钾养分大部分来自营养器官贮存物的转运，不足部分由土壤自然供应，因此抽穗后无须再大量追氮钾肥。氮、磷、钾肥任一种养分过高都不利于稻米品质的提高，究其原因是每种养分在不同的生育期内都有不同的需求量。只有满足最低需求量，才能提高水稻植株生理活性，如增加根系伸展活力、防止叶片卷曲、提高光合作用效率使得更多光合产物向籽粒转移，从而提高单粒品质。而施肥量过大会适得其反，高氮会使得植株贪青晚熟，影响籽粒灌浆结实使得品质下降。
　　研究表明，氮、磷、钾肥的互作对作物产量具有显著影响，但其三者互作效应各不相同。其中氮、磷互作影响较低，当氮、磷用量都处于中低水平时，二者同时对植物生长成熟协同促进作用。追肥量增加一定数量后则表现为拮抗作用。在氮、钾互作中，在低氮条件下增加钾肥对作物增产无影响，只有氮、钾肥同时追到适当水平才能使促进植株成熟，进而提高产量，二者比例不同会影响水稻植株灌浆成熟。在低钾条件下，氮水平过高反而会降低产量，而高钾条件下，适量范围的氮肥会提高植株产量，类似结果在棉铃中也有体现。
　　而磷钾互作效应并不明显，钾肥只是起到微弱辅助作用。在高磷水平下增加钾肥对产量并无明显影响。而低钾条件下，增加磷肥能缓解低钾症状。磷钾互作表现出其中一种肥料用量越低，另一种肥料增产幅度越高的情况，这与氮磷、氮钾互作所表现的正好相反。总体来说，三组交互作用都有其最佳交互范围。在实际生产中应根据当地土壤养分组成、水文气候条件等因素综合确定最佳的氮磷配比方案。
　　以上结论只说明施肥在特定环境、特定品种的前提下的影响规律，科学的施肥方案应针对不同品质特性和土壤养分情况确定。