由于植物营养的耗竭导致土壤肥力的丧失不仅会对粮食的安全构成威胁，还会导致严重的环 境恶化问题。氮元素在农业生态系统中的循环井不会给生态系统带来负面影响，但氮元素从农业生态系统中的消失，不汉会给生态系统造成麻烦，还表示土壤肥力的 丧失，其对环境造成的反作用还包括温室效应、使大气平流层臭氧减少、酸雨、全球氮循环的改变以及对地下水的硝化污染等等。作物氮元素测量仪能够对作物的氮元素含量有效的测定出来。
氮元素利用率低下的主要原因是其因淋溶、地表径流、腐蚀、以气体方式逸出等从植物一土壤系统中消失之故。这些原因中的薄一种在不同的现场均有其相对的重要性。在降水量超过水分蒸腾的气候中或在的情沉下，淋溶损失将成为主要因素。氮以气体方式逸出则包括挥发和反硝化，使氮以NH3,NO,N,O和Nz等形式进人大气。估计全球葱年从农田逸出的N,O和NO的总量分别为350万t和200万t，因化肥诱发N70和NO的量每年约为125万t，而因动物性肥料 诱发的N刀和NO的量每年约为32万to
与施加的氮的总量相比较，反硝化和N20的产生以及尚未被作物所利用的含氮量之间存在着较为密切的关系。因此，氮肥使用的时间在氮损失的过程中起着关键的作用。热带地区对大量N,O和NO的逸出损失提供了有利的条件，但流淌损失的大小则主要 由土壤一作物的管理因素所决定。根据作物的需要调整氮肥的施加量并采取适当的施肥方法可以减少NO的损失。
作物氮元素测量仪的测定结果发现，从营养管理角度来说，一般对某种作物的生长规律、生长阶段以及所需要的措施(各种措施与作物种植密度、水分和虫害之间的相互关系)都是了解 的。另外，还有一些突然出现的方法、相关的诊断以及针对现场的营养管理措施等。联合国粮农组织倡导了一种叫做综合植物营养系统(1PNS)的方法，它可以 根据目标产量的要求将无机肥料与有机肥料和生物资源进行适当的组合。