一、養分歸還學說
德國化學家李比西1840年提出養分歸還學說。它包含三個方面的內容：一是隨著作物的每次收獲，必然要從土壤中帶走一定量的養分，隨著收獲次數的增加，土壤中的養分含量會越來越少。二是若不及時歸還由作物從土壤中拿走的養分，不僅土壤肥力逐漸減少，而且產量也會越來越低。三是為了保持元素平衡和提高產量應該向土壤施入肥料。
養分歸還學說的中心思想是歸還作物從土壤中取走的全部東西，其歸還的主要方式是合理施肥。
二、最小養分律
所謂最小養分律就是指土壤中對作物需要而言含量最小的養分，它是限制作物產量提高的主要因素，要想提高作物產量就必須施用含有最小養分的肥料。
最小養分律包含四方面的內容：一是土壤中相對含量最少的養分影響著作物產量的維持與提高。二是最小養分是相對作物需要來說，土壤供應能力最差的某種養分，而不是絕對含量最少的養分。三是最小養分會隨條件改變而變化。最小養分不是固定不變的，而是隨施肥影響而處于動態變化之中，當土壤中的最小養分得到補充，滿足作物生長對該養分的需求后，作物產量便會明顯提高，原來的最小養分則讓位于其它養分，后者則成為新的最小養分而限制作物產量的再提高。四是田間只有補施最小養分，才能提高產量。
最小養分率的實踐意義有以下兩個方面：一方面，施肥時要注意根據生產的發展不斷發現和補充最小養分；同時還要注意不同肥料之間的合理配合。
三、報酬遞減律
施肥對產量的影響可以從兩個方面來解釋，一方面從施肥的年度分析，即開始施肥時產量遞增，當增產到一定限度后，便開始遞減，施用相同數量的肥料，所得報酬逐年減少，形成一個拋物線。另一方面是從單位肥料能形成的產量分析，每一單位肥料所得報酬，隨著施肥量的遞增報酬遞減，也稱肥料報酬遞減律。
肥料報酬遞減律是不以人們意志為轉移的客觀規律，因此應該充分利用它，掌握施肥的“度”，從而避免盲目施肥。從思想上走出“施肥越多越增產”的誤區。
四、因子綜合作用律
作物的生長發育是受到各因子(水、肥、氣、熱、光及其他農業技術措施)影響的，只有在外界條件保證作物正常生長發育的前提下，才能充分發揮施肥的效果。因子綜合作用律的中心意思就是：作物產量是影響作物生長發育的諸因子綜合作用的結果，但其中必然有一個起主導作用的限制因子，作物產量在一定程度上受該限制因子的制約。所以施肥就與其他農業技術措施配合，各種肥分之間也要配合施用。例如水能控肥，施肥與灌溉的配合就很重要。
