Las raíces y los residuos de los cultivos forman parte de la exportación biológica. Pero mientras permanecen en el campo, también son una fuente adicional de nutrientes para los cultivos que les siguen después de la cosecha. Teniendo esto en cuenta, es práctico determinar el rendimiento económico y, con él, los aportes de nutrientes por unidad de producción.

La intensificación de la agricultura, acompañada de un aumento de la productividad de los cultivos, conduce a un aumento de la exportación económica de nutrientes con los cultivos. 

Los datos medios a largo plazo sobre el gasto de nutrientes por unidad de rendimiento de cada variedad para condiciones específicas de suelo y clima como rasgo genotípico son relativamente constantes y sirven de base para los cálculos de las extracciones económicas, los balances de nutrientes y las dosis óptimas de fertilizantes en cualquier productividad de esta variedad.

Cada cultivo pasa por un ciclo de nutrientes específico en su desarrollo, por lo que los fertilizantes pueden utilizarse para regular los procesos en las diferentes etapas de crecimiento y desarrollo de las plantas.

La primera etapa -germinación y emergencia de las semillas- se caracteriza por unas necesidades de nutrientes relativamente bajas para todos los cultivos. Sin embargo, es durante este periodo cuando los cultivos son más sensibles a las carencias, excesos y concentraciones elevadas de sales en la solución del suelo. Los cultivos en esta fase no tienen un sistema radicular desarrollado ni excreciones radiculares significativas, por lo que necesitan pequeñas cantidades de elementos, unos 5-20 kg/ha al día, en una forma disponible soluble en agua.

Las sales hidrosolubles de nitrógeno y potasio se encuentran generalmente en pequeñas cantidades incluso en suelos pobres a la profundidad de colocación de las semillas, mientras que las sales hidrosolubles de fósforo están casi ausentes incluso en suelos fértiles. Por consiguiente, pequeñas dosis de superfosfato (10 kg P₂O₅/ha) suelen ser eficaces como abono de presiembra para todos los cultivos y suelos.

En cultivos como las legumbres, las hortalizas y los cultivos en hilera, especialmente en suelos muy pobres en nitrógeno, el nitrógeno se utiliza junto con el fósforo. Algunos cultivos, por ejemplo, todos los tipos de remolacha, responden positivamente a un abono complejo que incluye fósforo, nitrógeno y potasio.

Los micronutrientes se añaden al abono complejo de presiembra cuando el material de siembra no ha sido tratado con micronutrientes. Las dosis de abono de presiembra (de arranque) suelen ser del 3 al 10% de las necesidades totales, aunque a veces, en caso de escasez de abono, se limitan. Una deficiencia de un nutriente durante este periodo no se compensará totalmente durante los siguientes periodos de desarrollo de la planta.

La segunda etapa es el período de crecimiento y desarrollo intensivo de la masa vegetativa. Para la mayoría de los cultivos se caracteriza por una intensa absorción de nitrógeno y, en menor medida, de fósforo y potasio. Para los cultivos amantes del potasio, como el girasol, la remolacha, la patata y el maíz, el potasio es más importante que el fósforo. En esta etapa de desarrollo y en las siguientes, los abonos pueden ser en forma de sales, pero deben situarse en la zona del sistema radicular de absorción activa.

Según el cultivo, las condiciones de cultivo y el suelo y el clima, los fertilizantes pueden aplicarse antes de la siembra o después de la brotación. Los microfertilizantes se aplican como fertilizantes foliares, los fertilizantes nitrogenados se aplican como fertilizantes de raíz y foliares, los fertilizantes potásicos se aplican sólo como fertilizantes de raíz.

La tercera etapa es la fructificación o formación de órganos reproductores. Para la mayoría de los cultivos se caracteriza por una disminución del consumo de nutrientes con un cambio simultáneo de mínimos: aumenta la necesidad de fósforo y de potasio, para los cultivos amantes del potasio, principalmente de éste, y disminuye la de nitrógeno. En esta etapa se produce en las plantas una redistribución intensiva de los elementos previamente absorbidos: la salida de las hojas hacia las semillas, los frutos y las raíces. Las sustancias consumidas deben estar en la zona de absorción activa del sistema radicular, es decir, deben aplicarse antes en forma de abono de pre-siembra o post-siembra.

El cáñamo, el lino, el arroz y los cereales de primavera tienen el período más corto de consumo de nutrientes, que termina al final de la segunda etapa de crecimiento. Por ejemplo, el cáñamo consume unos 2/3 de todos los nutrientes desde el brote hasta la floración, el arroz y los cereales de primavera hasta 3/4 desde el ahijamiento hasta la floración, y en la fase de fructificación estos cultivos pueden incluso perder parte de su aporte de nutrientes con las hojas inferiores muertas.

Por ello, en el caso de los cultivos, el abono debe aplicarse antes de la siembra o en el momento de la misma. La fertilización sólo es posible para una parte del abono nitrogenado con el fin de reducir las pérdidas de nitrógeno en zonas de humedad suficiente y excesiva, o para aumentar el contenido de proteína del grano.

La gran mayoría de los cultivos restantes tienen un período prolongado de absorción de nutrientes, que alcanza su punto máximo en la segunda etapa.

En algunos cultivos, como el algodón y el tomate, la ingesta de nutrientes se prolonga hasta el final de la temporada de crecimiento, con una ingesta máxima en la tercera fase de crecimiento y desarrollo. Para este tipo de cultivos, además de los abonos de presiembra (fósforo-potasio y parte de nitrógeno) y de presiembra (fósforo y/o fósforo-nitrógeno) se aplican abonos nitrogenados, microelementos y nitrógeno-potasio.

Las proporciones de nutrientes de los cultivos varían. Así, la relación N:P₂O₅:K₂O en los rendimientos económicos es, por término medio, 3:1:2,5 en los cultivos de cereales, 3:1:4 en los cultivos de raíces y 4:1:2 en las leguminosas de grano. Incluso en un mismo cultivo y variedad, la proporción de elementos puede variar con el tiempo, ya que la masa y la composición de los órganos formadores cambian a medida que la planta crece y se desarrolla.

La dinámica de la ingesta de nutrientes también depende de la precocidad de las variedades. Las variedades tempranas, que tienen una temporada de crecimiento corta, consumen los nutrientes más intensamente y, por lo tanto, tienen mayores necesidades nutricionales. Las variedades de maduración media y tardía, en cambio, consumen nutrientes durante un periodo más largo, normalmente en mayores cantidades, por lo que necesitan ser abonadas a varios intervalos.

Los datos de referencia y las recomendaciones de las instituciones de investigación zonales, así como las características agronómicas de las variedades zonales, se utilizan para determinar las dosis y los métodos óptimos de aplicación de fertilizantes para los cultivos. Si no se dispone de datos, se determinan de forma experimental mediante experimentos de campo.

Para ello, se determinan los aportes económicos y de nutrientes por unidad de producto principal con la correspondiente cantidad de subproductos. Los resultados obtenidos se ajustan al máximo a las condiciones edafoclimáticas locales.