Os elementos químicos considerados essenciais para o crescimento e desenvolvimento das plantas são definidos de acordo com três critérios de essencialidade, com o critério 1 estabelecendo que um elemento é essencial se sua deficiência não impedir que a planta complete seu ciclo de vida, o critério 2 estabelecendo que para ser essencial o elemento não pode ser substituído por outro elemento com propriedades similares, e o critério 3 estabelecendo que o elemento deve participar diretamente no metabolismo da planta e promover seu benefício, não só com o objetivo de melhorar as características do solo, por meio do crescimento da microflora, como também o de possibilitar outro efeito benéfico à planta.

A maioria dos solos brasileiros apresenta limitações ao estabelecimento e desenvolvimento dos sistemas de produção de grande parte das culturas, em decorrência dos efeitos da acidez do solo, em geral associada à presença de alumínio e manganês em concentrações tóxicas, e de elevados teores de cátions básicos, como cálcio e magnésio.

A prática utilizada para correção da acidez da camada superficial do solo é a calagem. Quando bem feita, ela neutraliza o alumínio do solo e fornece cálcio e magnésio como nutrientes, aumenta a capacidade de troca catiônica (CTC) e reduz a lixiviação de bases. Além disso, possibilita maior crescimento do sistema radicular das plantas, facilitando a absorção e utilização dos nutrientes e da água.

Para o manejo da acidez em profundidade (subsuperficial), é utilizada a prática da gessagem. O gesso agrícola é aplicado na camada superficial do solo e, após sua dissolução, irá fixar-se abaixo dela, graças à sua baixa mobilidade nos primeiros centímetros do solo. A lixiviação do cálcio no perfil favorece o aprofundamento das raízes e permite às plantas superar veranicos e usar com mais eficiência a água e os nutrientes disponíveis no solo.

O nitrogênio é um nutriente aplicado em grandes quantidades na agricultura moderna na forma de fertilizantes. Entretanto, para a maior parte das culturas, representa o nutriente mais barato. Os fertilizantes nitrogenados são produzidos principalmente a partir de combustíveis fósseis, não renováveis. Quando utilizado em quantidades excessivas ou condições desfavoráveis, o nitrogênio pode ser perdido e, ao ser transferido para outros locais e ecossistemas, converte-se em poluente de águas superficiais ou subterrâneas e da atmosfera.