在田间试验中，土壤肥料长期定位试验一般采取既“长期”，又“定位”的方法，它具有时间的长期性和气候的重复性等特性，并且该方法信息量丰富，准确可靠，解释能力强，能为农业的生产发展提供决策依据，因此它具有常规的工作生产实践，根据不同土壤肥力特点以及长期施用氮磷钾化肥和有机肥对土壤氮磷钾养分的影响。
　　
　　 一、对土壤氮素的影响
　　
　　 1、全氮及有效氧 氮是植物需要量较大的营养元素，但是多数土壤的含氮量较低。因此，在农业生产上，不断施用氮肥，就成为提高土壤肥力、保证作物高产的重要基本措施之一。
　　
　　长期施用化肥，尤其是氮肥，可以提高土全氮及有效氮含量。这是因为施氮肥可增加根茬、系和根分泌物的含量，即增加了归还土壤的有机氮量。有机肥单施能显著提高土壤全氮及有效氮，但其作用不如化学氮肥来得快。在有机肥中，厩肥的作用优于绿肥和秸秆，在某些土壤上，即使施用厩肥，土壤有机氮含量也会缓慢下降。如果有机肥与无机肥配合施用对于提高土壤氮素含量具有重要意义，这既能快速提高土壤中有效氮的含量，又能久保存土壤氮素。
　　
　　 2、氮的存在形态 土壤中氮的形态分为无机态和有机态两大类，无机态氮主要为铵态氮和硝态氮，其在土壤中的含量较少，一般只占全氮的1％~2％左右，土壤中的氮主要以有机太存在。
　　
　　长期施氮肥或氮磷钾化肥能显著增加土壤中硝态氮和铵态氮含量，但对土壤有机氮含量的影响较小。施用有机肥可直接增加土壤有机氮的数量，其中富里酸氮、氮基糖态氮和氨基酸态氮增加较多。土壤微生物量氮也是土壤有机态氮组成之一，其数量虽少，但却控制着农田生态系统中碳、氮养分的循环，对土壤有机质含量、氮磷钾的供给以及有机无机养分的转化起着重要作用。长期施有机肥或化肥均能增加土壤生物量氮的数量，尤以有机肥的作用最为明显。
　　
　　 二、对土壤磷素的影响
　　
　　 1、全磷及有效磷 磷在植物大量营养元素中占有重要地位，然而，与其他大量营养元素相比，土壤磷的含 量相对较低。长期施用含量，并且磷肥的残效期较长，重施一次磷肥，其后效至少可持续10年以上。长期施用磷肥，导致土壤变酸，能提高石灰性土壤的有效磷水平，但在中性或酸性土壤上连续施用氮肥将加速土壤磷素的耗竭。在酸性土壤上施用石灰也可提高土壤ph值，使难溶性磷酸铁、铝化合物溶解度增大，另一方面石灰也可促进土壤有机磷的矿化。长期施用有机肥，尤其是厩肥，能显著提高土壤全磷及有效磷含量，但其效果不如有机无机肥配施。施有机肥增加土壤有效磷的原因在于：一方面有机肥本身含有一定数量的磷，且以有机磷为主，这部分磷容易被分解释放；另一方面有机肥施入土壤后可增加土壤的有机质含量，而有机质可减少无机磷的固定，并促进无机磷的溶解。
　　
　　 2、磷的存在形态 在各种矿质肥料中，作物对磷肥的吸收利用率比较低。可溶性磷化合物施入土壤后，这种形态经转化，大部分很快变成不溶性磷。土壤中磷的形态分为有机磷和无机磷两大类，在大多数土壤中，磷以无机形态为主。土壤中的无机磷化合物主要分为三类：一类是磷酸钙、镁类化合物，这类化合物主要存在于石灰性或中性土壤中；另一类是磷酸铁、铝类化合物，这类化合物主要存在于酸性土壤中；第三类是闭蓄态磷。
　　
　　长期施用磷肥或有机肥均可增加土壤有机磷和无机磷含量，但磷肥主要是增加无机磷含量，而有机肥则以增加有机磷为主。在增加的有机磷中，主要是活性和中度活性有机磷。施有机肥增加土壤有机磷的原因在于，有机肥本身不但含有较多的活性有机磷，而且有机肥中还含有大量的微生物，它们能吸收固定无机磷，从而促进无机磷向有机磷的转化。施磷肥增加土壤有机磷的原因在于，磷肥能促进植物难以利用的中稳性和高稳性有机磷转化。在酸性土壤中，长期施磷肥或有机肥主要增加土壤中的铁、铝含量。
　　
　　 三、对土壤钾素的影响
　　
　　 土壤钾库极大，即使长期施用钾肥，对土壤全钾的影响也很难测出，但钾肥能显著提高土壤代换离子的含量，。根据田间试验，土壤中施用石灰能提高粘壤土钾素的释放速率。单施无机肥，尤其是氮、磷肥，土壤速效钾含量显著下降。有机肥单施或与无机肥配施均可提高土壤速效钾含量。在农业生产实践中，利用稻草还田可以缓解土壤中钾素流失，对维持土壤钾素平衡是十分有效的。