يتحدد مردود المحصول النباتي بعدة عوامل :
أ- القدرة الوراثية الكامنة للنبات .
ب- إمكانية الانتفاع بالمواد المغذية غير العضوية والماء والكربون .
جـ- الطاقة الضوئية خلال دورة المحصول .
د- درجة التدخل من الكائنات الحية .
هـ- العوامل الفيزيائية في نظام الإنتاج .
إن هدف تقنيات الإنتاج الحالي للمحاصيل هو جعل عوامل الإنتاج في المستوي المثالي وخفض تأثير كل العوامل التي تتدخل سلبياً بالشروط الاقتصادية المثلى للإنتاج .
إن مردود المحاصيل يكون أعظمياً عندما تكون كل عوامل الإنتاج الإيجابية في المستوي المثالي ، والعوامل السلبية في الحد الأدنى ، وضمن هذه الظروف يتحدد الإنتاج الأعظمي بواسطة القدرة التناسلية الكامنة للنبات .
بشكل عام فإن تكاليف العوامل المتحكمة والتي تؤثر في نمو النبات من أجل الحصول على محاصيل ذات مردود أعظمي هي تكاليف عالية جداً بالمقارنة بالعوائد ، بينما المحاصيل ذات المردود الأقل من الحد الأعظمي فهي اقتصادية وغير مكلفة .
لذا فالأسمدة الكيميائية تستعمل اقتصادياً عندما يكون مستوي المواد المغذية المتاحة أٌل من المستوي المطلوب للعوائد الاقتصادية المثلى ، وتعتمد الاستجابة والخضوع إلى جرعة معطاة من الأسمدة إلى حد كبير على كميات وأشكال المواد المغذية المتبقية في التربة وذلك في زمن ووقت الاستعمال ، والشكل التالي يوضح حالة نموذجية للفوسفور الأولى الموجود في نوعين من التربة حيث نجد أن الكمية المتمثلة منه متغيرة .
تعتمد استجابة المحاصيل للأسمدة أيضاً على نوع مادة السماد المستعمل وعلى معطيات العوامل الأخرى والتي تؤثر في عملية الإنتاج والشكل التالي يوضح هذا , وذلك ببيان نسب الاستعمالات الزائدة لثلاث مصادر فسفورية مختلفة قد استعملت من أجل نبات الفول .
إن الاختلاف الأساسي ما بين المصادر هو قابلية انحلال مركبات الفوسفات . فالفوسفات في ثلاثي سوبر فوسفات هو أكثر المصادر انحلالاً مزوداً بذلك الكمية العالية من الفوسفور المتاح للمحاصيل النامية .
والفوسفات في كلا النوعين من صخور الفوسفات أقل انحلالية بالنسبة إلى النباتات وهذا ما تبين من خلال الإنتاج المنخفض الذي تم الحصول عليه من خلال نسب الفوسفور المستعملة كصخر فوسفات مقارنة مع الإنتاج المستحصل عليه بنفس نسب الفوسفور المستعمل كثلاثي سوبر فوسفات .
الطريقة المستعملة في تطبيق واستعمال الأسمدة للتربة هو أمر آخر يجب أن يؤخذ بعين الاعتبار . فبعد أن تضاف الأسمدة للتربة ، تبدأ العناصر المغذية في الأسمدة بالانحلال وهذه لا تستهلك من قبل النباتات فقط حيث أن نسبة كبيرة منها وتذهب هدراً بسبب العمليات الثانوية في التربة, ومن هذه العمليات هناك : الترشيح العميق ، التطاير ، والتحول إلى أشكال غير قابلة للانحلال ، وكل هذه العمليات تمنع عن النبات الاستفادة الكاملة من المواد المغذية .
إن الأهمية النسبية لكل واحدة من هذه العمليات ليست واحدة في كل الترب ، وليست واحدة أيضاً بالنسبة لكل أنواع الأسمدة والنباتات ، وغلبة أو سيطرة عملية واحدة أو أكثر يعتمد بشكل أولي على الصفات النوعية للتربة ، وكذلك الماء ودرجة حرارة التربة ،ومصدر الأسمدة ، ونوعية المحصول .
كما أن درجة الارتباط الفيزيائي ما بين التربة وجسيمات الأسمدة ومكان تمركز جسيمات الأسمدة مع الأخذ بعين الاعتبار نظام الجذور في التربة ، هي عناصر وأمور هامة تحكم وتضبط الكفاية العظمى للأسمدة بواسطة النبات .
إن البحث الواسع والشامل قد أوصل إلى تعيين وتحديد إجراءات الاستعمال التي سوف تؤكد المستوي العالي للانتفاع من المواد المغذية للأسمدة وذلك بواسطة المحاصيل أو المواد المختلفة للأسمدة المستعملة تحت نفس شروط المحصول والتربة والمناخ والإدارة . الشكل التالي يوضح تأثير الطرق الأربعة لأسمدة النتروجين المستعملة مع الرز النامي المعتمد على مياه الأمطار خلال الفصل الرطب من عام 1974 وذلك من قبل المزارعين الفيليبين . حيث نرى أن أعلى مردود تم الحصول عليه عندما استعملت طريقة كرة الطين Mud Ball والتي تتلخص بإضافة سماد النتروجين إلى كتلة من الطين ومن ثم تركها لتجف ، وبعد ذلك وضعها في النطاق المختزل للتربة حيث تقل بهذه الطريقة خسارة النتروجين بواسطة التطاير والترشيح العميق وتزداد بذلك كمية النتروجين المتمثلة من قبل جذور المحاصيل خلال فصل النمو .
