玉米是高产作物，植株高大，吸收养分多，施肥增产效果极为显著。据试验分析，亩产100公斤籽粒，需要吸收纯氮2.2―2.8公斤，五氧化二磷0.7―0.9公斤，氧化钾1.5―2.3公斤。玉米不同生育阶段对养分的需求数量、比例有很大不同，从三叶期到拔节期，随着幼苗的生长消耗养分的数量逐渐增加，这个生育期吸收营养物质虽然少，但必须满足要求才能获得壮苗。拔节到抽雄期是玉米果穗形成阶段，也是需要养分最多的时期，此期吸收的氮占整个生育期的三分之一，磷占二分之一，钾占三分之二。此期如营养充足，能促使玉米植株高大，茎秆粗壮，穗大粒多。抽穗到开花期，植株的生长基本结束，所消耗的氮占整个生育期的五分之一，磷占五分之一，钾占三分之一。灌浆开始后，玉米的需肥量又迅速增加，以形成籽粒中的蛋白质、淀粉和脂肪，一直到成熟为止。这一时期吸收的氮占整个生育期的二分之一，磷占三分之一。
氮素对玉米的生长和产量有很大的影响。生长初期氮肥不足时植株生长缓慢，呈黄绿色；旺盛生长期氮肥不足时呈淡绿色，然后变成黄色，同时下部叶片干枯，由叶尖开始逐渐达到中脉，最后全部干枯。但是氮肥过量也会影响正常生长。播种时施入过量的可溶性氮肥，一旦遇到干旱，就会伤害种子，影响发芽，出苗慢而不整齐，降低出苗率。后期氮素营养过多时，生育延迟，营养生长繁茂，子实产量下降。同时由于氮素多，促进了蛋白质的合成，大量消耗碳水化合物，因此组织分化不良，表皮发育不完全，易倒伏。
玉米有两个时期最容易缺磷。一是幼苗期，玉米从发芽到三叶期前，幼苗所需的磷是由种子供给的，当种子内的磷消耗完后，便开始吸收土壤或肥料中的磷。但因幼苗根系短小，吸收能力弱，如此期磷素不足下部叶片便出现暗绿色，此后从边缘开始出现紫红色。极度缺磷时，叶片边缘从叶尖开始变成褐色，此后生长更加缓慢。二是开花期，开花时期植株内部的磷开始从叶片和茎秆向子粒中转移，此时如果缺磷，雌蕊花丝延迟抽出，受精不完全，往往长成籽实行列歪曲的畸形果穗。但磷肥也不宜过多，施磷过多玉米加速生长，果穗形成过程很快结束，穗粒数减少，产量不高。
玉米幼苗期缺钾生长缓慢，茎秆矮小，嫩叶呈黄色或褐色。严重缺钾时，叶缘或顶端成火烧状。较老的植株缺钾时叶脉变黄，节间缩短，根系发育弱，易倒伏。植株缺钾时，果穗顶部缺粒，子粒小，产量低，而钾肥过多对玉米的生长发育及产量并没有明显的影响。
