土壤中的元素可分为常量元素（氮、磷、钾、钙、镁、硫等）和微量元素（铁、锰、锌、铜、磞、钼、氯等），根据植物的需求量可分为大量元素（氮、磷、钾）、中量元素（钙、镁、硫）、微量元素（铁、锌等）。土壤中含量较高的元素有硅、铝、铁等。当然，还有一些重金属污染物，如铅、砷、汞、镉、镍、锰等。
土壤中的营养元素在植物生长过程中起着重要的作用
1.氮（N）、磷（P）、钾（K）等大量元素构成植物蛋白质等基本生物大分子，参与细胞结构和分子的合成。
2.增强土壤肥力，维持生态平衡。
3.氮（N）通过叶绿素合成促进光合作用，钾（K）参与物质运输和水分调节，磷（P）影响根系发育和花果形成等，构成了植物生长的骨架。
4.提升植物的抗逆性，适应复杂环境的变化。
5.测定土壤中金属和农药残留，避免有害物质影响人的身体健康。
6.合理的补充营养元素可调控代谢活动，提高植物果实的营养价值。
土壤中的常见的元素主要有以下几种
1.碳（C）、氢（H）、氧（O）和氮（N），是土壤腐殖质核心成分。
2.大量元素：磷（P）、氮（N）和钾（K）。
3.微量元素：铁（Fe）、磞（B）、锌（Zn）、铜（Cu）、钼（Mo）、锰（Mn）、氯（Cl）、镍（Ni）等。
4.中量元素：钙（Ca）、镁（Mg）、硫（S）。
5.非必需但能促进植物生长的元素：钠（Na）、硅（Si）、钴（Co）等。
6.结构元素：如氧(O)、硅(Si)、铝(Al)、铁(Fe)、钙(Ca)、镁(Mg)、钾(K)、钠(Na)、钛(Ti)等。
土壤重金属及形态检测具有重要的意义
通过测定可发现主要的重金属污染物，有利于植物的健康生长。农药化肥的大量使用，也会导致重金属含量升高。重金属污染会影响土壤的可持续性，导致土壤肥力退化、荒漠化等问题。重金属通过食物链进入人体，对消化或免疫系统等会造成损害。土壤中的重金属通过离子交换、吸附-解吸、溶解-沉淀、络合、氧化还原等作用实现迁移或转化。重金属污染物会抑制土壤微生物的代谢活动，破坏微生物群落结构，影响植物的光合和代谢，导致农作物营养缺失等。
土壤重金属元素，如汞(Hg)、镉(Cd)、铅(Pb)、铬(Cr)、铜(Cu)、锌(Zn)和砷(As)等
常见的重金属形态有水溶态、交换态、碳酸盐结合态、铁锰氧化物结合态、有机结合态、残渣态。
砷的形态分析，主要包括以下几种形态：亚砷酸盐、砷酸盐、一甲基砷、二甲基砷、砷甜菜碱、砷胆碱和砷糖等。
重金属元素采用ICP-MS
重金属形态，如一甲基砷等，采用HPLC-ICP-MS
土壤重金属离子的作用主要体现在以下方面：
重金属离子被植物根系吸收，在体内积累，影响植物的生长发育和生理功能。重金属离子可以被土壤的有机和无机胶体吸附，也可以解吸，实现在土壤中的转移。可以和土壤中的配位体形成络合物，影响重金属的生物有效性和毒性。通过氧化还原反应，重金属可以呈现多种离子形态，如Cr³⁺与Cr⁶，Fe²⁺与Fe³⁺。能够和土壤中的离子进行交换，会改变重金属的分布和浓度。重金属离子在土壤中溶解或沉淀，化学平衡的改变影响到重金属存在形式和迁移能力。
土壤中含有各种金属元素，有的是对植物生长有好处的，有的对植物生长有害的。有的适量的话对植物生长有益，过量的话对植物有害。因此，要判断土壤中含有哪些金属元素，就要通过专业的设备进行检测，比如电感耦合等离子质谱（ICP-MS），能够快速的测定出土壤中的各种元素信号，通过标准曲线，计算出元素的含量。
土壤重金属污染物主要有汞、镉、铅、铜、铬、砷、镍、铁、锰、锌等，为了研究土壤和植物的供求关系，会对土壤中的其他指标，如微量元素，大量元素，中量元素进行测定含量，针对植物的生长代谢变化，进行有根据的论述和探索。
目前，环境的变化对植物生长有不利的一方面，比如局部干旱，洪涝，盐碱，重金属污染等，不仅会影响到植物的生长代谢，甚至会影响到周边的水体环境，甚至人类的健康等。农药和化肥的不断应用，但不知道农药是不是打多了，化肥施加的够不够，对不对，只是凭借经验粗略的去判断。如果从数字化的标准去改善，更准确的维护植物的生长和环境的保护。
土壤中的铁是植物必需的微量元素之一，它进入到植物体内，参与多种生理过程，如叶绿素和蛋白质的合成，参与呼吸作用中的电子传递链，是固氮酶的组成部分。一般是硫酸亚铁的形式施加无机铁肥，通常情况下pH值高，也就是盐碱地土壤容易发生缺铁现象。
如果植物缺铁，就会导致嫩叶逐渐变黄，花苞干枯无法开放，甚至枯萎掉落。适量施加铁肥，可以增加果实的含糖量和维生素C含量，改善口感和营养价值。
1.交换态铁，通过离子交换的方式被植物吸收利用。
2.铁的氧化物和碳酸盐结合态铁，在使用的时候需要先分解这些物质才能释放出铁元素。
3.有机结合态铁，需要通过分解有机物才能获得铁元素。
4.配位吸附态铁，通过配位吸附的方式附着在土壤颗粒上，容易被植物吸收。
5.水溶态铁，可以直接溶解在水中，包括二价或三价铁。
6.矿物态铁，大多以矿物铁的形式存在，不易被植物吸收。
我们的土壤中铬（Cr）含量背景值在57.3mg/kg左右，适量的铬可以提高植物的光合作用效率，促进植物对氮，磷等营养元素的吸收，增强植物的抗逆性如抗旱，抗寒，抗病等。过量的铬就会对土壤和环境造成污染，进而危害生态环境和人体健康。比如，抑制土壤纤维素的分解，影响氮磷的转化，降低粗蛋白和淀粉的含量等。
自然界中的Cr呈多价态，从-2到+6价，不存在游离价态，一般以Cr(III)和Cr(VI)形式存在于土壤中。从铬的形态来看，主要包括以下几个方面：
1.交换态铬，主要包括六价铬，以含氧酸根的形式存在，如Cr₂O₇²-，具有强氧化性。
2.水溶态铬，随着pH值的变化，铬的表现形式也不同。比如，pH值大于5时，主要存在Cr(OH)4-形式。
3.铁锰氧化物结合态，与Fe2O3、FeO、MnO2等结合而形成沉淀的形态。
4.碳酸盐结合态铬，通常与碳酸盐结合，以沉淀的形式存在，溶解性受pH值影响较大。
5.有机结合态铬，通常以有机酸和腐殖质的形式存在。
6.残渣态，和土壤颗粒紧密结合的铬形态，通常以三价铬形式存在，不易被植物吸收利用。