蔬菜正常的生長發育需要環境因子和營養因子相協調，否則會造成脅迫進而導致生長發育不良。蔬菜所需的營養元素，除碳是直接來源于大氣外，其他大量或微量元素均依靠土壤或營養液提供。
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1、氮在蔬菜生長過程中占有首要位置，對其產量和品質有非常重要的作用，但大田栽培時氮肥利用率不足40%，而利用水培的方式能夠減少肥料對環境的污染。適當改變營養液中氮素的配比，從而生產低硝酸鹽含量的蔬菜是一項十分重要的品質調控手段，改變氮素的用量或形態會使葉菜類蔬菜中硝酸鹽含量迅速產生變化。
2、鉀是蔬菜生長所需的三大必需元素之一，參與許多重要的生理代謝。研究表明，調整營養液配方中鉀的含量能夠有效降低水培蔬菜的含鉀量。使用不含鉀元素或者含鉀為 29.1 mg/L 的營養液能夠顯著降低水培萵苣和生菜中的鉀含量；在開花期至收獲期對甜瓜植株進行降鉀處理能夠有效降低甜瓜中鉀含量，但對其產量無明顯影響 。對于部分水培葉菜而言，降低營養液的鉀含量將對其產量造成影響。
3、硒是人體必需微量元素，具有預防心血管病、防治癌癥及延長人類壽命等作用。研究表明，在 1/2 霍格蘭營養液中添加 0.5 mg/L 亞硒酸鈉能夠使水培生菜中有機硒含量提升 10 倍，且顯著提升其維生素 C 及總酚含量，還能顯著降低生菜根系對硝酸鹽的外排，并提升其產量。
4、鈣是蔬菜必須的礦質營養元素，不僅是結構成分，而且是一種作為生理調節物質。一般來說，綠葉蔬菜中有較高的鈣含量，并且水培技術對蔬菜根系環境和營養的可控性高，能夠更好地監控和促進其對鈣元素的吸收，生產富含鈣的蔬菜可以滿足人們的健康需求。