谷子是密植植物，子实和谷草营养均很丰富。植株繁茂，根系发达，并在土壤浅层伸展，需要从表层土壤中吸收大量养分。据资料介绍，每生产100千克春谷子粒约从土壤中吸收氮4.7千克、磷1.6千克、钾5.7千克；每生产100千克夏谷子粒，约吸收氮2.5千克、磷1.2千克、钾2.4千克。谷子一生需肥的规律是苗期和成熟期需肥较少，拔节至抽穗期需肥多。氮、磷、钾的比例大约为2∶1∶2。
氮肥能促使茎叶繁茂，穗大粒多。谷子在拔节前由于苗小生长缓慢，吸收氮量很少。自拔节到穗分化期的1个月内，由于茎叶生长和幼穗发育同时进行，吸氮量迅速增加，此期氮素吸收量占全生育期吸收总量的1／3。抽穗到开花期谷穗迅速生长，吸收氮量占吸收总量的20％，以后对氮素的吸收很少。
磷肥能促进谷子生育和成熟，开花后磷肥充足有降低秕粒增加千粒重的作用。谷子对磷素吸收最多的时期与氮素吸收最多的时期是一致的。拔节到穗分化期的吸收量占一生吸收总量的50％，抽穗到开花阶段的吸收量约占吸收总量的20％。研究表明，谷子生育前期即幼穗分化阶段，从土壤中吸收的磷素，大量积累在幼嫩的新生组织如茎、叶、幼根的幼穗中，开花灌浆以后籽粒中需要大量的磷素，主要是依靠前期植株中积累的磷素向籽粒中转移。所以生育前期的磷素营养条件对产量有重大影响。
钾肥能增强谷子茎秆的韧性，减少倒伏，提高抵抗力。同时还有促进养分向籽粒输送，增加籽粒重量的作用。谷子对钾素的吸收在抽穗前最多。