Pflanzen wachsen unabhängig von Metallen und Nichtmetallen. Diese Elemente gelangen durch den Boden, die Atmosphäre und das Wasser in die Pflanze und verteilen sich durch den Transport und eine Reihe von physiologischen und biochemischen Reaktionen in die verschiedenen Teile der Pflanze. Die Auswirkungen verschiedener Elemente auf Pflanzen sind seit jeher einer der wichtigsten Hitzpunkte der Pflanzenforschung. Die Forschung konzentriert sich auf zwei Aspekte:1. Angesichts der zunehmenden Probleme mit der Nahrungsmittelsicherheit ist es ein wichtiges Thema, wie der Zugang zu düngenden Methoden, die die Ernteuerertrag und -qualität verbessern und die möglichen Umweltschäden verringern können (Ernährung usw.);2. Die moderne Industrie verursacht eine schwere Verschmutzung der Umwelt mit Schwermetallen, die durch Pflanzen angereichert und in die Tierwelt und den Menschen übertragen werden. Um die Funktionsregeln beider Probleme zu verstehen und eine Lösung zu finden, müssen die physiologischen und ökologischen Reaktionen von Pflanzen unter verschiedenen elementaren Bedingungen untersucht werden.

Viele der herkömmlichen physiologischen und biochemischen Indikatoren von Pflanzen und Methoden der Elementaranalyse erfordern, dass die Proben zum Labor zurückgebracht und zerstörerisch vorbehandelt werden. Viele wichtige Informationen können fehlen oder verändert werden, und eine langfristige Überwachung derselben Probe ist nicht möglich, was es schwierig macht, die unterschiedlichen Veränderungen in den verschiedenen Wachstumsperioden der Pflanzen zu messen. Dieser Artikel wird einige der sehr fortgeschrittenen Schädigungsfreie Forschung für in situ pflanzliche Nährstoffnutzung und Schwermetallvergiftung beschreiben/Zerstörungsfreie Instrumententechnologie.