草木灰的主要成分是碳酸鉀（K2CO3），相對分子質量為138。草木灰肥料因草木灰為植物燃燒后的灰燼，所以是凡植物所含的礦質元素，草木灰中幾乎都含有。其中含量最多的是鉀元素，一般含鉀6-12%，其中90%以上是水溶性，以碳酸鹽形式存在；其次是磷，一般含1.5-3%；還含有鈣、鎂、硅、硫和鐵、錳、銅、鋅、硼、鉬等微量營養元素。
不同植物的灰分，其養分含量不同，以向日葵秸稈的含鉀量為最高。在等鉀量施用草木灰時，肥效好于化學鉀肥。所以，它是一種來源廣泛、成本低廉、養分齊全、肥效明顯的無機農家肥。草木灰是植物（草本和木本植物）燃燒后的殘余物，屬于不可溶物質。草木灰質輕且呈堿性，干時易隨風而去，濕時易隨水而走，與氮肥接觸易造成氮元素揮發損失。
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