Растения питаются простыми веществами не только из воздуха, но и из почвы. Усваивая простые неорганические соединения внешней среды, а также синтезируя из них сложные органические вещества, растения растут.

Органические вещества состоят в основном из органогенных элементов: углерода (45%), кислорода (42%), водорода (6,5%) и азота (1,5%), на долю которых приходится 95% сухой массы тканей.

5% сухой массы тканей. В растениях содержится примерно 5% зольных минеральных элементов, остающихся в золе после сжигания растительного материала. Зольные элементы, как и азот, поглощаются корнями растений из почвы и объединяются в группу минеральных веществ. Процесс усвоения зольных элементов и азота из почвы получил название почвенного или минерального питания растений.

Потребление растениями минеральных элементов, имеет важное значение в обмене веществ и энергии, в лечении ряда заболеваний растений, вызванных недостатком отдельных элементов, в повышении устойчивости растений к неблагоприятным внешним воздействиям, в регулировании осмотических явлений. В современной агрономии с помощью различного рода агроприѐмов можно регулировать минеральное питание растений, добиваясь значительного повышения их продуктивности. Это управление процессом минерального питания осуществляется на уровне определенных сортов растений.

В тканях растений содержатся практически все элементы, находящиеся в почве. Особенно для питания необходимы макро- и микроэлементы.

К макроэлементам относят элементы, содержание которых составляет от 0,01% до 10% свежей массы растений. Это O, H, C, N, P, K, Ca, Mg, S. Преобладающая часть элементов содержится в малых или очень малых количествах всего лишь от 0,00001 до 0,001%. – это микроэлементы: Fe, Cu, Zn, B, Mn, Mo, Se. Элемент, при исключении которого из питательного раствора нарушаются процессы жизнедеятельности и структура растительных тканей, приостанавливается рост или же растение гибнет и никакой другой элемент не может его заменить называется абсолютно необходимым: из макроэлементов это – N, P, K, Ca, Mg, S; из микроэлементов – Fe, Cu, Zn, Mn, Mo, B.

Потребность в минеральных элементах и их содержание в растениях подвержено резким колебаниям в зависимости от условий выращивания, вида растения и его сортовых особенностей. Например, злаковые культуры выносят с урожаем меньше минеральных веществ, чем бобовые и овощные. Наибольшее количество азота накапливается в люцерне, сое, а фосфора – в сое и сахарной свекле. Много калия содержится в сахарной свекле, картофеле, томатах, а кальция – в бобовых, гречихе, картофеле.

Наибольшее количество минеральных элементов сконцентрировано в тех клетках и тканях, где высока активность обменных процессов (образовательные ткани, листья, молодые побеги, поглощающие зоны корней). Физиологическое значение каждого элемента строго специфично.

• Азот. Азот является составной частью важнейших для жизни растений веществ. Входит в состав белков, нуклеиновых кислот, АТФ, АДФ, коферментов, хлорофиллов, цитохромов, некоторых липидов, многих витаминов, гормонов роста растений, алкалоидов. Условия азотного питания оказывают огромное влияние на рост, развитие и продуктивность растений. Азот усваивается растением в виде анионов NO₃^– и NO₂^– , катиона NH₄⁺ , а также в форме аминокислот и других органических соединений.
• Фосфор. Входит в состав ДНК, РНК, АТФ, АДФ, фосфолипидов, таких коферментных систем как НАД, НАДФ, КоА, которым принадлежит важная роль в процессах фотосинтеза и дыхания, энергетическом обмене клетки. Важная роль принадлежит фосфору в цветении, плодоношении и семяношении растений. Воспринимается растением в форме высшего окисла – иона ортофосфорной кислоты – РО₄ ^3- . К хорошо усвояемым органическим соединениям относятся фосфорные эфиры различных сахаров.
• Калий. Встречается в растениях в форме ионов, регулирует состояние цитоплазмы клеток растений, повышая еѐ проницаемость и уменьшая вязкость. Основная масса его находится в вакуолярном соке. Калий принимает активное участие в осмотических явлениях клеток, тканей и целого растения, движениях устьиц. Усиливает отток ассимилятов и биосинтез крахмала, улучшает поступление и использование азота, фосфора, железа. Калий легко усваивается из подвижных солей – хлоридов, сульфатов, карбонатов, нитратов.
• Сера. Входит в состав белков, аминокислот – метионина, цистина и цистеина. Сера содержится также в некоторых витаминах В1 (тиамине) и Н (биотине), КоА, глутатионе, чесночных и горчичных маслах и ряде других веществ. Растения, содержащие чесночные и горчичные масла, имунны ко многим бактериальным и грибным заболеваниям. Сера усваивается растениями в основном из сульфатов.
• Кальций. В виде пектата кальция входит в состав срединной пластинки клеточных стенок растений, стабилизирует мембрану; при недостатке кальция появляются разрывы в мембране, нарушаются процессы мембранного транспорта. Кальций принимает участие в первичных механизмах поступления ионов в клетки корня, активирует активность ферментов дегидрогеназ, амилаз, киназ, липаз, протеиназ. Поддерживает активную жизнедеятельность меристематических тканей корневых окончаний. Обеспечивает кислотно-щелочное равновесие в клетке. Является антагонистом калия, натрия, магния. Кальций увеличивает вязкость и уменьшает оводненность протоплазмы. Ему принадлежит универсальная роль в создании физиологически уравновешенной среды. Поступает в растение в виде ионов Ca.
• Магний. Находится в составе молекулы хлорофилла, стабилизирует структуру рибосом, выступая синергистом кальция и усиливает его регуляторную роль, повышая вязкость и понижая проницаемость цитоплазмы. Магний является кофактором многих ферментов цикла Кребса.
• Железо. В качестве кофактора входит в состав ферментов, участвующих в синтезе хлорофилла. Этот элемент содержится также в молекулах цитохромов, ферредоксина, выполняя роль переносчика электронов. Он входит в состав молекул ряда оксидоредуктаз (пероксидазы, каталазы, цитохромоксидазы), играющих важную роль в дыхании и энергообмене клеток. Ферментный комплекс нитрогеназы, в состав которого входит железо, участвует в процессе азотфиксации.
• Медь. Встречается в составе ферментов, участвующих в биосинтезе хлорофилла, а также некоторых оксидоредуктаз, таких как полифенолоксидазы и аскорбиноксидазы.
• Цинк. Играет активную роль в белковом обмене, входя в состав пептидгидролаз – ферментов, действующих на пептидную связь в молекулах белков. Принимает участие в биосинтезе гормона растений – индолилуксусной кислоты.
• Бор. Способствует оттоку углеводов из хлоропластов, повышает эластичность клеточной стенки и устойчивость растений к засухе.
• Марганец. Участвует в процессе восстановления нитратов, обмене железа, активирует ферменты, участвующие в метаболизме ауксина – одного из важнейших гормонов растений. В качестве кофактора некоторых ферментов катализирует отдельные реакции фотосинтеза (фотолиз воды) и дыхания (цикл Кребса).
• Молибден. Участвует в азотном обмене и входит в состав нитратредуктазы – фермента, катализирующего восстановление нитратов до нитритов. В комплексе нитрогеназы принимает участие в процессе азотфиксации, перенося электроны на N₂. Способствует улучшению усвоения растением кальция, усиливает рост корневой системы.