Pflanzen ernähren sich ausschließlich anorganisch. Organisch gebundene Nährstoffe (Kompost, Mist, Laub usw.) müssen erst von Bodenorganismen mineralisiert werden, bevor die Pflanze sie aufnehmen kann. Energiearme anorganische Verbindungen werden von ihr in energiereiche organische Verbindungen verwandelt. Mit der Energie des Sonnenlichts wird mittels Photosynthese aus Wasser und Kohlendioxid Zucker und Stärke erzeugt, Sauerstoff wird dabei freigesetzt. Für Wachstum, Blüte, Fruchtbildung und andere Funktionen sind weitere Nährstoffe notwendig, die nach der Höhe des Bedarfs in Makro- und Mikroelemente untergliedert werden.
Das am häufigsten benötigte Makroelement ist Stickstoff. Er wird für den Aufbau von Aminosäuren (Bausteine der Proteine) und Nucleinsäuren (Bausteine der DNA) benötigt. Ebenso wird er für die Bildung von Enzymen und Chlorophyll gebraucht. Ohne Stickstoff ist damit kein Längen- und Massenwachstum möglich. Stickstoff wird hauptsächlich über das Wurzelsystem in Form von Nitrat und Ammonium aufgenommen. Leguminosen (z.B. Klee, Wicke, Lupine) sind Spezialisten, die auch elementaren Luftstickstoff verwerten können. Stickstoffmangel äußert sich in Wachstumsdepression und Blattchlorosen. Überschuß führt dagegen zu einem zu schnellen Wachstum und labilen, krankheitsanfälligen Pflanzen. Die Aufnahme des Spurenelements Zink wird gestört.
Phosphor ist ebenfalls an der Bildung von Pflanzenenzymen und Nucleinsäuren (DNA-Bausteine) beteiligt. Wurzelentwicklung und -wachstum, die Herstellung von Abwehrstoffen, die Blütenbildung und die Entwicklung von gesunden Samen sind ebenfalls von Phosphor abhängig. Bodenversauerung, Staunässe, Verdichtungen und eine schlechte Humusversorgung wirken sich negativ auf die Phosphor-Aufnahme aus.
Fast 85% aller Gartenböden in Deutschland sind mit Phosphor überversorgt. Die weltweiten Phosphatreserven sind knapp und die Produktion von Phosphordüngern belastet die Umwelt. Bevor Sie zu irgendeinem Gartendünger greifen, ist es ratsam testen zu lassen, ob überhaupt ein Bedarf besteht.
Kalium aktiviert wichtige Pflanzenenzyme. Es ist an der Bildung des Stützgewebes der Pflanze beteiligt und steuert die Transpiration über die Spaltöffnungen an der Blattunterseite. Die Bildung von Kohlehydraten und Geschmacksstoffen und damit die Fruchtqualität ist von Kalium abhängig. Ausreichend mit Kalium versorgte Pflanzen sind widerstandsfähiger gegen Trockenheit, Frost und Schädlinge. Ein Überschuss an Stickstoff, Kalk oder Magnesium stört die Kaliumaufnahme und kann zu entsprechenden Wachstumsstörungen und Qualitätseinbußen der Früchte führen.
Magnesium ist das Zentralatom des Chlorophylls und damit essentiell für die Photosynthese.
Bei Magnesiummangel bleiben die Blattnerven grün und die Zwischenräume sind gelb. Bei fortgeschrittenem Mangel werden die Blätter abgeworfen.
Die Hauptfunktion der Spurenelemente liegt in der Aktivierung und Regulation der Pflanzenenzyme. Enzyme sind Riesenmoleküle, die als Katalysator den Ablauf chemischer Reaktionen beschleunigen und damit den Stoffwechsel erst möglich machen. Fehlt ein Spurenelement, kann das darauf angewiesene Enzym nicht mehr funktionieren und das Fließband des Stoffwechsels kommt zum Stillstand. Da ein Spurenelement-Überschuss eine Fehlfunktion der Enzyme verursachen kann, ist bei Spurenelementen der Grad zwischen Mangel und Überschuss sehr schmal. Optimal mit Spurenelementen versorgte Pflanzen sind deutlich resistenter gegen Krankheiten und Schädlinge. Stickstoff- und Kalküberschuss reduzieren die Spurenelementaufnahme in die Pflanze.
Bor beeinflusst die Zell- und Gewebeentwicklung. Es ist bedeutend für den Nucleinsäurestoffwechsel, die Bildung von Proteinen, Zucker und Stärke sowie die Frostresistenz. Auch die Regulation des Wasserhaushalts, Blütenbildung und Befruchtung und die Resistenz gegen Pilzkrankheiten sind von Bor abhängig.
70% des Kupfers befinden sich in stoffwechselaktiven jungen Blättern (Beteiligung an Photosynthese). Kupfer ist in der Pflanze wenig beweglich. Es wirkt bei der Aufnahme von Nitrat und dem Umbau von Ammonium in Aminosäuren mit und beeinflusst damit wesentlich den Stickstoffhaushalt der Pflanze. Als Bestandteil von Enzymen bei der Herstellung von Lignin (holzige Fasern) ist es wichtig für die Stabilität der Zellwände. Über die Mitwirkung bei der Herstellung von Abwehrstoffen fördert es die Resistenz gegen Pilzkrankheiten. Kupferüberschuss kann das Bodenleben schädigen.
Mangan ist an der Herstellung von Chlorophyll beteiligt und hat großen Einfluss auf den Energiehaushalt, den Kohlehydrat- und Proteinstoffwechsel. Fehlt es an Mangan, gehen die Kohlehydrat, Fett und Vitamin-C-Gehalte der Pflanze zurück. Ausreichend versorgte Pflanzen haben eine erhöhte Resistenz gegen Frost und Krankheiten.
Zink ist Bestandteil zahlreicher Enzyme. Es wirkt als Bestandteil von Enzymen am Aufbau von Proteinen mit. Mangel führt zur Verminderung des Chlorophyll- und Proteingehaltes der Pflanze sowie zu einer Nitratanreicherung. Es wirkt bei der Herstellung von Wuchsstoffen mit, sodass ein Mangel sich in Hemmung bzw. Stillstand der Zellteilung in Wurzel- und Sprossspitzen zeigt.