Nutrición vegetal
El carbono, el hidrógeno y el oxígeno son los nutrientes básicos que las plantas reciben del aire y el agua. Justus von Liebig demostró en 1840 que las plantas necesitaban nitrógeno, potasio y fósforo. La ley del mínimo de Liebig establece que el crecimiento de una planta está limitado por la deficiencia de nutrientes. El cultivo de plantas en medios distintos del suelo fue utilizado por Arnon y Stout en 1939 para demostrar que el molibdeno era esencial para el crecimiento del tomate.
Respiración del suelo
El nitrógeno afecta directamente la respiración del suelo de varias maneras. El nitrógeno debe ser absorbido por las raíces para promover el crecimiento y la vida de las plantas. La mayoría de nitrógeno disponible es en forma de NO que cuesta 0,4 unidades de CO para entrar en la raíz porque la energía debe ser utilizado para moverlo hacia arriba un gradiente de concentración. Una vez dentro de la raíz de NO debe ser reducido a NH Este paso requiere más energía, lo que equivale a 2 unidades de CO por molécula reducida. En plantas con simbiontes bacterianos, que fijan el nitrógeno atmosférico, el costo energético para la planta de adquirir una molécula de NH del N atmosférico es 2.36 CO. Es esencial que las plantas absorban nitrógeno del suelo o confíen en simbiontes para fijarlo de la atmósfera a fin de asegurar el crecimiento, la reproducción y la supervivencia a largo plazo.