- Biểu hiện của cây khi không được cung cấp đủ nước: Lá cây héo rũ và rụng dần, thân và rễ suy yếu, cây sinh trưởng và phát triển chậm, thậm chí là chết.

- Biểu hiện của cây khi không được cung cấp đủ dinh dưỡng khoáng: Lá thường có màu sắc bị thay đổi, sinh trưởng và phát triển chậm, thậm chí là chết.

- Để tránh xảy ra các hiện tượng trên cần cung cấp nước và dinh dưỡng khoáng cho cây trồng một cách đầy đủ và hợp lí.

Mô tả triệu chứng thiếu một số nguyên tố dinh dưỡng khoáng ở cây ngô.

Sự trao đổi nước trong cây gồm 3 quá trình:

- Hấp thụ nước (chủ yếu ở rễ)

- Vận chuyển nước trong cây (trong mạch gỗ)

- Thoát hơi nước (chủ yếu ở lá)

• Cơ quan hấp thụ nước và khoáng của cây: Cây sống trên cạn hấp thụ nước và khoáng chủ yếu nhờ các tế bào lông hút ở rễ. Ngoài ra, thực vật sống trên cạn cũng có thể hấp thụ nước và khoáng qua tế bào khí khổng trên bề mặt lá.

• Cơ chế hấp thụ nước và khoáng vào rễ của cây:

- Sự hấp thụ nước vào rễ cây nhờ cơ chế thẩm thấu (thụ động): Nước di chuyển từ dung dịch đất (môi trường nhược trương) vào tế bào lông hút (môi trường ưu trương).

- Sự hấp thụ khoáng vào rễ cây theo hai cơ chế: thụ động và chủ động.

+ Cơ chế thụ động: Ion khoáng từ dung dịch đất (nơi có nồng độ cao) khuếch tán đến dịch tế bào lông hút (nơi có nồng độ thấp); hoặc xâm nhập vào rễ cây theo dòng nước liên kết; hoặc từ bề mặt hạt keo đất trao đổi với ion khoáng trên bề mặt rễ khi có sự tiếp xúc trực tiếp giữa lông hút và hạt keo đất.

+ Cơ chế chủ động: Phần lớn ion khoáng xâm nhập từ dung dịch đất vào rễ cây ngược chiều nồng độ, đòi hỏi tiêu tốn năng lượng ATP.

Con đường di chuyển của nước và khoáng từ tế bào lông hút vào trong rễ theo con đường gian bào và con đường tế bào chất:

- Con đường gian bào: Nước và các ion khoáng di chuyển hướng tâm trong khoảng trống giữa các tế bào và khoảng trống giữa các bó sợi cellulose trong thành tế bào. Khi đến lớp nội bì, nước và các ion khoáng bị đai Caspary trong thành tế bào nội bì chặn lại. Dòng nước và các ion khoáng chuyển sang con đường tế bào chất.

- Con đường tế bào chất: Nước và khoáng di chuyển hướng tâm qua tế bào chất của các lớp tế bào vỏ rễ đến mạch gỗ thông qua cầu sinh chất.

Nước và khoáng hấp thụ ở rễ được vận chuyển một chiều trong mạch gỗ (xylem) của thân cây lên lá và các cơ quan phía trên.

Đặc điểm dòng vận chuyển trong mạch gỗ và mạch rây:

Quá trình thoát hơi nước ở thực vật diễn ra chủ yếu ở lá qua hai con đường:

- Thoát hơi nước qua lớp cutin: Nước có thể khuếch tán từ khoảng gian bào của thịt lá qua lớp cutin để ra ngoài. Lớp cutin càng dày thì sự khuếch tán qua lớp cutin càng nhỏ và ngược lại.

- Thoát hơi nước qua khí khổng: Khí khổng là con đường thoát hơi nước chủ yếu ở thực vật. Gồm ba giai đoạn: nước chuyển thành dạng hơi đi vào gian bào, hơi nước từ gian bào khuếch tán qua lỗ khí vào khí quyển xung quanh bề mặt lá, hơi nước khuếch tán từ không khí quanh bề mặt lá ra không khí xa hơn. Tốc độ thoát hơi nước qua khí khổng do độ mở của khí khổng điều tiết.

Cơ chế đóng mở của khí khổng dựa trên sự biến đổi sức trương nước trong các tế bào khí khổng:

- Khi tế bào khí khổng tích lũy các chất thẩm thấu (K⁺, malate, sucrose) sẽ trương nước, thành mỏng phía ngoài bị căng mạnh và đẩy ra xa khỏi lỗ khí, thành dày phía trong bị căng yếu hơn làm khí khổng mở.

- Ngược lại, sự giải phóng các chất thẩm thấu khỏi tế bào khí khổng làm giảm sự hút nước, lỗ khí đóng lại.

Vai trò của quá trình thoát hơi nước đối với thực vật:

- Tạo động lực đầu trên cho quá trình hấp thụ, vận chuyển vật chất ở rễ lên lá và cơ quan phía trên.

- Duy trì sức trương và liên kết các cơ quan của cây thành một thể thống nhất.

- Đảm bảo CO₂ có thể khuếch tán vào lá cung cấp cho quang hợp.

- Giảm nhiệt độ bề mặt lá trong những ngày nắng nóng, bảo vệ các cơ quan khỏi bị tổn thương bởi nhiệt độ và duy trì các hoạt động sống bình thường.

Quá trình thoát hơi nước có ích với thực vật dù tiêu tốn phần lớn lượng nước cây hấp thụ được vì quá trình thoát hơi nước đóng vai trò rất quan trọng đối với hoạt động sống của cây:

- Tạo động lực đầu trên cho quá trình hấp thụ, vận chuyển vật chất ở rễ lên lá và cơ quan phía trên.

- Duy trì sức trương và liên kết các cơ quan của cây thành một thể thống nhất.

- Đảm bảo CO₂ có thể khuếch tán vào lá cung cấp cho quang hợp.

- Giảm nhiệt độ bề mặt lá trong những ngày nắng nóng, bảo vệ các cơ quan khỏi bị tổn thương bởi nhiệt độ và duy trì các hoạt động sống bình thường.

Cây hấp thụ nitrogen chủ yếu ở hai dạng NO₃^- và NH₄⁺ từ các nguồn sau:

- Quá trình hóa lí trong tự nhiên: sự phóng tia lửa điện trong khí quyển làm oxi hóa N₂ thành $N{O}_3^{-}$.

- Quá trình cố định nitrogen tự do thành $N{H}_4^{+}$ nhờ một số vi sinh vật sống tự do hay cộng sinh với thực vật (nguồn chủ yếu).

- Quá trình vi sinh vật phân giải hợp chất nitrogen hữu cơ.

- Con người bổ sung phân bón chứa nitrogen cho cây trồng.

- Quá trình khử nitrate ($N{O}_3^{-}$) trong cây: $N{O}_3^{-}$ sau khi được hấp thụ cần được chuyển hóa thành NH₄⁺ trong các cơ quan thực vật. Quá trình khử nitrate diễn ra trong rễ cây và cành cây qua hai giai đoạn:

- Quá trình đồng hóa ammonium ($N{H}_4^{+}$) trong cây: $N{H}_4^{+}$ sau khi được hấp thụ hoặc hình thành từ quá trình khử nitrate sẽ nhanh chóng kết hợp với các keto acid sinh ra các amino acid sơ cấp hoặc có thể kết hợp với glutamic acid, aspartic tạo thành các amide là glutamine và asparagine.

Ý nghĩa của sự hình thành amide trong cơ thể thực vật:

- Tránh sự tích lũy $N{H}_4^{+}$ ở nồng độ cao sẽ gây kiềm hóa dịch bào và gây độc cho tế bào.

- Giúp dự trữ $N{H}_4^{+}$ cho cơ thể thực vật khi cần sinh tổng hợp amino acid.