Augi ir autotrofi organismi, kuri fotosintēzes procesā no neorganiskām vielām - ūdens un oglekļa dioksīda - sintezē organiskās vielas. Fotosintēzei nepieciešamo oglekļa dioksīdu augi uzņem caur atvārsnītēm, bet ūdeni - ar saknēm no augsnes. Taču augiem organisko vielu sintēzei ir nepieciešamas arī tādas neorganiskās vielas kā kālijs, fosfors, slāpeklis, u.c. Fosforu, slāpekli un kāliju sauc par primāriem makroelementiem, jo tie ir nepieciešami visvairāk.
Fotosintēzes procesā augi sintezē glikozi, kuru izmanto citu organisko vielu sintēzei.
Slāpeklis
Glikozes sastāvā ir tikai trīs ķīmiskie elementi - ogleklis, skābeklis un ūdeņradis, bet olbaltumvielu veidošanai ir vajadzīgs arī slāpeklis, jo tas ietilpst aminoskābju sastāvā. Slāpekli augi uzņem ar saknēm nitrāta un amonija jonu veidā. Šie joni augsnē rodas organisko vielu trūdēšanas procesā vai arī mēslojot augsni ar slāpekli saturošu mēslojumu. Visvairāk slāpeklis ir vajadzīgs augšanas periodā zaļās masas veidošanai.
Slāpekļa trūkums augsnē izraisa augu nodzeltēšanu, jo tiek traucēta olbaltumvielu sintēze.
Fosfors ietilpst nukleīnskābju DNS, RNS un adenozīntrifosfāta ATP sastāvā. Fotosintēzes procesā augi pārvērš gaismas enerģiju ATP saišu ķīmiskajā enerģijā. Ja fosfora trūkst, fotosintēze nevar pilnvērtīgi notikt. Augi uzņem fosforu no augsnes fosfāta jonu veidā. Šie joni augsnē rodas organisko atlieku trūdēšanas procesā vai arī mēslojot augsni ar fosforu saturošu mēslojumu. Visvairāk fosfora augiem ir nepieciešams ziedu un augļu veidošanās laikā.
Kālijs
Kālijs augu šūnās aktivizē fotosintēzi, enzīmu darbību, veicina ogļhidrātu uzkrāšanos sēklās. Augi kāliju uzņem kālija jonu veidā. Augsnē tie rodas, šķīstot kāliju saturošiem iežiem, trūdot organiskajām atliekām vai mēslojot augsni ar kāliju saturošiem minerālmēsliem.
Nedaudz mazāk augiem ir vajadzīgi sekundārie makroelementi - kalcijs, sērs un magnijs. Magnijs ietilpst hlorofila sastāvā, tāpēc magnija trūkums izraisa augu dzeltēšanu.
Mikroelementus, piemēram, boru, hloru, mangānu u.c., augi uzņem ievērojami mazākā koncentrācijā.
Minerālvielu krājumi augsnē papildinās dabisko trūdēšanas procesu rezultātā, Bet lauksaimniecības sējumos dabiskā vielu aprite nenotiek, jo augu atliekas nenonāk atpakaļ uz lauka. Tīrumos augsnes uzlabošanai izmanto organiskos mēslus un minerālmēslus.
Hidroponika ir augu audzēšana minerālvielu šķīdumā bez augsnes. Šo metodi izmanto lauksaimniecības kultūru audzēšanai un zinātniskiem eksperimentiem.
Spinātu audzēšana ar hidroponikas metodi.