Mineral dapat melakukan tiga fungsi bagi pertumbuhan dan perkembangan tumbuhan, yaitu fungsi elektrokimia, struktur dan katalis. Peranan elektrokimia meliputi proses menyeimbangakan konsentrasi ion, stabilisasi makromelekul, stabilisasi koloida dan netralisasi muatan. Peranan struktur dilakukan oleh mineral dalam keterlibatannya pada struktur kimia molekul biologi atau fungsi dalam membentuk polimer struktur, misal kalsium dalam pektin.
Dalam fungsinya sebagai katalis, mineral terlibat pada bagian aktif (active site) suatu enzim. Mineral-mineral yang termasuk kedalam kelompok unsur makro (makronutrien) memiliki ketiga peranan tersebut di atas, sedangkan kelompok unsur mikro (mikronutrien) hanya mendukung fungsi katalis. Berikut adalah fungsi masing-masing mineral dan gelaja defisiensinya. Penampilan gejala defisiensi terhadap satu mineral biasanya berbeda antara tumbuhan yang satu dengan tumbuhan yang lainnya.
(1) Fungsi Nitrogen (N) Bagi Tumbuhan.
Unsur nitrogen diperlukan tumbuhan dalam jumlah yang banyak dan keberadaannya didalam tanah hampir seluruhnya hasil kerja biologi, pemupukan secara alami. Nitrogen sangat penting bagi tumbuhan karena merupakan komponen protein, asam nukleat, asam amino dan senyawa lainnya.
Defisiensi nitrogen menyebabkan terjadinya klorosis pada daun, perlahan kemudian daun berubah menjadi kering dan akhimyya rontok. Pada daun muda akan memperlihat ciri yang kurang berkembang dibanding daun normal yaitu, kaku, percabangannya tertahan karena dormasi tunas leteral yang berkepanjangan. Pengurangan pemberian nitrogen, yang dikaitkan dengan pemberian K dan P biasanya menghasilkan biji dan produksi buah yang efektif.
(2) Fungsi Fosfor (P) Bagi Tumbuhan.
Fosfor diserap tumbuhan dalam bentuk ion fosfat mono dan divalen. Banyak fosfat hadir pada tumbuhan dalam bentuk organik, tetapi pengangkutannya sebagian besar dalam bentuk anorganik. Seperti halnya nitrogen, fasfor sangat penting sebagai bagian dari banyak senyawa yang membangun tumbuhan, diantarannya asam nukleat dan fosfolipida. Sebagai tambahan fosfor memegang peran penting dalam energi metabolisme.
Defisiensi fosfor berpengaruh pada semua aspek metabolisme dan pertumbuhan. Gejala defisiensi fosfor ditandai dengan hilangnya daun-daun yang lebih tua, pembentukan antosianin pada batang, tulang daun, dan dalam keadaan yang parah timbul daerah nekrotik pada berbagai bagian tumbuhan. Tumbuhan yang mengalami defisiensi fosfor, pertumbuhannya lambat dan sering tumbuhnya meujadi kerdil.
Gejala mula-mula timbul pada daun yang dewasa karena tingkat mobilitas fosfor yang tinggi, dan berbeda dengan defisiensi nitrogen, tumbuhan cendrung berwarna lebih hijau gelap atau klorosis yang menyebar ke tulang daun. Karbohidrat terlarut dapat terakumulasi pada kekurangan fosfor. Salah satu karakteristika kekurangan fosfor adalah terjadinya peningkatan aktivitas enzim fosfatase, dan hal ini ada kaitannya dengan mobilitas dan penggunaan kembali fosfat yang diperoleh untuk pengganti yang hilang.
(3) Fungsi Sulfur (S) Bagi Tumbuhan.
Sulfur dalam tanah berbentuk sulfat, tetapi sering juga dalam bentuk sulfur atau besi sulfida (FeS, FeS2) yang sukar diserap oleh tumbuhan. Sulfur merupakan bagian dari asam amino sistein, sistin dan metionin, yang merupakan komponen protein dan beberapa senyawa aktif seperti glutation, biotin tiamin dan koenzim A.
Sulfur sering dalam bentuk gugus sulfihidril (-SH), yang membentuk bagian aktif dari agen redoks dan pemindahan elektron. Defisiensi sulfur jarang terjadi di alam. Apabila terjadi defisiensi sulfur, gejalanya dikarakterisasi dengan timbulnya klorosis secara umum dan menguningnya daun, biasanya diawali pada daun yang lebih muda, karena mobilitas sulfur rendah.
Gangguan metabolisme yang mengikuti defisiensi sulfur sangat besar, karena tumbuhan tidak dapat membuat protein sebagai akibat hilangnya asam-asam amino yang mengandung sulfur. Nitrogen terlarut ada kecendrungan terakumulasi, dan asam- asam amino yang kaya akan nitrogen seperti glutamin dan arginin akan meningkat mencapai konsentrasi yang tinggi. Dalam defisiensi sulfur yang parah terjadinya perombakan arginin menghasilkan urea dan amoniak.
