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 Kalsium (Ca) Bagi Tumbuhan.
Mineral kalsium banyak didapatkan di dalam tanah, dan tumbuhan pada kondisi alami jarang mengalami defisiensi terhadap elemen ini. Kalsium penting dalam sintesis pektin pada lammela tengah. Kalsium juga terlibat dalam metabolisme atau pembentukan inti sel dan mitokondria. Kalsium sangat penting bagi kebanykan tumbuhan dan kekurangan kalsium yang parah dapat mengakibatkan kerusakan dan kematian tumbuhan.
Daerah meristematik merupakan daerah yang paling menderita, karena kekurangan kalsium akan menghambat pembentukan dinding-dinding sel baru, sehingga pembelahan sel pun akan dihambat. Pembelahan sel yang tidak sempurna atau mitosis tampa pembentukan dinding sel baru, akan menghasilkan sel-sel yang multinukleat dan merupakan gejala khas pada defisiensi kalsium. Dinding sel, terutama dalam menyokong struktur batang dan petiol akan menjadi rapuh, dan perluasan sel dihambat.
Terjadinya klorosis sepanjang tepi daun yang muda, ujung daun membengkok, pembentukan akar yang tertahan, merupakan gejala defisiensi Ca yang berat. Kalsium hanya sedikit berperan katalitik, yaitu sebagai activator beberapa enzim seperti fosfolipase. Disamping itu kalsium berperan dalam detoksifikasi asam oksalat, membentuk kristal Ca-oksalat yang sering dijumpai dalam vakuola sel tumbuhan.
(2) Fungsi Magnesium (Mg) Bagi Tumbuhan.
Magnesium diperlukan tumbuhan dalam jumlah cukup besar. Magnesium memiliki beberapa peranan penting dalam tumbuhan, diantaranya dalam stabilisasi partikel-partikel riboson. Magnesium terlihat dalam sejumlah reaksi enzimatik dengan kapasitas yang bervariasi.
Pertama dalam reaksi yang menyangkut pemindahan fosfat dari ATP, magnesium bertindak sebagai penghubung enzim terhadap substratnya. Kedua magnesium berfungsi dalam mengubah konstantan keseimbangan reaksi dengan cara berikatan dengan produk, misal pada reaksi-reaksi kinase tertentu. Ketiga, bekerja membentuk kompleks dengan suatu inhibitor enzim. Gejala defisiensi magnesium sangat karakteristik.
Terjadinya klorosis diantara tulang daun, dapat timbul warna cerah dari pigmen merah, jingga, kuning atau merah ungu, dan pada defiseinsi yang parah timbul daerah atau bintik nekrosis. Karena magnesium sangat mudah larut dan mudah diangkut ke seluruh tubuh, gejala defisiensi biasanya timbul pertama kali pada daun dewasa.
(3) Kalium (K).
Tumbuhan memerlukan kalium dalam jumlah banyak, dan defisiensi terhadap elemen ini sering terjadi pada tanah pasir atau berpasir, karena tingkat kelarutannya yang tinggi sehingga mudah hilang karena tercuci, Kalium merupakan kation yang umum pada tumbuhan dan terlibat dalam menjaga keseimbangan ion di dalam sel.
Kalium tidak memililki peran dalam menunjang struktur tumbuhan, tetapi dia banyak berperan sebagai katalisator. Banyak enzim yang terlibat dalam sintesis protein, tidak bekerja efisien apabila tidak ada kalium. Kalium diperlukan dalam jumlah banyak, melebihi kebutuhan magnesium, dan berperan untuk mengaktivasi enzim-enzim bebas.
Kalium terikat dalam bentuk ion pada enzim piruvat kinase, yang penting dalam respirasi dalam metabolisme karbohidrat, sehingga kalium menjadi sangat penting untuk keseluruhan metabolisme di dalam tumbuhan. Defisiensi kalium biasanya dimulai dengan memeperlihatkan bintik klorosis yang khas pada daun dewasa, kemudian merambat kedaun yang lebih muda. Kalium termasuk salah satu unsur yang sangat mobil pada tumbuhan.
Defisiensi kalium sering juga memperlihatkan pertumbuhan roset atau seperti semak. Pertumbuhan batang tereduksi, menjadi lemah, dan resistensi terhadap patogen menurun, sehingga mudah terserang penyakit. Gejala biokimia akibat defisiensi kalium adalah tereduksinya protein dan karbohidrat, sedangkan molekul-molekul yang berat molekulnya kecil seperti asam amino, akan terakumulasi.
