Вода является важнейшим фактором жизни растений. Она необходима для осуществления биохимических процессов, прорастания семян, поступления питательных веществ из почвы, защиты растений от перегрева, поддержания тургора в клетках и тканях растений. .
Большинство растений за вегетационный период расходует значительное количество воды. Например, на образование 1 ц сухого органического вещества кукуруза расходует 174-406 ц воды, пшеница - 400-500 ц, клевер красный - 400-600 ц, сахарная свекла - 240500 ц. Количество воды, расходуемое растением на создание единицы урожая в сухом веществе, принято называть коэффициентом транспирации.
Низкая увлажненность почвы в фазу кущения тормозит образование у яровой пшеницы и овса вторичных узловых корней, что приводит к значительному снижению урожайности. Культурные растения потребляют максимальное количество воды лишь в определенные фазы роста, которые называют критическими. Так, у картофеля она наступает в фазу бутонизации-цве-тения, у хлебов - выход в трубку-колошение, кукурузы - в фазу цветения-молочной спелости.
Воздух. Атмосферный и почвенный воздух необходим растениям и микроорганизмам почвы как источник кислорода и углерода. При свободном доступе кислорода в почве активно идут окислительные процессы (нитрификация, аммонификация и др.), что улучшает доступность питательных веществ растениям. Суточная потребность корней растений в кислороде - около 1,5 мг на 1 г сухого вещества. Недостаток кислорода тормозит прорастание семян в почве, затрудняет дыхание корней растений, на них меньше образуется корневых волосков. Особенно чувствительны к недостатку кислорода в почве картофель, горох, люпин, сахарная свекла. Легче переносят недостаток кислорода рис, гречиха, злаковые травы, однако урожайность их при нехватке кислорода также значительно снижается. Оптимальные условия для роста корней растений создаются при содержании воздуха в почве не менее 15% от ее объема.
Элементы питания. Потребность растений в питательных веществах зависит от вида и сорта растений, содержания влаги, наличия тепла, гранулометрического состава почвы и других условий. Зеленая масса многих кормовых растений содержит 70-87% воды и 13-30% сухого вещества. В состав сухого вещества входят (в %): углерод - 45, кислород - 42, водород - 6,5 и азот - 1,5. На долю этих элементов приходится 95% сухого вещества. Остальная часть приходится на долю зольных элементов: Р, К, Са, Mo, S, Fe и др. Растения поглощают из почвы необходимые им макроэлементы: азот, фосфор, калий, кальций, серу, магний, железо, а также в небольших количествах и микроэлементы: бор, медь, молибден, марганец и др. Из углекислого газа воздуха они получают углерод, а из воды - водород. Количество доступных растениям питательных веществ определяет плодородие почвы и урожайность культур.