Assim como os animais, as plantas também precisam alimentar-se para se desenvolver. Enquanto os animais obtêm alimento a partir de outros seres vivos (plantas e animais), os vegetais, também conhecidos como produtores primários (autotróficos), fabricam a matéria orgânica que lhes servirá de alimento, utilizando o gás carbônico proveniente do ar, mais a água e os nutrientes retirados do solo. Nesse processo, conhecido por fotossíntese (síntese pela luz), as plantas absorvem a energia solar e a transformam em energia química, utilizada na redução do CO2 a carbono orgânico, para a síntese de moléculas orgânicas.
Na história antiga, as pessoas acreditavam que as plantas cresciam obtendo seu alimento a partir do solo. Para confirmar se tal teoria era verdadeira, no século XVII, o cientista belga Jan Baptist Van Helmont colocou uma planta de salgueiro em um vaso de cerâmica, irrigando-a constantemente, e observou que ao final de cinco anos, a planta havia crescido e se desenvolvido bem e que a quantidade de terra no vaso continuava quase a mesma. Conclusão: a planta cresceu, principalmente, não pelos nutrientes que capturou do solo, mas pelo carbono que absorveu do ar atmosférico e o incorporou em seus tecidos, via fotossíntese, realizada com a presença de luz solar, gás carbônico e água. Posteriormente, outros cientistas adicionaram mais informações para explicar esse processo, como o conhecemos hoje.
Não que os vegetais não precisem do solo para sustentar-se. Os elementos químicos que o solo fornece, embora em pequenas quantidades, são indispensáveis para que as plantas se desenvolvam normalmente e, por essa razão, são denominados de nutrientes essenciais. Nitrogênio, fósforo e potássio (NPK), além de cálcio, enxofre e magnésio são os macronutientes, requeridos em maiores quantidades. Os demais são os micronutrientes (manganês, cobre, zinco e ferro, entre outros), demandados em quantidades muito pequenas; por vezes, requeridos apenas em g/ha. Mas são igualmente necessários, pois os vegetais atingem seu máximo desempenho em função do nutriente mais limitante. É a Lei do Mínimo, de Liebig.
Carbono, oxigênio e hidrogênio são os únicos nutrientes que não são fornecidos pelo solo, mas são os mais requeridos para a formação da biomassa vegetal. O carbono vem do ar atmosférico, o hidrogênio e oxigênio provêm da água e são responsáveis pela formação dos carboidratos, os principais constituintes da matéria orgânica. Nesse processo, o oxigênio é liberado na atmosfera, fazendo com que a quase totalidade do oxigênio que respiramos provenha da fotossíntese.
A equação é simples: seis moléculas de gás carbônico, mais doze moléculas de água, mais energia solar resultam em uma molécula de glicose + seis moléculas de oxigênio + seis moléculas de água. Resumindo: 6 CO2 + 12 H2O + energia luminosa → C6H12O6 + 6 O2 + 6 H2O.
É assim que a natureza funciona e prospera.
