Для питания человеку необходимы белки, жиры, углеводы, витамины и минеральные вещества, а также вода. Человек и животные сами не способны синтезировать органические вещества из простейших неорганических соединений. Эту роль на нашей планете выполняют растения.
В процессе фотосинтеза зеленые растения за счет энергии солнечного света образуют из углекислого газа и воды органические вещества: прежде всего крахмал, а также другие сахара. В дальнейшем, используя неорганические соединения азота, они синтезируют и белки.
В результате образуется молекула глюкозы, а свободный кислород уходит в атмосферу. В этом заключается второе назначение растений — обогащение атмосферы Земли кислородом. Человек, животные и сами растения используют кислород для дыхания. На свету растения поглощают из воздуха углекислый газ, необходимый для синтеза белков и углеводов.
Накопленные растениями белки, жиры и углеводы служат для построения тканей животных и человека, а также являются источником энергии для организма.
Результатом бурного развития растений на Земле в прошлые эпохи стали залежи каменного угля и нефти, которые являются потенциальными источниками энергии для человека. И это тоже результат фотосинтеза в растениях.
Для человека очень важны злаки, плоды которых содержат необходимые для него органические вещества. Кроме злаков, сухими плодами обладают бобовые и масличные культуры. На долю сухого вещества в плодах и семенах этих растений приходится 85-92%. При высеве злаковых культур и их высокой урожайности, содержание органических веществ увеличивается в 10-20 раз. Так, если высеяно 1,5 ц зерна пшеницы, то может быть собран урожай в 15-30 ц зерна.
Для роста и развития растений, в том числе злаковых, необходимы значительные количества углекислого газа из воздуха, «воды и минеральных солей из почвы. Растения сами не способны усваивать молекулярный азот атмосферы, а азот как химический элемент необходим им для синтеза белка. Поэтому особое значение имеют те минеральные вещества почвы, которые содержат азот в усвояемом для растений состоянии, например, соли азотной кислоты, сульфат аммония и др. Растениям необходимо значительное количество воды, например, для получения урожая в 15 ц с 1 га растение должно получить как минимум в 250 раз больше воды.
Углекислый газ и воду растения возвращают в воздух и почву в процессе дыхания. Распад растительных и животных тканей после смерти приводят к возвращению в почву минеральных веществ. Таким образом, осуществляется круговорот веществ в природе, в который активно вмешивается человек. Применяя интенсивные технологии возделывания культурных растений, он все время стремится к увеличению их урожайности. А убирая урожай, он изымает из оборота значительную часть углерода и минеральных веществ. Поэтому в агроценозах следует восполнять эти потери путем внесения в почву органических и минеральных удобрений.