Der Nährstofftransport zur Wurzel ist ein recht umweltabhängiger komplexer Prozess
Nährstoffe liegen im Boden gelöst als Ionen oder Molekülen vor. Ionen sind dabei positive oder negativ geladene Atome. Ein Atom besitzt im normalfall eine elektronische neutrale Ladung. Erst bei Kontakt mit einem Partner werden dem einem Partner Elektronen entzogen, wodurch ein Kation mit positiver Ladung entsteht, der andere Partner, welcher die Elektronen aufnimmt wird zum negativ geladenen Anion. Moleküle können an organische Säure oder andere große Moleküle gebunden sein.
Der Prozess der Nährstoffaufnahme aus dem Boden geschieht an der Wurzel der Pflanze. Die Wurzel verdrängt durch das Wachstum den Boden und erschliesst sich dadurch ein größeres Volumen. Man spricht auch von Verdrängen des Bodenvolumens durch das Wachstum. Die Wurzel kann auf Grund eines Konzentrationsgefälles Ionen aus der Bodenlösung aufnehmen. Das Konzentrationsgefälle entsteht dadurch, dass sich Ionen frei in der Bodenlösung befinden.
Befinden sich an einer Stelle besonders viele Ionen und an einer anderen Stelle weniger, so fliessen die Ionen in Richtung der Stelle, wo weniger Ionen vorhanden sind. Das fliessen wird auch als Diffusion bezeichnet und beschreibt diesen Vorgang auf Grund der eigen Bewegung der Teilchen. Das Konzentrationsgefälle wird im Boden durch eine vielzahl an Prozessen beeinflusst und gestört. Dazu gehören beispielsweise, dass Kationen durch Anionen zurückgehalten werden können, auf Grund der Anziehungskraft. Andere Moleküle sind an große Moleküle die nicht pflanzenverfügbar sind gebunden.
Dadurch, dass im Pflanzenkörper weniger Ionen vorhanden sind als in der Bodenlösung entsteht ein Konzentrationsgefälle. Die Ionen werden aus der Bodenlösung zur Wurzel hin antransportiert. Die Ionen werden im Pflanzenkörper verbaut und stehen deshalb dem Gesamtsystem nicht mehr zur verfügung und wirken dem entsprechend nicht der Konzentration im Boden entgegen. Um die Wurzel entsteht eine sogenannte Verarmungszone, die auf dem Prozess der Diffusion basiert. Die Ausdehnung dieser Verarmungszone ist abhängig vom Nährstoff sowie weiteren Bodenfaktoren, wie Wasserhaushalt, Nährstoffverfügbarkeit und der Temperatur. Weitere Faktoren welche die Pflanze betreffen sind der pH-Wert, Wurzellänge und Wurzelhaarlänge. Sind weniger Nährstoffe im Boden vorhanden, wird die Verarmungszone größer, aber der Pflanze gehen mit der Zeit die Nährstoffe aus. Gleiches geschieht mit dem Wasser. Ist weniger Wasser vorhanden, erfolgt auf der Nährstofffluss im Boden um ein vielfaches schlechter. Bei der Temperatur ist es so, dass je höher die Temperatur ist, um so schneller ist der Nährstofftransport, aber der Wasserhaushalt nimmt mit der Zeit ab. Durch Düngung bewirkt man einen Nährstoffeintrag in die Bodenläsung dadurch verkleinert sich die Verarmungszone, aber das Nährstoffpotenial im Boden steigt an.
