當植物處於逆境中(如：鹽害、寒害、高溫、乾旱)，植物光合作用效率降低，剛植物獲得超過能負荷的光能量時，葉綠體內會產生ROS(活化氧族)，對葉綠體產生光氧化傷害、磷脂質過氧化，最後導致細胞死亡。維持足夠的營養元素能提高並維持正常的光合作用電子傳遞、碳代謝，而添加氮、鉀、鎂、鈣、鋅有助於應付此類環境壓力。另外，在乾旱、寒害或鹽害時，NADPH氧化酶會增加ROS的量，而添加鉀、鋅似乎能提供額外的保護。因此作物營養狀態有關於環境壓力的保護及促進植物生長及產量。
光氧化傷害是因為植物無法有效利用吸收到的光能量，在葉綠體中產生ROS，進一步傷害細胞，最後導致細胞死亡。
1. 氮
氮在吸收及利用光能量、碳代謝循環上扮演重要角色。近來有研究指出，高光下，高氮較低氮更能避免光氧化傷害。而氮的形式與耐光氧化逆境的能力有關，有研究指出，豆類施用硝酸態氮比適用氨態氮有更好的耐光氧化傷害能力。
2. 鉀、鎂、鋅
這三個元素與氮相同，缺乏時會增加光氧化逆境。
缺乏鉀或鎂會明顯降低光合作用的碳代謝，以及固定碳的利用。因此缺乏這兩個營養元素會使行光合作用的葉片碳水化合物累積。然而，磷的缺乏不會影響這個結果。
鹽害下，膜系上的NADPH氧化酶產生ROS，產生細胞損傷。有研究以水稻為例，發現鹽害逆境下水稻會過表現SOD(超氧化物歧化酶)到葉綠體中來避免細胞損傷。
1. 鋅
鋅會抑制NADPH氧化酶，來避免產生過多的ROS。另外，鋅也能透過維持膜系的穩定性，避免吸入過多的鈉離子與有毒物質。
2. 鉀
鉀也能保護鹽分逆境傷害。鉀/鈉的平衡與高鈉環境的耐受性有關。另外有研究顯示，鉀缺乏也會導致NADPH氧化酶活性增加，產生ROS。鈉會導致細胞層級內的鉀缺乏，產生ROS。
乾旱與低溫兩個逆境除了會誘發ROS的生成，另外也伴隨著養分缺乏的狀態。鉀與氣孔調控及水的運行有關。當鉀缺乏時，因乾旱產生的光合作用效率下降的程度加劇，當鉀充足時，乾旱對光合作用的影響變小。因此，能維持體內高鉀濃度的品種具應付乾旱逆境的潛力。有學者對朱槿的根在不同鉀濃度下進行乾旱試驗，發現缺乏鉀的試驗組，其乾旱條件下的根部存活力最低。
乾旱如同鹽害，NADPH氧化酶活性增加，ROS增加。鉀與鋅會抑制NADPH氧化酶的活性，因此這兩個元素是否足量影響作物耐乾旱逆境。
NADPH氧化酶產生ROS以及細胞內抗氧化防禦系統的弱化會導致寒害時的細胞損傷。因此能抑制NADPH氧化酶活性的鉀與鋅的使用能增加耐寒性。在馬鈴薯中，添加大量的鉀肥能夠幫助減少低溫傷害並防止產量大量降低。柑橘類缺乏鋅會更容易受到低溫的傷害。
研究發現，減少氮的使用，作物對低溫的敏感性降低；而過量的氮使用對環境壓力的敏感度增加。當大量的氮會降低根部比例，根分布在靠近地表處，這種根型會對凍霜與乾旱更敏感。
一般而言，耐低溫的的作物能藉由關閉氣孔來維持葉片中的水分含量。研究發現，鈣對於耐低溫的品種有幫助關閉氣孔的功效。藉由添加鈣來調控氣孔可能與ABA參與氣孔關閉有關。
資料來源：https://www.researchgate.net/publication/254368508_Role_of_Mineral_Nutrients_in_Tolerance_of_Crop_Plants_to_Environmental_Stress_Factors