Bitkiler sağlıklı büyüme ve gelişme için proteine ihtiyaç duyar. Bitkilerde proteinin kritik rollerinden biri fototropizmi düzenlemek ve bitkilerin açık-koyu döngülere tepkisini sağlamaktır. Proteinler ayrıca enerji üreten reaksiyonlarda, hücre içi yapıda ve zar taşınmasında rol oynarlar.
Proteinler, amino asit adı verilen daha küçük yapı taşlarından oluşur. Bitkiler, protein sentezini başlatmak ve bitki büyümesinin gerçekleşmesi için yaklaşık 20 amino asite ihtiyaç duyar. Bitkileri ve diğer organizmaları tüketerek amino asitleri türetebilen hayvanların aksine, bitkiler protein tedarikinde büyük oranda toprak besinlerine bağımlıdır.
Nitrat, protein içerisindeki ana elementlerden biri olduğundan, tarım sistemleri, topraktaki besinleri doldurmak için azotlu gübreler kullanır ve gerekli proteinlerin üretilmesinde bitkilere yardım eder. Nitratlar amino asitlere dönüştürülür, proteine sentezlenir ve bitkide farklı yerlerde depolanır. Bununla birlikte, sadece küçük bir nitrat yüzdesi bitkiler tarafından emilir ve kalan azot toprağa, havaya veya suya sızar.
Bitkilerde protein eksikliği, genellikle açık yeşil alt yapraklar veya daha yaşlı yaprakların sararması ile karakterize, bodur büyümeye yol açabilir. Daha fazla eksiklik, nekroz veya kahverengi renk değişikliği ve yaprak ucu ölümünün gelişmesine neden olabilir.