Protein được tạo thành từ các khối cấu tạo nhỏ hơn được gọi là axit amin. Thực vật cần khoảng 20 axit amin để bắt đầu tổng hợp protein và cho sự phát triển của cây. Không giống như động vật có thể lấy axit amin bằng cách tiêu thụ thực vật và các sinh vật khác, thực vật phụ thuộc rất nhiều vào chất dinh dưỡng trong đất để cung cấp protein cho chúng.
Bởi vì nitrat là một trong những nguyên tố chính của protein, các hệ thống nông nghiệp sử dụng phân bón nitơ để bổ sung chất dinh dưỡng trong đất và hỗ trợ thực vật tạo ra protein cần thiết. Nitrat được chuyển hóa thành axit amin, tổng hợp thành protein và được lưu trữ ở những nơi khác nhau trong cây. Tuy nhiên, chỉ một tỷ lệ nhỏ nitrat được thực vật hấp thụ và nitơ còn lại sẽ ngấm vào đất, không khí hoặc nước.
Sự thiếu hụt protein trong thực vật có thể dẫn đến sự phát triển còi cọc, thường được đặc trưng bởi các lá phía dưới màu xanh nhạt hoặc các lá già bị vàng. Nếu thiếu hụt hơn nữa có thể dẫn đến hoại tử hoặc chuyển màu nâu và chết đầu lá.
