Unsur Hara Tanaman: Unsur Hara Mikro dan Makro

Unsur Hara Tanaman: Unsur Hara Mikro dan Makro

Sampai saat ini sudah diketahui lebih dari 100 unsur kimia. Dari 100 lebih ini hanya sekitar 17 saja yang merupakan hara esensial bagi tanaman.

Karbon, Hidrogen, dan Oksigen

Karbon adalah rangka dari senyawa organik. Karbon ini diambil dari atmosfir dalam bentuk karbondioksida, yang disebut juga dengan fotosintesa. Peristiwa ini menghasilkan oksigen dan gula. Oksigen diperlukan dalam peristiwa respirasi.

Hidrogen dengan oksigen yang bergabung menjadi molekul air, adalah molekul dalam jumlah terbesar didalam tubuh tanaman. Air diperlukan oleh tanaman sebagai alat transportasi mineral ataupun makanan tanaman, serta juga turut berperan dalam beberapa reaksi kimia dalam tubuh tanaman itu sendiri. Hidrogen juga adalah molekul konstituen beberapa komponen penyusun sel tanaman.

A.  Unsur Hara Esensial

Perlu diingat bahwa pertumbuhan tanaman tidak hanya dikontrol oleh faktor dalam (internal) saja, akan tetapi juga ditentukan oleh faktor-faktor luar (eksternal). Salah satu dari faktor eksternal tersebut ialah unsur hara esensial. Apa itu unsur hara esensial? Unsur hara esensial adalah unsur-unsur yang dibutuhkan bagi pertumbuhan tanaman. Jika unsur tersebut tidak ada bagi tanaman maka tanaman tersebut akan menunjukkan gejala kekurangan unsur hara tersebut dan pertumbuhan tanaman tersebut akan merana.

Berdasarkan jumlah yang dibutuhkan, kita mengenal dua unsur hara yaitu unsur hara makro dan unsur hara mikro. Unsur hara makro dibutuhkan oleh tanaman dalam jumlah yang lebih besar (0.5-3% berat tubuh tanaman). Sementara unsur hara mikro dibutuhkan oleh tanaman dalam jumlah yang relatif lebih kecil (beberapa ppm/ part per million dari berat keringnya).

Contoh: Unsur N termasuk unsur hara makro. Unsur N ini dibutuhkan oleh tanaman dalam jumlah 1-4 % berat kering tanaman. Unsur N ini dibutuhkan oleh tanaman sebagai penyusun asam amino, protein, dan klorofil. Jika tanaman kekurangan unsur N maka tanaman tersebut akan menunjukkan gejala antara lain klorosis pada daun. Gejala kekurangan N pertama kali akan muncul pada daun tertua.

B.  Unsur Hara Makro

N, P, dan K merupakan tiga unsur utama di dalam kehidupan tanaman. Nitrogen ini diambil dalam bentuk nitrat (NO3- ) ataupun amonium (NH4+). Nitrogen dipakai oleh tanaman dalam sintesa asam amino, yang mana merupakan bahan dasar pembentukan protein. Sumber utama nitrogen ialah nitrogen bebas (N2) di atmosfir, serta sumber lainnya senyawa-senyawa nitrogen yang tersimpan di dalam tubuh jasad.

Nitrogen sangat jarang ditemukan menjadi komponen pelikan hal ini karena perilakunya yang mudah larut di dalam air. Perilaku nitrogen inilah yang menjadikan endapan-endapan nitrogen yang relatif cukup banyak ditemukan pada daerah beriklim kering dan inipun terbatas secara setempat. Kandungan nitrogen di dalam tanaman rata-rata sekitar 2% sampai 4% atau kadang-kadang bisa mencapai 6%. Protoplasma makhluk hidup juga mengandung protein. Nitrogen juga diperlukan oleh tanaman untuk beberapa komponen vital seperti misalnya asam nukleat, klorofil, dan enzim.

Defisiensi nitrogen akan membatasi pembesaran serta pembelahan sel. Gejala defisiensi diantaranya berupa tanaman yang kerdil dan kuning akan terlihat, terutama pada bagian tanaman yang lebih tua. Berikut ini adalah beberpa gejala kekurangan nitrogen pada tanaman:

1)    Pertumbuhan lambat

2)    Nekrosis pada bagian ujung daun

3)    Daun berwarna kuning (kllorosis)

Nitrogen adalah unsur mobil dalam tanaman, yakni unsur bisa dipindahkan dari jaringan tua ke yang muda. Gambar dibawah menunjukkan peredaran hara nitrogen di alam. Nitrogen bisa hilang ke atmosfir melalui denitrifikasi nitrat ataupun oleh volatilisasi amonia.

Senyawa nitrogen yang tertambat pada jasad hidup serta dilibatkan dalam kegiatan fisiologisnya, dikembalikan ke dalam peredaran nitrogen setelah mengalami mineralisasi. Peruraian senyawa N-kompleks menjadi senyawa N-anorganik sederhana sehingga memungkinkan dipergunakan lagi dalam asimilasi jasad berlangsung dalam beberapa tahapan yang melibatkan peranan berbagai macam jasad pengurai. Perubahan bentuk senyawa N ini bisa dijelaskan pada gambar berikut:

Energi yang dibebaskan dari perubahan di atas akan dipakai oleh berbagai jasad tanah tersebut untuk melakukan kegiatannya termasuk melaksanakan perubahan senyawa N tahapan selanjutnya. Proses perubahan bentuk senyawa N-organik kompleks menjadi senyawa N-organik lebih sederhana (asam amino) disebut dengan aminasi.

Asam amino yang dibentuk melalui proses aminasi akan terus diserang untuk diuraikan serta dimanfaatkan oleh jasad renik sampai pada akhirnya akan membentuk amonim yang disebut dengan amonifikasi. N-amonium hasil proses amonifikasi ini akan dipakai oleh jasad renik tanah, diserap tanaman, ataupun ditambat oleh liat.

Tahapan selanjutnya yaitu perubahan senyawa N-amonium menjadi senyawa nitrit (nitrifikasi). Nitrifikasi adalah suatu proses oksidasi enzimatik yang dilakukan oleh sekelompok jasad renik serta berlangsung dalam dua tahap terkoordinasi. Masing-masing tahapan ini dilakukan oleh sekelompok jenis jasad renik, yang berbeda dari keompok jasad renik yang bekrja pada tahap berikutnya. Pencucian nitrat, terutama pada tanah-tanah berpasir mengakibatkan kurangnya N dari daerah perakaran tanaman.

1.   Fosfor

Fosfor diambil oleh tanaman dalam bentuk H2PO4 - dan HPO4 = tergantung pada pH tanah. Fosfor adalah unsur yang sangat labil hal ini karena ketersediaannya dipengaruhi oleh pH. Peredaran P di alam digambarkan seperti dibawah ini.

Posfor alam memasuki sistem tanah melalui penghancuran serta peruraian yang berjalan lambat karena daya larutnya yang relatif rendah. Meskipun pembebasan P dari bentuk tidak larut batuan posfat dan juga bentuk lainnya sangat lambat, akan tetapi takaran P yang diangkut oleh air sungai dan diendapkan di laut relatif sangat besar.

Diperkirakan 3.5 juta ton P per tahun terangkut serta diendapkan di laut sebagai Kalsiumposfat yang sulit larut. Sementara hanya sebagain kecil P yang kembali ke tanah melalui guano yang dihasilkan burung laut dan manusa melalui ikan yang dikonsumsinya.

Hasil uraian P alam berupa senyawa posfat yang ada dalam sisitem tanah dengan berbagai jenjang kelarutan. Bentuk posfat seperti ini akan dikonsumsi jasad hidup, diserap liat tanah, bahan organik, kation Al, Fe, Mn, Ca, serta kation lain.

Posfat yang dikonsumsi akan dilibatkan dalam sintesis protoplasma dan kembali memasuki sisitem tanah sesudah diurai oleh bakteriposfat. Pada pH rendah posfor terfiksasi oleh ion aluminium sedangkan pada pH tinggi terfiksasi oleh besi (Fe).

Oleh karena itu ketersediaan P selalu menjadi faktor pembatas untuk daerah hutan hujan tropis. Beberapa faktor yang berperan dalam pengendalian ketersediaan hara posfor antara lain yaitu:

1)    Pemupukan P

2)    Pelapukan bahan yang mengandung P

3)    Jasad renik

4)    Serapan akar

5)    Serapan dan pencucian

Sementara itu gejala kekurangan P pada tanaman mempunyai ciri-ciri sebagai berikut:

1)    Pertumbuhan lambat

2)    Daun berwarna hijau gelap

3)    Gugur daun

4)    Menguningnya daun (terutama pada daun tua)

5)    Berbuah sedikit dan perkembangan biji terhambat

2.   Kalium

Kalium diambil oleh tanaman dalam bentuk inon K. Ion K ini tidak disintesa menjadi komponen tertentu. Tanah bisa mengandung kurang lebih 900-1400 pound per 1 m3 tanah, namun 90-98% kalium ini terkonsentrasi pada mineral primer serta tidak tersedia bagi tanaman. Sumber utama K ini asalnya dari pelapukan mineral yang mengandung K.

Kalium dalam tanah bisa dijumpai dalam 3 kemungkinan, antara lain yaitu:

1)    Dalam larutan tanah

2)    Secara kimi terikat dalam mineral primer tanah

3)    Dapat dipertukarkan ataupun diabsorbsi

Biasanya tanah yang kandungan tanah liatnya tinggi cenderung mengandung kalium yang relatif tinggi pula, dibandingkan tanah berpasir dan organik. Hanya 1-10% dari total kalium yang ada dalam tanah bisa diambil oleh tanaman, dan hanya 1-2% dari yang terkandung dalam tanah yang bisa dipertukarkan. Gambar dibawah ini memperlihatkan beberapa bentuk kalium dalam tanah:

Kalium adalah bagian penting dalam tranlokasi gula serta pembentukan pati. Kandungan Kalium pada sel tetangga berperan juga dalam mengatur membuka serta menutupnya stomata. Pertumbuhan, perluasan serta ketahanan terhadap penyakit dipengaruhi juga oleh cukupnya hara ini.

Peningkatan ukuran dan kualitas buah-buahan, kacang, serta sayuran dipengaruhi juga oleh ketersedian yang cukup dari unsur hara ini. Tanaman kentang, bit gula, maupun wortel memerlukan kalium yang cukup besar untuk membantu akumulasi karbohidrat serta translokasi asimilat keluar daun. Pertumbuhan vegetatif pada tanaman sayuran seperti kol dan asparagus juga memerlukan kalium dalam jumlah yang besar.

Gejala kekurangan kalium pada tanaman ditandai oleh ciri-ciri berikut ini:

1)    Pertumbuhan lambat

2)    Buah kecil-kecil

3)    Batang lemah

4)    Ujung daun mengalami nekrosis yang dimulai pada daun muda

Meskipun kalium penting untuk seluruh tanaman tingkat tinggi dan rendah, namun hara ini bukan merupakan bagian penyusun tubuh tanaman itu sendiri. Kalium tidak membentuk ligand (molekul organik kompleks) yang terutama fungsinya sebagai aktivator suatu enzim ataupun kofaktor dari sekitar 46 enzim. Kalium disimpan dalam jumlah besar didalam vakuola. Kalium berperam juga dalam membantu memelihara potensial osmotis dan pengambilan air, serta berpengaruh positif pada penutupan stomata.

Tanaman yang mengandung K dengan cukup hanya sedikit mengalami kekurangan air. Kalium berfungsi juga untuk menyeimbangkan muatan-muatan anion serta mempengaruhi penyerapan dan transportasinya. Dari beberapa hasil penelitian ditemukan bahwa tanaman yang cukup mengandung kalium bisa mengurangi berjangkitnya penyakit (seperti misalnya Verticillium yang mengakibatkan layu pada kapas) serta jatuh rebah pada tanaman. Sudah diketahui bahwa kalium berperan dalam fotosintesis karena secara langsung akan meningkatkan pertumbuhan serta indeks luas daun.

Tingkat kritis K dalam jaringan tumbuhan relatif cukup tinggi, biasanya sekitar 1.0% ataupun 4 kali lipat lebih tinggi daripada titik kritis posfor. Hampir semua kalium diserap pada fase pertumbuhan vegetatif hanya sedikit saja yang ditrasfer ke buah ataupun biji. Tanaman juga memerlukan kalsium, magnesium, serta sulfur untuk pertumbuhan dan juga perkembangannya.

3.   Kalsium

Pada umumnya tanah-tanah mineral banyak mengandung kalsium, hal ini karena mineral yang mengandung unsur ini pada kerak bumi cukup banyak misalnya seperti kalsit (CaCO3), apatit (Ca3 (PO4), dan dolomit (CaCO3, MgCO3). Kalsium ialah unsur esensial yang paling tidak bergerak. Pengambilan serta transpornya terjadi secara pasif.

Dibandingkan dengan ion-ion lain, hanya sedikit maupun tidak ada pengangkutan di dalam floem. Status kalsium dalam tanah berkaitan dengan pH yang pengaruhnya lebih besar dibandingkan dengan pengaruh ketersediaannya. Kalsium ini diambil oleh tanaman dalam bentuk ion Ca++. Senyawa ini adalah bagian esensial dari dinding sel. Kalsium disimpan pada jaringan tanaman dan tidak bisa diremobilisasi.

Kacang tanah memerlukan kalsium yang tinggi untuk perkembangan polongnya. Pengaplikasian unsur ini melalui daun sering dipergunakan oleh petani untuk mengurangi bercak-bercak hitam pada buah-buahan.

Gejala defisiensi Kalsium ini pertama kali terlihat pada daun muda, sebagian daun akan berubah bentuk serta mengalami klorosis, sementara pada organ yang lebih tua jarang teramati gejala defisiensi. Hasil ini menyimpulkan bahwa kalsium tidak didistribusikan ke bagian yang lebih muda.

Buah apel yang kekurangan kalsium kulit buahnya lembek pada beberapa bagian buah lalu kemudian membusuk. Oleh karena itu apabila dalam pertumbuhan buah kekurangan hara kalsium ini buah akan membusuk.

Secara umum ciri-ciri gejala defisiensi kalsium antara lain sebagai berikut:

1)    Tip burn pada daun muda

2)    Gejala abnormal dari daun (berwarna lebih gelap)

3)    Matinya titik tumbuh pada batang juga akar

4)    Batang lemah

5)    Mati pucuk

6)    Buah busuk

4.   Magnesium

Magnesium tanah berasal dari pelapukan mineral primer (yakni biotit, dolomit, serpentin, hornblende, dan olivin). Seperti halnya kation yang lain tanaman mengambil magnesium dalam bentuk ion Mg++.

Klorofil yang mana adalah pabrik berlangsungnya fotosintesis mengandung magnesium sebagai intinya. Unsur tersebut bersifat mobil serta merupakan aktivator beberapa enzim. Pengambilan magnesium dilaksanakan secara aktif dan pasif. Transpor terutama terjadi di dalam aliran tranpirasi.

Dibandingkan dengan kalsium, magnesium lebih aktif bergerak, dan dari beberapa penelitian diketahui bahwa unsur magnesium banyak terdapat pada pembuluh floem (transpor aktif).

Sementara itu ejala defisiensi magnesium antara lain:

1)    Menguningnya tulang daun tertama pada daun tua

2)    Kuning sepanjang tulang daun

3)    Keriting pada tepi daun

C.  Unsur Hara Mikro

Mikronutrien diperlukan oleh tanaman dalam jumlah kecil. Yang termasuk kedalam kelompok mikronutrien ini antara lain zinkum, besi, molibdenum, klor, mangan, kuprum, boron, dan nikel.

1.   Zinkum

Gejala kekurangan zinkum antara lain:

1)    Menurunnya pertumbuhan, batang menjadi berbentuk roset

2)    Klorosis pada intervenal daun

3)    Terhalangnya pembentukan buah

4)    Dieback

2.   Besi

Besi menyusun sekitar 5% dari kerak bumi dan biasanya dijumpai dalam tanah. Besi berasal dari mineral primer ferro-magnesium silikat. Dalam tanah yang drainasenya jelek bentuk besi tereduksi (ferro= Fe2+) meningkat, bahkan bisa sampai ketingkat beracun. Kondisi seperti inilah yang perlu menjadi pertimbangan sistem pengairan pada budidaya padi sawah.

Besi diambil tanaman dalam bentuk ion Fe++, dan diperlukan untuk pembentukan klorofil. Defisiensi Fe bisa terjadi pada tanah yang memiliki pH tinggi. Gejala kekurangan unsur ini pada tanaman ditandai dengan:

1)    Klorosis pada interveinal

2)    Dalam beberapa kasus ranting mati

3.   Mangan

Mangan adalah aktivator beberapa enzim, dan berperan dalam pembentukan klorofil. Mangan juga dapat mengaktifkan asam indolasetat oksidase (IAA) dalam jaringan tanaman seperti Fe. Mn juga relatif tidak bergerak serta teristimewa ditranslokasikan ke jaringan muda atau meristimatik.

Gajala kekurangan dapat ditandai dengan:

1)    Penguningan secara gradasi

2)    Klorosisi pada daun muda

4.   Kuprum

Kuprum adalah aktivator dari beberapa enzim, dan memegang peranan penting pada produksi vitamin A. Gejala kekurangan hara cuprum ini ditandai dengan:

1)    Pertumbuhan kerdil

2)    Hipo pikmentasi

3)    Mati pada pucuk terminal

4)    Mati dan keriting pada ujung daun

5.   Boron

Boron terdapat di dalam tanah pada tingkatan yang sangat rendah sebagai asam borat (HBO3) serta diabsorbsi oleh partikel tanah sebagai borat. Pengambilan B oleh tanaman diperkirakan sebagai asam borat yang tidak berdissosiasi, tampaknya terutama pasif melalui aliran transpirasi.

Boron mempengaruhi perkembangan sel serta mengendalikan transpor gula dan pembentukan polisakarida. Fungsi lainnya selalu dikaitkan dengan sisi aktif fosforilasi untuk menghambat pembentukan pati yang mencegah polimerisasi gula. Dari beberapa hasil penelitian boron adalah unsur tidak mobil.

Gejala kekurangan:

1)    Matinya pucuk

2)    Bintik kuning pada buah atau umbi

3)    Klorosis pada daun

4)    Menurunnya pembungaan atau kegagalan polinasi

6.   Molibdenum

Molibdenun diabsorbsi tanaman dalam bentuk ion molibdat atau MoO4 2-. Ion ini dipergunakan dalam proses transformasi senyawa nitrogen. Perubahan nitrogen nitrat ke dalam asam amino dilaksanakan oleh enzim nitrat reduktase yang pembentukannya memerlukan molibdenum. Konsentrasi yang sangat tinggi dari unsur ini pada pakan ternak bisa mengakibatkan keracunan ternak.

Gejala kekurangan molebdenum hampir sama dengan gejala kekurangan nitrogen, hal ini karena hara molibdenum ini fungsinya sebagai transfer atau pmbentukan senyawa N. Gagalnya pembentukan senyawa N pada tanaman yang kekurangan Mo, mengakibatkan terhambatnya pertumbuhan vegetatif tanaman menjadi kerdil.

Gejala kekurangan molibdenum antara lain sebagai berikut:

1)    Pertumbuhan terhambat, pada tanaman kekurangan molibdenum selalu memberikan indikasi kekurangan hara N, karena ion ini berperan dalam proses konversi serta pembentukan senyawa N

2)    Gugurnya bakal bunga

3)    Menggulungnya daun

4)    Bintik kuning pada jeruk

7.   Klor

Klor diambil tanaman dalam bentuk ion klorida (ion Cl-). Ion ini diperlukan oleh tanaman dalam reaksi fotosintesis serta pengaturan potensial turgor sel tanaman. Pada umumnya gejala defisiensi Cl jarang terjadi pada tanaman, yang umum ialah gejala toksisitas.

8.   Nikel

Nikel diabsorbsi tanaman dalam bentuk kation divalen (Ni++). Nikel adalah bagian dari enzim urease, yang berperan dalam konversi amonia urea jaringan tanaman, oleh karena itu ion ini diperlukan dalam proses metabolisme nitrogen. Nikel diperlukan tanaman dalam jumlah relatif sedikit. Konsentrasi kritis pada tanaman sekitar 0.1 ppm.

Gejala defisiensi antara lain:

1)    Klorosis pada daun muda

2)    Matinya titik tumbuh