Kebutuhan Hara Tanaman Kesuburan Tanah Kebutuhan Hara Tanaman

Unsur-Unsur Esensial Unsur-unsur hara esensial adalah (Arnon dan Stout, 1939): Jika tak ada, tanaman tak dapat melengkapi siklus hidupnya Terlibat dalam fungsi-fungsi metabolisme tanaman Fungsi fisiologi dan/atau biokimianya diketahui

Unsur-Unsur Esensial Biasanya tanaman menunjukkan gejala tertentu yang bisa terlihat jika terjadi kekurangan unsur hara tertentu Tetapi gejala-gejala kekurangan tersebut dapat juga disebabkan oleh berbagai faktor lain sehingga perlu kehati-hatian ketika melakukan diagnosa gejala kekurangan

Istilah-istilah umum untuk menunjukkan kadar hara tanaman Kekurangan: kadar suatu unsur esensial tanaman cukup rendah sehingga produksi benar-benar terbatasi dan gejala kekurangan jelas terlihat (Kekurangan yang berat dapat menyebabkan kematian tanaman, sedangkan kekurangan sedang sampai ringan bisa tidak menunjukkan gejala tapi produksi turun) Batas Kritis: batas kadar hara tanaman yang cukup bagi tanaman (bervariasi antar unsur hara dan tanaman)

Istilah-istilah umum untuk menunjukkan kadar hara tanaman Kecukupan: kisaran kadar hara tanaman dimana jika unsur hara ditambahkan tidak meningkatkan produksi tapi hanya meningkatkan kadar haranya Kelebihan atau Keracunan: kadar hara esensial atau unsur lainnya cukup tinggi sehingga pertumbuhan dan produksi menurun

Unsur-Unsur Esensial Unsur Makro: C, H, O, N, P, K, Ca, Mg, S Unsur Mikro: Fe, Mn, Cu, Zn, B, Mo, Cl Unsur Bermanfaat: Co, Ni, Na, Si, Va Kandungan C, H, dan O tanaman sekitar 90 –95 % bobot kering tanaman N dan K merupakan unsur-unsur yang dibutuhkan dalam jumlah yang relatif besar setelah C, H, dan O

Kandungan Relatif dan Rataan Hara Tanaman Kadar Relatif Kadar Rataan H O C N K Ca Mg P S Cl Fe Mn B Zn Cu Mo 600.000 4.500.000 150.000 100.000 50.000 20.000 10.000 1.000 500 200 60 1 6,0 % 45,0 % 1,5 % 1,0 % 0,5 % 0,2 % 0,1 % (0,01 %) 100 ppm 100 ppm 50 ppm ppm 20 ppm 0,1 ppm

Variasi Kandungan Hara Tanaman Iklim, tanah, spesies dan varietas tanaman, serta faktor pengelolaan sangat mempengaruhi komposisi hara tanaman sehingga bisa menyimpang dari nilai yang ditunjukkan dalam tabel Ketika tanaman mati, unsur-unsur hara dalam sisa-sisa tanaman kembali ke tanah melalui reaksi kimia dan biologi yang sama dengan pupuk Pemahaman yang baik tentang dinamika hara dalam sistem tanah-tanaman-atmosfer dapat memaksimalkan proporsi pupuk yang diserap tanaman

Fungsi Unsur Hara Dalam Tanaman Pertumbuhan tanaman melibatkan sejumlah besar reaksi enzim dan proses metabolik yang terpadu Semua proses tersebut tergantung pada kecukupan ketersediaan unsur-unsur hara Peranan fungsional unsur-unsur hara esensial bervariasi dari unsur yang satu ke unsur yang lain dan kebanyakan memiliki beberapa fungsi

Nitrogen N merupakan unsur ke empat yang paling banyak dibutuhkan tanaman Berperan penting sebagai bahan penyusun protein, asam nukelotida, klorofil, dan hormon tumbuh Kebanyakan tanaman menyerap N dalam bentuk NO3- atau NH4+ Tanaman kacang-kacangan dapat memanfaatkan N2 dari udara dengan bantuan bakteri simbiotik (reduksi ke NH4+)

Nitrogen NH4+ merupakan bahan antara dalam pembentukan asam-asam amino dan amida yang berakhir dengan protein dan senyawa-senyawa berbobot molekul tinggi yang mengandung N tereduksi Berbeda dengan amonium, nitrat perlu direduksi terlebih dahulu menjadi bentuk NH4+ atau NH3 sebelum menjadi bagian dari molekul yang lebih besar

Nitrogen Reduksi nitrat diperantarai oleh 2 enzim yaitu reduktase nitrat dan reduktase nitrit Herbisida tertentu (diuron) dapat menghambat reduksi nitrit dalam daun sehingga kandungannya meningkat Kebanyakan amonium menjadi bagian dari senyawa organik dalam akar sedangkan nitrat bersifat mobil dalam xylem dan dapat disimpan dalam vakuola akar, batang, dan organ-organ penyimpan

Nitrogen Akumulasi nitrat dalam vakuola penting untuk keseimbangan kation-anion, osmoregulasi, dan kualitas sayur atau tanaman pakan ternak Bentuk N mana yang paling banyak diserap tergantung pada tanamannya tapi pemberian N yang seimbang dalam bentuk nitrat dan amonium penting untuk menjaga keseimbangan serapan unsur hara lain dan pH tanah

Nitrogen Tergantung juga pada spesies tanaman, kebutuhan N untuk pertumbuhan optimal berkisar antara 2 – 5 % bobot kering tanaman Apabila kekurangan, pertumbuhan akan terhambat dan N akan dipindahkan dari daun yang sudah dewasa ke daun yang muda Gejala kekurangan N yang paling mudah terlihat adalah klorosis dan penuaan yang dipercepat pada daun-daun yang lebih tua

Nitrogen Kecukupan ketersediaan N berhubungan dengan tingginya aktivitas fotosintesa, pertumbuhan vegetatif yang baik, dan warna hijau gelap Ketersediaan N juga berhubungan dengan penggunaan karbohidrat dalam tanaman; bila kurang N, karbohidrat diendapkan dalam sel-sel vegetatif sehingga menjadi tebal, sebaliknya jika cukup N, protein akan terbentuk dari KH dan berkurang KH yang diendapkan

Nitrogen Kelebihan N bukan hanya menunda penuaan dan merangsang pertumbuhan tapi juga bisa merubah morfologi tanaman; tanaman sukulen berlebihan sehingga mudah rebah dan mudah diserang hama dan penyakit Peningkatan rasio bagian atas / akar tanaman terjadi pada tanaman tahunan dan semusim yang kelebihan N Masalah kelebihan N bisa diatasi dengan zat penghambat tumbuh (klorokolin klorida atau pacobutrasol)

Fosfor Fosfat (H2PO4-) dan orthofosfat (HPO42-) merupakan bentuk fosfor yang diserap tanaman Setelah diserap, fosfat tidak direduksi dan bisa berada dalam tanaman sebagai fosfat anorganik (Pi) atau terikat sebagai ester fosfat (fosfat gula) atau ikatan pirofosfat kaya enerji (ATP) Fungsi yang paling esensial P dalam tanaman adalah dalam penyimpanan dan perpindahan enerji (ATP – ADP) Pada kebanyakan reaksi enzim, fosfat anorganik bisa sebagai senyawa penyusun atau sebagai produk akhir

Fosfor Ikatan fosfat lain yang lebih stabil adalah diester fosfat dalam struktur makromolekul Fungsi fosfor sebagai penyusun struktur makromolekul yang paling utama adalah dalam asam-asam nukleitida (DNA dan RNA) serta fosfolipid biomembran Walaupun konsentrasinya rendah dalam sel, ester fosfat (C-P) dan fosfat kaya enerji (P-P) merupakan mesin metabolik sel

Fosfor Fosfat anorganik (Pi) juga mengontrol beberapa reaksi enzim Pelepasan Pi dari vakuola ke sitoplasma menyebabkan proses respirasi berjalan cepat dan dimulainya proses pematangan Dalam daun, fotosintesa dan pemisahan karbon dalam siklus terang-gelap sangat dipengaruhi oleh konsentrasi Pi dalam stroma kloroplas

Fosfor Selain Pi, tanaman bisa juga menyimpan fosfor dalam bentuk polifosfat dan phytate Polifosfat banyak dijumpai dalam daun apel dan beberapa spesies tanaman Australia Phytate merupakan bentuk tersimpan yang tipikal dalam biji dan benih Phytate juga ditemukan pada perakaran dan umbi tanaman seperti wortel dan alfafa

Fosfor Kebutuhan fosfor untuk pertumbuhan optimal sekitar 0,3 – 0,5 % bobot kering tanaman Peluang keracunan fosfor meningkat jika kandungannya lebih besar dari 1% Turunnya luas permukaan daun dan jumlah daun merupakan akibat kekurangan fosfor Sering kandungan klorofil meningkat akibat kekurangan fosfor sehingga daun berwarna hijau gelap

Fosfor Pertumbuhan bagian atas tanaman juga akan lebih terhambat akibat kekurangan sehingga rasio bagian atas / akar tanaman turun Disamping itu, kekurangan fosfor juga menghambat pembentukan organ reproduktif, penundaan pembungaan, penurunan jumlah bunga, pembentukan benih terhambat, dan penuaan daun dipercepat Pada jagung dan beberapa spesies rumput-rumputan, kekurangan P ditandai dengan daun / tepi daun berwarna ungu

Kalium Ion K+ secara aktif diserap akar tanaman dari larutan tanah Konsentrasi K+ dalam jaringan vegetatif berkisar antara 1 – 4 % dari bobot kering K tidak membentuk senyawa kompleks dalam tanaman tapi hanya sebagai ion K+ dalam larutan atau terikat pada muatan negatif Fungsi K dalam tanaman terdiri atas: aktivasi reaksi enzim, pengaturan tekanan osmotik, produksi ATP, translokasi asimilat, serapan N, dan sintesa protein

Kalium Lebih dari 80 enzim tanaman membutuhkan K untuk aktivasinya Kebanyakan enzim-enzim tersebut berada dalam jaringan merismatik pada titik-titik pertumbuhan (diatas dan dibawah permukaan tanah) Enzim sintetase pati dan nitrogenase (N2 ke NH3) adalah 2 dari sejumlah enzim yang diaktivasi oleh K K meningkatkan transport KH dan pemanfaatannya untuk sintesa asam amino

Kalium Konsentrasi K dalam tanaman yang jauh melebihi kation-kation lain menyebabkan peranannya dalam regulasi osmotik sangat penting K menyebabkan tekanan osmotik meningkat sehingga air tertarik masuk kedalam akar tanaman Pembukaan stomata terjadi akibat peningkatan tekanan turgor sel-sel penjaga meningkat disebabkan oleh masuknya K K mempengaruhi laju transpirasi dan serapan air melalui pengaturan pembukaan stomata

Kalium Hasil-hasil fotosintesa harus diangkut ke organ-organ tanaman untuk disimpan atau digunakan untuk pertumbuhan Pengangkutan fotosintat tersebut membutuhkan enerji dalam bentuk ATP dan sintesa ATP butuh K Serapan N dan sintesa protein menurun pada tanaman kekurangan K akibat terbatasnya ketersediaan ATP untuk ke 2 proses tersebut

Kalium Gejala kekurangan K yang tampak pada tanaman: noda-noda berwarna putih pada tepi daun, daun mengeriting, klorosis dan nekrosis pada tepi daun, atau melemahnya jerami pada tanaman penghasil biji-bijian Karena K mobil dalam tanaman, gejala kekurangan akan muncul lebih dahulu pada daun-daun bagian bawah (dewasa) kemudian menjalar ke atas jika kekurangan berlanjut

Kalium Kekurangan K pada tanaman bisa juga terjadi tanpa adanya gejala yang tampak dan hal ini dikenal sebagai kelaparan tersembunyi (hidden hunger) K juga bisa diserap melampaui kebutuhan dan hal ini dikenal sebagai konsumsi berlebihan (luxury consumption) Kelaparan tersembunyi dan konsumsi berlebihan bisa juga terjadi pada hara-hara yang lain

Kalsium Kalsium diserap tanaman dalam bentuk Ca2+ dan konsentrasinya dalam tanaman berkisar antara 0,2 – 1,0 % Kalsium memiliki peranan penting dalam struktur dan permeabilitas membran sel, metabolisme N / serapan NO3, pengaturan serapan kation-kation lain (K+ dan Na+), pemanjangan dan pembagian sel, serta keluar dan mekarnya daun-daun baru

Kalsium Kekurangan Ca, dengan demikian, menyebabkan kehilangan hambatan terhadap senyawa-senyawa yang berdifusi, terhambatnya serapan NO3, konsentrasi K+ dan Na+ hampir sama, kegagalan pertumbuhan ujung apikal akar dan ujung pucuk tanaman, terhambatnya kemunculan dan mekarnya daun baru Pada sayur-sayuran dan buah-buahan, indikator kekurangan Ca menyebabkan ketidakteraturan jaringan-jaringan penyimpan

Kalsium Ca merupakan hara yang tidak mobil dalam tanaman sehingga kekurangan akan terjadi lebih dahulu pada jaringan-jaringan yang masih muda dan organ penyimpan Translokasi ke akar juga terbatas sehingga mencegah Ca keluar ke larutan tanah yang rendah Ca

Magnesium Magnesium diserap sebagai Mg2+ dan konsentrasinya dalam tanaman bervariasi antara 0,1 – 0,4 % Fungsi paling penting dari Mg adalah penyusun utama molekul klorofil Fungsi lain Mg adalah sebagai komponen struktural ribosom serta terlibat dalam sejumlah fungsi biokimia dan fisiologi seperti aktivitas enzim fosforilasi (transfer fosfat dari ATP)

Magnesium Karena proses transfer enerji terjadi dalam proses fotosintesa, glikolisis, siklus asam sitrat/ Krebs, dan respirasi maka Mg2+ penting dalam semua proses metabolisme tanaman Mg bersifat mobil dalam tanaman sehingga gejala kekurangan akan pertama muncul pada daun-daun dewasa Pada kebanyakan spesies, kekurangan Mg menyebabkan klorosis antar urat daun dan hanya urat daun tetap hijau Jika kekurangan Mg semakin berat, jaringan daun berwarna kuning pucat seragam, kemudian coklat dan nekrotik

Sulfur Sulfur diserap akar tanaman dalam bentuk ion sulfat (SO42-) dan konsentrasinya antara 0,1 dan 0,4% SO2 dalam jumlah kecil dapat diserap melalui daun-daun tanaman tapi dalam konsentrasi tinggi menjadi racun Debu atom S yang tidak larut dalam air pada daun-daun tanaman bisa juga masuk kedalam jaringan tapi mekanismenya belum diketahui Kebutuhan S tanaman meningkat dari ordo Gramineae < Leguminose < Cruciferae

Sulfur Sebagian besar SO42- direduksi dalam tanaman menjadi bentuk –S—S dan –SH tapi bentuk SO42- masih bisa dijumpai dalam jaringan tanaman dan sap sel Kekurangan S akan sangat menghambat pertumbuhan tanaman yang dicirikan oleh klorosis yang seragam menyerupai gejala kekurangan N Berbeda dengan N yang mobil, S tidak mobil sehingga gejalanya akan pertama muncul pada daun-daun yang masih muda

Sulfur S memiliki banyak fungsi penting dalam pertumbuhan dan metabolisme tanaman; dibutuhkan untuk sintesa asam amino sistin, sistein, dan methionin (komponen esensial protein) Satu dari fungsi-fungsi utama S dalam protein adalah pembentukan ikatan disulfida (--S—S--) antara rantai-rantai polipeptida yang berasal dari reaksi 2 molekul sistein menghasilkan sistin S juga dibutuhkan untuk sintesa koenzim A, biotin, thiamin atau vitamin B, dan glutathion

Sulfur Walaupun bukan komponen penyusun, S dibutuhkan untuk sintesa klorofil S adalah bagian yang penting dari feredoksin dalam kloroplas Rasa dan bau yang khas tanaman famili onion dan mustard merupakan S dalam bentuk senyawa mudah menguap Tanaman kekurangan S menyebabkan terjadinya penumpukan N-non protein dalam bentuk NH3 dan NO3-