Macam dan Fungsi Nutrisi yang Diperlukan Tumbuhan

Macam dan Fungsi Nutrisi yang Diperlukan Tumbuhan

1.   Nutrisi Esensial

Unsur hara yang dibutuhkan untuk pertumbuhan dan perkembangan tumbuhan dianggap sebagai esensial. Nutrisi esensial didasarkan pada dua kriteria yang dirumuskan oleh E. Epstein pada tahun 1972. menurut Epstein, suatu unsur dianggap esensial jika (a) di dalam suatu tanaman tidak terdapat unsur tersebut maka tidak akan terjadi siklus hidup normal, atau (b) unsur ini merupakan bagian dari beberapa unsur esensial tumbuhan atau metabolit.

Unsur esensial secara umum dibagi menjadi 2, yaitu : makronutrien (dibutuhkan dalam jumlah besar, lebih dari 10 mmole kg-1 berat kering)  dan mikromutrien (dibutuhkan dalam jumlah sedikit, kurang dari 30 mmole kg -1 dari berat kering).  

     Nutrisi Esensial Pada Tumbuhan Tinggi Dan Konsentrasi Yang Cukup Untuk Pertumbuhan Normal

Element	Simbol Kimia	Unsur Tersedia	Konsentrasi Pada Zat Kering (mmol/kg)
Makronutrien Hidrogen Karbon Oksigen Nitrogen Potasium Kalsium Magnesium Fosfor Sulfur Mikronutrien Klorin Boron Besi Mangan Seng Tembaga Nikel Molybdenum	H C O N K Ca Mg P S Cl B Fe Mn Zn Cu Ni Mo	H2O CO2 O2, CO2 NO3-, NH4+ K+ Ca2- Mg2- HPO4-, HPO42- SO42- Cl- BO33- Fe2+, Fe3+ Mn2- Zn2- Cu2- Ni2- Mo42-	60,000 40,000 30,000 1,000 250 125 80 60 30 3.0 2.0 2.0 1.0 0.3 0.4 0.05 0.001

a.         Carbon, Oksigen, Hidrogen

Carbon , Oksigen dan Hidrogen merupakan bahan baku dalam pembentukan jaringan tubuh tanaman, berada dalam bentuk H2O (air), H2CO3 ( asam karbonat) dan CO2 (gas karbondioksida). Karbon adalah unsur penting sebagai pembangun bahan organik, karena sebagian besar bahan kering tanaman terdiri dari bahan organik. Unsur Karbon ( C ), ini diserap tanaman dalam bentuk gas CO2 yang selanjutnya digunakan dalam proses yang sangat penting yaitu fotosintesis :

CO₂ + H₂O——– C₆H₁₂O₆

Hidrogen (H) merupakan unsur pokok pembangunan bahan organic. Unsur H diserap tanaman dalam bentuk H₂O. Unsur ini bagi tanaman adalah berfungsi pada proses fotosintesis ( CO2 + H2O C₆H₁₂O₆ ).

Oksigen ( O ) juga terdapat dalam bahan organik sebagai atom dan termasuk pembangun bahan organik, diambil oleh tanaman dalam bentuk gas O₂. Oksigen berperan pada proses respirasi. Proses respirasi tanaman adalah proses perombakan gula (karbohidrat) hasil fotosintesis dan hasil akhir dari dari proses respirasi yaitu terbentuknya ATP yang merupakan sumber energi utama bagi tanaman untuk melakukan semua kegiatan seperti absorbsi, transpirasi, transportasi, pembelahan sel, pembungaan maupun fotosintesis.

b.        Nitrogen (N)

Tanaman menyerap unsur N dalam bentuk ion NO₃^- dan (NH₄⁺ ). Ion yang lebih dahulu diserap tergantung pada keadaan pH. Pada pH di atas 7 ( keadaan basa) maka ion NH₄⁺ ( amonium) yang akan lebih cepat diserap, sedangkan pada pH dibawah 7 (keadaan asam) maka ion NO₃^- ( nitrat) yang lebih besar peluang untuk diserap. Hal ini disebabkan karena pada pH di atas 7 ( ke adaan basa ) banyak terdapat ion (OH ) sehingga ion NH₃^- yang sama – sama valensi satu dan bermuatan negatif akan saling bersaing akibatnya ion NH₄⁺ yang berpeluang lebih besar untuk diserap sebaliknya pada pH rendah banyak tersedia ion H berarti ion NH₄⁺ yang sama-sama valensi satu dan bermuatan positif akan berkompetisi sehingga peluang ion NO₃^- untuk diserapakan jauh lebih besar.

c.         Phospor ( P )

Unsur P diserap dalam bentuk ion HPO₄^- , HPO₄^2-. Ion yang lebih mudah diserap adalah ion HPO₄^2- karena bermuatan satu ( valensi satu ) sehingga tanaman hanya membutuhkan sedikit energi untuk menyerapnya esensialitas dari unsur ini adalah:

1)        Membentuk dalam penyusunan senyawa ATP yaitu senyawa berenergi tinggi yang dihasilkan dalam proses respirasi siklus kreb sehingga tanaman dapat melakukan semua aktifitas biokimianya seperti pembungaan, pembentukan sel, transpirasi, transportasi dan fotosintesus secara absorbsi.

2)        Membentuk senyawa fitin ( Ca-Mg-inositol-6P) yang terdapat dalam biji tepatnya dalam endosperm untuk proses perkecambahan.

3)        Membentuk DNA dan RNA untuk pembentukan inti sel.

4)        Membentuk senyawa fosfolipid yang berfungsi dalam mengatur masuk keluarnya (permeabilitas) zat-zat makanan didalam sel dan merupakan bahan dasar dari bagian sel.

d.        Kalium ( K )

Elemen ini diserap dalam bentuk hampir pada semua proses metabolisme tanaman, mulai dari proses penyerapan air, transpirasi, fotosintesis, respirasi, sintesa enzim dan aktifitas enzim. Esensi unsure K adalah sebagai berikut:

1)        Kalium merupakan elemen yang higrokopis ( mudah menyerap air) ini menyebabkan air banyak diserap didalam stomata, tekanan osmotik naik, stomata membuka sehingga gas CO2 dapat masuk untuk proses fotosintesis.

2)        Kalium berperan sebagai aktifitas untuk semua kerja enzim terutama pada sintesa protein

e.         Belerang Atau Sulfur ( S )

Unsur ini diserap oleh tanaman dalam bentuk ion SO₄^2-. Ion SO4 dalam jumlah banyak air berbalik meracuni tanaman. Unsur S mempunyai dua esensialitas utama pada tanaman yaitu:

1)        Unsur S berperan sebagai senyawa penyusun dan pembentukan asam amino yang mengandung S yaitu sistein, sistin dan methionim. pertumbuhan dan per-kembangan tanaman legum, lili ( bawang) dan cabe. Dari teoritis ini disarankan untuk ke-3 jenis tanaman tersebut diberikan pupuk Za. Bila pembentukan asam amino terhambat otomatis pem-bentukan protein terhambat menyebabkan tanaman tidak dapat tumbuh dan berkembang karena pembelahan sel terhambat sebagai akibat dari tidak adanya protein asam nukleat untuk pengisian inti sel.

2)        Unsur berperan sebagai penyusun Asetil CoA ( koenzin A), bila Asetil CoAtidak terbentuk, kan menghambat proses respirasi siklus kreb akibatnya ATP tidak ada yang terbentuk menyebabkan proses fotosintesis, pembelahan sel, pembungaan, absorbsi, trans-parasi, translokasi menjadi terhambat akibatnya per-tumbuhan terhambat.

f.         Kalsium (Ca)

Unsur ini diserap dalam bentuk Ca^2-. Sebagaian basar terdapat dalam daun dan batang dalam bentuk kalsium pektat yaitu dalam lamella pada dinding sel yang menyebabkan tanaman menpunyai dinding sel yang lebih tebal sehingga tahan serangan hama dan penyakit. Fungsi fisiologis Kalium yang sangat penting dalam tubuh tanaman adalah dalam hubungan dengan sintesa protein yang dibutuhkan untuk pembelahan dan pembesaran sel-sel tanaman, disamping dapat menetralkan asam – asam organik yang dihasilkan pada proses metabolisme tanaman sehingga tanaman terhindardari keracunan, Selain berpengaruh pada pembentukan Net pada tanaman melon, elemen ini berperan dalam menaikkan pH.

g.        Magnesium (Mg)

Mg diserap dalam bentuk Mg. Esensi utama dari unsur ini adalah:

1)        Merupakan bagian dari kloropil ( inti klorofil ) sehingga berhubungan langsung dengan proses penting fotosintesis.

2)        Menjadi pengikat antara insin dan substrat sehingga kerja enzim bisa berjalan normal.

3)        Menjadi bagian dari fitin yang terdapat dalam benih sehingga mempercepat proses perkecambahan benih.
Fitin Ca – Mg – Inositol – Gp

h.        Klor ( Cl )

Klor adalah suatu unsur esensial mikro yang mempunyai fungsi cukup penting bagi pertumbuhan dan perkembangan suatu tanaman. Walaupun demikian kegunaan fisiologis dari unsur Cl sendiri bagi tanaman, belum banyakdiketahui orang. Hal ini disebabkan karena kurangnya penelitian – penelitian tentang unsur yang satu ini, disamping kurangnya literatur yang menulis tentang Cl ini secara mendetail dan jelas. Perlu diingat bahwa Cl adalah salah satu unsur esensial mikro, sehingga walaupun diperlukan hanya dalam jumlah sedikit oleh tanaman ( Mg – g/ tanaman ) tetapi unsur ini mutlak diperlukan oleh tanaman karena :

1)        Fungsi dan peranan unsur ini tidak dapat digantikan dengan unsur lain.

2)        Fungsi dan peranan bio- kemisnya secara spesifik.

3)        Fungsi dan peranannya secara langsung dalam proses fisiologis tanaman.

i.          Boron (Br)

Boron diserap oleh tanaman dalam bentuk BO3 .Unsur Boron mempunyai dua fungsi fisiologis utama adalah:

1)        Membentuk ester dengan sukrosa sehingga sukrosa yang merupakan bentuk gula terlarut dalam tubuh tanaman lebih mudah diangkut dari tempat fotosintesis ke tempat pengisian buah. Proses ini menyebabkan buah melon akan terasa lebih manis dengan aroma yang khas.

2)        Boron juga memudahkan pengikatan molekul glukosa dan fruktosa menjadi selulosa untuk mempertebal dinding sel sehingga tanaman akan lebih tahan terhadap serangan hama dan penyakit.

Bila tanaman kekurangan unsur Boron maka:

1)        Dinding sel yang terbentuk sangat tipis, sel menjadi besar yang diikuti dengan penebalan suberin atau terbentuk ruang – ruang reksigen karena sel menjadi retak dan pecah akibat tidak terbentuk selulosa untuk mempertebal dinding sel. Hal ini menyebabkan rasa buah melon menjadi tidak manis, karena terlalu banyak air didalam ruang sel.

2)        Pertumbuhan vegetatif akan terhambat karena akan terhambat karena Boron berfungsi sebagai aktifator maupun inaktifator hormon auxsin dalam pembelahan dan pembesaran sel.

3)        Laju proses fotosintesis akan menurun. Hal ini disebabkan karena gula yang terbentuk dari karbohidrat hasil fotosintesis akan tertumpuk didaun. Sebagai informasi tambahan saat ini pupuk boron yang beredar dipasaran adalah Fitomic dan pupuk Borax ( Na2 Bo4O 10H2O ) dan Datolit ( Ca(OH)2 BoSiO4)

j.          Besi (Fe)

Unsur ini diserap oleh tanaman dalam bentuk kation Fe dan esensi dari unsur ini adalah:

1)        Sebagai gugus prostetik enzim katalase dan peroksidase dan sebagai penyusun feredoxin yang terdapat dalam klorofil.

2)        Didalam tubuh tanaman Fe berada sebagai penyusun Fitoferitin yaitu garam Feri Posfo Protein yang terdapat didalam kloroplas dan senyawa ini yang menentukan proses pembentukan klorofil kalau defisiensi Fe sebagai penyusun klorfil tetapi untuk pem-bentukan klorofil Fitoferitin yang mengandung Fe.

Dari dua esensi unsur Fe ini terlihat bahwa Fe berkaitan erat dengan klorofil yang berhubungan erat dengan proses fotosintesis. Jadi kalau Fe defisiensi maka proses fotosintesis juga terhambat maka produksi pun terhambat.

k.        Mangan ( Mn )

Unsur ini diserap dalam bentuk Mn++. Unsur ini dalam tubuh tanaman mempunyai dua fungsi esensi:

1)        Mn mengaktifkan enzim IAA Oksidate yang berfungsi memecahkan IAA ( Indol Acetic Acid ) yang tidak lain adalah hormon auksin. Bila tanaman kekurangan Mn maka auksin berada dalam konsentrasi tinggi dalam tubuh tanaman sehingga terjadi hambatan pertumbuhan ( tanaman kerdil ). Kita tahu bahwa auksin dalam kadar rendah memacu pembelahan dan pembesaran sel yang dimulai dari ekskresi ion H+ dari sitoplasma ke dinding sel, akibatnya tekanan pada dinding sel makin kuat, dengan adanya imbibisi air maka sel terbelah dan membesar yang mendorong pertumbuhan tanaman tanaman sebaliknya bila auksin berada dalam kadar tinggi akan menghambat pertumbuhan tanaman.
Auxsin berfungsi untuk:
*Pembelahan dan pembesaran sel ( pertumbuhan tanaman).
* Mengaktifkan RNA untuk pembentukan protein di ribosom.
* Merangsang pertumbuhan kalus untuk menjadi akar.
* Merangsang perkecambahan benih.

2)        Fungsi ke-2 Mn yang tidak kalah penting adalah: pada proses fotolisis air (penguraian air) sehingga terbentuk energi yang dapat digunakan tanaman untuk proses – proses meta-bolisme seperti absorbsi, transpirasi, pembelahan sel, pembungaan, pembentukan buah dll.

H2O—— 2H+ +2l + O2

Reaksi ini disebut juga reaksi Hill yang termasuk dalam fotosintesis fase terang.

l.          Seng ( Zn )

Unsur ini diserap oleh tanaman dalam bentuk ion Zn^2-. Esensialitas dari unsur ini ialah:

1)        Zn berhubungan dengan pertumbuhan tanaman sebab Zn menjadi katalisator pembentukan triptophan yaitu salah satu jenis asam amino yang menjadi prekursor (senyawa awal) dalam pembentukan IAA yang selanjutnya menjadi auksin yaitu hormon yang bekerja dalam perkecambahan, pembelahan dan pembesaran sel sehingga menentukan laju pertumbuhan vegetatif tanaman.

2)        Zn merupakan bagian dari enzim amilum sintetase ( pembentukan gula menjadi amilum)

3)        Zn sebagai penyusun enzim Karbonic anhidrase yang berfungsi sebagai buffer terhadap perubahan per-tumbuhan.

H₂O + CO₂ ——— H₂CO₃

Sehingga H₂O dan CO₂ tersedia selalu untuk proses fotosintesis tanaman.

m.      Tembaga (Cu)

Unsur ini diserap dalam bentuk Cu^2-. Jumlah unsur ini 2 – 20 ppm per gram berat kering.
Esensi dari unsur ini adalah:

1)        Cu terdapat dalam kloroplas sebagai penyusun plastosianin dan stabilisator klorofil sehingga berhubungan juga dengan proses fotosintesis.

2)        Dalam tubuh tanaman membentuk Cu(OH)2 yang dapat berfungsi sebagai basa kuat untuk mematikan penyakit yang masuk ke dalam tubuh tanaman.

3)        Membentuk senyawa ( Cu (NH3)4)++ untuk mencegah terlalu banyaknya NH3 yang tertimbun di dalam tubuh tanaman karena NH3 yang berlebihan dalam tubuh tanaman akan bersifat racun.

n.        Mo (Molibdenum)

Unsur ini diserap dalam bentuk Mo₄^2- . Esensi unsur ini: Sebagai aktivator dan penyusun enzim sitrat reduktase yaitu enzim yang bekerja membantu perubahan ion NO3- menjadi NH3 yang siap dipakai untuk pem-bentukan asam amino dan protein untuk pembelahan dan pembesaran sel.

2. Nutrisi Benefisial

Unsur benefisial secara khusus merupakan unsur tambahan yang dibutuhkan oleh tanaman khusus. Selain 17 unsur esensial yang dibutuhkan oleh tumbuhan, beberapa tumbuhan membutuhkan unsur tambahan, unsur tersebut disebut dengan unsur benefisial. Jika unsur esensial dapat ditemukan pada semua tumbuhan, unsur benefisial tidak dapat ditemukan pada semua tumbuhan dan dibutuhkan teknik khusus untuk dapat mengetahui keberadaan unsur benefisial. Beberapa unsur yang termasuk dalam unsur benefisial adalah 

a.         Sodium

Unsur sodium pertama kali ditemukan pada Atriplex vesicaria dari Australia. Dengan cara membersihkan hati-hati air, kemudian mengkristalkan kembali nutrisi garam, dan menggunakan suatu wadah sodium-free, Brownell dan Wood dapat menurunkan unsur sodium pada medium kultur akhir dengan jumlah kurang dari 1.6 µgL^-1. Pengganti K untuk beberapa, seperti bayam dan buah bit, suatu unsur yang bermnfaat dalam konsentrasi rendah dan merugikan pada konsentrasi tinggi.

b.        Silikon

Tersedia dalam bentuk silicic acid (H₄SiO₄) sedikit terlarut, pergerakan dalam tanaman melalui aliran transpirasi di xylem, berperan penting untuk pertumbuhan, mineral nutrisi, resistensi terhadap penyakit jamur.

c.         Kobalt

Kobalt esensial pada pertumbuhan tanaman kacang-kacangan yang merupakan inang untuk simbiosis bakteri nitrogen.

d.        Selenium

Pengganti S dalam asam amino-S pada gandum.