Unsur hara dan Dinamikanya Bagi Tumbuhan

1. Pendahuluan
Setelah mengikuti kuliah pada Bab ini mahasiswa akan mampu mengetahui jenis-jenis hara esensial dan nonesensial bagi tumbuhan, dinamika unsur hara di lingkungan dan penyerapan hara oleh tumbuhan.

2. Unsur hara dan dinamikanya
Tubuh tanaman sebagian terdiri atas tiga unsur penting, yaitu C 43,6%, O 44,4% dan H 6,2%. Unsur- unsur ini diambil dari udara berupa CO2 dan O2 serta dari tanah berupa H2O. Tanaman tidak mungkin hidup hanya dengan ketiga unsur tersebut sehingga mereka memerlukan unsur-unsur lain bagi pembentukan molekul karbohidrat, protein dan lipid di dalam metabolisme primernya dan senyawa organik lain sebagai produk dari metabolisme sekunder.
Adapun unsur yang harus ada di dalam setiap tanaman ada 16, yaitu : C, H, O, N, S, P, K, Ca, dan Mg kesemuanya dikenal sebagai unsur hara makro sedangkan unsur hra mikro terdiri dari : Fe, Zn, Mn, Cu, B, Mo, Ni, dan Cl.
Suatu jenis tanaman yang kekurangan suatu unsur akan mengalami gejala-gejala yang mudah untuk diketahui (gejala kahat). Salah satu gejala yang paling mudah diketahui adalah pertumbuhan tanaman terganggu.
Unsur nitrogen diperlukan bagi pembentukan asam amino yang menjadi bahan utama pembentukan protein. Ada dua macam protein yaitu protein sebagai pembangun sel tanaman dan protein sebagai enzim. Jenis kedua ini sangat berperan bagi proses metabolisme yaitu proses perombakan bahan yang berukuran besar menjadi bagian yang lebih kecil untuk kerja sel dan proses pembentukan molekul-molekul lain yang penting bagi pertumbuhan, perkembangan dan pertahanan diri sel-sel tanaman. Semua proses metabolisme pasti dikatalisis oleh enzim.
Tanda kekurangan unsur nitrogen adalah daun tidak tampak hijau segar melainkan kekuning-kuningan. Jika kahat ini dibiarkan maka semua daun menjadi kuning dan gugur sebelum tanaman dewasa.
Sumber nitrogen diperolah tanaman dari tanah, perombkan bahan organik yang terjadi di dalam tanah, pupuk yang mengandung nitrogen yang ditambahkan ke dalam tanah, bakteri Rhizobium yang mampu bersimbiosis dengan jenis-jenis tumbuhan Leguminosae.
Fosfor pada umumnya diambil dalam bentuk persenyawaan fosfat. Fosfor berguna dalam sintesis DNA yang mempunyai gugus fosfat. Oleh karena itu unsur ini sangat penting sebab tanpa fosfor maka tidak akan ada protein yang berarti tidak akan ada metabolisme sel.
Gejala kahat fosfor untuk tanaman tidak tampak secara jelas tetapi terlihat daun yang sangat hijau, terjadi pembentukan antosianin yang begitu cepat dan banyak, banyak bagian tangkai daun yang mati dan daun segera rontok.
Kalium adalah unsur hara yang jumlahnya banyak untuk daun yang masih muda. Unsur ini sebagai katalisator pembentukan protein. Menutup dan membukanya stomata sangat dipengaruhi oleh unsur ini. Kalium di dalam sel pulvinus tangkai daun Mimosa pudica berperan dalam menentukan tekanan turgor sehingga jika daun tanaman tersebut disentuh tekanan turgor menjadi berkurang dan daun segera menguncup. Kalium beperan dalam metabolisme karbohidrat. Jika kalium berkurang di dalam sel maka fotosintesis terhambat dan respirasi sel bertambah giat.
Gejala kahat kalium bagi tanaman adalah daun menguning di sepanjang tepi daun atau di tengah daun, batang lunak tidak kuat dan mudah patah.
Kalsium sangat penting bagi sel sebab dengan kalsium dinding menjadi kuat karena terbentuk ikatan pektin di dalam dinding sel dengan kalsium menjadi kalsium pektat. Jika kekurangan kalsium maka tidak akan dijumpai kalsium di bagian daun yang sudah tua. Hal ini menunjukkan bahwa kalsium bersifat immobil di dalam tanaman. Kalsium juga penting bagi ikatan kalsium dengan protein menjadi kalmodulin sebuah molekul yang memainkan pran penting bagi pertumbuhan organ reproduktif dan masuknya fitohormon di dalam sel.
Magnesium berguna bagi pembentukan klorofil. Magnesium sebagai aktivator beberapa enzim. Kekurangan magnesium menyebabkan klorosis yang dimulai dari bagian bawah daun dan diikuti matinya daun.
Belerang adalah unsur yang berpengaruh terhadap pembentukan beberapa macam asam amino. Dikenal ada dua puluh jenis asam amino esensial sehingga jika tidak terdapat belerang maka sintesis protein secara tidak langsung juga akan terhambat sebab di dalam proein akan terkandung sejumlah asam amino esensial tersebut.
Unsur besi menjadi aktivator pembentukan klorofil meskipun bukan sebagai penyusun inti kerangka klorofil. Seperti halnya kalsium, besi merupakan unsur yang bersifat immobil. Unsur ini sangat penting bagi pembentukan feredoksin yang penting bagi transport elektron.
Unsur zincum atau seng berperan bagi aktivator pembentukan enzim auksin sintase. Dapat dibayangkan jika tidak terdapat unsur ini maka pertumbuhan sel terhambat. Selain pembentangan sel terhambat, bagi perakaran juga akan berkurang bulu-bulu akar yang penting bagi penyerapan hara disebabkan kekurangan auksin.
Suatu tanaman akan tumbuh dengan baik jika segala unsur hara tersedia yaitu mudah diserap oleh akar. Kita telah mengenal hukum minimum Liebig, bahwa hasil panen ditentukan oleh unsur yang jumlahnya sedikit. Jika suatu lahan diberi semua unsur hara yang dibutuhkan secara berlebih kecuali kalium maka penambahan kalium akan menaikkan hasil panen sebanding tambahnya elemen tersebut. Tetapi jika persediaan kalium sudah melimpah kemudian ditambah kalium lagi maka pertumbuhan akan menurun, hasil panen menurun dan membahayakan tanaman. Sehingga jika ingin mendapatkan panen optimal tidak perlu menambahkan unsur hara berlebihan sebab hanya membuang-buang bahkan membahayakan tanaman.

3. Penyerapan hara oleh tanaman
Unsur hara diserap tanaman adalah mereka yang berada dalam bentuk terion. Dengan kata lain jumlah hara yang banyak bukan menjadi jaminan akan dapat diserap oleh akar. Ketersediaan hara adalah merupakan terminologi umum bagi unsur hara yang dapat diserap oleh akar.
Penyerapan hara dilakukan oleh bulu-bulu akar. Bagian lain akar seperti tudung akar, cabang akar hanya mampu menyerap hara dalam jumlah kecil. Jalan yang dilalui larutan hara tanah pada tanaman dikotil melalui bulu-bulu akar, sel-sel korteks akar, sel-sel endodermis, perisikel dan akhirnya sampai xylem. Bagaimana dengan tanaman monokotil ?
Panjang pendeknya lintasan penyerapan hara dipengaruhi oleh faktor-faktor genetis dan juga faktor-faktor luar seperti keras lunaknya tanah, banyak sedikitnya air, jauh dekatnya air tanah dan lain-lain.
Penyerapan hara oleh bulu-bulu akar juga dipengaruhi oleh suhu tanah, kelembaban tanah dan aerasi tanah. Adanya perbedaan muatan karena unsur yang terion maka antara di dalam dan di luar bulu akar terjadi perbedaan muatan. Sebagai akibatnya terjadi tukar menukar ion antara akar dengan tanah.