Oleh : Friyandito, SP, MM (Alumnus Jurusan Tanah dan MMA IPB, Praktisi Perkebunan Kelapa Sawit).
Unsur hara bermanfaat bagi tanaman apabila tersedia dizona penyerapan tanaman (sekitar akar dan daun) serta berada dalam bentuk yang dapat diserap.
Jika unsur haranya tidak ada, lalu apa yang mau diserap tanaman?
Kemampuan tanaman dalam menyerap unsur hara sangat spesifik, seperti :
- Unsur hara Carbon (C), Oksigen (O) dan Hidrogen (H) dapat diserap dalam bentuk gas. Ketiga unsur hara ini disebut hara non mineral, karena tidak berasal dari mineral yang ada didalam tanah. Selain itu unsur C, H, O juga dapat diserap berbentuk ion dari dalam tanah.
- Unsur mineral sebanyak 13 jenis, yaitu N, P, K, Ca, Mg, S, Fe, Mn, Zn, Cu, Mo, B, Cl diperoleh tanaman dari dalam tanah.
Semua unsur mineral ini diserap tanaman dalam bentuk ion, kecuali B diserap dalam bentuk asam borat.
Dalam tumbuh dan kembang tanaman, 16 unsur hara diatas disebut unsur hara essensial, artinya tumbuh dan kembang tanaman akan berjalan baik dan sehat apabila 16 unsur hara ini bisa tercukupi. Secara total ada 118 unsur kimia yang diketahui dan dicantumkan dalam tabel periodik unsur.
| Unsur Essensial | Bentuk Hara Tersedia |
| C, H, O, N, S | Ion didalam larutan (HCO3–, NO3–, NH4+, SO42-) atau gas di atmosfer. |
| P, B, Cl | Ion didalam larutan (H2PO4–, HPO42-, BO33-, Cl–) |
| K, Mg, Ca | Ion (K+, Mg2+, Ca2+) didalam larutan dan dapat ditukar |
| Cu, Fe, Mn, Mo, Zn | Ion (Cu2+, Fe2+, Mn2+, MoO4–, Zn2+) atau khelat didalam larutan |
Sumber : Munawar (2011), Mengel dan Kirkby (1982), Jones (1998).
Keberadaan unsur hara dalam tanaman bervariasi.
- 95% biomassa tanaman dibentuk oleh 3 unsur hara saja, yaitu Carbon (C), Oksigen (O) dan Hidrogen (H). Ketiga unsur hara ini tidak menjadi perhatian dalam analisa nutrisi tanaman karena selalu tersedia dan dalam bentuk dapat diserap tanaman, khususnya untuk proses fotosintesis.
- Keberadaan unsur hara mineral hanya 5% dalam biomassa tanaman, terdiri dari :
- Unsur hara makro (N, P, K, Ca, Mg, S) sebesar 0,1% – 5%.
- Unsur hara mikro (Fe, Mn, Zn, Cu, Mo, B, Cl) sebesar <0,025%.
Gambaran umum keberadaan unsur hara essensial, konsentrasinya dan fungsinya didalam tanaman.
| Unsur Hara | Kisaran Konsentrasi didalam Tanaman | Fungsi Unsur Hara didalam Tanaman |
| Karbon (C) | 44,0% | Penyusun karbohidrat; perlu untuk fotosintesis. |
| Hidrogen (H) | 6,0% | Menjaga keseimbangan osmosis; penting dalam sejumlah reaksi biokimia; penyusun karbohidrat. |
| Oksigen (O) | 44,0% | Penyusun karbohidrat; penting untuk respirasi |
| Nitrogen (N) | 1,5% | Penyusun asam-asam amino, protein; klorofil, asam-asam nukleat, dan koenzim. |
| Fosforus (P) | 0,1 – 0,5% | Penyusun banyak protein, fosfolipida, koenzim, asam-asam nukleat dan substrat metabolisme; penting dalam transfer energi. |
| Kalium (K) | 0,5 – 0,8% | Terlibat dalam fotosintesis, translokasi karbohidrat, sintesis protein. |
| Kalsium (Ca) | 0,2 – 1,0% | Komponen dinding sel; pertumbuhan dan pembelahan sel; kofaktor enzim; memainkan peranan dalam struktur dan permeabilitas membran sel. |
| Magnesium (Mg) | 0,1 – 0,4% | Komponen klorofil sehingga essensial untuk sintesis makanan. |
| Sulfur (S) | 0,1 – 0,4% | Komponen penting beberapa asam amino dan protein tanaman. |
| Besi (Fe) | 50 – 250 ppm | Komponen struktural sitokrom, perikrom, leghemoglobin sehingga terlibat reaksi oksidasi-reduksi dalam respirasi dan fotosintesis. |
| Mangan (Mn) | 20 – 200 ppm | Mengontrol beberapa sistem oksidasi-reduksi dan fotosintesis. |
| Boron (B) | 6 – 60 ppm | Terlibat dalam perkecambahan dan pertumbuhan benang sari; pembentukan buah, pembelahan sel dan penting dalam translokasi gula dan metabolisme karbohidrat. |
| Seng (Zn) | 25 – 150 ppm | Pembentukan auksin dan kloroplas; metabolisme karbohidrat; stabilitas dan orientasi protein membran; terlibat didalam sistem enzim yang mengatur aktivitas metabolisme. |
| Molibdenum (Mo) | 0,05 – 0,2 ppm | Komponen essensial enzim nitrogen reduktase dan nitrogenase sehingga penting dalam fiksasi nitrogen. |
| Khlor (Cl) | 0,1 – 1,0% | Terlibat didalam produksi oksigen pada fotosintesis, meningkatkan tekanan osmosis sel. |
Sumber : Munawar (2011), dimodifikasi dari Mengel dan Kirkby (1982), Prasad dan Power (1997), Jones dan Jacobsen (2001).
Unsur hara yang berada didalam tanah baru dapat diserap tanaman apabila terjadi kontak dengan akar tanaman.
Secara umum, mekanisme gerakan unsur hara dari larutan tanah ke permukaan akar dikelompokkan menjadi 3 model, yaitu :
1. Intersepsi Akar
Yaitu akar tanaman hidup tumbuh memanjang dan menerobos partikel-partikel tanah, sehingga terjadi kontak akar dengan hara yang ada dilarutan tanah maupun hara dibagian tanah yang lain.
- Unsur haranya dalam kondisi statis, akar tanamannya aktif.
- Makin luas cakupan keberadaan akar didalam tanah, maka makin luas permukaan bidang serapan akar terhadap unsur hara.
- Penyerapan unsur hara terjadi pada bulu-bulu akar (root hair).
- Intersepsi akar pada tanaman akan meningkat dengan adanya mikoriza, simbiosis jamur dan akar tanaman. Efek positif mikoriza ini paling besar bila tanaman tumbuh pada tanah-tanah yang kurang subur (Comerford 2005; Havlin et al. 2005 dalam Munawar 2011).
Unsur hara yang dapat diserap melalui model ini adalah Kalsium (Ca) dan Magnesium (Mg).
2. Aliran Massa
Yaitu pergerakan hara didalam tanah ke permukaan akar tanaman yang terangkut oleh aliran konvektif air akibat penyerapan air oleh tanaman atau sebagai air transpirasi.
- Jumlah hara yang bergerak dengan model aliran masa, sebanding dengan jumlah air yang diserap tanaman dan konsentrasi hara didalam air tersebut.
- Unsur haranya dalam kondisi aktif, akar tanamannya pasif.
- Lokasi unsur hara agak jauh dari permukaan akar.
- Kekeringan akan mengakibatkan penurunan jumlah hara yang bergerak dengan model aliran massa.
Unsur hara yang diserap melalui model ini adalah N (dalam bentuk NO3-), Ca2+, Mg2+, H3BO3 dan sulfur.
3. Difusi
Yaitu proses pergerakan hara didalam larutan tanah dari bagian yang berkonsentrasi tinggi ke bagian yang berkonsentrasi rendah.
- Unsur haranya dalam kondisi aktif, akar tanamannya pasif.
- Lokasi unsur hara sangat dekat dengan permukaan akar.
- Bagian tanah yang banyak unsur hara = konsentrasi tinggi.
Bagian permukaan akar tanaman = konsentrasi rendah.
Sehingga melalui model difusi, hara bergerak dari lokasi yang jauh dari akar menuju ke permukaan akar dibantu oleh adanya larutan tanah.
Unsur hara yang diserap melalui model ini adalah P, K, Cu, Fe, Mn dan Zn.
Contoh Persentase serapan unsur hara pada tanaman jagung (sumber : Mengel dan Kirkby 1982 dalam Munawar 2011).
| Hara | % Serapan | ||
| Intersepsi Akar | Aliran Massa | Difusi | |
| Nitrogen | <1 | 80 | 19 |
| Fosforus | 2 | 5 | 93 |
| Kalium | 2 | 18 | 80 |
| Kalsium | 150 | 375 | 0 |
| Magnesium | 33 | 600 | 0 |
| Sulfur | 5 | 300 | 0 |
Setelah bersentuhan dengan permukaan akar, unsur hara masuk kedalam bagian akar tanaman melalui mekanisme pertukaran ion. Permukaan akar memiliki muatan negatif, berasal terutama dari gugus karboksil pada membran akar.
COOH —> COO– + H+
Ion H+ dapat digantikan oleh ion pada unsur hara.
Setelah unsur hara memasuki jaringan akar tanaman, maka unsur hara ini diangkut melalui xylem dari akar ke daun. Pergerakan unsur hara dari akar ke daun dipengaruhi oleh 3 kondisi, yaitu :
- Daya dorong akar.
- Daya tarik daun.
- Sifat kapilaritas pembuluh.
Dengan adanya ketiga kondisi ini maka sampaikan unsur hara kedaun, kemudian bereaksi dengan glukosa hasil fotosintesis, dan diedarkan ke seluruh bagian tanam melalui pembuluh floem.
Pembahasan detail tentang mekanisme yang terjadi terjadi didalam tubuh tanaman mulai dari akar sampai ke daun dan dari daun ke seluruh bagian tanaman dapat dipelajari dari ilmu fisiologi tanaman.
Terima kasih.
DAFTAR PUSTAKA
Comerford NB. 2005. Soil factors affecting nutrient bioavailability. p: 1-15. In H. BassiriRad (Ed.). Nutrient Acquisition by Plants. An Ecological Perspective. Ecological Studies, Co. 181. Springer-Verlag Berlin Heidelberg.
Havlin JL, Beaton JD, Nelson SL, Nelson WL. 2005. Soil Fertility and Fertilizers: An Introduction to Nutrient Management. Pearson Prentice Hall, New Jersey. 515p.
Jones JB. 1998. Plant Nutrition Manual. 2nd Ed. Boca Raton: CRC Press.
Jones C, Jacobsen J. 2001. Plant Nutrition and Soil Fertility. Nutrient Management Module No. 2. Bozeman : Montana State University Extension Service.
Mengel K, Kirkby EA. 1982. Principles of Plant Nutrition. 3rd Ed. Dordrecht: Kluwer Academic Publishers.
Munawar, Ali. 2011. Kesuburan Tanah dan Nutrisi Tanaman. IPB Press.
Prasad R, Power JF. 1997. Soil Fertility Management for Sustainable Agriculture. New York: CRC Lesi Publisher. 356p.
