Unsur hara atau nutrisi merupakan faktor penting bagi pertumbuhan tanaman yang dapat diibaratkan sebagai zat makanan bagi tanaman. Sesuai dengan jumlah yang dibutuhkan tanaman, unsur hara dapat dikelompokkan ke dalam dua bagian, yaitu unsur hara makro dan unsur hara mikro. Unsur hara makro adalah unsur hara yang dibutuhkan tanaman dalam jumlah banyak, seperti : nitrogen (N), fosfor (P), kalium (K), belerang (S), kalsium (Ca) dan magnesium (Mg). Unsur hara makro sering dibagi menjadi dua bagian, yakni unsur hara primer (N, P dan K) dan unsur hara sekunder (S, Ca dan Mg). Selain unsur hara tersebut, tanaman juga mambutuhkan unsur lain yang juga dalam jumlah besar, yaitu : karbon ©, hidrogen (H) dan oksigen (O). Namun unsur-unsur ini (C, H dan O) jarang dibicarakan, bukan karena peranannya kecil akan tetapi karena ketersediaannya dialam yang berlimpah serta peranannya dalam proses metabolisme tidak berdiri sendiri. Kekurangan unsur ini juga tidak dapat dilihat secara terpisah. Unsur C diserap tanaman dalam bentuk CO2 dalam proses fotosintetis, unsur H diserap dalam bentuk H2O dan unsur O diserap dalam bentuk O2 pada proses respirasi. Sedangkan yang tergolong unsur hara mikro (dibutuhkan dalam jumlah kecil), antara lain besi (Fe), borron (B), mangan (Mn), seng (Zn), tembaga (Cu) dan molibdenum (Mo).
Jumlah energi yang dibutuhkan bagi penyerapan aktif unsur hara tanaman diperoleh dari respirasi karbohidrat yang terbentuk sebagai hasil dari fotosintesis tanaman. Oleh karenanya sejumlah faktor yang mengurangi laju fotosintesis, akan mengurangi suplai energi di dalam tanaman dalam waktu lama dan akibatnya mengurangi laju penyerapan unsur hara.
Setiap unsur hara memiliki peran spesifik dalam tanaman, namun demikian ada beberapa unsur yang berperan ganda. Karena setiap unsur memainkan peran khusus, maka suatu keadaan defisit atau berlebihan umumnya akan mengakibatkan gejala khas. Bila sejenis unsur memiliki lebih dari satu peran khusus, maka akan timbul berbagai macam efek defisiensi bergantung pada proses dalam tanaman yang dipengaruhi.
Agar tanaman tumbuh sempurna, maka sebaiknya semua unsur esensial harus tersedia dalam jumlah cukup. Jika lebih dari sejenis hara yang kurang dalam suatu tanaman, maka akan kecil respon tanaman tersebut bila yang diberikan hanya satu unsur hara diantaran0ya. Beberapa faktor lain, seperti : hama, penyakit, gulma dan faktor pembatas yang lain juga akan menurunkan respon tanaman terhadap pemupukan. Diagram berikut ini menunjukkan peran yang dimainkan sejumlah unsur hara dalam proses fotosintesis dan sintesis karbohidrat.
Fungsi Nitrogen dalam Tanaman
Tanaman non legume biasanya menyerap N dari dalam tanah dalam bentuk NO3- atau NH4 +. Pada kebanyakan tanah pertanian NO3- merupakan bentuk senyawa N yang paling banyak diserap tanaman. Tanaman legume mampu mengambil N2 dari atmosfir dengan bantuan Rhizobia sp. Hanya sedikit N tanah yang digunakan oleh tanaman legume.
N-anorganik dalam lingkungan normal segera diubah menjadi asam-asam amino dan akhirnya dirangkai menjadi protein tanaman. Protein sel-sel vegetatif sebagian besar lebih bersifat fungsional daripada struktural dan bentuknya tidak stabil sehingga selalu mengalami pemecahan dan reformasi.
Sebagai pelengkap bagi peranannya dalam sintesa protein, Nmerupakan bagian tak terpisahkan dari molekul klorofil dan karenanya suatu pemberian N dalam jumlah cukup akan mengakibatkan pertumbuhan vegetatif yang vigor dan warna hijau segar. Pemberian N yang berlebihan dalam lingkungan tertentu dapat menunda pendewasaan tanaman.
Secara fungsional nitrogen juga penting sebagai penyusun enzim yang sangat besar peranannya dalam proses metabolisme tanaman, karena enzim tersusun dari protein. Nitrogen merupakan unsur amat mobil dalam tanaman yang berarti bahwa protein fungsional yang mengandung N, dapat terurai pada bagian tanaman yang lebih tua, kemudian diangkut menuju jaringan muda yang tumbuh aktif.
Gejala Defisiensi
Bila tanah kurang mengandung N tersedia, maka seluruh tanaman bisa berwarna hijau pucat atau kuning (klorosis). Hal ini bisa terjadi karena rendahnya produksi klorofil dalam tanaman. Daun tertua lebih dulu menguning karena N dipindahkan dari bagian tanaman ini menuju ke daerah ujung pertumbuhan, dimana ia digunakan kembali guna menunjang pertumbuhan baru. Daun bawah tanaman yang defisien mula-mula menguning di bagian ujung dan gejala klorosis cepat merambat melalui tulang tengah daun menuju batang. Daun tepi dapet tetap hijau untuk beberapa saat. Bila defisiensi menjadi semakin berat, daun tertua kedua dan ketiga mengalami pola defisiensi serupa dan daun tertua pada saat itu akan menjadi coklat sempurna.
Bila defisiensi N dapat dilacak pada tahap awal pertumbuhan , maka defisiensi dapat dipulihkan dengan suatu penambahan pupuk yang mengandung N dengan sedikit pengaruh pada hasil panen.
Fungsi Fosfor dalam Tanaman
Fosfor dalam bentuk senyawa fosfat organik, bertanggung jawab pada salah satu atau beberapa cara perubahan energi dalam bahan hidup. Sejumlah senyawa fosfat telah terbukti bersifat esensial bagi fotosintesis, sintesis karbohidrat dan senyawa lain yang sejenis, glikolisis, asam amino, metabolisme lemak dan S, serta oksidasi biologis. Karena peranannya sebagai energi tanaman, P merupakan unsur yang segera mobil dan dipusatkan dibagian pertumbuhan aktif.
Tanaman menyerap sebagian besar kebutuhan fosfornya dalam bentuk ortofosfat primer H2PO4 -. Sejumlah kecil bentuk H2PO4-- juga diserap dan bentuk P yang terdapat dalam tanah dikendalikan oleh pH larutan tanah.
Imobilitas P dalam tanah mengisyaratkan cara penempatan pupuk yang baik karena mempengaruhi penggunaan P secara efisien. Suplai P yang mencukupi adalah penting pada awal pertumbuhan tanaman, karena pada masa ini tanaman mengalami masa primordia reproduktif dan oleh karenanya menentukan hasil biji yang maksimum.
Gejala Defisiensi
Tanaman jagung muda yang defisien P biasanya menunjukkan pertumbuhan terhambat dan berwarna hijau gelap. Pengerdilan menyeluruh terjadi karena kurangnya P tersedia bagi beberapa reaksi biokimia tanaman yang memerlukan energi. Produksi klorofil bisa berkurang dan jika hal ini terjadi terbentuklah pigmen merah, yakni antosianin, yang mendominasi dan memeberikan warna keunguan pada daun. Perubahan warna merah atau ungu dimulai pada ujung daun dan berlanjut di sepanjang tepi daun.
Fungsi Kalium
Peranan K dalam tanaman nampaknya sebagai katalis dalam seluruh kisaran reaksi termasuk : (a) Metabolisme karbohidrat ; (b) Metabolisme nitrogen ; © Aktivasi enzim ; (d) Memacu pertumbuhan di jaringan meristem ; dan (e) Mengatur pergerakan stomata dan kebutuhan air.
K diserap tanaman dalam bentuk ion K+ dari kompleks pertukaran dan segera mobil dalam tubuh tanaman.
Gejala Defisiensi
Empat penampakan penting pada tanaman yang defisien K yaitu :
i). Sintesis protein. Dalam penelitian dengan tanaman tebu membuktikan bahwa pada tanaman yang kekurangan hara K, tidak terjadi akumulasi N-protein di daun karena adanya penurunan dalam sintesis protein.
ii). Ketahanan terhadap penyakit. Tanaman yang kekurangan unsur K lebih peka terhadap penyakit dibanding tanaman yang diberi pupuk cukup .
iii). Ketahanan terhadap kekeringan. Berkat peranan unsur K dalam mengatur pembukaan stomata, maak K berperan penting dalam kadar air internal tanaman. Tanaman yang miskin K kehilangan kendali dalam laju transpirasinya dan menderita kekeringan internal.
iv). Kekuatan batang. Tanaman yang kekurangan K pada umumnya berbatang lemah dan suatu keadaan defisiensi K dapat menunjukkan gejala kerebahan (roboh) pada tanaman berbiji kecil serta pematahan batang pada jagung dan shorgum (Tabel 5).
Tanaman yang kekurangan K mungkin tidak memperlihatkan suatu gejala defisiensi, tetapi hasil tanaman akan sangat menurun. Jika terjadi gejala pada daun, maka hal ini terjadi pada jaringan yang lebih tua karena adanya mobilitas K. Biasanya tanaman mengerdil dengan ruas-ruas yang memendek.
Gejala pada daun ditandai dengan suatu proses penguningan yang dimulai pada ujung daun yang lebih tua dan berjalan di sepanjang tepian hingga pangkal daun. Seringkali tepi daun menjadi coklat dan kering (nekrosis).
Fungsi Belerang
Sulfur hampir seluruhnya diserap dalam bentuk ion SO42-, direduksi dalam tanaman dan digabungkan ke dalam senyawa organik. S merupakan konstituen dari asam-asam amino : sistin, sistein dan methionin dan karenanya protein mengandung jenis asam amino tersebut.
Gejala Defisiensi
Karena terjadinya penurunan fotosintesis dan pembentukan protein bila kekurangan S, maka terdapat kadar pati rendah serta suatu akumulasi fraksi-fraksi N yang dapat larut.
Defisiensi S pada jagung menunjukkan gejala penguningan menyeluruh terutama pada daun yang lebih muda karena adanya imobilitas S dibawah kondisi kekurangan. Seringkali dedaunan menunjukkan gejala klorosis interveinal mirip dengan defisiensi Zn. Defisiensi S paling sering terjadi pada tanah-tanah alkalis.
Fungsi Kalsium
Fungsi Ca pada umumnya merupakan kation utama dari lamela tengah suatu dinding sel, dimana kalsium pektat merupakan penyusun utamanya. Selain itu Ca memiliki andil penting dalam pengaturan membran sel dengan jalan memelihara selektuvitas terhadap berbagai jenis ion.
Gejala Defisiensi
Karena peranan Ca sebagai bahan struktural dalam tubuh dalam tubuh tanaman adalah amat imobil, maka gejala defisiensi semakin jelas pada saat pertumbuhan baru. Dalam beberapa hal, jaringan tanaman yang lebih tua bisa mengandung sejumlah Ca yang berlebihan sedangkan daerah pertumbuhan baru kekurangan. Walaupun semua titik tumbuh peka terhadap defisiensi Ca
tetapi bagian akarlah yang lebih parah. Bagian itu akan berhenti tumbuh, menjadi tidak teratur, terlihat bagai membelit dan pada defisiensi berat akan mati.
Pada jagung, gejala foliar pertama nampak berwarna kuning menyebar hingga putih dengan luas sekitar 1/3 jarak dari ujung daun yang termuda. Daun berikutnya yang terbentuk dapat mengalami klorosis dan menggulung. Akhirnya pucuk tanaman terhenti pertumbuhannya.
Fungsi Magnesium
Mg diserap dari tanah dalam bentuk ion Mg2+. Mg menyusun lokus pusat dari molekul klorofil dan juga merupakan aktivator berbagai jenis enzim yang mempengaruhi hampir setiap proses metabolisme tanaman.
Mg diperlukan bagi pengaktifan sejumlah enzim yang terlibat dalam metabolisme karbohidrat dan teristimewa dalam siklus asam sitrat yang penting dalam proses respirasi.
Gejala Defisiensi
Mg merupakan unsur mobil dalam tanaman dan segera ditranslokasikan ke bagian yang lebih muda dari bagian tanaman yang lebih tua. Pada beberapa spesies defisiensi muncul berupa klorosis internal daun, sedangkan pembuluh angkut daun tetap hijau. Pada saat defisiensi semakin parah, jaringan daun menjadi pucat merata, kemudian coklat dan nekrosis.
Sebagai akibat dari klorosis, tanaman yang kekurangan Mg memiliki laju fotosintesis yang lebih rendah, lintasan biosintetis kacau sebagai hasil dari penghambatan sejumlah proses transfosforilasi enzimatis dan senyawa N terlarut tredapat dalam kadar yang lebih tinggi di atas normal.
DEFISIENSI UNSUR HARA
Terdapat banyak resiko dalam melakukan diagnosis secara terpisah terhadap sejumlah gejala yang ada, karena hasilnya mudah dikacaukan satu sama lain dan juga oleh pengaruh bahan kimia, kekeringan maupun penyakit.
Namun demikian menurut pengalaman dan pengetahuan tentang keadaan tanah yang berkaitan dengan beberapa gejala, maka kesemuanya dapat merupakan alat diagnostik yang berguna. Kunci pedoman yang diuraikan di bawah ini dapat bermanfaat dalam tujuan diagnosis itu :
A. Pengaruh lokal, terjadi sebagai pembecakan atau klorosis dengan atau tanpa becak nekrosis pada daun yang lebih bawah, sedikit atau tanpa pengeringan pada daun bawah.
1). Daun bawah melekuk atau mengangkup ke bawah dengan becak kekuningan di ujung dan tepi. Becak nekrosis di ujung dan tepi. . . . . . .
2). Daun bawah klorosis diantara pembuluh utama pada ujung dan tepi dengan warna hijau pucat hingga putih. Biasanya tanpa becak nekrosis . .
(K)
(Mg)
B. Pengaruh umum, terjadi penguningan dan pengeringan atau “ kebakaran “ pada daun-daun sebelah bawah.
1).Tanaman berwarna hijau pucat, daun bawah kuning, kering dan berwarna coklat terang. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2).Tanaman berwarna hijau gelap, lebar daun menyempit dibanding panjangnya tanaman tak mencapai dewasa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
(N)
(F)
C. Mati pucuk pada tunas terminal, yang didahului oleh nekrosis pada ujung atau pangkal daun muda yang mengalami stagnasi pertumbuhan
1). Daun muda membentuk tunas terminal, berwarna hijau terang, diikuti dengan pelengkungan ke bawah yang khas di bagian ujung, kemudian nekrosis, sehingga bila terjadi pertumbuhan yang kedua maka bagian ujung dan tepi daun akan menghilang. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2). Pertumbuhan daun muda terhambat dan bagian pangkal berwarna hijau terang, diikuti dengan dekomposis di pangkal daun, dan jika terjadi pertumbuhan yang terakhir maka daun akan terpilin ; daun patah dan memperlihatkan penghitaman pada jaringan pembuluh . . . . . . . . . .. . . .
(Ca )
(Bo)
D. Tunas terminal tetap hidup, terjadi klorosis daun pucuk atau bagian atas, dengan atau tanpa becak nekrosis, pembuluh berwarna cerah atau hijau gelap
1). Daun muda dengan becak nekrosis menyebar di seluruh daun yang klorosis, cabang pembuluh terkecil cenderung tetap hijau, menimbulkan pengaruh yang bisa diamati . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2). Daun muda tanpa becak nekrosis, klorosis bisa atau tidak melibatkan pembuluh sehingga mengakibatkan daun berwarna hijau terang .. . . . . . .
(Mn)
(Co)
E Daun muda dengan pembuluh atau warna hijau cerah atau kegelapan yang sama seperti jaringan interveinal.
Berwarna hijau terang, tidak pernah putih atau kuning, daun bawah tidak mengering. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
(Su)
F. Daun muda mengalami klorosis, pembuluh utama berwarna hijau yang lebih gelap dari pada jaringan yang terletak diantara pembuluh angkut daun.
1). Keseluruhan daun menjadi berwarna kuning pucat/ putih. . . . . . . . .
2). Terjadi klorosis interveinal
(a). Pertumbuhan terminal terhambat dan membentuk ‘ roseta “ . . . . . . .
(b). “ Mati bujang “ di bagian pucuk dan di sepanjang tepi daun . . . . . . . ( Fe )
(Zn)
(Cu)
