HARA MINERAL

Beberapa pertanyaan mengenai hara mineralUnsur apa yang harus diserap oleh tumbuhan agar dapat hidup?Apakah tumbuhan hanya membutuhkan unsur anorganik?Apakah tumbuhan juga membutuhkan vitamin?Bagaimana kita mengetahui bahwa tumbuhan kekurangan suatu unsur esensial?Apa peranan berbagai macam unsur yang diperlukan oleh tumbuhan?

Penentuan unsur dalam bahan kering tumbuhanAnalisis secara kimia : dipanaskan pada suhu 70-80oC selama 1-2 hari bahan yang tertinggal disebut bahan kering, yang terdiri dari : polisakarida dan lignin (komponen dinding sel) protein, lipid, asam amino, asam organik, dan unsur tertentu (komponen sitoplasma)

Analisis unsur dapat dilihat pada tabel berikut.

Hasil Analisis Bagian Tanaman Pilihan

Unsur% berat kering

Tajuk jagungDaun jagungDaun ceri

Oksigen44,4--Karbon43,6--Hidrogen 6,2--Nitrogen 1,53,22,4Kalium 0,922,10,73Kalsium 0,230,521,7Fosfor 0,200,310,15Magnesium 0,180,320,61Belerang 0,170,170,15Klorin 0,14--Besi 0,080,0120,0058Mangan 0,040,0090,0044Tembaga -0,00090,0006Boron -0,00160,003Seng -0,0030,001Silikon 1,2--Aluminium 0,89--Tak diketahui 7,8--

Metode Mempelajari Gizi TumbuhanTahun 1860 ahli fisiologi Jerman (W.Pfeffer, Julius Sachs dan W. Knop) menemukan cara menentukan kebutuhan unsur hara bagi tumbuhan dengan cara hidroponik/biakan tanpa tanah/biakan larutan

Teknik untuk mengukur konsentrasi unsur dalam tumbuhan, tanah, larutan hara saat ini telah dapat dilakukan dengan alat spektrofotometer serapan atom (AAS/Absorption Atomic Spectrophotometer)

UNSUR ESENSIAL

Ada 2 kriteria utama untuk menentukan esensial atau tidaknya suatu unsur bagi tumbuhan:

1. jika tumbuhan tak mampu menyempurnakan daur hidupnya tanpa unsur tersebut (misl. jika tumbuhan tak mampu membentuk biji yang viabel)

2. bila unsur tersebut menjadi bagian dari molekul atau kandungan tumbuhan yang esensial bagi tumbuhan itu (misl. Nitrogen dalam protein, Mg dalam klorofil)

Tabel berikut memuat 17 unsur esensial bagi sebagian besar tumbuhan tingkat tinggi

Unsur esensial bagi sebagian besar tumbuhan tingkat tinggi

UnsurLambangBentuk yangKonsentrasi pada jaringankimiatersedia bagikeringtumbuhanmg/kg

1. MolibdenumMoMoO42- 0,1 2. NikelNiNi2+ ?3. TembagaCuCu2-, Cu2+ 64. SengZnZn2+ 205. ManganMnMn2+ 506. BoronBH3BO3 207. BesiFeFe3+, Fe2+ 1008. KlorinClCl- 1009. BelerangSSO42- 1.00010. FosforPH2PO4-, HPO4 2.00011. MagnesiumMgMg2+ 2.00012. KalsiumCaCa2+ 5.00013. KaliumKK+ 10.00014. NitrogenNNO3-, NH4- 15.00015. OksigenOO2, H2O450.00016. KarbonCCO2450.00017. HidrogenHH2O 60.000

Delapan unsur pada Tabel di atas disebut unsur mikro / mikro hara / mikronutrienartinya: dibutuhkan dalam jaringan dalam konsentrasi 100 mg/kg bahan kering

Sembilan unsur terakhir adalah unsur makro / makro hara / makronutrienartinya: dibutuhkan pada konsentrasi 1000 mg/kg bahan kering

Besarnya Kebutuhan dan Analisis Jaringan

Pada rentang konsentrasi rendah (daerah kahat/defisien) pertumbuhan naik sangat tajam bila unsur diberikan lebih banyak dan konsentrasinya dalam tumbuhan meningkat

Di atas konsentrasi kritis kenaikan konsentrasi tidak banyak berpengaruh pada pertumbuhan (daerah berkecukupan)

Konsentrasi kritis : konsentrasi jaringan minimum yang menghasilkan pertumbuhan hampir maksimum, sekitar 90%

Daerah berkecukupan menunjukkan adanya pemakaian unsur secara berlebihan; selama fase ini terjadi penimbunan di vakuola.

Daerah ini cukup lebar untuk unsur makro, tetapi lebih sempit untuk unsur mikroKenaikan lebih lanjut dari unsur ini akan menyebabkan keracunan dan pertumbuhan menurun (daerah beracun)

ZAT PENGKELATUnsur mikro Fe, Zn, Mn dan Cu tidak larut dalam larutan hara bila diberikan dalam bentuk garam anorganik biasa

Contoh bentuk feri dari besi yang menghasilkan oksida berwarna coklat kemerahan (karat) 2Fe3+ + 6OH- 2Fe(OH)3 Fe2O3.xH2O(coklat)

Karena reaksi mengakibatkan ketidaklarutan maka unsur tersebut perlu dipertahankan dalam larutan oleh zat lain, yaitu ligand atau zat pengkelat

Reaksi antara logam valensi 2 atau 3 dengan ligand membentuk kelat

FUNGSI UNSUR ESENSIALBerdasarkan fungsinya unsur esensial dibedakan menjadi dua :1. unsur yang berperan dalam suatu senyawa2. unsur yang berperan mengaktifkan enzim

Tidak ada perbedaan yang tajam antara kedua fungsi tersebutKarbon, oksigen, magnesium adalah contoh unsur yang mempunyai kedua peran tsbSebagian besar unsur mikro berperan dalam mengaktifkan enzim

DEFISIENSI UNSUR HARA:Gejala defisiensi dan fungsi unsurTumbuhan menanggapi kurangnya pasokan unsur esensial dengan menunjukkan gejala yang khasGejala tersebut meliputi:1. terhambatnya pertumbuhan akar, batang atau daun2. klorosis atau nekrosis pada berbagai organ

Gejala defisiensi suatu unsur bergantung pada 2 faktor:1. fungsi unsur tersebut2. mudah tidaknya unsur tersebut berpindah dari daun tua ke daun yang lebih muda Contoh : defisiensi Mg

Beberapa unsur bergerak dengan mudah dari daun tua ke daun muda dan juga ke organ penyimpanUnsur tersebut adalah : nitrogen fosfor kalium magnesium klor

Gejala defisiensi untuk unsur yang mudah bergerak tampak pertama kali pada daun yang lebih tua

Gejala defisiensi unsur yang tidak mudah bergerak tampak pertama kali pada daun muda (Kalsium dan Zat Besi)

NitrogenDua bentuk ion nitrogen yang diserap dari tanah:Nitrat (NO3-) dan amonium (NH4+)Nitrogen sangat berpengaruh pada pertumbuhan tanamanGejala defisiensi nitrogen : - klorosis pada daun tua- pada kasus yang parah daun menjadi kuning seluruhnya dan agak kecoklatan- pada tomat dan jagung batang, tangkai daun dan permukaan bawah daun berwarna keunguan, karena terjadi penumpukan pigmen antosianinKelebihan nitrogen mengakibatkan daun berwarna hijau tua dan lebat, dan sistem perakaran kerdil

FosforFosfor diserap dalam bentuk anion fosfat valensi satu (H2PO4-) dan anion valensi dua (HPO42-)pH tanah mengendalikan perimbangan jumlah kedua bentuk ini; H2PO42- tersedia pada pH < 7 , H2PO4- tersedia pada pH > 7Gejala defisiensi fosfor :- kerdil dan berwarna hijau tua- kematangan buah tertunda

Kelebihan fosfor:- pertumbuhan akar berlebihan dibanding pertumbuhan tajuk

PENYERAPAN GARAM MINERAL Tumbuhan mengatasi permasalahan penyerapan air dan unsur hara dengan cara membuat sistem akar yang sangat besar (Perhatikan gambar 7.1)

Bentuk keseluruhan sistem akar terutama lebih dikendalikan secara genetik daripada oleh mekanisme lingkunganFaktor yang berpengaruh pada pertumbuhan akar:Suhu, aerasi, ketersediaan air dan garam mineral (perhatikan gambar 7.2)

Sifat akar dalam tanah sedikit sekali dikenal sebab akar sulit diamatiAkar cabang tanaman setahun memanjang selama beberapa hari saja

Bentuk akar yang bulat panjang seperti benang penting bagi penyerapan air dan garam mineral

Rambut akar juga berperan membantu menyerap ion dan air.Luasnya pembentukan rambut akar tergantung pada spesies tumbuhan dan sering terhambat oleh mikroba dan kondisi tanah lainnya.

Lalu-lintas Ion dari luar ke dalam Akar

MIKORIZAMerupakan gabungan simbiosis mutualisme antara cendawan bukan patogen dan sel akar hidup terutama sel korteks dan epidermis

Cendawan memperoleh senyawa organik dari tanaman, sedangkan tanaman lebih mudah menyerap air dan garam mineral dari tanah

Ada dua kelompok utama mikroriza:1. ektomikoriza2. endomikoriza