nutrisi

NUTRISIMakalah ini diajukan untuk memenuhi tugas mata kuliah Dasar Ilmu Tanaman

Disusun oleh: Kelompok 7 Dylis Hartanto (150510100196) Indra Permana (150510100205) Fitri Utami Hasan (150510100207) Fathi Habibatur Rahman (150510100217) Ujang Rohimat (150510100218)

FAKULTAS PERTANIAN UNIVERSITAS PADJAJARAN 2010

Kelompok 7 | Nutrisi

1

BAB I PENDAHULUAN

I.

Latar Belakang Sebagaimana manusia, untuk kelangsungan hidupnya, tanaman juga memerlukan nutrisi. Nutrisi yang dibutuhkan tanaman/tumbuhan dapat dilacak antara lain dari komposisi kimia penyusun suatu tanaman/tumbuhan tersebut, karena selain sebagian besar massa organik suatu tumbuhan berasal dari CO2 udara, juga tergantung pada kandungan nutrien tanah dalam bentuk air dan mineral. Hasil analisis terhadap berat kering tumbuhan menunjukkan bahwa secara umum, Komposisi tumbuhan terdiri atas: 95% berupa bahan organik, dalam bentuk: 1. Karbohidrat (termasuk Sellulosa dari dinding sel) 2. Senyawa sullfur, nitrogen dan fosfat 5% berupa bahan anorganik (50 unsur kimia) Berdasarkan banyak sedikitnya jumlah kebutuhan unsur nutrien tumbuhan, maka nutrien dapat digolongkan menjadi dua, yaitu makro nutrien dan mikro nutrien. Tumbuhan paling sedikit membutuhkan sembilan makro nutrien, yaitu: C (Carbon), O (Oksigen), N (Nitrogen), S (Sulfur), P (Phospor), K (Kalium), Ca (Kalsium), dan Mg (Magnesium); serta delapan mikro nutrien, yaitu: Cl (Chloor), Fe (Ferum, besi), B (Boron), Mn (Mangan), Zn (Zeng), Cu (Cuprum), Mo (Molybdenum) dan Ni (Nikel). Apabila kebutuhan nutrien tanaman tidak terpenuhi, maka tanaman akan menunjukkan gejala kekurangan, yang wujudnya bervariasi tergantung pada fungsi dan mobilitas dari unsur tersebut. Kekurangan suatu nutrien yang mobil, biasanya lebih berpengaruh pada organ tumbuhan yang lebih tua, daripada organ tumbuhan yang lebih muda. Sebaliknya kekurangan nutrien yang immobil, biasanya lebih nampak pada bagian tumbuhan yang lebih muda, dibandingkan pada tumbuhan yang lebih tua. Dalam upaya mengoptimalkan kebutuhan nutriennya, seringkali tanaman melakukan adaptasi khusus, misalnya untuk


2

memenuhi kebutuhan unsur nitrogen, tanaman legum melakukan simbiosis dengan Bakteri Rhyzobium dalam bentuk simbiosis mutualistis yang menguntungkan kedua belah pihak. Adaptasi tersebut disebut juga adaptasi nutrisional.

II. Tujuan Tujuan dibuatnya makalah ini adalah untuk memahami dan menjelaskan definisi Nutrisi fungsi nutrisi, penggolongan nutrisi, sumber nutrisi, gejala kekurangan nutrisi, adaptasi nutrisional serta upaya pengaturan nutrisi sebagai bagian dari upaya meningkatkan produksi tanaman.

III.

Rumusan Masalah 1. Definisi Nutrisi 2. Fungsi Nutrisi 3. Penggolongan Nutrisi 4. Gejala Kekurangan Nutrisi 5. Adaptasi Nutrisional


3

BAB II I. DEFINISI NUTRISI Nutrisi adalah zat atau substansi organik yang dibutuhkan organisme untuk fungsi normal dari sistem tubuh, pertumbuhan, pemeliharaan kesehatan. Nutrisi juga diartikan sebagai proses untuk memperoleh nutrien. Sedangkan nutrien dapat diartikan sebagai zat yang diperlukan bagi tanaman untuk kelangsungan hidupnya. Untuk keperluan hidupnya tumbuh- tumbuhan memerlukan nutrien yang berupa mineral dan air. Mineral diperoleh tumbuhan dari dalam tanah, demikian pula air diperlukan dari dalam tanah. Mineral-mineral tersebut di dalam tanah larut dalam air. Larutan-larutan mineral tersebut, kemudian diserap oleh akar tumbuhan dan dapat sampai di daun melalui pembuluh xilem. Nutrisi pada tumbuhan antara lain terjadi melalui akar. Air dan mineral yang diperlukan tumbuhan dari dalam tanah diserap oleh akar kemudian diserap oleh akar kemudian diangkut ke seluruh tubuh tumbuhan melalui sel-sel pembuluh jaringan ikat. Sel-sel pembuluh jaringan ikat dapat ini dapat diibaratkan sebagai selang yang dapat dipergunakan untuk mengalrkan air dari akar hingga ke daun. Jaringan ikat pembuluh pada tumbuhan terdiri dari xilem dan floem. Xilem berperan untuk mengangkut air dan unsur-unsur hara atau unsur-unsur kimia dari akar hingga ke daun. Floem merupakan ikatan pembuluh yang mengangkut bahan-bahan hasil fotosintesis ke seluruh tubuh. Nutrien bagi tanaman diperlukan untuk memenuhi kebutuhan hidupnya seperti pertumbuhan dan pembiakkan. Nutrien yang diperoleh tumbuhan akan disimpan dalam tubuh tumbuh-tumbuhan tersebut, dan dipergunakan. Tubuh tumbuhan atau tanaman, sebagian besar terdiri dari tiga unsur yaitu karbon (C), hidrogen (H) dan oksigen (O). Unsur-unsur ini pembangun karbohidrat dan lemak. Unsur-unsur tersebut merupakan komponen utama pembangun dinding sel tumbuhan. Unsur tersebut diambil dari udara berupa karbondioksida (CO2) dan O2 serta dari tanah berupa air (H2O). Tumbuhan tak mungkin hidup dengan ketiga unsur ini saja. Tumbuhan perlu membentuk protoplas yang mengandung protein dari unsu-unsur C, H, O, N dan asam nukleat C, H, O, N, S, P, dan unsur-unsur lainnya.Kelompok 7 | Nutrisi 4

II. FUNGSI NUTRISI Masing-masing nutrisi digunakan di tempat yang berbeda untuk fungsi esensial yang berbeda. Nutrisi dibedakan menjadi dua yaitu makro nutrien dan mikro nutrien. Makronutrien Karbon Karbon membentuk tulang punggung dari banyak tanaman biomolekul, termasuk pati dan selulosa. Karbon tetap melalui fotosintesis dari karbondioksida di udara dan merupakan bagian dari karbohidrat yang menyimpan energi di pabrik. Hidrogen Hidrogen juga diperlukan untuk membangun gula dan bangunan pabrik. Hal ini diperoleh hampir seluruhnya dari air. Oksigen Oksigen diperlukan untuk respirasi selular. Respirasi selular adalah proses menghasilkan energi kaya adenosin trifosfat (ATP) melalui konsumsi gula yang dibuat dalam fotosintesis. oksigen dihasilkan sebagai produk sampingan dari reaksi ini. Fosfor Fosfor sangat penting dalam tanaman bioenergetika. Sebagai komponen dari ATP, fosfor diperlukan untuk konversi energi cahaya menjadi energi kimia ( ATP ) selama fotosintesis. Fosfor juga dapat digunakan untuk memodifikasi aktivitas berbagai enzim oleh fosforilasi, dan dapat digunakan untuk sinyal sel. Karena ATP dapat digunakan untuk biosintesis banyak tanaman biomolekul, fosfor adalah penting untuk pertumbuhan tanaman dan bunga / biji formasi Seperti nitrogen, fosfor (P) adalah bagian penting dari proses fotosintesisKelompok 7 | Nutrisi 5

Terlibat dalam pembentukan semua, gula minyak, pati, dll Membantu dengan transformasi energi matahari menjadi energi kimia; pematangan tanaman yang tepat; menahan stres Efek pertumbuhan yang cepat Mendorong mekar dan pertumbuhan akar Fosfor sering berasal dari pupuk, tepung tulang, dan superfosfat Kalium Kalium mengatur pembukaan dan penutupan stoma dengan pompa ion kalium. Karena stomata yang penting dalam pengaturan air, kalium mengurangi kehilangan air dari daun dan meningkatkan kekeringan toleransi. kekurangan Kalium dapat menyebabkan nekrosis atau klorosis interveinal Kalium diserap oleh tanaman dalam jumlah yang lebih besar daripada elemen mineral lainnya kecuali nitrogen dan, dalam beberapa kasus, kalsium Membantu dalam membangun protein, fotosintesis, kualitas buah dan pengurangan penyakit Kalium dipasok untuk tanaman oleh mineral tanah, bahan organik, dan pupuk Nitrogen Nitrogen merupakan komponen penting dari semua protein. Kekurangan nitrogen sering mengakibatkan pertumbuhan menjadi terhambat Nitrogen merupakan bagian dari semua sel hidup dan merupakan bagian penting dari semua protein, enzim dan proses metabolisme yang terlibat dalam sintesis dan transfer energi Nitrogen merupakan bagian dari klorofil, pigmen hijau dari tanaman yang bertanggung jawab untuk fotosintesis Membantu tanaman dengan pertumbuhan cepat, benih meningkat dan produksi buah dan meningkatkan kualitas dan produksi tanaman daun


6

Nitrogen sering berasal dari aplikasi pupuk dan dari udara (legum mendapatkan mereka N dari air, suasana atau curah hujan berkontribusi sedikit nitrogen sangat)

Sulfur Sulfur adalah komponen struktural dari beberapa asam amino dan vitamin, dan penting dalam pembuatan kloroplas Penting tanaman pangan untuk produksi protein Meningkatkan kegiatan dan pengembangan enzim dan vitamin Membantu dalam pembentukan klorofil Meningkatkan pertumbuhan akar dan produksi benih Membantu dengan pertumbuhan tanaman kuat dan tahan terhadap dingin Sulfur mungkin diberikan ke dalam tanah dari air hujan. Hal ini juga ditambahkan dalam beberapa pupuk sebagai pengotor, terutama pupuk grade lebih rendah. Penggunaan gipsum juga meningkatkan kadar belerang tanah Kalsium Kalsium mengatur transportasi nutrisi lain ke dalam pabrik dan juga terlibat dalam aktivasi enzim tanaman tertentu. kekurangan kalsium hasil dalam pengerdilan Kalsium, merupakan bagian penting dari struktur dinding sel tanaman, menyediakan untuk transportasi normal dan retensi unsur-unsur lainnya serta kekuatan di pabrik. Hal ini juga berpikir untuk melawan pengaruh garam alkali dan asam organik di dalam tanaman Sumber kalsium adalah dolomitic kapur, gips, dan superfosfat Magnesium Magnesium merupakan bagian penting dari klorofil , tanaman kritis pigmen penting dalam fotosintesis. Hal ini penting dalam produksi ATP melalui perannya sebagai


7

enzim kofaktor. Ada banyak peran biologi lainnya untuk magnesium. Kekurangan magnesium dapat mengakibatkan interveinal klorosis Magnesium merupakan bagian dari klorofil dalam semua tumbuhan hijau dan penting untuk fotosintesis. Hal ini juga membantu mengaktifkan banyak tanaman enzim yang dibutuhkan untuk pertumbuhan Mineral tanah, bahan organik, pupuk, dan kapur dolomitic merupakan sumber magnesium bagi tanaman. Silikon Silikon disimpan dalam dinding sel dan berkontribusi terhadap sifat mekaniknya termasuk kekakuan dan elastisitas Mikronutrien Besi Besi diperlukan untuk fotosintesis dan hadir sebagai kofaktor enzim dalam tanaman. Kekurangan zat besi dapat mengakibatkan interveinal klorosis dan nekrosis Penting untuk pembentukan klorofil Sumber-sumber besi adalah tanah, sulfat besi Molibdenum Molibdenum merupakan kofaktor untuk enzim penting dalam membangun asam amino Membantu dalam penggunaan nitrogen Tanah merupakan sumber molibdenum Boron Boron adalah penting dalam transportasi gula, pembelahan sel , dan sintesis enzim tertentu. Kekurangan Boron menyebabkan nekrosis pada daun muda dan pendek.Kelompok 7 | Nutrisi 8

Membantu dalam penggunaan zat gizi dan mengatur nutrisi lainnya. Alat bantu produksi gula dan karbohidrat. Penting untuk benih dan perkembangan buah. Sumber boron adalah bahan organik dan boraks Tembaga Tembaga adalah penting untuk fotosintesis. Gejala defisiensi tembaga termasuk klorosis. Terlibat dalam proses enzim banyak. Diperlukan untuk fotosinteis yang tepat. Terlibat dalam pembuatan lignin (dinding sel). Terlibat dalam produksi gabah Penting untuk pertumbuhan reproduksi Aids dalam metabolisme akar dan membantu dalam penggunaan protein Mangan Mangan diperlukan untuk membangun kloroplas. Kekurangan Mangan dapat mengakibatkan kelainan warna, seperti bintik-bintik warna di dedaunan Fungsi dengan sistem enzim yang terlibat dalam pemecahan karbohidrat, dan metabolisme nitrogen. Tanah adalah sumber mangan. Sodium Sodium terlibat dalam regenerasi Phosphoenolpyruvate di CAM dan C4 tanaman. Hal ini juga dapat menggantikan kalium dalam beberapa keadaan. Seng Seng diperlukan dalam sejumlah besar enzim dan memainkan peran penting dalam transkripsi DNA. Gejala khas dari kekurangan seng adalah gangguan pertumbuhan daun, umumnya dikenal sebagai "daun kecil" dan disebabkan oleh degradasi oksidatif dari hormon pertumbuhan auksinKelompok 7 | Nutrisi 9

Esensial untuk transformasi karbohidrat Mengatur konsumsi gula Bagian dari sistem enzim yang mengatur pertumbuhan tanaman Sumber seng adalah tanah, oksida seng, sulfat seng

Nikel Pada tumbuhan tingkat tinggi, Nikel adalah penting untuk aktivasi urea, suatu enzim yang terlibat dengan metabolisme nitrogen yang diperlukan untuk proses urea. Tanpa Nikel, keracunan urea menumpuk, yang menyebabkan pembentukan lesi nekrotik. Pada tanaman yang lebih rendah, Nikel mengaktifkan beberapa enzim yang terlibat dalam berbagai proses, dan dapat menggantikan Seng dan Besi sebagai kofaktor pada beberapa enzim. Klorin Klorin diperlukan untuk osmosis dan keseimbangan ion, tetapi juga memainkan peran dalam fotosintesis. Aids metabolisme tanaman. Klorida ditemukan di dalam tanah. Kobalt Kobalt telah terbukti bermanfaat untuk setidaknya beberapa tanaman, tetapi sangat penting dalam diri orang lain, seperti kacang-kacangan dimana diperlukan untuk fiksasi nitrogen. Vanadium mungkin diperlukan oleh beberapa tanaman, tetapi pada konsentrasi yang sangat rendah. Ini juga mungkin menggantikan molibdenum. Selenium dan natrium juga mungkin bermanfaat. Natrium dapat menggantikan peraturan kalium stomata membuka dan menutup. III. PENGGOLONGAN NUTRISI Nutrisi dibagi menjadi dua macam yaitu nutrisi makro nutrien dan mikro nutrien. Nutrisi makro terdiri dari nutrisi primer dan nutrisi sekunder. Nutrisi primer atau makro nutrien mayor meliputi: nitrogen (N), fosfor (P), dan potasium (K). Nutrisi ini biasanyaKelompok 7 | Nutrisi 10

paling cepat habis di dalam tanah, karena tanaman menggunakannya dalam jumlah besar untuk perkembangan dan pertahanannya. Nutrisi sekunder atau makro nutrien minor meliputi: kalsium (Ca), magnesium (Mg), dan belerang (S). Biasanya nutrisi ini cukup banyak di dalam tanah, namun di beberapa tempat diperlukan tambahan kalsium dan magnesium, misalnya pada tanah yang asam. Kalsium dan magnesium diperlukan untuk meningkatkan keasaman tanah. Pada bab ini akan dibahas semua unsur yang termasuk di dalam nutrisi makro, ditambah karbon (C). Sedangkan mikro nutrien (8 unsur) adalah nutrien yang dibutuhkan oleh tanaman dalam jumlah yang sangat kecil. Yaitu: Fe, Cl, Cu, Zn, Mo, B, dan Ni. Kekurangan mikro nutrien dapat melemahkan dan mematikan tanaman. Berdasarkan cara tumbuhan memperoleh makanan organiknya, tumbuhan dapat di bagi dalam 2 kelompok, yaitu kelompok tumbuhan autotrof dan heterotrof. Tumbuhan autotrof adalah kelompok tumbuhan yang dapat membuat bahan organiknya sendiri dari bahan-bahan anorganik melalui proses fotosintesis dan kemonsintesis. Tumbuhan heterotrof merupakan kelompok tumbuhan yang kebutuhan bahan organiknya tergantung pada bahan-bahan organik yang telah ada. Dari hasil analisis penelitian yang dilakukan terhadap berbagai tumbuhan, paling sedikit ada 60 elemen yang di temukan pada tumbuhan. Ada 3 kriteria yang harus dipenuhi oleh setiap elemen, yang menunjukan bahwa elemen tersebut diperlukan oleh tumbuhan (kriteria esensial atau tidaknya suatu unsur) ke tiga kriteria tersebut adalah 1. 2. 3. Elemen harus penting bagi pertumbuhan dan reproduksi Elemen tersebut tidak dapat diganti oleh elemen lain Kebutuhan akan elemen tersebut harus bersifat langsung dan bukan hasil efek

tidak langsung ; misalnya menghilangkan efek toksisitas yang di akibatkan oleh zat-zat lain Dari hasil analisis kimia terhadap senyawa-senyawa yang dikandung dalam tumbuhan dan uji coba mineral terhadap pertumbuhan, akhirnya diketahui ada 16 macam elemen yang benar-benar diperlukan oleh tumbuhan. Ke-16 elemen tersebut dibagi atas 2 kategori yaitu makroelemen atau makronutrien atau sering juga disebutKelompok 7 | Nutrisi 11

unsur hara pokok yang terdiri dari unsur ( C, H, O. P, K, N, S, Ca, Fe, dan Mg ) dan mikroelemen atau unsur hara pelengkap yang terdiri dari unsur-unsur Mn, B, Cu, Zn, Cl dan Mo. Disebut mikroelemen, karena unsur ini diperlukan oleh tumbuhan dalam jumlah yang relatif rendah. Kedua kelompok elemen tadi secara bersama-sama sering pula disebut sebagai elemen esensial. Dikatakan demikian karena kedua kelompok ini merupakan unsur-unsur yang harus ada dalam nutrisi tumbuhan. Nitrogen Nitrogen (N) merupakan salah satu dari 13 unsur utama (esensial) yang dibutuhkan oleh tanaman. Ketigabelas unsur utama ini disebut sebagai nutrients (makanan). Tanaman membutuhkan makanan ini untuk pertumbuhannya. Untuk menumbuhkan segantang (1 bushel) jagung dibutuhkan lebih kurang 16 lbs nitrogen. Fungsi nitrogen ini merupakan komponen struktural dari protein, DNA, dan enzim. Ada dua bentuk utama ion nitrogen yang diserap dari tanah : nitrat (NO3) dan amonium (NH4+) Nitrogen sangat penting dalam tumbuhan karena merupakan komponen protein, asam nukleat dan banyak bahan lainya yang sangat penting. Defisiensi nitrogen hampir selalu memperlihatkan klorosis pada daun dewasa secara perlahan-lahan yang kemudian menjadi kuning dan rontok. Tumbuhan yang terlalu banyak mendapatkan nitrogen biasanya mempunyai daun berwarna hijau tua dan lebat denga sistem akar yang kerdil sehingga nisbah tajuk-tajuknya tinggi. Jumlah unsur yang ada pada pupuk biasanya dinyatakan dalam rasio NPK. Rasio ini selalu tercantum pada kantong suatu pupuk buatan. Sebagai contoh, pada suatu kantong pupuk tertulis .15-30-15., berarti pada pupuk tersebut mengandung 15 persen nitrogen. Nomor ini mengindikasikan persen berat dari nitrogen, fosfor oksida, dan potasium oksida pada pupuk. Ada beberapa fungsi nitrogen pada tanaman adalah sebagai berikut Nitrogen merupakan suatu bagian dari sel hidup dan bagian utama dari semua protein, enzim dan proses metabolik yang disertakan pada sintesa dan perpindahan energi. Nitrogen merupakan bagian dari klorofil, pewarna hijau dari tanaman yang bertanggung jawab terhadap fotosintesis. Nitrogen membantu tanaman mempercepatKelompok 7 | Nutrisi 12

pertumbuhannya, meningkatkan produksi bibit dan buah serta memperbaiki kualitasdaun dan akar. Sumber nitrogen Nitrogen bersumber dari pupuk dan udara (tumbuhan memperolehnya dari atmosfer). Sumber nitrogen yang digunakan pada pupuk buatan sangat banyak, seperti amonia (NH3), diamonium fosfat ((NH4)2HPO4), amonium nitrat (NH4NO3), amonium sulfat ((NH4)2SO4), kalsium cyanamida (CaCN2), kalsium nitrat

(Ca(NO3)2), natrium nitrat (NaNO3), dan urea (N2H4CO). Sumber utama nitrogen secara geologi adalah kelompok mineral nitrat, seperti nitratit dan niter (saltpeter). Nitratit (NaNO3) mempunyai struktur kristal yang mirip dengan kalsit dan mudah larut dalam air, sehingga hanya dapat ditemukan pada daerah kering. Nitratit mempunyai kekerasan rendah (1 . 2 skala Mohs) dan berat jenis 2,29 gr/cm3. Mineral ini banyak dijumpai di bagian utara Chile, yang juga dikenal sebagai sumber nitrogen. Berbeda dengan nitratit, niter (KNO3) mempunyai struktur yang sama dengan aragonit dan memiliki kembaran heksagonal semu. Seperti halnya nitratit, mineral ini juga sangat mudah larut dalam air. Niter lebih sedikit dijumpai di alam dibandingkan nitratit, namun di beberapa negara merupakan sumber dari nitrogen untuk pupuk. Siklus nitrogen Siklus nitrogen cukup komplek, 79 persen atmosfer tersusun atas nitrogen bebas dan paling tidak sejumlah yang sama nitrogen terikat pada litosfer . Resevervoir yang besar ini tidak dapat digunakan secara langsung oleh tanaman. Pada konteks ini, mikroorganisme memegang peranan penting. Tanaman menggunakan nitrogen sebagian besar hanya sebagai ion amonium dan nitrat. Pada material organik, nitrogen biasanya digunakan untuk menghasilkan grup-amino yang ditemukan pada protein atau asam nukleus. Bakteri nitrat dan nitrit merubah grup-amino kembali menjadi nitrat atau nitrit. Bakteri ini hidup di dalam tanah. Produksi ikatan amonium dan nitrat merupakan suatu faktor pembatas pada pertumbuhan tanaman. Litosfer mengandung nitrat dalam jumlah tak terbatas, namun itu terjadi umumnya pada lapisan dalam sehingga tidak dapat dicapai oleh akar tanaman. Hal ini karena ikatan nitrogen sangat mudah larut dalam air, sehingga sebagian besar darinya hilang karena pelarutan.Kelompok 7 | Nutrisi 13

GAMBAR: Sumber nitrogen dari bumi Fosfor Fosfor merupakan bahan makanan utama yang digunakan oleh semua organisme untuk energi dan pertumbuhan. Secara geokimia, fosfor merupakan 11

unsur yang sangat melimpah di kerak bumi. Seperti halnya nitrogen, fosfor merupakan unsur utama di dalam proses fotosintesis. Fosfor biasanya berasal dari pupuk buatan yang kandungannya berdasarkan rasio N-P-K. Sebagai contoh 15-30-15,

mengindikasikan bahwa berat persen fostor dalam pupuk buatan adalah 30% fosfor oksida (P2O5). Fosfor yang dapat dikonsumsi oleh tanaman adalah dalam bentuk fosfat, seperti diamonium fosfat ((NH4)2HPO4) atau kalsium fosfat dihidrogen

(Ca(H2PO4)2). Fosfor diserap terutama sebagai anion fosfat valensi satu (H2PO4) dan diserap lebih lambat dalam bentuk anion valensi dua (HPO42). Banyak fosfat di ubah menjadi bentuk organik ketika masuk ke dalam akar atau sesuda di angkut melalui xilem menuju tajuk.Tumbuhan yang kahat(kekurangan) fosfor menjadi kerdil dan berwarna hijau tua, pembentukan antosianin pada batang , tulang daun dan dalam keadaan parah timbul daerah nekrotik(kematian sel atau jaringan) pada berbagai bagian tumbuhan.fosfor merupakan bagian esensial dari banyak gula fosfat yang berperan dalam nukleotida seperti RNA, dan DNA serta bagian dari fosfolipid pada membran. Fosfor berperan penting dalam met Abolisme energi karena keberadaannya dalam ATP, ADP, AMP dan irofosfat (Ppi). Fosfat merupakan salah satu bahan galian yang sangat berguna untukKelompok 7 | Nutrisi 14

pembuatan pupuk. Sekitar 90% konsumsi fosfat dunia dipergunakan untuk pembuatan pupuk, sedangkan sisanya dipakai oleh industri ditergen dan makanan ternak. Mineral-mineral fosfat Fosfat adalah batuan dengan kandungan fosfor yang ekonomis. Kandungan fosfor pada batuan dinyatakan dengan BPL (bone phosphate of lime) atau TPL (triphosphate of lime) yang didasarkan atas kandungan P2O5. Sebagian besar fosfat komersial yang berasal dari mineral apatit (Ca5(PO4)3(F,Cl,OH)) adalah kalsium fluofosfat dan kloro-fosfat dan sebagian kecil wavelit (fosfat aluminium hidros). Sumber lainnya berasal dari jenis slag, guano, krandalit (CaAl3(PO4)2(OH)5 .H2O), dan milisit (Na,K)CaAl6(PO4)4(OH)9 . 3H2O). Apatit memiliki struktur kristal heksagonal dan biasanya dalam bentuk kristal panjang prismatik. Sifat fisik yang dimilikinya: warna putih atau putih kehijauan, hijau, kilap kaca sampai lemak, berat jenis 3,15 . 3,20, dan kekerasan 5. Apatit merupakan mineral asesori dari semua jenis batuan.beku, sedimen, dan metamorf. Ini juga ditemukan pada pegmatite dan urat-urat hidrotermal. Selain sebagai bahan pupuk, mineral apatit yang transparan dan berwarna bagus biasanya digunakan untuk batu permata.

GAMBAR: Apatit dengan sistem kristal heksagonal Siklus fosfor Siklus fosfor sangat mudah terganggu oleh kultivasi tanah yang intensif. Fosfor masuk ke laut melalui sungai. Pelapukan kontinen dari materi kerak bumi, yang mengandung rata-rata 0,1% P2O4 merupakan sumber utama dari fosfor sungai.


15

GAMBAR: Siklus fosfor marin menggunakan laju penurunan permukaan tahunan untuk menghitung masukan maksimum fosfor ke laut, yaitu sebesar 3,3 x 1011 mol P. Jika aktivitas manusia (anthropogenic), seperti perusakan hutan dan penggunaan pupuk dimasukkan, maka jumlah fosfor yang masuk ke laut akan meningkat sebesar 3 kali lipat, yaitu 7,4 - 15,6 x 1011 mol P. Kalium Kalium adalah salah satu dari tiga serangkai pupuk buatan yang esensial, yang lainnya adalah fosfor dan nitrogen dan merupakan satu dari 17 unsur kimia yang dibutuhkan untuk pertumbuhan dan reproduksi tanaman, serta sering dianggap sebagai regulator, karena bergabung dengan 60 sistem enzim yang bekerja pada tanaman. Kalium membantu tanaman untuk tahan terhadap pengaruh suhu dan meningkatkan daya tahan tanaman terhadap penyakit. Semua tanaman membutuhkan potasium, khususnya tanaman yang kaya karbohidrat seperti kentang. Hasil penyelidikan menunjukkan, konsumsi potasium dalam jumlah yang tepat dapat menyebabkan pertumbuhan serat kapas yang panjang dan kuat; meningkatkan daya tahan kulit buah, memperpanjang dahan bunga mawar; memperkuat warna hijau dan pertumbuhan helai rumput; dan meningkatkan ukuran dan kualitas buah, butiran, dan sayuran. Kalium merupakan kation yang umum pada tumbuhan dan terlibat dalam menjaga keseimbangan ion didalam sel. Kalium banyak berperan sebagai katalisator. Banyak enzim yang terlibat dalam sintesis protein tidak bekerja efisien bila tidak ada kalium.kalium terikat dalam bentuk ion pada enzim piruvat kinase, yang penting dalam respirasi dan metabolisme karbohidrat. Defisiensi dimulai dengan memperlihatkan bintik klorosis yang khas pada daun dewasa kemudian merambat ke daun yang lebih muda.Kelompok 7 | Nutrisi 16

Kalium dalam tanah dan tanaman Kalium cukup melimpah di tanah, biasanya berkisar antara 0,5 sampai 4,0%. Dari jumlah ini, hanya sebagian kecil yang hadir dalam larutan dan siap untuk dipergunakan oleh tanaman, umumnya kurang dari 1% dari total potassium dalam tanah. Tanah pasiran mengandung paling rendah kalium, tanah lempung dan aluvial mempunyai kandungan kalium tertinggi. Potasium dalam tanah sangat mudah mengalami pelepasan. Kalium dibutuhkan paling banyak oleh tanaman, selain nitrogen. Dalam beberapa tanaman, kebutuhannya akan kalium melampaui kebutuhan akan nitrogen, seperti pisang dan kapas. Potasium diserap dalam bentuk ion kalium (K+). Kalium bukan merupakan suatu komponen dari ikatan organic pada tanaman. Unsur ini penting pada proses fisiologis, termasuk di dalamnya fotosintesis dan pengangkutan gula, efesiensi penggunaan air, metabolisme karbonat dan protein, aktivasi ensim, dan menjaga kualitas tanaman. Konsentrasi optimum potasium pada jaringan tanaman adalah berkisar antara 1,5 sampai 4,5 % K pada berat kering. Mineral-mineral kalium Kalium adalah tujuh unsur yang paling banyak di dalam kerak bumi, dan hanya 1-2 persen terdapat pada tanaman. Sisanya terikat pada mineralmineral yang tidak dapat dimanfaatkan oleh tanaman. Petani biasanya memanfaatkan pupuk buatan potasium untuk mengoptimisasi pertumbuhan tanaman. Ada beberapa macam mineral yang mengandung kalium yang dapat dibagi menjadi dua kelompok, yaitu kelompok silikat, seperti: ortoklas (KAlSi6O8), biotit (K(Mg,Fe)3(AlSi3O10)(OH)2), dan muskovit (KAl2(AlSi3O10)(OH)2); dan kelompok garam, seperti: arkanit (K2SO4), glaserit (3K2SO4 .N2SO4), kainit (4KCl .4MgSO4 . 11H2O), karnalit (KCl . MgCl2 . 6H2O), langbeinit (K2SO4 .2MgSO4), leonit (K2SO4. 2MgSO4 .4H2O), niter (KNO3), polihalit (K2SO4 .MgSO4 . 2CaSO4 . 2H2O), dan silvit (KCl). Dari semua mineral ini, yang paling banyak dijumpai adalah silvit. Silvit (KCl) merupakan mineral garam yang mempunyai struktur Kristal isometrik dengan kombinasi kubik atau oktahedron. Secara fisik mineral ini berwarna transparan, putih atau merah; mempunyai belahan yang sempurna, kekerasan 2, dan berat jenis 1,99.Kelompok 7 | Nutrisi 17

Umumnya mineral ini berbentuk kristalkristal granular yang menunjukkan bentuk kubik. Silvit mempunyai kesamaan proses pembentukan dan asosiasi dengan garam halit (NaCl), tetapi lebih sedikit dijumpai. Mineral ini merupakan sumber utama potasium, yang digunakan terutama untuk pupuk. Karbon Karbon merupakan unsur primer dari semua kehidupan organik yang terbentuk di bumi. Karbon juga tersebar pada material geologi, laut dan atmosfer. Pembentukan karbon dioksida yang sangat cepat di atmosfer . yang meningkat lebih dari 3 milyar ton per tahun (Rice, 2002). Karbon dioksida merupakan suatu gas yang menyerap panas, sehingga menyebabkan efek rumah kaca (greenhouse effect). Perkembangan keilmuan, terutama ilmu tanah, menempatkan karbon sebagai sesuatu yang atraktif, misalnya mengikat karbon. Kita dapat mengelola pertumbuhan tanaman untuk meningkatkan kapasitasnya menangkap karbon dioksida. Pertumbuhan tanaman dapat diatur sehingga tanah dapat menyimpan karbon dalam jangka waktu yang panjang. Kebutuhan tanaman dan tanah akan karbon Penyerapan karbon pada tanah terjadi melalui produksi tanaman. Tanaman mengubah karbon dioksida menjadi jaringan melalui fotosintesa. Setelah tanaman mati, komponennya mengalami dekomposisi oleh mikroorganisme, dan sebagian karbon pada komponen tanaman akan dilepaskan melalui respirasi (pernapasan) ke dalam atmosfer sebagai karbon dioksida. Iklim berpengaruh terhadap penyerapan karbon pada tanah dalam dua cara. Pertama adalah produksi material organik memasuki tanah. Iklim yang panas dan basah umumnya mempunyai produktivitas tanaman yang tinggi. Iklim yang lebih dingin membatasi produksi tanaman. Iklim yang panas barangkali membatasi produksi, karena ketersediaan air yang terbatas, menyebabkan air sebagai faktor pembatas. Iklim juga mempengaruhi kecepatan dekomposisi mikrobial dari materi tanaman dan material organic tanah. Kehadiran material lempung pada tanah akan menstabilkan karbon organik melalui dua proses. Pertama, karbon organik secara kimia terikat pada permukaan lempung. Lempung yang mempunyai kapasitas adsorpsi tinggi, seperti montmorilonitKelompok 7 | Nutrisi 18

dapat menyimpan molekul organik. Kedua, tanah yang mempunyai kandungan lempung tinggi berpotensi tinggi untuk membentuk agregat, yang menangkap karbon organik dan secara fisik dapat melindunginya dari degradasi mikrobial. Siklus karbon Terminologi .siklus karbon. mempunyai makna bermacam-macam bagi banyak orang. Bagi pemerhati tentang perkembangan CO2 di atmosfer, karena

pembakaran/penembangan hutan dan pembakaran bahan bakar fosil. Pada kasus ini, siklus karbon memuat sumber dan masukan yang memperukarkan karbon pada atmosfer selama rentang waktu manusia. Ini termasuk biosfer, laut, dan tanah.

GAMBAR: Aspek permukaan siklus karbon jangka panjang

Proses yang berpengaruh terhadap CO2 dapat dibagi menjadi dua sub siklus. Pertama, subsiklus silikat.karbonat, yang termasuk di dalamnya pengambilan CO2 atmosfer (diproses sebagian besar oleh fotosintesa dan respirasi untuk membentuk CO2 tanah dan asam organik) selama pelapukan mineral silikat kaya Ca dan Mg. Selanjutnya, pelapukan anortit dipercepat oleh kehadiran karbon dioksida, yang laju pelarutannya tergantung kepada pH dan PCO2. Suatu reaksi umum yang representative untuk Ca adalah: 2CO2 + H2O + CaSiO3 ! Ca2+ + 2HCO3- + SiO2 (5.1)


19

Ca2+ dan HCO3- terlarut dibawa oleh sungai menuju samudera, dimana keduanya terpresipitasi sebagai CaCO3 dalam sedimen, melalui reaksi berikut ini: Ca2+ + 2HCO3 CaCO3 + CO2 + H2O

(Mg dibebaskan dari laut dengan terbentuknya dolomit (CaMg(CO2)2) atau oleh pertukaran Ca dengan basalt, Ca akan terpresipitasi sebagai kalsit (CaCO3). Kedua reaksi di atas dapat disederhanakan menjadi: CO2 + CaSiO3 CaCO3 + SiO2

Dengan cara ini, CO2 dibebaskan dari atmosfer dan membentuk batugamping. Pelapukan karbonat Ca dan Mg, tidak menghasilkan CO2 dalam jumlah yang sama ketika terbentuknya batuan, hal ini dapat dilihat pembalikan persamaan reaksi. Untuk menggantikan CO2 yang hilang pada rekaman batuan, pelepasan gas terjadi sebagai suatu hasil dari penghancuran termal dari karbonat karena volkanisme, metamorfisme, atau diagenesis dalam. Kalsium Tanaman juga membutuhkan kalsium untuk membuat protein. Kalsium merupakan bagian esensial dari struktur dinding sel tanaman, menyediakan pengangkutan dan retensi unsur-unsur yang lain di dalam tanaman. Kalsium juga diketahui sebagai unsur yang dapat melawan garam alkali dan asam organik di dalam suatu tanaman. Kalsium dalam tanah Kalsium yang dapat diekstraksi dari tanah dapat berkisar antara 200 ppm (pasir) sampai 1,6% (kotoran). Kemampuan pertukaran kalsium dalam tanah sangat tergantung kepada kandungan lempung pada tanah. Semakin tinggi kapasitas pertukaran kation (CEC, Cation Exchange Capacity), semakin tinggi kandungan lempung dan semakin tinggi kadar kalsiumnya. Kalsium pada larutan tanah berkisar antara 30 sampai 300 ppm. Kesetimbangan kalsium pada tanah pasiran bisa menjadi kritis khususnya jika laju pemakaian potassium tinggi. Persentase kejenuhan kation pada tanah dengan pH

nutrisi

Documents