Tanah dan nutrisi bagi tanaman

09 November 2016 14:27:36 Dibaca : 94

Tanah yang Ideal Untuk Pertumbuhan dan Perkembangan Tumbuhan

         Tanah merupakan bagian yang tidak terpisahkan dari kehidupan tumbuhan karena tanah merupakan media bagi tumbuhan yang hidup diatasnya, sumber nutrisi dan tempat melekatkan diri dengan akarnya. Kondisi fisik tanah sangat ditentukan oleh tekstur dan struktur tanah. Tingkat kesuburan tanah merupakan salah satu factor modal yang harus diperhitungkan, disamping faktor lain seperti keadaan lingkungan termasuk iklim, serangan hama penyakit ataupun tanaman pengganggu. Tanah yang lebih subur akan berproduksi lebih tinggi dari pada tanah yang kurang subur, bila tidak ada hambatan dari lingkungannya.
Pertumbuhan dan perkembangan tumbuhan di pengaruhi oleh beberapa faktor. Faktor-faktor tersebut terbagi menjadi dua, yaitu : faktor internal dan faktor eksternal. Faktor internal terdiri dari gen dan hormon, sedangkan faktor eksternalnya terdiri dari air, suhu, kelembapan, dan oksigen.
            Tanah memiliki tiga sifat yakni sifat fisika, sifat biologi, dan sifat kimia. Sifat fisika tanah merupakan sifat yang bisa dirasakan dan dilihat meliputi, tekstur tanah, struktur tanah, porositas, suhu tanah, dan warna tanah. Contohnya adalah tanah yang bertekstur liat dan berstruktur granuler atau remah, cocok untuk ditanam tanaman karena mampu mennyediakan unsur hara, air, dan oksigen yang cukup bagi kelangsungan pertumbuhan dan perkembangan tanaman. Biologi tanah adalah ilmu yang mempelajari mahluk-mahluk hidup didalam tanah. Karena ada bagian-bagian hidup di dalam tanah, maka tanah itu disebut sebagai “Living System” contohnya akar tanaman dan organisme lainnya di dalam tanah. Sifat kimia tanah merupakan sifat tanah yang berkaitan dengan unsur-unsur kimia. Sifat Kimia tanah meliputi pH tanah dan unsur unsur makronutrien tanah. Peran pH tanah bagi tanaman adalah memudahkan tanaman untuk menyerap unsure hara, sedangkan unsure-unsur makronutrien tanah berperan mempercepat pertumbuhan tanaman.
Tanah terdiri dari tiga komponen: padat (butir pasir, debu, liat dan baha organik) , cair (air di dalam pori tanah), dan udara (di dalam pori atau rongga tanah). Untuk mendukung pertumbuhan tanaman, ketiga komponen tersebut harus berada dalam keadaan seimbang. Bila tanah terlalu basah (hamper semua pori diisi air), maka akan kekurangan udara sehingga akar tanaman sulit bernapas. Sebaliknya, bila tanah terlalu kering (kekurangan air), walaupun cukup udara, dapat menyebabkan tanaman layu. Keadaan tanah yang serasi bisa menjadi habitat tumbuh-tumbuhan kalau perbandingan komponen-komponennya sebagai berikut: mineral 45%, bahan organic 5%, air antara 20-30%, dan udara tanah antara 20-30%

 

Nutrisi Yang Terdapat Dalam Tanah Yang Diperlukan Untuk Menunjang Pertumbuhan Dan Perkembangan Tumbuhan.
Nutrisi atau zat makanan berupa unsur-unsur atau senyawa kimia lainnya diperlukan tumbuhan sebagai sumber energi dan sumber materi untuk sintesis berbagai komponen sel yang diperlukan selama pertumbuhan. Unsur-unsur tersebut sebagian diperoleh dari dalam tanah yang diserapmelalui bulu-bulu akar.
Unsur-unsur yang diperlukan oleh tumbuhan dalam jumlah relatif besar disebut unsur makro, yaitu C,O,H,N,S,F,K,Ca, dan Mg. Unsur-unsur yang diperlukan tumbuhan dalamjumlah sedikit disebut mikro, yaitu Fe,Cl,Cu,Mn,Zn,Mo,Bo,dan Ni, sedangkan unsur-unsur yang diperlukan tumbuhan dalamjumlah sangat sedikit oleh tumbuhan tertentu disebut unsur tumbuhan. Jika kebutuhan salah satu unsur tersebut tidak terpenuhi, proses metabolisme tubuh tumbuhan kan terhambat, dan haltersebut akan memmengaruhi pertumbuhan.
Analisa kimia merupakan cara untuk mengetahui unsur-unsur kimia yang terdapat dalam tubuh tumbuh-tumbuhan, untuk mengetahui dalam bentuk apa saja dan darimana unsur-unsur tersebut diambil oleh tumbuh-tumbuhan.

Unsur-unsur yang diperlukan tumbuh-tumbuhan disebut zat hara.
Zat hara terbagi atas beberapa kelompok yaitu:
a. Makroelemen (zat hara pokok) yaitu unsur-unsur yang dibutuhkan dalam jumlah relatif banyak. Unsur-unsur tersebut: C-H-ON-S-P-K-Ca-Mg-Fe
b. Mikro elemen (zat hara tambahan) yaitu unsur-unsur yang dibutuhkan dalam jumlah yang sedikit sekali, tapi penting untuk petumbuhan. Unsur-unsur tersebut merupakan: Mn-Zn-B-Cu-Mo
c. Unsur-unsur yang hanya penting untuk tumbuhan tertentu. Unsur-unsur tersebut merupakan: Na-Al-Cl-Si-Co
Fungsi unsur-unsur tersebut untuk tumbuh-tumbuhan
• C-H-O : untuk pembentukan karbohidrat
• N : untuk pembentukan protein
• P : untuk pembentukan AND, ARN, ATP, ADP
• S : untuk pembuatan AND, ARN, ATP, ADP
• K : untuk enzim
• Ca : untuk pembuatan dinding sel
• Mg : untuk pembuatan klorofil
• Fe : untuk katalisator
Semua unsur-unsur yang diperlukan diambil dari dalam tanah oleh akar dalam bentuk larutan garam mineral kecuali CO2¬ untuk berfotosintesa dan O2 untuk berrespirasi, yang diambil dari udara dalam bentuk gas CO2 masuk melalui stoma dan O2 masuk melalui seluruh epidermis tubuhnya dan lentisel.
Tumbuhan memang mengekstraksi mineral dari tanah. Nutrien Mineral adalah unsur kimia esensial yang diserap dari tanah dalam bentuk ion anorganik. Sebagai contohnya, tumbuhan membutuhkan nitrogen, yang mereka peroleh dari tanah terutama dalam bentuk ion-ion nitrat (NO3-). Namun demikian, seperti yang dapat kita simpulkan dari dataVan Helmont, nutrient mineral dari tanah hanya member kontribusi kecil pada keseluruhan tumbuhan tersebut. Sekitar 80% sampai 85% dari masa herba (tumbuhan tidak berkayu) adalah air, dan sebagian besar tumbuhantumbuh dengan cara mengakumulasi air di dalam vakuola tengah sel-selnya.
Air dapat dianggap sebagai nutrient karena air menyediakan sebagian besar atom hidrogen dan beberapa dari atom-atom oksigen yang digabungkan dalam senyawa organik pada peristiwa fotosintesis. Umumnya lebih dari 90% air yang diserap oleh tumbuhan hilang melalui transpirasi, dan sebagian besar dari air yang dipertahankan oleh tumbuhan ternyata berfungsi sebagai bahan pelarut, memungkinkan terjadinya pemanjangan sel, dan bertugas mempertahankan bentuk jaringan yang lunak dengan cara
menjaga agar sel-sel tetap turgid.
Suatu unsure kimia tertentu dianggap sebagai suatu nutrient esensial jika nutrient tersebut diperlukan agar suatu tumbuhan dapat tumbuh dari sebuah biji dan menyelesaikan siklus kehidupannya, dan menghasilkan generasi biji yang baru.

Berikut ini adalah tanda-tanda tanaman mengalami kelebihan dan kekurangan unsur hara.
1. Nitrogen (N)
Nitrogen adalah unsur hara makro utama yang dibutuhkan tanaman dalam jumlah yang banyak. Nitrogen di dalam tanaman merupakan unsur yang sangat penting untuk pembentukan protein, daun-daunan dan berbagai persenyawaan organik lainnya. Nitrogen ditinjau dari berbagai sudut, mempunyai pengaruh positif sebagai berikut:
a. Besar pengaruhnya dalam menaikkan potensi pembentukan daun-daun dan ranting.
b. Mempunyai pengaruh positif terhadap kadar protein pada rumput dan tanaman makanan ternak dan lainnya.
c. Pada berbagai tanaman gandum menaikkan kadar protein pada butir gandum.
Gejala kekurangan unsur N :
- Warna daun yang hijau agak kekuningan selanjutnya berubah menjadi kuning
- Daun menjadi kering dan berwarna merah kecoklatan
- Pada tanaman dewasa pertumbuhan yang terhambat ini akan berpengaruh terhadap pembuahan sehingga buahnya tidak sempurna, umumnya kecil dan cepat matang.
Gejala kelebihan unsur N :
- Tanaman akan tampak terlalu subur, ukuran daun akan menjadi lebih besar
- Batang menjadi lunak dan berair (sekulensi) sehingga mudah rebah dan mudah diserang penyakit
- Penundaan pembentukan bunga, bahkan mudah lebih mudah rontok dan pemasakan buah cenderung terlambat.
2. Fosfor (P)
Gejala kekurangan unsur P :
- Warna daunnya akan tampak tua dan sering tampak mengkilap kemerahan
- Tepi daun bercabang
- Batang terdapat warna merah ungu yang lambat laun berubah menjadi kuning
- Jika tanaman berbuah, buahnya kecil, tampak jelek dan lekas matang.
Gejala kelebihan unsur P :
- Tumbuhan kerdil
- Warna daun berubah menjadi ungu atau coklat mulai dari ujung-ujung daun.
3. Kalium (K)
Gejala kekurangan unsur K :
- Daun terlihat lebih tua
- Batang dan cabang lemah dan mudah rebah
- Muncul warna kuning di tepi daun yang sudah tua yang akhirnya mengering dan rontok
- Daun keriting dimulai daun yang paling tua
- Kematangan buah terhambat
- Ukuran buah menjadi lebih kecil dan mudah rontok.
4. Kalsium (Ca)
Kalsium penting untuk tanaman dan tanah. Kalsium merupakan bagian dari semua sel tanaman. Di dalam tanaman, ia bersifat immobial. Ia tidak bergerak dari daun-daun muda, sehingga menyediakan kalsium yang berkesinambungan sangat mutlak selama siklus hidup tanaman yang bersangkutan. Bagi tanah kalsium yang seimbang jumlahnya dapat memperbaiki struktur tanah.
Gejala kekurangan unsur Ca :
- Tepi daun muda yang mengalami klorosis
- Kuncup-kuncup muda akan mati karena perakarannya yang kurang sempurna
- Kalaupun ada daun yang muncul, warnanya akan berubah dan jaringan di beberapa tempat pada helai daun akan mati.
Gejala kelebihan unsur Ca :
- Akar tanaman tidak mampu tumbuh memanjang dengan cepat
- Menghalangi pertumbuhan serta mekarnya daun-daun muda dan pucuk-pucuk
- Menghalangi pertumbuhan bagian tepi daun, oleh karena itu daun-daunnya menjadi keriting.
5. Magnesium (Mg)
Gejala kekurangan unsur Mg:
- Daun mengalami klorosis dan tampak ada bercak-bercak coklat
- Daun yang semula hijau segar menjadi kekuningan dan tampak pucat
- Warna kekuningan ini pun timbul di antara tulang-tulang daun
- Daun mengering dan kerap kali langsung mati.
Gejala kelebihan unsur Mg :
- Daun berwarna kuning, hal ini terjadi karena pembentukan klorofil terganggu
- Pada tanaman jagung kekahatan mg terlihat pada daun adanya garis-garis kuning yang agak menonjol sedangkan pada
daun-daun muda keluar lender terutama bila kekahatan sudah berlanjut.
6. Belerang (S)
Belerang diserap oleh tanaman sebagai anion SO42-. Peranan fisiologisnya analog dengan nitrogen, sebab keduanya merupakan penyusun protein. Peranan unsur belerang (S) adalah :
- Sebagai koenzim yang terlibat dalam rantai transfer electron pada respirasi dan fotosintesis
- Bahan produksi sekunder yang mudah menguap.
Gejala kekurangan unsur S :
- Daun muda yang berubah menjadi hijau muda, kadang-kadang tampak tidak merata, sedikit mengkilat agak keputihan lantas berubah menjadi kuning kehijauan
- Pertumbuhan tanaman akan terhambat, kerdil, berbatang pendek dan kurus.
7. Besi (Fe)
Fungsi lain Fe ialah sebagai pelaksana pemindahan electron dalam proses metabolisme.
Gejala kekurangan unsur Fe :
- Pada daun muda, mula-mula secara bertempat-tempat daun berwarna hijau pucat dan hijau kekuningan
- Tulang daun tetap berwarna hijau serta jaringannya tidak mati
- Pada tulang daun terjadi klorosis yang tadinya berwarna hijau berubah menjadi warna kuning dan ada pula yang menjadi warna putih.
8. Mangan (Mn)
Gejala kekurangan unsur Mn :
- Tanaman berdaun lebar, interveinal chlorosis pada daun muda mirip kekahatan Fe tapi lebih banyak menyebar sampai ke daun yang lebih tua
- Pada serealia bercak-bercak warna keabu-abuan sampai kecoklatan dan garis-garis pada bagian tengah dan pangkal daun muda.
9. Seng (Zn)
Gejala kekurangan unsur Zn :
- Tanaman kerdil
- Ruas-ruas batang memendek
- Daun mengecil dan mengumpul (resetting)
- Klorosis pada daun-daun muda dan intermedier serta adanya nekrosis.
10. Tembaga (Cu)
Fungsi dan peranan Cu antara lain : mengaktifkan enzim sitokrom-oksidase, askorbit-oksidase, asam butirat-fenolase dan laktase. Berperan dalam metabolisme protein dan karbohidrat, berperan terhadap perkembangan tanaman generatif, berperan terhadap fiksasi N secara simbiotis dan penyusunan lignin.
Gejala kekurangan unsur Cu :
- Pembungaan dan pembuahan terganggu
- Warna daun muda kuning dan kerdil
- Daun-daun lemah, layu dan pucuk mengering serta batang
- Tangkai daun lemah.
11. Molibdenum (Mo)
Fungsi Mo dalam tanaman adalah mengaktifkan enzim nitrogenase, nitrat reduktase dan xantine oksidase.
Gejala kekurangan unsur Mo :
- Pertumbuhan tanaman terhambat.
- Daun menjadi pucat dan mati.
- Pembentukan bunga terlambat.
12. Boron (B)
Fungsi boron dalam tanaman antara lain berperanan dalam metabolisme asam nukleat, karbohidrat, protein, fenol dan auksin.
Gejala kekurangan unsur B :
- Pertumbuhan terhambat pada jaringan meristematik (pucuk akar).
- Mati pucuk (die back).
- Mobilitas rendah.
- Buah yang sedang berkembang sangat rentan terserang penyakit.
13. Klor (Cl)
Klor berfungsi sebagai pemindah hara tanaman, meningkatkan osmose sel, mencegah kehilangan air yang tidak seimbang, memperbaiki penyerapan ion lain,untuk tanaman kelapa dan kelapa sawit dianggap hara makro yang penting. Juga berperan dalam fotosistem II dari proses fotosintesis, khususnya dalam evolusi oksigen.
Gejala kekurangan unsur Cl :
- Pola percabangan akar abnormal
- Gejala wilting (daun lemah dan layu)
- Warna keemasan (bronzing) pada daun
- Pada tanaman kol daun berbentuk mangkuk.

Bagaimana Tanaman Memanfaatkan Nutrisi Yang Ada Dalam Tanah Untuk Menunjang Proses Pertumbuhan Dan Perkembangannya
a. Penyerapan Unsur Hara
Ada 3 cara pergerakan unsur hara dari larutan tanah ke akar, yaitu :
1.Intersepsi(Penyerapan)Akar
2.AliranMassa(massflow)
3. Difusi
Intersepsi Akar : Pada waktu akar tanaman tumbuh, maka akar memasuki ruangan yang ditempati oleh unsur hara dan terjadi kontak yang sangat dekat sehingga terjadi pertukaran ion pada permukaan akar dan permukaan kompleks adsorpsi.
Aliran Massa : Gerakan/aliran air bersama dengan elektrolit terlarut melalui tanah. Gerakan masal ini terjadi karena adanya perbedaan potensial karena hujan, pengairan, atau serapan air oleh akar.
              Difusi : Difusi gerakan ion yang terjadi karena adanya gradien difusi/adanya perbedaan kegiatan ion. Pertukaran kontak dan aliran massa merupakan mekanisme penyumbang populasi ion didaerah perakaran mekanisme difusi adalah untuk ion H2PO4- dan K+ Aliran massa (massflow) dan diffusi merupakan dua proses yang menyebarkan bahan terlarut dalam profil tanah seperti pupuk dan pestisida. Kata diffusi berarti suatu penyebaran yang disebabkan oleh pergerakan panas secara acak, sebagai gerak Brown dari partikel koloid (Wild, 1981). Dalam hal ini perpindahan terjadi oleh adanya perbedaan konsentrasi larutan pada dua tempat yang berjarak tertentu dimana pergerakan terjadi dari konsentrasi yang tinggi ke konsentrasi yang rendah. Aliran massa atau aliran konveksi berbeda dengan difusi kerena pergerakannya terjadi oleh adanya perpindahan air atau gas (Hillel, 1980).
            Proses aliran massa dan difusi terjadi oleh sifat-sifat fisika yang berbeda dan arah geraknya berbeda. Aliran massa suatu zat dalam larutan tanah akan bergerak dari daerah yang berair ke daerah yang kering. Sedangkan difusi justru berlawanan, yaitu dari daerah yang berkonsentrasi tinggi ke konsentrasi rendah (daerah yang banyak air). Walaupun prosesnya berbeda tetapi di dalam tanah berlangsung secara simultan atau bersama-sama (Wild, 1981).
Kedua proses pergerakan, baik difusi maupun aliran massa, sangat penting dalam memindahkan unsur hara dari suatu tempat ke dekat permukaan akar, agar dapat diserap oleh akar tanaman. Hal ini terjadi bagi unsur hara P, K, Ca, Mg, S dan sebagainya; tetapi bagi unsur hara N, terutama NO3- , justru pergerakan tersebut bukan saja berperan memindahkan ke dekat akar tetapi dalam pengangkutan yang menjauhi akar atau biasa dikenal sebagai tercuci/terlindi (Nkrumah, Griffith, Ahmad dan Gumbs, 1989).
b. Pengangkutan Zat Melalui Xylem
Pengangkutan zat pada tumbuhan dibedakan menjadi :
1. Pengangkutan vaskuler (intravaskuler) : pengangkutan melalui berkas pembuluh pengangkut.
2. Pengangkutan ekstravaskuler : pengangkutan air dan garam mineral di luar berkas pembuluh pengangkut. Pengangkutan ini berjalan dari sel ke sel dan biasanya dengan arah horisontal. Di dalam akar pengangkutan ini melalui :
Bulu akar - epidermis - korteks - endodermis - xylem.
Pengangkutan ekstravaskluler dibedakan :
- Transportasi/ lintasan apoplas : menyusupnya air tanah secara bebas atau transpor pasif    melalui semua bagian tak hidup dari tumbuhan (dinding sel dan ruang antar sel)
- Transportasi/ lintasan simplas : bergeraknya air dan garam mineral melalui bagian hidup dari sel tumbuhan (sitoplasma dan vakoula).
Air dan garam mineral akan diangkut ke daun melalui pembuluh kayu (xylem). Komponen utama penyusun xylem adalah elemen pembuluh (trakea) dan trakeid. Trakea dan trakeid merupakan sel-sel yang mati karena tidak mempunyai sitoplasma dan hanya mempunyai dinding sel. Sel trakea terdiri atas tabung yang berdinding tabal dan membentuk suatu pembuluh. Sel trakeid merupakan sel dasar penyusun xylem, yang terdiri dari sel memanjang dan berdinding keras karena mengandung lignin. Pada beberapa tempat dinding sel trakeid terdapat bagian-bagian yang tidak menebal yang disebut noktah.
       Selain trakea dan trakeid xylem juga mengandung sel parenkim (parenkim kayu) yang merupakan sel hidup dan berfungsi untuk menyimpan bahan makanan. Xylem juga mengandung serabut kayu yang berfungsi sebagai penguat (penyokong)
Proses pengangkutan air dan zat zat terlarut hingga sampai ke daun pada tumbuhan dipengaruhi oleh :
- Daya kapilaritas : pembuluh xylem yang terdapat pada tumbuhan dianggap sebagai pipa       kapiler. Air akan naik melalui pembuluh kayu sebagai akibat dari gaya adhesi antara dinding pembuluh kayu dengan molekul air.
- Daya tekan akar : tekanan akar pada setiap tumbuhan berbeda-beda. Besarnya tekanan akar dipengaruhi besar kecil dan tinggi rendahnya tumbuhan (0,7 - 2,0 atm). Bukti adanya tekanan akar adalah pada batang yang dipotong, maka air tampak menggenang dipermukaan tunggaknya.
- Daya hisap daun : disebabkan adanya penguapan (transpirasi) air dari daun yang besarnya berbanding lurus dengan luas bidang penguapan (intensitas penguapan).
- Pengaruh sel-sel yang hidup