NUTRISI TANAMAN: MAKRONUTRIEN, MIKRONUTRIEN, DEFISIENSI - BIOLOGI - 2025

The nutrisi tanaman adalah serangkaian proses kimia dimana nutrisi diekstraksi dari lantai dasar bahwa dukungan untuk pertumbuhan dan perkembangan organ. Itu juga membuat referensi khusus untuk jenis nutrisi mineral yang dibutuhkan tanaman dan gejala kekurangannya.

Studi tentang nutrisi tanaman sangat penting bagi mereka yang bertanggung jawab atas perawatan dan pemeliharaan tanaman untuk kepentingan pertanian, karena secara langsung berkaitan dengan ukuran hasil dan produksi.

Ladang ditabur jagung (Sumber: pixabay.com/)

Karena penanaman sayuran yang berkepanjangan menyebabkan erosi dan pemiskinan mineral tanah, kemajuan besar dalam industri pertanian terkait dengan pengembangan pupuk, yang komposisinya dirancang dengan cermat sesuai dengan kebutuhan nutrisi dari tanaman yang bersangkutan.

Rancangan pupuk ini tidak diragukan lagi membutuhkan pengetahuan yang luas tentang fisiologi dan nutrisi tanaman, karena seperti dalam sistem biologis mana pun, ada batas atas dan bawah di mana tanaman tidak dapat berfungsi dengan baik, baik dengan kekurangan atau kelebihan beberapa elemen.

Bagaimana tanaman dipelihara?

Akar memainkan peran mendasar dalam nutrisi tanaman. Unsur hara mineral diambil dari "larutan tanah", dan diangkut baik melalui rute simplistik (intraseluler) atau apoplastik (ekstraseluler) ke bundel pembuluh darah. Mereka dimasukkan ke dalam xilem dan diangkut ke batang, di mana mereka memenuhi berbagai fungsi biologis.

Akar chicory

Penyerapan hara dari tanah melalui syplast di akar dan pengangkutan selanjutnya ke xilem melalui jalur apoplastik adalah proses yang berbeda, dimediasi oleh faktor yang berbeda.

Siklus hara dianggap mengatur serapan ion ke dalam xilem, sementara masuknya simpatis ke akar mungkin bergantung pada suhu atau konsentrasi ion eksternal.

Pengangkutan zat terlarut ke xilem umumnya terjadi dengan difusi pasif atau transpor pasif ion melalui saluran ion, berkat gaya yang dihasilkan oleh pompa proton (ATPases) yang diekspresikan dalam sel paratrakeal parenkim.

Di sisi lain, pengangkutan ke apoplas didorong oleh perbedaan tekanan hidrostatik dari daun yang bertranspirasi.

Banyak tumbuhan menggunakan hubungan mutualistik untuk makan sendiri, baik untuk menyerap bentuk ionik lain dari mineral (seperti bakteri pengikat nitrogen), untuk meningkatkan kapasitas penyerapan akar mereka, atau untuk mendapatkan ketersediaan yang lebih besar dari unsur-unsur tertentu (seperti mikoriza). .

Elemen penting

Tumbuhan memiliki kebutuhan yang berbeda untuk setiap unsur hara, karena tidak semua digunakan dalam proporsi yang sama atau untuk tujuan yang sama.

Unsur esensial adalah unsur yang merupakan bagian penyusun dari struktur atau metabolisme tanaman, dan ketidakhadirannya menyebabkan kelainan parah pada pertumbuhan, perkembangan atau reproduksinya.

Secara umum, semua elemen berfungsi dalam struktur sel, metabolisme, dan osmoregulasi. Klasifikasi makro dan mikronutrien berkaitan dengan kelimpahan relatif unsur-unsur ini dalam jaringan tanaman.

Makronutrien

Di antara makronutrien tersebut adalah nitrogen (N), kalium (K), kalsium (Ca), magnesium (Mg), fosfor (P), sulfur (S) dan silikon (Si). Meskipun elemen penting berpartisipasi dalam banyak peristiwa seluler yang berbeda, beberapa fungsi spesifik dapat ditunjukkan:

Nitrogen

Ini adalah elemen mineral yang dibutuhkan tanaman dalam jumlah yang lebih besar dan biasanya merupakan elemen pembatas di banyak tanah, itulah sebabnya pupuk umumnya memiliki nitrogen dalam komposisinya. Nitrogen merupakan elemen bergerak dan merupakan bagian penting dari dinding sel, asam amino, protein dan asam nukleat.

Meskipun kandungan nitrogen di atmosfer sangat tinggi, hanya tumbuhan dari keluarga Fabaceae yang mampu menggunakan nitrogen molekuler sebagai sumber utama nitrogen. Bentuk-bentuk yang dapat diasimilasi oleh yang lain adalah nitrat.

Kalium

Mineral ini diperoleh pada tumbuhan dalam bentuk kationik monovalen (K +) dan berpartisipasi dalam regulasi potensial osmotik sel, serta sebagai penggerak enzim yang terlibat dalam respirasi dan fotosintesis.

Kalsium

Umumnya ditemukan sebagai ion divalen (Ca2 +) dan penting untuk sintesis dinding sel, terutama pembentukan lamella tengah yang memisahkan sel selama pembelahan. Ini juga berpartisipasi dalam pembentukan gelendong mitosis dan diperlukan untuk fungsi membran sel.

Ia memiliki peran penting sebagai pembawa pesan sekunder di beberapa jalur respons tanaman baik melalui sinyal hormonal maupun lingkungan.

Ini dapat mengikat kalmodulin dan kompleks mengatur enzim seperti kinase, fosfatase, protein sitoskeletal, protein pensinyalan, dan lain-lain.

Magnesium

Magnesium terlibat dalam aktivasi banyak enzim dalam fotosintesis, respirasi, dan sintesis DNA dan RNA. Selain itu, ini adalah bagian struktural dari molekul klorofil.

Pertandingan

Fosfat sangat penting untuk pembentukan zat antara gula-fosfat dari respirasi dan fotosintesis, serta menjadi bagian dari gugus kutub pada kepala fosfolipid. ATP dan nukleotida terkait memiliki fosfor, serta struktur asam nukleat.

Sulfur

Rantai samping asam amino sistein dan metionin mengandung belerang. Mineral ini juga merupakan konstituen penting dari banyak koenzim dan vitamin seperti koenzim A, S-adenosylmethionine, biotin, vitamin B1 dan asam pantotenat, penting untuk metabolisme tanaman.

Silicon

Terlepas dari kenyataan bahwa hanya persyaratan tertentu untuk mineral ini yang telah dibuktikan dalam keluarga Equisoceae, terdapat bukti bahwa akumulasi mineral ini di jaringan beberapa spesies berkontribusi pada pertumbuhan, kesuburan, dan ketahanan terhadap stres.

Bibit (Sumber: pixabay.com/)

Mikronutrien

Mikronutrien tersebut adalah klorin (Cl), besi (Fe), boron (B), mangan (Mn), natrium (Na), seng (Zn), tembaga (Cu), nikel (Ni) dan molibdenum (Mo). Seperti halnya makronutrien, mikronutrien memiliki fungsi esensial dalam metabolisme tumbuhan, yaitu:

Klorin

Klorin ditemukan pada tumbuhan sebagai bentuk anionik (Cl-). Ini diperlukan untuk reaksi fotolisis air yang terjadi selama respirasi; berpartisipasi dalam proses fotosintesis dan dalam sintesis DNA dan RNA. Ini juga merupakan komponen struktural dari cincin molekul klorofil.

Besi

Besi merupakan kofaktor penting untuk berbagai macam enzim. Peran fundamentalnya melibatkan pengangkutan elektron dalam reaksi reduksi oksida, karena ia dapat dengan mudah dioksidasi secara reversibel dari Fe2 + menjadi Fe3 +.

Peran utamanya mungkin sebagai bagian dari sitokrom, penting untuk pengangkutan energi cahaya dalam reaksi fotosintesis.

Boron

Fungsi pastinya belum ditentukan, namun bukti menunjukkan bahwa ini penting dalam pemanjangan sel, sintesis asam nukleat, dalam respons hormonal, fungsi membran, dan dalam pengaturan siklus sel.

Mangan

Mangan ditemukan sebagai kation divalen (Mg2 +). Ini berpartisipasi dalam aktivasi banyak enzim dalam sel tumbuhan, khususnya dekarboksilase dan dehidrogenase yang terlibat dalam siklus asam trikarboksilat atau siklus Krebs. Fungsinya yang paling terkenal adalah dalam produksi oksigen dari air selama fotosintesis.

Sodium

Ion ini dibutuhkan oleh banyak tanaman dengan metabolisme C4 dan asam crassulaceous (CAM) untuk fiksasi karbon. Hal ini juga penting untuk regenerasi fosfoenolpiruvat, substrat dari karboksilasi pertama dalam rute yang disebutkan di atas.

Seng

Sejumlah besar enzim membutuhkan seng agar berfungsi, dan beberapa tanaman membutuhkannya untuk biosintesis klorofil. Enzim metabolisme nitrogen, transfer energi dan jalur biosintesis protein lain membutuhkan seng untuk fungsinya. Ini juga merupakan bagian struktural dari banyak faktor transkripsi yang penting secara genetik.

Tembaga

Tembaga dikaitkan dengan banyak enzim yang berpartisipasi dalam reaksi reduksi oksidasi, karena dapat dioksidasi secara reversibel dari Cu + menjadi Cu2 +. Contoh enzim ini adalah plastosianin, yang bertanggung jawab untuk transfer elektron selama reaksi cahaya fotosintesis.

Nikel

Tanaman tidak memiliki persyaratan khusus untuk mineral ini, namun banyak mikroorganisme pengikat nitrogen yang memelihara hubungan simbiosis dengan tanaman membutuhkan nikel untuk enzim yang memproses molekul gas hidrogen selama fiksasi.

Molibdenum

Nitrat reduktase dan nitrogenase adalah di antara banyak enzim yang membutuhkan molibdenum untuk fungsinya. Nitrat reduktase mengkatalisis reduksi nitrat menjadi nitrit selama asimilasi nitrogen di tanaman, dan nitrogenase mengubah gas nitrogen menjadi amonia dalam mikroorganisme pengikat nitrogen.

Diagnosis defisiensi

Perubahan nutrisi pada sayuran dapat didiagnosis dengan beberapa cara, di antaranya analisis daun merupakan salah satu metode yang paling efektif.

Klorosis internal pada Styraciflua Liquidambar (Jim Conrad, melalui Wikimedia Commons)

Klorosis atau menguning, munculnya bintik-bintik nekrotik berwarna gelap dan pola distribusinya, serta adanya pigmen seperti antosianin, adalah bagian dari elemen yang perlu dipertimbangkan selama diagnosis defisiensi.

Penting untuk mempertimbangkan mobilitas relatif setiap barang, karena tidak semua diangkut dengan keteraturan yang sama. Dengan demikian, kekurangan unsur-unsur seperti K, N, P dan Mg dapat diamati pada daun dewasa, karena unsur-unsur ini ditranslokasi ke jaringan dalam formasi.

Sebaliknya, daun muda akan menunjukkan kekurangan unsur-unsur seperti B, Fe dan Ca, yang relatif tidak bergerak pada kebanyakan tanaman.

Referensi

1. Azcón-Bieto, J., & Talón, M. (2008). Fundamentals of Plant Physiology (edisi ke-2nd). Madrid: McGraw-Hill Interamericana of Spain.
2. Barker, A., & Pilbeam, D. (2015). Handbook of Plant Nutrition (edisi ke-2nd).
3. Sattelmacher, B. (2001). Apoplas dan signifikansinya bagi nutrisi mineral tumbuhan. Ahli Fitologi Baru, 149 (2), 167-192.
4. Taiz, L., & Zeiger, E. (2010). Plant Physiology (edisi ke-5th). Sunderland, Massachusetts: Sinauer Associates Inc.
5. Putih, PJ, & Coklat, PH (2010). Nutrisi tanaman untuk pembangunan berkelanjutan dan kesehatan global. Annals of Botany, 105 (7), 1073–1080.