Edited by Foxit Reader Copyright(C) by Foxit Software Company,2005-2007 For Evaluation Only.

II. UNSUR HARA ESENSIAL

i. Amount required or present in plant tissue (Jumlah yg dibutuhkan tanaman)

ii. Biochemical function for the mineral nutrient

(Fungsi biokimia)

i. Mobility within the plant

(Mobilitas dalam tanaman)

Classifying Mineral Nutrients

2.1. PENGERTIAN UNSUR HARA ESENSIAL

Pertumbuhan tanaman adalah perkembangan yang progresif dari suatu

tanaman atau bagian tanaman.

Perkembangan tanaman ini sangat ditentukan oleh faktor genetik dan

faktor lingkungan spt ketersediaan unsur hara/ nutrisi .

Unsur hara merupakan salah satu faktor lingkungan yg sangat

mempengaruhi pertumbuhan tan., dan kemampuan tanah

menyediakan U.H. tan sangat menentukan prod tan yg dihasilkan.

2.1. PENGERTIAN UNSUR HARA ESENSIAL

Ada 16 unsur hara esensial yg dibutuhkan utk pertbhan

tan, yg dipilahkan atas dasar :

- Asal/ sumber unsur yaitu : udara, air dan tanah

- Jumlah yang dibutuhkan

C, H, dan O diperoleh dari udara dan air, merupakan

komponen utama penyusun karbohidrat (rantai

karbon) dan lemak serta sbg bahan dasar asam

amino dan protein atau bagian tanaman lain.

13 lainnya diperoleh dari dalam tanah.

Unsur Hara Esensial adalah :

Unsur kimia yang mutlak diperlukan tanaman

untuk tumbuh dan berkembang (hidup)

Adapun kriteria esensial yaitu :

1. Tan tdk dpt melangsungkan daur hidupnya (life cycle)

jika tdk ada unsur tsb.

2. Peranan unsur tsb hrs spesifik / khas dan tdk dpt

digantikan oleh unsur lain . Namun sifat ini tdklah

mutlak, krn ternyata ada U.H yg dpt digantikan

secara partial spt K dgn Na.

3. Efek unsur tersebut dlm tan hrs langsung (direct

effect).

2.2. MACAM DAN PERANAN UNSUR HARA

Secara kuantitatif kebut. U.H. dpilahkan menjadi 3 yaitu :

1. Unsur Hara Makro (Macro nutrients) ; U.H. yg dibut tan

dlm jumlah banyak , meliputi : C, H, O, N, P, K, Ca,

Mg dan S.

N, P, K : makro primer, umumnya ditambahkan ke dlm

tnh melalui pupuk buatan atau pupuk kandang

disebut : Unsur pupuk .

Ca, Mg dan S : makro sekunder

Ca dan Mg diberikan sbg kapur, shg disebut unsur

kapur.

S diberikan sbg tepung belerang terutama utk mengatasi

ke (-) S atau memperbaiki reaksi tanah.

2. Unsur Hara Mikro (Micro Nutrients) : adalah U.H.

yg dibut tan dlm jumlah yg relatif sedikit, yg

termasuk di dlmnya adalah : Fe, Mn, Zn, B,

Cu, Mo dan Cl.

3. Unsur Hara Meracun (Toxic Nutrient) : adalah U. H.

yg dpt meracuni tan yg umumnya berasal dr limbah

industri termsk di dlm nya :

- Fe, Cu, Mn, B, Zn bersifat racun jika terdpt dlm

jumlah yg berlebihan

- F, Al, Ni, Pb, Cd ditemukan dlm limbah industri

- I, Br, Cr, Se dpt meracuni tan.

• Kalsifikasi atas dasar jumlah yang diperlukan

tanaman(Amount required or present in plant tissue)

– Unsur Makro

• Dari Udara dan Air: C, H, O

• Dari Tanah: N, P, K, Ca, Mg, S

– Unsur Mikro (dari tanah)

• Fe, B, Mn, Cu, Zn, Mo, Cl

Unsur Hara Esensial untuk pertumbuhan

tanaman :

Primer Sekunder

SECARA RINGKAS BAGAN UNSUR HARA ESENSIAL :

Dibutuhkan

banyak

Dibutuhkan

sedikit

Dari udara + air Dari tanah Dari Tanah

C

H

O

N

P

K

Ca

Mg

S

Fe

Mn

Zn

B

Cu

Mo

Cl

Makro

primer

Makro

sekunder

Unsur Simbol Bentuk tersedia KonsentrasiRelatif

Hidrogen H H2O 60.000.000

Oksigen O CO2, H2O, O2. 30.000.000

Karbon C CO2 30.000.000

Nitrogen N NH4+ dan NO3

- 1.000.000

Kalium K K+ 400.000

Kalsium Ca Ca 2+ 200.000

Magnesium Mg Mg2+ 100.000

Fosfor P H2PO4- dan HPO4

2- 30.000

Sulfur S SO4 2- 30.000

Khlorin Cl Cl - 3.000

Besi Fe Fe2+ dan Fe 3+ 2.000

Boron B H2BO3 2.000

Mangan Mn Mn2+ 1.000

Seng Zn Zn2+ 300

Tembaga Cu Cu + dan Cu2+ 100

Molibdenum Mo MoO4 2- 1

Bentuk Ketersediaan Unsur Hara Esensial

UNSUR HARA PENYUSUN TANAMAN

NH4+

90 %

Air

10%

Bhn kering

C 47%

H 7%

O 44%

N 0,2-2%

CO2 O2

H2O

Fe3+

Mn2+

B33-

MoO42-

Co2+

Zn2+Cl-SO4-

Ca2+Mg2+HPO4-

3

H2PO4-

K+2+

K+

NH4+

NO3-

2.3. FUNGSI UNSUR HARA ESENSIAL

Peranan utama unsur hara esensial bagi nutrisi tanaman

dikelompokkan menjadi 4 kategori, yaitu:

Penyusun struktur dasar: C, H & O

Penyimpanan energi dan transfer ikatan energi: N, S & P

Keseimbangan muatan listrik: K, Ca & Mg

Aktivasi enzim dan transport elektron: Fe, Mn, Zn, B, Cu,

Mo & Cl.

C, H dan O

•Unsur-unsur ini diperoleh tanaman dari udara, uap air

atau air, terutama dalam bentuk CO2,

•Ketiga unsur ini merupakan komponen utama penyusun

karbohidrat (rantai karbon) dan lemak serta sebagai

bahan dasar penyusun asam amino dan protein atau

bagian tanaman lainnya.

Secara Umum Fungsi Masing-masing Hara Adalah Sbb :

Nitrogen : unsur yg paling banyak mendpt perhatian, krn pengaruh-

nya paling dominan dan cepat, berperan terhadap ;

- Merangsang pertumbuhan vegetatif dan memberi warna hijau

pada daun

- Pd serealia memperbesar butir & meningkatkan % protein

- Meningkatkan sukulensi pd sayuran.

- Berfungsi untuk sintesa asam amino, protein, asam nukleat

(DNA dan RNA), nukleotida dan koenzim.

- Mengatur penggunaan unsur hara lainnya.

merupakan salah satu anion yg penting utk pertbhan tan, yg

berperan terhadap:

- proses metabolisme energi (ATP) aktivator dan ensimatik

- Pembelahan sel, pembtk lemak dan albumin

- Menetralisir pengaruh N yg berlebihan

- Perkembangan akar, pembtk buah dan biji.

- Komponen fosfat gula, asam nukleat (DNA dan RNA),

nukleotida, koenzim, fosfolipida, asam fitat, ATP,

ADP, AMP.

FOSFOR

merupakan kation monovalent yg esensial bagi tan. Peran utama

K adalah :

- Sebagai aktivaktor berbagai enzim 40, relgulator osmotik,

mempertahankan netralitas elektrik

- Meningkatkan ketahanan tan thd berbagai penyakit

- Meniadakan pengaruh buruk N, dan mengurangi

pematangan yg dipercepat oleh P (pengaruh keseimbangan)

- Berperan dlm pembtk pati, translokasi gula, dan

pembtk khlorofil.

- Mencegah efek rebah

KALIUM

merupakan unsur yg esensial bagi tan.

- berperan dlm berbagai reaksi dlm sel hidup

- merupakan penyusun asam amino metionin dan

sistein, vitamin biotin dan tiamin

- berperan dlm pembtk bintil akar

- pd tan serealia ke (-) S menyebabkan gabah menjadi

hampa, dan produksi berkurang.

- Komponen asam-asam amino mengandung S, sistein,

dan methionin, juga bbp. protein / enzim

SULFUR

merupakan unsur hara makro sekunder yg esensial,

- berperan dlm pembelahan sel pd jaringan meristematik

- melindungi akar dr pengaruh racun dr kation logam

- berperan dlm pembtk bintil akar kedelai

- merupakan anasir dr dinding sel

- Penyusun molekul klorofil; terlibat tidak langsung

dalam transfer fosfat.

- Penyusun lamela tengah dinding sel; diperlukan untuk

aktivasi beberapa enzim yang terlibat dalam

hidrolisis ATP dan fosfolipida.

KALSIUM

merupakan unsur hara makro sekunder yg esensial,

- sebagai kofaktor dr enzim2 yg berperan dlm glikolisis

dan siklus crebs

- sebagai penyusun klorofil, shg sangat berpengaruh

dlm proses fotosintesis

- gejala defisiensi tampak pada daun2 tua

- penyusun molekul klorofil; terlibat tidak langsung dalam

transfer fosfat.

MAGNESIUM

Secara umum peran unsur hara mikro adalah sbb :

BESI : - berperan sebgai kofaktor dr berbagai enzim

- esensial dlm pembtk khlorofil, dan dijumpai sbg bagian dr

khloroplas.

- Komponen protein sitokrom dan besi yang terlibat

dalam fotosintesis, fiksasi N2, dan respirasi.

MANGAN : - berfungsi sbg aktivator dr berbagai enzim spt (pentransfer P),

siklus Crebs, dehidrogenase, dekarboksilase, kinase, oksidase,

dan peroksidase

- merupakan bgn penting dlm pembtk khloroplas

- konsentrasi Mn yg tinggi dpt mengakibatkan ke (-) besi

- Diperlukan untuk evolusi O2 fotosintetik (pemisahan H2O)

- Seng merupakan penyusun penting dari alkohol

berbagai enzim meliputi ; dehidrogenase,

glutamik dehidrogenase, karbonik anhidrase dan

enzim-enzim lain.

- Sebagai kofaktor berbagai enzim

SENG

- merupakan penyusun dr berbagai enzim spt

asam askorbik, oksidase, tisosinase,

monoamina, oksidase , urikase, sitokrom,

laktase, fenolase dan lain2.

- merupakan ko-faktor dr berbagai enzim

- ke (-) tembaga menyebabkan sintesis protein

terganggu.

TEMBAGA

- Merupakan enzim yg berperan dlm fiksasi N + reduksi nitrat.

- Penyusun nitrat reduktase yang penting untuk fiksasi N2.

BORON

- tdk sbg penyusun enzim, ttp berperan dlm pengendalian

metabolisme hidrat arang yakni degradasi glukose

- Membentuk kompleks dengan beberapa CHO dan diketahui

ada bukti tidak langsung tentang keterlibatan B dalam

pergerakan C, H, dan O.

MOLIBDENUM

- Belum ditemukan adanya enzim atau senyawa organik

esensial yg mengandung klor

- Diduga berperan dlm pembtk oksigen yg terjadi

dlm proses fotosintesis

- Diperlukan untuk reaksi-reaksi fotosintetik yang

terlibat dalam evolusi O2.

KLOR

N : Penyusun asam amino, protein, asam nukleat (DNA dan RNA),

nukleotida dan koenzim.

P : Komponen fosfat gula, asam nukleat (DNA dan RNA), nukleotida,

koenzim, fosfolipida, asam fitat, ATP, ADP, AMP.

K : Aktivator enzim bagi lebih dari 40 enzim, relgulator osmotik,

mempertahankan netralitas elektrik.

Secara Rinci Fungsi Masing-masing Hara Adalah Sbb :

Ca : Penyusun lamela tengah dinding sel; diperlukan untuk

aktivasi beberapa enzim yang terlibat dalam

hidrolisis ATP dan fosfolipida

Mg : Penyusun molekul klorofil; terlibat tidak langsung

dalam transfer fosfat.

S : Komponen asam-asam amino mengandung S,

sistein, dan methionin, juga bbp. protein / enzim

Fe : Komponen protein sitokrom dan besi yang terlibat dalam

fotosintesis, fiksasi N2, dan respirasi.

Mn : Diperlukan untuk evolusi O2 fotosintetik (pemisahan H2O);

diperlukan untuk aktivasi berbagai enzim seperti

dehidrogenase, dekarboksilase, kinase, oksidase, dan

peroksidase

Cu : Komponen penting askorbik oksidase, tisosinase, monoamina

oksidase , urikase dan sitokrom oksidase.

Lanjutan

Zn : Penyusun penting dari alkohol dehidrogenase, glutamik

dehidrogenase, karbonik anidrase dan enzim-enzim lain.

B : Membentuk kompleks dengan beberapa CHO dan diketahui ada

bukti tidak langsung tentang keterlibatan B dalam

pergerakan CHO.

Mo : Penyusun nitrat reduktase yang penting untukfiksasi N2.

Cl : Diperlukan untuk reaksi-reaksi fotosintetik yang terlibat dalam

evolusi O2.

Kisaran konsentrasi unsur di dalam jaringan tanaman

UNsur % bobot kering μmol /g bobotkering

Jumlah AtomRelatif

H 6,0 59,40 59.400.000

C 45,0 37,50 37.500.000

O 45,0 28,10 28.100.000

N 1,5 1,07 1.070.000

P 0,2 65,00 65.000

K 1,0 225.000 225,00

Ca 0,5 125,00 125.000

Mg 0,2 82,00 82.000

S 0,1 31,00 31.000

UNsur % bobotkering

mg/kg bobotkering

μmol /g bobotkering

Jumlah AtomRelatif

B 20,0 1,800 1,800

Zn 20,0 0,310 310

Cu 6,0 0,090 90

Cl 100,0 2,800 2,800

Fe 100,0 1,800 1,800

Mn 50,0 0,910 910

Mo 0,1 0,001 1

Lanjutan ………..

Secara ringkas, pergerakan unsur hara ke akar tanaman

adalah sebagai berikut :

1. Intersepsi Akar Ca, Mg : 100%

2. Aliran Massa N, Ca, Mg, S, Cl, Mo, Cu, B :

100%, Fe, Mn, Zn : 30-50%

3. Difusi P dan K bergantung pada difusi,

beberapa unsur mikro juga bergerak melalui

difusi

Penyerapan unsur hara oleh tanaman dari:

1.Udara, lewat stomata, terutama CO2 dan O2

2.Tanah atau media tumbuh, melalui penyerapan oleh akar

3.Kegiatan simbiosis dengan mikrobia, misal fiksasi N2 bebas

dari udara melalui Rhizobium pada tanaman legum.

Bentuk yang diserap tanaman dari dalam tanah dan peranan

utama unsur hara esensial:

1. Unsur hara makro

UnsurBentuk

diserap Peranan Utama

Nitrogen (N)NO3

-, NH4+ Asam amino, protein, asam

nukleat

Fosfor (P) H2PO4-, HPO4

2-Pemanfaatan energi dari

cadangan makanan

Belerang (S) SO42- Kelompok sulfhidril

Kalium (K)

K+ Heksokinase; pengendalian

potensial osmosis sel, terutama

guard cells.

Kalsium (Ca)Ca2+ Kalsium pektat; struktur lamela

tengah

Magnesium (Mg) Mg2+ Klorofil, respirasi, cofaktor enzim

Unsur Bentuk

diserap

Peranan Utama

Besi (Fe) Fe2+ Sitokrom, Feredoksin

Mangan (Mn) Mn2+ Pembentukan asam amino

Boron (B) BO22- Mungkin dalam translokasi gula

Tembaga (Cu) Cu2+ Reduksi nitrat

Seng (Zn) Zn2+ Dehidrogenase

Molibdenum

(Mo)

MoO42- Nitrat reduktase

Klor (Cl) Cl- Fosforilasi fotosintetik

2. Unsur hara makro

Unsur haraBerat

Atom

Konsentrasi dlm

bahan keringJumlah atom

relatif thd. Mo.mol/g Jumlah

Makro: %

Belerang (S) 32,07 30 0,1 30.000

Fosfor (P) 30,98 60 0,2 60.000

Magnesium (Mg) 24,32 80 0,2 80.000

Kalsium (Ca) 40,08 125 0,5 125.000

Kalium (K) 39,10 250 1,0 250.000

Nitrogen (N) 14,01 1.000 1,5 1.000.000

Oksigen (O) 16,00 30.000 45,0 30.000.000

Karbon (C) 12,01 35.000 45,0 35.000.000

Hidrogen (H) 1,01 60.000 6,0 60.000.000

Konsentrasi kecukupan hara (nutrients sufficiency)

di dalam bahan tanaman :

Unsur haraBerat

Atom

Konsentrasi dlm

bahan keringJumlah atom

relatif thd. Mo.mol/g Jumlah

Mikro: Ppm

Molibdenum (Mo) 95,95 0,001 0,1 1

Tembaga (Cu) 63,54 0,10 6 100

Seng (Zn) 65,38 0,30 20 300

Mangan (Mn) 54,94 1,00 50 1.000

Besi (Fe) 55,85 2,00 100 2.000

Boron (B) 10,82 2,00 20 2.000

Klor (Cl) 35,48 3,00 100 3.000

Lanjutan ………….