Advertisement

Nutrisi Mineral dan Pengambilan Garam, SEBAGIAN besar berat basah tumbuhan terna disebabkan oleh kandungan air. Kandungan air dapat dihitung dengan cara memanaskan sejumlah material tumbuhan segar yang telah ditimbang dalam oven 98°C sampai beratnya tidak berkurang lagi. Berat bahan kering yang tertinggal setelah airnya hilang disebut berat kering.   19.1 memperlihatkan analisis berbagai unsur kimia pada bahan kering dari tanaman jagung selengkapnya. Dalam   ini tampak bahwa tiga unsur, yaitu karbon, hidrogen, dan oksigen membentuk lebih dari 94 persen berat kering total. Alasannya, karena sebagian besar bahan kering tersusun atas senyawa organik yang dihasilkan oleh fotosintesis dari bahan dasar karbon dioksida dan air. Sebagian senyawa organik ini tersusun atas karbon, hidrogen, dan oksigen saja. Hal ini terdal5at pada selulosa, yang menyusun kira-kira sepertiga dari berat kering bahan. Senyawa-senyawa organik lain memiliki .kerangka karbon yang tersusun atas ketiga unsur ini, walaupun satu atau beberapa unsur lain merupakan bagian lain molekul.

Unsur terbanyak keempat pada   19.1 adalah nitrogen. Nitrogen merupakan penyusun segala macam protein yang merupakan komponen utama bahan kering yang berasal dari bahan protoplasma tumbuhan. Unsur-unsur lain hanya berjumlah sedikit; unsur ini membentuk abu yang tertinggal jika bahan tumbuhan dibakar dan senyawa organiknya hilang dalam bentuk gas sebagai hasil pembakaran.

Advertisement

Selain karbon dan sebagian oksigen, yang keduanya berasal dari karbon dioksida dalam atmosfer, unsur-unsur kimia penyusun tumbuhan umumnya diserap dari dalam tanah oleh perakaran. Hidrogen yang menurut jumlah atomnya merupakan unsur paling banyak, semata-mata berasal dari air, yang juga memberikan oksigen yang bukan berasal dari atmosfer.

Semua unsur lain diserap sebagai garam anorganik dan karena itu disebut unsur mineral. Kecuali nitrogen, unsur lain hanya berasal dari batuan dasar yang hancur secara kimia dan menjadi tanah. Garam-garam anorganik bernitrogen sebagian berasal dari penghancuran batuan, tetapi sebagian besar berasal dari atmosfer sebagai hasil proses penambatan nitrogen.

Hadirnya unsur mineral dalam tumbuhan tidak harus berarti bahwa unsur ini penting bagi pertumbuhannya; silikon sering terdapat dalam jumlah cukup besar, akan tetapi kebanyakan tumbuhan dapat tumbuh normal jika silikon itu sengaja dikeluarkan dari lingkungannya. Metode yang paling banyak digunakan untuk menentukan unsur-unsur mana yang perlu bagi tumbuhan untuk tumbuh sampai dewasa ialah dengan cara menumbuhkan tanaman dalam kultur air. Ini berarti bahwa perakarannya bukan ditumbuhkan dalam tanah, melainkan digantungkan dalam sebuah wadah besar berisi air suling yang dibubuhi campuran garam-garam anorganik yang cocok dalam perbandingan yang tepat.

Agar perakaran yang menggantung itu memperoleh jumlah oksigen cukup banyak untuk respirasi, larutan selalu perlu dan kadang-kadang harus diberi udara dengan cara mengalirkan udara ke dalam wadah itu. Tanaman yang diuji itu juga diberi cahaya yang memadai untuk fotosintesis. J ika larutan kultur berisi semua unsur penting dalam jumlah cukup, maka tanaman akan tumbuh normal dan menyelesaikan daur hidupnya. Sebaliknya jika dengan menghilangkan unsur tertentu dari garam yang digunakan dalam larutan kultur mengakibatkan tumbuhan berkembang tidak normal, maka unsur tertentu itu dianggap unsur penting. Dengan menggunakan teknik tersebut, menjelang akhir abad yang lalu telah dapat ditentukan bahwa tujuh unsur harus terdapat dalam larutan yang diberikan kepada perakaran tumbuhan untuk memper:ahankan kehidupannya yang sehat. Ketujuh unsur itu adalah nitrogen, fosfor, kalium, kalsium, belerang, magnesium, dan besi. Nitrogen diperlukan dalam jumlah sangat besar, sedangkan besi dalam jumlah sangat kecil, dibandingkan dengan unsur-unsur lain. Dari ketujuh unsur ini nitrogen diperoleh sebagai ion nitrat (NO3-) atau ion amonium NH4+), fosfor sebagai ortofosfat (H2PO4-), dan belerang sebagai ion sulfat (SO42-); empat unsur lain diserap sebagai kation (K±, Ca’, Mg’, Fe’, atau Fe’).

Ketujuh unsur ini diperlukan oleh tumbuhan yang sedang tumbuh dalam jumlah cukup besar, sebab kekurangan atau defisiensi salah satu dari ketujuh unsur ini akan jelas tampak dalam waktu singkat (sering hanya dalam waktu beberapa hari) dengan munculnya gejala pertumbuhan tidak sehat. Karena defisiensi masing-masing unsur cenderung untuk menghasilkan gejala yang khas, maka biasanya mudah dikenal unsur mana yang tidak ada, dengan cara melihat penampilan luar tumbuhan itu. Misalnya, kekurangan nitrogen menyebabkan pertumbuhan kerdil, daun menguning, dan pertumbuhan kayu berlebihan; kekurangan kalium (unsur yang mobil, lihat halaman 354) menyebabkan daun-daun yang lebih tua layu dan mati, sedangkan ujung pucuk tumbuh terus ; sebaliknya kekurangan kalsium (unsur tidak mobil) mula-mula tampak pada daun muda yang menjadi hijau pucat dan lama kelamaan mati, ujungnya, dan sepanjang pinggirannya. Interpretasi gejala defisiensi akan menjadi lebih sulit jika kekurangan itu lebih dari satu unsur.

Tidak ada penambahan pada daftar tujuh unsur penting itu sampai dasawarsa kedua abad ini, ketika beberapa garam anorganik yang kemurniannya sangat tinggi dapat diperoleh dalam perdagangan. Setelah saat itu, diketahui bahwa berbagai unsur lain juga penting bagi tumbuhan, tetapi hanya dalam konsentrasi sangat kecil. Unsur-unsur tambahan ini, yang ada dalam kebanyakan tanah dalam jumlah sangat sedikit meliputi boron, mangan, seng, tembaga, molibdenum, klor, dan mungkin juga zat-zat lain. Unsur-unsur ini disebut unsur hara mikro atau unsur runutan (trace element), untuk membedakannya dengan unsur hara makro yang dibutuhkan dalam jumlah relatif besar. Pembuktian mengenai pentingnya unsur hara mikro menimbulkan kesulitan besar pada percobaanpercobaan, dan inilah sebabnya mengapa unsur-unsur tersebut tidak dapat dideteksi oleh para ahli sebelumnya. Konsentrasi yang diperlukan (seperti dalam hal molibdenum) mungkin hanya dalam konsentrasi satu bagian dari satu milyar konsentrasi larutan, sehingga dengan kontaminasi kecil saja perunut (tracer) sudah cukup untuk memenuhi kebutuhan tumbuhan, jika bahan kimia tidak murni digunakan untuk membuat larutan kultur. J adi dalam penyiapan kebutuhan akan unsur hara mikro sangatlah diperlukan cara menghindari ketidakmurnian, bukan hanya pada larutan dan wadah, melainkan juga pada debu di udara sekelilingnya. Pada tumbuhan tertentu, terutama yang bijinya besar-besar (misalnya kacang), kotiledon juga perlu ditiadakan, sebab bagian ini mungkin berisi cadangan unsur-unsur penting dalam jumlah yang cukup bagi tumbuhan untuk mencapai kedewasaan tanpa diperlukan tambahan unsur dari luar. Jika kotiledon tidak dihilangkan dari serriai muda, akan diperlukan beberapa generasi pertumbuhan dari biji ke biji dalam larutan kultur untuk dapat menyusun kebutuhan akan unsur hara mikro tertentu.

Jumlah tertentu berbagai unsur yang diperlukan untuk mempertahankan pertumbuhan tanaman dalam larutan kultur air tertera pada   19.2. Jumlah besi hanya sekitar dua kali jumlah boron, itulah sebabnya mengapa besi sekarang lazimnya dicantumkan sebagai salah satu unsur hara mikro (seperti pada   19.2), walaupun kebutuhan akan unsur ini mudah dideteksi dan karena itu tidak lepas dari pengamatan para peneliti terdahulu.

Sebagai tambahan kepada unsur-unsur tersebut di atas yang merupakan kebutuhan absolut yang telah diketahui, ada beberapa unsur lagi yang hanya diperlukan oleh beberapa tumbuhan tertentu saja. Misalnya sejumlah kecil natrium telah terbukti dibutuhkan oleh Atriplex, sejenis perdu yang tumbuh alami pada tanah masin (karena itu dinamakan belukar masin) dan menyimpan sejumlah besar unsur tersebut dalam jaringan tubuhnya. Mungkin natrium ini diperlukan dalam jumlah runutan (tracer amount) oleh semua tumbuhan, tetapi sulit ditentukan kepentingannya karena belum mungkin mengurangi kontaminasi di bawah tingkatan yang cukup rendah untuk membangkitkan gejala penyakit. (Sampai sekarang kesulitan yang sama terjadi juga pada ion klor, dan hanya jika diperoleh teknik untuk menghindari kontaminasi dapat dibuktikan klor sebagai hara mikro.) Suatu kebutuhan khusus akan kobalt juga telah diperlihatkan pada tumbuhan polong-polongan yang memiliki bintil penambat nitrogen pada akarnya.

 

Advertisement