NUTRISI PADA TUMBUHAN

BAB 1

PENDAHULUAN

A.    Latar Belakang Masalah

Setiap organism merupakan suatu sistem terbuka yang berhubungan dengan lingkungannya melalui pertukaran energi dan materi secara terus menerus. Didalam aliran energi dan siklus kimia yang mempertahankan ekosistem agar tetap hidup, dan melakukan tahapan pokok yaitu mentransformasikan senyawa anorganik menjadi senyawa organik. Namun demikian, autotrofik tidak berarti otonom. Tumbuhan memerlukan cahaya matahari sebagai sumber energi untuk melakukan fotosintesis. Untuk mensintesis bahan organik, tumbuhan juga memerlukan bahan mentah dalam bentuk bahan-bahan anorganik seperti CO₂, H2O dan berbagai mineral yang ada sebagai ion anorganik dalam tanah. Melalui sistem akar dan sistem tunas yang saling menjalin pada suatu tumbuhan memiliki jaringan kerja yang sangat ekstensif dengan lingkungannya (tanah dan udara), yang merupakan nutrien anorganik tumbuhan tersebut.

Pada makalah ini akan dibahas lebih banyak lagi mengenai kebutuhan nutrisi tumbuhan dan beberapa cara seperti konservasi dan tekhnik budidaya hidroponik yang dapat dilakukan untuk memperoleh hasil tumbuhan yang baik karena tercukupi nutrisinya.

B.     Ruang Lingkup

Secara garis besar makalah ini memiliki topik mengenai nutrisi tumbuhan. Secara lebih khususnya makalah ini akan membahas tentang poin-poin yang dianggap penting seperti nutrisi tumbuhan, peranan tanah dalam nutrisi tumbuhan hingga pada kasus khusus nitrogen sebagai nutrien tumbuhan yang dijabarkan secara singkat, sehingga diharapkan dapat mudah dipahami dan dimengerti.

C.    Tujuan Makalah

·         Nutrisi apa saja yang dibutuhkan oleh tumbuh-tumbuhan?

·         Apakah ada keterkaitan antara peranan tanah dalam nutrisi tumbuhan?

·         Apakah kasus khusus nitrogen sebagai nutrien tumbuhan?

D.    Manfaat Makalah

Dengan penyajian materi secara singkat tentang nutrisi tanah ini diharapkan dapat mempermudah pembelajaran dalam proses belajar mengajar.

E.      

BAB II

PEMBAHASAN

NUTRISI TUMBUHAN

A.    KEBUTUHAN NUTRISI TUMBUHAN

1.      Komposisi Kimia Tumbuhan Memebri Petunjuk Mengenai Kebutuhan Nutrisi

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:

1)      Makroelemen (zat hara pokok) yaitu unsur-unsur yang dibutuhkan dalam jumlah relatif banyak. Unsur-unsur tersebut: C-H-O-N-S-P-K-Ca-Mg-Fe

2)      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

3)      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 CO_2­ 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. [1]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.

2.      Tumbuhan Memerlukan Sembilan Makronutrien dan Paling Tidak Delapan Makronutrien

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.

Unsur yang diperlukan oleh tumbuhan dalam jumlah yang relative besar disebut makronutrien. Terdapat Sembilan makronutrien, yang meliputi enam unsur penyusun utama senyawa organik yaitu:

·         Karbon (C)

·         Oksigen (O)

·         Hidrogen (H)

·         Nitrogen (N)

·         Sulfur (S)

·         Dan Fosfor (P)

  Terdapat pula tiga makro molekul lainnya yaitu:

·         Kalium (K)

·         Kalsium (Ca)

·         Dan Magnesium (Mg)

Selain makronutrien, unsure-unsur yang diperlukan tumbuhan dalam jumlah sangat sedikit disebut mikronutrien. Kedelapan mikronutrien tersebut adalah: besi, klorida, tembaga, mangan, seng, molybdenum, boron, dan nikel. Pada tumbuhan unsure-unsur ini sebagian berfungsi sebagai kofaktor-kofaktor reaksi enzimatik.

Contohnya:

Besi adalah salah satu komponen logam pada sitokrom, protein yang berfungsi dalam rantai transport electron dari kloroplas dan mitokondria. Mikro nutrient umumnya memainkan peran sebagai katalik yang hanya dibutuhkan oleh tumbuhan dalam jumlah yang sangat kecil.

3.      Gejala Defisiensi Mineral Bergantung Pada Fungsi dan Mobilitas Unsur

Gejala-gejala dari suatu defisiensi mineral dipengaruhi sebagian oleh fungsi nutrient di dalam tumbuhan. Sebagai contohnya yaitu pada defisiensi magnesium sebagai suatu unsure penyusun klorofil akan menyebabkan penguningan pada daun, atau sering disebut dengan klorosis.

Gejala defisiensi mineral tidak saja bergantung pada peranan nutrient dalam tumbuhan, akan tetapi juga pada mobilitasnya di dalam tumbuhan. Jika suatu nutrient bergerak agak bebas dari satu bagian tumbuhan ke bagian yang lain, gejala defisiensi pertama kali akan muncul pada organ yang lebih tua. Hal ini karena jaringan-jaringan muda yang masih tumbuh memiliki daya tarik yang lebih kuat dibandingkan dengan jaringan tua untuk menarik nutrient yang jumlahnya kurang.

Gejala-gejala defisiensi mineral seringkali sudah cukup jelas bagi seorang ahli fisiologi tumbuhan ataupun petani untuk mendiagnosis penyebabnya. Salah satu cara yang memperkuat diagnosis mengenai suatu defisiensi yang spesifik adalah dengan menganalisis kandungan mineral dari tumbuhan tanah dimana tumbuhan tersebut tumbuh. Defisiensi yang sering terjadi yaitu defisiensi nitrogen, kalium dan fosfor.

Salah satu cara untuk menjamin nutrisi mineral yang optimal adalah dengan menanam tumbuhan secara hidroponik diatas larutan-larutan nutrient yang jumlahnya dapat diatur secara tepat.

B.     PERAN TANAH DALAM NUTRISI TUMBUHAN

1.      Karakteristik Tanah Merupakan Faktor Lingkungan Yang Penting Dalam Ekosistem Darat

Tekstur dan komposisi kimia tanah merupakan faktor utama yang menentukan jenis tumbuhan apa yang dapat tumbuh dengan baik pada lokasi tertentu, apakah itu suatu ekosistem alam ataupun daerah pertanian.

a.      Tekstur dan Komposisi Tanah

Tekstur tanah adalah keadaan tanah yang menunjukan kasar halusnyatanah. Ini dapat dideteksi dengan cara memirit tanah denngan jari tangan.

Klasifikasi Tekstur Tanah:

Pengelompokan tanah terdiri dari : pasir, debu, liat

1) Pasir

- memiliki ciri terasa kasar jika dipegang

- berbutir

- tidak lengket

- tidak bias dibentuk bola atau gulungan

- pengalirkan air (porous/permeable)

2) Debu/Endapan

- terasa tidak kasar

- masih terasa berbutir

- agak melekat

- dapat dibentuk bola atau tegak

3) Liat

- terasa berat

- halus

- sangat lekat

- dapat dibentuk bola dengan baik

- mudah digulung

- juka dibentuk pita panjang mencapai 5 cm atau lebih

- agak sulit menyerapkan air (tidak porous /impermeable)

b.      Ketersediaan Air Tanah

Air merupakan substansi yang paling umum diatas bumi dan diperlukan untuk semua kehidupan. Tanah terletak di daerah atmosfer. Ligosfer memainkan peranan penting dalam menentukan jumlah presivitasi yang mengaliri lahan dan jumlah yang meresap ke dalam tanah untuk disimpan serta digunakan dimasa mendatang kadar air tanah ialah perbandingan berat air yang terkandung dalam tanah dengan berat kering tanah tersebut. Kadar air tanah dapat digunakan untuk menghitung parameter sifat-sifat tanah (Henry D. Foth, 1994)

Proses masuknya air dari permukaan tanah kedalam tanah disebut infiltrasi. Sedangkan gerakan air di dalam tanah karena ada gaya gravitasi disebut perkolasi. Tanah pada kedalaman tertentu selalu dijenuhi air yang disebut dengan air tanah. Melalui profil, kedalamann air tanah yang diduga berdasarkan tinggi muka air tanah yang selalu mengalami periode naik turun sesuai dengan keadaan musim atau faktor lingkungan luar lainnya.

Sebagian besar air yang diperlukan oleh tumbuhan berasal dari tanah (disebut air tanah). Air ini harus tersedia pada saat tumbuhan memerlukannya. Kebutuhan air setiap tumbuhan berbeda. Tumbuhan air umumnya memerlukan air lebih banyak dibandingkan jenis tumbuhan lain. Air diperlukan oleh tmbuhan untuk memenuhi kebutuhan biologisnya, antara lain untuk memenuhi transpirasi, dalam proses asimilasi untuk pembentukan karbohidrat, serta untuk mengangkut  hasil-hasil fotosintesisnya ke seluruh jaringan tumbuhan. Air tanah berfungsi sebagai pelarut unsur hara dalam tanah. Air tanah dan unsur hara ini membentuk larutan tanah. Air tanah berfungsi membawa unsur hara ke permukaan akar tumbuhan. Di dalam jariingan atau tubuh tumbuhan ini juga berperan mengangkut unsur hara yang diserap akar ke seluruh tanaman (Indranada, 1994).

Faktor-faktor yang mempengaruhi kadar air di dalam tanah adalah:

a)      Kadar Bahan Organik Tanah

Bahan organik tanah mempunyai pori-pori yang jauh lebih banyak daripada partikel mineral tanah yang berarti luas permukaan penyerapan juga lebih banyak sehingga makin tinggi kadar bahan organik tanah makin tinggi kadar dan ketersediaan air tanah.

b)     Kedalaman Solum atau Lapisan Tanah

Kedalaman solum atau lapisan tanah menentukan volume simpan air tanah, semakin dalam maka ketersediaan dan kadar air tanah juga semakin banyak.

c)      Iklim dan Tumbuhan

Faktor iklim dan tumbuhan mempunyai pengaruh yang berarti pada jumlah air yang dapat diabsorbsi dengan efisiensi tumbuah  dalam tanah. Temperatur dan perubahan udara merupakan perubahan iklim dan berpengaruh pada efisiensi pengguanaan air tanah dan penentuan air yang dapat hilang melalui saluran evaporasi permukaan tanah. Kelakuan akan ketahanan pada kekeringan keadaan dan tingkat pertumbuhan adalah fakto pertumbuhan yang berarti.

d)     Senyawa Kimiawi

Garam-garam dan senyawa pupuk atau ameliorant baik alamaiah maupun non alamiah mempunyai gaya osmotik yang dapat menarik dan menghidrolisis air sehingga koefisien laju meningkat.

c.       Ketersediaan Mineral Dalam Tanah

Air hujan memiliki peranan tersendiri dalam tersedianya mineral didalam tanah. Setelah curah hujan yang tinggi, air akan ruangan yang lebih besar dalam tanah, akan tetapi ruangan yang lebih kecil akan tetap menahan air karena terikat oleh partikel tanah yang memiliki permukaan bermuatan listrik. Air tersebut bukanlah air murni, tetapi merupakan larutan tanah yang mengandung mineral tertentu.

Banyaknya mineral dalam tanah (khususnya mineral yang bermuatan positif, seperti kalium (K⁺), Kalsium (Ca²⁺), dan magnesium (Mg²⁺) menempel melalui daya tarik listrik kepermukaan partikel tanah liat yang bermuatan negative. Adanya tanah liat pada tanah akan membantu mencegah pencucian (penghanyutan) nutrient mineral selama hujan lebat atau irigasi. Karena partikel yang terjadi menjadi halus menyediakan banyak luas permukaan untuk pengikatan mineral. Sebaliknya, partikel tanah liat harus membebaskan mineralnya yang terikat itu kelarutan tanah supaya dapat menyerap nutrisi tertentu.

Mineral yang bermanfaat negative diantaranya yaitu: nitrat (NO₃^-), fosfat (H₂PO₄^-), dan sulfat (SO₄^2-). Dan pada umumnya mineral negative tidak terikat secara ketat ke partikel tanah sehingga cenderung tercuci lebih cepat.

Mineral positif dibuat tersedia bagi tumbuhan pada saat ion hydrogen dalam tanah mengikat ion mineral dari partikel tanah liat. Proses ini disebut pertukaran kation, yang dirangsang oleh akar.

2.      Konservasi Tanah Merupakan Salah Satu Tahap Menuju Pertanian yang Berkelanjutan

Teknologi yang diterapkan pada setiap macam penggunaan tanah akan menentukan apakah akan didapat penggunaan dan produksi yang lestari pada sebidang tanah. [2]Metode konservasi tanah dan air dapat dibagi dalam tiga golongan, yaitu:

a. Metode vegetatif

Metode vegetatif adalah suatu cara pengelolaan lahan miring dengan menggunakan tanaman sebagai sarana konservasi tanah (Seloliman, 1997). Tanaman penutup tanah ini selain untuk mencegah atau mengendalikan bahaya erosi juga dapat berfungsi memperbaiki struktur tanah, menambahkan bahan organik tanah, mencegah proses pencucian unsur hara dan mengurangi fluktuasi temperatur tanah.

Metode vegetatif untuk konservasi tanah dan air termasuk antara lain: penanaman penutup lahan (cover crop) berfungsi untuk menahan air hujan agar tidak langsung mengenai permukaan tanah, menambah kesuburan tanah (sebagai pupuk hijau), mengurangi pengikisan tanah oleh air dan mempertahankan tingkat produktivitas tanah (Seloliman, 1997).
Penanaman rumput kegunaannya hampir sama dengan penutup tanah, tetapi mempunyai manfaat lain, yakni sebagai pakan ternak dan penguat terras. Cara penanamannya dapat secara rapat, barisan maupun menurut kontur.

Penggunaan sisa tanaman untuk konservasi tanah dapat berbentuk mulsa atau pupuk hijau. Dengan mulsa maka daun atau batang tumbuhan disebarkan di atas permukaan tanah, sedangkan dengan pupuk hijau maka sisa-sisa tanaman tersebut dibenamkan ke dalam tanah (Arsyad, 1989).

Syarat-syarat dari tanaman penutup tanah, antara lain:

1. Dapat berkembang dan daunnya banyak.

2. Tahan terhadap pangkasan.

3. Mudah diperbanyak dengan menggunakan biji.

4. Mampu menekan tanaman pengganggu.

5. Akarnya dapat mengikat tanah, bukan merupakan saingan tanaman pokok.

6. Tahan terhadap penyakit dan kekeringan.

7. Tidak berduri dan bersulur yang membelit.

Selain dengan penanaman tanaman penutup tanah (cover crop), cara vegetatif lainnya adalah:

1. Tanaman dengan lajur berselang-seling, pada kelerengan 6 – 10 % dengan tujuan:

• Membagi lereng agar menjadi lebih pendek.

• Dapat menghambat atau mengurangi laju aliran permukaan.

• Menahan partikel-partikel tanah yang terbawa oleh aliran permukaan.
Tipe-tipe tanaman lajur berseling adalah:

• Countur strip cropping, adalah penanaman berselang berdasarkan garis kontur.

• Field strip cropping, digunakan untuk kelerengan yang tidak bergelombang dengan jalur dapat melewati garis kontur, tetapi tanaman tidak melewati garis kontur.

• Wind strip cropping, digunakan pada lahan yang datar atau kelerengan yang tidak tajam dengan jalur tanaman tegak lurus arah angin, sehingga kadang-kadang arah alur searah dengan kelerengan.

• Buffer strip cropping, adalah lajur tanaman yang diselingi dengan lajur rumput atau legume sebagai penyangga.

2. Menanam secara kontur (Countur planting), dilakukan pada kelerengan 15 – 18 % dengan tujuan untuk memperbesar kesempatan meresapnya air sehingga run off berkurang.

3. Pergiliran tanaman (crop rotation).

4. Reboisasi atau penghijauan.

5. Penanaman saluran pembuang dengan rumput dengan tujuan untuk melindungi saluran pembuang agar tidak rusak.

b. Metode mekanik

Cara mekanik adalah cara pengelolaan lahan tegalan (tanah darat) dengan menggunakan sarana fisik seperti tanah dan batu sebagai sarana konservasi tanahnya. Tujuannya untuk memperlambat aliran air di permukaan, mengurangi erosi serta menampung dan mengalirkan aliran air permukaan (Seloliman, 1997).

Termasuk dalam metode mekanik untuk konservasi tanah dan air di antaranya pengolahan tanah. Pengolahan tanah adalah setiap manipulasi mekanik terhadap tanah yang diperlukan untuk menciptakan keadaan tanah yang baik bagi pertumbuhan tanaman. Tujuan pokok pengolahan tanah adalah menyiapkan tempat tumbuh bibit, menciptakan daerah perakaran yang baik, membenamkan sisa-sisa tanaman dan memberantas gulma (Arsyad, 1989).

Pengendalian erosi secara teknis-mekanis merupakan usaha-usaha pengawetan tanah untuk mengurangi banyaknya tanah yang hilang di daerah lahan pertanian dengan cara mekanis tertentu. Sehubungan dengan usaha-usaha perbaikan tanah secara mekanik yang ditempuh bertujuan untuk memperlambat aliran permukaan dan menampung serta melanjutkan penyaluran aliran permukaan dengan daya pengikisan tanah yang tidak merusak.

Pengolahan tanah menurut kontur adalah setiap jenis pengolahan tanah (pembajakan, pencangkulan, pemerataan) mengikuti garis kontur sehingga terbentuk alur-alur dan jalur tumpukan tanah yang searah kontur dan memotong lereng. Alur-alur tanah ini akan menghambat aliran air di permukaan dan mencegah erosi sehingga dapat menunjang konservasi di daerah kering. Keuntungan utama pengolahan tanah menurut kontur adalah terbentuknya penghambat aliran permukaan yang memungkinkan penyerapan air dan menghindari pengangkutan tanah. Oleh sebab itu, pada daerah beriklim kering pengolahan tanah menurut kontur juga sangat efektif untuk konservasi ini.

Pembuatan teras adalah untuk mengubah permukaan tanah miring menjadi bertingkat-tingkat untuk mengurangi kecepatan aliran permukaan dan menahan serta menampungnya agar lebih banyak air yang meresap ke dalam tanah melalui proses infiltrasi (Sarief, 1986). Menurut Arsyad (1989), pembuatan terras berfungsi untuk mengurangi panjang lereng dan menahan air sehingga mengurangi kecepatan dan jumlah aliran permukaan dan memungkinkan penyerapan oleh tanah, dengan demikian erosi berkurang.

c. Metode kimia

Kemantapan struktur tanah merupakan salah satu sifat tanah yang menentukan tingkat kepekaan tanah terhadap erosi. Yang dimaksud dengan cara kimia dalam usaha pencegahan erosi, yaitu dengan pemanfaatan soil conditioner atau bahan-bahan pemantap tanah dalam hal memperbaiki struktur tanah sehingga tanah akan tetap resisten terhadap erosi (Kartasapoetra dan Sutedjo, 1985).

Bahan kimia sebagai soil conditioner mempunyai pengaruh yang besar sekali terhadap stabilitas agregat tanah. Pengaruhnya berjangka panjang karena senyawa tersebut tahan terhadap mikroba tanah. Permeabilitas tanah dipertinggi dan erosi berkurang. Bahan tersebut juga memperbaiki pertumbuhan tanaman semusim pada tanah liat yang berat (Arsyad, 1989).

Penggunaan bahan-bahan pemantap tanah bagi lahan-lahan pertanian dan perkebunan yang baru dibuka sesunggunya sangat diperlukan mengingat:

• Lahan-lahan bukaan baru kebanyakan masih merupakan tanah-tanah virgin yang memerlukan banyak perlakuan agar dapat didayagunakan dengan efektif.

• Pada waktu penyiapan lahan tersebut telah banyak unsur-unsur hara yang terangkat.

• Pengerjaan lahan tersebut menjadi lahan yang siap untuk kepentingan perkebunan, menyebabkan banyak terangkut atau rusaknya bagian top soil, mengingat pekerjaannya menggunakan peralatan-peralatan berat seperti traktor, bulldozer dan alat-alat berat lainnya.

C.    KASUS KHUSUS NITROGEN SEBAGAI NUTRIEN TUMBUHAN

Nitrogen Tersedia Bagi Tumbuhan Berkat Metabolisme Bakteri Tanah

Nitrogen adalah unsur yang diperlukan untuk membentuk senyawa penting di dalam sel, termasuk protein, DNA dan RNA.  Tanaman harus mengekstraksi kebutuhan nitrogennya dari dalam tanah.  Sumber nitrogen yang terdapat dalam tanah, makin lama makin tidak mencukupi kebutuhan tanaman, sehingga perlu diberikan  pupuk sintetik yang merupakan sumber nitrogen untuk mempertinggi produksi. Keinginan menaikkan produksi tanaman untuk mencukupi kebutuhan pangan, berakibat diperlukannya pupuk dalam jumlah yang banyak. Industri pupuk yang ada belum dapat memenuhi kebutuhan pupuk yang semakin meningkat. Untuk itu perlu dicari pupuk nitrogen alternatif dan rekayasa gen hijau kelihatannya dapat memberikan harapan untuk memenuhi kebutuhan pupuk di masa yang akan datang.

Udara yang menyelubungi bumi mengandung gas nitrogen sebanyak 80 %, sebahagian besar dalam bentuk N2 yang tidak dapat dimanfaatkan.  Tanaman dan kebanyakan mikroba tidak mempunyai cara untuk mengikat nitrogen menjadi senyawa dalam selnya. Tanaman dan mikroba umumnya mendapatkan nitrogen dari senyawa seperti ammonium (NH4+) dan nitrat (NO3-). Untuk memanfaatkan nitrogen dalam bentuk gas, pakar bioteknologi memusatkan perhatiannya pada hubungan antara tanaman dengan jenis mikroba tertentu yang  dapat menambat nitrogen dari udara dan menyusun atom nitrogen kedalam molekul ammonium, nitrat, atau senyawa lain yang dapat digunakan oleh tumbuhan (Prentis, 1984).

Tanaman kacang-kacangan  seperti buncis, kedelai, akarnya mempunyai bintil-bintil berisi bakteri yang mampu menambat nitrogen udara, sehingga nitrogen tanah yang telah diserap tanaman dapat diganti. Simbiosis antara tanaman dan bakteri saling menguntungkan untuk kedua pihak. Bakteri mendapatkan zat hara yang kaya energi dari tanaman inang sedangkan tanaman inang mendapatkan senyawa nitrogen dari bakteri untuk melangsungkan kehidupannya.

Bakteri penambat nitrogen yang terdapat didalam akar kacang-kacangan adalah jenis bakteri Rhizobium. Bakteri ini  masuk melalui rambut-rambut akar dan menetap dalam akar tersebut dan membentuk bintil pada akar yang bersifat khas pada kacang-kacangan. Belum diketahui sepenuhnya bagaimana rhizobium masuk melalui rambut-rambut akar, terus ke dalam badan akar dan selanjutnya membentuk bintil-bintil akar. Tabel: [3]Beberapa spesies Rhizobium dan tanaman  simbiosanya.

Spesies Rhizobium	Tanaman  simbiosanya
R. leguminasorum R. phaseoli R. trifolii R. melioti R. lupini R. japonicum Rhizobium. spp	Pea (Pisum spp), lentil ( Lens culinaris) Kacang buncis (Phaseolus vulgaris) Clover ( Trifolium subteranim) Alfafa (Medicago sativa) Lupin (Lupinus, spp) Kedelai ( Glycine max) Cowpea (Vigna, spp), kacang tanah (Desmodium spp)

Untuk menambat nitrogen, bakteri ini menggunakan enzim nitrogenase, dimana enzim ini akan menambat gas nitrogen di udara dan merubahnya menjadi gas amoniak. Gen yang mengatur proses penambatan ini adalah gen nif (Singkatan nitrogen-fixation). Gen-gen nif ini berbentuk suatu rantai, tidak terpencar kedalam  sejumlah DNA yang sangat besar yang menyusun kromosom bakteri, tetapi semuanya terkelompok dalam suatu daerah.  Hal ini memudahkan untuk memotong bagian untaian DNA yang sesuai dari kromoson Rhizobium dan menyisipkanya ke dalam mikroorganisme lain (Prentis, 1984). Dengan rekayasa genetik telah berhasil ditransfer gen nif dari bakteri RhizobiumEscherechia coli, sehingga E.coli mampu untuk menambat nitrogen.  Dalam percobaan ini tidak menggunakan gen Rhizobium, tetapi gen nif yang berasal dari Klebsiella pneumoniae, yang merupakan bakteri tanah yang hidup bebas pada tanaman inang.  Bakteri ini mempunyai lebih kurang 17 gen nif dan gen nif ini dapat ditransfer ke bakteri lain.  Fenomena ini memberi harapan di masa yang akan datang untuk mentransfer gen-gen tadi  ke dalam gen bakteri yang terdapat diperakaran gandum dan padi-padian yang diketahui tidak dapat menambat nitrogen. kedalam  bakteri

Suatu harapan yang menarik adalah usaha untuk menyisipkan gen nif secara langsung kedalam tanaman, tanpa melibatkan mikroba penambat nitrogen, seperti yang telah dilakukan pada gen insulin pada manusia kedalam bakteri E. Coli. Dalam masalah ini telah dicapai kemajuan yang cukup besar dengan memanfaatkan vektor eukariotik, yaitu potongan yang dapat menjadi jembatan masuknya DNA asing ke dalam sel eukariotik, dalam hal ini adalah bakteri Agrobacterium tumefasiens penyebab crown gall yang mempunyai plasmid Ti (Tumor inducing plasmid) yang dapat merangsang sel inang untuk tumbuh secara luas biasa.

Penelitian terhadap Rhizobium yang berasosiasi dengan kedelai mengungkapkan bahwa banyak diantara bakteri ini yang mengandung gen hup (gen penyerap nitrogen). Gen ini berfungsi untuk mendaur ulang gas nitrogen kembali ke sistim nitrogenase yang menambat nitrogen. Jadi memanfaatkan energi pada hidrogen yang apabila tidak dimanfaatkan oleh tumbuhan, energi ini akan hilang.

Penggunaan  langsung hasil penelitian ini adalah dengan mengintroduksi gen hup kedalam strain Rhizobium yang tidak mempunyai gen ini. Gen hup pada strain Rhizobium yang lain terdapat pada plasmida, apabila plasmida pembawa hup ini terdapat pada Rhizobium, maka plasmid pembawa gen ini dapat ditransfer dari satu strain ke strain lain.

Gen lain yang menjadi perhatian pakar rekayasa genetik  adalah gen osm, yang mempunyai kaitan dengan kemampuan  tumbuhan  untuk  menahan  tekanan-tekanan (stres) dari lingkungannya, seperti: tidak adanya air, temperatur yang panas atau dingin, dan kadar garam di dalam tanah yang tinggi. Semua faktor ini mengakibatkan air dalam sel tumbuhan dipaksa masuk atau keluar dengan proses osmosis. Banyak lahan di seluruh dunia tidak dapat dimanfaatkan untuk pertanian karena adanya faktor pembatas seperti: suhu yang rendah, tidak tersedianya air dan kandungan garam yang tinggi. Sasaran untuk masa yang akan datang adalah mengintroduksikan gen osm ke dalam tanaman budidaya dengan tujuan untuk membuka lahan tandus yang luas untuk pertanian (Prentis, 1984).

Tumbuhan yang nilai ekonominya rendah seperti gulma, sering memperlihatkan ketahanan terhadap faktor-faktor lingkungan yang tidak menguntungkan. Apabila gen yang berperan untuk daya tahan terhadap faktor-faktor yang tidak menguntungkan ini dengan rekayasa genetik dapat ditransfer kedalam tanaman budidaya, maka lahan yang semula tidak produktif  akan dapat diubah menjadi  lahan yang produktif.   Penelitian-penelitian tentang fisiologi, biokimia, dan dasar genetika respon tanaman terhadap faktor lingkungan  akan terus  dikembangkan pada masa yang akan datang.

BAB III

PENUTUP

A.    Kesimpulan

Nutrisi tumbuhan adalah unsur-unsur kimia yang terdapat dalam tubuh tumbuh-tumbuhan, baik itu dalam bentuk makronutrien atau dalam bentuk mikronutrien.

Makronutrien yaitu unsur-unsur yang dibutuhkan dalam jumlah relatif banyak. Unsur-unsur makronutrien tersebut diantaranya: C-H-O-N-S-P-K-Ca-Mg-Fe yang dapat diserap oleh tumbuhan dalam bentuk ion organic maupun ion anorganik.

Mikronutrien yaitu unsur-unsur yang dibutuhkan dalam jumlah yang sedikit sekali, tapi penting untuk petumbuhan. Unsur-unsur tersebut merupakan: Mn-Zn-B-Cu-Mo

Selain unsur-unsur makro dan unsur-unsur mikro yang terdapat dalam tubuh tumbuhan, tanah juga memiliki peranan penting dalam nutrisi tumbuhan. Karena karakteristik tanah juga merupakan factor lingkungan yang penting dalam ekosisten darat, yang meliputi diantaranya yaitu:

a.       Tekstur dan komposisi tanah.

b.      Ketersediaan Air Tanah.

c.       Ketersediaan Mineral dalam tanah.

Selain harus diperhatikannya unsur-unsur yang kita sebut dengan nutrisi tumbuhan, juga harus diperhatikan pula penanganan terhadap cara penanaman tumbuhan. Karena hal tersebut juga mempengaruhi hasil tanaman yang akan diperoleh. Dalam makalah ini juga disebutkan beberapa macam konservasi tanah yang merupakan salah satu tahap untuk menuju pertanian yang berkelanjutan. Dengan harapan dapat memperoleh hasil tanaman yang lebih baik.

Setiap organisme merupakan suatu sistem terbuka yang selalu berhubungan dengan lingkungannya melalui pertukaran energi dan materi secara terus menerus, dan tumbuhan juga merupakan organesme hidup.

B.     Saran

Dalam kehidupan saat sekarang ini, dalam budidaya tumbuhan sulit sekali ditemukan lahan yang subur, karena itulah perlu dilakukan konservasi tanah atau dapat pula diaplikasikan secara lebih luas tekhnik yang disebut budidaya hidroponik. Agar tanaman yang dihasilkan itu sifatnya lebih baik karena tercukupi nutrisi esensial maupun non esensialnya.

DAFTAR PUSTAKA

Sumber Buku

Campbell, Neil A; Reece dan Mitchell. 2003. Biologi. Jakarta: Erlangga.

Henry, D. Foth. 1994. Dasar-Dasar Ilmu Tanah Jilid ke Enam. Jakarta: Erlangga.

Indranada, Henry. 1994. Pengelolaan Kesuburan Tanah. Semarang: Bumi Aksara.

Sumber Browsing

http://analismuslim.blogspot.com/2011/12/metabolisme.html (Oleh Heru Setiawan, SKM., M.Biomedik).

http://coridamayanti.blogspot.com/2011/03/ddit-laporan-2-ketersediaan-air-tanah.html

http://rahmatkusnadi6.blogspot.com/2010/09/tekstur-dan-struktur-tanah.html (Oleh Rahmad Kusnadi, S. Pd.).

---

[1] Campbell, Reece dan Mitchell, Biologi. (Jakarta: Erlangga, 2003), Hal: 338.

[2] Henry, D. Foth. 1994. Dasar-Dasar Ilmu Tanah Jilid ke Enam. Jakarta: Erlangga. Hal: 520

[3] http://analismuslim.blogspot.com/2011/12/metabolisme.html (Oleh Heru Setiawan, SKM., M.Biomedik).