Nutrisi tumbuhan

Petani menyebarkan kotoran yang sudah membusuk untuk meningkatkan kesuburan tanah

Nutrisi tanaman adalah studi tentang unsur-unsur kimia dan senyawa yang diperlukan untuk pertumbuhan, metabolisme, dan pasokan eksternal yang diperlukan tumbuhan. Total nutrisi tanaman esensial mencakup tujuh belas elemen berbeda, diantaranya: karbon, oksigen, dan hidrogen yang semuanya diserap dari udara, sedangkan nutrisi lain termasuk nitrogen biasanya diperoleh dari tanah (kecuali beberapa tanaman parasit atau tanaman karnivora).

Tanaman mendapatkan nutrisi yang diambil dari media tanamnya:

• Makronutrien: nitrogen (N), fosfor (P), kalium (K), kalsium (Ca), belerang (S), magnesium (Mg), karbon (C), oksigen (O), dan hidrogen (H)
• Mikronutrien: besi (Fe), boron (B), klor (Cl), mangan (Mn), seng (Zn), tembaga (Cu), molibdenum (Mo), nikel (Ni)

Unsur-unsur ini tinggal di bawah tanah sebagai garam mineral, sehingga tanaman mengkonsumsi unsur-unsur ini sebagai ion. Makronutrien dikonsumsi dalam jumlah yang lebih besar; hidrogen, oksigen, nitrogen, dan karbon berkontribusi lebih dari 95% dari seluruh biomassa tanaman berdasarkan berat bahan kering. Zat gizi mikro atau mikronutrien hadir dalam jaringan tanaman dalam jumlah yang diukur dalam bagian per juta, mulai dari 0,1 hingga 200 ppm, atau kurang dari 0,02% berat kering.

Sebagian besar kondisi tanah di seluruh dunia dapat ditumbuhi tanaman yang sudah menyesuaikan diri dengan iklim dan tanah dengan nutrisi yang cukup untuk menjalankan siklus hidup yang lengkap. Namun, jika tanahnya kehilangan kesuburannya, maka perlu memodifikasi kesuburan tanah secara artifisial atau buatan melalui penambahan pupuk untuk mendorong pertumbuhan yang kuat. Ini dilakukan karena, bahkan dengan air dan cahaya yang memadai, kekurangan nutrisi dapat membatasi pertumbuhan dan hasil panen.

Proses

Tumbuhan mengambil unsur-unsur penting dari tanah melalui akarnya dan mengambil unsur-unsur penting dari udara melalui daunnya. Serapan hara dalam tanah dicapai dengan pertukaran kation, di mana rambut akar memompa ion hidrogen (H +) ke dalam tanah melalui pompa proton. Ion hidrogen ini memindahkan kation yang melekat pada partikel tanah yang bermuatan negatif sehingga kation tersedia untuk diambil oleh akar. Pada daun, stomata terbuka untuk menyerap karbon dioksida dan mengeluarkan oksigen. Molekul karbon dioksida digunakan sebagai sumber karbon dalam fotosintesis.

Akar, terutama rambut akar, adalah organ penting untuk penyerapan nutrisi. Struktur dan arsitektur akar dapat mengubah tingkat serapan hara. Ion nutrisi diangkut ke pusat akar, prasasti, agar nutrisi mencapai jaringan pengantar, yaitu xilem dan floem. Strip Kasparian, dinding sel di luar prasasti tetapi di dalam akar, mencegah aliran air dan nutrisi pasif, membantu mengatur penyerapan nutrisi dan air. Xylem menggerakkan air dan mineral di dalam tumbuhan dan floem menyumbang transportasi molekul organik. Air memainkan peran penting dalam serapan hara tanaman. Jika potensi air lebih sedikit didalam tanaman daripada tanah di sekitarnya, nutrisi akan berpindah dari daerah konsentrasi zat terlarut yang lebih tinggi—di dalam tanah—ke area konsentrasi zat terlarut yang lebih rendah—di dalam tanaman.