Perputaran arus perekonomian (circular flow dan Pendapatan Nasional

Estetika Lingkungan

Estetika Lingkungan

MEMAHAMI DAN MENYIKAPI TEKNOLOGI TRANSGENIK

 DI BIDANG PERTANIAN

A.  PENDAHULUAN

Tanaman Transgenik telah berkembang menjadi isu kontroversial diberbagai kalangan masyarakat Indonesia, terlepas dari setuju atau tidak salah satu tanaman transgenik (Kapas Bt) telah dilepas secara terbatas dan diperbolehkan untuk ditanam oleh petani dibeberapa wilayah di Sulawesi Selatan.   Kecenderungan penanaman tanaman transgenik sebenarnya sudah terjadi di beberapa belahan dunia lainnya seperti di benua Eropa, sebagian Asia (China, Thailand dan Indonesia). 

Teknologi transgenik menjadi kontroversial setelah munculnya banyak tentangan atau penolakan-penolakan yang dilakukan oleh kalangan masyarakat baik individual maupun secara teroganisir (LSM, Badan-badan/lembaga swasta  Pecinta Lingkungan, dll).  Umumnya mereka (yang menentang) menyuarakan protesnya dengan dalih teknologi transgenik adalah teknologi yang tidak aman atau mengandung racun dan membahayakan bagi masyarakat yang mengkonsumsi komoditas hasil teknologi transgenik tersebut.

 Teknologi transgenik tercipta akibat tuntutan – tuntutan kebutuhan yang muncul sebagai konsekuensi dari kondisi komoditas pertanian belakangan ini yang semakin kompleks, salah satu contoh ; dengan teknologi pemuliaan tanaman secara konvensional yang telah ada selama ini ternyata belum mampu mengatasi ancaman serangan hama dan penyakit secara efektif, teknologi pengendalian hama penyakit secara tradisional lebih sering mengandung resiko berbahaya bagi keseimbangan ekosistem lingkungan dan manusia,.  Dengan dalih itu para pakar peneliti pemuliaan dan genetika berusaha keras untuk menciptakan teknologi baru sampai akhirnya tercipta teknologi transgenik.

B.   Riwayat  dan Pemahaman Teknologi Transgenik.

Riwayat penciptaan teknologi transgenik sebenarnya sudah dimulai kira-kira 50 tahun yang lalu saat James Watson dan Francis Crick menemukan struktur DNA.  Molekul panjang asam nukleat DNA terdiri dari rentetan gen (pembawa sifat) yang seluruhnya tertata rapi dalam untaian kromosom dalam setiap inti sel mahluk hidup.  Selanjutnya setelah ditemukan teknologi cara “memotong” (mengisolasi) gen dari DNA dengan pemanfaatan suatu enzim, para pakar genetika molekuler mampu mengisolasi dan menyisipkan potongan gen itu kedalam inti sel mahluk hidup sesuai dengan keinginannya.  Enzim yang digunakan sebagai penggunting ialah molekul protein virus yang bisa menggerakkan reaksi kimia, sampai gen dalam DNA terputus hubungan dari i rangkaiannya.  Gen yang terputus tersebut kemudian dititipkan pada plasmid pemilik DNA yang bersangkutan (misalnya bakteri Agrobacterium strain CP4), untuk dipindahkan ke inti sel (misalnya tanaman kedele).  (Intisari, 2000)

Plasmid yang dimaksud adalah molekul molekul DNA berbentuk lingkaran yang mempunyai lintasan gerak  diluar untaian kromosom.  Plasmid inilah yang bisa “dititipi”  gen untuk kemudian dipindahkan ke inti sel mahluk lainnya. Proses pemindahan tersebut agar bisa berjalan digunakan virus mosaik Cauliflower  yang bertindak sebagai promoter. 

Perkembangan teknologi transgenik terus berjalan sesuai dengan berjalannya waktu, pada tahun 1980 sudah terdapat puluhan tanaman transgenik  yang berhasil diciptakan, ada tomat berisi gen ikan sebelah yang tahan terhadap suhu dimusim dingin (musim salju), ada kentang berisi gen ayam yang tahan terhadap serangan bakteri pembusuk, dan lain-lain.   Tahun 1998 para petani Missisipi di Amerika Serikat sudah banyak menggunakan tanaman kapas jenis Bt yang merupakan hasil teknologi transgenik  Tanaman tersebut sudah disisipi gen bakteri tanah Bacillus thuringiensis yang mampu membunuh serangga hama kapas sehingga tanaman kapas Bt tahan terhadap serangan tersebut.

C.  Teknologi Transgenik di Indonesia

Indonesia adalah negara yang kaya akan keaneka ragaman hayati, sehingga sebutan “mega biodiversity” sempat   didengungkan untuk Indonesia, karena 17 % dari keaneka ragaman hayati  dunia terdapat di Indonesia. 

Perkembangan penduduk  Indonesia yang cukup tajam pada dekade 60 – 70 an membuat pemerintah Indonesia memberlakukan kebijakan-kebijakan dan program-program kependudukan antara lain Keluarga Berencana, disamping itu guna memenuhi kebutuhan pangan untuk rakyat Indonesia pemerintah Indonesia menerapkan program Intensifikasi dan Ekstensifikasi bidang tanaman pangan, sampai Indonesia sempat mampu berswasembada beras di era awal 80 an.  Ironisnya swasembada beras tersebut tidak mampu bertahan lama sehingga mulai awal tahun 1990 sampai sekarang Indonesia menjadi salah satu negara pengimpor beras terbesar di dunia. 

Kondisi tersebut lebih diperparah lagi dengan munculnya krisis moneter di tahun 1997 yang akhirnya krisis tersebut berkembang menjadi krisis multi dimensi yang sangat kompleks.  Berbagai sektor terkena dampak yang serius dari krisis tersebut, terutama sektor perekonomian, industri, pariwisata, dan lain-lain sampai pada akhirnya kebutuhan pangan terkena dampak dari krisis tersebut.

Ditengah krisis multi dimensi yang berkepanjangan tersebut pada tahun 1999 PT Monsanto Indonesia (Monagro) yang bermarkas besar di St. Louis Amerika Serikat  memperkenalkan dan menawarkan teknologi transgenik untuk tanaman kepada pemerintah Indonesia.  Tawaran teknologi ini masuk pada situasi dan saat yang tepat mengingat kondisi pertanian di Indonesia sedang mengalami degradasi yang cukup berat.  Teknologi ini memberikan kelebihan- kelebihan antara lain sebagai berikut :

1.                    Pada penanaman kapas  transgenik mempunyai keuntungan tanaman kapas transgenik tahan terhadap serangan hama penggerek buah (H. armigera)  

2.                    Penanaman jagung transgenik yang tahan terhadap penggerek batang.

3.                    Penanaman kedele transgenik yang tahan terhadap hama penggerek polong.

4.                    Teknologi transgenik cukup ramah terhadap lingkungan.

5.                    Mengurangi biaya pemakaian pestisida.

Permasalahannya apakah teknologi transgenik ini mampu mengatasi permasalahan dan kebutuhan  Indonesia ?, apakah teknologi transgenik mampu meningkatkan pendapatan petani di Indonesia ? dan yang lebih penting lagi apakah teknologi transgenik ini cukup aman bagi masyarakat yang mengkonsumsi komoditas pangan hasil teknologi ini ?.  Jawabannya adalah tidak mudah untuk menjawab semua rentetan pertanyaan tersebut, membutuhkan waktu dan pembuktian yang cukup meyakinkan. 

Pemerintah Indonesia secara terbatas telah mengijinkan teknologi tersebut untuk beberapa komoditas tanaman pertanian guna meningkatkan produktifitas dan pendapatan petani dibeberapa wilayah di Sulawesi Selatan yaitu dengan menanam tanaman kapas jenis Bt, petani kapas setempat menyambut baik teknologi transgenik karena secara signifikan pendapatan  mereka meningkat dan keuntungan bisa mencapai tiga kali lipat.   Kenyataan ini ternyata menimbulkan perdebatan antara yang pro dan kontra teknologi transgenik ini,  setelah mengalami serangkaian perdebatan dan penundaan akhirnya pada tanggal 7 Pebruari 2001 Pemerintah Indonesia melalui Menteri Pertanian mengeluarkan Surat Keputusan dengan Nomor 107/KPts/KB/430/2/2001 tentang pelepasan kapas transgenik dengan nama Bollgard atau DP 5690B atau NuCOTN 35 B.  Keluarnya Surat Keputusan disertai dengan catatan bahwa :

1.    Kapas transgenik hanya diperbolehkan ditanam di 7 kabupaten di Sulawesi Selatan yaitu : Kabupaten Takalar, Gowa, Bantaeng, Bulukumba, Bone, Soppeng dan kabupaten Wajo.  

2.    Ijin penanaman terbatas tersebut diberikan hanya dalam tempo 1 tahun dan dalam selang waktu tersebut akan terus dipantau pelaksanaannya.

Selain tanaman kapas transgeni, beberapa perusahaan  raksasa bioteknologi seperti Monsanto dan Du Pont mulai agresive melakukan ekspansi di bidang bioteknologi, belum lagi surut dengan kontroversi kapas transgenik di Indonesia mereka sudah menawarkan kedelai transgenik yang tahan terhadap herbisida seperti :

1.     Monsanto dengan kedelai yang tahan terhadap Round Up

2.     Du Pont dengan kedelai STS (Sulfonilurea Tolerant Soybean) yang tahan 

       terhadap herbisida Sulfonilurea.

3.      AgrEvo dengan kedelai transgenik Liberty Link yang tahan terhadap   

        herbisida Liberty.

D.  Bagaimana Kita Sepantasnya Menyikapi Teknologi Transgenik ?

Perkembangan kemajuan dibidang bioteknologi pada akhir-akhir ini membuat kita harus waspada dalam menyikapi perkembangan teknologi, memang bioteknologi membawa era baru dalam peradaban manusia, melalui rekayasa genetik ada kemungkinan untuk melakukan perubahan, penggabungan, penyisipan, pengkombinasian,  penyusunan ulang, pemrograman dan produksi berbagai materi genetik sesuai dengan apa yang diinginkan, sehingga hal ini seolah-olah menjadikan manusia sebagai pencipta dan arsitek bagi kehidupannya sendiri dengan melalui rekayasa genetik. Sebelum kita mengambil sikap terhadap perkembangan bioteknologi ini (teknologi transgenik) sangat layak apabila kita melakukan pencermatan manfaat dan akibat dari teknologi ini.

Sejarah umat manusia juga mengajarkan bahwa setiap perubahan teknologi yang bersifat revolusioner tidak hanya membawa manfaat (dampak positif) tetapi juga akan membawa kerugian (dampak negatif)  yang serius, contohnya peristiwa Revolusi Hijau (Green Revolution) yang bermula di India, setelah terjadinya revolusi tersebut  memang mengakibatkan produksi pertanian (tanaman pangan) meningkat sangat tajam dengan penggunaan pupuk-pupuk anorganik (kimiawi) yang bersifat relatif cepat tersedia untuk tanaman, hal tersebut terjadi tidak terlalu lama karena akhir-akhir ini dirasakan dampak negatif dari penggunaan pupuk-pupuk kimiawi  tersebut, dampak yang paling menonjol adalah kerusakan struktur dan tekstur tanah secara serius akibat penggunaan pupuk kimia secara terus menerus, sehingga dengan penggunaan pupuk kimia tersebut justru akan mengakibatkan kesuburan tanah akan menurun dan tanah semakin kurus dan rusak. 

Semakin kuat pengaruh dari teknologi baru  yang berperan terhadap kontrol kekuatan alam akan semakin besar harga yang harus dibayar oleh manusia, dimana manusia tidak mengetahui bahwa dikemudian hari dampak teknologi baru tersebut baru muncul, seperti pencemaran lingkungan atau kerusakan keseimbangan ekosistem   lingkungan hidup.  Seperti halnya saat manusia memasuki teknologi piroteknologi  dengan produk utama teknologi nuklir dan petrokimia, awalnya memang banyak manfaatnya bagi manusia tetapi perkembangan teknologi tersebut juag membawa manusia pada dampak negatif yang cukup membahayakan bagi kehidupan mahusia itu tersendir (terciptanya bom nuklir, bom kimia, senjata  biologis dan lain-lain) . 

Dengan keberadaan rekayasa teknologi perubahan genotip yang terjadi tidak dirancang secara alami sesuai dengan kaidah dinamika populasi, melainkan menurut kehendak dan kebutuhan pelaku bioteknologi, perubahan- perubahan drastis seperti ini bisa mengandung muatan bahaya bagi keselamatan keaneka ragaman hayati bila tidak dicermati secara dini, hal tersebut dapat terjadi karena interaksi antara oragnisme dan lingkungannya menjadi tidak seimbang yang hal ini dapat mengakibatkan musnahnya jenis-jenis oragnisme tertentu dalam suatu ekosistem  

Sikap yang patut kita munculkan yang utama adalah keberhati-hatian, terutama terhadap ekses yang terjadi akibat aplikasi IPTEK, secara agamis juga sudah dijelaskan tentang sikap hati-hati ini, seperti yang tercantum dalam Alqur’an Surat  4 : 119 yang artinya  “ Dan Aku akan benar-benar menyesatkan mereka, dan akan membangkitkan angan-angan kosong pada mereka dan akan menyuruh mereka (memotong telinga-telinga binatang ternak) dan akan Aku suruh mereka (merubah ciptaan Allah) lalu benar-benar mereka merubahnya. Barang siapa yang menjadikan syaitan menjadi pelindung selain Allah, maka sesungguhnya ia menderita kerugian yang nyata”  

Suatu tindakan yang harus kita lakukan selanjutnya adalah menolak suatu program rekayasa genetik yang dapat merusak keseimbangan hayati, merubah mahluk hidup yang tidak sesuai dengan fitrahnya (tidak wajar) dan menerima atau bahkan mengembangkan bioteknologi  (rekayasa genetik) yang mampu menjawab atau memecahkan permasalahan yang terjadi pada kehidupan dan keseimbangan lingkungan, tetapi teknologi tersebut relatif tidak berdampak buruk terhadap kehidupan manusia. 

Sungguh suatu keberhasilan yang sangat tinggi nilainya apabila penciptaan teknologi transgenik tersebut didasari pada kepentingan kebutuhan kehidupan murni manusia dan menjaga keseimbangan alam. 

PENGARUH UNSUR HARA ESENSIAL TERHADAP PERTUMBUHAN DAN PRODUKSI TANAMAN

Pertumbuhan, perkembangan dan produksi suatu tanaman ditentukan oleh dua faktor utama yaitu faktor genetik dan faktor lingkungan. Salah satu faktor lingkungan yang sangat menentukan lajunya pertumbuhan, perkembangan dan produksi suatu tanaman adalah tersedianya unsur-unsur hara yang cukup di dalam tanah. Diantaranya 105 unsur yang ada di atas permukaan bumi, ternyata baru 16 unsur yang diketahui mutlak diperlukan oleh suatu tanaman untuk dapat menyelesaikan siklus hidupnya dengan sempurna. Ke 16 unsur tersebut terdiri dari 9 unsur makro dan 7 unsur mikro. 9 unsur makro dan 7 unsur mikro inilah yang disebut sebagai unsur -unsur esensial. Menurut ARNON dan STOUT ada tiga kriteria yang harus dipenuhi sehingga suatu unsur dapat disebut sebagai unsur esensial:

a.    Unsur tersebut diperlukan untuk menyelesaikan satu siklus hidup tanaman secara normal (biji - -- biji).

b.    Unsur tersebut memegang peran yang penting dalam proses biokhemis tertentu dalam tubuh tanaman dan peranannya tidak dapat digantikan atau disubtitusi secara keseluruhan oleh unsur lain.

c.    Peranan dari unsur tersebut dalam proses biokimia tanaman adalah secara langsung dan bukan secara tidak langsung.

Ketersediaan unsur-unsur esensial didalam tanaman sangat ditentukan oleh pH. N pada pH 5.5 - 8.5, P pada pH 5.5 - 7.5 sedangkan K pada pH 5.5 - 10 sebaliknya unsur mikro relatif tersedia pada pH rendah. Pelajaran penting yang perlu kita ingat dari ketersediaan unsur esensial dalam hubungannya dengan pH yaitu bahwa untuk melakukan percobaan-percobaan lapang disarankan agar dilakukan pada area dengan pH tanah kurang lebih 7. Hal ini disebabkan karena pada pH tersebut semua unsur hara esensial baik makro maupun mikro berbeda dalam keadaan yang siap untuk diserap oleh akar tanaman sehingga dapat menjamin pertumbuhan dan produksi tanaman. Dalam praktek lapang maupun demplot yang dilakukan sering mengabaikan faktor ini sehingga sering timbul klaim bahwa BISI-2 hanya keluar satu tongkol padahal BISI-2 dapat keluar 2 tongkol per tanaman dan lain kasus yang sering kita temui dilapang. Selanjutnya penulis mencoba untuk menunjukkan esensialitas dari tiap-tiap unsur.

CARBON, OKSIGEN, HIDROGEN (C, O, H)

     Carbon , Oksigen dan Hidrogen merupakan bahan baku dalam pembentukan jaringan tubuh tanaman, berada dalam bentuk H2O (air), H2CO3 ( asam karbonat) dan CO2 (gas karbondioksida). Karbon adalah unsur penting sebagai pembangun bahan organik, karena sebagian besar bahan kering tanaman terdiri dari bahan organik. Unsur Karbon ( C ), ini diserap tanaman dalam bentuk gas CO2 yang selanjutnya digunakan dalam proses yang sangat penting yaitu FOTOSINTESIS :

6CO2 + 6H2O -------- C6H12O6

tanpa gas CO2 proses tersebut akan terhambat sehingga pertumbuhan dan produksi tanaman pun akan terhambat.  Landegrardh (1924) menyatakan bahwa:
* CO2 pada permukaan tanah sekitar 0.053 - 0.28 %
* Diatas daun 0.04 - 0.06 %
* Satu meter di atas tanah + 0.07 %

Sama halnya dengan karbon, ternyata Hydrogen (H) merupakan elemen pokok pembangunan bahan organik dan unsur H ini diserap oleh tanaman dalam bentuk H2O. Esensi unsur ini bagi tanaman adalah pada proses fotosintesis ( CO2 + H2O C6H12O6 ) di sini jelas terlihat bahwa, unsur H sama pentingnya dengan unsur C. Sedangkan Oksigen ( O ) juga terdapat dalam bahan organik sebagai atom dan termasuk pembangun bahan organik, diambil oleh tanaman dalam bentuk gas O2 esensi utama dari unsur. Oksigen ini adalah pada proses respirasi. Kita ingat bahwa proses respirasi tanaman adalah proses perombakan gula (karbohidrat) hasil fotosintesis dan hasil akhir dari dari proses respirasi yaitu terbentuknya ATP yang merupakan sumber energi utama bagi tanaman untuk melakukan semua kegiatan seperti absorbsi, transpirasi, transportasi, pembelahan sel, pembungaan maupun fotosintesis.

   Aerobrespirasi
   C6H12O6 CO2 + H2O

A.   NITROGEN (N)

Nitrogen yang merupakan unsur hara makro essential yang memiliki lambang N, nomor atom dari 7 dan massa atom 14,00674 u. Elemental nitrogen tidak berwarna, tidak berbau, tawar dan kebanyakan lembam diatomik gas pada kondisi standar, merupakan 78% dari volume atmosfer bumi.

Peran penting Nitrogen bagi tanaman ialah untuk merangsang pertumbuhan tanaman secara keseluruhan, terutama batang, cabang, dan daun. Nitrogen juga berperan dalam hal pembentukan hijau daun, yang penting  dalam proses fotosintesis. Nitrogen dapat membentuk protein, lemak, dan berbagai persenyawaan organik yang lain. Nitrogen merupakan bagian dari protein, bagian penting konstituen dari protoplasma, enzim, agen katalis biologis yang mempercepat proses kehidupan. Nitrogen juga hadir sebagai bagian dari nukleoprotein, asam amino, amina, asam gula, polipeptida dan senyawa organik dalam tumbuhan. Dalam rangka untuk menyiapkan makanan untuk tanaman, tanaman diperlukan klorofil, energi sinar matahari untuk membentuk karbohidrat dan lemak dari C air dan senyawa nitrogen.

Siklus nitrogen mempunyai peranan penting terhadap sifat fisiolgis tanaman, nitrogen digunakan untuk menghasilkan sejumlah kompleks organik molekul seperti asam amino, protein, dan asam nukleat. Asam amino berfungsi sebagai bahan dasar pembentukan protein yang selanjutnya akan digunakan untuk pertumbuhan tanaman (fungsi struktural) dan enzim (fungsi metabolisme), asam amino yang digunakan oleh tanaman adalah yang bentuk L (levo).

L-glycine dan L-glutamic acid berperan penting dalam pembentukan jaringan dan sintesis klorofil. Asam amino ini dapat meningkatkan jumlah klorofil dalam tanaman hingga tanaman bisa lebih hijau dan meningkatkan aktivitas fotosintensis. L-glutamic acid juga berperan sebagai cytoplasma osmotic agent dalam “guard cells” stomata, yang mempengaruhi pembukaan stomata.

L-glycine dan L-glutamic acid merupakan bahan pembentuk khelat (chelating agent) yang sangat efektif. Jika diaplikasikan bersama mikro nutrien, fungsi ini dapat meningkatkan absorpsi dan transportasi mikronutrien tersebut dalam sel - sel tanaman. Sedangkan asam nukleat mempunyai peranan dalam pembentukan kloroplas tanaman.

Nitrogen yang dapat di manfaatkan oleh tanaman tingkat tinggi khususnya tanaman budidaya dapat di bedakan atas empat kelompok utama yaitu: nitrogen nitrat (NO₃^-), nitrogen ammonia (NH₄⁺), nitrogen molekuler (N₂) dan nitrogen organik. Tidak semua bentuk – bentuk ini dapat dimanfaatkan oleh suatu jenis tnaman. Umumnya tanaman pertanian memanfaatkan nitrat dan ammonium kecuali pada beberapa tanaman legume mampu memanfaatkan N bebas melalui proses fiksasi N dengan bersimbiosis dengan bakteri. N organik kadang – kadang dapat dimanfaatkan oleh tanaman tinggi akan tetapi tidak mampu mencukupi kebutuahan N tanaman dan umumnya dimanfaatkan lewat daun melalui pemupukan lewat daun. Bagi tanaman pertanian terutama manfaat N dalam bentuk ion nitrat, akan tetapi dalam kondisi tertentu khususnya pada tanah – tanah masam dan kondisi an aerob tanaman akan memanfaatkan N dalam bentuk ion ammonium (NH₄⁺).

Kekurangan nitrogen akan menghambat terjadinya proses fisiologis pada tanaman, yaitu transportasi (selaput plasma), fotosintesis (kloroplas), dan respirasi seluler (terjadi di mitokondria).

1.     Transportasi Pada Tanaman

Pada tanaman – tanaman yang tumbuh aktif dengan cepat nitrat yang terabsopsi oleh akar tanaman akan terangkut dengan cepat ke daun mengikuti alur transpirasi. Tanaman menyerap air dan hara anorganik maupun organik atau dalam hal ini senyawa nitrogen dari dalam tanah melalui sistem perakaran. Zat-zat tersebut biasanya ditranslokasikan ke atas melalui pembuluh kayu pada batang dan terus ke ikatan vaskuler tangkai daun dan tulang daun, dari sinilah zat-zat tersebut masuk ke dalam sel-sel daun. Senyawa nitrogen dan sebagian air tersebut digunakan oleh daun dan sel-sel sekitarnya untuk mensintesis berbagai zat tanaman, tetapi sebagian besar air tersebut mengalami evaporasi dari sel-sel daun ke ruang interseluler dan dari sinilah terdifusi ke atmosfer melalui stomata pada daun.

Di lain pihak, hampir seluruh hara organik tumbuhan dihasilkan dalam sel-sel daun, melalui proses fotosintesis, dan kemudian ditranslokasikan ke bagian bawah dan didistribusikan ke seluruh sel tanaman hidup yang umumnya melalui jaringan pembuluh tapis. Jika seandainya pergerakkan air ke daun terhalang, maka daun tidak dapat berfungsi sebagaimana mestinya, fotosintesis akan berkurang, terhambat atau bahkan terhenti. Selain itu, jika tanaman kekurangan nitrogen dalam jumlah yang cukup banyak, maka gejala yang sering terjadi adalah daun terlihat layu, pucat, dan lama – kelamaan menggulung, kemudian diikuti dengan perubahan warna pada daun yang hijau menjadi kekuningan disekitar daerah nekrotik pada tepi, pangkal, maupun ujung daun dan kemudian diikuti dengan mengeringnya daun, lalu lama - kelamaan daun akan rontok. Gejala lain juga akan menyebabkan batang dan akar menjadi kering, bahkan batang bisa rapuh dan patah.

2.     Fotosintesis

Fotosintesis atau fotosintesa merupakan proses pembuatan makanan yang terjadi pada tumbuhan hijau dengan bantuan sinar matahari dan enzim-enzim. Fotosintesis adalah suatu proses biokimia yang dilakukan tanaman untuk memproduksi energi terpakai (nutrisi) dengan memanfaatkan energi cahaya.

Tanaman hijau daun bersifat autotrof. Autotrof artinya dapat memasak atau mensintesis makanan langsung dari senyawa anorganik. Tanaman menyerap karbondioksida dan air untuk menghasilkan gula dan oksigen yang diperlukan sebagai makanannya. Energi untuk menjalankan proses ini berasal dari fotosintesis. Perhatikan persamaan reaksi yang menghasilkan glukosa berikut ini:

6H₂O + 6CO₂ + cahaya → C₆H₁₂O₆ (glukosa) + 6O₂

Glukosa dapat digunakan untuk membentuk senyawa organik lain seperti selulosa dan dapat pula digunakan sebagai bahan bakar. Proses ini berlangsung melalui respirasi seluler yang terjadi pada tanaman. Secara umum reaksi yang terjadi pada respirasi seluler adalah kebalikan dengan persamaan di atas. Pada respirasi, gula (glukosa) dan senyawa lain akan bereaksi dengan oksigen untuk menghasilkan karbondioksida, air, dan energi kimia.

Tanaman menyerap cahaya karena mempunyai pigmen yang disebut klorofil. Pigmen inilah yang memberi warna hijau pada tumbuhan. Klorofil terdapat dalam organel yang disebut kloroplast. Klorofil menyerap cahaya yang akan digunakan dalam fotosintesis. Sebagian besar energi fotosintesis dihasilkan di daun tetapi juga dapat terjadi pada organ tumbuhan yang berwarna hijau. Di dalam daun terdapat lapisan sel yang disebut mesofil yang mengandung setengah juta kloroplas setiap milimeter perseginya. Cahaya akan melewati lapisan epidermis tanpa warna dan yang transparan, menuju mesofil, tempat terjadinya sebagian besar proses fotosintesis. Permukaan daun biasanya dilapisi oleh kutikula dari lilin yang bersifat anti air untuk mencegah terjadinya penyerapan sinar matahari ataupun penguapan air yang berlebihan.

    Apabila tanaman kekurangan N (nitrogen) dalam jumlah yang cukup banyak proses fotosintesa akan terhambat, karena pembentukan kloroplas sebagai penghasil klorofil akan terpengaruh. Sehingga tanaman akan mengalami gejala produksi menurun, jumlah daun menjadi kuning, dan fase pertumbuhan terhenti.

3.     Respirasi Pada Tanaman

Respirasi adalah proses penguraian bahan makanan yang menghasilkan energi. Respirasi dilakukan oleh semua penyusun tubuh, baik sel-sel tanaman maupun sel hewan dan manusia. Respirasi dilakukan baik siang maupun malam (syamsuri, 1980). Respirasi terjadi pada seluruh bagian tubuh tanaman, pada tanaman tingkat tinggi respirasi terjadi baik pada akar, batang maupun daun dan secara kimia pada respirasi aerobik pada karbohidrat (glukosa) adalah kebalikan fotosintesis. Pada respirasi pembakaran glukosa oleh oksigen akan menghasilkan energi. Karena semua bagian tanaman tersusun atas jaringan dan jaringan tersusun atas sel, maka respirasi terjadi pada sel (jasin, 1989).

Banyak faktor dapat mempengaruhi laju respirasi tanaman atau organ tanaman, seperti spesies dan kebiasaan hidup dari tanaman, jenis dan umur organ tanaman, faktor lingkungan seperti konsentrasi oksigen, suhu, hara dan suplai air. Respirasi tanaman terjadi di mitokondria, mitokondria terlibat dalam metabolisme dari organ fotosintetik, baik melalui respirasi cahaya (fotrespirasi) maupun respirasi gelap. Fotorespirasi menghasilkan mengoksidasi hasil fotosintesis menjadi glisin yang kemudian dioksidasi menjadi serin di dalam mitokondria. Pada saat yang bersamaan, mitokondria juga melakukan respirasi melalui siklus asam sitrat (respirasi gelap).

Ditinjau dari kebutuhan akan oksigen respirasi dibagi menjadi dua macam yaitu respirasi aerob dan respirasi an aerob. Respirasi aerob adalah reaksi yang membutuhkan oksigen bebas untuk mendapatkan energi, untuk membentuk energi tanaman akan mengalami tahapan – tahapan sebagai berikut :

a. Glikolisis

  Kata “glikolisis” berarti “menguraikan gula” dan itulah yang tepatnya terjadi selama jalur ini. Glukosa, gula berkarbon enam, diuraikan menjadi dua gula berkarbon tiga. Gula yang lebih kecil ini kemudian dioksidasi, dan atom sisanya disusun ulang untuk membuat dua molekul piruvat (Champbell, 2002)

NADH merupakan sumber elektron berenergi tinggi, sedangkan ATP adalah persenyawaan berenergi tinggi. Selama glikolisis dihasilkan 4 molekul ATP, akan tetapi 2 molekul ATP diantaranya digunakan kembali untuk berlangsungnya reaksi-reaksi yang lain sehingga tersisa 2 molekul ATP yang siap digunakan untuk tubuh. Seluruh proses glikolisis tidak memerlukan oksigen. Reaksi glikolisis terjadi di sitoplasma (di luar mitokondria). Hasil akhir sebelum memasuki siklus krebs adalah asam piruvat. Ada yang membedakan tahap ini menjadi dua yaitu glikolisis dan dekarbosilasi oksidatif. Glikolisis mengubah senyawa 6C menjadi senyawa 2C pada hasil akhir glikolisis. Yang dimaksud dekarbosilasi oksidatif adalah reaksi asam piruvat diubah menjadi asetil KoA (Syamsuri, 1980).

b. Siklus krebs

Glikolisis melepas energi kurang dari seperempat energi kimiawi yang tersimpan dalam glukosa, sebagian besar energi itu tetap tersimpan dalam dua molekul piruvet. Jika ada oksigen molekuler, piruvat itu memasuki mitokondria dimana enzim siklus krebs menyempurnakan oksidasi bahan bakar organiknya (Champbell, 2002

Memasuki siklus krebs, asetil KoA direaksikan dengan asam oksaloasetat (4C) menjadi asam piruvat (6C). selanjutnya asam oksaloasetat memasuki daur menjadi berbagai macam zat yang akhirnya menjadi asam oksalosuksinat. Dalam perjalanannya, 1C (CO2) dilepaskan. Pada tiap tahapan, dilepaskan energi dalam bentuk ATP dan hidrogen. ATP yang dihasilkan langsung dapat digunakan. Sebaliknya, hidrogen berenergi digabungkan dengan penerima hidrogen yaitu NAD dan FAD, untuk dibawa ke sistem transport elektron. Dalam tahap ini dilepaskan energi, dan hidrogen direasikan dengan oksigen membentuk air. Seluruh reaksi siklus krebs berlangsung dengan memerlukan oksigen bebas (aerob). Siklus krebs berlangsung didalam mitokondria (Syamsuri, 1980).

c. Sistem Transpor Elektron

Energi yang terbentuk dari peristiwa glikolisis dan siklus krebs ada dua macam. Pertama dalam bentuk ikatan fosfat berenergi tinggi, yaitu ATP atau GTP (Guanin Tripospat). Energi ini merupakan energi siap pakai yang langsung dapat digunakan. Kedua dalam bentuk transport elektron, yaitu NADH (Nikotin Adenin Dinokleutida) dan FAD (Flafin adenine dinukleotida) dalam bentuk FADH2. Kedua macam sumber elektron ini dibawa kesistem transfer elektron. Proses transfer elektron ini sangat komplek, pada dasarnya, elektron dan H+ dan NADH dan FADH2 dibawa dari satu substrak ke substrak yang lain secara berantai. Setiap kali dipindahkan, energi yang terlepas digunakan untuk mengikatkan fosfat anorganik (P) kemolekul ADP sehingga terbentuk ATP. Pada bagian akhir terdapat oksigen sebagai penerima, sehingga terbentuklah H2O. katabolisme 1 glukosa melalui respirasi aerobik menghasilkan 3 ATP. Setiap reaksi pada glikolisis, siklus krebs dan transport elektron dihasilkan senyawa – senyawa antara. Senyawa itu digunakan bahan dasar anabolisme (Syamsuri, 1980).

Respirasi anaerobik adalah reaksi pemecahan karbohidrat untuk mendapatkan energi tanpa menggunakan oksigen. Respirasi anaerobik menggunakan senyawa tertentu misalnya asam fosfoenol piruvat atau asetal dehida, sehingga pengikat hidrogen dan membentuk asam laktat atau alcohol. Respirasi anaerobik terjadi pada jaringan yang kekurangan oksigen, akan tanaman yang terendam air, biji – biji yang kulit tebal yang sulit ditembus oksigen, sel – sel ragi dan bakteri anaerobik. Bahan baku respirasi anaerobik pada peragian adalah glukosa. Selain glukosa, bahan baku seperti fruktosa, galaktosa dan malosa juga dapat diubah menjadi alkohol. Hasil akhirnya adalah alcohol, karbon dioksida dan energi. Glukosa tidak terurai lengkap menjadi air dan karbondioksida, energi yang dihasilkan lebih kecil dibandingkan respirasi aerobik. Reaksinya :

C6H12O6 Ragi  ------- >> 2C2H5OH + 2CO2 + 21Kal

Dari persamaan reaksi tersebut terlihat bahwa oksigen tidak diperlukan. Bahkan bakteri anaerobik seperti klostidrium tetani (penyebab tetanus) tidak dapat hidup jika berhubungan dengan udara bebas. Infeksi tetanus dapat terjadi jika luka tertutup sehingga member kemungkinan bakteri tambah subur (Syamsuri, 1980).

Apabila tanaman mengalami kekurangan N (nitrogen) dalam jumlah yang cukup banyak maka respirasi tanaman akan terhambat karena nitrogen dalam bentuk enzim dan asam gula akan berkurang sehingga tanaman tidak dapat membentuk energi untuk makanan tanaman itu sendiri dan umur tanaman akan pendek.

Tanaman menyerap unsur N dalam bentuk ion NO3 dan (NH4 ). Ion mana yang akan lebih dahulu diserap tergantung pada keadaan pH. Pada pH di atas 7 ( keadaan basa) maka ion NH4 ( amonium) yang akan lebih cepat diserap sedangkan pada pH dibawah 7 ( keadaan asam ) maka ion NO3 ( nitrat) yang lebih besar peluang untuk diserap. Hal ini disebabkan karena pada pH di atas 7 ( keadaan basa ) banyak terdapat ion (OH ) sehingga ion NO3 yang sama - sama valensi satu dan bermuatan negatif akan saling bersaing akibatnya ion NH4 yang berpeluang lebih besar untuk diserap sebaliknya pada pH rendah banyak tersedia ion H berarti ion NH4 yang sama-sama valensi satu dan bermuatan positif akan berkompetisi sehingga peluang ion NO3 untuk diserap akan jauh lebih besar. Kalau kita memberikan pupuk :

Urea .

    CO(NH2)2 = O2--->2HNO2
    + 2H2O + Energi.
    2HNO2 + O2---->2HNO3
    -------H+
    -------NO3- ( Diserap )

Sebaliknya kalau kita memberikan pupuk
* ZA (Amonium sulfat )
  (NH4)2 SO 4----->2NH4 +(Diserap )SO4 (Diserap).

     Tanaman tanaman seperti cabe, bawang, maupun tanaman-tanaman yang menimbulkan bau yang menyengat disarankan pemberian N dalam bentuk ZA karena ion SO4 yang mengandung unsur S (belerang ) akan membentuk senyawa-senyawa sekunder yang menyebabkan bawang dan cabe akan terasa lebih pedas.Walaupun demikian ,dilain sisi bila pemberian pupuk N dalam bentuk ZA terlalu sering akan menyebabkan turunnya pH sebab ion SO4 dalam tanah bereaksi dengan H+ membentuk senyawa H2SO4 (asam kuat ) dilain pihak pemberian S yang berlebihan akan meracuni Tanaman. Apa manfaat atau fungsi dari unsur N bagi pertumbuhan dan produksi tanaman ?. Esensialitas N terhadap pertumbuhan dan produksi tanaman terutama pada pertumbuhan vegetatif ( pertumbuhan akar, batang dan daun ).

NH4
NH3 asam protein
NO3 amino asam nukleat

     Protein dan asam nukleat inilah yang dipakai untuk pengisian inti sel yang terus membelah dari satu menjadi dua, dua menjadi empat, empat menjadi delapan dan seterusnya sehingga tanaman dapat tumbuh dan membesar. Suatu hal yang perlu diingat bahwa apabila pemberian N yang berlebihan akan menyebabkan rasa pahit seperti yang terjadi pada timun.

NH4
NH3 asam protein
NO3 amino asam nukleat

     Bila pemberian N melalui pemupukan daun terlalu sering, maka NH3 akan tertimbun dalam tubuh tanaman, dilain pihak ada hambatan pem-bentukan protein dan asam nukleat menyebabkan tanaman mencari alternatif lain yaitu pembentukan amida yaitu senyawa sekunder yang rasanya pahit. Sebab bila NH3 ini tertimbun dalam jumlah banyak justru akan berbalik meracuni tanaman.

B.    PHOSPOR ( P )

     Unsur ini diserap dalam bentuk ion H2PO4 , HPO4 dan PO4. Diantara ke-3 ion ini yang lebih mudah diserap adalah ion H2PO4 karena bermuatan satu ( valensi satu ) sehingga tanaman hanya membutuhkan sedikit energi untuk menyerapnya esensialitas dari unsur ini adalah:

1.    Membentuk dalam penyusunan senyawa ATP yaitu senyawa berenergi tinggi yang dihasilkan dalam proses respirasi siklus kreb sehingga tanaman dapat melakukan semua aktifitas biokimianya seperti pembungaan, pembentukan sel, transpirasi, transportasi dan fotosintesis secara absorbsi.

2.    Membentuk senyawa fitin ( Ca-Mg-inositol-6P) yang terdapat dalam biji tepatnya dalam endosperm untuk proses perkecambahan.

3.    Membentuk DNA dan RNA untuk pembentukan inti sel DNA Nukleotida
*Adenin
*Guanin Deoxsiribosa

     *Timin fosfat

     *Sitosin

RNA nukleotida
* Adenin
* Guanin Ribosafosfat
* Timin
* Urasil

4.    Membentuk senyawa fosfolipid yang berfungsi dalam mengatur masuk keluarnya (permeabilitas) zat-zat makanan didalam sel dan merupakan bahan dasar dari bagian sel.

C.   KALIUM ( K )

Elemen ini diserap dalam bentuk hampir pada semua proses metabolisme tanaman, mulai dari proses penyerapan air, transpirasi, fotosintesis, respirasi, sintesa enzim dan aktifitas enzim. Esensi unsur K adalah sebagai berikut:

1.    K merupakan elemen yang higrokopis ( mudah menyerap air) ini menyebabkan air banyak diserap didalam stomata, tekanan osmotik naik, stomata membuka sehingga gas CO2 dapat masuk untuk proses fotosintesis.

2.    K berperan sebagai aktifitas untuk semua kerja enzim terutama pada sintesa protein.

D.   BELERANG atau SULFUR ( S )

     Unsur ini diserap oleh tanaman dalam bentuk ion HSO4 dan SO4 . Ion SO4 dalam jumlah banyak air berbalik meracuni tanaman. Unsur S mempunyai dua esensialotas utama pada tanaman yaitu:

1.     Unsur S berperan sebagai senyawa penyusun dan pembentukan asam amino yang mengandung S yaitu sistein, sistin dan methionim. pertumbuhan dan per-kembangan tanaman legum, lili ( bawang) dan cabe. Dari teoritis ini disarankan untuk ke-3 jenis tanaman tersebut diberikan pupuk Za. Bila pembentukan asam amino terhambat otomatis pem-bentukan protein terhambat menyebabkan tanaman tidak dapat tumbuh dan berkembang karena pembelahan sel terhambat sebagai akibat dari tidak adanya protein asam nukleat untuk pengisian inti sel.

2.     Unsur berperan sebagai penyusun Asetil CoA ( koenzin A), bila Asetil CoAtidak terbentuk, kan menghambat proses respirasi siklus kreb akibatnya ATP tidak ada yang terbentuk menyebabkan proses fotosintesis, pembelahan sel, pembungaan, absorbsi, trans-parasi, translokasi menjadi terhambat akibatnya per-tumbuhan terhambat.

E.   KALSIUM (Ca)

Elemen ini diserap dalam bentuk Ca. Sebagaian basar terdapat dalam daun dan batang dalam bentuk kalsium pektat yaitu dalam lamella pada dinding sel yang menyebabkan tanaman menpunyai dinding sel yang lebih tebal sehingga tahan serangan hama dan penyakit. Fungsi fisiologis Kalium yang sangat penting dalam tubuh tanaman adalah dalam hubungan dengan sintesa protein yang dibutuhkan untuk pembelahan dan pembesaran sel-sel tanaman, disamping dapat menetralkan asam - asam organik yang dihasilkan pada proses metabolisme tanaman sehingga tanaman terhindardari keracunan, Selain berpengaruh pada pem-bentukan Net pada tanaman melon, elemen ini berperan dalam menaikkan pH.

F.  MAGNESIUM (Mg)

Mg diserap dalam bentuk Mg. Esensi utama dari unsur ini adalah:

1.    Merupakan bagian dari kloropil ( inti klorofil ) sehingga berhubungan langsung dengan proses penting fotosintesis.

2.    Menjadi pengikat antara insin dan substrat sehingga kerja enzim bisa berjalan normal.

3.    Menjadi bagian dari fitin yang terdapat dalam benih sehingga mempercepat proses perkecambahan benih.
Fitin Ca - Mg - Inositol – Gp

G.   KLOR ( Cl )

Klor adalah suatu unsur esensial mikro yang mempunyai fungsi cukup penting bagi pertumbuhan dan perkembangan suatu tanaman. Walaupun demikian kegunaan fisiologis dari unsur Cl sendiri bagi tanaman, belum banyakdiketahui orang. Hal ini disebabkan karena kurangnya penelitian - penelitian tentang unsur yang satu ini, disamping kurangnya literatur yang menulis tentang Cl ini secara mendetail dan jelas. Perlu diingat bahwa Cl adalah salah satu unsur esensial mikro, sehingga walaupun diperlukan hanya dalam jumlah sedikit oleh tanaman ( Mg - g/ tanaman ) tetapi unsur ini mutlak diperlukan oleh tanaman karena :

1.    Fungsi dan peranan unsur ini tidak dapat digantikan dengan unsur lain.

2.    Fungsi dan peranan bio- kemisnya secara spesifik.

3.    Fungsi dan peranannya secara langsung dalam proses fisiologis tanaman.

Apa fungsi utama Cl bagi tanaman ?

Cl diserap oleh tanaman dalam bentuk ion Cl, ion ini mempunyai fungsi fisiologis yang sangat penting dalam proses fotosintesis tanaman terutama pada fase terang. Apabila ion Cl ini tidak tersedia maka proses fotosintesis akan terhambat, otomatis per-tumbuhan dan perkembangan tanamanpun akan terhambat.
                      6CO2 + 12H2O Sinar Cl

                      C6H12O6 + 6O2 + 6H2O

Dalam proses fotosintesis fase terang, ion Cl berperan penting dalam transfer elektron didalam kloropil, sehingga terbentuk senyawa ATP berenergi tinggi dan senyawa inilah yang dipergunakan dalam fase gelap untuk pembentukan karbohidrat

( C6H12O6 ).

 Apabila ATP tidak terbentuk pada fase terang, otomatis pembentukan karbohidrat pada fotosintesis fase gelap akan terhambat. Disini dapat terlihat bahwa betapa pentingnya fungsi ion Cl dalam proses fotosintesis fase terang.

 Dari hasil analisa pada tanaman ternyata bahwa Cl banyak terdapat dalam abu tanaman (relatif besar) dan dari hasil penyelidikan ternyata Cl banyak terdapat pada tanaman yang mengandung serat seperti kapas. Pada tanaman tem-bakau dan tanaman yang meghasilkan tepung apabila Cl keadaannya lebih besar maka produksi tembakau dan tepung akan lebih jelek, pada jenis-jenis tanaman ini Cl diperlukan dalam jumlah sedikit. Bentuk Cl yang berracun pada tanaman akan tergantung pada iklim, sifat tanah dll. Dari hasil penyelidikan bentuk Cl yang lebih dari 0,1 % bagi tanaman pada umumnya akan me-nimbulkan keracunan, sedang-kan pada padi timbulnya keracunan apabila terbentuk Cl sekitar 0,3 %. Fungsi fisiologis lain dari unsur Cl adalah sebagai aktifitas enzim . Cl yang diserap dalam bentuk larut kebanyakan terdapat didalam cairan sel, dengan kandungan Cl yang bervariasi, dari 1 - 5 %. Bila ion Cl ini bereaksi dengan ion H akan membentuk senyawa asam klorida (HCl) yang merupakan salah satu jenis asam pekat yang dapat mematikan penyakit yang masuk kedalam tubuh tanaman. Defisiensi unsur Cl atau klorida dapat me-nimbulkan gejala pertumbuhan daun yang kurang normal ( terutama pada tanaman sayur - sayuran ) daun tampak kurang sehat dan berwarna agak gelap. Biasanya tanaman tomat, cabe, gandum dan kapas menunjuk-kan gejala seperti itu.

H.   BORON ( B)

Sebelum dijelaskan lebih terperinci esensi unsur boron bagi tanaman maka terlebih dahulu diberikan penjelasan tentang sukrosa yang merupakan gula dalam bentuk larutan didalam tubuh tanaman. Sebagai mana kita tahu bersama bahwa hasil fotosintesis adalah C6H12O6 (Zat hidrat arang atau karbohidrat). Hidrat arang yang paling sederhana adalah monosakarida (CnH2nOn).
n = 2 - diosa (C2H4O2)
Glikoaldehid
n = 3 - triosa (C3H6O3)
Gliseraldehid
n = 4 - tetosa (C4H8O4)
Eritrosa
n = 5 - pentosa (C5H10O5)
Ribosa, Xilosa
n = 6 - hexosa (C6H12O6)
Glukosa, Galaktosa, Manosa, Fruktosa dll.
         Gabungan dari dua molekul monosakarida disebut disakarida. Dalam hal ini glukosa + fruktosa = sukrosa. Jadi sukrosa adalah disakarida yang terbentuk dari kodensasi glukosa dan fruktosa. Gabungan tiga monosakarida disebut trisakarida dst. Di dalam tubuh tanaman sintesa sukrosa terjadi sewaktu atau setelah terjadi sintesa sukrosa dalam reaksi gelap pada daun yang telah dipetik dan diberi glukosa atau fruktosa.

Boron diserap oleh tanaman dalam bentuk BO3 .Unsur Boron mempunyai dua fungsi fisiologis utama adalah:
1. Membentuk ester dengan sukrosa sehingga sukrosa yang merupakan bentuk gula terlarut dalam tubuh tanaman lebih mudah diangkut dari tempat fotosintesis ke tempat pengisian buah. Proses ini menyebabkan buah melon akan terasa lebih manis dengan aroma yang khas.
2. Boron juga memudahkan pengikatan molekul glukosa dan fruktosa menjadi selulosa untuk mempertebal dinding sel sehingga tanaman akan lebih tahan terhadap serangan hama dan penyakit.

Bila tanaman kekurangan unsur Boron maka:
1. Dinding sel yang terbentuk sangat tipis, sel menjadi besar yang diikuti dengan penebalan suberin atau terbentuk ruang - ruang reksigen karena sel menjadi retak dan pecah akibat tidak terbentuk selulosa untuk mempertebal dinding sel. Hal ini menyebabkan rasa buah melon menjadi tidak manis, karena terlalu banyak air didalam ruang sel.
2. Pertumbuhan vegetatif akan terhambat karena akan terhambat karena Boron berfungsi sebagai aktifator maupun inaktifator hormon auxsin dalam pembelahan dan pembesaran sel.
3. Laju proses fotosintesis akan menurun. Hal ini disebabkan karena gula yang terbentuk dari karbohidrat hasil fotosintesis akan tertumpuk didaun. Sebagai informasi tambahan saat ini pupuk boron yang beredar dipasaran adalah Fitomic dan pupuk Borax ( Na2 Bo4O 10H2O ) dan Datolit ( Ca(OH)2 BoSiO4 ).

I.     BESI ( Fe )

     Unsur ini diserap oleh tanaman dalam bentuk kation Fe dan esensi dari unsur ini adalah:
1. Sebagai gugus prostetik enzim katalase dan peroksidase dan sebagai penyusun feredoxin yang terdapat dalam klorofil.
2. Didalam tubuh tanaman Fe berada sebagai penyusun Fitoferitin yaitu garam Feri Posfo Protein yang terdapat didalam kloroplas dan senyawa ini yang menentukan proses pembentukan klorofil kalau defisiensi Fe sebagai penyusun klorfil tetapi untuk pem-bentukan klorofil Fitoferitin yang mengandung Fe.
Dari dua esensi unsur Fe ini terlihat bahwa Fe berkaitan erat dengan klorofil yang berhubungan erat dengan proses fotosintesis. Jadi kalau Fe defisiensi maka proses fotosintesis juga terhambat maka produksi pun terhambat.

J.    MANGAN ( Mn )

     Unsur ini diserap dalam bentuk Mn++. Unsur ini dalam tubuh tanaman mempunyai dua fungsi esensi:
1. Mn mengaktifkan enzim IAA Oksidate yang berfungsi memecahkan IAA ( Indol Acetic Acid ) yang tidak lain adalah hormon auksin. Bila tanaman kekurangan Mn maka auksin berada dalam konsentrasi tinggi dalam tubuh tanaman sehingga terjadi hambatan pertumbuhan ( tanaman kerdil ). Kita tahu bahwa auksin dalam kadar rendah memacu pembelahan dan pembesaran sel yang dimulai dari ekskresi ion H+ dari sitoplasma ke dinding sel, akibatnya tekanan pada dinding sel makin kuat, dengan adanya imbibisi air maka sel terbelah dan membesar yang mendorong pertumbuhan tanaman tanaman sebaliknya bila auksin berada dalam kadar tinggi akan menghambat pertumbuhan tanaman.

     Auxsin berfungsi untuk:
*Pembelahan dan pembesaran sel ( pertumbuhan tanaman).
* Mengaktifkan RNA untuk pembentukan protein di ribosom.
* Merangsang pertumbuhan kalus untuk menjadi akar.
* Merangsang perkecambahan benih.
2. Fungsi ke-2 Mn yang tidak kalah penting adalah: pada proses fotolisis air ( penguraian air ) sehingga terbentuk energi yang dapat digunakan tanaman untuk proses - proses meta-bolisme seperti absorbsi, transpirasi, pembelahan sel, pembungaan, pembentukan buah dll.

H2O------ 2H+ +2l + O2

Reaksi ini disebut juga reaksi Hill yang termasuk dalam fotosintesis fase terang.

K.   SENG ( Zn )

     Unsur ini diserap oleh tanaman dalam bentuk ion Zn ++. Esensialitas dari unsur ini ialah:
1. Zn berhubungan dengan pertumbuhan tanaman sebab Zn menjadi katalisator pembentukan triptophan yaitu salah satu jenis asam amino yang menjadi prekursor (senyawa awal) dalam pembentukan IAA yang selanjutnya menjadi auksin yaitu hormon yang bekerja dalam perkecambahan, pembelahan dan pembesaran sel sehingga menentukan laju pertumbuhan vegetatif tanaman.
2. Zn merupakan bagian dari enzim amilum sintetase ( pembentukan gula menjadi amilum)
3. Zn sebagai penyusun enzim Karbonic anhidrase yang berfungsi sebagai buffer terhadap perubahan per-tumbuhan.

H2O + CO2 --------- H2CO3

Sehingga H2O dan CO2 tersedia selalu untuk proses fotosintesis tanaman.

L.    CUPRUN / CUPRI  (Cu)

     Unsur ini diserap dalam bentuk Cu ++. Jumlah unsur ini 2 - 20 ppm per gram berat kering.
Esensi dari unsur ini adalah:
1. Cu terdapat dalam kloroplas sebagai penyusun plastosianin dan stabilisator klorofil sehingga berhubungan juga dengan proses fotosintesis.
2. Dalam tubuh tanaman membentuk Cu(OH)2 yang dapat berfungsi sebagai basa kuat untuk mematikan penyakit yang masuk ke dalam tubuh tanaman.
3. Membentuk senyawa ( Cu (NH3)4)++ untuk mencegah terlalu banyaknya NH3 yang tertimbun di dalam tubuh tanaman karena NH3 yang berlebihan dalam tubuh tanaman akan bersifat racun.

M.   Mo (Molibdenum)

     Unsur ini diserap dalam bentuk MoO4- . Esensi unsur ini:
1. Sebagai aktivator dan penyusun enzim sitrat reduktase yaitu enzim yang bekerja membantu perubahan ion NO3- menjadi NH3 yang siap dipakai untuk pem-bentukan asam amino dan protein untuk pembelahan dan pembesaran sel.

Kerja enzim nitrat reduktase

NH3 ----- asam amino -----
protein dan asam nukleat (DNA dan RNA). Jadi NH3 adalah prekursor untuk selanjutnya membentuk asam amino dan asam amino membentuk protein dan asam nukleat.
2. Mo berperan pada metabolisme hormon tanaman. Kekurangan Mo maka per-tumbuhan terhambat karena kadar NO3 - menumpuk dalam tubuh tanaman.

BEBERAPA GEJALA KEKURANGAN UNSUR HARA MAKRO DAN MIKRO

Kekurangan salah satu atau beberapa unsur hara akan mengakibatkan pertumbuhan tanaman tidak sebagaimana mestinya yaitu ada kelainan atau penyimpangan-penyimpangan dan banyak pula tanaman yang mati muda yang sebelumnya tampak layu dan mengering. Keadaan yang demikian akan merugikan petani dan tentu saja sangat tidak diharapkan oleh mereka.

Pada masa lampau ketika pupuk buatan ( anorganik ) belum diproduksi oleh pabrik -pabrik dalam negeri atau katakanlah ketika pupuk buatan masih sulit diperoleh dan kalaupun ada harganya sangat tinggi, para petani kita menyadari akan pentingnya " defisiensi desease " atau penyakit kekurangan unsur hara yang tersedia didalam tanah. Oleh karena itu mereka mengunakan pupuk kandang atau pupuk hijau. Pada masa pembangunan bidang pertanian kini keadaannya telah jauh lebih baik, pupuk anorganik sebagai salah satu sarana yang penting dan para PPL sebagai tenaga-tenaga pembina dan pembimbing para petani telah tersebar disetiap pelosok tanah air kita. Sehingga para petani selain mendapat kemudahan dalam memperoleh pupuk anorganik yang murah, juga mengetahui teknologi pe-makaiannya sehingga "defi-siensi desease" dapat diatasi sebagaimana mestinya.Tentang defisiensi desease dapat mudah diatasi karena gejala-gejala akibatnya dapat mudah diketahui. Kekurangan suatu unsur akan menimbulkan kelainan pada pertumbuhan tanaman dan kelainan ini merupakan tanda yang khusus.

Gejala ini timbul karena unsur

     Yang dapat mempengaruhi proses-proses tertentu pada pertumbuhan tanaman tidak ada, seperti kekurangan Fe, Mg dan Mn akan menimbulkan tanda-tanda khusus pada daun menjadi klorosis ( berwarna kuning ) karena pembentukan klorofil terganggu ( ter-bengkalai).Penyakit kekurangan unsur hara dan gejala-gejala yang ditimbul-kannya dapat dikemukakan dibawah ini secara terperinci.

GEJALA KEKURANGAN UNSUR HARA MAKRO

KEKURANGAN UNSUR NITROGEN ( N )

     Gejala sehubungan dengan kekurangan unsur hara ini dapat terlihat dimulai dari daunnya, warnanya yang hijau agak kekuningan selanjutnya berubah menjadi kuning . Jaringan daun mati dan inilah yang menyebabkan daun selanjutnya menjadi kering dan berwarna merah kecoklat-an. Pada tanaman dewasa pertumbuhan yang terhambat ini akan berpengaruh pada pertumbuhan, yang dalam hal ini perkembangan buah tidak sempurna, umumnya kecil-kecil dan cepat matang. Kandungan unsur N yang rendah dapat menimbulkan daun penuh dengan serat, hal ini dikarenakan menebalnya membran sel daun sedangkan selnya sendiri berukuran kecil-kecil.

KEKURANGAN UNSUR FOSFOR ( P )

Sebagaimana telah dijelaskan bahwa fungsi fosfat dalam tanaman adalah: dapat mempercepat pertumbuhan akar semai, mempercepat dan memperkuat pertumbuhan tanaman dewasa pada umumnya, meningkatkan produk biji - bijian dan memperkuat tubuh tanaman padi-padian sehingga tidak mudah rebah. Karena itu defisiensi unsur hara ini akan menimbulkan hambatan pada pertumbuhan sistem perakaran, daun, batang seperti misalnya pada tanaman serealia (padi-padian, rumput-rumputan, jewawut, gandum, jagung) daunnya berwarna hijau tua/ keabu-abuan, mengkilap, sering pula terdapat pigmen merah pada daun bagian bawah, selanjutnya mati. Tangkai daun kelihatan lancip. Pertumbuhan buah jelek, merugikan hasil biji.

Pada tanaman gandum, defisiensi zat fosfat menimbulkan gejala pada jeraminya, berwarna abu-abu, pertumbuhan tanaman sangat kerdil, hal ini diakibatkan pertumbuhan sistem perakaran yang buruk dan kurang berfungsi.

KEKURANGAN UNSUR KALIUM ( K )

Defisiensi Kalium memang agak sulit diketahui gejalanya, karena gejala ini jarang ditampakkan ketika tanaman masih muda, jadi agak berlainan dengan gejala-gejala karena difisiensi N dan P.

 Gejala yang terdapat pada daun terjadi secara setempat-setempat. Padapermulaannya tampak agak mengkerut dan kadang-kadang mengkilap dan selanjutnya sejak ujung dan tepi daun tampakmenguning, warna seperti ini tampak pula di antara tulang - tulang daun, pada akhirnya daun tampak bercak-bercak kotor, berwarna coklat, sering pula bagian yang bercak ini jatuh sehingga daun tampak bergerigi dan kemudian mati. Pada tanaman kentang gejala yang dapat dilihat pada daun yang mana terjadi pengkerutan dan peng-gulungan, warna daun hijau tua berubah menjadi kuning bertitik - titik coklat. Gejala yang terdapat pada batang yaitu batangnya lemah dan pendek - pendek sehinga tanaman tampak kerdil. Gejala yang tampak pada buah misalnya buah kelapa dan jeruk banyak yang berjatuhan sebelum masak, sedang masaknya buahpun berlangsung sangat lambat. Bagi tanaman yang berumbi menderita defisiensi K hasil umbinya sangat kurang dan kadar hidrat arangnya demikian rendah.

KEKURANGAN UNSUR KALSIUM (Ca)

Defisiensi untuk Ca meyebabkan terhambatnya pertumbuhan sistem perakara, selain akar kurang sekali fungsinyapun demikian terhambat, gejala-gejalanya yang timbul tampak pada daun, dimana daun-daun muda selain berkeriput mengalami per-ubahan warna, pada ujung dan tepi-tepinya klorosis ( berubah menjadi kuning) dan warna ini menjalar diantara ujung tulang - tulang daun, jaringan-jaringan daun pada beberapa tempat mati. Kuncup-kuncup yang telah tumbuh mati. Defisiensi unsur Ca menyebabkan pula pertumbuhan tanaman demi-kian lemah dan menderita. Hal ini dikarenakan pengaruh terkumpulnya zat-zat lain yang banyak pada sebagian dari jaringan-jaringannya. Keadaan yang tidak seimbang inilah yang menyebabkan lemah dan menderitanya tanaman ter-sebut atau dapat dikatakan karena distribusi zat - zat yang penting bagi pertumbuhan bagian yang lain terhambat ( tidak lancar).

KEKURANGAN UNSUR MAGNESIUM ( Mg )

     Unsur Mg merupakan bagian pembentuk klorofil, oleh karena itu kekurangan Mg yang tersedia bagi tanaman akan menimbulkan gejala - gejala yang tampak pada bagian daun, terutama pada daun tua. Klorosis tampak pada diantara tulang-tulang daun, sedangkan tulang-tulang daun itu sendiri tetap berwarna hijau. Bagian diantara tulang-tulang daun itu secara teratur berubah menjadi kuning dengan bercak kecoklatan. Daun-daun ini mudah terbakar oleh terik matahari karena tidak mempunyai lapisan lilin, karena itu banyak yang berubah warna menjadi coklat tua/kehitaman dan mengkerut. Defisiensi Mg menimbulkan pengaruh pula pada pertumbuhan biji, bagi tanaman yang banyak menghasilakn biji hendaknya diperhatikan pemupukannya dengan Mg SO4, MgCO3 dan Mg(OH)2.

KEKURANGAN UNSUR BELERANG ( S )

     Defisiensi unsur S gejalanya klorosis terutama pada daun-daun muda, perubahan warna tidak berlangsung setempat-tempat, melainkan pada bagian daun selengkapnya, warna hijau makin pudar berubah menjadi hijau yang sangat muda, kadang mengkilap keputih-putihan dan kadang-kadang perubahannya tidak merata tetapi berlangsung pada bagian daun selengkapnya. Perubahan warna ini dapat pula menjadi kuning sama sekali, sehingga tanaman tampak berdaun kuning dan hijau, seperti misalnya gejala-gejala yang tampak pada daun tanaman teh di beberapa tempat di Kenya yang terkenal dengan sebutan " Tea Yellows" atau " Yellow Disease"

GEJALA KEKURANGAN UNSUR HARA MIKRO

KEKURANGAN UNSUR BESI ( Fe )

Defisiensi zat besi sesungguh-nya jarang sekali terjadi. Terjadinya gejala-gejala pada bagian tanaman terutama daun yang kemudian dinyatakan sebagai kekurangan tersedia-nya zat Fe ( besi ) adalah karena tidak seimbang tersedianya zat Fe dengan zat kapur pada tanah yang berkelebihan kapur dan yang bersifat alkalis. Jadi masalah ini merupakan masalah pada daerah - daerah yang tanahnya banyak mengandung kapur. Gejala-gejala yang tampak pada daun muda, mula-mula secara setempat-tempat berwarna hijau pucat atau hijau kekuningan-kuningan, sedang tulang-tulang daun tetap berwarna hijau serta jaringan-jaringannya tidak mati. Selanjutnya pada tulang-tulang daun terjadi klorosis yang tadinya berwarna hijau berubah menjadi warna kuning dan ada pula yang menjadi putih. Gejala selanjutnya yang paling hebat terjadi pada musim kemarau, daun-daun muda yang banyak yang menjadi kering dan berjatuhan. Tanaman kopi yang ditanam didaerah-daerah yang tanahnya banyak mengandung kapur, sering tampak gejala-gejala demikian.

KEKURANGAN UNSUR MANGAN (Mn)

Gejala-gejala dari defisiensi Mn pada tanaman adalah hampir sama dengan gejala defisiensi Fe pada tanaman. Pada daun-daun muda diantara tulang -tulang daun secara setempat-setempat terjadi klorosis, dari warna hijau menjadi warna kuning yang selanjutnya menjadi putih. Akan tetapi tulang-tualng daunnya tetap berwarna hijau, ada yang sampai ke bagian sisi-sisi dari tulang. Jaringan-jaringan pada bagian daun yang klorosis mati sehingga praktis bagian-bagian tersebut mati, mengering ada kalanya yang terus mengeriput dan ada pula yang jatuh sehingga daun tampak menggerigi. Defisiensi ter-sedianya Mn akibatnya pada pembentukan biji-bijian kurang baik.

KEKURANGAN UNSUR BORIUM ( B )

Walaupun unsur Borium sedikit saja diperlukan tanaman bagi pertumbuhannya tetapi kalau unsur ini tidak tersedia bagi tanaman gejalanya cukup serius, seperti:
* Pada bagian daun, terutama daun-daun yang masih muda terjadi klorosis, secara setempat-setempat pada permukaan daun bagian bawah, yang selanjutnya menjalar ke bagian tepi-tepi nya. Jaringan-jaringan daun mati.

Daun-daun baru yang masih kecil-kecil tidak dapat berkembang, sehingga pertumbuhan selanjutnya kerdil. Kuncup-kuncup yang mati berwarna hitam/coklat.
* Pada bagian buah terjadi penggabusan, sedang pada tanaman yang menghasilkan umbi, umbinya kecil - kecil yang kadang-kadang penuh dengan lubang-lubang kecil berwarna hitam, demikian pula pada bagian akar-akarnya.

KEKURANGAN UNSUR TEMBAGA ( Cu )

     Defisiensi unsur tembaga akan menimbulkan gejala-gejala sebagai berikut:
* Pada bagian daun, terutama daun-daun yang masih muda tampak layu dan kemudian mati (die back), sedang ranting-rantingnya berubah warna menjadi coklat dan ahkirnya mati.

* Pada bagian buah, buah-buah tanaman umumnya kecil-kecil berwarna coklat pada bagian dalamnya sering didapatkan sejenis perekat ( gum ).Gejala-gejala seperti terdapat pada tanaman penghasil buah-buahan ( yang kekurangan zat Cu ), seperti tanaman jeruk, apel, peer dan lain-lain.

KEKURANGAN UNSUR SENG/ZINKUM ( Zn)

     Tidak tersediannya unsur Zn bagi pertumbuhan tanaman meyebabkan tanaman tersebut mengalami beberapa pen-yimpangan dalam per-tumbuhannya. Penyimpangan ini menimbulkan gejala-gejala yang dapat kita lihat pada bagian daun-daun yang tua:

* Bentuk lebih kecil dan sempit dari pada bentuk umumnya.

* Klorosis terjadi di antara tulang-tulang daun.

* Daun mati sebelum waktunya, kemudian berguguran dimulai dari daun-daun yang ada di bagian bawah menuju ke puncak.

KEKURANGAN UNSUR MOLIBDENUM (Mo)

     Molibdenum atau sering pula disebut Molibdin tersedianya dalam tanah dalam bentuk MoS2 dan sangat dipengaruhi oleh pH, biasanya pada pH rendah tersedianya bagi tanaman akan kurang. Defisiensi unsur ini menyebab-kan beberapa gejala pada tanaman, antara lain per-tumbuhannya tidak normal, terutama pada sayur-sayuran. Secara umum daun-daunnya mengalami perubahan warna, kadang-kadang mengalami pengkerutan terlebih dahulu sebelum mengering dan mati. Mati pucuk ( die back ) bisa pula terjadi pada tanaman yang mengalami kekurangan unsur hara ini.

KEKURANGAN UNSUR Si, Cl DAN Na

     Unsur Si atau Silisium hanya diperlukan oleh tanaman Serelia misalnya padi-padian, akan tetapi kekurangan unsur ini belum diketahui dengan jelas akibatnya bagi tanaman. Defisiensi unsur Cl atau Klorida dapat menimbulkan gejala pertumbuhan daun yang kurang abnormal ( terutama pada tanaman sayur-sayuran), daun tampak kurang sehat dan berwarna tembaga. Kadang-kadang pertumbuhan tanaman tomat, gandum dan kapas menunjukkan gejala seperti itu. Defisiensi unsur Na atau Natrium bagi pertumbuhan tanaman yang baru diketahui pengaruhnya yaitu meng-akibatkan resistensi tanaman akan merosot terutama pada musim kering. Tanpa Na tanaman dalam pertumbuhan-nya tidak dapat meningkatkan kandungan air ( banyak air yang dapat dipegang per unit berat kering ) pada jaringan daun. Gejala-gejal lainnya belum diketahui secara jelas.

UNSUR FUNGSIONAL / BENEFICIAL ELEMENT

     Unsur fungsional adalah unsur -unsur yang belum memenuhi kriteria unsur essensial seperti yang dikemukakan oleh ARNON & STOKT sehingga unsur-unsur ini tidak dapat digolongkan dalam unsur essensial, namun untuk penting untuk tanaman-tanaman tertentu. Dengan adanya unsur fungsional ini dapat lebih memperbaiki pertumbuhan dan kualitas hasil atau dengan kata lain, tanpa unsur fungsional ini tanaman tetap dapat men-yelesaikan siklus hidupnya dengan sempurna dan normal tetapi dengan adanya unsur ini maka pertumbuhan dan kualitas akan lebih baik pada hasil tanaman tertentu, misalnya mentimun dapat mengantikan sebagaimana peranan K pada tanaman kelapa. Contoh lain dengan pemberian Na pada tanaman bit gula ( Beta vulgaris ) akan memperbesar umbi dua sampai tiga kali. Dari hasil -hasil percobaan, ternyata pada tanaman kenaf dan Rosela ( tanaman serat ) didapatkan bahwa kalau tanaman diberikan NaCl 100 ppm maka pertumbuhan lebih baik dan berat kering meningkat jika dibandingkan dengan tanpa pemberian NaCl.

-      Silikon(Si ) dapat menyebabkan batang tebu tahan terhadap hama penggerek batang.

-      Cobalt (Co) menyebabkan fiksasi N2 dari udara oleh bakteri bintil akar sehingga tanaman Leguminosa akan mendapat NH3 lebih banyak. Silikon menyebabkan padi lebih tahan terhadap serangan penyakit jamur

-      Si diserap dalam bentuk SiO4-

-      Co diserap dalam bentuk Co++

-      Na diserap dalam bentuk Na+

Demikian ulasan tentang pengaruh unsur esensial terhadap pertumbuhan dan produksi tanaman dengan mengetahui manfaat, efek samping dan kerugian unsur-unsur esensial, setidaknya kita dapat gambaran bahwa faktor-faktor penghambat dalam rangka peningkatan produksi sudah teratasi akan tetapi unsur-unsur esensial yang dibutuhkan tanaman kurang mendapat perhatian, maka usaha peningkatan produksi tidak akan berhasil dengan baik. Untuk itu disarankan untuk terus menerus mengamati dan meneliti setiap perkembangan yang terjadi pada tanaman yang dibudidayakan supaya gejala-gejala terhadap kekurangan unsur hara akan secepatnya dapat diatasi disamping itu dalam jangka panjang kita dapat mengetahui akan kandungan unsur hara dan keadaan tanah yang kita miliki dengan indikasi tanaman yang kita budidayakan sebelumnya.