Unsure Hara Esensial
Pertumbuhan tanaman tidak hanya dikontrol oleh faktor dalam (internal), tetapi juga ditentukan oleh faktor luar (eksternal). Salah satu faktor eksternal tersebut adalah unsur hara esensial. Unsur hara esensial adalah unsur-unsur yang diperlukan bagi pertumbuhan tanaman. Apabila unsure tersebut tidak tersedia bagi tanaman, maka tanaman akan menunjukkan gejala kekurangan unsure tersebut dan
pertumbuhan tanaman akan merana. Berdasarkan jumlah yang diperlukan kita mengenal adanya unsur hara makro dan unsur hara mikro. Unsur hara makro diperlukan oleh tanaman dalam jumlah yang lebih besar (0.5-3% berat tubuh tanaman). Sedangkan unsur hara mikro diperlukan oleh tanaman dalam jumlah yang relatif kecil (beberapa ppm/ part per million dari berat keringnya).
Contoh:
1. Unsur N termasuk unsur hara makro. Unsur ini diperlukan oleh tanaman dalam jumlah 1- % berat kering tanaman. Unsur tersebut diperlukan oleh tanaman sebagai penyusun asam amino, protein, dan klorofil. Apabila tanaman kekurangan unsur N akan menunjukkan gejala antara lain klorosis pada daun. Gejala kekurangan N pertama kali akan muncul pada daun tertua.
2. Unsur Al tidak termasuk unsur hara esensial, sebab unsur ini meskipun jumlahnya banyak dalam tanah tetapi tidak diperlukan bagi pertumbuhan tanaman. Keberadaan unsur Al justru dapat bersifat racun bagi tanaman. Unsur ini dapat mengikat fosfat sehingga menjadi tidak tersedia bagi tanaman.
3. Unsur Cu termasuk unsur hara mikro. Unsur ini diperlukan tanaman dalam jumlah yang relatifkecil ( 6 ppm). Jika jumlahnya banyak, Cu akan menjadi racun bagi tanaman, misalnya: Cuakan membunuh ganggang pada konsentrasi 1 ppm.
Unsur hara makro antara lain: C, H, O, N, P, K, S, Ca, dan Mg. Sedangkan yang termasuk unsure hara mikro adalah : Fe, B, Mn, Cu, Zn, Mo, dan Cl. Beberapa unsur ada yang esensial bagi tanaman tertentu, misalnya Na, Si dan Co. Karbon diambil oleh tumbuhan dalam bentuk gas CO2 , hidrogen diambil dalam bentuk air (H2O), sedangkan oksigen selain dalam bentuk CO2 dan H2O juga dapat diambil dalam bentuk O2, maupun senyawa lainnya. Unsur C, H, dan O merupakan penyusun utama makromolekul, seperti: karbohidrat, lipid, protein dan asam nukleat. Setelah C, H, dan O, nitrogen merupakan unsur hara makro terpenting. Nitrogen merupakan komponen dari asam-asam amino (juga protein), klorofil, koenzim dan asam nukleat. Nitrogen sering merupakan unsur pembatas pertumbuhan. Walaupun gas N2 menyusun 78 % atmosfir bumi, tumbuhan tidak dapat menggunakannya secara langsung.
Gas N2 tersebut harus difiksasi oleh bakteri menjadi amonia (NH3). Beberapa tumbuh-tumbuhan (seperti kacang tanah, kedelai, kapri, dan tumbuhan legume lainnya) bersimbiosis dengan bakteri Rhizobium spp (Gambar 1a). Rhizobium ini dapat memfiksasi gas N2 (yang terjerap dalam pori-pori tanah) dan mengkonversinya menjadi amonia. Bakteri dari genus Azotobacter, yang hidup bebas dalam tanah, juga dapat melakukan fiksasi nitrogen. Molekul NH3 dengan segera mengikat ion H+ membentuk ion NH4+. Jika bintil akar menghasilkan ion NH4+ melebihi yang diperlukan tanaman maka ion NH4+ akan dibebaskan ke dalam tanah dan dapat dimanfaatkan oleh tumbuhan non legume. Ion amonium oleh bakteri nitrifikasi (spesies dari genus Nitrobacter dan Nitrozomonas) dapat diubah menjadi ion NO3 Tumbuhan dapat mengambil nitrogen dalam bentuk ion NH4+ maupun NO3-.