Tumbuhan memerlukan 17 unsur nutrien penting untuk menjalankan pertumbuhan, perkembangan dan proses fisiologi secara optimum. Unsur-unsur tersebut dibahagikan kepada makronutrien dan mikronutrien berdasarkan jumlah yang diperlukan oleh tanaman.
Makronutrien seperti nitrogen, fosforus, kalium, kalsium, magnesium dan sulfur diperlukan dalam kuantiti yang lebih besar. Mikronutrien seperti besi, mangan, boron, zink, kuprum, molibdenum, nikel dan klorin pula diperlukan dalam kuantiti yang kecil, tetapi tetap penting. Kekurangan mana-mana unsur boleh mengganggu metabolisme tanaman dan menghasilkan gejala seperti klorosis, nekrosis serta pertumbuhan terbantut.
Perbezaan makronutrien dan mikronutrien
Istilah “makro” dan “mikro” merujuk kepada jumlah nutrien yang diperlukan oleh tanaman, bukannya tahap kepentingannya.
Makronutrien diperlukan dalam jumlah yang lebih banyak kerana terlibat dalam pembentukan struktur sel, protein, asid nukleik, pigmen dan pelbagai komponen tumbuhan. Mikronutrien pula biasanya bertindak sebagai kofaktor enzim atau pembawa elektron dalam tindak balas metabolik.
Walaupun diperlukan dalam jumlah kecil, kekurangan mikronutrien tetap boleh menjejaskan pertumbuhan dan produktiviti tanaman dengan ketara.
| Kumpulan | Unsur yang dinyatakan dalam dokumen |
|---|---|
| Makronutrien | N, P, K, Ca, Mg, S |
| Mikronutrien | Fe, Mn, B, Zn, Cu, Mo, Ni, Cl |
Mobiliti nutrien dalam tumbuhan
Mobiliti nutrien merujuk kepada keupayaan sesuatu unsur dipindahkan dari tisu lama ke bahagian tumbuhan yang sedang aktif membesar.
Dokumen membahagikan nutrien kepada dua kumpulan:
Nutrien mudah alih: N, P, K, Cl, Mg dan Mo.
Nutrien tidak mudah alih: B, Ca, Cu, Fe, Mn, Ni, S dan Zn.
Perbezaan ini penting untuk mengenal pasti lokasi awal gejala kekurangan.
Nutrien mudah alih boleh dipindahkan daripada daun lama ke daun muda apabila bekalannya tidak mencukupi. Oleh itu, gejala kekurangannya biasanya muncul terlebih dahulu pada daun tua atau bahagian bawah tanaman.
Nutrien tidak mudah alih pula sukar dipindahkan daripada tisu lama. Gejala kekurangan lazimnya muncul pada daun muda, pucuk atau bahagian atas tanaman.
| Mobiliti nutrien | Lokasi awal gejala |
|---|---|
| Mudah alih | Daun lama atau bahagian bawah |
| Tidak mudah alih | Daun muda, pucuk atau bahagian atas |
Peranan makronutrien
Makronutrien mempunyai peranan luas dalam pembentukan dan pengawalan proses tumbuhan. Nitrogen dan fosforus menjadi komponen utama bahan binaan tumbuhan, manakala kalium, kalsium dan magnesium bertindak dalam pengawalan atau pengaktifan enzim.
Dokumen turut menyatakan bahawa kekurangan makronutrien boleh meningkatkan penghasilan spesies oksigen reaktif atau ROS. Pengumpulan ROS yang berlebihan menyebabkan tekanan oksidatif dan kerosakan pada komponen sel tumbuhan.
Nitrogen: pembentukan protein dan pigmen
Nitrogen terlibat dalam sintesis protein, asid nukleik dan pigmen tumbuhan. Oleh sebab itu, unsur ini mempunyai pengaruh besar terhadap pertumbuhan vegetatif serta pembentukan warna hijau daun.
Gejala kekurangan nitrogen yang dinyatakan dalam dokumen ialah:
- Daun menjadi pucat;
- Urat daun kelihatan hijau kebiruan; dan
- Klorosis bermula pada daun lama.
Gejala muncul pada daun lama kerana nitrogen ialah unsur mudah alih. Apabila bekalannya terhad, tanaman memindahkan nitrogen daripada daun tua ke tisu muda yang sedang berkembang.
Kekurangan berpanjangan boleh menyebabkan pertumbuhan menjadi perlahan kerana pembentukan protein dan pigmen tumbuhan terganggu.
Fosforus: struktur dan isyarat selular
Fosforus merupakan komponen struktur penting dan turut terlibat dalam proses isyarat selular.
Dokumen menyatakan bahawa kekurangan fosforus boleh menghasilkan gejala seperti:
- Daun bersaiz kecil;
- Warna daun hijau pekat;
- Tepi daun berwarna ungu; dan
- Penguningan pada daun apikal.
Fosforus juga dikategorikan sebagai nutrien mudah alih. Oleh itu, gejala boleh berkembang pada bahagian daun yang lebih lama apabila unsur tersebut dipindahkan ke tisu muda.
Warna ungu pada tepi daun menjadi antara petunjuk visual yang dikaitkan dengan kekurangan fosforus dalam dokumen.
Kalium: pengawalan stomata dan aktiviti enzim
Kalium berfungsi sebagai pengaktif enzim dan pengawal stomata. Stomata ialah liang kecil pada permukaan daun yang mengawal pertukaran gas serta kehilangan air melalui transpirasi.
Gejala kekurangan kalium yang dilaporkan ialah:
- Kekuningan pucat;
- Daun menggulung; dan
- Pereputan atau kemerosotan daun.
Kalium ialah unsur mudah alih. Oleh itu, gejala lazimnya bermula pada daun lama apabila kalium dipindahkan ke bahagian pertumbuhan baharu.
Gangguan terhadap pengawalan stomata dan fungsi enzim boleh menjejaskan kecekapan penggunaan air serta metabolisme tumbuhan.
Magnesium: unsur pusat klorofil
Magnesium berada di bahagian pusat cincin klorofil dan turut berfungsi sebagai pengaktif enzim fotosintesis.
Klorofil diperlukan untuk menangkap tenaga cahaya dalam proses fotosintesis. Oleh itu, kekurangan magnesium berkait rapat dengan perubahan warna daun.
Gejala utama yang dinyatakan ialah klorosis interveinal pada daun dewasa. Klorosis interveinal bermaksud kawasan di antara urat daun menjadi kuning, manakala urat masih kelihatan hijau.
Gejala muncul pada daun dewasa kerana magnesium merupakan nutrien mudah alih dalam tumbuhan.
Sulfur: sintesis biomolekul
Sulfur terlibat dalam sintesis pelbagai biomolekul tumbuhan. Unsur ini dikategorikan sebagai nutrien yang tidak mudah alih dalam dokumen.
Gejala kekurangan sulfur ialah:
- Daun menjadi kuning pucat; dan
- Gejala muncul pada daun muda.
Kekuningan akibat kekurangan sulfur boleh menyerupai kekurangan nitrogen. Perbezaan pentingnya ialah kekurangan nitrogen biasanya bermula pada daun lama, manakala kekurangan sulfur muncul pada daun muda.
Lokasi gejala ini membantu membezakan kedua-dua masalah ketika pemeriksaan tanaman di ladang.
Kalsium dalam klasifikasi makronutrien
Kalsium disenaraikan sebagai salah satu daripada enam makronutrien penting dan dikategorikan sebagai unsur tidak mudah alih.
Dokumen menyatakan secara umum bahawa kalsium berfungsi sebagai pengawal atau pengaktif enzim. Namun, jadual fungsi dan gejala kekurangan pada halaman pertama hanya memberikan perincian khusus bagi nitrogen, fosforus, kalium, magnesium dan sulfur.
Oleh itu, dokumen tidak menyediakan penerangan khusus tentang gejala kekurangan kalsium.
Ringkasan fungsi dan gejala makronutrien
| Nutrien | Fungsi utama | Gejala kekurangan dalam dokumen |
|---|---|---|
| Nitrogen | Sintesis protein, asid nukleik dan pigmen | Daun pucat, urat hijau kebiruan, klorosis daun lama |
| Fosforus | Komponen struktur dan isyarat sel | Daun kecil hijau pekat, tepi ungu, daun apikal menguning |
| Kalium | Pengaktif enzim dan pengawal stomata | Kekuningan pucat, daun menggulung dan mereput |
| Magnesium | Pusat klorofil dan pengaktif enzim fotosintesis | Klorosis interveinal pada daun dewasa |
| Sulfur | Sintesis biomolekul | Daun muda menjadi kuning pucat |
| Kalsium | Pengawal atau pengaktif enzim secara umum | Tidak dihuraikan secara khusus |
Fungsi umum mikronutrien
Mikronutrien berfungsi terutamanya sebagai kofaktor enzim dan pembawa elektron dalam tindak balas redoks.
Kofaktor ialah komponen yang diperlukan oleh enzim untuk menjalankan tindak balas kimia. Walaupun mikronutrien diperlukan pada kepekatan rendah, ketiadaannya boleh menghentikan atau memperlahankan proses metabolik penting.
Dokumen mentakrifkan lapan mikronutrien penting, iaitu:
- Boron;
- Klorin;
- Mangan;
- Besi;
- Nikel;
- Kuprum;
- Zink; dan
- Molibdenum.
Unsur-unsur ini hadir pada kepekatan kurang daripada 1,000 µg bagi setiap gram berat kering, tetapi melaksanakan fungsi penting dalam metabolisme tanaman.
Besi: fotosintesis dan pembentukan klorofil
Besi berfungsi sebagai kofaktor enzim fotosintesis dan terlibat dalam sintesis klorofil.
Dokumen mengaitkan kekurangan besi dengan klorosis teraruh kapur. Keadaan ini boleh berlaku apabila sifat tanah mengehadkan ketersediaan besi kepada tanaman.
Besi ialah nutrien tidak mudah alih. Berdasarkan klasifikasi mobiliti dalam dokumen, gejala kekurangannya dijangka muncul pada daun muda atau bahagian atas tanaman.
Walau bagaimanapun, dokumen turut menyatakan bahawa kesan kekurangan besi adalah minimum dalam sesetengah kajian yang dirujuk.
Mangan: fotosintesis dan pembentukan lignin
Mangan terlibat dalam fotosintesis serta biosintesis lignin.
Lignin membantu membentuk dan menguatkan struktur tisu tumbuhan. Oleh itu, kekurangan mangan boleh memberikan kesan pada bentuk dan perkembangan daun.
Gejala yang dinyatakan ialah:
- Bentuk daun tidak teratur; dan
- Klorosis interveinal.
Mangan ialah unsur tidak mudah alih. Maka, gejala lazimnya dijangka berlaku pada daun muda.
Boron: pembentukan dinding dan pembahagian sel
Boron berperanan dalam pembentukan serta penguatan dinding sel dan dalam proses pembahagian sel.
Gejala kekurangan boron yang dinyatakan ialah:
- Daun menjadi rapuh;
- Permukaan daun kelihatan berkilat; dan
- Sel menjadi pendek serta tebal.
Boron dikategorikan sebagai nutrien tidak mudah alih. Oleh itu, kekurangannya cenderung menjejaskan bahagian muda yang sedang mengalami pembahagian dan pembesaran sel.
Gangguan pembahagian sel boleh menyebabkan perkembangan tisu baharu menjadi tidak normal.
Zink: sintesis auksin dan pengaktifan enzim
Zink terlibat dalam sintesis auksin dan fungsi enzim.
Auksin ialah hormon tumbuhan yang mempengaruhi pemanjangan sel dan pertumbuhan batang. Kekurangan zink boleh menurunkan tahap auksin dan menyebabkan pertumbuhan menjadi terbantut.
Gejala yang dinyatakan dalam dokumen ialah:
- Pertumbuhan terbantut; dan
- Ruas antara buku atau internod menjadi pendek.
Zink dikategorikan sebagai nutrien tidak mudah alih. Oleh itu, gejala cenderung kelihatan pada bahagian pertumbuhan muda.
Molibdenum: metabolisme nitrogen
Molibdenum bertindak sebagai kofaktor bagi enzim yang terlibat dalam metabolisme nitrogen.
Tanpa molibdenum yang mencukupi, tanaman mungkin tidak dapat menjalankan proses berkaitan nitrogen secara normal walaupun nitrogen terdapat dalam persekitarannya.
Dokumen menyatakan gejala khusus yang dikenali sebagai whiptail, iaitu:
- Daun menjadi kecil; dan
- Daun berbentuk seperti sudu pada tanaman daripada kumpulan Brassica.
Molibdenum ialah unsur mudah alih. Oleh itu, lokasi gejala boleh berkait dengan pemindahan unsur daripada tisu lama ke tisu baharu.
Kuprum, nikel dan klorin
Kuprum, nikel dan klorin disenaraikan sebagai mikronutrien penting dalam dokumen.
Kuprum dan nikel dikategorikan sebagai unsur tidak mudah alih, manakala klorin ialah unsur mudah alih.
Namun, dokumen tidak memberikan jadual khusus tentang fungsi dan gejala kekurangan bagi ketiga-tiga unsur tersebut. Oleh itu, fungsi dan gejalanya tidak dihuraikan lanjut dalam artikel ini.
Ringkasan fungsi dan gejala mikronutrien
| Nutrien | Fungsi utama | Gejala kekurangan dalam dokumen |
|---|---|---|
| Besi | Kofaktor enzim fotosintesis dan sintesis klorofil | Klorosis teraruh kapur |
| Mangan | Fotosintesis dan biosintesis lignin | Daun tidak teratur, klorosis interveinal |
| Boron | Penguatan dinding dan pembahagian sel | Daun rapuh dan berkilat, sel pendek serta tebal |
| Zink | Sintesis auksin dan fungsi enzim | Pertumbuhan terbantut, internod pendek |
| Molibdenum | Kofaktor enzim metabolisme nitrogen | Gejala whiptail pada Brassica |
| Kuprum | Tidak dihuraikan khusus | Tidak dihuraikan khusus |
| Nikel | Tidak dihuraikan khusus | Tidak dihuraikan khusus |
| Klorin | Tidak dihuraikan khusus | Tidak dihuraikan khusus |
Klorosis, nekrosis dan pertumbuhan terbantut
Gejala kekurangan nutrien sering digambarkan melalui tiga istilah utama.
Klorosis ialah kehilangan warna hijau akibat gangguan pembentukan atau kestabilan klorofil. Daun kelihatan kuning atau pucat.
Nekrosis ialah kematian tisu yang boleh muncul sebagai tompok kering, tepi daun mati atau bahagian daun yang mereput.
Pertumbuhan terbantut berlaku apabila pembahagian atau pemanjangan sel terganggu. Tanaman mungkin menjadi pendek, menghasilkan daun kecil atau mempunyai ruas batang yang rapat.
Walaupun gejala ini dapat membantu diagnosis awal, satu gejala boleh dikaitkan dengan lebih daripada satu jenis kekurangan.
Klorosis interveinal
Klorosis interveinal ialah keadaan apabila kawasan antara urat daun menjadi kuning tetapi urat daun masih hijau.
Dalam dokumen, gejala ini dikaitkan dengan kekurangan:
- Magnesium pada daun dewasa; dan
- Mangan, yang dikategorikan sebagai nutrien tidak mudah alih.
Lokasi gejala membantu membezakannya. Kekurangan magnesium cenderung berlaku pada daun lama, manakala kekurangan mangan dijangka muncul pada daun muda berdasarkan mobilitinya.
Interaksi antara makronutrien dan mikronutrien
Nutrien tanaman tidak bertindak secara berasingan. Interaksi antara unsur adalah kompleks dan saling berkait.
Makronutrien seperti nitrogen, fosforus dan sulfur bukan sahaja mempengaruhi laluan metabolik antara satu sama lain, malah turut mempengaruhi penggunaan mikronutrien.
Dokumen menyebut faktor transkripsi PHR1 sebagai pengawal utama homeostasis:
- Nitrogen;
- Fosforus;
- Sulfur;
- Besi; dan
- Zink.
Homeostasis merujuk kepada keupayaan tanaman mengawal penyerapan, pengagihan dan penggunaan nutrien supaya berada pada tahap yang sesuai.
Gangguan satu unsur boleh mempengaruhi tindak balas atau ketersediaan unsur lain.
Kekurangan nutrien dan tekanan oksidatif
Kekurangan makronutrien boleh meningkatkan penghasilan spesies oksigen reaktif atau ROS.
ROS terbentuk sebagai sebahagian daripada proses metabolisme biasa, tetapi pengumpulannya secara berlebihan boleh merosakkan:
- Membran sel;
- Protein;
- Pigmen;
- Asid nukleik; dan
- Struktur dalaman sel.
Apabila kekurangan nutrien mengganggu fotosintesis atau fungsi enzim, keseimbangan pembentukan dan peneutralan ROS boleh berubah. Keadaan ini menghasilkan tekanan oksidatif yang menambahkan kerosakan tanaman.
Gejala berbeza mengikut tanaman
Dokumen menegaskan bahawa gejala kekurangan nutrien adalah khusus kepada sesuatu unsur, tetapi coraknya boleh berbeza antara jenis tanaman.
Sebagai contoh, warna, bentuk dan kedudukan gejala mungkin berubah mengikut:
- Spesies tanaman;
- Varieti;
- Peringkat pertumbuhan;
- Keamatan kekurangan; dan
- Interaksi dengan nutrien lain.
Oleh itu, gejala visual perlu digunakan sebagai petunjuk awal dan bukannya satu-satunya bukti untuk mengesahkan kekurangan.
Kekurangan tersembunyi
Tanaman boleh mengalami kekurangan nutrien ringan tanpa menunjukkan gejala visual yang jelas. Keadaan ini dikenali sebagai kekurangan tersembunyi.
Walaupun daun masih kelihatan normal, pertumbuhan atau hasil tanaman mungkin sudah mula berkurang.
Dokumen menyatakan bahawa kekurangan mikronutrien tersembunyi atau ringan boleh mengehadkan hasil di kawasan yang lebih luas berbanding kawasan yang menunjukkan gejala jelas.
Hal ini bermaksud diagnosis berdasarkan warna daun sahaja mungkin terlepas masalah nutrien pada peringkat awal.
Kepentingan diagnosis visual
Pengenalpastian visual boleh memberi amaran awal kepada petani mengenai kemungkinan kekurangan nutrien.
Pemerhatian perlu memberi perhatian kepada:
- Sama ada gejala bermula pada daun tua atau muda;
- Sama ada kekuningan berlaku sekata atau di antara urat;
- Kehadiran warna ungu;
- Tepi daun mati atau mereput;
- Bentuk daun;
- Panjang internod; dan
- Tahap pertumbuhan tanaman.
Maklumat ini membantu mengecilkan kemungkinan unsur yang terlibat dan membolehkan tindakan pembetulan dipertimbangkan semasa musim tanaman.
Had diagnosis berdasarkan gejala
Walaupun berguna, diagnosis visual mempunyai beberapa cabaran.
Gejala kekurangan nutrien boleh menyerupai kesan daripada:
- Tekanan air;
- Kemasinan;
- Kerosakan akar;
- Penyakit;
- Ketoksikan unsur; atau
- Interaksi antara beberapa nutrien.
Dokumen tidak menerangkan kaedah pengesahan seperti analisis tanah atau tisu. Oleh itu, berdasarkan dokumen sahaja, pengenalpastian visual boleh dianggap sebagai sistem amaran awal tetapi bukan pengesahan muktamad.
Kepentingan kecekapan penggunaan nutrien
Pemahaman tentang fungsi nutrien dan mekanisme kekurangannya penting untuk pembangunan strategi pembajaan mampan.
Dokumen turut menekankan keperluan membangunkan genotip tanaman yang mempunyai kecekapan penggunaan nutrien lebih baik.
Tanaman yang cekap menggunakan nutrien berpotensi:
- Mengekalkan pertumbuhan pada bekalan nutrien lebih rendah;
- Mengurangkan kehilangan baja;
- Mengurangkan kos input; dan
- Menyokong produktiviti pertanian yang lebih mampan.
Kata kunci: makronutrien, mikronutrien, nutrien tanaman, nitrogen, fosforus, kalium, kalsium, magnesium, sulfur, besi, mangan, boron, zink, molibdenum, mobiliti nutrien, klorosis, nekrosis, klorosis interveinal, gejala kekurangan nutrien, pembajaan tanaman
Sumber Rujukan
Abbas, S., Javed, M., Ali, Q., Azeem, M., & Ali, S. (2021). Nutrient deficiency stress and relation with plant growth and development. Dalam Engineering Tolerance in Crop Plants Against Abiotic Stress.
Anthay, S. R., Chokkalingam, A., Jeyashanker, K. B., & Natarajan, B. (2022). An analysis on micronutrient deficiency in plant leaf and soil using digital image processing. Indonesian Journal of Electrical Engineering and Computer Science.
Assunção, A., Cakmak, I., Clemens, S., González-Guerrero, M., Nawrocki, A., & Thomine, S. (2022). Micronutrient homeostasis in plants for more sustainable agriculture and healthier human nutrition. Journal of Experimental Botany, 73, 1789–1799.
Das, S., Avasthe, R., & Yadav, A. (2017). Secondary and micronutrients: Deficiency symptoms and management in organic farming, 209–211.
Kumar, S., Kumar, S., & Mohapatra, T. (2021). Interaction between macro- and micronutrients in plants. Frontiers in Plant Science, 12.
Lilay, G. H., Thiébaut, N., Du Mee, D. J. M., Assunção, A., Schjoerring, J., Husted, S., & Persson, D. P. (2024). Linking the key physiological functions of essential micronutrients to their deficiency symptoms in plants. New Phytologist.
Mishra, S., Levengood, H., Fan, J., & Zhang, C. (2024). Plants under stress: Exploring physiological and molecular responses to nitrogen and phosphorus deficiency. Plants, 13.
Römheld, V., & Marschner, H. (2018). Function of micronutrients in plants. Dalam Micronutrients in Agriculture.
Shambhavi, S., Kumar, R., Kumar, R., & Singh, M. (2020). Micronutrient deficiency in vegetable crops and their management, 489–507.
Tewari, R. K., Yadav, N., Gupta, R., & Kumar, P. (2021). Oxidative stress under macronutrient deficiency in plants. Journal of Soil Science and Plant Nutrition, 21, 832–859.
Tewari, R., Singh, K. P., Keswani, C., Minkina, T., Srivastava, A., De Corato, U., & Sansinenea, E. (2022). Plant mineral nutrition and disease resistance: A significant linkage for sustainable crop protection. Frontiers in Plant Science, 13.
Tiwari, S., Patel, A., Pandey, N., Raju, A., Singh, M., & Prasad, S. (2020). Deficiency of essential elements in crop plants, 19–52.
Villamil Carvajal, J. E., Montaña, J. P. G., Sandoval, E. H. P., Almanza Merchán, P. J., & Atencio Solano, L. M. (2023). Macronutrient omission influences morphological parameters, growth and yield in Arracacia xanthorrhiza. Heliyon, 9.
Zhao, M., He, J., Suolang, J., Liu, L., Hayat, F., Wang, S., Javed, H. U., & Wang, L. (2025). Consequences of micro- and macronutrient deficiencies on physiological and growth metrics in hydroponic ‘Thompson Seedless’ grapevines. Horticulturae.
