MAGNESIUM (Mg) Kandungan Mg dalam kebanyakan tanah umumnya antara 0,05% pada tanah pasir, dan 0,5% pada tanah liat. Kandungan Mg dalam tanah liat tinggi karena Mg yang ada dalam mineral ferromagnesian relatif mudah terlapukkan. Selain itu Mg terdapat dalam mineral sekunder. Beberapa tanah mengandung Mg sebagai MgCO3 atau dolomit (CaCO3. MgCO3). Dalam tanah kering dan semi kering tanah bisa mengandung sejumlah besar Mg sebagai MgSO4. Distribusi Mg dalam tanah bisa dianggap sama dengan cara distribusi K, dibagi menjadi tiga, yaitu: nonexchangeable, exchangeable, dan bentuk terlarut air. Ketiganya membentuk kesetimbangan. Fraksi terbesar adalah nonexchangeable yang meliputi semua mineral primer dan kebanyakan mineral sekunder. Sedangkan bentuk exchangeable hanya sejumlah 5% total Mg. Bentuk Exchangeable dan bentuk terlarut air penting dalam mensuplai tanaman. Bentuk Exchangeable Mg hanya menyusun 4-20% kapasitas pertukaran kation, lebih rendah dari Ca yang mencapai > 80% namun lebih tinggi dari K (sekitar 4%). Magnesium dalam larutan tanah seperti Ca +2 sering konsentrasinya 2-5 mm, walaupun levelnya agak tinggi variasinya antara 0,2 150 mm. Beberapa Mg dalam tanah terjadi berasosiasi dengan bahan organik, tetapi fraksi ini umumnya kecil kurang dari 1% total Mg. Seperti Ca +2, Mg relatif mudah terlindikan dari tanah 1
dengan jumlah 2 30 kg/ha/th. Kecepatan gerakan tergantung jumlah mineral yang mengandung Mg dalam tanah, kecepatan pelapukan dan intensitas pelindian, dan juga serapan Mg oleh tanaman. Dalam banyak tanah pelepasan Mg oleh pelapukan seimbang dengan pelindian. Pada tanah pasir sering pelepasan dengan pelindian predominan, sehingga kandungan Mg dalam subsoil pasir sering menjadi lebih tinggi dibandingkaan dengan kandungan Mg di lapisan atasnya. Level Mg dalam tanah sangat tergantung tipe tanah. Tanah yang terlapuk dan sangat terlidikan seperti padzols dan lateritic umumnya rendah Mg. Sebaliknya tanah yang terbentuk oleh tekanan, cenderung mengandung Mg tinggi. Uptake dan Translokasi Mg Umumnya konsentrasi Mg dalam larutan tanah > K + tetapi kecepatan serapan Mg +2 oleh sel akar jauh lebih dari pada kecepatan serapn K +. Kemampuan yang rendah dari akar dalam menyerap Mg +2 dibandingkan dengan K + mungkin tidak hanya terbatas di jaringan akar saja, tetapi juga bagian tanaman lainnya. Satu spekulasi adalah : Potensial serapan yang rendah mencerminkan kekurangan mekanisme serapan yang spesial yang menggerakkan Mg +2 menyeberang membran plasma. Jadi Transport Mg adalah pasif yang dimediasi oleh ionoshpores yang mana Mg +2 menuruni gradien elektrokimia. Dalam transport in, kompetisi kation bisa memainkan peranan utama dan serapan Mg +2 dapat sangat dipengaruhi oleh 2
kelebihan spesies kation lain, kususnya K + dan NH4 +. Kompetisi ini dapat menyebabkan defisiensi Mg +2. Tidak hanya serapan, namun juga translokasi Mg +2 dari akar ke bagian atas dapat dibatasi oleh K + dan Ca +2. Jadi kandungan Mg +2 yang tinggi dalam tanaman terjadi jika level nutrisi K + rendah. Walaupun level K + yang tinggi menekan serapan Mg =2, suplai K + yang tinggi mengakibatkan kandungan Mg berbada dalam organ yang berbeda. Level K + yang tinggi mengakibatkan kandungan Mg dalam daun dan akar tomat rendah, tetapi kandungan Mg dalam buah tinggi. Level K + yang tinggi juga megasilkan kandungan Mg dalam biji rami dan umbi kentang tinggi. Hal ini menggambarkan bahwa dengan level nutrisi K yang tinggi akan meningkatkan translokasi ion Mg +2 ke arah bua dan jaringan penyimpan. Berbeda dengan Ca +2, Mg +2 sangat mudah bergerak dalam floem dan dapat ditranslokasikan dari daun tua ke daun muda, persis sama dengan K +. Karena buah dan jaringan penyimpan sangat tergantung pada floem untuk suplai mineralnya, maka K dan Mg lebih tinggi dari pada Ca. 3
Fungsi Biokimia Dalam jaringan tanaman bagian besar total Mg lebih 70%, terdifusi dan terasosiasi dengan anion anorganik dan anion asam organik seperti malat dan sitrat. Magnesium juga terasosiasi dengan anion tak terdifusi termasuk oksalat dan pektat. Biji sereal mengandung Mg sebagai garam asam heksafosfo inositol (asam fitat). Peranan Mg yang paling banyak diketahui adalah sebagai pusat molekul klorofil (Gambar di bawah). Namun sebenarnya Fraksi Mg total dalam tanaman yang terasosiasi dengan klorofil hanya relatif sedikit, yaitu antara 15 20%. 4
Disamping fungsiya dalam molekul klorofil ion Mg +2 juga diperlukan dalam proses fisiologis yang lain. Satu peranan utama Mg +2 adalah sebagai kofaktor dalam hampir semua enzim pengaktivasi proses fosforilasi. Magnesium (Mg +2 ) membentuk jembatan antaara struktur pyrophosphate ATP atau ADP dan molekul enzim. Aktivasi ATPase oleh Mg +2 adalah terjadi di sekitar jembatan ini. Selain itu beberapa dehidrogenase juga enolase juga diaktifkan oleh Mg +2. Tetapi dalam enzim-enzim ini, reaksi Mg tidak spesifik dan Mn +2 sering lebih efisien. Reaksi kunci Mg +2 adalah aktivasi ribulose bisphosphoste carboxylase. Sinar meguntungkan asimilasi CO2 dan proses trerkait seperti produksi gula dan pati adalah konsekuensi dari aktivasi ribulose bisphosphoste carboxylase. Menurut Barber (1982) Mg +2 merupakan kation paling penting dalam menetralkan anion yang terdifusi dalam membran tilakoid. Umumnya jika tanaman kekurangan Mg proporsi N protein turun dan N non-protein naik. Dari fakta ini dapat disimpulkan bahwa kekurangan Mg menghambat sintesis protein. Ini bukan hasil dari kekurangan sintesis asam amino, sebagai contoh dalam hal kekurangan S. Efek ini bisa disebabkan oleh disosiasi ribosom menjadi sub-unit akibat tidak adanya Mg +2. Magnesium nampaknya menstabilkan partikel ribosom dalam konfigurasi yang dibutuhkan untuk sintesis protein dan dipercaya mempunyai efek penstabil yang sama dalam matriks inti. Menurut Wunderlich (1978) ini dicapai dengan efek pembentukan jembatan Mg +2 5
pada anion terdifusi tetangganya. Transfer asil amino dari amino asil trna ke rantai polipeptida juga bisa diaktifkan oleh Mg +2. Gejala Kekurangan Mg Gejala kekurangan magnesium berbeda antar spesies tanaman walaupun nampak ada karakteristik umum. Seperti telah disebutkan di muka bahwa Mg +2 bersifat mudah bergerak dalam tanaman dan defisiensi selalu dimulai dari daun yang lebih tua dan bergerak ke daun yang lebih muda. Penguningan interveinal atau klorosis terjadi dan dalam kejadian yang ekstrim adalah adanya daerah nekrosis. Daun yang kekurangan Mg sering gugur prematur. Dalam cereal dan monokotil umumnya terjadi kenampakan defisien Mg yang berbeda. Pada dikotil, metabolisme air dan karbohidrat tanaman dipengaruhi dan defisiensi mulai dari daun yang lebih tua. Dalam cereal, dasar daun mula-mula menunjukkan bercak kecil berwarna hijau gelap akumulasi klorofil dengan dengan background berwarna kuning pucat. Dalam tahap lanjut daun menjadi lebih klorosis dan belang. Nekrosis terjadi pada ujung daun. Gejala ini sama pada gandum dan jagung. Dalam jaringan daun nilai yang nampak terjadi defisiensi adalah sekitar 2 mg Mg per gram baan kering. Walaupun hal ini tergantung sejumlah faktor termasuk spesies tanaman. Ward dan Miller (1969) mengamati gejala defisiensi dalam daun tomat jika kandungan Mg turun sampai di bawah 3 mg Mg per gram berat kering. 6
Defisiensi Mg dalam poinsettia, terjadi klorosis pada antar urat daun. Pupuk Magnesium Pupuk Mg yang terutama digunakan dan mencukupi kebutuhan Mg adalah: % MgO Magnesian limestone ( Mg carbonate) 5 20 Ground burnt magnesian lime (Mg oxide) 10 33 Kieserite ( MgSO4 H2O ) 27 Epsom Salts ( MgSO4 7 H2O ) 16 Sulphate of potash magnesia (K2SO4 MgSO4) 11 Magnesite ( MgCO3) 45 7
Bermacam-macam bentuk magnesium yaitu sebagai karbonat, oksida, dan sulfat. Umumnya pupuk sulfat lebih cepat efektif dari pada pupuk karbonat namun juga lebih mahal. Aplikasi dolomit limestone ( CaCO3 MgCO₃) sangat berguna pada tanah asam yang secara teratur membutuhkan kapur. Dekomposisi dolomit juga dibantu dengan ph rendah. Pada tanah yang lebih netral, MgSO₄ lebih cocok apalagi jika kebutuhan Mg perlu segera dipenuhi. Bermacam-macam bentuk MgSO₄ berbeda kelarutannya. Garam epsom (MgSO4 7 H2O ) walaupun lebih mahal namun lebih mudah larut dari pada kiserite ( MgSO4 H2O). 8
9