BAB I. KONSTITUEN-KONSTITUEN ORGANIK TANAMAN. (Hasil terjemahan bebas pribadi dari Project Gutenberg’s Elements of Agricultural Chemistry, by Thomas Anderson)

5 Jun

Apabila air yang secara alamiah terdapat dalam tanaman menguap akibat hembusan udara atau panas, maka akan ditemukan residu kering yang terdiri dari sejumlah besar zat yang berbeda, yang dapat dikelompokan menjadi dua kelompok besar, yang disebut konstituen organik dan konstituen anorganik, atau mineral tanaman. Konstituen pertama mudah terbakar, dan jika dipanaskan akan terbakar, sertajika dikonsumsi tanaman, akan menyisakan bahan-bahan anorganik dalam bentuk residu berwarna putih atau abu. Semua tanaman mengandung kedua kelompok konstituen ini; dan meskipun proporsi relatif mereka bervariasi dalam batas yang sangat luas, proporsi kelompok konstituen organik selalu jauh melampaui konstituen anorganik, yang kebanyakan hanya membentuk proporsi kecil dari berat total tanaman. Karena mengandung sebagian besar bahan organik atau mudah terbakar, dahulu masyarakat percaya bahwa zat anorganik tidak membentuk struktur tanaman sejati, dan tanaman hanya terdiri dari sebagian kecil bahan mineral tanah, yang telah diserap bersama dengan bahan organik, tetapi pendapat ini, yang mungkin tidak akan pernah dipublikasikan secara luas, kini sepenuhnya ditinggalkan, dan tidak diragukan lagi bahwa kedua kelompok zat ini sama-sama penting untuk kehidupan tanaman.

Meskipun membentuk sebagian besar proporsi tanaman, konstituen organik hanya terdiri dari empat unsur, yaitu:

Karbon.
Hidrogen.
Nitrogen.
Oksigen.

Konstituen anorganik jauh lebih banyak, tidak kurang dari tiga belas zat, yang esensial, dan telah diamati. Zat tersebut adalah:

Kalium.
Soda.
Kapur.

Magnesium.

Peroksida Besi.

Asam silikat.

Asam fosfat.

Asam Sulfat.

Klorin.

dan sedikit

Mangan.
Yodium.
Brom.

Fluor.

Beberapa zat lain, di antaranya alumina dan tembaga, juga telah ditemukan; tetapi terdapat alasan untuk meyakini bahwa kedua zat tersebut tidak penting, dan bagaimana keduanya telah ditemukan cukup luar biasa.

Perlu digarisbawahi bahwa tidak ada satupun zat pada tanaman yang berada dalam bentuk bebas atau tanpa ikatan, tetapi selalu dalam bentuk senyawa dengan kompleksitas besar atau kecil, dan sangat bervariasi sifat dan komposisinya.

Akan salah tempat, jika dalam sebuah tulisan seperti ini, dibahas rincian lengkap sifat dari unsur-unsu rpembentuk tanaman, karenapembahasan tersebut termasuk dalam kimia murni, tetapi ada beberapa alasan mengapa dilakukan pengamatan terhadap unsur-unsur organik, dan yang lebih pentingadalah persenyawa mereka.

Karbon.-Ketika sepotong kayu dipanaskan dalam bejana tertutup, akan hangus, dan berubah menjadi arang. Arang merupakan bentuk terdekat dari karbon, tetapi tidak benar-benar murni, karena selalu mengandung abu dari kayu asalnya. Bentuk karbon yang paling murni terdapat dalam berlian, yang diyakini dihasilkan dari dekomposisi bahan-bahan nabati yang mengkristal dan sangat transparan; tetapi jika dihasilkan dari proses artifisial, karbon selalu hitam, berpori banyak atau sedikit, dan akan mengotori jari. Karbon tidak larut dalam air, mudah terbakar, dan dapat diubah menjadi asam karbonat. Karbon adalah konstituen terbesar tanaman, dan membentuk sekitar 50 persen dari berat tanaman kering dalam berbagai bentuk persenyawaan.

Asam Karbonat.- Merupakan persenyawaan terpenting dari karbon dan oksigen, paling baik diperoleh dengan cara menuangkan asam kuat pada kapur atau batu kapur, dan akan keluar dalam bentuk buih. Asam karbonat adalah gas tidak berwarna, dapat memadamkan api, menghambat respirasi, jauh lebih berat daripada udara atmosfer, dan sedikit larut dalam air, dengan volume gas tersendiri. Zat ini akan dihasilkan dengan berlimpah ketika bahan nabati dibakar, serta selama respirasi, fermentasi, dan banyak proses lainnya. Dapat terbentuk dari hasil pembusukan hewan dan tumbuhan, dan dihasilkan dari proses pembuatan pupuk kandang dan tumpukankompos.

Hidrogen terbentuk secara alamiah hanya dalam bentuk persenyawaan. Senyawa utamanya adalah air, yang dipisahkan oleh aksi simultan asam, seperti asam sulfat dan logam, dalam bentuk gas transparan, lebih ringan daripada semua zat lainnya. Zat ini sangat mudah terbakar, membakar dengan api biru pucat, dan dapat dikonversi menjadi air. Hidrogen ditemukan di semua tumbuhan, walaupun dalam jumlah relatif kecil, dalam keadaan kering, jarang mencapai lebih dari empat atau lima persen. Persenyawa terpentingnya adalah air, dengan prosentasi satu per sembilan, sementara delapan per sembilan bagian lainnya terdiri dari oksigen.

Nitrogen terdapat dalam jumlah berlimpah di atmosfer, yang membentuk hampir empat per lima bagian, atau, lebih tepatnya, 79 persen. Di atmosfir, zat ini dapat  bersenyawa, kecuali dengan oksigen; dan apabila gas lainnya dipisahkan, dengan memasukannya  ke dalam botol berisi udara yang mengandung beberapa zat dengan afinitas berbeda, maka yang tersisa adalah nitrogen murni. Nitrogen adalah gas transparan, yang tahan dan dapat memadamkan api. Nitrogen adalah zat tunggal yang lembam, dan tidak dapat langsung bersenyawa dengan unsur lain kecuali denganoksigen, serta terdapat kesulitan untuk bersenyawa, kecuali dengan bantuan percikan muatan listrik-suatu anomali yang mendasar dan sangat penting bagi banyak poin yang akan kita bahas kemudian. Nitrogen ditemukan pada tanaman sebanyak 1 hingga 4 persen.

Asam Nitrat.-merupakan, persenyawaan terpenting dari nitrogen dan oksigen, dapat dihasilkan dengan cara mengalirkan percikan arus listrik melalui campuran konstituennya, tetapi dengan cara ini hanya dapat diperoleh dalam jumlah yang sangat kecil. Senyawa ini dapat dihasilkandalam jumlah jauh melimpah ketika bahan organik membusuk karena berinteraksi dengan udara bebas dalam hal ini sejumlah besar nitrogen berikatan dengan oksigen di atmosfer. Proses ini, yang dikenal dengan nama nitrifikasi, yang dapat dihasilkan besar-besaran jika terdapat kapur atau zat lain, dimana dengan asam nitrat dapat bersenyawa dalam proporsi seperti pembentukannya. Pada umumnya, senyawa Ini terbentuk di dalam tanah di India atau daerah beriklim tropis lainnya; dan sumber utama saltpetre atau nitrat dan kalium karbonat berasal dari tanah di daerah tropis tersebut. Perubahan yang sama terjadidi tanah pada daerah beriklim sedang, meskipun dengan tingkat yang jauh lebih kecil.

Amonia adalah persenyawaan nitrogen dan hidrogen, namun persenyawaannya tidak dapat dibentuk secara langsung. Senyawa ini adalah hasil dekomposisi bahan organik yang mengandung nitrogen, dan diperoleh dari distilasi pada suhu tinggi, atau hasil pembusukan karena adanya kontak dengan udara. Dalam keadaan murni gas ini tidak berwarna dan transparan, memiliki bau tajam yang khas, dan sangat larut dalam air. Amonia adalah alkali yang menyerupai kalium karbonat dan soda, dan, seperti halnya zat-zat tersebut, ammonia dapat berikatan dengan asam dan membentuk garam, biasanya membentuk sulfat dan muriat. Dalam bentuk garam-garam seperti ini, ammonia menjadi solid  dan tidak terurai kecuali dicampurkan dengan kapur, atau zat lain yang memiliki afinitas lebih kuat dari asam yang bersenyawa.

Oksigen adalah salah satu unsure yang paling banyak terdistrbusi, dan, karena kekuatan afinitasnya, oksigen merupakan zat terpenting di hampir seluruh alam semesta. Zat  ini ditemukan di udara, sebanyak 21 persen, dalam bentuk senyawa dengan hidrogen, dan hampir semua unsur kimia lainnya. Dalam keadaan murni oksigen memiliki sifat-sifat yang sangat luar biasa. Semua zat dapat terbakar jika bereaksi dengan oksigen dibandingkan denan zat lan di atmosfir, dan afinitasnya sangat kuat dibandingkan zat-zat lain. Ketika diencerkan dengan nitrogen, oksigen akan mendukung respirasi hewan; tetapi dalam keadaan murni terbukti fatal jika dihirup setelah selang satu atau dua jam. Oksigen ditemukan dalam tanaman, dalam jumlah yang bervariasi antara 30-36 persen.

Berdasarkan hasil observasi, dari keempat unsur organik di atas, hanya karbon yang berbentuk padat, dan tiga lainnya adalah gas; Selain itu, ketika dua dari keempat unsur berikatan, akan menghasilkan senyawa gas atau volatil. Terbakarnya zat-zat organik, yang merupakan salah satu karakteristik utama mereka, dan keistimewaan tersebut digunakan terus-menerus oleh para kimiawan sebagai reaksi khas; karena ketika dipanaskan, perubahan sederhana dari partikel unsur tersebut terjadi, hidrogen, nitrogen, dan oksigen akan saling bergabung, dan mengikat sejumlah kecil karbon, sementara sisanya tertinggal dalam bentuk arang, dan hanya dapat dikonsumsi apabila ada hubungan dengan udara eksternal.

Sekarang, agar tanaman dapat tumbuh, keempat konstituen organik harus diserap, dan bagaimana proses penyerapan ini dapat terjadi, penting untuk disajikan dalam bentuk yang sesuai. Sebuah benih yang ditanam di karbon murni, dan disuplai dengan hidrogen, nitrogen, oksigen, dan zat-zat anorganik dalam jumlah tak terbatas, tidak akan berkecambah; dan sebuah tanaman, ketika ditempatkan dalam kondisi yang sama, tidak menunjukkan tanda-tanda pertumbuhan, tetapi cepat layu dan mati. Kesimpulan dari fakta-fakta ini adalah  zat-zat tersebut tidak dapat diserap ketika beada dalam keadaan dasar, tetapi setelah membentuk kombinasi tertentu akan  mudah diserap dan diasimilasi oleh organ tanaman.

Pada masa laludiyakini bahwa berbagai senyawa yang berbeda dari unsur-unsur ini dapat diserap dan diuraikan, tetapi kemudian dari percobaan yang lebih akurat jumlahnya dikurangi menjadi empat yaitu, asam karbonat, air, amonia, dan asam nitrat. Senyawa pertama mengandung karbon, keduahidrogen, dan sisanya nitrogen, sementara ketiganya, dengan pengecualian amonia, dapat menyediakan oksigen bagi tanaman  serta merupakan sumber khusus unsur lainnya.

Hanya ada dua sumber dari mana zat-zat ini dapat diperoleh tanaman, yaitu. atmosfer dan tanah, dan perlu kita pertimbangkan di sini bagaimana cara masing-masing zat dihasilkan.

Atmosfer sebagai sumber Konstituen-konstituen Organik tanaman.-Atmosfer terdiri dari campuran gas nitrogen dan oksigen, uap air, asam karbonat, amonia, dan asam nitrat. Dua senyawa  pertama adalah konstituen terbesar, dan lainnya, meskipun sama-sama penting, terdapat dalam bentuk kecil, bahkan beberapa dari mereka dalam jumlah yang sangat sedikit. Ketika kehilangan kelembaban dan konstituen-konstituen minornya, 100 liter udara yang ditemukan mengandung 21 % oksigen dan nitrogen 79%. Meskipun gas-gas ini tidak secara kimia terdapat di udara, melainkan secara fisik tercampur, proporsi mereka sangat seragam, berdasarkan hasil analisis yang benar-benar sesuai yang dilakukan oleh Humboldt, Gay-Lussac, Dumas di Paris, Saussure di Jenewa, dan oleh Lewy di Kopenhagen; hasil yang sama juga telah diperoleh dari udara berdasarkan penelitian oleh Gay-Lussac selama pendakian dengan balon udara di ketinggian 21.430 kaki, dan dengan Humboldt di gunung Antisano di Amerika Selatan pada ketinggian 16.640 kaki. Singkatnya, dalam segala keadaan, dan di semua tempat, hubungan antara oksigen dan nitrogen adalah konstan, dan tidak diragukan lagi, meskipun beberapa situasi lokal yang ada cenderung mungkin untuk memodifikasi proporsi zat-zat tersebut, reaksinya sangat lambat dan parsial, dan diimbangi dengan zat lain yang bereaksi dalam arah yang berlawanan, untuk mempertahankan proporsi seragam dari konstituen-konstituen utama atmosfer, dan untuk mencegah akumulasi berlebihan salah satu atau beberapa zat lain pada satu titik.

Dalam proporsi konstituen-konstituen minor tidak terdapat keseragaman tersebut. Variasi dalam kuantitas uap air merupakan fakta yang kerap terjadi, perbedaan antara atmosfir kering dan lembab bahkan dikenali oleh pengamat terceroboh sekalipun, dan proporsi konstituen-konstituen lain juga menyebabkan variasi yang cukup besar.

Asam Karbonat.-Proporsi asam karbonat di udara telah diselidiki oleh Saussure. Dari eksperimennya, di desa Chambeisy, dekat Jenewa, tampak bahwa kuantitasnya tidak konstan, tetapi volumenya bervariasi antara 3,15 hingga 5,75 dalam 10.000 liter; dengan rata-rata 4,15. Variasi ini tergantung pada keadaan yang berbeda. Ditemukan bahwa jumlah asam karbonat selalu lebih banyak pada malam hari dibandingkan siang hari-jumlah rata-rata padamalam hari 4,32, dan siang hari 3,38. Jumlah terbesar yang ditemukan pada malam hari adalah 5,74, sedangkan di siang hari 5,4. Hujan deras dan terus-menerus akan mengurangi jumlah asam karbonat, dengan cara melarutkan dan membawanya ke dalam tanah. Saussure menemukan fakta itu pada bulan Juli 1827, ketika selama waktu itu curah hujan sembilan milimeter, jumlah rata-rata asam karbonat sebesar 5,18 dalam 10.000 liter;  sedangkan pada bulan September 1829, ketika curah hujan 254 milimeter, hanya terdapat 3, 57 volume. Tanah menjadi lengas, yang menguntungkan bagi penyerapan asam karbonat, juga mengurangi kuantitas yang terkandung dalam udara, sementara di sisi lain, salju terus-menerus, dengan  keadaan atmosfir dan tanah yang tetap kering, memberikan  efekberlawanan. Angin kencang mengurangi proporsi asam karbonat. Asam karbonat juga lebih banyak ditemukan di lahan pertanian dibandingkan sepanjang danau Jenewa; di puncak-puncak gunung daripada di dasar laut; di perkotaan daripada di negara ini(Inggris). Meskipun kecil, perbedaan yang ditemukan dalam semua kasus ini, telah dikonfirmasi oleh para peneliti berikutnya.

Ammonia.-Kehadiran amonia di atmosfer tampaknya telah pertama kali diamati oleh Saussure, yang menemukan bahwa ketika sulfat alumina terkena udara, secara bertahap diubah menjadi dua sulfat alumina dan amonia. Liebig baru-baru ini menunjukkan bahwa amonia selalu dapat dideteksi dalam hujan dan air salju, dan tidak diragukan lagi bahwa zat tersebut telah diserap dari atmosfer. Beberapa percobaan telah dilakukan pengamat berbeda dengan tujuan menentukan jumlah amonia atmosferik, dan hasilnya tercantum dalam tabel berikut, dalamsepersejuta bagian udara.

 

Kemp                                                                                                                  3·6800

                         {12 feet  di atas permukaan                                             3·5000

Pierre             {25 feet   do.        do.                                                            0·5000

Graeger                                                                                                             0·3230

                         {siang                                                                                         0·0980

Fresenius      {malam                                                                                     0·1690

                         {                  {Maximum                                                           0·0317

                         { di Paris     {Minimum                                                         0·0177

                         {                  {rata-rata                                                              0·0237

Ville                 {

                         {                  {Maximum                                                           0·0276

{ Di sekitar{Minimum                              0·0165

{ Paris          {rata-rata                                               0·0210

Dari hasil ini, tidak diragukan lagi bahwa hasil penelitian sebelumnyayang dilakukanoleh Kemp, Pierre, dan Graegeradalah keliru, karena dibuat tanpa tindakan pencegahan seperti yang terbukti diperlukan pada penelitian selanjutnya. Bahkan kepada para pengamat lain harus diberikan gambaran yang sangat umum tentang kuantitas amonia di udara, dengan proporsi sangat sedikit sebesar satu per lima puluh juta, yang tidak dapat ditentukan secara tepat bahkan lewat percobaan yang paling akurat sekalipun. Untuk itu, para peneliti berusaha untuk segera membuat kesimpulan dasar dari masalah-masalah pertanian yang ada saat ini, dengan menentukan jumlah amonia yang terbawa oleh hujan. Pengamatan pertama mengenai hal ini dilakukan oleh Barral pada tahun 1851, dan telah diulangi selama tahun 1855 dan 1856 oleh Mr Way. Pada tahun 1853, Boussingault juga membuat berbagai percobaan mengenai jumlah amonia dalam air hujan yang jatuh di tempat berbeda, serta embun dan kabut lembab. Dia memperoleh hasil pada kekaisaran nilai


                                                                                                                                                                    Grs.

Hujan    { Paris                                                                                                                                        0·2100

                { Liebfrauenberg                                                                                                                  0·0350

Embun,                                                                  Liebfrauenberg                                                  { Maximum     0·4340

                                                                                  { Minimum                                                           0·0714

                { Liebfrauenberg                                                                                                                  0·1790

Kabut    { Paris                                                                                                                                        9·6000

Dari data diperoleh bahwa di Paris jumlah amonia dalam air hujan hanya enam kali lebih besar dari di negeri ini (Inggris), hasilnyatidak diragukan lagi, karena amonia berevolusi selama pembakaran bahan bakar, serta embusan napas hewan, dan dengan penyebab yang sama, sejumlah besar ammonia yang terkandung dalam kabut di Paris juga dapat dijelaskan. Barral dan Way telah menentukan jumlah amonia yang terbawa oleh hujan setiap bulan di sepanjang tahun, untuk tujuan ini percobaan pertama dilakukan menggunakan air yang ditampung dalam alat pengukur hujan di Observatorium Paris, dan dengan demikian selanjutnya menggambarkan keadaan atmosfir kota; percobaan terakhir, menggunakan alat pengukur hujan yang besar di Rothamsted, jauh dari kota manapun. Menurut Barral, jumlah amonia yang tersimpan dalam satu hektar lahan setiap tahunnya sebesar 12.28 lbs., jumlah yang jauh melebihi hasil penelitian Way, dimana percobaannya dilakukan di tempat yang jauh dari kota, harus dianggap mewakili kondisi normal udara secara lebih akurat. Hasil penelitiannya sepanjang tahun 1855 dan 1856, serta jumlah asam nitrat yang ditemukan pada waktu yang sama, seperti di bawah ini.

Asam Nitrat.-Keberadaan asam nitrat di udara tampaknya telah pertama kali diamati oleh Priestley pada akhir abad lalu (abad 17), namun Liebig, pada tahun 1825, menunjukkan bahwa zat tersebut  selalu dapat ditemukan setelah badai guntur, meskipun ia gagal untuk mendeteksinya pada waktu lain. Pada tahun 1851, Barral membuktikan bahwa asam nitrat selalu terdapat dalam air hujan, dan menyatakan kuantitasnya dalam satu hektar tanah per tahun tidak kurang dari 41.29 lbs. Namun pada saat eksperimen dilakukan, metode penentuan asam nitrat dengan jumlah sangat sedikit jauh dari sempurna, dan dengan memperbaiki proses tersebut, Way menunjukkan bahwa kuantitas asam nitrat jauh lebih kecil dari hasil percobaan Barral, dan benar-benar kurang dari tiga pon. Jumlah  amoniak dan asam nitrat, diberikan dalam tabel gabungan berikut.


                                                  Asam nitrat.                           Ammonia.                       Total Nitrogen.

                                                  1855.        1856.                     1855.        1856.                     1855.        1856.

Januari                                    230            1564                      1244          5,005                     1084         4,526

Februari                                 944            544                        2337          4,175                     2169         3,579

Maret                                      1102          866                        4513          2,108                     3995         1,945

April                                         325            1063                      1141          8,614                     1024         7,369

Mei                                          1840          3024                      4206          18,313                   3939         15,863

Juni                                          3303          2046                      5574          4,870                     5447         4,540

Juli                                            2680          1191                      9620          2,869                     8615         2,670

Agustus                                  3577          2125                      4769          4,214                     4870         4,021

September                           732            1756                      3313          5,972                     2917         5,373

Oktober                                 4480          2075                      7592          3,921                     7414         3,767

November                            1007          1371                      3021          2,591                     2749         2,489

Desember                             664            2035                      2438          4,070                     2180         3,352

Total pon

sepanjang tahun                2·98      ·280        7·11        9·53               6·63       s8·31

 

 

Belum ada upaya yang dilakukan untuk menentukan proporsi asam nitrat di udara, namun kuantitasnya tidak diragukan lagi sangat sedikit, dan zatnya lebih kecil dari amonia. Setidaknya pendapat ini akan menjadi kesimpulan yang cukup baik terhadap penelitian Way, juga bagi eksperimen terbaru dari Boussingault terhadap proporsi asam nitrat yang terkandung dalam hujan, embun, dan kabut, yang dilakukan berdasarkan cara yang persis sama dengan amonia. Menurut hasil eksperimennya mengandung

                                                                                                                              Grs.

Hujan.      {Paris                                                                                                0·0708

                   {Liebfrauenberg                                                                          0·0140

Embun.   {Maximum                                                                                     0·0785

                   {Minimum                                                                                      0·0030

Kabut.      {Paris                                                                                                0·7092

                   {Liebfrauenberg                                                                          0·0718

 

Meskipun tampaknya bahwa baru sebagian hasil penelitian Barral yang telah dikonfirmasi, namun cukup menunjukkan bahwa jumlah amonia dan asam nitrat di udara dapat memberikan pengaruh penting bagi pertumbuhan tanaman. Sejumlah besar zat ini, yang terkandung dalam embun, juga sangat layak dipelajari, dan dapat mempengaruhi pertumbuhan vegetasidalam batas-batas tertentu.

Carburetted Hydrogen.-Gay-Lussac, Humboldt, dan Boussingault telah menunjukkan, bahwa bila kelembaban dan seluruh asam karbonat telah dihapus dari udara, masih terdapat sejumlah kecil karbon dan hidrogen; dan Saussure telah menyampaikan bahwa kemungkinan mereka membentuk kombinasi dalam bentuk gas karbonasi hidrogen. Namun belum ada bukti yang pasti tentang hal ini, juga belum dipublikasikan, karena fungsi senyawa tersebut belum diketahui. Ada kemungkinan bahwa karbon dan hidrogen mungkin berasal dari sejumlah kecil bahan organik, tetapi apapun sumbernya, jumlahnya tentu sangat kecil.

Sulphuretted Hidrogen dan Phosphuretted Hydrogen.-Proporsi zat-zat ini nyaris sangat kecil; tetapi mereka merupakan konstituen yang cukup umum dari atmosfer, dan ternyata berasal dari dekomposisi hewan dan tumbuhan penting.

Laporan sebelumnya mengarah pada kesimpulan penting, bahwa atmosfer mampu menyediakan semua unsur organik tanaman dengan berlimpah, karena tidak hanya mengandung nitrogen dan oksigen dalam keadaan bebas, tetapi juga dalam bentuk-bentuk kombinasi yang paling mudah diserap, serta sejumlah besar asam karbonat, dari mana unsur karbon diperoleh. Sekilas tampaknya bahwa mungkin jumlah asam karbonat, dan kebanyakan amonia, begitu kecil untuk dianggap penting. Tapi perhitungan yang sangat sederhana menunjukkan bahwa, meskipun ukurannya relatif kecil, namun jumlahnya sangat banyak, asam karbonat yang terkandung dalam keseluruhan atmosfer sebanyak  2.400.000.000.000 ton, dan amonia, dengan asumsi itu tidak lebih dari satu per lima puluh juta bagian, kira-kira sebanyak 74.000.000 ton, jumlah yang cukup memadai sebagai penyedia unsur-unsurbagi seluruh vegetasi di dunia kita.

Tanah sebagai Sumber Konstituen Organik Tumbuhan.- Seperti halnya tanaman, ketika ada bagian dari tanah yang terkena panas, ditemukan bahwa, akan terdiri dari bagian yang mudah terbakar dan bagian yang tidak terbakar; Namun karena pada tumbuhan bagian yang tidak terbakar atau abu sedikit, dan yang mudah terbakar banyak, maka dalam tanah proporsi ini terbalik, terutama terdiri dari bahan-bahan anorganik atau mineral, yang tercampur dengan sejumlah bahan yang mudah terbakar atau organik, jarang melebihi 8 atau 10 persen, dan sering kurang dari jumlah tersebut.

Bahan organik berada dalam bentuk zat yang disebut humus, yang di sini dianggap sebagai sumber konstituen organik tanaman, terlepas dari komposisi umum tanah, yang akan dibahas kemudian.

Istilah humus lazim digunakan, dan oleh ahli kimia mengacu pada sejumlah besar kelompok zat, yang berkatan erat dengan sifat mereka, dan beberapa umumnya terdapat dalam semua tanah yang subur. Humus telah diteliti oleh berbagai ahli kimia, tetapi tidak ada yang lebih akurat dibandingkan dengan Mulder dan Herman, kepada siapa, memang, kita berutang hampir semua informasi yang tepat tentang humus. Bahan  organik tanah dapat dibagi menjadi tiga kelas besar; yang pertama mengandung zat-zat yang larut dalam air; yang kedua, diekstraksi dengan kalium kaustik/murni; dan ketiga, adalah zat-zat yang tidak larut dalam semua pelarut. Ketika tanah direbus dengan larutan kalium kaustik, akan diperolehcairan cokelat tua, dimana asam-asam mengendapkan substansi berwarna coklat gelap, yang terdiri dari campuran setidaknya tiga zat  asam yang berbeda, yaitu asam humat, ulmat, dan geic. Cairan yang dihasilkan dari endapkan tersebut mengandung dua zat, yaitu asam crenic dan apocrenic, sedangkan tanah masih mengandung apa yang disebut humus yang tidak larut.

Asam-asam di atas dinamakan sesuai karakter kimia mereka, tetapi mereka telah dibagi lagi menjadi kelompokhumat, geat, dan crenic, yang memiliki beberapa perbedaan sifat dan komposisi. Mereka merupakan senyawa karbon, hidrogen, dan oksigen, dan dikarakterisasi oleh kekuatan afinitas amonia yang sulit ditemukan dalam keadaan bebas, dan umumnya berada di tanah dalam bentuk kombinasinya.Asam-asam ini dihasilkan dari dekomposisi tumbuhan di tanah, dan terbentuk selama peluruhan mereka melalui serangkaian proses perubahan, yang dapat dengan mudah diamati pada peristiwa ketika sepotong kayu atau tumbuhan lainnya lapuk dalam jangka waktu tertentu berubah menjadi partikel udara dan embun. Secara bertahap zat-zat ini kemudian ditemukan hancur melalui evolusi asam karbonat, menjadi partikel berwarna coklat dan akhirnya berubah warna menjadi hitam. Pada satu tahap tertentu dari proses pelapukan tersebut, kayu atau tumbuhan diubah menjadi satu atau dua zat lain, yang disebut humin dan ulmin, yang tidak larut dalam alkali, dan tampaknya identik dengan humus terlarut tanah; tetapi ketika terjadi dekomposisi lebih lanjut hasilnya menjadi larut dalam alkali, dan kemudian mengandung asam humat, ulmat, dan geat, dan akhirnya, dengan proses lebih lanjut lagi, asam krenat dan apokrenat terbentuk sebagai hasil oksidasi yang terjadi selama proses  pembusukan.

Akar dan limbah nabati lainnya yang tersisa di tanah menjalani serangkaian perubahan serupa, dan membentuk humus, yang hanya ditemukan di permukaan tanah, dan dapat dikatakan, jumlahnya sebanyak jumlah tumbuhan yang hidup sekarang atau pernah hidup, dan jumlah humus yang terkandung di tanah apapun sangat tergantung pada aktivitas vegetasi di atasnya. Banyak analisis tentang senyawa humus tanah telah dilakukan, dan telah menunjukan sejumlah perbedaan kecil dari komposisi bahkan pada senyawa-senyawa yang sama, karena faktanya mereka dihasilkan dari dekomposisi secara bertahap, yang membuatnya tidak mungkin untuk diekstraksi dari tanah sebagai satu zat murni, tetapi merupakan campuran beberapa zat, dengan sifat yang sangat mirip satu sama lain, sehingga sangat sulit, jika bisa dikatakan, tidak mungkin untuk dipisahkan. Karena itulah terdapat perbedaan hasil penelitian dari para peneliti, namun hal tersebut bukanlah masalah besar karenaketepatan komposisi bukanlah jawaban mendasar untuk masalah-masalah pertanian, melainkan sudah cukup untuk menamakan dan menentukan rumus kimia zat-zat yang telah dianalisis dan dijelaskan, –

Asam Ulmat dari padang rumput Frisian                  C40 H18 O16

Asam humat dari tanah berumput yang keras      C40 H15 O15

Asam humat dari tanah garapan                                 C40 H16 O16

Asam humat dari lapangan rumput                           C40 H14 O14

Asam Geat                                                                           C40 H15O17

Asam Apokrenat                                                               C48 H12O24

Asam krenat                                                                        C24 H12 O16

Hal ini penting untuk diteliti lebih lanjut, karena rumus kimia zat tersebut memiliki hubungan erat dengan serat kayu, selain itu penyusutan hidrogen dan peningkatan kadar oksigen terusmenerus menunjukkan bahwa keduanya pasti  dihasilkan dari proses pembusukan secara bertahap.

Para ahli kimia dan fisiologi tumbuhan sebelumnya meyakini bahwa humus tanah memiliki fungsi yang jauh lebih penting daripada yang diyakini para ahli saat ini.

Humus dahulu dianggap eksklusif, atau setidaknya merupakan sumber utama konstituen-konstituen organik tanaman, yang diserap melalui akar untuk menghasilkan sebagian besar nutrisi mereka. Meskipun pandangan ini masih didukung beberapa ahli, di antaranya Mulder yang paling dihormati, saat ini umumnya telah diakui bahwa humus bukanlah sumber langsung dari konstituen organik tanaman, dan tidak terserap oleh akar dengan cara seperti itu, meskipun demikian secara tidak langsung, dekomposisi terjadi terus-menerus dalam tanah dan menghasilkan asam karbonat, yang dapat diserap. Pendapat lama tersebut disanggah oleh banyak fakta yang telah dipastikan. Misalnya pendapat bahwa karbon pada tanaman secara eksklusif berasal dari humus, yang dengan mudah dipastikan tidak mungkin benar, karena humus, sebagaimana telah dikemukakan, hanya berasal dari dekomposisi zat nabati dan hewani; dan jika tanaman di permukaan tanah dapat tumbuh sendiri, maka seluruh substansi mereka harus kembali ke tanah dalam bentuk yang sama, agar dapat memberi kehidupan bagi generasi tanaman selanjutnya. Contoh lain dapat dilihat pada respirasi hewan, pembakaran bahan bakar, dan banyak proses lainnya, setiap tahun mengkonversi sejumlah besar bahan organik menjadi asam karbonat; dan jika tidak ada sumber karbon lain selain humus tanah, jumlah tumbuhan hidup secara bertahap akan berkurang, dan dalam jangka panjang menjadi sepenuhnya punah. Schleiden, yang telah membahas hal ini secara lengkap, telah membuat perkiraan perhitungan jumlah total humus di permukaan bumi, serta jumlah karbon yang diubah menjadi asam karbonat per tahundari respirasi manusia dan hewan, pembakaran kayu untuk bahan bakar, dan proses kecil lainnya, dan ia menarik kesimpulan bahwa, jika tidak ada sumber karbon lain kecuali humus, maka jumlah  zat yang ada di dalam tanah hanya dapat mendukung pertumbuhan vegetasi selama enam puluh tahun.

Fenomena vegetasi tertentu juga mampu membuktikan bahwa humus tidak bisa menjadi satu-satunya sumber karbon. Dengan demikian Boussingault telah menunjukkan bahwa rata-rata per tahun, tanaman yang dibudidayakan pada satu hektar tanah menyerap sekitar satu ton bahan organik dari tanah sebelum tanah tersebut dipupuk, meskipun tidak ada hubungan antara penurunan jumlah humus yang terkandung dalam tanah. Sebuah contoh lain turutmenegaskan kesimpulan yang diberikan oleh Humboldt. Dia menyatakan bahwa satu hektar tanah, yang ditanami dengan pisang, akan menghasilkan sekitar 152.000 pon buah per tahun, menghasilkan sekitar 32.000 pon atau hampir 14 ton karbon; dan karena produksi ini berlangsung selama dua puluh tahun, jumlah karbon yang diserap  tidak kurang dari 280 ton karbon. Tapi dari satu hektar berattanah, jika dibulatkan, akan menghasilkan 1000 ton atau 4 persen  humus, dengan berat total karbon di dalamnya kurang dari 20 ton.

Dari beberapa analogi ini, jelaslah bahwa humus tidak bisa menjadi satu-satunya atau menjadi sumber terbesar karbon bagi tanaman, meskipun beberapa ahli kimia masih berpendapat bahwa karbon dapat diserap dalam bentuk partikel yang kecil. Bahkan hal ini berlawanan dengan banyak fakta yang telah diketahui.Karena jika humus diserap, dapat diperkirakan bahwa vegetasi akan mengandung senyawa-senyawa humus dengan jumlah melimpah, terutama jika berada dalam bentuk larutan dan mudah diserap;Namun sebaliknya yang terjadi, lahan gambut, yang mengandung zat humus melimpah, telah dipastikan berbahaya bagi kebanyakan tanaman. Di sisi lain, pengalaman sehari-hari memberi contoh yang sangat banyak dimana tanaman dapat tumbuh subur di tanah dan tempat-tempat di mana tidak ada humus. Pasir di pantai, dan batu-batu yang paling tandus sekalipun, memiliki vegetasi tersendiri, dan abu merah-panas yang disemburkan oleh gunung berapi aktif tidak lebih  cepat dingin dibandingkan mata air.

Kesimpulan yang dapat ditarik dari berbagai hipotesis ini telah dikonfirmasi lebih lanjut melalui berbagai percobaan yang dilakukan para peneliti berbeda. Boussingault menabur benih kacang polongsebanyak 1560 butir dalam tanah yang terdiri dari campuran pasir dan tanah liatdan telah dipanaskan sehingga tidak mengandung humus, setelah tumbuh 99 hari, dan disiram dengan air suling, ia menemukan bibit tanaman sebanyak 68 72 butir, atau telah terjadi peningkatan empat kali lipat. Percobaan serupa dilakukan oleh Pangeran Salm Horstmar terhadap gandum yang ditaburkan di tanah yang tidak mengandung bahan organik bekas pembakaran, di mana benih tersebut tumbuh mudahdan matang sempurna. Satu tangkai gandum dapat mencapai ketinggian tiga meterdan menghasilkan 78 butir;tangkai kedua 47; dan ketiga 28-semuanya berjumlah-153. Jumlah ini dihasilkan ketika gandum tersebut dikeringkan pada suhu 212 °, ditimbang sebanyak 46 302 butir, dan banyaknya jerami 45.6 helai. Namun, percobaan yang paling memuaskan dihasilkan oleh Weigman dan Polstorf, yang menemukan bahwa adalah mungkin mendapatkan hasil dua ratus kali lipat jelaidari tanah artifisial, asalkan dilakukan perawatan intensif untuk memberikan karakter fisik tanah yang subur. Keduanya menggunakan campuran enam bagian pasir, dua bagian kapur, satu bagianbatang pohon putih, dan satu bagian arang kayu;kedalamnya ditambahkan sejumlah kecil felspar, yang sebelumnya dicampur dengan marmer dan larutan garam, sehingga sangat menyerupai zat  anorganik tanah, dan di dalamnya mereka menanam dua belas jelai pickle. Tanaman tersebut tumbuh suburmencapai ketinggian tiga meter, dan masing-masingmemiliki sembilan helai yang mengandung 22 acar. Gandum yang berasal dari dua belas bibit tanaman menghasilkan 2.040 butir.

Percobaan ini menunjukkan bahwa tanaman dapat tumbuh dan menghasilkan benih apabila dirawat dengan sangat teliti untuk menjauhkan mereka dari jejak humus manapun. Tapi Saussure telah melangkah lebih jauh, dan menemukan bahwa walaupunterdapat humus, humus tersebut tidak diserap. Saussurememelihara tanaman buncis dan Persicaria Polygonum dalam larutan kalium humat, dan menemukan bahwa terjadi sangat sedikit penurunan kuantitas asam humat yang ada; tetapi nilai eksperimen tesebut diragukansendiri oleh-Nya karena iatdak dapat memastikan apakah berkurangnya asam humat yang ia amati karena penyerapan oleh tanaman. Keraguan ini dijawab oleh Weigman dan Polstorf. Mereka menanam tanaman mint (Mentha undulata) dan Polygonum Persicaria dalam larutan kalium humat, dan ditempatkan di samping wadah kaca serupa, dan hanya berisi larutan kalium humat. Larutan yang terdapat dalam setiap 100 butir, 0.148 butir zat padat, mengandung humat kalium, dll, ditemukan menjadi pucat secara bertahap, dan pada akhir bulan, tanaman bertumbuh sebesar 6 -1/2 inci, sementara kuantitas zat padat dalam 100 butir telah berkurang menjadi 0.132. Namun larutan yang terkandung dalam wadah kaca lainnya, di mana tidak ada tanaman yang tumbuh, telah berkurang menjadi 0. 136, dengan demikian penyerapan tidak melebihi 0. 004 butir per 100 butir larutan yang ada. Jumlah ini sangat kecil sehingga berada dalam batas-batasgalat  eksperimen, dengan demikian kami menarik kesimpulan bahwa humus, bahkan dalam keadaan yang paling aktif, tidak diserap oleh tanaman.

Meskipun tidak secara langsung mampu memberi nutrisi untuk tanaman, kitatidak mungkin menganggap bahwa humus sama sekali tidak berpengaruh, karena secara terus-menerus mengalami dekomposisi dalam tanah, dan dengan demikian menjadi sumber asam karbonat yang dapat diserap, dan, seperti yang secara khusus akan kita bahas selanjutnya, humus berperan penting untuk membawa konstituen-konstituen tanah lainnya dan membentuk komplekskombinasi.

Telah diamati bahwa karbon, hidrogen, nitrogen, dan oksigen, tidak dapat diserap oleh tanaman dalam keadaan tunggal, tetapi hanya dalam bentuk air, asam karbonat, amonia, dan asam nitrat. Hampir tidak ada alasan untukmerincikan bagaimana kesimpulan mengenai karbon dan hydrogen diperoleh, karena praktis tidak terlalu penting apakah mereka dapat diserap atau tidak, karenasenyawa-senyawa tersebut jarang, bahkan tidak pernah, ditemukan dalam bentuk tunggal di alam. Juga tidak ada keraguan bahwa air dan asam karbonat adalah satu-satunya sumber perolehan unsur-unsur tersebut.Pengalaman sesehari meyakinkan kita bahwa air sangat penting untuk vegetasi; dan Saussure, sertapara peneliti lainnya, telah menunjukkan bahwa tanaman tidak akan tumbuh jika mereka kehilangan asam karbonat, dan bahwa sebenarnya sebagian besar zat tersebut diserap dari atmosfer. Bukti terjadinya non-penyerapan oksigen terutama terletak pada kenyataan bahwa tanaman telah memperoleh unsur tersebut lebih banyak dari yang mereka butuhkan, dalam bentuk air dan asam karbonat,  dan di tempat oksigen diserap, disitulah oksigen dihembuskan. Bagaimana bentuk penyerapan nitrogen telah menimbulkan banyak perbedaan pendapat. Pada tahun 1779, Priestley memulai penelitian mengenai hal ini, dan berdasarkan hasil eksperimen dia menyimpulkanan, bahwa tanaman menyerap nitrogen dari udara. Dalam penelitian yang sama, selanjutnya Saussure menemukan bahwa ketika ditanam di ruang tanpa udara, dan disiram dengan air murni, nitrogen tanaman tidak mengalami kenaikan, ia menyimpulkan bahwa mereka memperoleh seluruh persediaan unsur nitrogen dari amonia, atau konstituen nitrogen terlarut dari tanah atau pupuk kandang. Boussingault meneliti kembali  pertanyaan ini, dan melalui serangkaian percobaan yang sangat rumit yang dilakukan dengan hati-hati untuk menghindari setiap kesalahan, ia menyimpulkan bahwa ketika tanaman buncis, gandum, bunga lupin, dan Cresses yang tumbuh di media kapur batuapung yang dicampur dengan abu tanaman dan dialiri udara dari amonia dan asam nitrat, nitrogen tanaman-tanaman tersebut tidak mengalami kenaikan. Eksperimen Ini telah ditolak, karena tanamantersebut dirawat dengan jumlah udara terbatas dan ditempatkan dalam kondisi yang tidak wajar, dan Ville baru-baru ini telah mengulangi percobaan tersebut dengan mengalirkan udara melaluirangkaian peralatan percobaan, dan menemukan sedikit peningkatan nitrogen, yangmenurut pandangannya, dapat diserap. Bagaimanapun, hasil penelitian ini jauh lebih mungkin, karena jumlah nitrogen yang ada tergantung pada sejumlah kecil amonia atau asam nitrat yang belum sepenuhnya hilang dari udara yang terdapat padapercobaan tersebut, tidak ada yang lebih sulit daripada abstraksi lengkap unsur ini, dan hanya dari 0.8  nitrogen, yang terdapat dalam 60.000 galon udaradan 13 galon airselama percobaan dalam waktu tertentu, adalah masuk akal menganggap bahwa jumlah nitrogen yang adaakan menghasilkan peningkatan yang sekecil ini.

Percobaan di atas menunjukkan bahwa tanamanakan tetap layu bila ditanam di udara yang nitrogennya diambil dari amonia dan asam nitrat, dan karenanyajika terjadi penyerapan langsung nitrogenpada semua bagian tanaman, haruslahberlangsung dalamjumlah yang sangat kecil, penambahan jumlah nitrogen yang sangat kecil akan serta-merta menghasilkan vegetasi aktif dan peningkatan ukuran tanaman secara pesat. Bukti yang paling mencolok berasal dari eksperimen Wolff, yang dilakukan dengan cara menanamjelai dan Vetch dalam tanah yang dikalsinasi untuk menghancurkan bahan organik, dan kemudian dicampur dengan sejumlah kecil senyawa amoniayang berbeda. Ia menemukan bahwa dari representasi 100tanaman yang tumbuh pada tanah kalsinasi, terdapat jumlah garam amoniak yang berbeda yaitu

                                                               Jelai.               Vetch.

Muriate dari  Ammonia                257·2               176·4

Carbonate dari Ammonia            123·6               173·8

Sulphate dari Ammonia                203·6               125·2

Eksperimen ini tidak hanya membuktikan bahwa amonia dapat diserap, tetapi juga secara tidak langsung menegaskan pernyataan yang sudah dibuat, bahwa humus tidak diperlukan; karena dalam beberapa kasus produktivitas tanaman yang ditanam pada tanah berkapur lebih tinggi dari yang ditanam pada tanah tidak berkapur dengan menggunakan pupuk yang sama, meskipun didalamnya terdapat empat persen humus.

Melalui berbagai percobaan yang ada Liebig mengemukakan pendapatnya bahwa amonia adalah sumber eksklusif nitrogen pada tanaman, dan meskipun baru-baru ini ia mengakui bahwa nitrogen mungkin dapat digantikan dengan asam nitrat, jelas bahwa ia menganggap ini merupakan kejadian langka dan luar biasa. Bagaimanapun, buktitentang penyerapan asam nitrat tampaknya terletak pada sebaik apa sifat amonia, karena pengalaman telah menunjukkan bahwa nitrat  dari soda memiliki kemampuan sebagai pupuk, dan efeknya pasti disebabkan oleh asam nitrat, bukan soda, karena senyawa alkali lainnya tidak memiliki efek seperti itu. Wolff telah menggambarkan hal ini dengan serangkaian percobaan pada bunga matahari, dan salah satunya akan kita kutip. Dia mengambil dua benih tanaman tersebut, dan menabur mereka pada tanggal 10 Mei, di tanah yang terdiri dari pasir berkapur, dicampur dengan sejumlah kecil abu tanaman, dan menambahkan pada interval selama proses percobaan, sejumlah nitrat kalium, dengan total sebanyak 17.13 butir. Tanaman disiram dengan air suling, yang mengandung asam karbonat dalam larutan, dan wadahtempat mereka tumbuh dilindungi dari hujan dan embun dengan penutup kaca. Pada tanggal 19 Agustus salah satu tanaman telah mencapai ketinggian di atas 28 inci, dan memiliki sembilan daun sejati dan bunga kuncup, yang lain tumbuh setinggi kira-kira 20 inci, dan memiliki sepuluh daun. Pada tanggal 22 Agustus, salah satu tanaman dilukai dengan sengaja dan percobaan itu dihentikan. Tanaman yang mengandung 103.16 butir bahan kering, kemudian dianalisis dengan cermat, serta jumlah nitrogen yang terkandung dalam tanah setelah percobaan dan benih ditentukan.

                                                                                                     Butir

Nitrogen    dalam tanaman kering                                  1·737}

”                    dalam tanah                                                      0·697}              2·434

”                    dalam nitrat kalium karbonat                     2·370}

”                    dalam benih                                                      0·029}              2·399

                                                                                                     ———

                      Selisih                                                                  0·035

 

 

Oleh karena itu, dalam percobaan ini, nitrogen yang terkandung dalam tanaman pastilah diperoleh sepenuhnya dari nitrat kalium, jumlahnitrogen yang terkandung di dalamnya maupun di dalam benih persis sama dengan yang terdapat dalam tanaman dan tanah, selisih 0. 03 butir sangat kecil sehingga kemungkinan disebabkan oleh kesalahan yang terjadi selama percobaan tersebut. Demi perbandingan, percobaan yang persis sama dilakukan pada dua benih yang tumbuh tanpa nitrat kalium, dan setelah periode pertumbuhanyang sama panjang, tanaman terbesar yang tumbuh hanya mencapai ketinggian 7.5 inci, dan memiliki tiga pucuk kecil dan beberapa daun yang berkembang tidak sempurna. Mereka hanya mengandung 0.033 butir nitrogen, sedangkan benih mengandung 0.032-yang menunjukkan bahwa, dalam situasi seperti ini, tidak ada peningkatan jumlah unsur.

Tapiterlepas dari hasil eksperimen, dari pertimbangan umumdapat disimpulkan, bahwa asam nitrat adalah salah satu sumber nitrogen pada tanaman. Telah dinyatakan, bahwa humus yang terkandung dalam tanah terdiri dari sisa-sisa tanaman yang membusuk, dan ada alasan untuk menganggap bahwa tanah purba tidak mengandung bahan organik, dan bahwa generasi pertama tanaman memperoleh seluruh nitrogen dari atmosfer. Oleh karena itu, jika diasumsikan bahwa amoniakmerupakan satu-satunya sumber nitrogen tanaman, dan zat ini tidak dapat dihasilkan oleh ikatan langsung unsur-unsurnya,maka jumlah amonia di udara tak akan berkurang apabila seluruh nitrogen tanaman yang membusuk kembali ke bentuk amoniak. Tapi hal tersebut tentu tidak terjadi, karena setiap kali suatu zat nabati dibakar, sebagian dari nitrogen akan dilepaskan dalam keadaan bebas, dan pada kondisi pembusukantertentu, asam nitrat dihasilkan. Sekarang, jika amoniak menjadi satu-satunya bentuk di mana nitrogen dapat diserap, maka akan terjadi penurunan jumlah nitrogen yang terkandung dalam udarasecara bertahap; dan selanjutnya, harus ada sumber pasokan nitrogen yang berkelanjutan sehingga kuantitasnya dapat dipertahankan, atau harus adabeberapa bahan lain yang mampu menyediakan nitrogen dalam bentuk berpasangan untuk mempertahankan kehidupan tanaman. Untuk alternatif pertama, harus dikemukakan bahwa kita telah mengetahui bahwa tidak ada sumber nitrogen selain dekomposisi tanaman yang menghasilkan senyawa amoniak, dan karena itu kita terpaksa memilih alternatif kedua, dan mengakui bahwa harus ada beberapa sumber lain nitrogen, dan tidak dapat diragukan, dari apa yang sudah dinyatakan, bahwa hanya dari asam nitratlah, nitrogen  dapat diperoleh.

Harus diakui, bahwa asam karbonat, amoniak, asam nitrat, dan air, adalah makanan organik terbaik bagi tanaman. Walaupun pasokan air sangat melimpah bagi tanaman, jumlah ketiga zat lainnya yang digunakan sebagai makanan terbatas, dan tidak cukup untuk mempertahankan hidup tanaman untuk waktu yang lama. Hal ini telah ditunjukkan oleh Chevandrier, bahwa dalam satu hektar tanah di bawah kayu beech terakumulasi sekitar 1.650 lb.karbonsetiap tahunnya. Dalam ruang udara di atas tanah seluas satu hektar hanya mengandung sekitar 15.500 lb. karbon, dan tanah dapat diperkirakan mengandung 1 persen., atau  22.400 lb. per hektar, dan seluruh karbon tersebutselanjutnya akan dilepaskan, baik dari udara maupun tanah, selama lebih dari 23 tahun. Tapi terdapat fakta yang lazim, bahwa tanaman akan terus tumbuh namun kelebatannya berkurang tahun demi tahun di tanah yang sama, dan hal ini terjadi karena tidak ada karbon atau nitrogen mereka yang diserap secara permanen;kedua zat tersebut hanya terdapat dalam satu periode, dan ketika tanaman telah selesai fungsinya, dan mati, cepat atau lambat karbon dan nitrogen akan kembali ke bentuk asal mereka. Entah tumbuhan membusuk, dimana karbon dan nitrogen terdenaturasi lebih cepat atau lebih lambat ke bentuk asal mereka, atau menjadi makanan hewan, dan melalui proses respirasi dan sekresi, perubahan yang sama secara tidak langsung terjadi. Dengan cara ini semacam keseimbangan dipertahankan, karbon, yang pada satu saat diserap oleh tanaman, melewati jaringan hewan, hanya untuk kembali berakhir pada tahap di mana akan dimulai lagi sirkulasi perubahannya.

Meskipun dengan demikian, terjadi sirkulasi konstituen-konstituen ini secara terusmenerus melalui tubuh tumbuhan dan hewan, ada berbagai perubahan yang cenderung melepaskan sejumlah karbon dan nitrogendari tanaman ke keadaan bebas, dan kedua zat ini selanjutnyadilepaskan dari lingkup kehidupan organik, akan ada penurunan jumlah vegetasi secara bertahap di permukaan bumi, kecuali pelepasan ini telah diimbangi oleh ketersediaan beberapa sumber perolehan zat tersebut. Sumber terpenting asam karbonat adalah kegiatan vulkanik, tetapi kehilangan nitrogen, yang jauh lebih penting dan cukup besar, dapat dipulihkan oleh kombinasi langsung unsur-unsurnya. Pembentukan asam nitrat selama badai guntur telah lama diketahui; tapi berdasarkan hasil eksperimen terbaru dari Clöez, yangharus dikonfirmasi melalui penelitian lebih lanjut, bahwa senyawa ini dapat juga dihasilkan tanpa loncatan listrik ketika udara melewati zat berpori tertentu, berikatan jenuh dengan senyawa alkali dan senyawa dalam tanah lainnya. Fragmen-fragmen bata terkalsinasi dan batu apung berikatan jenuh dengan larutan karbonat dari kalium karbonat, dan karbonat dari kapur dan magnesium serta campuran lainnya, dan sejumlah udara dilepaskan dari asam nitrat dan amonia melewati mereka untuk jangka waktu yang panjang, dan pada akhirnya sejumlah penting asam nitrat terdeteksi.

Sumber konstituen anorganik pada tumbuhan.-Konstituen anorganik tumbuhan merupakan campuran berbagai zat, yang dapat diperoleh dari tanah, dan seperti yang akan kita lihat selanjutnya, mengandung semua zat dalam jumlah yang lebih besar atau lebih kecil, dan selalu diakui sebagai satu-satunya sumber pemasok mereka. Para ahli kimia dan fisiologi tempo dulu beranggapan bahwa konstituen anorganik merupakan kotoran yang hanya kebetulan diserap dari tanah bersama dengan humus, yang pada waktu itu dianggap makanan organik tumbuhan, disebabkan oleh jumlah mereka yang sedikit dan kurang berperan bagi tanaman. Pendapat inidibantah karena zat-zat tersebut kerap muncul dengan proporsi yang hampir sama, dalam abu setiap individu tanaman, dan telah dibantah lebih lanjut dalam percobaan Pangeran Salm Horstmar, yang telah menemukan peranan pentingnya bagi vegetasi, berdasarkan percobaannya pada gandum yang ditanam pada tanah buatan, di mana dalam masing-masing tanah satu konstituen anorganik dihilangkan. Dari penelitiannya ditemukan bahwatanpa silika, gandum dapat bertumbuh, namun ukurannya tetap kecil, pucat, dan begitu lemah untuk mampu menegakan dirinya sendiri; tanpa kapur, gandumakan matisetelah menghasilkan daun kedua; tanpa garam abu dan soda, gandum hanya akan tumbuh setinggi tiga inci; tanpa magnesium, gandum lemah dan tidak mampu menegakan dirinya sendiri; tanpa asam fosfat, akan lemah tapi tegak; dan tanpa asam sulfat, meskipun bentuknya normal, tanaman akan lemah, dan tidak menghasilkan buah.

Cara Konstituen-konstituen Tanaman Terabsorbsi.-Untuk mengetahui cara perawatan berbagai sumber unsur-unsurbagi tanaman, perlu diperhatian bagaimana caramereka memasuki sistem mereka sendiri.

Air.-Penyerapan air oleh tanaman berlangsung dengan sangatmelimpah, dan berhubungan dengan berbagai fenomena vegetasi terpenting. Air terutama diserap oleh akar, dan masuk ke dalam jaringan tanaman, di mana salah satu bagiannya membusuk, dan membentuk formasi senyawa organiktertentu; sedangkan air dalam jumlah yang lebih besar, yang masih tersisa di dalamnya, sekali lagi dihembuskan oleh daun. Sejauh mana proses ini terjadi sangatlahluas. Hales menemukan bahwa bunga matahari menghembuskan sekitar  1 lb. 5 onsairdalam dua belas jam, namun jumlah ini dipengaruhi oleh beberapa faktor, makin besar pada musim kering, lebih kecil dalam cuaca basah, dan jauh berkurang pada malam hari. Saussure membuat percobaan serupa, dan mengamati bahwa kuantitas air yang dihembuskan oleh bunga matahari sebesar sekitar 220 lb. dalam empat bulan. Respirasi tanaman baru-baru ini telah diperiksa dengan sangat teliti oleh Lawes. Percobaannya dibuat dengan menanam masing-masing satu batang tanaman gandum, jelai, kacang, kacang polong, dan semanggi, dalam toples kaca besar yang mampu menahan sekitar  42 lb. tanah, dan ditutupi dengan piringkaca, dilengkapi dengan lubang di tengahnya untuk pertumbuhan batang tanaman. Air dipasok ke tanah pada interval tertentu, dan toples ditimbang dengan hati-hati. Hasil percobaan, dilanjutkan selama periode 172 hari, seperti disajikan dalam tabel berikut, yang menunjukkan jumlah total air yang dihembuskan dalam biji-bijian:

Gandum                                          113.527

Jelai                                                   120.025

Buncis                                              112.231

Kacang kapri                                  109.082

Buncis, dipotong 28 Juni           55093

Selanjutnya tampak bahwa pernafasan terjadi secara tidak seragam, tetapi meningkat selama pertumbuhan aktif tanaman, dan berkurang lagi ketika periode itu lewat. Variasi ini ditunjukkan dalam tabel gabungan, yang pertama menyajikan total pernafasan, dan yang kedua rata-rata kehilangan airper hari selama periode tertentu.


Tabel I.-Menampilkan Jumlah butiran air yang dilepaskan oleh Tanaman selama Periode bagian  awal Pertumbuhan mereka.


Deskripsi tanaman.         9 hari.              31 hari.           27 hari.           34 hari.           30 hari.        14 hari.        27 hari.

From Mar.             From Mar.              From Apr.              From May               From June         From July           From Aug.

19 to Mar. 28.    28 to Apr. 28       28 to May 25      25 to June 28.    28 to July 28.28 to Aug.11 11to Sept. 7.

Gandum                          129                  1268                4,385              40,030            46,060            15,420         6235

Jelai                                   129                  1867                12,029            37,480            45,060            17,046         6414

Buncis                               88                     1854                4,846              30,110            58,950            12,626         3657

Kacang kapri                   101                  1332                2,873              36,715            62,780            5,281           …

Semanggi                        400                  1645                2,948              50,100            …                     …                  …


Tabel II.-Menampilkan rata-rata air yang dilepaskan (dalam butiran) oleh Tanaman per hari, dalam beberapa Periode bagian awal pertumbuhan mereka.


Deskripsi tanaman.         9 hari.              31 hari.           27 hari.           34 hari.           30 hari.        14 hari.           27 hari.

From Mar.             From Mar.              From Apr.              From May               From June         From July               From Aug.

19 to Mar. 28.    28 to Apr. 28.     28 to May 25.     25 to June 28.    28 to July 28.28 to Aug. 11.    11 to Sep. 7.

Gandum                          14·3                 40·9                 162·4              1177·4            1535·3            1101·4         230·9

Jelai                                   14·3                 60·2                 445·5              1102·3            1502·0            1217·6         237·5

Buncis                               9·7                   59·8                 179·5              885·6               1965·0            901·8           135·4

Kacang kapri                   11·2                 42·9                 106·4              1079·8            2092·7            377·2           …

Semanggi                        44·4                 53·0                 109·2              1473·5            …                     …                  …

 

Percobaan serupa dilakukan dengan tanaman yang sama di tanah yang diberi pupuk tertentu, dan dengan hasil yang umumnya sama. Berdasarkan percobaan ini, kita dituntun untuk menarik kesimpulan anomali bahwa kuantitas air yang dihembuskan oleh tanaman yang tumbuh di sebidang tanah sangat menurun pada musim hujan tahunan; meskipun jelas bahwa dari semua hujan yang jatuh, hanya sebagian kecil yang dapat diserap oleh tanaman yang tumbuh di tanah, sedangkan jumlah besar lainnya terbawa oleh sungai, dan tidak pernah mencapai akarnya. Telah dihitung, misalnya, bahwa sungai Thames mengalirkan setidaknya sepertiga dari air hujan tahunan yang tercurah di wilayah tersebut dengan cara ini, dan sungai Rhine hampir empat perlima bagian. Tentu saja hembusanyang sangat besar tersebut bergantung pada banyaknya penyerapan air dalam jumlah yang sama secara terus-menerus, yang setelah dihembuskan, sekali lagi diendapkan pada tanah dalam bentuk embun, dan berulang kali mengalir melalui tanaman. Perkolasi konstan air itu sangat penting bagi tanaman, karena akan membentuk saluran untuk mengalirkan konstituen-konstituen lainnya.

Asam karbonat.-Sementara sebagian besar air yang dibutuhkan tanaman diserap oleh akar-akarnya, sebaliknya yang terjadi dengan asam karbonat. Sejumlah tertentu asam karbonat tidak diragukan lagi dialirkan oleh air melalui akar, yang selalu mengandung sejumlah gas tersebut dalam bentuk larutan, tetapi sejauh ini proporsi asam karbonat yang lebih besar secara langsung diserap dari udara oleh daun. Sebuah percobaan sederhana Boussingault menggambarkan penyerapan ini dengan sangat mencolok. Dia mengambil bola kaca besar yang memiliki tiga lubang, dan melalui salah satu lubangnya cabang pohon anggur merambat, dengan dua puluh daun di atasnya. Melalui salah satu lubang pada sisinya tabung terhubung, dan dengan cara ini udara bisa diserap secara perlahan melalui bola kaca, menuju suatu alat di mana asam karbonat ditentukan secara akurat. Dengan cara ini ia menemukan bahwa dari keseluruhan jumlah udara yang memasuki bola kaca, terdapat 0.0004 asam karbonat, dan hanya sekitar 0.0001 yang dilepaskan, sehingga tiga perempat dari asam karbonat telah diserap.

Amonia dan Asam Nitrat.-Sedikit yang diketahui mengenai bagaimana cara zat-zat ini masuk ke tanaman. Biasanya disangka bahwa mereka sepenuhnya diserap oleh akar, dan tidak diragukan lagi bahwa lebih banyak proporsi zat-zat tersebut yang diserap dengan cara ini, tapi sangat mungkin bahwa mereka juga dapat diserap oleh daun, setidaknya penambahan amonia ke udara di mana tanaman tumbuh, secara material mempercepat vegetasi. Namun, besar kemungkinanbahwa hujan mengalirkan  amonia turun ke akar, dan tidak diragukan lagi bahwa ammonia berasal dari dekomposisi senyawa-senyawa nitrogen yang diserap dalam tanah.

Konstituen-konstituen Anorganik.-Konstituen-konstituen anorganik sepenuhnya diserap oleh akar; dan akar merupakan pelarut bagi mereka karena sejumlah besar air secara terus-menerus melewati pembuluh tanaman. Konstituen-konstituen anorganik berada ditanah dalam bentuk  kombinasi tertentu, di mana mereka hampir tidak larut dalam air. Tapi kelarutannya meningkat dengan kehadiran asam karbonat yang terkandung di dalam air, dan menyebabkannya terlarut, sampai batas tertentu, jika tidak zat dinyatakan tidak larut. Dengan cara inilah kapur, yang terdapat di dalam tanah terutama dalam bentuki karbonat terlarut, dilarutkan dan diserap. Dan fosfat dari kapur juga dilarutkan oleh air yang mengandung asam karbonat, atau bahkan garam biasa dalam larutan. Jumlah kelarutan yang dihasilkan oleh zat ini sangat kecil; tetapi sudah cukup untuk memasok sejumlah konstituen-konstituen mineral yang diperlukan tanaman, seperti yang telah kita lihat, kuantitas air yang melewati tanaman sangat besar bila dibandingkan dengan jumlah zat anorganik diserap. Hal ini telah ditunjukkan oleh Lawes dan Gilbert, bahwa sekitar 2000 butir air melalui tanaman dimana setiap butir bahan mineral tercampur di dalamnya, sehingga tidak ada kesulitan untuk memahami bagaimana proses penyerapan berlangsung.

Bagaimanapun, layak diinformasikan, bahwa penyerapan unsur-unsur tanaman berlangsung meskipun unsur-unsur tersebut tidak dalam bentuk larutan dalam tanah, akar ternyata memiliki kekuatan untuk bertindak secara langsung dan melarutkan zat-zat tidakterlarut; tetapi terdapat perbedaan antara pendapat inidengan pandangan Jethro Tull, yang memperkirakan bahwa unsur-unsur ini mungkin diserap dalam keadaan padat, yang tereduksi ke dalam bentuk pecahan. Sekarang tidak lagi diragukan bahwa, apa pun tindakan yang dilakukan akar tanaman, konstituen-konstituen tanaman harus terdapat dalam bentuk larutan sebelum melewati jaringan tanamandalam percobaan telah dengan jelas ditunjukkan bahwa pori-pori atau lubang di mana penyerapan ini berlangsung terlalu kecil untuk dilihat bahkan dalam bentuk partikel padat terkecil.

%d bloggers like this: