Fungsi utama nutrisi adalah sebagai sumber energi, bahan pembentuk sel, dan aseptor elektron di dalam aksi yang menghasilkan energi. Nutrisi yang diperlukan oleh mikroba meliputi air, sumber energi, sumber karbon, sumber nitrogen, sumber aseptor nitrogen, sumber mineral dan faktor tumbuh.
a. Air
Air sangat penting (esensial) untuk pertumbuhan dan kehidupan semua mikroba, karena air merupakan bagain terbesar dari sel mikroba yaitu sebesar 70 – 80%. Air berfungsi sebagai pelarut, alat pengangkut dan biokimia di dalam sel.
b. Sumber Energi
Mikroba memperoleh energi dari dua jenis sumber yaitu mikroba yang mendapat energi dari reaksi oksidasi bahan kimia (organik atau anorganik) disebut mikroba khemotrof, sedangkan mikroba fototrof mendapatkan energi dari sinar matahari melalui proses potosintesis.
c. Sumber Karbon
Karbon merupakan bagaian dari sitoplasma, enzim, dinding sel, dan termasuk bahan cadangan di dalam sel makhluk hidup. Hasil oksidasi dari senyawa karbon juga digunakan sebagai sumber energi. Yang menjadi sumber karbon adalah karbohidrat, yaitu monosakarida (glukosa, fruktosa, galaktosa), disakarida (maltosa, laktosa, sukrosa), trisakarida (rafinosa), dan polisakarida (pati, dekstrin, pectin, selulosa). Sumber karbon lain berasal dari asam – asam organik (asam sitrat, asam malat, asam suksianat), garam – garam organik, dan polialkohol. d. Sumber Nitrogen
Untuk aktivitas mikroba membutuhkan nitrogen yang umumnya diperoleh dari bahan anorganik, misalnya amonium (NH4+), nitrat (NO3) atau bahan organik, berupa asam amino, peptida, dan protein. Beberapa jenis bakteri (misalnya
Rhizobium sp) dapat secara langsung menggunakan gas N2 sebagai suumber nitrogen. Peristiwa ini disebut fiksasi N2 udara. (Nurwantoro, 1997)
2.9.Nitrogen ( N )
Nitrogen dibutuhkan untuk menyusun 1- 4% bahan kering ( bagian keras ) tanaman, seperti batang, kulit , dan biji. Nitrogen diambil dari tanah dalam bentuk nitrat (NO3-) atau amonium (NH4+), atau kombinasi dengan senyawa metabolisme karbohidrat di dalam tanaman dalam bentuk asam amino dan protein. Nitrogen juga tersedia pada kompos dan pupuk kandang dalam jumlah sedikit.
Pupuk non - organik (buatan) yang banyak digunakan petani adalah urea. Urea mengandung nitrogen 46%. Apabila urea ditebarkan di permukaan tanah tanpa dimasukkan ke dalam tanah, kandungan nitrogennya akan me nguap 20 – 30%, sehingga penggunaannya harus dilakukan dengan cara pencampuran dengan tanah. Apabila bercampur dengan tanah, urea akan berubah menjadi bentuk amonium karbohidrat, kemudian akan berubah menjadi NH3 dan karbondioksida. Kekurangan nitrogen pada tanaman menunjukkan gejala sebagai berikut :
- kondisi tanaman buruk dan menjadi sangat kerdil.
- daun tanaman kecil, berwarna pucat, dan berwarna hijau kekuningan.
- daun pada bagian paling bawah seperti terbakar dan mati sebelum masanya, sementara daun pada tajuk atas tanaman masih hijau.
- produksi tanaman rendah. (Redaksi Agromedia, 2007)
2.10. Posfor (P)
Posfor diserap tanaman lebih banyak dalam bentuk anion H2PO4- daripada bentuk anion HPO4-. Posfor dalam tanah terikat oleh bahan organik sehingga tidak tersedia bagi tanaman. Sedangkan dalam bahan anorganik, posfor berasal dari batuan induk dalam bentuk kalsium, besi aluminium posfat.
Posfor sangat vital bagi tanaman karena merupakan sumber energi untuk pertumbuhan tanaman. Posfor berbentuk adenosin triposfat (ATP) merupakan senyawa posfor yang mengandung energi tinggi. Selain itu posfor merupakan bagian dari asam nukleat, posfolipid dan koenzim NAD dan NADP.
Kekurangan posfor pada tanaman akan dapat mempengaruhi terhambatnya proses metabolisme pada tubuh tanaman. Gejala – gejala kekurangan posfor pada tanaman dapat dilihat dengan ciri – ciri yaitu pertumbuhan tanaman akan terhambat, daun tua akan cepat rontok, daun berwarna hijau gelap dan kadang – kadang bergelombang. Di samping itu juga akan terjadi pengendapan karbohidrat yang dapat mendorong terbentuknya antosianin sehingga daun dan batang berwarna kemerahan atau ungu.
Tidak seperti halnya nitrogen yang terdapat dalam jumlah banyak, kadar posfor sangat terbatas. Dengan demikian sangat tergantung jenis tanah serta penambahan pupuk Posfat dari luar. Posfor anorganik di dalam tanah terdapat dalam dua bentuk, yaitu terikat dengan kalsium (Ca) dan dengan besi atau aluminum.
2.11. Kalium (K)
Kadar Kalium (K) di dalam tanah cukup tinggi, dan merupakan salah satu unsur yang esensial bagi tanaman. Namun demikian, fungsi unsur K ini di dalam tanaman masih belum jelas. Fungsi unsur ini yang telah diketahui adalah sebagi pembantu penyelenggara fotosintesis tanaman, translokasi gula, dan mengaktifkan kerja enzim. Pada akhir – akhir ini terdapat dugaan bahwa kalium berperan mengatur tekanan potensi air dalam sel penjaga (guasd cell), sehingga menentukan membuka dan menutupnya stomata.
Seperti halnya pada nitrogen dan posfor, kalium adalah bersifat mobil di dalam tanaman, oleh karena itu gejala pertama dari kekurangan K ini terlihat pada daun tua. Daun tua menjadi klorosis kemudian nekrosis pada ujung dan tepi helai daun. Reaksi yang berpengaruh adalah terjadinya pengendapan karbohidrat dan nitrogen terlarut, sehingga menghambat sintesis protein.
Penggunaan pupuk K dalam jumlah banyak tidak menimbulkan bahaya, tidak sebagaimana dengan nitrogen, karena unsur K mudah tercuci. Tanaman menyerap K dalam proporsinya dan sesuai dengan ketersediannya. Apabila penggunaan K berlebih pada musim tanam, maka untuk musim tanam berikutnya pemberian K tidak perlu. Kelebihan K didalam tanah dapat menyebabkan kekurangan Mg pada tanaman tersebut. (Sumeru Ashari, 1995)
2.11.1. Peranan Kalium Didalam Pertumbuhan Tanaman
Peranan kalium didalam tanaman adalah sebagai pengatur berbagai proses fisiologi tanaman seperti merawat kondisi air di dalam sel dan jaringan, mengatur turgor atau tegangan sel, membuka dan menutup stomata, serta mengatur akumulasi dan translokasi karbohidrat yang baru terbentuk. Dengan baiknya pengaturan ini maka pertumbuhan tanaman menjadi merata dan pesat serta ketahanan penyakit meningkat.
2.11.2. Defisiensi Unsur Hara Kalium
Defisiensi unsur K menyebabkan tanaman tampak kerdil, jarak antar – ruas memendek, ujung dan tepi daun menjadi hitam dan seperti hangus (Scorch), tepi daun melekuk kebawah yang dimulai dari daun terbawah, tanaman mudah rebah dan rentan terhadap serangan penyakit, serta produksi buah menurun yang diikuti dengan penurunan kualitas. Selain itu, tanaman menjadi rentan terhadap kelebihan amonium dengan gejala klorosis atau berbintik hitam yang tersebar di permukaan daun, khususnya pada tanaman dikotil, sedangkan pada tanaman monokotil, ujung dan tepi daun mengering.
2.11.3. Kelebihan Unsur Hara Kalium Bagi Tanaman
Bila unsur K berkelebihan maka akan tampak gejala yang bertentangan (antagonis) dengan Mg atau terjadi defisiensi Mg. Sering juga terjadi anta gonis dengan Ca sehingga menunjukkan gejala defisisnesi Ca. Selain itu, ada kemungkinan terjadi antagonis dengan unsur Fe, Mn dan Zn. Sebenarnya tanaman tidak akan menyerap unsur K secara berlebihan. Namun, kelebihan terjadi akibat unsur K yang berlebih di larutan air dalam tanah. Oleh karena itu dianjurkan digunakan kadar K yang cukup, tetapi sesuai dengan kebutuhan tanaman sehingga tidak menyebabkan antagonis.
2.12. Keunggulan Penggunaaan Pupuk Organik Dibanding dengan Pupuk