Artikel lain:
Kesuburan Fisik, Kimia, Biologi
Dari total 118 unsur hara yang sampai saat ini ditemukan, terdapat 16 unsur hara yang penting bagi tanaman. Unsur hara yang penting tersebut kita sebut dengan unsur hara esensial. Akan tetapi, tanah di seluruh dunia banyak yang mengalami kekurangan satu atau lebih unsur hara esensial yang dibutuhkan tanaman untuk mencapai produksi yang optimal. Penambahan pupuk dan/atau bahan pembenah tanah (amandemen) sangat penting dalam menunjang pasokan unsur hara yang tepat dan hasil yang maksimal. Perkiraan efisiensi pupuk dilaporkan sekitar 50% untuk Nitrogen (N), kurang dari 10% untuk Fosfor (P), dan sekitar 40% untuk Kalium (K) (Baligar dan Bennett, 1986a,b).
Pada tahun 1939, Daniel Arnon dan Perry Stout menuliskan beberapa kriteria untuk menilai peran penting unsur hara dalam nutrisi tanaman. Tiga kriteria yang dikemukakan oleh Arnon dan Stout adalah sebagai berikut:
Tanpa adanya unsur tersebut, tanaman tidak dapat menyelesaikan siklus hidupnya (In the absence of the element in question, a plant cannot complete its vegetative or reproductive life cycle)
Gejala kekurangan unsur yang bersangkutan hanya dapat dicegah dengan memasok unsur tersebut atau dengan kata lain tidak ada unsur lain yang dapat menggantikan secara sempurna seluruh fungsi metabolisme yang melibatkan unsur tersebut (Deficiency symptoms of the element in question can be prevented only by supplying that element)
Unsur tersebut harus secara langsung memenuhi kebutuhan nutrisi tanaman atau dengan kata lain Unsur tersebut terlibat langsung dalam fungsi metabolisme tanaman (The element in question must directly satisfy a nutritional requirement of the plant apart from any effects it may have in favoring the growth of a beneficial microorganism or alleviating the effects of a toxic soil chemical)
Berikut adalah ke 16 unsur hara esensial tersebut.
Unsur hara esensial dibagi menjadi dua, yakni unsur hara makro dan unsur hara mikro. Unsur hara makro adalah unsur hara yang dibutuhkan tanaman dalam jumlah banyak. Yang termasuk ke dalam unsur hara makro adalah Karbon (C), Hidrogen (H), Oksigen (O), Nitrogen (N), Fosfor (P), Kalium/Potasium (K), Kalsium (Ca), Magnesium (Mg) dan Sulfur/Belerang (S).
Tiga unsur, N, P, dan K disebut dengan unsur makro primer, yakni unsur hara yang dibutuhkan tanaman dalam jumlah banyak, tetapi umumnya di dalam tanah jumlahnya sedikit, sehingga perlu dilakukan pemupukan.
Sementara itu unsur Ca, Mg, dan S disebut dengan unsur makro sekunder, unsur hara yang dibutuhkan tanaman dalam jumlah banyak, tetapi umumnya di dalam tanah jumlahnya sudah mencukupi, sehingga seringkali tidak perlu dilakukan pemupukan.
Untuk unsur hara mikro, dibagi menjadi dua, yakni unsur hara mikro logam dan unsur hara mikro non logam. Yang termasuk unsur hara mikro loham adalah Besi (Fe), Seng (Zn), Mangan (Mn), Tembaga (Cu), dan Molibdenum (Mo). Sementara yang termasuk unsur hara mikro non logam adalah Klor (Cl) dan Boron (B).
Sampai saat ini jumlah unsur hara esensial masih menjadi diskusi yang panjang, karena beberapa penelitian menunjukkan setidaknya terdapat empat unsur lain yang juga penting bagi beberapa tanaman. Empat unsur hara yang bermanfaat ini kemudian dikenal dengan unsur hara beneficial. Keempat unsur tersebut adalah:
Nikel (Ni),
Silika (Si)
Natrium atau Sodium (Na)
Kobalt (Co)
Arnon, D. I., & Stout, P. R. (1939). Molybdenum as an essential element for higher plants. Plant physiology, 14(3), 599.
Baligar, V. C., & Bennett, O. L. (1986a). Outlook on fertilizer use efficiency in the tropics. Fertilizer Research, 10(1), 83-96.
Baligar, V. C., & Bennett, O. L. (1986b). NPK-fertilizer efficiency—a situation analysis for the tropics. Fertilizer research, 10(2), 147-164.