DASAR ILMU TANAH UNSUR HARA TANAH Tanaman termasuk

DASAR ILMU TANAH UNSUR HARA TANAH

Tanaman, termasuk semua jazad hidup, membutuhkan makanan untuk energi dalam proses-proses pertumbuhan

Darimana tanaman mendapatkan makanan / nutrisinya? Sebagian besar biomasa tanaman TIDAK diperoleh dari tanah, umumnya < 5% berat kering tanaman berasal dari hara mineral di dalam tanah Sekitar 95% berat kering tanaman berasal dari Udara (O 2, CO 2, & H 2 O) Air (H 2 O).

Klasifikasi Unsur Esensial untuk pertumbuhan tanaman Atas dasar jumlah yang diperlukan tanaman (bukan jumlahnya dalam tanah ) Unsur Makro Dari Udara dan Air: C, H, O Dari Tanah: N, P, K, Ca, Mg, S primer Unsur Mikro (dari tanah) Fe, B, Mn, Cu, Zn, Mo, Cl sekunder

Unsur hara esensial Produktivitas tanaman dipengaruhi: defisiensi unsur hara pembatas utama kelebihan unsur hara pada kondisi tertentu (misalnya lingkungan tanah masam), konsentrasi unsur hara esensial dan unsur hara lain dalam tanah dapat bersifat toksik untuk pertumbuhan beberapa tanaman.

Klasifikasi Unsur Hara Esensial Atas dasar jumlah yang diperlukan tanaman (bukan jumlahnya dalam tanah ) Unsur Hara Makro Dari Udara dan Air: C, H, O Dari Tanah: N, P, K, Ca, Mg, S primer sekunder Unsur Hara Mikro (dari tanah) Fe, B, Mn, Cu, Zn, Mo, Cl, Co

Unsur Hara Esensial Unsur Simbol Bentuk tersedia Hidrogen H H 2 O Oksigen O CO 2, H 2 O, O 2. 30. 000 Karbon C CO 2 30. 000 Nitrogen N NH 4+ dan NO 3 - 1. 000 K Ca Mg P K+ Ca 2+ Mg 2+ H 2 PO 4 - dan HPO 4 2 - 400. 000 200. 000 100. 000 30. 000 Sulfur S SO 4 2 - 30. 000 Khlorin Besi Boron Cl Fe B Cl Fe 2+ dan Fe 3+ H 2 BO 3 3. 000 2. 000 Mangan Seng Tembaga Molibdenum Mn Zn Cu Mo Mn 2+ Zn 2+ Cu + dan Cu 2+ Mo. O 4 2 - 1. 000 3. 00 1 Kalium Kalsium Magnesium Fosfor Konsentrasi Relatif 60. 000

Kriteria Esensial 1. Tanaman tidak bisa menuntaskan siklus hidupnya jika tidak ada unsur esensial. 2. Unsur esensial berperan spesifik yang tidak bisa diganti unsur lain. 3. Unsur hara harus terlibat langsung dalam nutrisi tanaman; berperan dalam metabolisme atau paling tidak diperlukan untuk aktivitas ensim.

Bagaimana Unsur hara tanah masuk ke tanaman? 1. Intersepsi Akar – Ion di ‘ambil’ oleh akar ketika akar tumbuh di dalam tanah 2. Aliran Masa – Ion diangkut ke akar dalam aliran air yang saling berhubungan. Aliran air ini ada di dalam tanah disebabkan oleh tanaman yang menstranspirasikan air (yang semula diserap oleh akar) melalui daun via stomata 3. Difusi – Pergerakan ion disepanjang kisaran konsentrasi dari titik konsentrasi tinggi ke titik konsentrasi rendah

Mekanisme Aliran Massa

Nutrient Concentration Mekanisme Difusi Root surface high Diffusion away from root Bulk soil Diffusion toward root low

Mekanisme kontak akar

Proses penyerapan unsur hara oleh tanaman berkaitan dengan transfer ion-ion unsur hara menyeberangi permukaan akar tanaman masuk ke dalam sel.

Suatu unsur hara dianggap esensial jika: 1. defisiensi unsur hara tersebut menyebabkan tanaman tidak mungkin dapat menyelesaikan stadium vegetatif dan reproduktifnya 2. defisiensi adalah bersifat spesifik pada unsur yang dimaksudkan, dan hanya dapat dihindari atu diperbaiki dengan menambahkan unsur tersebut 3. unsur tersebut terlibat langsung dalam nutrisi tanaman

Tetapi: definisi di atas sangat terbatas, karena dapat juga terjadi bahwa unsur tidak esensial dapat mengganti esensialitas unsur tersebut: Contoh, pada konsentrasi yang tinggi, bromin dapat menggantikan klorin, sehingga berdasar definisi butir (2) diatas, klorin tidak dekelompokkan dalam kelas esensial.

UNSUR HARA MAKRO PRIMER N, P, K

NITROGEN Bentuk N tanah 1. Anorganik - NO 3 -, NH 4+ 2. Organik – tidak tersedia bagi tanaman: 97 -98% total N tanah dalam bentuk organik. 1 -2% per tahun di mineralisasi

Nitrogen (N): 1 -5% Digunakan dalam jumlah besar, melebihi unsur lainnya mobil dalam tanaman Fungsi dalam tanaman Komponen molekul klorofil Komponen asam nukleat (DNA dan RNA) Terus menerus digunakan karena protein digunakan

Nitrogen (N): 1 -5% Gejala Defisiensi (kekahatan) Tanaman menjadi kerdil dan/atau menjadi kuning pada daun yang tua N bersifat mobil dalam tanaman, jadi daun baru dapat tetap hijau Kelebihan N menghambat pemasakan, tanaman sukulen dan mudah terserang hama-penyakit

Mineralisasi N organik mineralisasi terjadi dalam tiga tahap - aminisasi, amonifikasi dan nitrifikasi Faktor penting perlu diingat sehubungan dengan nitrifikasi Nitrifikasi memerlukan oksigen. Reaksinya melepaskan H+ yg menyebabkan kemasaman Melibatkan mikroorganisme, oleh karena itu proses ini dipengaruhi kondisi lingkungan tanah

Faktor Mempengaruhi Konversi NH 4+ ke NO 3 Suhu tanah p. H tanah (nitrifikasi lambat pada p. H 5. 8 - 6. 0) Aerasi tanah - O 2 diperlukan untuk konversi Air tanah – tdk terjadi nitrifikasi jika tanah jenuh air atau sangat kering. Konsentrasi NH 4+ dan adanya organisme nitrifikasi Rasio C/N tinggi.

Kehilangan N Tanah Pencucian NO 3 - -- penting pada tanah berpasir di Indonesia. Denitrifikasi – kehilangan N pada kondisi tergenang (tdak ada O 2) NO 3 - => NO 2 - => N 2 Disebabkan oleh mikroorganisme anaerobik Volatilisasi – N hilang dalam bentuk gas, masalah tanah berpasir Urea NH 4+ fertilizers Anhydrous Ammonia (NH 3)

Reaksi N Organik dalam Tanah Amonium - NH 4+ - kation yang dijerap olehj kompleks pertukaran dalam tanah (BO dan liat). Tahan pencucian selama dalam bentuk NH 4+. Tapi, pada kondisi tertentu amonium dikonversi menjadi nitrat. 2. Nitrat - NO 3 - - anion dan tidak dijerap dan bergerak dalam air tanah; dapat tercuci menyebabkan kehilangan N tanah dan masalah pencemaran 1.

Fiksasi Nitrogen Secara Biologi 1. Fiksasi N simbiosis mikroorganisme yang tumbuh beraosiasi dengan tanaman, keduanya memperoleh manfaat. Fiksasi N non-simbiosis bakteri dan gang hijau biru yang hidup bebas dalam tanah Secara Fisikokimia 2. Oksidasi alami – panas petir mengkombinasikan N 2 dan O 2. Dibawa ke tanah oleh hujan atau salju Industri – pabrik pupuk N 2 + 3 H+ ==> 2 NH 3 Nitrogen dari udara Hidrogen dari gas alam – harga minyak bumi mempengaruhi harga pupuk

Fosfor Karakteristik dalam Tanah P bergerak lambat dalam tanah; pencucian bukan masalah, kecuali pada tanah yang berpasir. P lebih banyak berada dalam bentuk anorganik dibandingkan organik Di dalam tanah kandungan P total bisa tinggi tetapi hanya sedikit yang tersedia bagi tanaman. Tanaman menambang P tanah dalam jumlah lebih kecil dibandingkan N dan K

Bentuk P tanah P organik 30 - 50% dari P total dalam tanah dalam bentuk bahan organik Rasio C: N: P dalam bahan organik tanah sekitar 100 - 10 -1. P anorganik Mineral tanah - apatit [ Ca 3(PO 4)2] * Ca. F 2 Hidroksida Fe dan Al – pada tanah masam, P bereaksi dengan Fe dan Al tidak larut dan tidak tersedia bagi tanaman; “fiksasi P “ (problem utama pada tanah masam) Kalsium Phosphate dibentuk dalam tanah dengan p. H > 7. Phosphor dalam larutan tanah Konsentrasi rendah 0. 05 to 0. 2 ppm Konsentrasi larutan dipengaruhi oleh kelarutan dan jumlah fase padat

Faktor Mempengaruhi Kapasitas Fiksasi P Jumlah dan tipe liat – liat kaolinit biasanya berasosiasi dengan kandungan oksida Fe dan Al yang tinggi. Kemasaman Tanah – pada p. H dibawah 5 ada sejumlah besar Al dapat dipertukarkan Level P dalam tanah. Jika telah terbentuk bertahun, kapasitas fiksasi P sudah mantap.

Fosfor (P) : 0. 1 -0. 5 % P Bentuk diserap tanaman H 2 PO 4 - - orthophosphate primer H 2 PO 4= - orthophosphate sekunder Mobil dalam tanaman Fungsi dalam tanaman Memacu pemasakan, merangsang pertumbuhan akar yg baik, meningkatkan toleransi thd kekeringan, meningkatkan daya kecambah biji, penting untuk pembentukan biji dan buah Penting dalam cadangan dan transfer energi (ADP+ATP) Komponen asam nukleat (DNA dan RNA)

Fosfor (P) : 0. 1 -0. 5 % P Gejala Defisiensi Reduksi pertumbuhan, kerdil Warna hijau tua – becak ungu pada daun jagung, Menunda pemasakan Penbentukan biji gagal

KALIUM Soil K Origin of soil K is primary minerals from which soil is formed. K-feldspars mica clay- illite, vermiculite and chlorite Plants take up K in the ionic form (K+)

Availability of K in the soil Relatively unavailable K (90 -98%) part of the crystal structure of minerals Slowly available (1 -10%) K that is bonded in the interlayer position of clays. Readily available - 1 -2% - K on cation exchange sites and K in soil solution. weathering usually moves K towards the available forms. However, applying large amounts of fertilizer K can reverse this

Soil K K fixation -- Trapped in the innerlayer of illite and vermiculite (2: 1 clays) Factors affecting availability of K Soil parent material feldspars and micas are high in K. If these minerals are present the soil will be high in K. Soil texture - Fine textured soils have more K than coarse textured soils Intensity of weathering - High temperature and rainfall cause faster breakdown of minerals but also more leaching loss. Although soils contain large total amounts of K it is usually necessary to add K with fertilizers

Effect of p. H on Retention of Applied K Leaching loss of K from a sandy soil was greatly reduced when the soil was limed at p. H 5. 1 a large portion of the exchange complex is occupied by Al 3+ which is held more tightly than K. Therefore, K is blocked from the exchange site. When limed Ca 2+ occupies the exchange sites and K can displace the Ca 2+ and be held in the soil

Kalium (K): 0. 5 -6% K Bentuk diserap tanaman: K+ Mobil dalam tanaman Fungsi dalam tanaman Katalisator berbagai reaksi; metabolisme karbohidrat, pati dan N Membantu resistensi terhadap penyakit Meningkatkan kualitas buah dan sayuran Penting dalam serapan dan kesimbangan air melalui pengaruhnya terhadappotensiual osmotik Kesimbangan kation untuk transpor anion

Kalium (K): 0. 5 -6% K Gejala defisiensi Ujung dan tepi daun menjadi coklat, terutama pada daun bagian bawah. Jerami tanaman berbiji menjadi lunak