HUBUNGAN HARA TANAH DAN TANAMAN A Dasardasar Pengharaan
HUBUNGAN HARA TANAH DAN TANAMAN A. Dasar-dasar Pengharaan Tanah - Peranan tanah sebagai Medium tanaman - Prinsip faktor pembatas - Peranan unsur hara - Pergerakan Hara - Serapan Hara - Faktor-faktor yang mempengaruhi serapan hara B. Nitrogen Tanah C. Fosfor Tanah D. Kalium Tanah E. Kalsium, Magnesium, dan Sulfur Tanah F. Unsuir Mikro
Dasar-dasar Perharaan Tanaman q Faktor-faktor yang Mempengaruhi Pertumbuhan Tanaman Faktor Genetik Tanaman yaitu sifat bawaan tanaman seperti varietas atau jenis tanaman. Sifat genetik ini merupakan potensi dari suatu tanaman. Faktor Lingkungan Faktor lingkungan ini ada dua, yaitu : A. Iklim, B. Tanah Faktor Pengelolaan/Teknologi dapat mengubah sifat genetik dan lingkungan sehingga lebih sesuai dengan kebutuhan tanaman dan keinginan manusia
q Faktor Lingkungan yang Mempengaruhi Pertumbuhan Tanaman Faktor Iklim, meliputi : Cahaya matahari Curah hujan (ketersediaan air) Temperatur/panas Kelembapan udara Ketersediaan gas (udara), dan Tekanan udara (uap) Faktor Tanah, meliputi : Kemasaman tanah (p. H) Air tanah/kelengasan Tata udara (aerasi tanah) Ketersediaan unsur hara Temperatur tanah
q Peranan Tanah sebagai Faktor Tumbuh Tanaman memegang peranan dalam hal pengaturan temperatur baik di sekitar akar maupun pada bagian atas tanaman. Peranan Suhu Tanah terhadap Pertumbuhan Tanaman : Pertumbuhan akar akan meningkat dengan naiknya suhu dari minimum hingga optimum dan selanjutnya akan menurun kembali dengan naiknya suhu. Suhu juga mempengaruhi absorpsi air dan hara (Hubungan parabolik) Suhu tanah juga berhubungan dengan proses respirasi akar dan aktivitas mikrobia tanah. Hubungan tersebut tidak sama antara jenis tanaman.
Peranan Udara Tanah : Oksigen sangat diperlukan pada proses respirasi akar, sehingga tanah perlu aerasi yang baik. Tidak semua tanaman membutuhkan oksigen dari tanah, karena dapat juga mengambil oksigen dari reduksi nitrat atau sulfat, yaitu : NO 3 + H 2 O -- NO 2 + 2 H+ SO 4 + H 2 O -- SO 3 + O 2 + 2 H+ Suhu dan aerasi tanah juga berhubungan erat dengan absorpsi air. Hal ini disebabkan oleh karena bertambahnya tekanan parsial CO 2 di sekitar akar. Udara tanah yang baik dapat merangsang aktivitas organisme tanah.
Peranan Air Tanah : Air yang diambil oleh tanaman dari tanah, sebagian akan : - Ditranspirasikan - Ditahan dalam bentuk cairan sel - Sebagian dipecahkan untuk diambil Hidrogen dan oksigen untuk menyusun karbohidrat. Di dalam sel tanaman, air berfungsi untuk mempertahankan turgor sel Kekurangan air, perpanjangan sel terganggu Kekurangan air akan terjadi kerusakan sangat parah karena sekitar 75% jaringan tanaman terdiri dari air. Air juga perlu untuk fotosintesis Sebagai pelarut ion dan hara Kebutuhan air berbeda-beda antar tanaman
q Prinsip Faktor Pembatas Pertumbuhan : adalah suatu perkembangan yang progresif dari sauatu organisme. Pertumbuhan tanaman dapat diukur misalnya dengan : - Mengukur tinggi tanaman - Dinyatakan dengan bobot kering tanaman - Panjang batang, jumlah daun, diameter batang, dll. Pertumbuhan tanaman yang baik dapat tercapai jika faktor keliling yang mempengaruhi tanaman berada dalam optimum (seimbang dan menguntungkan) Jika salah satu faktor berada dalam keadaan tidak seimbang dengan faktor lain, maka faktor ini dapat menekan atau menggangu pertumbuhan tanaman (Law of minimum – Leibiz). Hukum ini disebut sebagai PRINSIP FAKTOR PEMBATAS (LIMITING FACTOR).
Ilustrasi Prinsip Faktor Pembatas Keterangan : 1 – udara 2 – air 3 – sulfur 4 – fosfor 5 – nitrogen 6 – kalsium 7 – kalium 8 – suhu 9 - cahaya Faktor pembatas utama adalah yang berada dalam kondisi paling minimum. Faktor pembatas utama adalah no-4 yaitu fosfor, sedangkan pembatas berikutnya adalah no-5 (nitrogen), dan seterusnya. Pertumbuhan tanaman tidak akan maksimal jika faktor minimum diabaikan
q Peranan Unsur Hara Tumbuhan akan menyerap unsur hara dalam bentuk ion yang terdapat di sekitar daerah perakran (rizosfir). Unsur-unsur ini harus berada dalam bentuk tersedia (available) dan dalam konsentrasi optimum bagi pertumbuhan. Unsur-unsur tersebut juga harus berada dalam suatu keseimbangan.
Unsur Hara Esensial Hingga saat ini telah dikenal lebih dari 16 macam unsur hara esensial bagi tanaman, yaitu : C, H, O, N, P, K, Ca, Mg, S, Fe, Mn, Zn, Cu, Mo, B, Cl. Suatu unsur dikatakan esensial jika memenuhi salah satu kriteria berikut : Unsur tersebut harus langsung terlibat dalam gizi tanaman Kekurangan unsur tersebut tidak dapat diganti oleh unsur yang lain Kekurangan tersebut dapat mengganggu dan menghambat pertumbuhan baik vegetatif maupun generatif. Point ke-2 agak sedikit lemah karena ada beberapa unsur yang secara parsial dapat diganti oleh unsur lain, seperti : - K dapat disubstitusi oleh Na, - Mo dapat diganti oleh V.
Pengelompokan Unsur Hara Berdasarkan kebutuhan tanaman, unsur hara dikelompokkan menjadi dua, yaitu : A. Unsur makro, yaitu : C, H, O, N, P, K, Ca, Mg, S. B. Unsur mikro, yaitu : Fe, Mn, Zn, Cu, Mo, B, Cl Selain kedua kelompok itu, ada juga unsur lain yang mempengaruhi tanaman karena bersifat toksik, yaitu : Al, Cd, Ni, Hg, Pb, Ag, Ce, Se, dll. Unsur-unsur ini dikenal sebagai unsur limbah atau logam berat yang di dalamnya termasuk juga unsur mikro yang berada dalam konsentrasi tinggi. Berdasarkan esensialitas, unsur hara juga dibagi dua, yaitu : a. Unsur esensial, yaitu : C, H, O, N, P, K, Ca, Mg, S. Fe, Mn, Zn, Cu, Mo, B, Cl, dan b. Unsur tidak esensial (meskipun sulit dibuktikan), yaitu: Na, Si, V, Co, I, dll.
Sumber Unsur Hara Unsur hara dapat berasal dari : A. Udara dan Air, yaitu : C, H, O B. Tanah, yaitu : - N, P, K, Ca, Mg, S (unsur makro) - Fe, Mn, Zn, Cu, Mo, B, Cl (unsur mikro) Kisaran Unsur hara Makro di dalam Tanah (lapisan atas) : Unsur/ senyawa Bahan organik Nitrogen (N) Daerah basah (%) 4, 00 0, 15 Daerah Kering (%) 3, 25 0, 12 Fosfor (P) 0, 04 0, 07 Kalium (K) 1, 70 2, 00 Kalsium (Ca) 0, 40 1, 00 Magnesium (Mg) 0, 30 0, 60 Sulfur (S) 0, 04 0, 08 Nyakpa et al. (1986)
Sumber Unsur Hara Mikro Kisaran Unsur hara Mikro di dalam Tanah (lapisan atas) : Unsur/ senyawa Mangan (Mn) Tembaga (Cu) Kisaran Normal (ppm) 200 -10. 000 5 - 150 Rata-rata (ppm) 3, 25 2. 500 10 - 250 50 Molibdenium (Mo) 0, 2 - 5 100 Boron (B) 5 - 150 2 Khlor (Cl) 10 - 100 50 Besi (Fe) 5. 000 -50. 000 25. 000 Zinc (Zn) Nyakpa et al. (1986)
Bentuk Unsur Hara dalam Tanah Ketersediaan unsur hara di dalam tanah secara umum dibagi kepada dua, yaitu : Bentuk senyawa kompleks yang sukar larut Bentuk sederhana dan mudah tersedia bagi tanaman. Bentuk kimia unsur hara dipilahkan kepada dua bentuk, yaitu : Bentuk Organik, yaitu unsur hara yang terdapat dalam persenyawaan organik. Unsur C, H, O, N, P, S kebanyakan terdapat dalam bentuk ini. Bentuk Anorganik. Bentuk ini umumnya terdiri atas tiga status, yaitu : 1. Bentuk mineral 2. Bentuk teradsorpsi, dan 3. Bentuk tertukarkan atau bentuk larut (ion). Bentuk mineral /bentuk kompleks Nyakpa et al. (1986) Bentuk teradsorpsi /terjerap Bentuk larut /tersedia
Bentuk Hara Yang Diserap Tanaman Unsur/ senyawa Nyakpa et al. (1986) Hidrogen (H) Oksigen (O) Karbon (C) Nitrogen (N) Fosfor (P) Kalium (K) Bentuk yang diserap (%) H+, air O 2, uap air CO 2 NH 4+, NO 3 H 2 PO 4 -, HPO 4=, PO 43 K+ Konsentrasi dalam tanaman (%) 10 - 15 10 - 40 50 - 58 2, 5 - 5, 0 0, 2 - 0, 5 2, 0 – 4, 0 Kalsium (Ca) Magnesium (Mg) Sulfur (S) Mangan (Mn) Tembaga (Cu) Zinc (Zn) Molibdenium (Mo) Boron (B) Khlor (Cl) Besi (Fe) Ca++ Mg++ SO 4= Mn++ Cu++ Zn++ Mo. O= BO 33 -, HBO 3= Cl. Fe++, Fe+++ 1, 0 - 2, 5 0, 1 - 0, 5 0, 4 – 1, 0 0, 001 – 0, 05 0, 005 – 0, 010 0, 002 – 0, 008 0, 0001 – 0, 0005 0, 001 -0, 010 0, 002 – 5, 0 0, 005 – 0, 08
FUNGSI NITROGEN PADA TANAMAN Macronutrients Nitrogen (N) Nitrogen is a part of all living cells and is a necessary part of all proteins, enzymes and metabolic processes involved in the synthesis and transfer of energy. Nitrogen is a part of chlorophyll, the green pigment of the plant that is responsible for photosynthesis. Helps plants with rapid growth, increasing seed and fruit production and improving the quality of leaf and forage crops. Nitrogen often comes from fertilizer application and from the air (legumes get their N from the atmosphere, water or rainfall contributes very little nitrogen)
Fungsi Unsur Hara Nitrogen (N) 1. Nama pupuk : Urea, ZA, Amonium Sulfat 2. Fungsi Nitrogen n n Meningkatkan pertumbuhan tanaman Meningkatkan kadar protein dalam tanah Meningkatkan tanaman penghasil dedaunan seperti sayuran dan rerumputan ternak Meningkatkan perkembangbiakan mikroorganisme dalam tanah 3. Sumber-sumber nitrogen : a. Nitrogen antara lain bersumber dari pupuk buatan pabrik seperti urea, ZA, dan Amonium Sulfat. b. Udara merupakan sumber nitrogen paling besar yang dalam proses pemanfaatannya oleh tanaman melalui perubahan terlebih dahulu, dalam bentuk amonia dan nitrat yang sampai ketanah melalui air hujan, atau yang di ikat oleh bakteri pengikat nitrogen. c. Sumber nitrogen lainnya adalah pupuk kandang dan bahan 2 organis lainnya.
5. Gejala kekurangan nitrogen : n n Tanaman tumbuh kurus kerempeng, daun tua berwarna hijau muda, lalu berubah menjadi kekuning-kuningan, jaringatanaman mengering dan mati, buah kerdil, kecil dan cepat masak lalu rontok. 6. Kelebihan nitrogen berakibat : n n n Menghasilkan tunas muda yang lembek / lemah dan vegetatif Kurang menghasilkan biji dan biji-bijian Menperlambat pemasakan / penuaan buah dan biji-bijian Mengasamkan reaksi tanah, menurunkan p. H tanah, dan merugikan tanaman, sebab akan mengikat unsur hara lain, sehingga akan sulit diserap tanaman. Pemupukan jadi kurang efektif dan tidak efisien.
FUNGSI FOSFOR Phosphorus (P) Like nitrogen, phosphorus (P) is an essential part of the process of photosynthesis. Involved in the formation of all oils, sugars, starches, etc. Helps with the transformation of solar energy into chemical energy; proper plant maturation; withstanding stress. Effects rapid growth. Encourages blooming and root growth. Phosphorus often comes from fertilizer, bone meal, and superphosphate.
UNSUR HARA FOSFOR Unsur ini diserap dalam bentuk ion H 2 PO 4 , HPO 4 dan PO 4. Diantara ke-3 ion ini yang lebih mudah diserap adalah ion H 2 PO 4 karena bermuatan satu (valensi satu ) sehingga tanaman hanya membutuhkan sedikit energi untuk menyerapnya esensialitas dari unsur ini adalah: 1. Membentuk dalam penyusunan senyawa ATP yaitu senyawa berenergi tinggi yang dihasilkan dalam proses respirasi siklus kreb sehingga tanaman dapat melakukan semua aktifitas biokimianya seperti pembungaan, pembentukan sel, transpirasi, transportasi dan fotosintes. Is secara absorbsi. 2. Membentuk senyawa fitin ( Ca-Mg-inositol-6 P) yang terdapat dalam biji tepatnya dalam endosperm untuk proses perkecambahan 3. Membentuk DNA dan RNA untuk pembentukan inti sel 4. Membentuk senyawa fosfolipid yang berfungsi dalam mengatur masuk keluarnya (permeabilitas) zat-zat makanan didalam sel dan merupakan bahan dasar dari bagian sel.
2. Fungsi Fosfor secara Morfologis pada tanaman adalah : n n Mempercepat Pertumbuhan akar semai Memperkuat batang tubuh tanaman Mempercepat proses pembungaan, pemasakan buah dan biji-bijian Meningkatkan produksi buah dan biji-bijian 3. Sumber - sumber Fosfor (P) : n n n Bahan organik, pupuk kandang, dan lainnya Bahan tambang mineral alami seperti CIRP Pupuk buatan pabrik seperti TSP, SP 36 dll. 4. Nama Pupuk - TSP, - SP 36, - CIRP, - Pospat Alam - Guano :
4. Gejala kekurangan Fosfor : n n n Daun berubah berwarna tua atau tampak mengkilap kemerahan Tepi Daun, cabang dan batang berwarna merah ungu, lalu berubah menjadi kuning, buah kecil, pematangan buah lambat Perkembangan bentuk dan warna buah jelek, biji berkembang tidak normal, akar lambat berkembang
FUNGSI KALIUM Potassium (K) Potassium is absorbed by plants in larger amounts than any other mineral element except nitrogen and, in some cases, calcium. Helps in the building of protein, photosynthesis, fruit quality and reduction of diseases. Potassium is supplied to plants by soil minerals, organic materials, and fertilizer.
Unsur Hara Kalium (K) . 1 Nama pupuk 2. Fungsi Kalium ▫ ▫ : KCL, ZK, Kalium Majemuk dll. : Elemen ini diserap dalam bentuk hampir pada semua proses metabolisme tanaman, mulai dari proses penyerapan air, transpirasi, fotosintesis, respirasi, sintesa enzim dan aktifitas enzim. Esensi unsur K adalah sebagai berikut: Kalium merupakan elemen yang higrokopis ( mudah menyerap air) ini menyebabkan air banyak diserap didalam stomata, tekanan osmotik naik, stomata membuka sehingga gas CO 2 dapat masuk untuk proses fotosintesis. Kalium berperan sebagai aktifitas untuk semua kerja enzim terutama pada sintesa protein dan karbohidrat Meningkatkan daya tahan terhadap penyakit tanaman dan serangan hama memperluas pertumbuhan akar tanaman Efisiensi penggunaan air (ketahanan pada masa kekeringan) Memperbaiki ukuran dan kwalitas buah pada masa generatif dan menambah rasa manis/enak pada buah Memperkuat tubuh tanaman supaya daun, bunga dan buah tidak mudah rontok.
3. Gejala kekurangan Kalium : Daun terlihat lebih tua, mengerut keriting dan timbul bercak-bercak merah coklat lalu kering dan mati Buah tumbuh tidak sempurna, kecil, mutunya jelek dan tidak tahan simpan (cepat busuk) Kematangan buah terhambat, ukuran kecil dan mudah rontok Batang dan cabang lemah mudah rebah Biji buah menjadi kempes mengkerut
FUNGSI KALSIUM Calcium (Ca) Calcium, an essential part of plant cell wall structure, provides for normal transport and retention of other elements as well as strength in the plant. Importaint for nutrient tranport It is also thought to counteract the effect of alkali salts and organic acids within a plant. Sources of calcium are dolomitic lime, gypsum, and superphosphate.
Unsur Hara Kalsium (Ca) FUNGSI KALSIUM : Elemen ini diserap dalam bentuk kation Ca++. Kalsium di dalam tanaman sebagaian basar terdapat dalam daun dan batang dalam bentuk kalsium pektat yaitu dalam lamella pada dinding sel yang menyebabkan tanaman menpunyai dinding sel yang lebih tebal sehingga tahan serangan hama dan penyakit. Fungsi fisiologis, kalium yang sangat penting dalam tubuh tanaman adalah dalam hubungan dengan : 1. Sintesa protein yang dibutuhkan untuk pembelahan dan pembesaran sel-sel tanaman, 2. Dapat menetralkan asam – asam organik yang dihasilkan pada proses metabolisme tanaman sehingga tanaman terhindardari keracunan, 3. Aktifator berbagai jenis enzim tanaman, merangsang pembentukan senyawa lemak dan minyak, serta karbohidrat 4. Membantu translokasi pati dan distribusi phospor didalam tubuh tanaman
FUNGSI MAGNESIUM Magnesium (Mg) Magnesium is part of the chlorophyll in all green plants and essential for photosynthesis. It also helps activate many plant enzymes needed for growth. Soil minerals, organic material, fertilizers, and dolomitic limestone are sources of magnesium for plants.
Unsur Hara Magnesium (Mg) Mg diserap dalam bentuk Mg. Esensi utama dari unsur ini adalah: 1. Merupakan bagian dari kloropil ( inti klorofil ) sehingga berhubungan langsung dengan proses penting fotosintesis. 2. Menjadi pengikat antara insin dan substrat sehingga kerja enzim bisa berjalan normal. 3. Menjadi bagian dari fitin yang terdapat dalam benih sehingga mempercepat proses perkecambahan benih. Fitin Ca – Mg – Inositol – Gp 4. Di dalam tanah fungsi Mg hampir serupa dengan kalsium yaitu sebagai kapur.
FUNGSI SULFUR Sulfur (S) Essential plant food for production of protein. Promotes activity and development of enzymes and vitamins. Helps in chlorophyll formation. Improves root growth and seed production. Helps with vigorous plant growth and resistance to cold. Sulfur may be supplied to the soil from rainwater. It is also added in some fertilizers as an impurity, especially the lower grade fertilizers. The use of gypsum also increases soil sulfur levels.
Unsur Hara Sulfur (S) 1. Fungsi Sulfur n n : Pembentukan asam amino dan pertumbuhan tunas serta membantu pembentukan bintil akar tanaman Pertumbuhan anakan pada tanaman Berperan dalam pembentukan klorofil serta meningkatkan ketahanan terhadap jamur Pada beberapa jenis tanaman antara lain berfungsi membentuk senyawa minyak yang menghasilkan aroma dan juga aktifator enzim membentuk papain 2. Gejala kekurangan sulfur : n Gejala kekurangan sulfur pada tanaman pada umumnya mirip kekurangan unsur nitrogen. misalnya daun berwarna hijau mudah pucat hingga berwarna kuning, tanaman kurus dan kerdil, perkembangannya lambat
FUNGSI BORON Micronutrients Boron (B) Helps in the use of nutrients and regulates other nutrients. Aids production of sugar and carbohydrates. Essential for seed and fruit development. Sources of boron are organic matter and borax
UNSUR HARA BORON (B) Boron diserap oleh tanaman dalam bentuk BO 3. Unsur Boron mempunyai dua fungsi fisiologis utama adalah: 1. Membentuk ester dengan sukrosa sehingga sukrosa yang merupakan bentuk gula terlarut dalam tubuh tanaman lebih mudah diangkut dari tempat fotosintesis ke tempat pengisian buah. Proses ini menyebabkan buah melon akan terasa lebih manis dengan aroma yang khas. 2. Boron juga memudahkan pengikatan molekul glukosa dan fruktosa menjadi selulosa untuk mempertebal dinding sel sehingga tanaman akan lebih tahan terhadap serangan hama dan penyakit.
FUNGSI TEMBAGA, KHLOR, DAN BESI Copper (Cu) Important for reproductive growth. Aids in root metabolism and helps in the utilization of proteins. Chloride (Cl) Aids plant metabolism. Chloride is found in the soil. Iron (Fe) Essential formation of chlorophyll. Sources of iron are the soil, iron sulfate, iron chelate.
FUNGSI MANGAN DAN MOLIBDENUM Manganese (Mn) Functions with enzyme systems involved in breakdown of carbohydrates, and nitrogen metabolism. Soil is a source of manganese. Molybdenum (Mo) Helps in the use of nitrogen Soil is a source of molybdenum.
FUNGSI ZINC PADA TANAMAN Zinc (Zn) Essential for the transformation of carbohydrates. Regulates consumption of sugars. Part of the enzyme systems which regulate plant growth. Sources of zinc are soil, zinc oxide, zinc sulfate, zinc chelate.
Prinsip Penyerapan hara oleh tanaman dapat dilakukan melalui : Akar Daun Batang Tetapi yang paling umum adalah melalui akar tanaman. Penyerapan Hara melalui Akar terjadi melalui dua mekanisme (tahapan), yaitu : Pergerakan Hara (nutrient movement) Pengambilan Hara (Nutrient Uptake)
Mekanisme Pergerakan Hara adalah proses perpindahan hara dari dalam tanah menuju permukaan akar tanaman. Proses pergerakan hara ini dapat terjadi melalui 3 mekanisme, yaitu : Diffusi, yaitu pergerakan ion (hara) dari konsentrasi tinggi ke konsentrasi rendah. Aliran massa (mass flow), yaitu gerakan hara/ion bersama dengan gerakan massa air. Hal ini biasa terjadi karena adanya transpirasi oleh daun tanaman. Intersepsi akar, yaitu kontak langsung antara ion/hara dengan bulu akar tanaman. Mekanisme yang paling banyak adalah melalui diffusi terutama unsur yang ketersediaannya rendah di dalam tanah, seperti P, S, N, dll.
Proses pergerakan hara melalui 3 mekanisme, yaitu : Diffusi, Aliran massa (mass flow), Intersepsi akar, Aliran Massa Diffusi Intersepsi
Pergerakan Ion :
- Slides: 40