1.Klasifikasi dan peranan unsur hara, 2. Perilaku unsur hara dalam tanah (N,P,K,Ca,Mg,S,Fe,Zn,Cu,Mn,B,Mo,Cl)
Hubungan Hara Tanah dan Tanaman A. Unsur hara esensial (3 syarat): (1). Kekurangan unsur tersebut dapat menghambat dan mengganggu pertumbubuhan vegetatif dan generatif. (2). Kekurangan unsur tersebut tidak dapat diganti oleh unsur lain. (3). Efek dari unsur tersebut dalam tanaman haruslah langsung.
- Unsur hara makro : unsur yang dibutuhkan oleh tanaman dalam jumlah relatif besar. 9 unsur yaitu C, H, O, N, S, P, Ca, Mg, K - Unsur hara mikro : unsur yang dibutuhkan oleh tanaman dalam jumlah relatif kecil 7 unsur mikro yaitu Cu, Zn, Mn, Fe, Mo, B, Cl
B. Prinsip faktor pembatas: Pertumbuhan tanaman dipengaruhi/ditentukan oleh unsur hara yang ada dalam suplai yang paling minimal ditinjau dari kebutuhan tanaman. C. Serapan hara : melalui akar dan udara (CO2) Serapan hara melalui akar (3 cara): (1) Intersepsi : melalui kontak langsung akar dengan tanah. (2) Aliran massa : gerakan ion (elektrolit terlarut) bersamaan dengan gerakan air ke akar akibat transpirasi. (3) Difusi : gerakan ion yang terjadi kerena adanya perbedaan konsentrasi di sekitar akar.
1. Nitrogen N2 : 78 % dari udara dan tak tersedia Trasformasi N-organik dalam tanah a. Aminisasi Enzim protease a. Protein R-NH2 + CO2 + E (senyawa amino) Oleh mikroorganisme heterotrofik b. Amonifikasi: hidrolisis R-NH2 + H2O
R-OH + NH3
+ E
enzimatik 2 NH3 + H2CO3 CO3
(NH4)2CO3
2 NH4+ +
Nasib NH4+ (amonium) :
-Diikat oleh permukaan koloid liat -Dikonsumsi oleh mikroorganisme -Diserap oleh tanaman -Dioksidasi menjadi nitri dan nitrat Proses ini akan berjalan lancar bila : drainase dan aerasi baik serta banyak kation basa yang dilakukan oleh jasad umum (heterogen). c. Nitrifikasi : proses oksidasi enzimatik yang dilakukan oleh bakteri tertentu dan berlangsung dalam dua tahap secara sinambung yi (1) nitritasi dan (2) nitratasi oksidasi enzimatik
(1) 2 NH4+ + 3 O2
2 NO2- + 2 H2O + 4 H+ + E Nitosomonas
oksidasi enzimatik
•
2 NO2- + O2
2 NO3- + E Nitrobacter
Bakteri autotrofik : memperoleh energi dari oksidasi senyawa inorganik Faktor yang mempengaruhi nitrifikasi: a. Aerasi : baik maka lajunya meningkat , karena nitrifikasi merupakan proses oksidasi. b. Suhu : optimal : 27- 32 oC, suhu 52oC , nitrifikasi berhenti. c. Kelembaban: kelembaban yang baik bagi tanaman, maka optimum bagi nitrifikasi. d. Kapur: proses oksidasi perlu banyak basa dapat ditukar dan kepekaan organisme nitrifikasi terhadap pH tanah
e. Pupuk : Pemberian pupuk secara seimbang maka nitrifikasi meningkat. f. Nisbah C/N : C/N tinggi : nitrifikasi menurun ( karena Ninorganik dikonsumsi oleh mikroorganisme atau terjadi immobilisasi N oleh mikroorganisme). Nasib NO3- (nitrat) (1) Digunakan oleh mikroorganisme (2) Diserap tanaman (3) Hilang bersama air drainase (4) Hilang ke atmosfer dalam bentuk gas (volatilisasi) Volatilisasi N-tanah terjadi bila drainase buruk dan aerasi terbatas. NO3direduksi Nitrogen (gas)
a. Reduksi oleh organisme Reduksi biokimia dari N-NO3- menjadi senyawa gas merupakan tipe volatilisasi yang utama. m.o dari kelompok heterotrofik (berfungsi umum) bila aerasi baik maka m.o akan melakukan amonisasi dan amonifikasi. bila aerasi terbatas maka m.o akan menggunakan oksigen dari NO3- dan hasil reduksinya. pH 7 2 H2O + N2 (gas N) -2(O) -2(O)
2 HNO3 nitrat
H2N2O2 hiponitrit pH 6
2HNO2 nitrit
-(O) 2 NO + H2O (oksida nitrit)
N2O + H2O (oksida nitrat)
b. Reduksi kimia Nitrit dalam larutan sedikit masam akan menguap sebagai gas bila dicampur dengan garam amonium tertentu (urea) 2 HNO2 + CO(NH2)2
CO2
+ 3H2O + 2 N2
Fiksasi N: (1) Simbiotik (bakteri Rhizobium + legum/kacang-kacangan) dengan inokulasi yaitu mengintroduksikan m.o ke dalam tanah (1) Non simbiotik (penambatan bebas) - Azotobacter : aerobik - Clostridium : anaerobik
2. Phospor tanah (P) a. Bentuk-bentuk P tanah (1) P-anorganik sumber utama : mineral apatit Oksi Apatit : 3 Ca3(PO4)2.CaO Hidroksi Apatit : 3 Ca3(PO4)2.Ca(OH) Karbonat Apatit: 3 Ca3(PO4)2.CaCO3 Flour Apatit : 3 Ca3(PO4)2.CaF2 makin tidak larut
Monokalsium fosfat : Ca(H2PO4)2 Dikalsium fosfat : Ca2HPO4 Trikalsium fosfat : Ca3(PO4)2 makin tidak larut Pada tanah masam dijumpai: Variscite (Al-P) : AlPO4. 2H2O Strengite (Fe-P) : FePO4. 2H2O
Tanah muda (hancuran awal) : Ca-P > Al-P > Fe-P Tanah lanjut (ultisol, oxisol) : Fe-P > Al-P > Ca-P Andosol (tanah hitam) : Al-P > Ca-P > Fe-P (2). P-organik (>1/2 dari seluruh P dalam tanah) Ada 3 kelompok senyawa P-organik - fitin dan derivatnya (turunannya) - asam nukleat - Fosfolipida b. Ketersediaan P-tanah P yang diserap tanaman dalam bentuk orthofosfat yi : H2PO4- (masam), HPO42- (sedang), PO43- (netral) (1). Ketersedian P dan pH +OH+OHH2PO4H2O + HPO42H2O + PO43( sangat masam) (basa)
(2). Ketersediaan P dalam tanah Pada tanah masam (a) Pengendapan oleh Al, Fe dan Mn larut Al3+ + H2PO4- + 2H2O
AlPO4 .2H2O + 2H+ (variscite) Fe3+ + H2PO4- + 2H2O FePO4.2H2O + 2H+ (strengite) (b) Pengikatan oleh hidrok-oksida Al(OH)3 + H2PO4(larut) Pada tanah basa Ca(H2PO4)2 + 2 Ca2+ (larut) Ca(H2PO4)2 + 2 CaCO3
Al(H2PO4)3 + 3 OH(tidak larut)
Ca3(PO4)2 + 4 H+ (tidak larut) Ca3(PO4)2 +2 CO2 + 2H2O
- P pupuk yang tersedia tinggal 10 -30 %, karena dikomplek oleh Al, Fe, Mn, dan Ca. P relatif tersedia banyak pada pH 6 – 7 (3) Ketersediaan P dan bahan organik (b.o) Adanya asam-asam organik hasil dekomposisi b.o maka P tersedia meningkat melalui pertukaran anion ( asamasam organik mengikat/mengkomplek Al, Fe, dan Ca) OH Al OH H2PO4 (tidaklarut)
+ R-COO-
Al
OH OH + H2PO4OOCR (larut)
c. Klasifikasi P P sangat lambat tersedia Apatit, Fe,Al,Mn-P tua & P-organik yang mantap
P lambat tersedia Ca3(PO4)2,, Fe, Al, Mn-P yang baru terbentuk & P-organik yang baru dimineralisasi
P segera tersedia Larut air NH4-P & Ca(H2PO4)2
Tidak larut CaHPO4 & Ca(PO3)2
d. Upaya meningkatkan ketersediaan P
(1). Peningkatan pH tanah sekitar 6 – 6,5 (2). Penambahan bahan organik (3). Pemakaian jasad mikro : - bakteri pelarut fosfat (Trichoderma dan Aspergilus) - jamur mikoriza (4). Cara pemupukan (tugal, baris, lingkaran)
3. a.
Kalium Tanah K adalah unsur esensial ke-3 setelah N dan P Bentuk yang diserap tanaman adalah K+ Sumber K- tanah: Mineral Feldspar : KAlSi3O8 Muskovit : KAl2Si3O10(OH)3 Biotit : (H, K)2(Mg, Fe)2Al2(SiO4)3 mudah lapuk b. Bentuk K tanah (4) (1). K-mineral primer K-relatif tidak tersedia (2). K-terfiksasi mineral sekunder (bila tak dapat diserap tanaman) K lambat tersedia (dapat diserap tanaman setelah berubah menjadi K-tersedia)
(3). K-dapat ditukar (4). K dalam larutan
K- segara tersedia
c. Faktor-faktor yang mempengaruhi ketersediaan K (1) Tipe mineral liat Tipe 2 : 1 dapat mengembang dan mengerut sehingga dapat memfiksasi K Tipe 1 : 1 ,tidak dapat memfiksasi K (2) Pembasahan dan pengeringan yang mengakibatkan pengembangan dan pengerutan mineral liat. (3) Pelapukan akan membebaskan K d. Konsumsi berlebihan (luxury consumption) yaitu K yang diserap tanaman akan melebihi dari kebutuhan yang sebenarnya, dimana produksi tanaman tidak meningkat lagi (terjadi pemborosan penggunaan K tanah)
UNSUR HARA MIKRO Ada 7 unsur mikro : Fe, Mn, Zn, Cu, Cl, B, Mo Kebutuhan tanaman < 100 ppm dalam tanaman Ciri umum unsur mikro: 1. Dibutuhkan tanaman dalam jumlah rendah 2. mempunyai kisaran optimum yg sempit
Perhatian makin meningkat karena: 1. Serapan untuk tanaman sehingga kadar menurun 2. Penggunaan pupuk berkadar unsur tinggi (unsur ikutan rendah) 3. Penggunaan varietas unggul & pupuk makro dosis tinggi menyebabkan unsur mikro menurun. 4. Kemampuan mengenal & mendeteksi gejala defisiensi unsur makin meningkat. 5. Desakan peningkatan produksi untuk kebutuhan manusia maka perlu memperhatikan unsur mikro
Ketersediaan unsur mikro tanah
Faktor-faktor yg mempengaruhi ketersediaan unsur mikro grup metal/logam (Cu, Fe, Mn, Zn) yaitu: 1. Reaksi tanah 2. Kandungan bahan organik 3. Adanya unsur lain yang berlebihan 4. Proses reduksi & oksidasi (redoks) : reduksi lebih tersedia ad1.
Zn2+ + 2 (OH-)
Zn(OH)2 (tidak larut) OOCR
ad2.
Zn2+
+
RCOO-
Zn OOCR Kompleks organo-Zn
ad3. Adanya sifat antagonis antar unsur-unsur dalam tanah 1. P tinggi maka defisiensi Zn, Fe, Cu, Mn 2. Kapur sangat tinggi maka kelautan unsur mikro rendah 3. kompetisi antar unsur mikro itu sendiri dalam serapan hara oleh tanaman
