Tanah Sebagai Media Tumbuh Tanaman
Faktor Pertumbuhan Tanaman Tanaman tumbuh butuh: • • • • • •
Reading Materials: •Brady NC, 1990. The Nature and Properties of Soils •Supardi G., 1989. Sifat dan Ciri Tanah (hal 12-26)
Cahaya Suhu Udara Air Unsur hara Tunjangan mekanik
© Foto: Widianto
Kesuburan Tanah dan Nutrisi Tanaman
Cahaya matahari
Gula dan pati Gula
Gula dan pati Gula
FOTOSINTESIS tumbuhan
Gula dan pati
Apa Peran Tanah bagi Pertumbuhan Tanaman? 1. Media tempat tumbuh perakaran 2. Pengatur ketersediaan air 3. Penyedia udara (O2) 4. Penyedia unsur hara 5. Penyangga, bila ada perubahan yang kurang menguntungkan misalnya temperatur dan pH 6. Filter, bila ada kontaminan
1. Peran tanah bagi pertumbuhan 2. Esensialitas & jumlah unsur hara 3. Jumlah unsur hara yang terdapat dalam tanah, bentukbentuknya 4. Bentuk unsur hara yang diserap tanaman 5. Larutan tanah 6. Arti pH tanah bagi perharaan 7. Hubungan tanah dan tanaman
Komponen Tanah Optimal bagi tanaman
Udara 25 %
Air 25 % BO 5%
Mineral 45%
Tanah permukaan bertekstur sedang (berdasarkan volume)
1
Fisik: • Gangguan mekanis : pemadatan ~bobot isi (BI) tinggi
Hambatan Tanah terhadap Pertumbuhan Akar: Fisika
• Adanya rekahan tanah • Kekurangan oksigen ~ genangan air • Tanah kering • Temperatur: terlalu rendah atau tinggi • Keracunan hara
Faktor yang mempengaruhi penyediaan air bagi tanaman Sifat Tanah
• • •
• Kedalaman profil tanah • Penyimpanan air oleh tanah (air tersedia antara kapasitas lapang dan titik layu permanen) • Kecepatan inflitrasi air ke dalam tanah • Kedalaman perakaran
• • •
Komposisi udara tanah pada tanah lempung berdebu berdrainase jelek Boynton and Reuther, 1938. W=winter, S = Summer
Uap air
Air bebas
KR = 100%
Tt = T0 = 100C
Air kapiler KR = 100%
4.7>pF>2.5 Kering
2.5>pF>0 Basah
Aerasi Tanah
Kedalaman tanah (cm) 30 61 91 122 152
Mengapa? Biota
Sifat Hujan Hujan tahunan Panjang musim hujan Jumlah hari diantara hari hujan Intensitas hujan Variabilitas hujan dari tahun ke tahun Kondisi musim ~ kaitannya dengan musim tanam
AIR & UDARA TANAH selalu dinamis
CO2W
O2W
CO2S
O2S
1.2 2.4 6.6 9.6 10.4
19.4 11.6 3.5 0.7 2.4
2.0 3.1 5.2 9.1 11.7
19.8 19.1 17.5 14.5 12.4
• Diffusi O2 dan CO2 karena perbedaan konsentrasi di atmosfer dan tanah • Volume udara tanah tergantung volume air dalam tanah • Aerasi tanah yang cukup (>10 % O2, CO2 tdk tinggi)
Pengaruh tinggi permukaan air tanah terhadap konsentrasi O2 dalam tanah, produksi dan serapan N, P, K kapas Tinggi air tanah, cm
O2 pd setiap 23 cm, %
Prod. kapas, g/tan
Serapan hara, mg/tan N P K
30
1.6
57
724
85
1091
60
8.3
108
1414
120
2069
90
13.2
157
2292
156
3174
2
Kimia: • Konsentrasi Al yang tinggi, berhubungan dengan pH yang rendah
Hambatan Tanah terhadap Pertumbuhan Akar: Kimia
• Penyediaan unsur hara yang rendah Keracunan Al
Unsur hara esensial VS Fungsional • Unsur hara esensial: unsur hara yang dibutuhkan oleh tanaman • Unsur hara fungsional: unsur yang berfungsi dalam tanaman, walaupun peranannya tidak jelas.
Cinta, Hari, Olga daN PaK Cahyo hari Minggu Shopping dengan Bu Clara yang Cukup FeMinin, Molek dan Zensual • Mo digantikan Va di Azotobacter • Cl digantikan Br pada konsentrasi tinggi • Na tidak esensial, tapi meningkatkan produksi bit gula, sledri, lobak • Si dibutuhkan tanaman padi-padian
Kandungan Unsur Hara Mikro dalam Tanah Hara
Kisaran Normal (%)
Hasil analisis Kons. dlm (mg/kg) biomas (mg/kg)
Fe Mn Zn B Cu Mo Cl
0.500-5.000 0.020-1.000 0.001-0.025 0.001-0.015 0.0005-0.015 0.00002-0.0005 0.001-0.1
5 000-50 000 200-10 000 10-250 5-150 5-150 0.2-5 10-1 000
• Bahan kimia phytotoxic dalam kondisi anaerobik
Unsur hara makro dan mikro Atmosfir dan Air Tanah Hara makro Unsur hara Mikro
C, H, O N, P, K, Ca, Mg, S Fe, Mn, Cu, Zn, B, Mo, Cl, Ni
Hara yang Co, Na, Si, F, Br, Sr, Sc, Va, J menguntungkan • 94 - 99.5 % dari total berat segar terdiri dari C H O diserap dari udara. • O.5 – 6 % hara jaringan tanaman segar diserap dari tanah. Kecil proporsinya, perannya sangat penting bagi pertumbuhan tanaman • Unsur-unsur pupuk = NPK (S) • Unsur kapur = Ca, Mg
Prinsip Faktor Pembatas (The law of the minimum, Liebig)
100 50 20 20 6 0.1 100
• Kahat unsur hara mikro pertumbuhan tanaman terhambat. • Umumnya terjadi pada: tanah berpasir, tanah organik, dan tanah sangat alkalin
Besarnya produksi tanaman ditentukan oleh unsur yang paling rendah ketersediaannya
3
Jumlah Unsur Hara Makro dalam Tanah
Mengapa Kekurangan Unsur Hara?
Penyusun Kisaran Daerah Daerah Tanah kandungan Basah (%) Kering (%) (%) BO 0.40-10.00 4.00 3.25 N 0.02-0.50 0.15 0.12 P 0.01-0.20 0.04 0.07 K 0.17-3.30 1.70 2.00 Ca 0.07-3.60 0.40 1.00 Mg 0.12-1.50 0.30 0.60 S 0.01-0.20 0.04 0.08
Bentuk Unsur Makro dalam Tanah
1. Berapa jumlah unsur hara makro dalam tanah? 2. Dalam bentuk apa unsur hara diserap tanaman? 3. Bagaimana mekanisme ketersediaannya? 4. Bagaimana kaitan larutan tanah dan pH dengan unsur hara?
Bentuk kompleks dan tidak tersedia
Bentuk sederhana Mudah tersedia
Bentuk ionionnya NH4+ N02NO3-
N: senyawa organik, protein, asam amino, dll; bentuk koloidal dan peka terhadap dekomposisi
Garam ammonium Garam nitrit Garam nitrat
P: apatit, Ca,Fe dan Al-fosfat, Senyawa organik: fitin, asam nukleat dll
Ca,K, Mg Fosfat, senyawa HPO4-2 P organik yang larut H2P04-1
K: Mineral felspat dan mika; liat alluminium silikat, ilit
K pada kompleks jerapan, K-sulfat, karbonat dll
K+
Ca: mineral felspat, hornblen, kalsit dan dolomit
Ca dalam kompleks jerapan garam kalsium
Ca2+
Mg: mineral mika, hornblen, dolomit, serpentin liat
Mg dalam kompleks jerapan garam
Mg2+
S: mineral pirit dan gips, bentuk organik, bentuk koloidal dan peka terhadap dekomposisi
Berbagai sulfit dan sulfat dari Ca, K, Mg dll
SO32SO42-
Sumber Unsur Hara dalam Tanah dan perpindahannya ke Akar Tanaman Matrik Mineral Ca2+,Mg2+ dan kation lain, Phosfat Permukaan Jerapan Tanah
Kons. di jar Kering Tan. (%) 1.5 0.2 1.0 0.5 0.2 0.1
Bentuk Unsur yang Digunakan Tanaman Nitrogen Fosfor
NH4+, N02-, NO3-
Molibdenium
MoO4-2
HPO4-2, H2P04-
Mangan
Mn+2 Mn+4
Tembaga
Cu+ Cu+2
Kalium
K+
Seng
Zn+2
Kalsium
Ca2+
Boron
BO3-3
Magnesium
Mg2+
Klor
Cl-
Belerang
SO32- SO42-
Air
H+ OH-
Besi
Fe+2 Fe+3
Siklus Unsur Hara di Lahan
Larutan Tanah
Bahan organik: NPS
4
Larutan Tanah
Reaksi Soil Larutan Tanah Chemistry
• Definisi: air dalam tanah yang mengandung ion-ion hara terlarut yang tersedia bagi tanaman • Adanya pori-pori besar (makro) dan kecil (mikro) menyebabkan larutan tanah tidak kontinue dan tidak mudah bergerak dalam tanah • Jumlah, susunan kimia dan sifat larutan tanah berubah-rubah • Bila terjadi penguapan kepekatan garam larutan tanah naik • Kadar garam daerah kering lebih tinggi dari pada daerah basah. Kadar 0.5 % = 10 ton garam di lapisan olah / ha sudah berbahaya bagi tanaman.
Hubungan Tanah dan Tanaman Permukaan luar (Larutan tanah)
SELAPUT SEL Energi Dari respirasi
C ION (dalam Larutan tanah)
Permukaan dalam (Bagian dalam sel akar)
C ION (dalam akar)
C (ION) Akar tanaman Butir tanah Larutan tanah Hilang melalui drainase
Kesimpulan • Pertumbuhan Tanaman normal, bila suplai hara cukup & sesuai dengan saat dibutuhkan
Hmm..
• Reaksi larutan tanah (pH) merupakan pengontrol ketersediaan hara • Keseimbangan ketersediaan antar unsur hara harus selalu dijaga
5
