PLANT NUTRITION ( usur hara )
Nutritional needs • Autotrophic does not mean autonomous – plants need… • sun as an energy source • inorganic compounds as raw materials – water (H2O) – CO2 – minerals
PLANT NUTRITION ( 16 usur hara ) C 47%
90% Air
H 7% O 44%
O2
CO2
10% Bhn Kering
H2O
N 0,2-2%
NO3-
NH4+ K+
Fe3+
Mn2+ 2+
H2O H2PO4-
HPO4-
Mg2+
Bo33-
O2
MoO42-
Ca2+
Co2+ SO4-
Cl-
Zn2+
Sumber Unsur Hara • Udara C dlm btk gas CO2 O dlm btk gas O2 H dlm btk gas H2O • Air
O dlm btk gas O2 H dlm btk gas H2O
• Tanah a. U.H primer N, P, K b. U.H skunder Ca, Mg, S c. U.H mikro Cl, B, Cu, Mn, Fe, Zn, Mo
U.H Makro
Bentuk penyerapan unsur hara dari dalam tanah oleh tanaman Unsur Hara Essensial Unsur Hara Makro N P K Ca Mg S Unsur Hara Mikro Fe Mn Bo Mo Co Zn Cl
Anion
Kation
NO3H2PO4-
NH4+ K2++ Ca2+ Mg2+
SO4Fe3+ Mn2+
Bo33MoO42Co2+ Zn2+ Cl-
Element
Chemical symbol
Atomic weight
Ionic forms Absorbed by plants ____
Approximate dry concentration_____
N P K Mg S Ca
14.01 30.98 39.10 24.32 32.07 40.08
NO3-, NH4+ PO43-, HPO42-, H2PO4K+ Mg2+ SO42Ca2+
4.0 % 0.5 % 4.0 % 0.5 % 0.5 % 1.0 %
Fe Mn Zn Cu B Mo Cl
55.85 54.94 65.38 63.54 10.82 95.95 35.46
Fe2+, Fe3+ Mn2+ Zn2+ Cu2+ BO32-, B4O72MoO42Cl-
200 ppm 200 ppm 30 ppm 10 ppm 60 ppm 2 ppm 3000 ppm
Mccronutrients Nitrogen Phosphorus Potassium Magnesium Sulfur Calcium
Micronutrients Iron Manganese Zinc Copper Boron Molybdenum Chlorine
Essential But Not Applied Carbon C 12.01 CO2 40 % Hydrogen H 1.01 H2 O 6% Oxygen O 16.00 O2, H2O 40 % __________________________________________________________________________________________ Plant tissues also contain other elements (Na, Se, Co, Si, Rb, Sr, F, I) which are not needed for the normal growth and development.
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 atau 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. – kelebihan unsur harapada kondisi tertentu (misalnya lingkungan tanah masam), konsentrasi unsur hara esensial dan unsur hara lain dalam tanah dapat bersifat toksik untuk pertumbuhan beberapa tanaman.
Unsur Hara Mikro ( non esensial ) Merupakan unsur hara yang sama pentingnya dengan unsur-unsur hara makro bagi tanaman, walaupun dalam hal ini kebutuhannya hanya sedikit. Disebut juga unsur hara minor atau trace element. Unsur hara mikro terdapat dari sumber : - Batu-batu mineral bahan induk tanah - Air irigasi - Sisa-sisa bahan organik Pada umumnya diperlukan dalam jumlah sedikit dalam ukuran gram-1 kg/ha.
9
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
Nutrient Concentration
Mekanisme Difusi Root surface
high Diffusion away from root
Bulk soil Diffusion toward root low
Root hairs
Root hairs
Roots Provide large surface area for nutrient uptake - Root hairs
4. Roots and mineral nutrient acquisition
Fine roots and root hairs “mine” the soil for nutrients. Mycorrhizal hyphae do this even better.
K+ K+
K+
Clay particle
H+
K+
K+
K+
K+
K+
Root hair
Uptake of water and nutrients by roots
See Equivalent Fig. 32.2B
Mekanisme kontak akar
Faktor-faktor yang mempengaruhi proses penyerapan: 1. Temperatur 2. Cahaya 3. Aerasi tanah 4. pH 5. Kadar air dalam substrat 6. Interaksi antar ion-kompetisi 7. Konsentrasi internal dan status nutrisi 8. Pertumbuhan
NITROGEN (1-5%)
Fungsi : • Memacu pertumbuhan daun dan batang. • Memberikan warna gelap pada daun • Diperlukan untuk pembentukan protein sel dan khlorofil. •Digunakan dalam jumlah besar melebihi unsur lain
Gejala Defisiensi dan kelebihan: • 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
Deficiency Symptoms - N • General chlorosis. • Chlorosis progresses from light green to yellow. • Entire plant becomes yellow under prolonged stress. • Growth is immediately restricted and plants soon become spindly and drop older leaves.
http://plantsci.sdstate.edu/woodardh/soilfert/Nutrient_Defici ency_Pages/soy_def/SOY-N1.JPG
Fosfor (P) : 0.1-0.5 % Fungsi : • Stimulates early formation & growth of plants. • Provides for fast & vigorous growth and speeds maturity. • Stimulates flowering & seed development. • Necessary for the enzyme action of many plant processes.
Defisiensi – Reduksi pertumbuhan, kerdil – Warna hijau tua – bercak ungu pada daun jagung, – Menunda pemasakan – Penbentukan biji gagal (Lingga dan Marsono, 2001).
Deficiency Symptoms - P • Leaves appear dull, dark green, blue green, or redpurple, especially on the underside, and especially at the midrib and vein. • Petioles may also exhibit purpling. Re-striction in growth may be noticed.
http://www-unix.oit.umass.edu/~psoil120/images/tomatox2.jpg
http://www.ext.vt.edu/news/periodicals/viti culture/04octobernovember/photo3.jpg
Deficiency Symptoms - K • Leaf margins tanned, scorched, or have necrotic spots (may be small black spots which later coalesce). • Margins become brown and cup downward. • Growth is restricted and die back may occur. • Mild symptoms appear first on recently matured leaves.
http://www.ipm.iastate.edu/ipm/icm/files/images/antonio004f.jpg
Kalium (K): 0.5-6% K • Bentuk diserap tanaman: – K+ – Mobil dalam tanaman
• Fungsi nya – Katalisator berbagai reaksi; metabolisme karbohidrat, pati dan N – Membantu resistensi terhadap penyakit – Meningkatkan kualitas buah dan sayuran – Penting dalam serapan dan keseimbangan Gejala defisiensi : air melalui pengaruhnya terhadap potensial osmotik • Ujung dan tepi daun – Keseimbangan kation untuk transpor menjadi coklat, anion terutama pada daun bagian bawah. • Jerami tanaman berbiji menjadi lunak
Macronutrients N, P, K Deficiencies Leaf Lettuce
Macronutrient Deficiencies Beans
Deficiency Symptoms - Ca • Growing points usually damaged or dead (die back). • Margins of leaves developing from the growing point are first to turn brown.
http://hubcap.clemson.edu/~blpprt/acid_photos/BlossomEn dRot.JPG
Blossom End Rot of Tomato Calcium Deficiency
Right-Hydroponic tomatoes grown in the greenhouse, Left-Blossom end rot of tomato fruits induced by calcium (Ca++) deficiency
Deficiency Symptoms - Mg • Marginal chlorosis or chlorotic blotches which later merge. • Leaves show yellow chlorotic interveinal tissue on some species, reddish purple progressing to necrosis on others. • Younger leaves affected with continued stress. • Chlorotic areas may become necrotic, brittle, and curl upward. • Symptoms usually occur late in the growing season. http://quorumsensing.ifas.ufl.edu/HCS200/images/deficiencie s/-Mgcq.jpg
Magnesium (Mg) Deficiency on Poinsettia
Interveinal Chlorosis on Mature Leaves
Deficiency Symptoms - S • Leaves uniformly light green, followed by yellowing and poor spindly growth. • Uniform chlorosis does not occur
http://www.ces.ncsu.edu/plymouth/cropsci/grap hics/sulfur2.jpg
http://www.ag.ndsu.nodak.edu/aginfo/entomolo gy/ndsucpr/Years/2007/june/7/soils.jpg
Deficiency Symptoms - Cu • Leaves wilt, become chlorotic, then necrotic. • Wilting and necrosis are not dominant symptoms.
http://images.google.com/url?q=http://ipm.ncsu.edu/Scoutin g_Small_Grains/Grain_images/fig4.jpg&usg=AFQjCNE2vzRwrq p65VR_xKRlo2LQOgWI3g
Deficiency Symptoms - Fe • Distinct yellow or white areas appear between veins, and veins eventually become chlorotic. • Symptoms are rare on mature leaves.
http://bexartx.tamu.edu/HomeHort/F1Column/2003Articles/ Graphics/iron%20chlorosis.jpg
Iron (Fe) Deficiency Symptoms 1
2
3
4
1-Piggyback Plant, 2- Petunia, 3-Silver Maple, 4-Rose (A-normal, B-Fe-deficient)
Deficiency Symptoms - Mn • Chlorosis is less marked near veins. • Some mottling occurs in interveinal areas. • Chlorotic areas eventually become brown, transparent, or necrotic. • Symptoms may appear later on older leaves.
http://www.ca.uky.edu/HLA/Dunwell/KHC/110-122.JPG
Deficiency Symptoms - Zn • Leaves may be abnormally small and necrotic. • Internodes are shortened.
http://agri.atu.edu/people/Hodgson/FieldCrops/ Mirror/Nutrient%20Def_files/slide24.jpg http://plantsci.sdstate.edu/woodardh/soilfert/Nutr ient_Deficiency_Pages/corn_def/CORN-ZN1.JPG
Deficiency Symptoms - B • Young, expanding leaves may be necrotic or distorted followed by death of growing points. • Internodes may be short, especially at shoot terminals. • Stems may be rough, cracked, or split along the vascular bundles.
http://www.canr.msu.edu/vanburen/ffc12.jpg
B = Boron • Fungsinya – Affects water absorption by roots. – Translocation of sugars. Unsur B hanya sedikit diperlukan tanaman bagi pertumbuhannya, tetapi kalau unsur ini tidak tersedia bagi tanaman gejalanya cukup serius. 1. Daun-daun yang masih muda terjadi klorosis, secara setempat-setempat pada permukaan daun bawah yang selanjutnya menjalar kebagian tepi-tepinya. Jaringan daun mati 2. Daun yang baru muncul tumbuh kerdil, kuncup-kuncup mati dan berwarna kehitaman atau coklat 3. Dapat menimbulkan penyakir fisiologis, khususnya pada tanaman sayuran, tembakau dan apel. Malah pada jagung bisa menimbulkan tongkol tanpa biji sama sekali 4. Pada umbi-umbian pertumbuhannya kerdil, terdapat bercak-bercak atau lubang berwarna hitam pada umbi 5. Pada tanaman bayam dan selada pucuk tanaman tumbuh tidak sempurna dan berwarna hitam 6. Tangkai daun seledri membentuk celah-celah dan garis-garis tak teratur berwarna coklat. Anak-anak daun seledri berbercak-bercak coklat.
B = Boron • Gejala Defisiensi – Short, thick stems tips. – Young leaves of terminal buds are light green at base. – Leaves become twisted & die.
Mo = Molybdenum •
Fungsinya
– –
Plant development. Reproduction.
Kekurangan unsur hara Molibden (Mo) 1. Secara umum daun-daun mengalami perubahan, kadang-kadang mengalami pengkerutan terlebih dahulu sebelum mengering dan mati. Mati pucuk (die back) biasa pula terjadi pada tanaman yang kekurangan unsur hara Mo 2. Pertumbuhan tanaman tidak normal, terutama pada tanaman sayuran. Daun keriput dan mengering.
Mo = Molybdenum • Gejala defisiensi – Stunted growth. – Yellow leaves, upward curling leaves, & leaf margins burn.
Cl = Khlor • Fungsi Cl – Essential to some plant processes. – Acts in enzyme systems. Kekurangan unsur hara Khlor (Cl) 1. Dapat menimbulkan gejala pertumbuhan daun yang kurang normal terutama pada tanaman sayur-sayuran, daun tampak kurang sehat dan berwarna tembaga 2. Kadang-kadang pertumbuhan tanaman tomat, gandum dan kapas menunjukkan gejala seperti di atas.
Khlor = Cl • Gejala Defisiensi – Usually more problems with too much chlorine or toxicity than with deficiency.
Toksisitas Cl
Limiting nutrient levels negatively affect growth • Plant responses to limiting nutrients usually very visible: affects yield/growth! • Again, chlorosis and necrosis of leaves is typical • Sometimes straightforward relationship – e.g., in chlorosis (lack of green color), • N: chlorophyll component • Mg: cofactor in chlorophyll synthesis
Ctrl
-P
-N - Ca
- Fe
Chlorosis
Necrosis
Stunted growth
Leaf Margin Necrosis in Poinsettia Potassium (K) Deficiency
Molybdenum Deficiency on Poinsettia
PUPUK UNTUK TANAMAN Fungsi: • Menambah dan menyuburkan tanah. Apalagi, pupuk sekarang sudah menggunakan unsur hara, humus, dan bahan organik yang dapat mengakibatkan dampak jangka panjang bagi kesuburan tanah. • Pupuk sebagaimana vitamin bagi tubuh adalah nutrisi bagi tanah. Secara kimia tanah yang diberi pupuk akan mengalami perbaikan struktur tanah. • Menghidupkan kembali jasad renik yang ada pada tanah. • Pupuk organik dirancang agar ramah lingkungan. • Merangsang tanaman agar tumbuh bagus. • Melindungi tanaman dari hama dan penyakit. • Menaikkan mutu dan produktivitas hasil tanam.
Klasifikasi Pupuk: • Penggolongan pupuk berdasarkan sumber bahan: pupuk organik alami dan pupuk kimia atau pupuk buatan. • Penggolongan pupuk berdasarkan bentuk fisik: onggokan, remahan, butiran, kristal, dan cair. • Penggolongan pupuk berdasarkan kandungannya: tunggal, majemuk, dan pupuk mikro hara (micronutrients).
Bahan dan Kandungan Pupuk • Bahan-bahan pembuat pupuk adalah carrier, double superfosfat, CaSO4, fosfor, kotoran (impurities), ZA (zwavelzuure amoniak), asam bebas (H2SO4), bahan mantel (coated), dan Filler (pengisi). • Adapun kandungan pupuk meliputi nitrogen (N), fosfor (P), kalium (K), sulfur, kalsium (Ca), magnesium (Mg), besi (Fe), boron (B), mangan (Mn), seng (Zn), tembaga (Cu), molibdenum (Mo).
Unsur Hara • dibutuhkan dalam jumlah Unsur hara yang dibutuhkan tanaman : – Unsur hara makro, dibutuhkan dalam jumlah besar: • dari udara dan air : C, H dan O • Dari tanah : N (NH4+, NH3-), P (PO4-2, Po4-1), K (K+), Ca (Ca+), Mg (Mg2+), S (SO32-, SO42-)
– Unsur hara mikro, dibutuhkan dalam jumlah kecil: • Dari Tanah, Fe, Mn, B, Mo, Cu, Zn, Cl
PUPUK dan PEMUPUKAN • Pupuk anorganik : Urea, KCl. TSP dan NPK • Pupuk organik – Pupuk kandang – Pupuk hijau – Pupuk hayati (biofertilizer)
Pupuk kandang • Pupuk yang berasal dari hewan peliharaan • Kotoran dan air seni ternak sapi, unggas, babi, domba, kuda • Kandungan unsur hara dari kotoran ternak – Sapi : 22% N, 3% P, 14% K – Unggas : 66% N, 14% P, 13% K – Babi : 28% N, 7% P, 20 % K – Domba : 51% N, 9% P, 40% K – Kuda : 32% N, 4% P, 24% K
Pupuk hijau • Pembenaman tanaman segar yang masih hijau ke dalam tanah disebut pupuk hijau • Pupuk hijau : – Sebagai suplai bahan organik tanah – Suplai N organik – Suplai bakteri rizobium – Menaikkan humus – Pengawetan bahan organik tanah – Mempertahankan kesuburan tanah
Beberapa Tanaman Pupuk Hijau • Tanaman Leguminoceae Crotalaria, caosema, mimosa, paeraria, kedelai, taphrosia, calopogonium, phaseolus, vigna, leucaena, dolichos, canavalia, mucuna, trifolium, kacang tanah, kacang hijau
• Tanaman bukan Leguminoceae – Gandum, Avena sativa, Secale cereale – Sorghum, Lolium pereme – Secaria, rumput
Pupuk hayati (biofertilizer)
• Pupuk Hayati, pupuk yang menggunakan mahluk hidup terutama Mikroba (bakteri dan Jamur), terdiri dari : – Mikroba tidak bersimbiosis dengan tanaman – Mikroba yang bersimbiosis dengan tanaman
UNSUR HARA 1. Klasifikasi Unsur Hara 2. Fungsi, Gejala defisiensi, gejala Kelebihan 3. Mekanisme penyerapan Unsur Hara Dari Tanah, Air dan Udara 4. Pupuk : Fungsi, Klasifikasi, Jenis-jenis, mekanisme penyerapannya.
