140Direktorat Jenderal
BAB 5. TEKNIK PEMELIHARAAN TANAMAN HASIL PEMBENIHAN
5.1 Media Tumbuh
Tanah adalah tempat tumbuh tumbuhan di atas permukaan bumi. Di dalam tanah terdapat air, udara dan berbagai hara tumbuhan untuk proses pertumbuhan dan perkembangan tanaman. Air yang beada dalam tanah sangat pentig untuk proses kimia, biologi dan fisika tanah. Sebagain air tanah terdapat dalam bentuk lapisan tipis yang dinamakan air kapiler. Air kapiler membentuk larutan tanah yang berfungsi seba-gai sumber unsur hata tumbuhan.
Udara dalam tanah beasal dari udara atmosfir yang mengandung sekitar 21% Okigen, 78% nitrogen, dan 1% CO2 beserta gas lainnya. Semua gas tersebar dalam poripori tanah atau terlarut dalam tanah. Akar dan organisme tanah memerlukan oksigen untuk proses pernafasan (respirasi). Oksigen dalam tanah digunakan oleh se-mua mahluk hidup dalam tanah, baik organisme maupun mikroor-ganisme, sehingga konsentrasi oksigen dalam tanah akan lebih rendah dibandingakan dengan oksigen di atas permukaan tanah (atmosfir).
Di dalam tanah terdapat nitrogen, fosfor, belerang, kalium, kalsium dan magnesium dalam jumlah yang relatif banyak (unsur hara makro) dan terdapat sedikit besi, mangan, boron, seng dan tembaga (unsur hara mikro). Beberapa tumbuhan membutuhkan beberapa unsur lain seperti natrium, molibdenum, klor, flour, iod, silikon, strontium. Barium dan kobalt.
Hara esensial (penting) sebagian besar terdapat dalam tanah. Nitogen merupakan unsur hra yang sangt penting bagi tumbuhan. Nitrogen merupakan ba-han baku untuk penyusunan protein dan asam amino
tumbuhan. Nitoden diserap oleh tumbuhan dalam bentuk nitrat dan amonium. Fosfor dibentuk pada tanah mineral dan berbagai senyawa organik. Fosfor diserap oleh tanaman dalam bentuk ion fospat. Belerang ditemukan dalam tanah mineral. Belerang diserap oleh tumbuhan dalam bentuk sulfat. Kalium, kalsium dan magnesium merupakan logam. Pada saat ketiga logam tersebut di atas bereksi dengan air maka akan dibebaskan ion-ion kalium, kalsium dan magnesium.
a.Perkembangan dan Pengertian Tanah
Pemahaman fungsi tanah sebagai media tumbuh dimulai sejak peradaban manusia mulai beralih dari manusia pengumpul pangan yang tidak menetap menjadi manusia pemukim yang mulai melakukan pemindah tanaman pangan /nonpangan ke areal dekat mereka tinggal. Pada tahap berikutnya, mulai berkembang pemahaman fungsi tanah sebagai penyedia nutrisi bagi tanaman tersebut, sehingga produksi yang dicapai tanaman tergantung pada kemampuan tanah dalam penyediaan nutrisi ini (kesuburan tanah). Dengan berkembangnya areal perkotaan, terjadi benturan kepentingan antara kebutuhan lahan untuk sarana transportasi dan pendirian bangunan dengan kebutuhan lahan pertanian, yang seringkali menyebabkan tergusurnya lahan pertanian yang produktif semata-mata karena alasan finansial.
Pada mulanya, tanah dipandang sebagai lapisan permukaan bumi
(natural body) yang berasal dari
bebatuan (natural material) yang telah mengalami serangkaian pelapukan oleh gaya-gaya alam (natural force), sehingga membentuk regolit (lapisan
144
berpartikel halus). Konsep ini dikembangkan oleh para Geologis pada akhir abad XIX. Hal-hal yang dipelajari adalah (1). Perbedaan-perbedaan berbagai jenis tanah dan dijumpainya suatu jenis tanah yang sama jika kondisinya relatif sama. (2). Masing- masing jenis tanah mempunyai morfologi yang khas sebagai konsekuensi keterpaduan pengaruh spesifik dari iklim, jasad hidup (tanaman dan ternak), bahan induk, topografi dan umur tanah; dan (3). Tanah merupakan hasil evolusi alam yang bersifat dinamis sepanjang masa.
Dinamika dan evolusi alam ini terhimpun dalam definisi bahwa tanah adalah "bahan mineral yang tidak padat (unconsolidated) terletak di permukaan bumi, yang telah dan akan tetap mengalami perlakuan dan dipengaruhi oleh faktor-faktor genetik dan lingkungan yang meliputi bahan induk, iklim (termasuk kelembaban dan suhu), organisme (makro dan mikro) dan topografi pada suatu periode waktu tertentu". Satu penciri-beda utama adalah tanah ini secara fisik, kimiawi dan biologis, serta ciri-ciri lainnya umumnya berbeda dibanding bahan induknya, yang variasinya tergantung pada faktor- faktor pembentuk tanah tersebut.
Pengertian ini disebut sebagai definisi pedologis (pedo = gumpal tanah). Dalam definisi yang lain ilmu tanah adalah ilmu pengetahuan alam murni dalam hal: (1) asal mula dan pembentukan tanah yang tercakup dalam bidang kajian genesis tanah, dan (2) nama-nama, sistematik, sifat kemampuan dan penyebaran berbagai jenis tanah yang tercakup dalam bidang kajian Klasifikasi dan Pemetaan Tanah. Hasil kajian tanah secara pedologis ini dapat dimanfaatkan sebagai acuan dasar dalam pemanfaatan masing- masing jenis tanah secara efisien dan rasional. Kajian Pedologi antara lain
meliputi Agrogeologi, Fisika, Kimia dan Biologi Tanah, Morfologi dan Klasifikasi Tanah, Survei dan Pemetaan Tanah, Analisis Bentang Lahan, Ilmu Ukur Tanah, Perencanaan dan Pengembangan Wilayah.
Pemahaman tanah sebagai media tumbuh tanaman pertama kali dikemukakan oleh Dr. H.L. Jones dari Cornell University Inggris, yang mengkaji hubungan tanah pada tanaman tingkat tinggi untuk mendapatkan produksi pertanian yang seekonomis mungkin. Kajian tanah dari aspek ini disebut edaphologi (edaphos = bahan tanah subur), namun pada realitasnya kedua definisi selalu terintegrasi. Kajian Edaphologi ini antara lain meliputi Kesuburan Tanah, Konservasi Tanah dan Air, Agrohidrologi, Pupuk dan Pemupukan, Ekologi Tanah dan Bioteknologi Tanah, sedangkan yang merangkum kajian Pedologi dan Edaphologi sekaligus antara lain meliputi Pengelolaan Tanah dan Air, Evaluasi Kesesuaian Lahan dan Tata Guna Lahan, Pengelolaan Tanah Rawa, Pengelolaan Sumber Daya Alam dan Lingkungan.
Tanah pada masa kini sebagai media tumbuh tanaman didefinisikan sebagai: "Lapisan permukaan bumi yang secara fisik berfungsi sebagai tempat tumbuh dan berkembang sistem perakaran penopang tegak-tumbuhnya tanaman dan penyuplai kebutuhan air dan udara; secara kimiawi berfungsi sebagai gudang dan penyuplai hara atau nutrisi (senyawa organik dan anorganik sederhana dan unsur-unsur esensial seperti N, P, K, Ca, Mg, S, Cu, Zn, Fe, Mn, B, Cl, dan lain-lain); dan secara biologis berfungsi sebagai habitat biota (organisme) yang berpartisipasiaktif dalam penyediaan hara tersebut dan zat-zat aditif (pemacu tumbuh, proteksi) bagi tanaman", yang ketiganya secara integral mampu menunjang produktivitas
145
tanah untuk menghasilkan biomasa, baik tanaman pangan, obat-obatan, industri perkebunan, maupun kehutanan".
Atas dasar definisi ini maka tanah sebagai media tumbuh mempunyai empat fungsi utama, yaitu sebagai (1). Tempat tumbuh dan berkembangnya perakaran yang mempunyai dua peran utama. (2). Penyokong tegak- tumbuhnya trubus (bagian atas) tetanaman. (3). sebagai penyerap zat- zat yang dibutuhkan tanaman. (4). Penyedia kebutuhan primer tanaman untuk melaksanakan aktivitas metabolismenya, baik selama pertumbuhan maupun untuk berproduksi, meliputi air, udara dan unsur-unsur hara. (5). Penyedia kebutuhan sekunder tanaman yang berfungsi dalam menunjang aktivitasnya supaya berlangsung optimum, meliputi zat-zat aditif yang diproduksi oleh biota terutama mikroflora tanah seperti (a). zat-zat pemacu tumbuh (hormon, vitamin dan asam-asam organik khas). (b). antibiotik dan toksin yang berfungsi sebagai anti hamapenyakit tanaman di dalam tanah. (c). senyawa-senyawa atau enzim yang berfungsi dalam penyediaan kebutuhan primer tersebut atau transformasi zat-zat toksik eksternal seperti pestisida dan limbah industri berbahaya; serta. (d). Habitat biota tanah, baik yang berdampak positif karena terlibat langsung atau tak langsung dalam penyediaan kebutuhan primer dan sekunder tanaman tersebut, maupun yang berdampak negatif karena merupakan hama dan penyakit tanaman. Fungsi-fungsi tanah yang sedemikian vitalnya dalam penyediaan bahan pangan, papan dan sandang bagi manusia (juga bagi hewan) ini membawa konsekuensi bahwa seorang ahli tanah tidak saja dituntut untuk berpengetahuan tentang: (1) tanah sebagai tempat tumbuh dan penyedia kebutuhan tanaman, tetapi juga harus
memahami, (2) fungsi tanah sebagai pelindung tanaman dari serangan hama dan penyakit dan dampak negatif pestisida limbah industri berbahaya tersebut. Oleh karena itu, dalam buku ini dituturkan dalam kerangka pengertian fenomena ini.
b. Profil Tanah
Secara vertikal tanah berdifferensiasi membentuk horizon- horizon (lapisan-lapisan) yang berbeda- beda baik dalam morfologis seperti ketebalan dan warnanya, maupun karakteristik fisik, kimiawi, dan biologis masing-masingnya sebagai konsekuensi bekerjanya faktor-faktor lingkungan terhadap: (1) bahan induk asalnya maupun (2) bahan-bahan eksternal, berupa bahan organik sisa-sisa biota yang hidup di atasnya dan mineral non bahan induk yang berasal dari letusan gunung api, atau yang terbawa oleh aliran air. Susunan horizon-horizon tanah dalam lapisan permukaan bumi setebal 100-120 cm disebut sebagai profil tanah.
Profil Tanah merupakan irisan vertikal tanah dari lapisan paling atas hingga ke bebatuan induk tanah (regolit), yang biasanya terdiri dari horizon-horizon O-A-E-B-C- R. Empat lapisan teratas, yang masih dipengaruhi cuaca disebut Solum Tanah,horizon O- A disebut lapisan tanah atas dan horizon E-B disebut lapisan tanah bawah
Meskipun tanah terdiri dari beberapa horizon, namun bagi tetanaman yang sangat penting adalah horizon O - A (lapisan atas) yang biasanya mempunyai ketebalan di bawah 30 cm, bahkan bagi tanaman berakar dangkal seperti padi, palawija dan sesayuran yang paling berperan adalah kedalaman di bawah 20 cm. Oleh karena itu, istilah kesuburan tanah biasanya mengacu kepada ketersediaan hara pada lapisan setebal ini, yang
146
biasanya disebut sebagai lapisan olah. Namun bagi tetanaman perkebunan dan kehutanan (pepohonan) untuk jangka panjang lapisan tanah bawah juga akan menjadi sumber hara dan air.
Kegunaan langsung dari pengamatan profil tanah ini antara lain adalah untuk mengetahui (1). Kedalaman lapisan olah atau solum tanah yang merupakan indikator potensi kedalaman akar tanaman untuk berpenetrasi, makin dangkal berarti makin tipis sistem perakarannya, sehingga jika makin besar bobot atau tinggi tanaman akan makin mudah tanaman untuk tumbang. Informasi ini dapat menuntun kita dalam memilih jenis tanaman dan teknik penanamannya. (2). Kelengkapan atau differensiasi horizon pada profil tanah merupakan indikator umur tanah atau proses-proses pembentukan (genesis) yang telah dilaluinya, makin lengkap atau makin berdiferensiasi horizon-horizon tanah berarti makin tua umur tanah, namun kelengkapan atau diferensiasi horizon ini akan makin berkurang atau makin baur apabila tanah mengalami erosi. Pada tanah-tanah muda seperti Regosol, yang banyak terdapat di sekitar Indralaya, 0I Sumatera Selatan, profilnya dapat tanpa horizon. Pada tanah dewasa seperti andosol, yang banyak terdapat di Kabupaten Muara Enim dan Lahat, Sumatera Selatan, profilnya lengkap seperti sketsa pada Gambar 1.1. di atas, sedangkan pada tanah-tanah tua seperti Podsolik di sekitar Palembang dan Prabumulih serta tanah latosol di Kabupaten Muara Enim Sumatera Selatan, yang telah tererosi berat atau telah mengalami pencucian intensif mempunyai profil yang umumnya tanpa atau sedikit lapisan olah (horizon 0 dan A).
Warna tanah merupakan indikator sifat kimiawi tanah. Tanah yang berwarna gelap berarti banyak
mengandung bahan; organik tanah atau belum mengalami pelindian (leaching) hara secara intensif, sehingga relatif subur, sedangkan tanah yang berwarna terang atau pucat berarti berBOT (bahan organik tanah) rendah atau telah mengalami pelindian hara intensif, sehingga relatif miskin. Tanah yang berwarna homogen bersih menunjukkan sirkulasi udara (aerasi) dan airnya (drainase) baik, berarti kadar oksigennya cukup, sehingga proses oksidasi berjalan baik, sedangkan tanah yang berwarna tak bersih atau bebercak menunjukkan aerasi dan drainasenya tidak baik, sehingga proses oksidasi dan reduksinya terjadi secara bergantian. Proses reduksi yang lama pada tanah kering berkadar besi tinggi akan menimbulkan bercak-bercak senyawa ferro yang berwarna kekuningan, sedangkan proses oksidasi yang lama pada tanah rawa akan menghasilkan senyawa ferri yang berwarna kecoklat- merahan.
c. Komponen Tanah
Tanah mineral yang dapat berfungsi sebagai media tumbuh ideal secara material tersusun oleh 4 komponen, yaitu bahan padatan (mineral dan bahan organik), air dan udara. Berdasarkan volumenya, maka tanah secara rerata terdiri dari: (1) 50% padatan, berupa 45% bahan mineral dan 5% bahan organik, dan (2) 50% ruang pori, berisi 25% air dan 25% udara.
Khusus untuk tanah gambut yang banyak tersebar di kawasan rawa Sumatera Selatan, Jambi, Riau, Kalimantan dan Papua, komposisi ini relatif berlainan, karena bagian padatannya 100% dapat berupa bahan organik, sedangkan ruang porinya 100% dapat terisi air, sehingga ketiadaan bahan mineral dan udara pada tanah ini merupakan masalah utama dalam
147
pemanfaatannya menjadi lahan pertanian produktif.
Secara alamiah proporsi komponen- komponen tanah sangat tergantung pada (1). Ukuran partikel penyusun tanah, makin halus berarti makin padat tanah, sehingga ruang porinya juga akan menyempit, sebaliknya jika makin kasar. (2). Sumber bahan organik tanah, tanah bervegetasi akan mempunyai proporsi BOT tinggi, sebaliknya pada tanah gundul (tanpa vegetasi). (3). Iklim terutama curah hujan dan temperatur, saat hujan dan evaporasi (penguapan) rendah proporsi air meningkat (dan proporsi udara menurun), sebaliknya pada saat tidak hujan dan evaporasi tinggi, dan (4). Sumber air, tanah yang berdekatan dengan sungai akan lebih banyak mengandung air ketimbang yang jauh dari sungai.
d. Fungsi Utama Tanah sebagai
Media Tumbuh
Masing-masing komponen tanah tersebut berperan penting dalam menunjang fungsi tanah sebagai media tumbuh, sehingga variabilitas keempat komponen tanah ini akan berdampak terhadap variabilitas fungsi tanah sebagai media tumbuh.
Gambar 5.1.
Sketsa proporsi komponen-komponen tanah mineral
Udara tanah misalnya berfungsi sebagai gudang dan sumber gas (1). O2 yang dibutuhkan oleh sel-sel perakaran tanaman untuk melaksanakan respirasi,
yang melepaskan CO2 dan untuk oksidasi enzimatik oleh mikrobia autotrofik (mampu menggunakan senyawa anorganik sebagai sumber energinya). (2). CO2 bagi mikrobia fotosintetik, dan (3). N2 bagi mikrobia pengikat N.
Beberapa gas seperti CO2 dan N2 ini serta NH3, H2 dan gas-gas lainnya baik yang berasal dari proses dekomposisi bahan organik maupun berasal dari sisa-sisa pestisida atau limbah industri, apabila berkadar relatif tinggi dapat menjadi racun baik bagi akar maupun bagi mikrobia tanah. Adanya sirkulasi udara (aerasi) yang baik akan memungkinkan pertukaran gas-gas ini dengan 02 dari atmosfer, sehingga aktivitas mikrobia autotrofik yang berperan vital dalam penyediaan unsur-unsur hara menjadi terjamin dan toksisitas gas-gas tersebut ternetralisir.
Air tanah berfungsi sebagai komponen utama tubuh tetanaman dan biota tanah. Sebagian besar ketersediaan dan penyerapan hara oleh tanaman dimediasi oleh air, malah unsur-unsur mobil seperti N, K dan Ca dominan diserap tanaman melalui bantuan mekanisme aliran massa air, baik ke permukaan akar maupun transportasi ke daun. Oleh karena itu, tanaman yang mengalami kekurangan air tidak saja akan layu tetapi juga akan mengalami defisiensi hara. Untuk menghasilkan 1 g biomass kering, tanaman membutuhkan sekitar 500 g air, yang 1 %nya mengisi setiap unit sel- sel tanaman.
Bahan organik dan mineral tanah terutama berfungsi sebagai gudang dan penyuplai hara bagi tetanaman dan biota tanah. Bahan mineral melalui bentuk partikel-partikelnya merupakan penyusun ruang pori tanah yang tidak saja berfungsi sebagai gudang udara dan air, tetapi juga sebagai ruang untuk akar berpenetrasi, makin sedikit ruang
148
pori ini akan makin tidak berkembang sistem perakaran tanaman. Bahan organik merupakan sumber energi, karbon dan hara bagi biota heterotrofik (pengguna senyawa organik), sehingga keberadaan BOT (bahan organik tanah) akan sangat menentukan populasi dan aktivitasnya dalam melepaskan hara-- hara tersedia yang dikandung BOT tersebut.
Dalam berpenetrasi ini, pada kondisi ideal perakaran tanaman dapat tumbuh dan berpenetrasi baik secara lateral maupun vertikal sejauh beberapa cm per hari, sehingga tanaman jagung dewasa yang ditanam berjarak 100 cm dapat mempunyai sistem perakaran yang saling bersentuhan dengan kedalaman lebih dari 2 meter. Bahkan tanaman alfalfa diketahui dapat mencapai kedalaman sampai 7 m, dengan rerata 2-3 m. Tanaman kedelai dapat berpenetrasi hingga 35 cm lateral dan 1 m horizontal. Makna terpenting dari makin berkembangnya sistem perakaran ini adalah makin banyaknya hara dan air yang dapat diserap tanaman, sehingga makin terjamin kebutuhannya selama proses pertumbuhan dan produksinya, dan akhirnya makin produktif suatu areal lahan.