Pupuk dan Pemupukan A. Pengertian Pupuk
B. Mekanisme Serapan Hara yang Berasal dari Pupuk oleh Daun Tanaman oleh Daun Tanaman
Pemupukan daun adalah metode yang banyak digunakan untuk melengkapi aplikasi tanah untuk meningkatkan hasil dan kualitas tanaman ladang. Namun, pertanyaan dan ketidakpastian seputar praktik ini. Berbagai uji coba lapangan telah menunjukkan secara jelas pengambilan nutrisi daun melalui daun dan translokasi berikutnya ke buah. Pada kapas, pupuk yang diberikan sebagai 15N melalui daun, dengan cepat diserap oleh daun (30% dalam satu jam) yang diaplikasikan dan ditranslokasi menjadi boll terdekat dalam waktu 6 sampai 48 jam setelah aplikasi.
Serapan pupuk foliar diterapkan paling tinggi pada pagi hari dan sore hari, dan terendah pada tengah hari. Defisit air meningkatkan jumlah lilin kutikula dan mengubah komposisinya menjadi wax yang lebih panjang dengan hidrofobik lebih banyak, dan secara signifikan mengurangi penyerapan nutrisi daun-diterapkan. Kutikula merupakan penghalang utama penyerapan pupuk daun. Diasumsikan bahwa semua pengambilan cairan air dan zat terlarut terjadi secara eksklusif melalui kutikula daun, dan tidak melalui stomata.
Ada dua jalur dimana bahan kimia eksogen dapat melintasi jarak dari permukaan daun ke dalam symplast; Rute lipoidal dan jalur berair. Senyawa yang menembus kutikula dalam bentuk larut-lipoidal melakukannya terutama pada bentuk non-polar dan tidak terkoordinasi, sedangkan senyawa yang masuk melalui jalur berair bergerak perlahan, dan penetrasinya sangat diuntungkan oleh atmosfer jenuh. Pemanfaatan unsur hara melalui kutikula bergantung pada apakah unsur itu berbentuk anorganik atau digabungkan dalam bentuk organik, konsentrasi ioniknya, dan pada kondisi lingkungan yang ada yang mempengaruhi berapa lama hara tetap berada dalam larutan pada daun (Oosterhuis, 2009).
Lapisan kutikula juga dapat berfungsi sebagai penukar kation lemah yang diakibatkan oleh muatan negatif bahan pektat dan polimer cutin yang tidak teresterifikasi. Pupuk Foliar memiliki kelebihan biaya rendah dan respon tanaman yang cepat, dan sangat penting bila terjadi masalah tanah dan pertumbuhan akar tidak adekuat. Di sisi lain, ada kekurangan
kemungkinan pembakaran daun, masalah kelarutan, dan hanya sejumlah kecil nutrisi yang bisa diterapkan pada satu waktu saja. Tanggapan hasil variabel terhadap pembuahan foliar telah dilaporkan. Ini mungkin terkait dengan waktu penerapan yang salah, penggunaan bahan pemakan yang tidak tepat, dan perhatian yang tidak memadai terhadap nutrisi yang tersedia di tanah, ukuran beban buah, dan kondisi lingkungan. Efisiensi pembuahan daun dapat dipengaruhi oleh jenis pupuk, konsentrasi dan pH larutan, penggunaan bahan pembantu, dan kompatibilitas dengan agrokimia lainnya. Perhatian juga perlu diberikan pada metode dan waktu yang ideal penggabungan.
Dasar untuk ini adalah bahwa nutrisi pupuk tertentu larut dalam air dan dapat diterapkan langsung ke bagian udara tanaman. Nutrisi memasuki daun baik dengan cara menembus kutikula atau masuk melalui stomata sebelum memasuki sel tanaman dimana digunakan dalam metabolisme. Untuk pemupukan foliar yang berhasil, nutrisi harus berhasil diaplikasikan pada daun, menembus kutikula atau stomata ke dalam daun dan masuk ke sel dan jalur metabolisme.
Kutikula adalah lapisan hidrofobik berlilin yang melindungi semua permukaan tanaman dari lingkungan dan dengan demikian menghadirkan penghalang bagi penyerapan pupuk daun-diterapkan. Morfologi permukaan dan penampang kutikula daun telah ditandai dengan baik untuk tanaman pangan seperti kapas. Kutikula telah terbukti sangat dinamis. Misalnya, defisit air telah terbukti meningkatkan ketebalan kutikula 33%. Selain itu, dan yang lebih penting lagi, tekanan air juga mengubah komposisi unsur lipid menjadi lipida hidrofobik rantai panjang dan dengan demikian selanjutnya menghambat penyerapan nutrisi dengan foliar.
Epidermis berupa satu lapis sel yang dindingnya mengalami penebalan dari zat kutin (kutikula) atau kadang dari lignin. Pada epidermis terdapat stomata (mulut daun) yang diapit oleh dua sel penutup. Stomata ada yang terletak di permukaan atas saja, misalnya pada tumbuhan yang daunnya terapung (pada daun teratai), ada yang di permukaan bawah saja, dan ada pula yang terdapat di kedua permukaan daun (atas dan bawah).
Tanaman Ficus mempunyai epidermis yang tersusun atas dua lapis sel. Alat-alat tambahan yang terdapat di antara epidemis daun, antara
lain trikoma (rambut) dan sel kipas. Bentuk epidermis dan stomata dapat diamati pada gambar berikut.
Gambar 24. Bentuk Epidermis dan Stomata Tanaman
Epidermis berada pada bagian atas sebagai lapisan permukaan daun. Sel ini berfungsi untuk melindungi lapisan sel bagian dalam dari kekeringan dan menjaga bentuk daun agar berkembang normal. Ciri-ciri epidermis yaitu terdiri dari satu lapisan sel kecuali tanaman Ficus (karet).
Kutikula berada pada lapisan atas dan bawah daun, berfungsi untuk mencegah kehilangan air akibat penguapan melalui permukaan daun. Kutikula tersusun atas zat kutin dan wax. Stomata letaknya di permukaan atas dan bawah daun yang berfungsi sebagai pintu masuk dan keluarnya gas. Stomata memiliki 2 sel penutup. Rambut dan kelenjar, terletak di permukaan atas dan bawah daun, sebagai tempat pengeluaran, dan merupakan alat tambahan pada epidermis. Mesofil adalah sel yang berada di antara epidermis atas dan bawah, tempat berlangsungnya fotosintesis.
Agar unsur hara diaplikasikan melalui daun untuk dimanfaatkan oleh tanaman untuk pertumbuhan, nutrisi harus terlebih dahulu masuk ke daun sebelum memasuki sitoplasma sel di dalam daun. Untuk mencapai hal ini, nutrisi harus secara efektif menembus kutikula daun luar dan dinding sel epidermis yang mendasarinya. Dari berbagai komponen jalur nutrisi melalui daun, kutikula diyakini menjadi suatu pertahanan terbesar. Begitu penetrasi telah terjadi, penyerapan nutrisi oleh daun mungkin tidak jauh berbeda dengan penyerapan nutrisi yang sama dari akar, perbedaan utama adalah lingkungan di mana masing-masing bagian tanaman ini ada.
Ada dua saluran yang mungkin untuk penetrasi senyawa yang diberikan melalui daun ke daun sebelum mereka dapat menghasilkan respons. Salah satunya adalah melalui stomata dan yang lainnya adalah melalui kutikula eksternal. Umumnya diterima bahwa sebagian besar serapan hara terjadi melalui kutikula, namun zat terlarut juga bisa masuk ke daun secara tidak langsung melalui stomata. Namun, ada beberapa kontroversi tentang pentingnya penetrasi stomata ke bagian dalam daun. Sebelum tahun 1970 ada banyak perdebatan tentang pentingnya penggunaan stomata pada nutrisi daun.
Perdebatan ini sebagian besar mereda karena ditunjukkan bahwa tidak mungkin tetesan air memasuki stomata daun tanaman yang lebih tinggi karena ketegangan permukaan air, hidrofobisitas permukaan daun, dan geometri stomata. Selanjutnya, tingkat serapan ion dari semprotan daun biasanya lebih tinggi pada malam hari, ketika stomata ditutup, daripada siang hari, saat stomata terbuka. Baru-baru ini, bukti baru dipresentasikan untuk pengambilan anion besar melalui stomata yang menunjukkan bahwa stomata mungkin memang mewakili jalur yang
memungkinkan melalui mana sejumlah nutrisi bisa masuk ke dalam daun. Umumnya, bagaimanapun, diasumsikan bahwa semua pengambilan cairan air dan zat terlarut terjadi secara eksklusif melalui kutikula daun yang diberikan sehingga tidak ada surfaktan yang ditemui. Surfaktan dalam semprotan agrokimia biasanya memberikan tegangan permukaan sekitar 30 Mn m-1, yang biasanya tidak cukup untuk memungkinkan stomata disusupi. Namun, surfaktan organosilikon dapat mengurangi ketegangan permukaan berair sampai sekitar 20 Mnm-1 dan memungkinkan masuknya nutrisi melalui stomata.
Selanjutnya, penetrasi stomata hanya bisa terjadi dalam periode singkat setelah aplikasi sementara deposit semprot tetap cair. Setelah itu penetrasi kutikula tetap menjadi jalur tunggal pengambilan. Ada dua jalur dimana bahan kimia eksogen dapat melintasi jarak dari permukaan daun ke dalam symplast; Rute lipoidal dan jalur berair. Senyawa yang menembus kutikula dalam bentuk larut-lipoidal melakukannya terutama pada bentuk non-polar dan tidak terkoordinasi, sedangkan senyawa yang masuk melalui jalur berair bergerak perlahan, dan penetrasinya sangat diuntungkan oleh atmosfer jenuh. Penyerapan sebagian oleh difusi pasif molekul melalui kutikula lipoidal sebagian dan sebagian oleh proses serapan yang dinamis yang bergantung pada aktivitas metabolik tanaman. Difusi pasif diyakini bertanggung jawab atas sebagian besar penetrasi bahan kimia eksogen melalui kutikula dan membran dasar.
Pergerakan ini mungkin mengikuti hukum pertama Fick dimana tingkat difusi melintasi membran sebanding dengan gradien konsentrasi di atasnya, walaupun pemikiran saat ini adalah bahwa prosesnya jauh lebih rumit daripada hukum ini. Sesuai dengan hukum Fick, semakin tinggi konsentrasi zat terlarut yang bisa diaplikasikan pada permukaan daun tanpa menyebabkan kerusakan dan semakin lama waktu tetap berada dalam keadaan aktif pada permukaan daun, yaitu sebagai solusi, semakin besar kemungkinan tingkat dan Jumlah penetrasi. Difusi nutrisi terjadi terutama karena adanya gradien dalam konsentrasi dari permukaan daun luar ke ruang bebas di dinding sel dan di sitoplasma di dalam sel. Gradien yang berbeda terjadi dari kerapatan muatan rendah ke tinggi, dari permukaan luar hidrofobik menuju dinding sel internal hidrofilik.
Penetrasi Ion di kutikula oleh karena itu disukai sepanjang gradien ini, merupakan faktor penting untuk kedua serapan dari semprotan daun
dan kehilangan dengan cara pencucian. Pemanfaatan unsur hara melalui kutikula bergantung pada apakah unsur itu berbentuk anorganik atau digabungkan dalam bentuk organik, konsentrasi ioniknya, dan pada kondisi lingkungan yang ada yang mempengaruhi berapa lama hara tetap berada dalam larutan pada daun. Lapisan kutikula juga dapat berfungsi sebagai penukar kation lemah yang diakibatkan oleh muatan negatif bahan pektat dan polimer cutin yang tidak teresterifikasi.
Waktu semprotan daun, terutama dalam hal tahap pertumbuhan, dapat menjadi penting dalam kaitannya dengan keefektifan pengobatan foliar yang optimal, dan lebih banyak perhatian diberikan padanya. Hal ini karena pola musiman penyerapan nutrisi bervariasi dengan tingkat pertumbuhan dan tahap pertumbuhan namun umumnya mengikuti pola sigmoid dengan kenaikan tajam yang terjadi saat beban boll berkembang. Beban buah yang berkembang (wastafel) memiliki kebutuhan nutrisi yang tinggi, N, P dan K pada khususnya, dan permintaan ini tidak selalu dipenuhi oleh tanah terutama bila terjadi kondisi buruk, dan seiring pertumbuhan akar menurun.
Keuntungan pupuk daun meliputi biaya rendah, respon tanaman cepat, manfaat untuk segera merespons kondisi tanaman, kurangnya fiksasi tanah, bebas dari serapan akar, penggunaan hanya sedikit pupuk, kemampuan untuk menggabungkan dengan bahan kimia pertanian lainnya. Dalam satu aplikasi, meningkatkan kualitas dan meningkatkan hasil panen. Sedangkan kerugian pemberian foliar meliputi kemungkinan terjadinya pembakaran foliar, masalah kelarutan terutama dengan air dingin, persyaratan untuk kondisi cuaca yang tepat untuk aplikasi, penyerapan yang tidak efisien bila pH larutan terlalu tinggi (misalnya dengan boron, potassium), tidak sesuai dengan Bahan kimia tertentu, ketidakmampuan untuk memasok bahan kimia yang cukup jika kekurangannya parah, dan kemungkinan penyerapan yang tidak efisien dengan bertambahnya usia daun di kanopi atau dengan kondisi kekeringan.
Masalah praktis yang terkait dengan pemberian pupuk melalui daun (foliar) meliputi efek buruk dari kekeringan dan peningkatan lilin pada daun, kemungkinan pembakaran daun, waktu optimal aplikasi daun pada siang hari, dan efek berbagai organ tanaman dan usia organ pada penyerapan. Penyerapan nutrisi juga bisa dipengaruhi oleh kondisi
lingkungan cuaca (angin, suhu, kelembaban), lokasi penyemprotan yang tepat di kanopi, umur daun (aktivitas fisiologis), beban buah panen. Efisiensi pemupukan foliar juga dapat dipengaruhi oleh faktor praktis seperti pilihan garam, konsentrasi garam, pH larutan, penggunaan bahan pembantu, dan kompatibilitas dengan bahan kimia lainnya. Perhatian juga perlu diberikan pada metode dan waktu ideal untuk memasukkan pemupukan foliar ke dalam praktik produksi yang ada.