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 (CO
2) 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
N
2: 78 % dari udara dan tak tersedia Trasformasi N-organik dalam tanah
a. Aminisasi
Enzim protease
a. Protein R-NH
2+ CO
2+ E (senyawa amino)
Oleh mikroorganisme heterotrofik
b. Amonifikasi:
hidrolisis
R-NH
2+ H
2O R-OH + NH
3+ E enzimatik
2 NH
3+ H
2CO
3(NH
4)
2CO
32 NH
4++
CO
3Nasib NH
4+(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 NH
4++ 3 O
22 NO
2-+ 2 H
2O + 4 H
++ E
Nitosomonas
oksidasi enzimatik
• 2 NO
2-+ O
22 NO
3-+ 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 52
oC , 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 N- inorganik dikonsumsi oleh mikroorganisme atau terjadi immobilisasi N oleh mikroorganisme).
Nasib NO
3-(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.
NO
3-direduksi Nitrogen (gas)
a. Reduksi oleh organisme
Reduksi biokimia dari N-NO
3-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 NO
3-dan hasil reduksinya.
pH 7
2 H
2O + N
2(gas N)
-2(O)
-2(O) H
2N
2O
22 HNO
32HNO
2hiponitrit pH 6 N
2O + H
2O nitrat nitrit (oksida nitrat)
- (O)
2 NO + H
2O
(oksida nitrit)
b. Reduksi kimia
Nitrit dalam larutan sedikit masam akan menguap sebagai gas bila dicampur dengan garam amonium tertentu (urea)
2 HNO
2+ CO(NH
2)
2CO
2+ 3H
2O + 2 N
2Fiksasi 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 Ca
3(PO
4)
2.CaO Hidroksi Apatit : 3 Ca
3(PO
4)
2.Ca(OH) Karbonat Apatit: 3 Ca
3(PO
4)
2.CaCO
3Flour Apatit : 3 Ca
3(PO
4)
2.CaF
2makin tidak larut Monokalsium fosfat : Ca(H
2PO
4)
2Dikalsium fosfat : Ca
2HPO
4Trikalsium fosfat : Ca
3(PO
4)
2makin tidak larut Pada tanah masam dijumpai:
Variscite (Al-P) : AlPO
4. 2H
2O
Strengite (Fe-P) : FePO
4. 2H
2O
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 : H
2PO
4-(masam), HPO
42-(sedang), PO
43-(netral)
(1). Ketersedian P dan pH
+OH
-+OH
-
H
2PO
4-H
2O + HPO
42-H
2O + PO
43-( sangat masam) (basa)
(2). Ketersediaan P dalam tanah Pada tanah masam
(a) Pengendapan oleh Al, Fe dan Mn larut
Al
3++ H
2PO
4-+ 2H
2O AlPO
4.2H
2O + 2H
+
(variscite)
Fe
3++ H
2PO
4-+ 2H
2O FePO
4.2H2O + 2H
+
(strengite)
(b) Pengikatan oleh hidrok-oksida
Al(OH)
3+ H
2PO
4-Al(H
2PO
4)
3+ 3 OH
-(larut) (tidak larut)
Pada tanah basa
Ca(H
2PO
4)
2+ 2 Ca
2+Ca
3(PO
4)
2+ 4 H
+
(larut) (tidak larut)
Ca(H
2PO
4)
2+ 2 CaCO
3Ca
3(PO
4)
2+2 CO
2+ 2H
2O
- 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 ( asam-
asam organik mengikat/mengkomplek Al, Fe, dan Ca)
OH OH
Al OH + R-COO
-Al OH + H
2PO
4-H
2PO
4OOCR (larut)
(tidaklarut)
c. Klasifikasi P
P sangat lambat tersedia
Apatit, Fe,Al,Mn-P tua & P-organik yang mantap
P lambat tersedia
Ca
3(PO
4)
2,, Fe, Al, Mn-P yang baru terbentuk &
P-organik yang baru dimineralisasi
P segera tersedia
Larut air Tidak larut
NH
4-P & Ca(H
2PO
4)
2CaHPO
4& Ca(PO
3)
2d. 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. Kalium Tanah
- K adalah unsur esensial ke-3 setelah N dan P - Bentuk yang diserap tanaman adalah K
+a. Sumber K- tanah:
Mineral Feldspar : KAlSi
3O
8Muskovit : KAl
2Si
3O
10(OH)
3Biotit : (H, K)
2(Mg, Fe)
2Al
2(SiO
4)
3mudah 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 menye- babkan 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. Zn
2++ 2 (OH
-) Zn(OH)
2(tidak larut)
OOCR ad2. Zn
2+ +RCOO
-Zn
