BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Teori Spektrofotometri Serapan Atom
Spektrometri atomik adalah metode pengukuran spektrum yang berkaitan dengan serapan dan emisi atom. Bila suatu molekul mempunyai bentuk spektra pita, maka suatu atom mempunyai spektra garis. Atom-atom yang terlibat dalam metode pengukuran spektrometri atomik haruslah atom-atom bebas yang garis spektranya dapat diamati. Pengamatan garis spektra yang spesifik ini dapat digunakan untuk analisis unsur baik secara kualitatif maupun kuantitatif.
Absorbsi (serapan) atom adalah suatu proses penyerapan bagian sinar oleh atom-atom bebas pada panjang gelombang (λ) tertentu dari atom itu sendiri sehingga konsentrasi suatu logam dapat ditentukan. Karena absorbansi sebanding dengan konsentrasi suatu analit, maka metode ini dapat digunakan untuk sistem pengukuran atau analisis kuantitatif.
Spektrometri Serapan Atom (SSA) dalam kimia analitik dapat diartikan sebagai suatu teknik untuk menentukan konsentrasi unsue logam tertentu dalam suatu cuplikan. Teknik pengukuran ini dapat digunakan untuk menganalisis
(SSA) dikembangkan oleh suatu tim peneliti kimia Australia pada tahun 1950-an, yang dipimpin oleh Alan Walsh, di CSIRO (Commonwealth Science and Industry Research Organization) bagian kimia fisik di Melbourne, Australia.
Unsur-unsur dalam cuplikan diidentifikasi dengan sensitivitas dan limit deteksi pada teknik pengukuran ini dapat mencapai < 1 mg/L (1 ppm) bila menggunakan lampu nyala biasa dan dapat dicapai sampai 0,1 ppm dengan menggunakan prosedur SSA yang lebih canggih.
.
Dalam spektroskopi atomik, faktor-faktor yang dapat menyebabkan pelebaran garis spektra merupakan suatu problem dalam sistem analisis metode ini. Dua hal yang paling sering menimbulkan problem ini adalah pelebaran efek Doppler (Doppler Boardening) dan pelebaran tekanan (Pressure Boardening).
a. Pelebaran Efek Doppler (Doppler Boardening)
Selama proses atomisasi atau ionisasi, suatu spesies yang sedang diukur dapat bergerak menjauhi atau melalui detektor. Hal ini dapat menimbulkan loncatan Doppler pada spektra garis yang dihasilkan, sehingga garis spektra yang seharusnya berkisar antara 1-15 nm menjadi kira-kira 100 kali lebih lebar. Tidak banyak hal yang dapat dilakukan untuk menghindari efek Doppler ini kecuali hanya mengenali mengapa hal tersebut terjadi.
Efek ini dapat timbul bila suatu analit bertabrakan dengan spesies lain karena perubahan energi. Efek ini semakin besar pengaruhnya sejalan dengan kenaikan suhu.
Prinsip Dasar SSA :
1. Cuplikan atau larutan cuplikan dibakar dalam suatu nyala atau dipanaskan dalam suatu tabung khusus (misal tungku api).
2. Dalam setiap atom tersebut ada sejumlah tingkat energi diskrit yang ditempati oleh elektron. Tingkat energy biasanay dimulai dengan bila berada pada keadaan dasar (grouns state level) sampai , sampai .
Atom yang tidak tereksitasi, berada dalam keadaan dasar (ground state). Untuk mengeksitasi atom, satu atau lebih elektron harus berpindah ke tingkat energi yang lebih tinggi dengan cara penyerapan energi oleh atom itu. Energi dapat disuplai oleh foton atau dari peristiwa tabrakan yang disebabkan oleh panas. Dengan peristiwa itu, elektron terluar akan menjauhi inti paling tidak adalah ke tingkat energi pertama E1. Energi yang dibutuhkan adalah setara dengan selisih dari energi tingkat satu dengan energi dasar.
E =
Energi yang dibutuhkan untuk transisi elektron itu dapat dipenuhi oleh foton atau cahaya yang setara dengan :
E = hv
Untuk beberapa peristiwa eksitasi misalnya pada UV atau sinar-X spektrometri selisih energi ( ) sangat lebar, berkisar 100-900 nm.
Dalam SSA, selisih energi ( ) kecil, hal ini disebabkan karena hanya bagian elektron terluar yang teresksitasi, disebabkan oleh pengendalian suhu yang cermat. Bila suhu terlampau tinggi sebagian atom akan terionisasi.
Atom-atom dalam kabut tersebut bergerak dengan kecepatan tinggi dan saling bertabrakan, serta menyerap dalam kisaran yang sangat sempit. Oleh karena energi sempit ini, walaupun pada proses pembakaran terjadi kabut dari berbagai atom, tapi hanya atom tertentu yang dapat menyerap sumber enrergi atau foton. Hal ini merupakan sifat selektif yang spesifik dari SSA.
Kespesifikan itu juga merupakan suatu kekurangan karena lebar pita penyerapan yang sempit dengan lebar berkisar 0,001 nm menjadi kendala dalam analisis. Tidak ada monokromator yang mampu menghasilkan pita radiasi yang sekecil puncak absorpsi atom (0,001 nm). Bila digunakan sumber radiasi kontinu, monokromator akan melakukan suatu pita yang lebarnya 3-10 nm jadi hanya sebagian kecil radiasi yang diabsorpsi
Dalam keadaan demikian hukum Beer tidak berlaku karena perubahan relatif intensitas pita radiasi yang dilakukan sangat kecil dibandingkan dengan perubahan radiasi yang bersesuaian dengan puncak absorpsi.
Untuk mengatasi hal ini, digunakan sumber radiasi yang mengemisi garis dengan yang sama dengan radiasi elemen yang akan dianalisis yang dihasilkan oleh Hollow Cathode Lamp (HCL) atau Electrodeless Discharge Lamp (EDL).
Di dalam Hollow Cathode Lamp (HCL) atau Electrodeless Discharge Lamp (EDL), atom elemen yang dimaksud dalam keadaan gas dieksitasikan dengan pengawamuatan (discharge) listrik. Atom-atom yang tereksitasi mengemisikan radiasi khas bila kembali ke tingkat energi yang lebih rendah. Sebagian dari radiasi yang diemisi akan mempunyai persis sama dengan garis absorpsi resonansi. Dengan sumber radiasi yang dipilih dengan cermat, garis-garis emisi dapat mempunyai pita yang lebarnya lebih kecil dari pita absorpsi.
Walaupun masalah pita radiasi sudah dapat dipecahkan, SSA ini masih mempunyai keterbatasan, yaitu untuk setiap analisis diperlukan adanya Hollow Cathode Lamp (HCL) yang sesuai dengan elemen yang dianalisis.
Persyaratan lain untuk memperoleh sinyal penyerapan yang tinggi adalah sebagian besar atom dalam keadaaan energi dasar (ground state) dan sejumlah besar elektron harus dapat dieksitasi ke tingkat energi pertama ( ketika foton dengan frekuensi yang tepat diserap.
Kemampuan menghasilkan atom bebas merupakan kunci sukses dalam AAS. Untuk menghasilkan atom-atom bebas digunakan atomizer yang dapat berupa nyala api, karbon atomizer, atau plasma atomizer (misal generator hidrid).
Untuk memecah ikatan molekul yang mengubahnya menjadi atom bebas, suatu atomizer harus dapat memberikan energi yang cukup. Energi ini mempengaruhi jumlah atom bebas yang terbentuk, tergatung pada jenis ikatan kimia molekul cuplikan. Sebagai contoh, untuk pembentukan atom bebas besi yang terdapat dalam larutan jumlahnya akan berbeda bila dibandingkan dengan larutan kompleks Fe-EDTA, walaupun konsentrasi besinya sama. Fenomena ini menjadi dasar mengenai efek-efek ion-ion penggangu.
Pembentukan Atom-Atom Bebas dengan Nyala
Titik-titik air yang halus dihasilkan dari nebulizer yang menghisap larutan cuplikan yang kemudian disemburkan ke bagian tengah pembakar yang telah menyala. Pelarut cuplikan menguap lebih dulu meninggalkan partikel padat yang kecil-kecil. Partikel-partikel ini kemudian meleleh dan menguap membentuk campuran senyawa yang kemudian terurai menjadi atom-atom bebas. Atom-atom logam yang akan dianalisis menyerap energi dengan bertabrakan dan lalu tereksitasi.
Sistem pengatoman dalam spektrofotometer serapan atom merupakan bagian yang sangat penting karena pada sistem ini ditempatkan senyawa yang akan dianalisis. Pada sistem pengatoman, unsur yang akan dianalisis diubah
bentuknya dari ion dalam larutan menjadi atom netral dalam keadaan dasar pada nyala.
contoh reaksi terjadinya atom bebas dari Natrium. Atomisasi NaCl +
Eksitasi Na + hv
Bila suhu nyala terlalu tinggi akan terjadi peristiwa ionisasi sebagai berikut : Ionisasi Na +
Bagian ini terdiri dari system pengabut (nebulizer) dan sistem pembakar (burner) sehingga sering disebut system pengabut pembakar. Untuk menghasilkan nyala yang diperlukan dalam spektrofotometer serapan atom, dipakai bermacam-macam campuran gas sebagai gas pengoksidasi dan bahan bakar yang jenis serta komposisinya tergantung pada suhu nyala api yang dikehendaki. Pada waktu spektrofotometer serapan atom digunakan, diperlukan tekanan dan aliran gas yang konstan. Hal ini diperlukan untuk menjaga agar suhu konstan.
Pembentukan Atom-Atom Bebas Selain dengan Nyala
Pada sistem pengatoman tanpa nyala biasanya memakai tungku grafit. Proses atomisasi dengan grafit ini berlangsung dalam ruang tertutup yang dialiri gas inert (biasanya Argon). Sedangkan untuk sistem pengatoman dengan cara plasma atau pembentukan hidrid biasanya untuk menetapkan raksa (Hg), karena raksa pada suhu biasa mudah menguap, dan dalam keadaan atom bebas.
Suatu alat absorpsi atom terjadi dari komponen-komponen dasar yang sama seperti spetrofotometer biasa, jadi mengandung : sumber radiasi, monokromator, tempat cuplikan (dalam hal ini nyala), detector dan indikator penguatan (amplifier). Spektrofotometer absorpsi atom ada yang single-beam dan ada pula yang double-beam. (Basset, 1939)
Secara umum prinsip dasar Spektrofotometri serapan atom adalah interaksi antara radiasi elektromagnetik dengan sampel. Spektrofotometri serapan atom merupakan metode yang sangat tepat untuk analisis zat pada konsentrasi rendah. Teknik ini adalah teknik yang paling umum dipakai untuk analisis unsur. Teknik-teknik ini didasarkan pada emisi dan absorbansi dari uap atom. Komponen kunci pada metode spektrofotometri Serapan Atom adalah sistem (alat) yang dipakai untuk menghasilkan uap atom dalam sampel.
Cara kerja Spektroskopi Serapan Atom ini adalah berdasarkan atas penguapan larutan sampel, kemudian logam yang terkandung di dalamnya diubah menjadi atom bebas. Atom tersebut mengapsorbsi radiasi dari sumber cahaya yang dipancarkan dari lampu katoda (Hollow Cathode Lamp) yang mengandung unsur yang akan ditentukan. Banyaknya penyerapan radiasi kemudian diukur pada panjang gelombang tertentu menurut jenis logamnya.
Jika radiasi elektromagnetik dikenakan kepada suatu atom, maka akan terjadi eksitasi elektron dari tingkat dasar ke tingkat tereksitasi. Maka setiap panjang gelombang memiliki energi yang spesifik untuk dapat tereksitasi ke
tingkat yang lebih tingggi. Besarnya energi dari tiap panjang gelombang dapat dihitung dengan menggunakan persamaan :
E = h . .
Dimana: E = Energi (Joule)
h = Tetapan Planck ( 6,63 . 10 -34 J.s) = Kecepatan Cahaya ( 3. 10 8 m/s), dan
= Panjang gelombang (nm)
Larutan sampel diaspirasikan ke suatu nyala dan unsur-unsur di dalam sampel diubah menjadi uap atom sehingga nyala mengandung atom unsur-unsur yang dianalisis. Beberapa diantara atom akan tereksitasi secara termal oleh nyala, tetapi kebanyakan atom tetap tinggal sebagai atom netral dalam keadaan dasar (ground state).
Atom-atom ground state ini kemudian menyerap radiasi yang diberikan oleh sumber radiasi yang terbuat oleh unsur-unsur yang bersangkutan. Panjang gelombang yang dihasilkan oleh sumber radiasi adalah sama dengan panjang gelombang yang diabsorpsi oleh atom dalam nyala.
Absorpsi ini mengikuti hukum Lambert-Beer, yaitu absorbansi berbanding lurus dengan panjang nyala yang dilalui sinar dan konsentrasi uap atom dalam nyala. Kedua variabel ini sulit untuk ditentukan tetapi panjang nyala dapat dibuat konstan sehingga absorbansi hanya berbanding langsung dengan konsentrasi
analit dalam larutan sampel. Teknik-teknik analisisnya yaitu kurva kalibrasi, standar tunggal dan kurva adisi standar.
Aspek kuantitatif dari metode spektrofotometri diterangkan oleh hukum Lambert-Beer, yaitu:
A = ε . b . c atau A = a . b . c Dimana :
A = Absorbansi
ε = Absorptivitas molar (mol/L) a = Absorptivitas (gr/L)
b = Tebal nyala (nm) c = Konsentrasi (ppm)
Absorpsivitas molar (ε) dan absorpsivitas (a) adalah suatu konstanta dan nilainya spesifik untuk jenis zat dan panjang gelombang tertentu, sedangkan tebal media (sel) dalam prakteknya tetap. Dengan demikian absorbansi suatu spesies akan merupakan fungsi linier dari konsentrasi, sehingga dengan mengukur absorbansi suatu spesies konsentrasinya dapat ditentukan dengan membandingkannya dengan konsentrasi larutan standar.
2.2 Instrumentasi Spektrofotometri Serapan Atom
Alat spektrofotometer serapan atom terdiri dari rangkaian dalam diagram skematik berikut:
1. Sumber Sinar
Sumber radiasi SSA adalah Hallow Cathode Lamp (HCL). Setiap pengukuran dengan SSA kita harus menggunakan Hallow Cathode Lamp khusus misalnya akan menentukan konsentrasi tembaga dari suatu cuplikan. Maka kita harus menggunakan Hallow Cathode khusus. Hallow Cathode akan memancarkan energi radiasi yang sesuai dengan energi yang diperlukan untuk transisi elektron atom.
Hallow Cathode Lamp terdiri dari katoda cekung yang silindris yang terbuat dari unsur yang sama dengan yang akan dianalisis dan anoda yang terbuat dari tungsten. Dengan pemberian tegangan pada arus tertentu, logam mulai memijar dan dan atom-atom logam katodanya akan teruapkan dengan pemercikan. Atom akan tereksitasi kemudian mengemisikan radiasi pada panjang gelombang tertentu.
Sumber radiasi lain yang sering dipakai adalah ”Electrodless Dischcarge
Lamp” lampu ini mempunyai prinsip kerja hampir sama dengan Hallow Cathode Lamp (lampu katoda cekung), tetapi mempunyai output radiasi lebih tinggi dan
biasanya digunakan untuk analisis unsur-unsur As dan Se, karena lampu HCL untuk unsur-unsur ini mempunyai signal yang lemah dan tidak stabil.
2. Sumber atomisasi
Sumber atomisasi dibagi menjadi dua yaitu sistem nyala dan sistem tanpa nyala. Kebanyakan instrumen sumber atomisasinya adalah nyala dan sampel
diintroduksikan dalam bentuk larutan. Sampel masuk ke nyala dalam bentuk aerosol. Aerosol biasa dihasilkan oleh nebulizer/pengabut yang dihubungkan ke nyala oleh ruang penyemprot (chamber spray). Jenis nyala yang digunakan secara luas untuk pengukuran analitik adalah udara-asetilen dan nitrous oksida-asetilen. Dengan kedua jenis nyala ini, kondisi analisis yang sesuai untuk kebanyakan analit dapat ditentukan dengan menggunakan metode-metode emisi, absorbsi dan juga fluorosensi.
a. Nyala udara asetilen
Biasanya menjadi pilihan untuk analisis mengunakan SSA. Temperatur nyalanya yang lebih rendah mendorong terbentuknya atom netral dan dengan nyala yang kaya bahan bakar pembentukan oksida dari banyak unsur dapat diminimalkan.
b. Nitrous oksida-asetilen
Dianjurkan dipakai untuk penentuan unsur-unsur yang mudah membentuk oksida dan sulit terurai. Hal ini disebabkan karena temperatur nyala yang dihasilkan relatif tinggi. Unsur-unsur tersebut adalah: Al, B, Mo, Si, So, Ti, V, dan W.
Prinsip dari SSA, larutan sampel diaspirasikan ke suatu nyala dan unsur-unsur di dalam sampel diubah menjadi uap atom sehingga nyala mengandung atom unsur-unsur yang dianalisis. Beberapa diantara atom akan tereksitasi secara termal oleh nyala, tetapi kebanyakan atom tetap tinggal sebagai atom netral dalam keadaan dasar ( ground state ). Atom-atom ground state ini kemudian menyerap
radiasi yang diberikan oleh sumber radiasi yang terbuat dari unsur-unsur yang bersangkutan.
Panjang gelombang yang dihasilkan oleh sumber radiasi adalah sama dengan panjang gelombang yang diabsorbsi oleh atom dalam nyala.
3. Monokromator
Monokromator merupakan alat yang berfungsi untuk memisahkan radiasi yang tidak diperlukan dari spektrum radiasi lain yang dihasilkan oleh Hallow Cathode
Lamp
4. Detektor
Detektor merupakan alat yang mengubah energi cahaya menjadi energi listrik, yang memberikan suatu isyarat listrik berhubungan dengan daya radiasi yang diserap oleh permukaan yang peka.
5. Sistem pengolah
Sistem pengolah berfungsi untuk mengolah kuat arus dari detektor menjadi besaran daya serap atom transmisi yang selanjutnya diubah menjadi data dalam sistem pembacaan.
Sistem pembacaan merupakan bagian yang menampilkan suatu angka atau gambar yang dapat dibaca oleh mata. (Khopkar, 1990)
2.3 Pengertian Pupuk
Pupuk ialah bahan yang diberikan ke dalam tanah baik yang organik maupun yang anorganik dengan maksud untuk mengganti kehilangan unsure hara dari dalam tanah dan bertujuan untuk meningkatkan produksi tanaman dalam keadaan factor keliling atau lingkungan yang baik.
Ilmu mememupuk adalah ilmu yang bertujuan menyelidiki tentang zat-zat apakah yang perlu diberikan kepada tanah sehubungan dengan kekurangan zat-zat tersebut yang terkandung di dalam tanah yang perlu guna pertumbuhan dan perkembangan tanaman dalam rangka produksinya agar tercapai hasil yang tinggi.
A. Pengertian Kalium
Elemen ini dapat dikatakan bukan elemen yang langsung pembentuk bahan organik. Dalam hal ini dapat pula ditegaskan bahwa kalium berperan membantu yaitu :
1. Pembentukan protein dan karbohidrat
2. Mengeraskan jerami dan bagian kayu dari tanaman 3. Meningkatkan resistensi tanaman terhadap penyakit 4. Meningkatan kualitas biji/buah
Kalium diserap dalam bentuk K+ (terutama pada tanaman muda). Menurut penelitian , kalium banyak terdapat pada sel-sel muda atau bagian tanaman yang banyak mengandung protein, inti-inti sel tidak mengandung kalium. Pada
sel-selzat ini terdapat sebagian ion di dalam cairan sel dan keadaan demikian akan merupakan bagian yang penting dalam melaksanakan turgor yang disebabkan oleh tekanan osmotis. Selain itu ion kalium mempunyai fungsi fisiologis yang khusus pada asimilasi zat arang, yang berarti apabila tanaman sama sekali tidak diberi kalium, maka asimilasi akan terhenti.
Tentang sumber-sumber kalium ialah :
1. Beberapa jenis mineral
2. Sisa-sisa tanaman dan jasad renik 3. Air irigasi serta larutan dalam tanah 4. Abu tanaman dan pupuk buatan
Yang terdapat pada abu tanaman, misalnya pada abu daun the yang muda mengandung sekitar 50% K2O, sedang pada pucuk tebu yang muda mengandung
sekitar 60-70% K2O. Zat kalium mempunyai sifat mudah larut dan hanyut, selain
itu mudah difiksasi dalam tanah.
B. Dinamisasi / Tata Kalium dalam Tanah
Penggunaan pupuk Kalium (K) di Indonesia kurang mendapat perhatian bila dibandingkan dengan penggunaan pupuk Nitrogen (N) dan Fosfor (P). Hal ini tidak berarti bahwa pupuk Kalium tidak digunakan bagi pertanaman, mungkin pada pertanaman rakyatlah yang kurang, sebab kurang adanya respon. Sedangkan pada perkebunan-perkebunan merupakan konsumen pupuk Kalium yang terbanyak.
sangat baik atau sangat nyata bagi pertanaman umbi-umbian. Menurut hasil penelitian Kalium yang terdapat pada air irigasi itu kurang mencukupi bagi keperluan pertumbuhan tanaman terutama untuk mendapatkan hasil yang optimum, sehingga kalau tidak dimulai pemupukan dengan Kalium pada persawahan-persawahan maka lama kelamaan akan mengakibatkan defisiensi unsure Kalium.
Kalium sesungguhnya sangat diperlukan pada tanah kering karena pada tanah kering Kalium kenyataannya lebih banyak yang hilang atau terangkut oleh tanah melalui pencucian air hujan ataupun erosi.
Tetang persediaan kalium dalam tanah, hasil penyelidikan menyatakan bahwa di dalam tanah Kalium didapat dalam bentuk anorganik, yaitu dalam sumber-sumbernya yaitu :
- Mineral-mineral , misalnya Feldspar (sedikit) ---- Orto-klas - Mika (lebih banyak kandungan Kaliumnya) ---- Biotit, Muscovite - Silikat ---- Leusit
Kalium di dalam tanah merupakan satu-satunya kation monovalen yang esensial bagi tanaman. Kandungan Kalium di dalam tanah berbeda-beda tergantung dari bahan induknya da derajat pelapukan tanah. Tetapi kalau dibandingkan dengan Nitrogen dan Fosfor dapatlah dinyatakan bahwa kandungan kalium adalah lebih banyak.
Kalium di dalam tanah terdapat dalam bentuk :
a. Relative tidak tersedia b. Segera tersedia
c. Lambat tersedia
Hubungan ketiga bentuk tersebut dapat dikemukan sebagai berikut :
- Feldspat dan Mika 90-98% dari kalium total yang relative tahan pelapukan, akan tetapi lama kelamaan aka tersedia pula dalam tanah walaupun secara lambat.
- Kalium segera tersedia hanyalah meliputi 1-2% dari Kalium total dalam tanah pada perbanyakan tanah mineral yang umum. Kalium tersedia di dalam tanah ini dijumpai dalam bentuk Kalium dapat dipertukarkan dan diserap oleh koloid dan dalam bentuk larutan tanah. Walaupun sebagian besar dari Kalium tersedia ini berupa Kalium dapat tukar, tetapi Kalium dalam larutan tanah lebih mudah diserap akar tanaman dan lebih mudah terhadap pencucian. Kalium dalam larutan berada dalam kesimbangan dengan Kalium dapat tukar. Hal ini dari segi praktis adalah penting. Serapan kalium dari larutan hara akan mempengaruhi keseimbangan, sehingga keseimbangan semula akan terbentuk dengan baik.
- Bentuk kalium lambat tersedia. Dalam hal ini apabila dalam tanah di jumpai liat vermikulit dan illit atau liat yang mempunyai tipe perbandingan 2:1 lainya, kemudian diberi pupuk kalium misalnya KCl, maka kalium dari KCl ini tidak saja menjadi terikat akan tetapi dalam
Kebutuhan akan kalium ini sesungguhnya cukup tinggi dalam hal ini apabila kebutuhan akan kalium tidak tercukupi akan terjadi translokasi kalium dari bagian-bagian tanaman yang tua ke bagian yang muda. Berbeda dengan unsure-unsur Nitrogen, Sulfur, dan Fosfor (terdapat dalam protein) tetapi kalium tidak terdapat dalam protein,protoplasma, selulosa, sehingga diduga bahwa kalium hanya bersifat sebagai katalisator. Terlepas dari kenyataan ini kalium mempunyai peranan penting dalam tanaman, yaitu dalam peristiwa-peristiwa fisiologis, misalnya sebagai berikut :
a. Kalium berfungsi dalam metabolism KH, berarti berperan dalam pembentukkan pati, pemecahannya dan translokasi pati tersebut
b. Kalium berfungsi dalam metabolism nitrogen dan sintesa protein
c. Dapat menetralisasi asam-asam organik yang penting bagi proses fisiologi d. Mengawasi dan mengatur berbagai aktifitas unsure mineral
e. Mengaktifkan berbagai enzim (invertase, peptase, diastase,katalase) f. Mempercepat pertumbuhan jaringan meristimatik
g. Mengatur pergerakkan stoma dan hal yang berhubungan air atau mempertahankan tugor tanaman yang dibutuhkan dalam proses fotosintesa dan proses-proses lainnya agar dapat berlangsung dengan baik
h. Menambah resistensi tanaman
i. Kalium berpengaruh atas Pyrovic kinase pada beberapa tanaman
Defisiensi kalium memang agak sulit diketahui gejalanya, karena gejala ini jarang ditampakkan ketika tanaman masih muda, jadi agak berlainan dengan gejala-gejala karena defisiensi Nitrogen dan Fosfor.
Gejala yang terdapat pada daun terjadi secara setempat-setempat. Pada permulaannya tampak agak mengkerut dan kadang-kadang mengkilap, selanjutnya sejak ujung dan tepi daun tampak menguning, warna seperti ini tampak pula diantara tulang-tulang daun, pada akhirnya daun tampak pula bercak-bercak kotor, berwarna coklat, sering pula bagian yang berbercak-bercak ini jatuh sehingga daun tampak bergerigi, dan kemudian mati. Pada tanaman kentang gejala yang terdapat pada daun yaitu pengkerutan dan penggulungan, warna daun hijau tua berubah menjadi kuning bertitik-titik coklat.
Gejala yang terdapat pada batang yaitu batangnya lemah dan pendek-pendek, sehingga tanaman tampak kerdil. Gejala yang tampak pada buah, misalnya buah kelapa dan jeruk banyak yang berjatuhan sebelum masak, sedang masaknya buah pun berlangsung lambat. Bagi tanaman yang berumbi yang menderita defisiensi kalium hasil umbinya sangat kurang dan kadar hidrat arangnya demikian rendah.
2.4 Pupuk Organik
Pupuk organik adalah pupuk yang sebagian besar atau seluruhnya terdiri atas bahan organik yang berasal dari tanaman atau kotoran hewan yang telah melalui proses rekayasa dapat berbentuk padat atau cair yang digunakan untuk mensuplai bahan organik untuk memperbaiki sifat fisik, kimia dan biologi tanah.
Agar dapat disebut sebagai pupuk organik, pupuk yang dibuat dari bahan alami tersebut harus memenuhi beberapa persyaratan antara lain:
1) Zat N harus dalam bentuk senyawa organik yang dapat dengan mudah diserap oleh tanaman.
2) Pupuk tersebut tidak meninggalkan sisa asam organik didalam tanah. 3) Menpunyai kadar C organik yang tinggi seperti hidrat arang.
Pupuk organik memiliki banyak keunggulan, antara lain: 1) Dapat memperbaiki struktur tanah
2) Memiliki kandungan unsur hara makro dan mikro yang lengkap 3) Ramah lingkungan
4) Murah dan mudah didapat bahkan dapat dibuat sendiri
5) Mampu menyerap dan menampung air lebih lama dibanding dengan pupuk anorganik
6) Membantu meningkatkan julah mikroorganisme pada media tanaman, sehingga dapat meningkatkan unsur hara pada tanaman. (Pranata, 2004)
Pupuk oganik merupakan hasil akhir dari penguraian bagian-bagian atau sisa tanaman dan binatang (makhluk hidup) misalnya pupuk kandang, pupuk hijau, kompos, bungkil, guano, dan lain sebagainya. Proses penguraian senyawa organik oleh bakteri menjadi pupuk dapat digambarkan sebagai berikut:
Bahan organik + hara + humus Anaerob
Pupuk organik dapat meningkatkan anion-anion utama untuk pertumbuhan tanaman seperti nitrat, fosfat, sulfat, borat, dan klorida serta meningkatkan ketersediaan hara makro untuk kebutuhan tanaman dan memperbaiki sifat fisika, kimia dan biologi tanah.
Pupuk organik cair merupakan salah satu jenis pupuk yang banyak beredar di pasaran. Pupuk organik cair lebih mudah terserap oleh tanaman karena unsur-unsur di dalamnya sudah terurai. Tanaman menyerap hara terutama melalui akar namun daun juga memiliki kemampuan menyerap hara, oleh sebab itu pupuk cair dapat disemprotkan pada daun. Keuntungan dari penggunaan pupuk organik cair, kita dapat melakukan tiga macam proses dalam sekali pekerjaan, yaitu memupuk tanaman, menyiram tanaman, dan mengobati tanaman. (Yuliarti,2009)
2.4.1 Hara Nitrogen
Nitrogen merupakan unsur hara utama bagi tumbuhan yang pada umumnya sangat diperlukan untuk pembentukan atau pertumbuhan bagianbagian vegetatif tanaman, seperti daun batang dan akar tetapi kalau terlalu banyak dapat mengahambat pembuangan dan pembuahan pada tanaman.
Defisiensi menyebabkan kecepatan pertumbuhan sangat terganggu dan tanaman kurus kering. N merupakan unsur dalam molekul klorofil sehingga defisiensi N mengakibatkan daun menguning atau mengalami klorosis. Ini
biasanya dimulai dari daun bagian bawah dan defisiensi yang kuat menyebabkan coklat dan mati.
Fungsi nitrogen pada tanaman sebagai berikut 1) Untuk meningkatkan perumbuhan tanaman.
2) Dapat menyehatkan pertumbuhan daun, daun tanaman lebar dengan warna yang lebih hijau, kekurangan nitrogen menyebabkan khlorosis (pada daun muda berwarna kuning).
3) Meningkatkan kadar protein dalam tubuh tanaman 4) Meningkatkan kualitas tanaman penghasil daun-daunan.
5) Meningkatkan berkembangbiaknya mikroorganisme didalam tanah.
2.4.2 Hara Fosfor
Fosfor terdapat dalam bentuk phitin, nuklein dan fostide merupakan bagian dari protoplasma dan initi sel. Sebagai bagian dari inti sel sangat penting dalam pembelahan sel demikian pula bagi perkembangan jaringan meristem. Fosfor diambil tanaman dalam bentuk dan .
Secara umum fungsi fosfor sebagai berikut: 1) Dapat mempercepat pertumbuhan akar semai
2) Dapat mempercepat serta memperkuat pertumbuhan tanaman muda menjadi tanaman dewasa
3) Dapat mempercepat pembungaan dan pemasakan buah biji atau gabah 4) Dapat meningkatkan produksi biji-biji (Sutejo, 1990).
Kekurangan fosfor dapat menyebabkan tanaman menjadi kerdil, pertumbuhan tidak baik, pertumbuhan akar atau ranting meruncing, pemasakan buah terlambat, warna daun lebih hijau dari pada keadaan normalnya, daun yang tua tampak menguning sebelum waktunya serta hasil buah atau biji menurun.
Hara fosfor yang terdapat dalam pupuk cair akan lebih efektif penggunaanya dibandingkan dengan pupuk padat karena pengaplikasiannya yang langsung pada tanaman mengakibatkan fosfor tidak akan mudah tercuci oleh air dan dapat langsung diserap olah tanaman. (Pranata, 2004).
2.4.3 Hara Kalium
Kalium merupakan unsur kedua terbanyak setelah nitrogen dalam tanaman. Kalium diserap dalam bentuk monovalensi dan tidak terjadi transformasi K dalam tanaman. Bentuk utama dalam tanaman adalah monovalensi, kation ini unik dalam sel tanaman. Unsur K sangat berlimpah dan mempunyai energi hidrasi rendah sehingga tidak menyebabkan polarisasi molekul air. Jadi unsur ini dapat berinterverensi dengan fase pelarut dari kloroplas.
Peranan kalium pada tanaman adalah sebagai berikut : 1) Membentuk protein dan karbohidrat
3) Meningkatkan retensi tanaman tarhadap penyakit. 4) Meningkatkan kualitas biji/buah. (Sutejo,1990)
Peranan unsur K dalam tanaman dapat dikelompokan menjadi empat: 1) Netralisasi Asam Organik
Karena kelimpahannya ion bermuatan positif ini dapat menyeimbangi muatan negatif gugus-gugus anion dari molekul seperti asam-asam organik.
2) Ion K aktif dalama osmosis
Ion K bberperan vital dalam hubungannya dengan air, ion K meningkatkan turgor sel pada titik-titik tumbuh dan membantu dalam pemekaran sel
3) Peran dalam transfor pada membran sel
Gradien elektrokemis tidak stabil menyebrangi membran oleh pergerakan ion H, ion K bergerak dengan arah berlawanan terhadap gerakan ion H. Ini penting dalam bekerjanya kloroplas (fotosintesis), mitokondria (respirasi) dan transport translokasi floem.
4) Aktivitas enzim
Lebih dari 60 enzim membutuhkan ion monovalensi untuk aktivitasnya. Dalam hampir setiap kasus, ion K adalah ion yang paling efisien dalam mempengaruhi aktivitas enzim tersebut.
Kalium merupakan unsur hara esensial yang digunakan hampir pada semua proses untuk menunjang hidup tanaman. Petani sering menyebut bahwa kalium adalah unsur hara mutu, karena berpengaruh pada ukuran,rasa,bentuk,warna dan daya simpan.Kalium (K) merupakan unsur hara utama ketiga setelah N dan P.
Kalium mempunyai valensi satu dan diserap dalam bentuk ion . Kalium tergolong unsur yang mobil dalam tanaman baik dalam sel, dalam jaringan tanaman, maupun dalam xylem dan floem. Kalium banyak terdapat dalam sitoplasma.
Tanaman menyerap kalium dalam bentuk ion . Kalium di dalam tanah ada dalam berbagai bentuk, yang potensi penyerapannya untuk setiap tanaman berbeda-beda. Ion-ion di dalam air tanah dan ion-ion yang di adsorpsi, dapat langsung diserap. Di samping itu tanah mengandung juga persediaan mineral tertentu dalm bentuk berbagai macam silikat, dimana kalium membebaskan diri sebagai akibat dari pengaruh iklim. Persediaan mineral dalam bentuk kalium ini terutama penting bagi tanah liat dari laut yang masih muda. Bertambah banyak persediaan ini di dalam tanah, maka akan lebih banyak pula kalium di bebaskan sebagai akibat dari pengaruh iklim yang diserap oleh tanaman. (Yuliarti,2009)
Sebagai katalisator dalam pembentukan protein Mengatur kegiatan berbagai unsur mineral
Menetralkan reaksi dalam sel terutama dari asam organik Menaikan pertumbuhan jaringan meristem
Mengatur pergerakan stomataMemperkuat tegaknya batang sehingga tanaman tidak mudah roboh
Mengaktifkan enzim baik langsung maupun tidak langsung Meningkatkan kadar karbohidrat dan gula dalam buah Membuat biji tanaman menjadi lebih berisi dan padat
Meningkatkan kualitas buah karena bentuk, kadar, dan warna yang lebih baik
Membuat tanaman menjadi lebih tahan terhadap hama dan penyakit Membantu perkembangan akar tanaman.
Di alam bebas kalium paling banyak ditemukan dalam kalium klorida (KCl). Berbagai tempat di dunia terdapat banyak tumpukkan dari garam yang letaknya berbeda-beda, lapisan kalium itu adalah bagian endapan-endapan garam yang telah berlangsung selama miliunan tahun yang lalu.
Berhubungan garam kalium biasanya terletak di tempat yang sangat dalam sekali. Pertambangan ini dapat dimanfaatkan sebagai pupuk, dengan mengelilinginya lebih dulu dalam bentuk yang agak kasar dinamakan garam kasar kalium. Garam ini mengandung sejumlah presentase kotoran yang sangat tinggi (60-80%), karena ongkos angkutnya mahal, maka dewasa ini sebagian besar dari kotoran itu dibersihkan dari produk yang sudah dibersihkan, hamper semuanya
terdiri dari KCl, dengan kadar rata-rata 60% O. Beberapa macam tanaman tidak tahan terhadap ion maka sebagian dari KCl secara kimiawi ditransformasikan ke dalam kalium sulfat ( ). Hasilnya adalah pupuk kalium dan kalium sulfat. (Sutejo,1990)
