MANAJEMEN UNSUR HARA PUPUK BAGI TANAH-TANAMAN

MANAJEMEN UNSUR HARA PUPUK

BAGI TANAH-TANAMAN

Manajemen Kesuburan TanahSmno fpub Oktober 2013

Sumber: www.organicexchange.org….. 15/10/2012

.KESUBURAN TANAH.What is soil fertility?

“The quality of a soil that enables it to provide essential chemical elements in quantities and proportions for the growth of specified plants.” (Brady and Weil, 1999 ‐ The

Nature and Properties of Soils)

Soil fertility deals with the nutrient status or ability of soil to supply nutrients for plant growth under favourable

environmental conditions such as light, temperature and physical conditions of soil

Fertile soil contains sufficient nutrients to ensure plant growth and yield and is able to maintain appropriate

moisture and components in the soil.

. MANAJEMEN KESUBURAN TANAH.

Soil fertility management in organic farming is a long term strategy aimed at:

(1) Reducing the loss of nutrients and (2) Building soil fertility through the continuous nourishment

of the soil.

The aim is to minimise the need to bring in external inputs from outside the farm.

Soil fertility and its management require specific approaches in organic production, including: 1. Using natural fertilisation methods 2. Practices such as crop rotation and association 3. Elimination of chemical fertilisers.

Sumber: www.organicexchange.org….. 15/10/2012

. Goals of a Sustainable Soil Fertility Management Program1. To sustain high crop productivity and crop quality in food

and fiber production:(a)Crop productivity, crop quality, and the success of a given

operation2. To minimize risks to environmental quality and human health associated with agricultural production

(b)Important steps in minimizing human health risks, and on and off-farm impactsi. Avoid the use of all synthetically compounded materials; balance

inputs of organic matter and mineral inputs to avoid exceeding crop needs

ii. Avoid creating nonpoint source pollution through surface runoff and leaching

iii. Prevent soil erosion and sedimentation of waterwaysiv. Close nutrient cycles as much as possible within the field and

farmv. Close nutrient cycles at multiple scales: watershed, regional and

national scales.Sumber: www.organicexchange.org….. 15/10/2012

Sumber:

http://www.amazon.com/

Soil-Fertility-Fertilizers-Introduction-

Management/dp/0136268064 …..

15/10/2012

INMIntegrated Nutrient

Management

Diunsuh dari sumber: ftp://cals.arizona.edu/.../Section%20S%20-... 15/10/2012

What is Integrated NM?• Considering more than just yield-limiting factors

when managing nutrients.• Simultaneous consideration of:

– Factors affecting crop yield– Factors affecting crop quality– Economic factors– Environmental factors– “System” factors


The Goals of Nutrient Management are to…

• Optimize plant production– Yield/quality– Profit

• Conserve resources• Enhance soil quality and productivity


Why Integrated NM?

• One cannot manage nutrients in isolation from other factors. Nutrients must be managed as a part of a cropping system because:– Other factors controlling plant growth will also affect

nutrient demand and nutrient fate.


Crop-Related Factors• Growth rate

(phenology)• Nutrient uptake rate• Salt tolerance• Heat tolerance• pH tolerance• Is the crop harvested,

all or part?• Water consumptive use

• Unique nutrient needs• Root system depth and

distribution• Tissue test levels

throughout growing season

• Yield potential• Yield• Soil temp requirement• Insect infestation


FAKTOR-FAKTOR YANG BERHUBUNGAN DENGAN TANAH

• Chemical/Biological:– EC (salt)– SAR (sodium)– CEC– Antecedent plant-

available nutrients– pH– OM content– CaCO3 content– Mineralizable N (SOM)– Disease history

• Physical:– Texture– Water-holding capacity– Structure/restrictive layers– Soil Depth

• Other– Soil management history– Soil variability


• Annual rainfall/relation to crop C.U.• Annual rainfall distribution• Climate:

– Average air/soil temperatures during the year– Heat unit accumulations


FAKTOR-FAKTOR YANG BERHUBUNGAN DENGAN CUACA

• Water pH• Water ECw

• Water SAR• Water SO4

2-, Cl-, HCO3-, CO3

2- , H3BO3, Na+, Ca2+, Mg2+ • Availability/cost of water• Crop leaching requirement• Irrigation system: type of system, capabilities wrt amount

of water, frequency, uniformity


FAKTOR-FAKTOR YANG BERHUBUNGAN DENGAN IRIGASI

FAKTOR PUPUK• Equipment availability for fertilizer application• Irrigation system capabilities• Inorganic or organic fertilizer?• If organic, need the mineralization rate• Compatibility of fertilizers with soil/water• If CRF, need release rate• Fertilizer costs• Is the fertilizer solid, liquid, gas? Mobile or immobile?

Acid or alkaline?


FAKTOR TANAMAN

Diunsuh dari sumber: http://www.knowledgebank.irri.org/rkb/nutrient-management-fact-sheets.html... 15/10/2012

SSNM Site Specific Nutrient

Management

http://irri.org/ssnm

FENOLOGI JAGUNGSource: Iowa State University


SERAPAN K TANAMAN JAGUNGSource: Iowa State University


EC and Crop Growth

20

40

60

80

100

0 2 4 6

Soil EC

% Y

ield Lettuce

BroccoliCantaloupeSweet Corn

“Non-saline” “Saline”


NO3-N in Broccoli Petiole Sap

0

200400

600800

1000

12001400

1600

4-6 Leaf 10-12 Leaf First Buds HeadDevelopment

Pre-Harvest

NO

3-N

in S

ap (m

g/L

)

Excessive

Adequate

Warning

Deficient


Respon Tanaman Barley thd pupuk N


Good Irrigation Management is EssentialSource: Paul Brown, UA


FAKTOR TANAH

DiunDuh dari sumber: http://www.tower.com/integrated-nutrient-management-for-sustainable-crop-production-milkha-s-aulakh-hardcover/wapi/101880367….. 15/10/2012

Ideas for sustainable agricultural practices

Long-term security of the global food supply requires a balance between increasing

production and environmental sustainability.

Both nutrient scarcities and surpluses alike can threaten this balance. Integrated Nutrient Management for Sustainable Crop Production

examines the challenges of managing both organic and inorganic nutrient sources in agricultural systems where nutrients are

deficient or in excess supply. Through a combination of theoretical and

applied knowledge, this collection provides a practical understanding of how any type of production system can successfully adopt

integrated nutrient management (INM).

Pedoman Uji Tanah untuk Cantaloupes

If preplant soil NO3-N is:

0-5 ppm add 50-75 lb N/acre6-10 ppm add 50 lb N/acre>10 ppm add 0-50 lb N/acre

If preplant soil P (HCO3 method) is:

<5 ppm add 40-100 lb P2O5/acre5-15 ppm add 0-40 lb P2O5/acre >15 ppm add 0 lb P2O5/acre


FAKTOR IRIGATION / AIR/ CUACA

Diunsuh dari sumber: ..... 15/10/2012

Leaching Requirement for Pecans

0

5

10

15

20

25

0 500 1000 1500Irrigation Water Salinity (ppm)

Lea

chin

g R

equi

rem

ent (

%)

Timing and amountof leaching irrigationshould be consideredwhen managingfertilizer.


FAKTOR PUPUK

Diunsuh dari sumber: http://www.fertilizer.org/ifa/HomePage/SUSTAINABILITY/Fertilizer-Best-Management-Practices/Fertilizer-Best-Management-Practices-FBMPs-.html..... 15/10/2012

What are FBMPs?Fertilizer best management practices (FBMPs) are agricultural production techniques and practices developed

through scientific researches and verified in farmers fields to maximize economic,

social and environmental benefits.

FBMP is aimed at managing the flow of nutrients in the course of producing

affordable and healthy food in a sustainable manner that protect the environment and conserve natural

resources at the same time profitable to producers.

PUPUK ORGANIK


HARGA PUPUKMaterial $/ton $/#N $/#S

Gypsum 40 NA 0.11Sulfuric acid 80(soil) NA 0.12Sulfur 250 NA 0.14Nitro-Sul 250 0.63 0.31Thio-Sul 190 0.79 0.36N-Phuric 190 0.63 0.59UAN-32 185 0.29 NA


CONTOH:

Integrated Nutrient Management for Cotton in Arizona

Courtesy of J.C. Silvertooth


Key Tools for Managing N in Cotton

• Use split applications• Follow crop development/N needs

– % Fruit Retention (FR)– Height to Node Ratio (HNR)– Petiole NO3-N concentrations (PN)

• Remember importance of avoiding excess N because of negative influence on reproductive performance of the plant.


Generalized Flower Curve

Heat Units Accumulated After Planting

Num

ber o

f Fre

sh B

loom

s

Pinhead Square Peak Bloom

Cut-out


Possible N Management Approaches

• Scheduled fertilization based upon either– stage of growth or calendar dates

• Feedback approach (recommended)– crop condition (HNR, FR, PN)– Interpretation of feedback depends on stage of

growth (HUAP)– reference to established baselines


Feedback Management Requirements

• Useable / accessible measurement• Established baselines / guidelines

– reference base• Common variety types (species)• Regionally specific baselines• Validation of recommendations


Optimal N Management

• Provides for optimal N efficiencies– agronomically (crop response)– economically– environmentally

• Improved fertilizer N efficiency– better fertilizer N recoveries

• Reduced leaching losses


Steps for Optimal N Management

1. Establish a realistic yield goal2. Account for soil and irrigation water available N3. Split N applications4. Follow crop conditions throughout the growing

season and adjust N application accordingly


Optimal N Management (Step 1)

• Use realistic yield goal– 60 lbs N/bale

• Unruh, B.L. and J.C. Silvertooth. 1996– Upland and Pima, Arizona

• Mullins, G.L. and C.H. Burmester. 1990.– Upland, Alabama

– sets upper limit for crop N needs• assumes high N fertilizer efficiency



• Account for residual soil NH4-N and NO3-N– Each 1 ppm NH4-N or NO3-N in the top 12 inches of soil

equals about 4 lb N/ac of available N

• Account for irrigation water NO3- - N

• 2.7 X ppm NO3- -N = lbs N/acre ft water

• Subtract these values from total N needs



• Split N fertilizer applications– follow crop condition (HNR, FR, petiole concentration)– window = PHS - PB (600 - 2000 HUAP)

• Avoid preseason N applications if possible


N Application Window

Heat Units Accumulated After Planting

Num

ber o

f Fre

sh B

loom

sPinhead Square Peak Bloom

Cut-out

Split N Applications



• Monitor Crop Condition:– Fruit Retention (FR)

• Yield potential is generally related to fruit retention. Lower fruit retention, especially late in the season means lower yield potential.

– Height to Node Ratio (HNR)• HNR is related to vegetative/reproductive balance.

Higher-than-normal values mean excessively vegetative plants, so N application should be delayed.

– Petiole NO3-N• A direct measure of plant N status


Optimal N Management Example

• 3 bale yield goal X 60 lbs N/bale = 180 lbs N/acre (estimate of upper N fertilizer rate)

• Subtract residual soil and irrigation water N– Ex. 15 ppm NO3

- -N residual/top 12 in = 60 lbs N

• Subtract water NO3-N– Ex. 5 ppm NO3-N x 4 ac ft/ac = 54 lbs N

• 180 – 60 – 54 = 66 lbs N minimum• Add 20% to allow for inefficiency = 80 lbs N• Split in 3-4 applications (PHS-PB)


N Management Irrigated Cotton

• First application at PHS– approximately 50 lbs N/acre

• Irrigate/cultivate• Second application near FB

– evaluate crop condition (FR, HNR, petioles)• Irrigate/cultivate• Third application before PB

– evaluate crop condition (FR, HNR, petioles)


HNR Baselines

Heat Units Accumulated After Planting500 1000 1500 2000 2500 3000 3500

Hei

ght (

in.)/

Nod

e R

atio

0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5


FR Baselines


% F

ruit

Ret

entio

n

0

20

40

60

80

100

120


Petiole NO3--N Concentration Baselines


Petio

le N

O 3- -N (p

pm x

100

0)

0

5

10

15

20

25

30Excess

Adequate

Deficient

Warning


Crop Monitoring - N Management


% F

ruit

Ret

entio

n

0

20

40

60

80

100

120

[1]

[1][1]

[1][1]

[1]

[2]

[2][2]

[2][2]

[2]

[3][3]

[3][3]

[3][3]


Hei

ght (

in.)/

Nod

e R

atio

0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

[1]

[1]

[1] [1] [1] [1]

[2]

[2]

[2][2]

[2][2]

[3]

[3][3]

[3][3]

[3]


Crop Monitoring

• Case 1– High fruit load (high fruit retention)

• HNR within thresholds • N input needed• If decline in petiole NO3

--N is observed– provide application of N fertilizer


% F

ruit

Ret

entio

n

0

20

40

60

80

100

120

[1]

[1][1]

[1][1]

[1]

[2]

[2][2]

[2][2]

[2]

[3][3]

[3][3]

[3][3]


Hei

ght (

in.)/

Nod

e R

atio

0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

[1]

[1]

[1] [1] [1] [1]

[2]

[2]

[2][2]

[2][2]

[3]

[3][3]

[3][3]

[3]


Crop Monitoring

• Case 2– Low fruit load (low fruit retention)

• HNR is high (relative to guidelines)– hold back or reduce N fertilizer inputs– consider Pix application


% F

ruit

Ret

entio

n

0

20

40

60

80

100

120

[1]

[1][1]

[1][1]

[1]

[2]

[2][2]

[2][2]

[2]

[3][3]

[3][3]

[3][3]


Hei

ght (

in.)/

Nod

e R

atio

0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

[1]

[1]

[1] [1] [1] [1]

[2]

[2]

[2][2]

[2][2]

[3]

[3][3]

[3][3]

[3]


Crop Monitoring• Case 3

– HNR is low (relative to guidelines)• maintain N fertilizer inputs• Pix is not needed

– Crop is experiencing some form of stress• water, N, salinity, etc.

– limiting growth

– Identify and correct


% F

ruit

Ret

entio

n

0

20

40

60

80

100

120

[1]

[1][1]

[1][1]

[1]

[2]

[2][2]

[2][2]

[2]

[3][3]

[3][3]

[3][3]


Hei

ght (

in.)/

Nod

e R

atio

0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

[1]

[1]

[1] [1] [1] [1]

[2]

[2]

[2][2]

[2][2]

[3]

[3][3]

[3][3]

[3]


Apakah Manajemen Kesuburan Tanah ?

Soil fertility management in organic farming is a long term strategy aimed at :

(1) reducing the loss of nutrients and (2) building soil fertility through the continuous

nourishment of the soil.

The aim is to minimise the need to bring in external inputs from outside the farm.

TANAH SEHAT (Source: Phil Monday. Organic Co=on Grower Guide. Kasisi Agricultural Training Centre. Dec. 2007.)

Tanah yang sehat mempunyai mkemampuan menyeimbangkan suplai hara (dan dapat memperbaiki penyediaan air); sehingga mampu menumbuhkan tanaman yang sehat , tidak peka dan lebih tahan

gangguan hama-penyakit.

Mengapa BOT sangat penting ?

Menggemburkan tanah, struktur tanah gembur

Aerasi baik, Infiltrasi air hujan dan air irigasi lancar

Bahan organik berfungsi sebagai perekat; mengikat bersama

partikel-partikel tanah

BOT menyediakan lingkungan yang cocok bagi organisme tanahBanyak organisme tanah , seperti

cacing tanah, mendapat makanan bahan organik

Sebagian bahan organik berfungsi sepagai sponge-

sponge halus

Unsur Hara Tanaman = Nutrients

• Unsur Hara Esensial– necessary– replaceable– direct

• Dua kelompok:– macronutrient– micronutrient

Ada Unsur Hara yang dibutuhkan tanaman dalam

jumlah besar (unsur Makro,yaitu N,P,K,Ca,S dan Mg) dan (Unsur Mikro,yaitu; Fe,Cu,Zn,Mn,B,Na,Cl) yang masing-masing mempunyai

peranan sendiri-sendiri.

http://www.kebonkembang.com/

Unsur Hara Makro = Macronutrients

• C, H, O• N• S• P• K• Mg

1. Nitrogen (N)Nitrogen memiliki peran utama bagi tanaman ialah untuk

merangsang pertumbuhan tanaman secara keseluruhan, terutama batang, cabang, dan daun. Nitrogen juga berperan penting dalam hal pembentukan hijau daun, yang berperan penting dalam proses

fotosintesis. Nitrogen dapat membentuk protein, lemak, dan berbagai persenyawaan organik yang lain.

2. Posfor (P)Posfor berguna untuk merangsang pertumbuhan akar, khususnya akar benih dan tanaman muda. Posfor digunakan sebagai bahan mentah untuk pembentukan sejumlah protein, membantu asimilasi dan pernapasan sekaligus mempercepat pembungaan, pemasakan

biji, dan buah.3. Kalium (K)

Kalium membantu pembentukan protein dan karbohidrat, memperkuat tubuh tanaman, sehingga daun, bunga, dan buah

tidak mudah gugur. Kalium berperan sebagai sumber kekuatan dalam menghadapi kekeringan dan penyakit yang menyerang.

Unsur Hara Mikro = Micronutrients

• Fe• B• Mn• Zn• Cu

Besi (Fe)Besi (Fe) merupakan unsure mikro yang diserap dalam bentuk ion

feri (Fe3+) ataupun fero (Fe2+). Fe dapat diserap dalam bentuk khelat (ikatan logam dengan bahan organik). Mineral Fe antara lain olivin (Mg, Fe)2SiO, pirit, siderit (FeCO3), gutit (FeOOH), magnetit

(Fe3O4), hematit (Fe2O3) dan ilmenit (FeTiO3) Besi dapat juga diserap dalam bentuk khelat, sehingga pupuk Fe dibuat dalam

bentuk khelat. Khelat Fe yang biasa digunakan adalah Fe-EDTA, Fe-DTPA dan khelat yang lain. Fe dalam tanaman sekitar 80% yang terdapat dalam kloroplas atau sitoplasma. Penyerapan Fe lewat

daundianggap lebih cepat dibandingkan dengan penyerapan lewat akar, terutama pada tanaman yang mengalami defisiensi Fe.

Dengan demikian pemupukan lewat daun sering diduga lebih ekonomis dan efisien. Fungsi Fe antara lain sebagai penyusun klorofil, protein, enzim, dan berperanan dalam perkembangan kloroplas. Sitokrom merupakan enzim yang mengandung Fe

porfirin.

KESUBURAN TANAH & PENGELOLAANNYA

• composed of living and non-living components

• Sumber unsur hara tanaman

• Pemupukan = fertilization– N-P-K numbering by weight

• Liming = Pengapuran

Mangaan (Mn)Mangaan diserap dalam bentuk ion Mn++. Seperti hara mikro lainnya, Mn dianggap

dapat diserap dalam bentuk kompleks khelat dan pemupukan Mn sering disemprotkan lewat daun. Mn dalam tanaman tidak dapat bergerak atau beralih tempat dari logam

yang satu ke organ lain yang membutuhkan. Mangaan terdapat dalam tanah berbentuk senyawa oksida, karbonat dan silikat dengan nama pyrolusit (MnO2), manganit

(MnO(OH)), rhodochrosit (MnCO3) dan rhodoinit (MnSiO3). Mn umumnya terdapat dalam batuan primer, terutama dalam bahan ferro magnesium. Mn dilepaskan dari batuan karena proses pelapukan batuan. Hasil pelapukan batuan adalah mineral sekunder

terutama pyrolusit (MnO2) dan manganit (MnO(OH)). Kadar Mn dalam tanah berkisar antara 300 smpai 2000 ppm. Bentuk Mn dapat berupa kation Mn++ atau mangan oksida,

baik bervalensi dua maupun valensi empat. Penggenangan dan pengeringan yang berarti reduksi dan oksidasi pada tanah berpengaruh terhadap valensi Mn.

Mn merupakan penyusun ribosom dan juga mengaktifkan polimerase, sintesis protein, karbohidrat. Berperan sebagai activator bagi sejumlah enzim utama dalam siklus krebs,

dibutuhkan untuk fungsi fotosintetik yang normal dalam kloroplas,ada indikasi dibutuhkan dalam sintesis klorofil. Defisiensi unsure Mn antara lain : pada tanamanberdaun lebar, interveinal chlorosis pada daun muda mirip kekahatan Fe tapi lebih

banyak menyebar sampai ke daun yang lebih tua, pada serealia bercak-bercak warna keabu-abuan sampai kecoklatan dan garis-garis pada bagian tengah dan pangkal daun

muda, split seed pada tanaman lupin.

Unsur Hara Esensial =Essential Plant Nutrients

Nutrients are essential for growth and development of all plants.

Nutrients are derived by plants from the surrounding air, water and soil.

Unsur hara makro– Required in relatively large

amounts.Unsur hara mikro

– Required in small amounts.– Minor or trace elements.

Nutrients and their role

Diunduh dari: http://www.sunkarresources.com/en/pages/nutrients_and_their__role….. 25/9/2012

Macronutrients= Unsur Hara Makro

Ada tiga kategori:1. Non-Mineral Elements2. Unsur Hara Primer3. Unsur Hara Sekunder

Diunduh dari: http://agrienvarchive.ca/gp/bmp/nutrbmp.html….. 25/9/2012

Plant nutrients are chemical elements, or simple compounds

formed from them, needed by plants. The most common elements in plants

are carbon, hydrogen, and oxygen, obtained from air and water. All other

nutrients are available in soil.

Non-Mineral Elements(C) Carbon; (H) Hydrogen; (O) Oxygen

Diunduh dari: http://harvestgrow.com/feedtheplant.html ….. 25/9/2012

UNSUR HARA MAKRO PRIMER

• (N) Nitrogen• (P) Phosphorus• (K) Potassium

Diunduh dari: http://harvestgrow.com/feedtheplant.html ….. 25/9/2012

Secondary Nutrients

• (Ca) Calcium• (Mg) Magnesium• (S) Sulfur

Diunduh dari: http://www.greentechsportsturf.co.uk/floratine/

soil-defense-mag/ ….. 25/9/2012

UNSUR HARA MIKRO = Micronutrients

• (Fe) Iron• (Cu) Copper• (Zn) Zinc• (B) Boron

• (Mo) Molybdenum• (Mn) Manganese• (Cl) Chlorine

Diunduh dari: http://www.dyna-gro.com/cpn.htm….. 25/9/2012

Fungsi & Gejala Defisiensi HaraNitrogen ( N )

-Merangsang pertumbuhan tanaman secara keseluruhan-Merupakan bagian dari sel ( organ ) tanaman itu sendiri-Berfungsi untuk sintesa asam amino dan protein dalam

tanaman-Merangsang pertumbuhan vegetatif ( warna hijau ) seperti

daun

-Tanaman yang kekurangan unsur N gejalanya : pertumbuhan lambat/kerdil, daun hijau kekuningan, daun sempit, pendek

dan tegak, daun-daun tua cepat menguning dan mati

FUNGSI NITROGEN

• Function– Promotes growth of leaves and stems.– Gives dark green color and improves quality of

foliage.– Necessary to develop cell proteins and chlorophyll.

Gejala Defisiensi Nitrogen

1. Sick, yellow-green color.2. Short stems, small leaves,

pale colored leaves and flowers.

3. Pertumbuhan tanaman lambat dan kerdil.

Fungsi Phosphorus

• Functions– 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.

Phosphorus

Gejala defisiensi P:– Pertumbuhan

tanaman berkurang.

– Kemasakan tanaman lebih lambat.

– Daun-daun tua warnanya menjadi keunguan.

Kalium

• Fungsi K:– Digunakan untuk pembentukan karbohidrat dan

protein.– Pembentukan dan pengangkutan pati, gula dan

minyak.– Peningkatan ketahanan thd penyakit, vigor, dan

hardiness.

KaliumGejala defisiensi K:

– Daun-daun keriting, berbeca-becak.

– Bagian tepi dan ujung daun seperti terbakar dan mati.

Calcium• Fungsi Ca:

– Memperbaiki vigor tanaman.– Mempengaruhi penyerapan dan sintesis hara

lainnya.– Bagian penting dari dinding sel.

Fungsi Kalsium (CaO)

Mengoreksi keasaman tanah agar sesuai dengan pH yang diperlukan tanaman, kolam dan tambak.Menetralisir zat - zat toksik bagi tanah, tanaman, kolam dan tambak bilamana zat tersebut

berlebihan seperti zat Al (alumunium), Fe (zat besi), Cu (Tembaga)Meningkatkan efektifitas dan efisiensi penyerapan zat - zat hara yang sudah ada dalam tanah baik

yang berasal dari bahan organik maupun pemberian pupuk lainnya seperti Urea, TSP dan KClMenjaga tingkat ketersediaan unsur hara mikro sesuai kebutuhan tanaman. Artinya dengan Kalsium

(CaO) dan Magnesium (MgO) yang cukup unsur mikropun memadaiMemperbaiki porositas tanah, struktur serta aerasi tanah sekaligus bermanfaat bagi mikrobiologi

dan kimiawi tanah sehingga tanah menjadi gembur, sirkulasi udara dalam tanah lancar dan menjadikan akar semai bebas bergerak menghisap unsur hara dari tanah

Aktifator berbagai jenis enzim tanaman, merangsang pembentukan senyawa lemak dan minyak, serta karbohidrat

Membantu translokasi pati dan distribusi phospor didalam tubuh tanamanUnsur pembentuk warna daun (Klorofil), sehingga tercipta hijau daun yang sempurna

Kalsium dan magnesium yang diberikan pada tambak / kolam ikan adalah salah satu cara konvensional mempertinggi produktifitas kolam / tambak serta sebagai cara sanitasi untuk

membersihkan kolam / tambak dari hama dan penyakit

Calcium

Gejala defisiensi Ca– Daun-daun muda

ukurannya kecil-kecil dan daun-daun tua berkerut.

– Ujung-ujung batang mati.

Magnesium

Fungsi Mg:– Mempengaruhi penyerapan unsur hara lainnya.– Membantu mmebuat lemak-lemak.– Membantu translokasi P dan lemak.

Fungsi Magnesium (MgO) :Mengoreksi keasaman tanah agar sesuai dengan pH yang diperlukan tanaman, kolam dan

tambakMenetralisir kejenuhan zat - zat yang meracuni tanah, tanaman, kolam dan tambak bilamana

zat tersebut berlebihan seperti zat Al (alumunium), Fe (zat besi), Cu (Tembaga)Meningkatkan efektifitas dan efisiensi penyerapan zat - zat hara yang sudah ada dalam tanah

baik yang berasal dari bahan organik maupun pemberian pupuk lainnya seperti Urea, TSP dan KCl

Aktifator berbagai jenis enzim tanaman, merangsang pembentukan senyawa lemak dan minyak, serta karbohidrat

Membantu translokasi pati dan distribusi phospor didalam tubuh tanamanUnsur pembentuk warna daun (Klorofil), sehingga tercipta hijau daun yang sempurna

Kalsium dan magnesium yang diberikan pada tambak / kolam ikan adalah salah satu cara konvensional mempertinggi produktifitas kolam / tambak serta sebagai cara sanitasi untuk

membersihkan kolam / tambak dari hama dan penyakit

Magnesium

Gejala defisiensi Mg:– Khlorosis Interveinal.

• (Yellowing of leaves between green veins)

– Ujung-ujung daun keriting atau melengkung ke arah atas (mangkok).

– Batang lemah dan silinderis.

Sulfur• Fungsi S:

– Memacu pertumbuhan akar dan vigor pertumbuhan vegetatif.

– Esensial bagi pembentukan protein.

The Importance of Sulfur in Potatoes

Diunduh dari: textbookpotatoes.com….. 25/9/2012

Sulfur (S) = Belerang

• Deficiency Symptoms– Young leaves are light

green with lighter color veins.

– Yellow leaves and stunted growth.

Iron = Besi = Fe

• Fungsi Fe– Esential bagi

produksi khlorofil.– Membantu

membawa elkctron untuk mencampur oksigen dnegan unsur-unsur lainnya.

Fungsi lain Fe ialah sebagai pelaksana pemindahan electron dalam proses

metabolisme. Proses tersebut misalnya reduksi N2, reduktase solfat, reduktase

nitrat. Kekurangan Fe menyebabakan

terhambatnya pembentukan klorofil dan akhirnya juga penyusunan protein menjadi tidak sempurna Defisiensi Fe menyebabkan

kenaikan kaadar asam amino pada daun dan penurunan jumlah ribosom secara

drastic. Penurunan kadar pigmen dan protein dapat disebabkan oleh kekurangan Fe. Juga akan

mengakibatkan pengurangan aktivitas semua enzim.

IronGejala defisiensi Fe:

– Pada daun-daun muda terjadi khlorosis di antara tulang-tulang daun, berbecak-becak.

– Pertumbuhan tanamkan kerdil dan silinderis, daun-daun pendek-pendek.

Copper = Tembaga = CuTembaga (Cu) diserap dalam bentuk ion Cu++ dan mungkin dapat diserap dalam bentuk senyaewa kompleks organik, misalnya Cu-EDTA (Cu-ethilen diamine tetra acetate acid)

dan Cu-DTPA (Cu diethilen triamine penta acetate acid). Dalam getah tanaman bik dalam xylem maupun floem hampir semua Cu membentuk kompleks senyawa dengan asam

amino. Cu dalam akar tanaman dan dalam xylem > 99% dalam bentuk kompleks.Dalam tanah, Cu berbentuk senyawa dengan S, O, CO3 dan SiO4 misalnya kalkosit

(Cu2S), kovelit (CuS), kalkopirit (CuFeS2), borinit (Cu5FeS4), luvigit (Cu3AsS4), tetrahidrit [(Cu,Fe)12SO4S3)], kufirit (Cu2O), sinorit (CuO), malasit [Cu2(OH)2CO3], adirit

[(Cu3(OH)2(CO3)], brosanit [Cu4(OH)6SO4].Kebanyakan Cu terdapat dalam kloroplas (>50%) dan diikat oleh plastosianin. Senyawa ini mempunyai berat molekul sekitar 10.000 dan masing-masing molekul mengandung satu atom Cu. Hara mikro Cu berpengaruh pafda klorofil, karotenoid, plastokuinon dan

plastosianin.Fungsi dan peranan Cu antara lain : mengaktifkan enzim sitokrom-oksidase, askorbit-oksidase, asam butirat-fenolase dan laktase. Berperan dalam metabolisme protein dan karbohidrat, berperan terhadap perkembangan tanaman generatif, berperan terhadap

fiksasi N secara simbiotis dan penyusunan lignin.Adapun gejala defisiensi / kekurangan Cu antara lain : pembungaan dan pembuahan terganggu, warna daun muda kuning dan

kerdil, daun-daun lemah, layu dan pucuk mongering serta batang dan tangkai daun lemah.

CopperGejala defisiensi Cu:

– Daun-daun muda mengecil dan layu permanen.

– Munculnya tunas-tunas ganda di ujung-ujung batang.

Zinc = Seng = Zn

Zn diserap oleh tanaman dalam bentuk ion Zn++ dan dalam tanah alkalis mungkin diserap dalam bentuk monovalen Zn(OH)+. Di samping itu, Zn diserap dalm bentuk

kompleks khelat, misalnya Zn-EDTA. Seperti unsure mikro lain, Zn dapat diserap lewat daun. Kadr Zn dalam tanah berkisar antara 16-300 ppm, sedangkan kadar Zn dalam tanaman berkisar antara 20-70 ppm. Mineral Zn yang ada dalam tanah antara

lain sulfida (ZnS), spalerit [(ZnFe)S], smithzonte (ZnCO3), zinkit (ZnO), wellemit (ZnSiO3 dan ZnSiO4). Fungsi Zn antara lain : pengaktif enim anolase, aldolase, asam oksalat dekarboksilase, lesitimase,sistein desulfihidrase, histidin deaminase, super

okside demutase (SOD), dehidrogenase, karbon anhidrase, proteinase dan peptidase. Juga berperan dalam biosintesis auxin, pemanjangan sel dan ruas

batang.Ketersediaan Zn menurun dengan naiknya pH, pengapuran yang berlebihan sering menyebabkan ketersediaaan Zn menurun. Tanah yang mempunyai pH tinggi sering

menunjukkan adanya gejala defisiensi Zn, terytama pada tanah berkapur.Adapun gejala defisiensi Zn antara lain : tanaman kerdil, ruas-ruas batang

memendek, daun mengecil dan mengumpul (resetting) dan klorosis pada daun-daun muda dan intermedier serta adanya nekrosis.

ZincGejala defisiensi Zn

– Menghambat pertumbuhan bagian tanaman di antara ruas-ruas (rosetted)

– Daun-daun baru menebal dan mengecil.

– Becak-becak di antara tulang daun, tulang-daun kehilangan warna.

Boron

Boron dalam tanah terutama sebagai asam borat (H2BO3) dan kadarnya berkisar antara 7-80 ppm. Boron dalam tanah umumnya berupa ion borat hidrat B(OH)4-.

Boron yang tersedia untuk tanaman hanya sekitar 5%dari kadar total boron dalam tanah. Boron ditransportasikan dari larutan tanah ke akar tanaman melalui proses

aliran masa dan difusi. Selain itu, boron sering terdapat dalam bentuk senyawa organik. Boron juga banyak terjerap dalam kisi mineral lempung melalui proses

substitusi isomorfik dengan Al3+ dan atau Si4+. Mineral dalam tanah yang mengandung boron antara lain turmalin (H2MgNaAl3(BO)2Si4O2)O20 yang

mengandung 3%-4% boron. Mineral tersebut terbentuk dari batuan asam dan sedimen yang telah mengalami metomorfosis.

Mineral lain yang mengandung boron adalah kernit (Na2B4O7.4H2O), kolamit (Ca2B6O11.5H2O), uleksit (NaCaB5O9.8H2O) dan aksinat. Boron diikat kuat oleh

mineral tanah, terutama seskuioksida (Al2O3 + Fe2O3).Fungsi boron dalam tanaman antara lain berperanan dalam metabolisme asam

nukleat, karbohidrat, protein, fenol dan auksin. Di samping itu boron juga berperan dalam pembelahan, pemanjangan dan diferensiasi sel, permeabilitas membran, dan

perkecambahan serbuk sari. Gejal defisiensi hara mikro ini antara lain : pertumbuhan terhambat pada jaringan meristematik (pucuk akar), mati pucuk (die

back), mobilitas rendah, buah yang sedang berkembang sngat rentan, mudah terserang penyakit.

BoronGejala defisiensi B:

– Ujung-ujung batang tebal dan pendek.

– Daun-daun muda pada tunas-tunas ujung menjadi pucat pada bagian pangkal daun.

– Daun-daun menjadi “twisted” dan mati.

Manganese• Fungsi Mn

– Metabolisme tanaman. Transformasi Nitrogen.

Mangaan diserap dalam bentuk ion Mn++. Seperti hara mikro lainnya, Mn dianggap dapat diserap dalam bentuk kompleks khelat dan pemupukan Mn sering disemprotkan lewat daun. Mn

dalam tanaman tidak dapat bergerak atau beralih tempat dari logam yang satu ke organ lain yang membutuhkan. Mangaan terdapat dalam tanah berbentuk senyawa oksida, karbonat dan

silikat dengan nama pyrolusit (MnO2), manganit (MnO(OH)), rhodochrosit (MnCO3) dan rhodoinit (MnSiO3). Mn umumnya terdapat dalam batuan primer, terutama dalam bahan ferro

magnesium. Mn dilepaskan dari batuan karena proses pelapukan batuan. Hasil pelapukan batuan adalah mineral sekunder terutama pyrolusit (MnO2) dan manganit (MnO(OH)). Kadar Mn dalam tanah berkisar antara 300 smpai 2000 ppm. Bentuk Mn dapat berupa kation Mn++

atau mangan oksida, baik bervalensi dua maupun valensi empat. Penggenangan dan pengeringan yang berarti reduksi dan oksidasi pada tanah berpengaruh terhadap valensi Mn.

Mn merupakan penyusun ribosom dan juga mengaktifkan polimerase, sintesis protein, karbohidrat. Berperan sebagai activator bagi sejumlah enzim utama dalam siklus krebs,

dibutuhkan untuk fungsi fotosintetik yang normal dalam kloroplas,ada indikasi dibutuhkan dalam sintesis klorofil. Defisiensi unsure Mn antara lain : pada tanaman

berdaun lebar, interveinal chlorosis pada daun muda mirip kekahatan Fe tapi lebih banyak menyebar sampai ke daun yang lebih tua, pada serealia bercak-bercak warna keabu-abuan

sampai kecoklatan dan garis-garis pada bagian tengah dan pangkal daun muda

ManganeseGejala defisiensi

Mn:– Khlorosis di

antara tulang daun.

– Daun-daun muda mati.

Molybdenum

Molibden diserap dalam bentuk ion MoO4-. Variasi antara titik kritik dengan toksis relatif besar. Bila tanaman terlalu tinggi, selain toksis bagi tanaman juga berbahaya bagi hewan yang memakannya. Hal ini agak berbeda dengan sifat hara mikro yang lain. Pada daun

kapas, kadar Mo sering sekitar 1500 ppm. Umumnya tanah mineral cukup mengandung Mo. Mineral lempung yang terdapat di dalam tanah antara lain molibderit (MoS), powellit

(CaMo)3.8H2O. Molibdenum (Mo) dalam larutan sebagai kation ataupun anion. Pada tanah gambut atau tanah organik sering terlihat adanya gejala defisiensi Mo. Walaupun demikian dengan senyawa organik Mo membentuk senyawa khelat yang melindungi Mo

dari pencucian air. Tanah yang disawahkan menyebabkan kenaikan ketersediaan Mo dalam tanah. Hal ini disebabkan karena dilepaskannya Mo dari ikatan Fe (III) oksida

menjadi Fe (II) oksida hidrat.Fungsi Mo dalam tanaman adalah mengaktifkan enzim nitrogenase, nitrat reduktase dan

xantine oksidase. Gejala yang timbul karena kekurangan Mo hampir menyerupai kekurangan N. Kekurangan Mo dapat menghambat pertumbuhan tanaman, daun menjadi pucat dan mati dan pembentukan bunga terlambat. Gejala defisiensi Mo dimulai dari daun tengah dan daun bawah. Daun menjadi kering kelayuan, tepi daun menggulung dan daun

umumnya sempit. Bila defisiensi berat, maka lamina hanya terbentuk sedikit sehingga kelihatan tulang-tulang daun lebih dominan.

MolybdenumGejala defisiensi Mo:

– Pertumbuhan tanaman kerdil.

– Daun-daun menguning, daun-daun menggulung ke arah atas, bagian tepi daun seperti terbakar.

Chlorine• Fungsi:

– Esensial begi beberapa proses tanaman.– Berfungsi dalam sistem ensim.

Khlor merupakan unsure yang diserap dalam bentuk ion Cl- oleh akar tanaman dan dapat diserap pula berupa gas atau larutan oleh bagian atas tanaman, misalnya daun. Kadar Cl dalam tanaman sekitar 2000-20.000 ppm berat tanaman kering.

Kadar Cl yang terbaik pada tanaman adalah antara 340-1200 ppm dan dianggap masih dalam kisaran hara mikro. Klor dalam tanah tidak diikat oleh mineral,

sehingga sangat mobil dan mudah tercuci oleh air draiinase. Sumber Cl sering berasal dari air hujan, oleh karena itu, hara Cl kebanyakan bukan menimbulkan

defisiensi, tetapi justru menimbulkan masalah keracunan tanaman. Klor berfungsi sebagai pemindah hara tanaman, meningkatkan osmose sel, mencegah kehilangan air yang tidak seimbang, memperbaiki penyerapan ion lain,untuk tanaman kelapa

dan kelapa sawit dianggap hara makro yang penting. Juga berperan dalam fotosistem II dari proses fotosintesis, khususnya dalam evolusi oksigen.

Gejala defisiensi khlor lain : pola percabangan akar abnormal, gejala wilting (daun lemah dan layu), warna keemasan (bronzing) pada daun, pada tanaman kol daun

berbentuk mangkuk.

ChlorineGejala defisiensi Cl:

– Biasanya gejala toksisitas khlor lebih banyak dibandingkan dnegan defisiensi khlor.

CHLORINE TOXICITY

PENYERAPAN HARA

Diunduh dari: http://bio1903.nicerweb.com/Locked/media/ch37/plant_nutrient.html…. 20/9/2012.

Melalui stomata, daun-daun melakukan

pertukaran H2O dan O2 dengan udara

Mineral

Akar menyerap air dan unsur hara dari tanah

CO2, sumber karbon untuk fotosintesis,

berdifusi ke dalam daun dari udara atmosfir

melalui stomata

Akar mengambil O2 dan melepaskan CO2, Tanaman

menggunakan O2 untuk respirasi , tetapi ia

merupakan produsen neto oksigen

PENYERAPAN HARA

Diunduh dari: http://extension.psu.edu/cmeg/facts/agronomy-facts-51 …. 20/9/2012.

Perkembangan perakaran yang bagus sangat membantu tanaman untuk dapat menyerap hara secara lebih efektif.

PENYERAPAN HARAIrama pertumbuhan

tanaman dna serapan hara N, P,

dan K

Diunduh dari: http://soilcropandmore.info/crops/sorghum/sorghum.htm …. 20/9/2012.

Hari setelah tumbuh

Per

tum

buha

n &

Ser

apan

Har

a (%

tota

l)

PENYERAPAN HARAPenyerapan Hara secara Aktif

Movement of ions from the outer space of the cell to the inner space is generally against the concentration gradient and hence requires energy. This energy is obtained through

metabolism either directly or indirectly. Various evidences indicate the active uptake of ions by carrier mechanism.

Mekanisme CarrierIn carrier mechanism, activated ions

combine with carrier proteins and from ion carrier complex. This

complex moves across the membrane and reaches the inner

space by the expenditure of energy.Within the cytoplasm, the complex

breaks to release the ions. Karier ke luar dari sitoplasma dan

siap mengikat ion lainnya dari kompleks ion.

Diunduh dari: http://www.tutorvista.com/content/biology/biology-iv/plant-nutrition/active-absorption.php# …. 20/9/2012.

Konsep Karier

Molekul Karier

Ion Karier aktif

Kompleks ion Karier

PENYERAPAN HARALalulintas ion memasuki akar

Mineral nutrients absorbed from the root has to be carried to the xylem. This transport follows two pathways namely apoplastic pathway and symplastic pathway. In apoplastic pathway,

mineral nutrients along with water moves from cell to cell through spaces between cell wall by diffusion. The ions, which enter the cell wall of the epidermis move across cell wall of cortex,

cytoplasm of endodermis, cell walls of pericycle and finally reach the xylem.

Dalam jalur simplastik, hara mineral memasuki sitoplasma sel epidermis

bergerak melintasi sitoplasma korteks, sel endodermis perisikel

melalui plasmodesmata dan akhirnya mencapai SILEM.


Jalur Apoplastik

Jalur Simplastik

Aspek anatomis dari Jalur Apoplastik dan Simplastik penyerapan ion di daerah bulu akar

Endodermis Silem

PhloemPerisikelStrip KarpariKorteks

PENYERAPAN HARATEORI TRANSPOR ELEKTRON

This theory was proposed by H. Lundegardh, who suggested that anions could be transported across the membrane by cytochrome system. Energy is supplied by direct oxidation of

respiratory intermediates.

Diagrammatic representation of cytochrome pump hypothesis On salt

absorption, anions (A-) are actively absorbed via a cytochrome pump and cations (M+) are passively absorbed.

The rate of respiration, which is solely due to anion absorption, is called as anion respiration or salt respiration.

The original rate of respiration (without anion respiration) can be observed in

distilled water and is called ground respiration.

Total respiration (R1) = Ground respiration (Rg) + Salt or anion

respiration (Ra).


Reaksi Dehidrogenase

Laru

tan

ekst

erna

l

Inte

rnal

Sel

PENYERAPAN HARATranslokasi Solute

P.R. Stout and Dr. Hoagland have proved that mineral nutrients absorbed by the roots are translocated through the xylem vessel. Mineral salts dissolved in water moves up along the

xylem vessel to be transported to all the parts of the plant body.

Translocation is aided, by transpiration. As water is continuously lost by transpiration on the upper surfaces of the plant, it creates a transpirational pull, by which water along with mineral salts is pulled up along the xylem vessel. Active absorption of energy can be achieved only by

an input of energy. Following evidences show the involvement of metabolic energy in the absorption of mineral salts.

Higher rate of respiration increases the salt accumulation inside the cell.Respiratory inhibitors check the process of salt uptake.

By decreasing oxygen content in the medium, the salt absorption is also decreased.These evidences indicate that salt absorption is directly connected with respiratory rate and

energy level in the plant body, as active absorption requires utilization of energy.


PENYERAPAN HARARoots have extensions of the root epidemal cells known as root hairs. While root hairs greatly enhance the surface area (hence absorbtion surface), the addition of symbiotic mycorrhizae

fungi vastly increases the area of the root for absorbing water and minerals from the soil.

Peranan bulu akar dalam meningkatkan nluas

permukaan akar untuk penyerapan air dan unsur

hara dari tanah.

Image from Purves et al., Life: The Science of Biology, 4th Edition, by

Sinauer Associates (www.sinauer.com) and WH Freeman

(www.whfreeman.com)

Diunduh dari: http://www.cartage.org.lb/en/themes/sciences/botanicalsciences/PlantHormones/PlantHormones/PlantHormones.htm…. 20/9/2012.

Bulu-bulu akar

http://www.sinauer.com/

http://www.whfreeman.com/

PENYERAPAN UNSUR HARA TANAMAN

• Gejala defisiensi dapat dicegah atau dikoreksi dnegan jalan menambahkan hara

• Defisiensi suatu hara mengakibatkan tanaman sulit atau bahkan tidak mungkin melengkapi pertumbuhan vegetatifnya atau fase reproduktifnya

Ikisan.com

pH tanah mempengaruhi ketersediaan haraP, Zn, & Fe

PENYERAPAN HARA – from soil to plant via root

• Pergerakan hara ke akar : 1) Perkembangan Akar: exposure to

soil and new supplies of nutrients - roots could contact 3% of the soil or nutrients in the soil.

2) Aliran Massa: water absorbed by the root

creates a water deficit near the root,

more water moves to the root carrying nutrients with the water.

Penting bagi unsur-unsur hara yang banyak dijumpai dalam larutan tanah : N, K & Ca

Akar sekunder

Akar Primer

Bulu Akar

Akar Primer dan Sekunder

Bulu Akar

PENYERAPAN HARA

3) Difusi – Pergerakan hara karena ketidak-seimbangan konsnetrasi ( Gradien difusi)

Akar tanaman random thermal movement

HPO4- HPO4- HPO4-HPO4-

blobs.org/science/diffusion

biologycorner.com

Persyaratan penyerapan hara oleh tanaman

• Actively growing plants - anything that affects the metabolism of the plant will affect nutrient uptake

• Energi metabolik diperlukan. Akar tanaman harus mampu ber-respirasi. Tanah hartus cukup oksigen

Akar tanaman tomat setelah dipanen

Conditions required for Nutrient Uptake by plants

Root hairs are the most active points of nutrient uptake.

Process is selective - a carrier ion moves from plasmalemma across the plasma membrane into the outer space of the walls of the cells of the cortex and picks up a nutrient ion and moves back across the membrane.

Penyerapan Hara

Carrier ion

Membran Plasma

Rongga dalam

Rongga luar

NO3- NO3-

K+

Rongga bebas Diperlukan energi untuk menggerakkan karier melintasi membran

NO3-

Penyerapan Hara

Root Hair

NO3- HCO3-

Ca ++H+ H+

Penyerapan hara dapat mengakibatkan peningkatan kemasaman.

Bulu Akar

Diffusion away from root

Diffusion toward rootNut

rient

Con

cent

ratio

n

Root surface

Bulk soil

high

low

Concentration gradients for soil nutrients, diffusing either toward or away from the root surface

Permukaan akar

Difusi menjauhi akar

Difusi mendekati akar

Kon

sent

rasi

har

a

Masa tanah

Tinggi

Rendah

Laju difusi hara beragam di antara ion-ion

and due to differences in solubility (NO3- >> PO4

3-)

Perbedaan muatan listrik (biasanya anion lebih cepat dibanding kation)

Perbedaan rapat muatan:Rapat muatan: Banyaknya muatan per ion dibagi dengan radius ionik.

i.e., ion-ion yang ukurannya kecil dan muatannya tinggi, mempunyai rapat muatan yang tinggi

ions with high charge density diffuses more slowly

Al3+ > H+ > Ca2+ > Mg2+ > K+ = NH4+ > Na+

Ion-ion yang difusinya cepat (‘mobile nutrients’) mempunyai selubung difusi yang radiusnya

lebih besar dibandingkan dnegan ion-ion yang difusinya

lambat slowly (‘immobile nutrients’) PO4

3- NO3-

Selubung difusi: volume of soil around root that is depletedin nutrient concentrations due to uptake

Zone penyerapan untuk hara mobil dan immobil

Diffusion toward root

Nut

rient

Con

cent

ratio

nRoot surface

Bulk soil

high

low

Because of these differences in rates of ion diffusion, zones of depletion around roots will vary in size, with immobile nutrients

having smaller and mobile nutrients having larger zones

NO3-

PO4---

0.5 mm 10 mm

Difusi hara mendekati akar

Permukaan akar tanaman

For this reason, plants must develop greater root length to fully exploit the soil for ions like phosphate and ammonium

than for ions like nitrate

A much higher root length density is re-quired to deplete the soil of immobile than mobile nutrients.

Immobile nutrients (NH4+, H2PO4

-)

Mobile nutrient (NO3-)

Root length density (mm/cm3)

% d

eple

tion

of n

utrie

nt a

vaila

bilit

y

0%

100%

Hara immobil

Hara Mobil

Kerapatan panjang akar (mm/cm3)

% d

eple

si h

ara

ters

edia

Kerapatan panjang akar yang cukup tinggi diperlukan untuk

menyerap hara immobil dibandingkan dnegan hara

yang mobil

Mass flow – movement of soluble ions from soil water to the root driven by the transpiration stream

H2O

H2O

H2O

H2O

H2O

H2O

H2O

The transpiration streamAliran Transpirasi

PENTINGNYA ALIRAN MASSA

Untuk unsur hara yang banyak dalam tanah;

Juga penting bagi unsur hara mikro yang dibutuhkan tanaman dalam jumlah sedikit.

Tetapi “aliran massa” tidak terlalu penting bagi ….

… unsur-unsur hara yang biasanya membatasi produksi tanaman

Root interception is the direct encountering of nutrients as roots elongate into unexplored soils

Root interception is not important as a mechanism thatdirectly supplies nutrients to roots…why?

Because the quantity of N, P, K encountered is always lessthan the actual construction cost of the new root

Of course, root elongation is very important in producing newroots, and providing new surface area in unexplored soil to whichnutrients can move by diffusion and mass flow

Bagaimana mekanisme pergerakan hara tanaman …..…

Unsur Hara Mekanisme suplai hara (% dari total yang diserap)

Root Interception

Mass Flow

Diffusion

Sedge tundra (Natural ecosystem)

Nitrogen - 0.5 99.5Phosphorus - 0.7 99.3Potassium - 6 94

Calcium - 250 0

Magnesium - 83 17

Corn crop (Agricultural ecosystem)

Nitrogen 1 79 (NO3-) 20

Phosphorus 2 4 94Potassium 2 18 80

Calcium 150 413 0

Magnesium 33 244 0

Sulfur 5 95 0

Iron - 53 -

Manganese - 133 0

Zinc - 33 -

Boron - 350 0

Copper - 400 0

Molybdenum - 200 0

In both natural andagricultural ecosystems,

diffusion is the most important mechanism

for growth limiting nutrients

Mass flow isimportant for

nutrients that are

or required in smallamounts

abundant in soil,

Kalau unsur hara telah berada di permukaan akar, bagaimana ia memasuki tanaman?

Active transport moves ions across root cellmembranes

Requires energy!

(respiration!)

Penyerapan hara tanaman

1). Laju suplai hara dari tanah (e.g., mineralization rate) sangat penting

What influences rates of nutrient uptake by vegetation?

Dosis pupuk (g/m2)

Has

il bi

ji (g

/m2)

2). Panjang akar

3). Aktivitas Akar (uptake capacity per unit root length, density of ion carriers)

the major plant trait determining uptake

high specific root length maximizes rootsurface area (SRL = length per mass)

secondary to root length, but important during phases of rapid expansion, like after disturbance

Apa yang mempengaruhi laju penyerapan hara oleh vegetasi?

• Peningkatan ratio root:shoot– Increased investment in roots

• Perkembangan akar di zone yang kaya hara:– Root growth occurs where it does the most good

• Bulu-bulu akar lebih panjang

Pemanjangan akar merupakan cara bagi tanaman untuk meningkatkan penyerapan hara

Roots grow preferentially in resource ‘hot spots’

Perkembangan akar terkonsnetrasi pada lapisan tanah-atas yang kaya unsur hara dan bahan organik

Akar tanaman tumbuh berkembang dalam merespon peningkatan ketersediaan hara dalam waktu singkat

Akar tanaman akan memperbesar luas permukaannya dnegan jalan, membentuk bulu-bulu akar, pada saat ketersediaan hara dalam tanah

sangat terbatas.

Root investment increases when nutrient supply is low

Pemanjangan akar merupakan cara bagi tanaman untuk meningkatkan penyerapan hara

Bulu-bulu akar dengan sel-sel epidermisnya dimodifikasi

Dengan menumbuhkan bulu-bulu akar, tanaman mampu meningkatkan panjang akar dan luas permukaan akarnya

Zone pemanjangan akar

Tumbuhan juga dapat meningkatkan panjang akar efektif / luas permukaan akar melalui simbiosis dengan jamur akar mycorrhiza…

Mycorrhizae, by increasing effective root length, increase the volume of soil exploited by roots

Most plants, (around 75%), are mycorrhizal

The ‘mycorrhiza’ (fungus-root) is the interface where fungal hyphaeactually penetrate the root, forming an interface where nutrients andcarbon are exchanged

Struktur dan sifat-sifat “interface” ini beragam di antara tipe-tipe mikorhiza.

In mutualistic mode, the plant provides photosynthate (fixed C) tothe fungus, whereas the fungus provides nutrients and water to the plant

JAMUR AKAR = MIKORHIZA

ADA EMPAT TIPE Mycorrhiza:

1. Ectomycorrhizae: temperate, boreal, some tropical forestS

2. Arbuscular mycorrhizae (AM, used to be called VAM): herbaceous communities and tropical forests

3. Ericoid mycorrhizae: heathlands, tundra Orchid mycorrhizae

4. Ecto- dan Arbuscular- mycorrhiza paling banyak dijumpai di alam.

– Hifa-hifa fungi menembus dinding sel-sel korteks (tetapi tidak menembus membran plasma)

Produce highly branched "arbuscules" in close association with plant cell plasma membrane, forming the point of transfer

of nutrients and carbon

– Sangat penting dalam proses penyerapan PO oleh akar tanaman

– Sangat penting dalam mengatasi cekaman air

Arbuscular Mycorrhizae

Struktur Arbuscular mycorrhiza

Bulu akar

Miselium eksternal

Klamidospora

Arbuscular mycorrhizae, lazimnya pada tumbuhan herba:- Effektif dalam penyediaan hara P bagi tanaman

- Juga membantu mitigasi cekaman air

Akar tanaman Clover yang diinfeksi oleh fungi arbuscular mycorrhiza.

The intricately branched arbuscules (arb) are sites of nutrient exchange with

the plant cells; the vesicles (ves) are fungal storage bodies; the swelling at

the point of fungal entry into the root is termed an appressorium (ap).

Plant root hairs (rh) also are shown.

Ectomycorrhizae

– Penting dalam mengatasi cekaman air

– Selimut atau selubung hifa membungkus akar

– Hyphae penetrate intercellular spaces of root cortex to form Hartig Net (point of material exchange between plant and fungus), but do not penetrate cortical cell walls

– Tanaman respon thd infeksi fungi dnegan jalan membentuk akar pendek yang bercabang-cabang (branched "club" root)

– Penting dalam penyediaan P dan N bagi tanaman; fungi menghasilkan ensim protease yang dapat memecah molekul protein menjadi asam-asam amino

– Lazimnya pada tumbuhan pepohonan

Struktur Ectomycorrhizae, selubung fungi membungkus akar dan penetrasi di antara sel-sel korteks

Selubung fungi

Jaring Hartig

Ectomycorhiza biasanya dijumpai pada pepohonan, terutama jenis conifer

They substantially alter root morphology, moreso than AM fungi

club root morphologyMorfologi akar

Selimut fungi

Stele Akar

Jaring Hartig

Akar pendek yang terinfeksi

PERBANDINGAN : Arbuscular mycorrhizae Dan Ectomycorrhizae

The arbuscular mycorrhizal structure is much less conspicuous than that of ectomycorrhizae. Both types have external hyphae, but arbuscular mycorrhizae do not form a fungal sheath around

the root.

Arbuscular mycorrhizaeEctomycorrhizae

Orchid mycorrhizae (orchid – asosiasi fungi) – dalam beberapa kasus, fungi menyediakan karbon dan hara tanaman

Ericoid mycorrhizae (ericoid – asosiasi fungi):1. like EM fungi, ericoid fungi produce proteases (enzymes that

hydrolyze organic forms of N); amino acids can then be transferred to the host plant

2. Sangat penting dalam nutrisi N bagi tanaman3. Ericoid fungi juga menghasilkan ensim oksidase fenol yang mampu

mendegradasi humus4. Hifa ericoid tidak tumbuh meluas ke luar akar

Two Other Important Types of Mycorrhizae

Mycorrhiza Ekto-• In ectomycorrhizae , no formation of root hair

– The mycelium of the fungus forms a dense sheath over the surface of the root

a

(a) Ectomycorrhizae. The mantle of the fungal mycelium ensheathes the root. Fungal hyphae extend from the mantle into the soil, absorbing water and minerals, especially phosphate. Hyphae also extend into the extracellular spaces of the root cortex, providing extensive surface area for nutrient exchange between the fungus and its host plant.

Epidermis Cortex

Endodermis

Fungalhyphaebetweencorticalcells (colorized SEM)

100 m

Mantle(fungalsheath)

Mantle(fungalsheath)外套膜

Mycorrhiza Endo-• In endomycorrhizae, formation of root hair

– Benang hifa mikroskopis menembus memasuki akar

Epidermis Cortex

Fungal hyphae

Root hair

10 m

(LM, stained specimen)

Cortical cells

Endodermis

VesicleCasparianstrip

Arbuscules

2

(b) Endomycorrhizae. No mantle forms around the root, but microscopic fungal hyphae extend into the root. Within the root cortex, the fungus makes extensive contact with the plant through branching of hyphae that form arbuscules, providing an enormous surface area for nutrient

swapping. The hyphae penetrate the cell walls, but not the plasma membranes, of cells within the cortex.

Bulu Akar

Hifa fungi

PUPUKHUBUNGAN TANAMAN - TANAH - HARA

Diunduh dari: http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0378429011002668 …. 20/9/2012.

Hubungan antara aliran nitrogen dari N-pupuk, N-tanah,

dan serapan N oleh tanaman dari zone perakaran; the width

of the line represents the magnitude of each N flux. Nfert, theoretical nitrogen rate; Nfert1,

fertilizer N uptake by crop; Nfert2, residual fertilizer N in the soil; Nfert3, fertilizer N losses to the environment; Nsoil, crop N

uptake from soil; Ngrain, grain N; Nstraw, straw N.

Calculation of theoretical nitrogen rate for simple nitrogen recommendations in intensive cropping systems: A case study on the North China Plain

Xiaotang Ju, Peter Christie. Field Crops Research. Volume 124, Issue 3, 20 December 2011, Pages 450–458.

Tipe PupukPupuk adalah bahan yang ditambahkan ke dalam media tanam atau ke tubuh tanaman untuk mencukupi kebutuhan hara yang

diperlukan tanaman sehingga mampu berproduksi dengan baik. Bahan pupuk dapat berupa senyawa organik atau anorganik.

Pupuk berbeda dengan bahan-bahan suplemen. Pupuk mengandung bahan baku yang diperlukan pertumbuhan

dan perkembangan tanaman, sementara suplemen seperti hormon tumbuhan membantu kelancaran proses metabolisme. Meskipun demikian, ke dalam pupuk, khususnya pupuk buatan,

dapat ditambahkan sejumlah material suplemen.

Pupuk Lengkap vs. Tidak Lengkap

• Pupuk Lengkap– Contain all 3 primary

nutrients of nitrogen, phosphorus, & potassium.

• Contoh:– 10-10-10– 15-30-15– 20-5-20

Pupuk Lengkap vs. Tidak Lengkap

• Pupuk tidak lengkap– DO NOT have all 3

primary nutrients.• Contoh:

– 20-0-0– 0-20-0– 12-0-44

Pupuk Organik vs. An-organik

• Pupuk Organik– Come from plant or animal matter & contain carbon

compounds.• Contoh:

– Urea– Sludge– Animal Tankage

Pupuk Organik vs. An-organik

• Keuntungan pupuk organik– Lambat melepaskan

hara tersedia.– Not easily leached from

soil.– Add organic

components to growing media.

Pupuk Organik vs. Anorganik

• Kelemahan pupuk organik:– Hard to get.– Mahal.– Tidak steril.– Kandungan haranya

rendah.


Pupuk Anorganik:– Come from

sources other than animals or plants….

• Produk kimiawi.

Pupuk Organik vs. Anorganik• Kelebihan pupuk anorganik

– Dapat menyusun ratio hara sesuai kebutuhan.– Harganya lebih murah.– Mudah diperoleh di pasaran bebas.

Diunduh dari: http://blog.betterfarm.org/2012/06/chemistry-of-gardening.html …. 20/9/2012

Many farmers know that fertilizer can assist in plant growth and produce production; but what is the fertilizer actually doing for your plants and

landscape?

Pupuk mengandung tiga macam unsur hara makro yang penting bagi tanaman :

nitrogen, potassium, dan phosphorus. The need for these minerals makes the use of fertilizer popular—but the production and use of inorganic fertilizer can harm the

environment.

Memberi makan tanah Memberi makan tanaman

Pupuk Organik Pupuk KImia

Hara tanaman

Hara tanaman

Bahan organik

Mikroba tanahHara tanah

http://2.bp.blogspot.com/-DU69g8nWtK0/T8wICx54alI/AAAAAAAAEl0/TCqTJmMEvBA/s1600/fertalizer.jpg


• Kelemahan Pupuk Anorganik– No organic material.– Possible chemical

building up in growing media.

Pupuk Larut vs. Tidak-Larut

• Soluble Fertilizer = Pupuk Larut– Dissolves in water & are applied as a liquid

solution.• KEUNTUNGANNYA

– Dapat memupuk melalui air irigasi dalam proses yang disebut “fertigation”.

Pupuk Dapat-Larut vs. Tidak-dapat-larut• Pupuk tidak melarut (sukar larut)

– Includes granular & slow release fertilizers applied to the growing media.

Pupuk Larut vs. Tidak-Larut

• Granular Fertilizer = Pupuk Granuler– Relatif tidak mahal– Mudah ditemukan di pasaran bebas

• Slow Release Fertilizer = pupuk Lambat Tersedia– More expensive than granular because it is

coated.– Gives a more uniform release of nutrients

over time period.

Komposisi Pupuk & Ratio• Analysis

– Menyatakan persentase berat dari nitrogen, phosphorus, dan potassium.• Ratio

– Merupakan komparasi hara primer– 10-10-10 = 1:1:1– 24- 8 -16 = 3:1:2

Aturan Mencampur Pupuk

1. Never mix calcium fertilizers with a fertilizer containing phosphorus. Doing so, might form a precipitate of calcium phosphate and clog your irrigation system.

2. When mixing acid with water - always add acid to water and NOT water to acid. Adding water to acid, might cause uncontrolled boiling and splashing.

3. Mixing Ammonium Nitrate with water in the fertilizer stock decreases the water temperature and might decrease the solubility of other fertilizers as a result.

4. Do not mix a fertilizer containing sulphate with other fertilizers containing calcium. the result will be insoluble Gypsum .

Analisis Komposisi Pupuk

Pemilihan Pupuk

UJI TANAH DAN TANAMANSIKLUS HARA DALAM SISTEM

PERTANIAN.

The role of soil and plant analysis, recent advances in fertilizer technology and application

techniques, the effects of tillage methods on fertilizer requirement, vesicular-arbuscular mycorrhizas and nutrient efficient species and cultivars have been reviewed in

relation to their effects on fertilizer use efficiency.

Optimization of plant nutrition-improving the efficiency of fertilizer useW.J. Cox and A.D. Robson

Edited by JK Leslie. Proceedings of the 1st Australian Agronomy Conference, April 1980,

Queensland Agricultural College, Lawes, Queensland.

Diunduh dari: http://regional.org.au/au/asa/1980/invited/plant-nutrition/cox.htm …. 20/9/2012

PRODUKSI TANAMAN

1. Bertumpu pada unsur hara yang tersedia dalam tanah

2. Penambahan unsur hara melalui pemupukan dan praktek pengelolaan lainnya

Kemampuan tanah menyediakan unsur hara sangat beragam dan

berfluktuasi

Teknik Diagnosis/Pendugaan:

1. Identifikasi gejala defisiensi hara2. Uji Tanah3. Analisis jaringan tanaman

Kemampuan tanah menyediakan hara

bagi tanaman

Kebutuhan tanaman terhadap hara

Pupuk

TEKNIK PENDUGAAN

STATUS KESUBURAN

TANAH

Identifikasi Gejala Defisiensi Unsur Hara pada tanaman

Analisis jaringan tanaman yg tumbuh pada tanah

Uji Biologis: Ukuran tingkat kesuburan tanah

adalah pertumbuhan tanaman atau mikroorganisme tertentu

Chemical Soil Test

MANAJEMEN UNSUR HARA PUPUK BAGI TANAH-TANAMAN

Documents

crop yieldfactors

crop needsii

plant growth

section s

high crop productivity

nutrient demand

nutrient fate

environmental quality