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
Diunsuh dari sumber: ftp://cals.arizona.edu/.../Section%20S%20-... 15/10/2012
The Goals of Nutrient Management are to…
• Optimize plant production– Yield/quality– Profit
• Conserve resources• Enhance soil quality and productivity
Diunsuh dari sumber: ftp://cals.arizona.edu/.../Section%20S%20-... 15/10/2012
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.
Diunsuh dari sumber: ftp://cals.arizona.edu/.../Section%20S%20-... 15/10/2012
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
Diunsuh dari sumber: ftp://cals.arizona.edu/.../Section%20S%20-... 15/10/2012
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
Diunsuh dari sumber: ftp://cals.arizona.edu/.../Section%20S%20-... 15/10/2012
• Annual rainfall/relation to crop C.U.• Annual rainfall distribution• Climate:
– Average air/soil temperatures during the year– Heat unit accumulations
Diunsuh dari sumber: ftp://cals.arizona.edu/.../Section%20S%20-... 15/10/2012
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
Diunsuh dari sumber: ftp://cals.arizona.edu/.../Section%20S%20-... 15/10/2012
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?
Diunsuh dari sumber: ftp://cals.arizona.edu/.../Section%20S%20-... 15/10/2012
FAKTOR TANAMAN
Diunsuh dari sumber: http://www.knowledgebank.irri.org/rkb/nutrient-management-fact-sheets.html... 15/10/2012
SSNM Site Specific Nutrient
Management
FENOLOGI JAGUNGSource: Iowa State University
Diunsuh dari sumber: ftp://cals.arizona.edu/.../Section%20S%20-... 15/10/2012
SERAPAN K TANAMAN JAGUNGSource: Iowa State University
Diunsuh dari sumber: ftp://cals.arizona.edu/.../Section%20S%20-... 15/10/2012
EC and Crop Growth
20
40
60
80
100
0 2 4 6
Soil EC
% Y
ield Lettuce
BroccoliCantaloupeSweet Corn
“Non-saline” “Saline”
Diunsuh dari sumber: ftp://cals.arizona.edu/.../Section%20S%20-... 15/10/2012
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
Diunsuh dari sumber: ftp://cals.arizona.edu/.../Section%20S%20-... 15/10/2012
Respon Tanaman Barley thd pupuk N
Diunsuh dari sumber: ftp://cals.arizona.edu/.../Section%20S%20-... 15/10/2012
Good Irrigation Management is EssentialSource: Paul Brown, UA
Diunsuh dari sumber: ftp://cals.arizona.edu/.../Section%20S%20-... 15/10/2012
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
Diunsuh dari sumber: ftp://cals.arizona.edu/.../Section%20S%20-... 15/10/2012
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.
Diunsuh dari sumber: ftp://cals.arizona.edu/.../Section%20S%20-... 15/10/2012
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
Diunsuh dari sumber: ftp://cals.arizona.edu/.../Section%20S%20-... 15/10/2012
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
Diunsuh dari sumber: ftp://cals.arizona.edu/.../Section%20S%20-... 15/10/2012
CONTOH:
Integrated Nutrient Management for Cotton in Arizona
Courtesy of J.C. Silvertooth
Diunsuh dari sumber: ftp://cals.arizona.edu/.../Section%20S%20-... 15/10/2012
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.
Diunsuh dari sumber: ftp://cals.arizona.edu/.../Section%20S%20-... 15/10/2012
Generalized Flower Curve
Heat Units Accumulated After Planting
Num
ber o
f Fre
sh B
loom
s
Pinhead Square Peak Bloom
Cut-out
Diunsuh dari sumber: ftp://cals.arizona.edu/.../Section%20S%20-... 15/10/2012
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
Diunsuh dari sumber: ftp://cals.arizona.edu/.../Section%20S%20-... 15/10/2012
Feedback Management Requirements
• Useable / accessible measurement• Established baselines / guidelines
– reference base• Common variety types (species)• Regionally specific baselines• Validation of recommendations
Diunsuh dari sumber: ftp://cals.arizona.edu/.../Section%20S%20-... 15/10/2012
Optimal N Management
• Provides for optimal N efficiencies– agronomically (crop response)– economically– environmentally
• Improved fertilizer N efficiency– better fertilizer N recoveries
• Reduced leaching losses
Diunsuh dari sumber: ftp://cals.arizona.edu/.../Section%20S%20-... 15/10/2012
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
Diunsuh dari sumber: ftp://cals.arizona.edu/.../Section%20S%20-... 15/10/2012
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
Diunsuh dari sumber: ftp://cals.arizona.edu/.../Section%20S%20-... 15/10/2012
Optimal N Management (Step 2)
• 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
Diunsuh dari sumber: ftp://cals.arizona.edu/.../Section%20S%20-... 15/10/2012
Optimal N Management (Step 3)
• Split N fertilizer applications– follow crop condition (HNR, FR, petiole concentration)– window = PHS - PB (600 - 2000 HUAP)
• Avoid preseason N applications if possible
Diunsuh dari sumber: ftp://cals.arizona.edu/.../Section%20S%20-... 15/10/2012
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
Diunsuh dari sumber: ftp://cals.arizona.edu/.../Section%20S%20-... 15/10/2012
Optimal N Management (Step 4)
• 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
Diunsuh dari sumber: ftp://cals.arizona.edu/.../Section%20S%20-... 15/10/2012
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)
Diunsuh dari sumber: ftp://cals.arizona.edu/.../Section%20S%20-... 15/10/2012
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)
Diunsuh dari sumber: ftp://cals.arizona.edu/.../Section%20S%20-... 15/10/2012
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
Diunsuh dari sumber: ftp://cals.arizona.edu/.../Section%20S%20-... 15/10/2012
FR Baselines
Heat Units Accumulated After Planting500 1000 1500 2000 2500 3000 3500
% F
ruit
Ret
entio
n
0
20
40
60
80
100
120
Diunsuh dari sumber: ftp://cals.arizona.edu/.../Section%20S%20-... 15/10/2012
Petiole NO3--N Concentration Baselines
Heat Units Accumulated After Planting500 1000 1500 2000 2500 3000 3500
Petio
le N
O 3- -N (p
pm x
100
0)
0
5
10
15
20
25
30Excess
Adequate
Deficient
Warning
Diunsuh dari sumber: ftp://cals.arizona.edu/.../Section%20S%20-... 15/10/2012
Crop Monitoring - N Management
Heat Units Accumulated After Planting500 1000 1500 2000 2500 3000 3500
% 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]
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
[1]
[1]
[1] [1] [1] [1]
[2]
[2]
[2][2]
[2][2]
[3]
[3][3]
[3][3]
[3]
Diunsuh dari sumber: ftp://cals.arizona.edu/.../Section%20S%20-... 15/10/2012
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
Heat Units Accumulated After Planting500 1000 1500 2000 2500 3000 3500
% 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]
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
[1]
[1]
[1] [1] [1] [1]
[2]
[2]
[2][2]
[2][2]
[3]
[3][3]
[3][3]
[3]
Diunsuh dari sumber: ftp://cals.arizona.edu/.../Section%20S%20-... 15/10/2012
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
Heat Units Accumulated After Planting500 1000 1500 2000 2500 3000 3500
% 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]
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
[1]
[1]
[1] [1] [1] [1]
[2]
[2]
[2][2]
[2][2]
[3]
[3][3]
[3][3]
[3]
Diunsuh dari sumber: ftp://cals.arizona.edu/.../Section%20S%20-... 15/10/2012
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
Heat Units Accumulated After Planting500 1000 1500 2000 2500 3000 3500
% 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]
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
[1]
[1]
[1] [1] [1] [1]
[2]
[2]
[2][2]
[2][2]
[3]
[3][3]
[3][3]
[3]
Diunsuh dari sumber: ftp://cals.arizona.edu/.../Section%20S%20-... 15/10/2012
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.
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.
Diunduh dari: http://www.tutorvista.com/content/biology/biology-iv/plant-nutrition/active-absorption.php# …. 20/9/2012.
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).
Diunduh dari: http://www.tutorvista.com/content/biology/biology-iv/plant-nutrition/active-absorption.php# …. 20/9/2012.
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.
Diunduh dari: http://www.tutorvista.com/content/biology/biology-iv/plant-nutrition/active-absorption.php# …. 20/9/2012.
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
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 Organik vs. Anorganik
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
Pupuk Organik vs. Anorganik
• 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