© Foto: Bruno Verbist

Reading Materials:

•Brady NC and Weil RR, 2002. The Nature and Properties of Soils

•Supardi G., 1989. Sifat dan Ciri Tanah (hal 12-26)

(Edaphology)

• Cahaya

• Udara

• Air

• Unsur hara

• Tunjangan

mekanik

Faktor Pertumbuhan Tanaman

Tanaman tumbuh

butuh:

Cahaya+ air + hara

1. Kloroplas menyerap

energi dari cahaya

Energi

cahaya

2. Air masuk

ke daun

3. CO2 masuk ke

daun melalui

stomata

Air dan hara

FOTOSINTESIS

4. Produksi gula (didistribusikan ke

seluruh bagian tubuh tanaman)

O2

http://www.doga.metu.edu.tr/yeeproject/photosynthesis.jpg

http://shs.starkville.k12.ms.us/~kb1/images/photosynthesis.gif

CO2

1. Media tempat tumbuh

perakaran

2. Pengatur ketersediaan air

3. Penyedia udara (O2)

4. Penyedia unsur hara

5. Penyangga (soil buffer), bila

ada perubahan yang kurang

menguntungkan misalnya

temperatur dan pH

6. Filter, bila ada kontaminan

FIS

IKA

K

IMIA

B

IO-K

IMIA

T

A

N

A

H

Kimia:

•Unsur hara tersedia

•Penyangga

Akar

P

e

r

t

u

m

b

u

h

a

n

Fisika:

• Air tersedia

• O2 (aerasi)

Biologi:

• BOT

Komponen Tanah

Mineral

45%

Udara 25 %

Air

25 %

BO 5%

Optimal bagi tanaman

Tanah permukaan bertekstur sedang

(berdasarkan volume)

AIR & UDARA TANAH selalu dinamis

Uap air

4.7>pF>2.5

KR =

100%

Air

kapiler

Kering

Mengapa?

Air bebas

2.5>pF>0

KR = 100%

Tt = T0

= 100C

Biota

Basah

Aerasi Tanah

Penambahan O2 selalu

diperlukan untuk kegiatan

biologik, ….pada waktu

yang bersamaan kegiatan

biologik melepaskan CO2 …

TETAPI konsentrasi CO2

tidak boleh meningkat! …

N (79%), O2 (18-20%)

and CO2 (1-10%).

Volume and continuity of pores

Pentingnya Aerasi Tanah

• Pertumbuhan akar

• Pertumbuhan mikroba

• Kecepatan dekomposisi

bahan organik

• Mengendalikan

terbentuknya senyawa

beracun

KEBUTUHAN O2 PERTUMBUHAN TANAMAN

• Tumbuh baik bila [O2] >10%v

• Terganggu bila [O2] <10%v

• Tanah beraerasi baik bila [O2] : 18

- 21%v

• Laju difusi O2 harus 30x10-8 g/cm2

- menit

• Kadar CO2 dalam tanah : 0,1 - 5 %

Fisik:

• Gangguan mekanis:

pemadatan ~bobot isi

(BI) tinggi ~ Lapisan

padat

• Tidak adanya rekahan

tanah

• Kekurangan oksigen ~

genangan air

• Tanah kering

• Temperatur: terlalu

rendah atau tinggi

Hambatan Fisik Tanah

Batu kapur Warna kebiruan aerasi buruk

pada ultisol lap. bawah

Tanah

Kering

Tanah

diirigasi

Sumber Unsur Hara dalam Tanah dan perpindahannya ke

Akar Tanaman

Permukaan

Jerapan

Tanah Larutan

Tanah

Matrik Mineral

Ca2+,Mg2+ dan

kation lain,

Phosfat

Bahan

organik:

NPS

Unsur hara esensial VS fungsional

• Unsur hara esensial: unsur hara yang dibutuhkan

oleh tanaman

• Unsur hara fungsional: unsur yang berfungsi dalam

tanaman, walaupun peranannya tidak jelas.

Bu CHO daN PaK Cahyo hari Minggu

Shopping dengan Bu Clara yang Cukup

FeMinin, Molek dan Zensual

• Mo digantikan Va di Azotobacter

• Cl digantikan Br pada konsentrasi tinggi

• Na tidak esensial, tapi meningkatkan produksi bit gula,

sledri, lobak

• Si dibutuhkan tanaman padi-padian

Unsur hara makro dan mikro Atmosfir dan Air C, H, O

Tanah

Hara makro

N, P, K, Ca, Mg, S

Unsur hara Mikro Fe, Mn, Cu, Zn, B, Mo, Cl, Ni

Hara yang

menguntungkan

Co, Na, Si, F, Br, Sr, Sc, Va, J

• 94 - 99.5 % dari total berat segar tanaman, adalah C H

O yang diambil dari udara.

• O.5 – 6 % hara dalam jaringan tanaman diserap dari

tanah. Kecil proporsinya, perannya sangat penting bagi

pertumbuhan tanaman

• Unsur-unsur pupuk = NPK (S)

• Unsur kapur = Ca, Mg

Perpindahan unsur hara ke tanaman

“Contact between root surface and nutrient”

①Root interception

②Mass flow

③Diffusion

1. Root Interception

“Ion diserap ketika bersinggungan

dengan permukaan akar. Peningkatan kapasitas serapan ion seiring dengan

perkembangan akar dalam tanah”

Intersepsi: Akar tanaman tumbuh dan memanjang sehingga

memperluas jangkauan akar >> memperpendek jarak

dengan keberadaan unsur hara

2. Mass Flow

Ion di transportasikan ke akar melalui aliran air

Aliran air penyerapan air oleh tanaman akibat transpirasi

Water + Nutrient

H2O H2O

H2O

H2O

H2O

Aliran massa Gerakan unsur hara di dalam tanah menuju permukaan akar

tanaman bersama-sama gerakan massa air

3. Diffusion

“Pergerakan disepanjang kisaran titik

konsentrasi, dari konsentrasi

tinggi ke rendah”

Ringkasan Pergerakan Unsur Hara

Larutan Tanah

• Adanya pori-pori besar

(makro) dan kecil (mikro)

larutan tanah tidak

kontinue dan tidak mudah

bergerak dalam tanah

• Jumlah, susunan kimia

dan sifat larutan tanah

berubah-rubah

Air dalam tanah yang mengandung ion-ion hara terlarut yang tersedia bagi

tanaman

Larutan Tanah

• Bila terjadi penguapan

kepekatan garam larutan

tanah naik

• Kadar garam daerah kering

lebih tinggi dari pada

daerah basah. Kadar 0.5 %

= 10 ton garam di lapisan

olah / ha sudah berbahaya

bagi tanaman.

Hambatan Tanah terhadap Pertumbuhan

Akar: Kimia

• Kekurangan

• Kelebihan

Bentu

k U

nsu

r M

akro

dala

m T

anah Bentuk kompleks dan tidak

tersedia

Bentuk sederhana

Mudah tersedia

Bentuk

ion-

ionnya

N: senyawa organik, protein,

asam amino, dll; bentuk koloidal

dan peka terhadap dekomposisi

Garam ammonium

Garam nitrit

Garam nitrat

NH4+

N02-

NO3-

P: apatit, Ca,Fe dan Al-fosfat,

Senyawa organik: fitin, asam

nukleat dll

Ca,K, Mg Fosfat, senyawa

P organik yang larut

HPO4-2

H2P04-1

K: Mineral felspat dan mika; liat

alluminium silikat, ilit

K pada kompleks jerapan,

K-sulfat, karbonat dll

K+

Ca: mineral felspat, hornblen,

kalsit dan dolomit

Ca dalam kompleks

jerapan garam kalsium

Ca2+

Mg: mineral mika, hornblen,

dolomit, serpentin liat

Mg dalam kompleks

jerapan garam

Mg2+

S: mineral pirit dan gips, bentuk

organik, bentuk koloidal dan

peka terhadap dekomposisi

Berbagai sulfit dan sulfat

dari Ca, K, Mg dll

SO32-

SO42-

Bentuk Unsur yang Digunakan Tanaman

Nitrogen

Fosfor

Kalium

Kalsium

Magnesium

Belerang

Besi

NH4+, N02

-,

NO3-

HPO4-2,

H2P04-

K+

Ca2+

Mg2+

SO32- SO4

2-

Fe+2 Fe+3

Molibdenium

Mangan

Tembaga

Seng

Boron

Klor

Air

MoO4-2

Mn+2 Mn+4

Cu+ Cu+2

Zn+2

BO3-3

Cl-

H+ OH-

OPTIMAL

SEDANG SEDANG

EXTRIM EXTRIM

Kahat Keracunan

Konsentrasi hara esensial

Sangat

rendah

Sangat

tinggi

Pert

um

bu

han

rela

tif,

%

90% max prod

Mn

Prinsip Faktor Pembatas

“Besarnya produksi tanaman ditentukan oleh unsur

yang paling rendah ketersediaannya”

(The law of the minimum, Liebig)

Nit

rog

en

Po

tas

ium

•Kahat unsur hara mikro pertumbuhan tanaman

terhambat.

•Umumnya terjadi pada: tanah berpasir, tanah

organik, dan tanah sangat alkalin

Kimia:

• Konsentrasi Al yang tinggi, berhubungan dengan pH yang rendah

• Penyediaan unsur hara yang rendah

• Bahan kimia phytotoxic dalam kondisi anaerobik

Keracunan Al

Forest Soil

Agicultural soil

compact soil

Fertile Soil:

High SOM : ~ > 2.5 – 4.0 %

Low Bulk Density: ~ < 1.3 g cm-3

High biota activity

Generally dark colored

SOM maintain soil bulk density

Foto: Kurniatun Hairiah

Soil Macro pore

• High OM input soil

organisms more active

more soil macro pore

• Thickness of litter layer is

an indicator for healthy

soil

Siklus

Unsur

Hara

di

Lahan