HARA DAN HUBUNGANNYA DENGAN TANAMAN
Seperti manusia, tanaman memerlukan makanan yang sering disebut hara tanaman. Berbeda dengan manusia yang menggunakan bahan organik, tanamana menggunakan bahan anorganik unruk mendapatkan energi dan pertumbuhannya.
Dengan fotosintesis, tanaman mengumpulkan karbon yang ada di atmosfir yang kadarnya sangat rendah, ditambah air yang diubah menjadi bahan organik oleh klorofil dengan bantuan sinarmatahari. Unsur yang diserap untuk pertumbuhan dan metabolisme tanaman dinamakan hara tanaman. Mekanisme perubahan unsur hara menjadi senyawa organik atau energi disebut metabolsime.
Dengan menggunakan hara, tanaman dapat memenuhi siklus hidupnya. Fungsi hara tanaman tidak dapat digantikan oleh unsur lain dan apabila tidak terdapat suatu hara tanaman, maka kegiatan metabolisme akan terganggu atau berhenti sama sekali. Disamping itu umumnya tanaman yang kekurangan atau ketiadaan suatu unsur hara akan menampakkan gejala pada suatu orrgan tertentu yang spesifik yang biasa disebut gejala kekahatan.
Unsur hara yang diperlukan tanaman adalah Karbon (C), Hidrogen (H), Oksigen (O), Nitrogen (N), Fosfor (P), Kalium (K), Sulfur (S), Kalsium (Ca), Magnesium (Mg), Seng (Zn), Besi (Fe), Mangan (Mn), Tembaga (Cu), Molibden (Mo), Boron (B), Klor (Cl), Natrium (Na), Kobal (Co), dan Silikon (Si).
Unsur Na, Si, dan Co dianggap bukan unsur hara essensial, tetapi hampir selalu terdapat dalam tanaman. Misalnya, unsur Na pada tanaman di tanah garaman yang kadarnya relatif tinggi dan sering melebihi kadar P (Fosfor). Silikon (Si) pada tanaman padi dianggap penting walaupun tidak di perlukan dalam proses metabolsime tanaman. Jika tanaman padi mengandung Si yang cukup, maka tanaman tersebut lebih segar dan tidak mudah roboh diterpa angin sehingga seakan akan Si meningkatkan produksi tanaman.
Berdasarkan jumlah yang di perlukan tanaman, Unsur hara di bagi menjadi dua golongan, yakni unsur hara makro dan unsur hara mikro. Unsur hara makro dibutuhkan tanaman dan terdapat dalam jumlah yang lebih besar, di bandingkan dengan unsur hara mikro. Davidescu (1988) mengusulkan bahwa batas perbedaan unsur hara makro dan mikro adalah 0,02 % dan bila kurang disebut unsur hara mikro. Ada juga unsur hara yang tidak mempunyai fungsi pada tanaman, tetapi kadarnya cukup tinggi dalam tanaman dan tanaman yang hidup pada suatu tanah tertentu selalu mengandung unsur hara tersebut misalnya unsur hara Al (Almunium), Ni (Nikel) dan Fe (Besi).
Berdasarkan sumber penyerapannya, unsur hara di pilahkan menjadi dua, yakni unsur hara yang di serap dari udara dan unsur hara yang diserap dari tanah.
· Diserap dari Udara
Unsur hara yang di serap dari udara adalah C, O, dan S, yaitu berasal dari CO2, O2, dan SO2, Penyerapan N baik dari udara maupun dari tanah diasimilasikan dalam proses reduksi dan aminasi. Nitrogen (N) udara diserap dari N2 bebas lewat bakteri bintil akar dan NH3 di serap lewat stomata tanaman.
· Diserap dari tanah
Penyerapan unsur hara dilakukan oleh akar tanaman dan diambil dari kompleks jerapan tanah ataupun dari larutan tanah berupa kation dan anion. Adapula yang dapat diserap dalam bentuk khelat yaitu ikatan kation logam dengan senyawa organik. Dewasa ini kebanyakan unsur hara mikro diberikan lewat daun.
DEFINISI UNSUR HARA ESENSIAL
Beragam unsur dapat ditemukan dalam tubuh tumbuhan, tetapi tidak berarti bahwa seluruh unsur-unsur tersebut dibutuhkan tmbuhan untuk kelangsungan hidupnya. Beberapa unsur yang ditemukan didalam tubuh tumbuhan, malah dapat mengganggu metabolisme atau meracuni tumbuhan, sebagai contoh adalah beberapa jenis logam berat seperti Al, Cd, Ag dan Pb.
Suatu unsure dikatakan esensial bagi tumbuhan adalah jika :
1. tumbuhan tidak dapat melengkapi daur hidupnya (sampai menghasilkan biji yang dapat tumbuh) apabila unsur tersebut tidak tersedia.
2. unsure tersebut merupakan penyusun suatu molekul atau bagian tumbuhan yang esensial bagi kelangsungan hidup tumbuhan tersebut. Misalnya N sebagai penyusun protein, dan Mg sebagai penyusun klorofil.
Berdasarkan kreteria diatas, maka ada 16 unsur hara esensial didalam tumbuhan. Sebagian besar unsure hara esensial diperoleh tumbuhan dari dalam tanah, yakni sebanyak 13 jenis, sedangkan 3 lainya yaitu C, H dan O berasal dari udara atau air.
UNSUR HARA MAKRO DAN MIKRO
Unsur hara esensial yang dibutuhkan tanaman terdiri dari unsur hara makro (N, P, K, Ca, Mg, dan S) dan unsur mikro (Zn, Cu, Mn, Mo, B, Fe, dan Cl). Secara umum semua unsur hara bersumber dari bebatuan induk tanah/mineral-mineral, kecuali unsur N yang berasal dari bahan organik. Mineral dalam bebatuan terlarut, unsur hara terbebas dan tersedia bagi tanaman. Suplai unsur hara dari bahan mineral untuk tanaman secara alami cukup bagi pertumbuhan tanaman secara normal, kecuali pada tanah masam seperti pada Oxisols. Tanah ini memiliki sifat kesuburan rendah terutama tingginya kelarutan unsur-unsur mikro yang dapat menekan pertumbuhan tanaman.
Pertumbuhan, perkembangan dan produksi suatu tanaman ditentukan oleh dua faktor utama yaitu faktor genetik dan faktor lingkungan. Salah satu faktor lingkungan yang sangat menentukan lajunya pertumbuhan, perkembangan da produksi suatu tanaman adalah tersedianya unsur-unsur hara yang cukup di dalam tanah. Diantaranya 105 unsur yang ada di atas permukaan bumi, ternyata baru 16 unsur yang mutlak diperlukan oleh suatu tanaman untuk dapat menyelesaikan siklus hidupnya dengan sempurna. Ke 16 unsur tersebut terdiri dari 9 unsur makro dan 7 unsur mikro. 9 unsur makro dan 7 unsur mikro inilah yang disebut sebagai unsur -unsur esensial. ada tiga kriteria yang harus dipenuhi sehingga suatu unsur dapat disebut sebagai unsur esensial: a. Unsur tersebut diperlukan untuk menyelesaikan satu siklus hidup tanaman secara normal. b. Unsur tersebut memegang peran yang penting dalam proses biokhemis tertentu dalam tubuh tanaman dan peranannya tidak dapat digantikan atau disubtitusi secara keseluruhan oleh unsur lain. c. Peranan dari unsur tersebut dalam proses biokimia tanaman adalah secara langsung dan bukan secara tidak langsung.
Tanah merupakan suatu sistem yang kompleks, berperan sebagai sumber kehidupan tanaman yaitu air, udara dan unsur hara. Tembaga (Cu), seng (Zn), besi (Fe) dan mangan (Mn) merupakan beberapa contoh unsur hara mikro yang esensial bagi tanaman karena walaupun diperlukan dalam jumlah relatif sedikit tetapi sangat besar peranannya dalam metabolisme di dalam tanaman (Cottenie, 1983, Harmsen, 1977).
Pemupukan yang tidak diikuti dengan peningkatan produksi karena hanya memenuhi beberapa unsur hara makro saja, sementara unsur mikro yang lain tidak terpenuhi. Padahal meskipun dibutuhkan dalam jumlah yang lebih sedikit, unsur mikro ini tidak kalah pentingnya dengan unsur hara makro sebagai komponen struktural sel yang terlibat langsung dalam metabolisme sel dan aktivitas enzim.
Ketersediaan unsur-unsur esensial didalam tanaman sangat ditentukan oleh pH. N pada pH 5.5 - 8.5, P pada pH 5.5 - 7.5 sedangkan K pada pH 5.5 - 10 sebaliknya unsur mikro relatif tersedia pada pH rendah. Hal ini disebabkan karena pada pH tersebut semua unsur hara esensial baik makro maupun mikro berbeda dalam keadaan yang siap untuk diserap oleh akar tanaman sehingga dapat menjamin pertumbuhan dan produksi tanaman.
Pertumbuhan, perkembangan dan produksi suatu tanaman ditentukan oleh dua faktor utama yaitu faktor genetik dan faktor lingkungan. Salah satu faktor lingkungan yang sangat menentukan lajunya pertumbuhan, perkembangan da produksi suatu tanaman adalah tersedianya unsur-unsur hara yang cukup di dalam tanah. Diantaranya 105 unsur yang ada di atas permukaan bumi, ternyata baru 16 unsur yang mutlak diperlukan oleh suatu tanaman untuk dapat menyelesaikan siklus hidupnya dengan sempurna. Ke 16 unsur tersebut terdiri dari 9 unsur makro dan 7 unsur mikro. 9 unsur makro dan 7 unsur mikro inilah yang disebut sebagai unsur -unsur esensial. ada tiga kriteria yang harus dipenuhi sehingga suatu unsur dapat disebut sebagai unsur esensial: a. Unsur tersebut diperlukan untuk menyelesaikan satu siklus hidup tanaman secara normal. b. Unsur tersebut memegang peran yang penting dalam proses biokhemis tertentu dalam tubuh tanaman dan peranannya tidak dapat digantikan atau disubtitusi secara keseluruhan oleh unsur lain. c. Peranan dari unsur tersebut dalam proses biokimia tanaman adalah secara langsung dan bukan secara tidak langsung.
Tanah merupakan suatu sistem yang kompleks, berperan sebagai sumber kehidupan tanaman yaitu air, udara dan unsur hara. Tembaga (Cu), seng (Zn), besi (Fe) dan mangan (Mn) merupakan beberapa contoh unsur hara mikro yang esensial bagi tanaman karena walaupun diperlukan dalam jumlah relatif sedikit tetapi sangat besar peranannya dalam metabolisme di dalam tanaman (Cottenie, 1983, Harmsen, 1977).
Pemupukan yang tidak diikuti dengan peningkatan produksi karena hanya memenuhi beberapa unsur hara makro saja, sementara unsur mikro yang lain tidak terpenuhi. Padahal meskipun dibutuhkan dalam jumlah yang lebih sedikit, unsur mikro ini tidak kalah pentingnya dengan unsur hara makro sebagai komponen struktural sel yang terlibat langsung dalam metabolisme sel dan aktivitas enzim.
Ketersediaan unsur-unsur esensial didalam tanaman sangat ditentukan oleh pH. N pada pH 5.5 - 8.5, P pada pH 5.5 - 7.5 sedangkan K pada pH 5.5 - 10 sebaliknya unsur mikro relatif tersedia pada pH rendah. Hal ini disebabkan karena pada pH tersebut semua unsur hara esensial baik makro maupun mikro berbeda dalam keadaan yang siap untuk diserap oleh akar tanaman sehingga dapat menjamin pertumbuhan dan produksi tanaman.
Ketersediaan Unsur Hara Mn di dalam Tanah dan Tanaman serta Faktor Yang Mempengaruhinya
Tingkat ketersediaan unsur hara mikro bagi tanaman sangat tergantung pada pH tanah, proses oksidasi reduksi, adanya unsur yang berlebihan dan bahan organik tanah.
Reaksi unsur hara mikro di dalam tanah pada setiap jenis tanah berbeda-beda. Pada tanah yang ber-pH rendah atau bersifat masam, beberapa unsur mikro lebih banyak tersedia terutama dalam bentuk kation diantaranya Fe, Mn, Zn dan Cu. Bila pH tanah naik maka bentuk ion dari kation tersebut berubah menjadi hidroksida/oksida yang tidak tersedia bagi tanaman. Hal yang perlu diperhatikan dalam hubungannya dengan tanaman adalah bahwa setiap jenis tanaman berbeda-beda kebutuhannya akan unsur mikro sehingga kelebihan sedikit saja akan bersifat racun bagi tanaman.
Pada umumnya proses oksidasi terjadi bila didukung oleh pH yang tinggi sedangkan pada pH yang rendah/masam akan terjadi reduksi. Mn, Fe, dan Cu dalam kondisi teroksidasi umumnya kurang larut pada pH yang biasa dijumpai dalam tanah dibandingkan keadaan tereduksi pada tanah-tanah yang sangat masam (reduktif).
Mangan paling banyak diserap dalam bentuk ion mangan. Keberadaan unsur mangan biasanya bersama-sama dengan unsur besi dan unsur besi biasanya terdapat di air tanah. Air tanah umumnya mempunyai konsentrasi karbon dioksida yang tinggi hasil penguraian kembali zat-zat organik dalam tanah oleh aktivitas mikroorganisme, serta mempunyai konsentrasi oksigen terlarut yang relatif rendah, menyebabkan kondisi anaerobik. Kondisi ini menyebabkan konsentrasi besi dan mangan bentuk mineral tidak larut (Fe3+ dan Mn4+) tereduksi menjadi besi dan mangan yang larut dalam bentuk ion bervalensi dua (Fe2+ dan Mn2+).
Meskipun besi dan mangan pada umumnya terdapat dalam bentuk terlarut bersenyawa dengan bikarbonat dan sulfat, juga ditemukan kedua unsur tersebut bersenyawa dengan hidroden sulfida (H2S).
Tingkat ketersediaan unsur hara mikro bagi tanaman sangat tergantung pada pH tanah, proses oksidasi reduksi, adanya unsur yang berlebihan dan bahan organik tanah.
Reaksi unsur hara mikro di dalam tanah pada setiap jenis tanah berbeda-beda. Pada tanah yang ber-pH rendah atau bersifat masam, beberapa unsur mikro lebih banyak tersedia terutama dalam bentuk kation diantaranya Fe, Mn, Zn dan Cu. Bila pH tanah naik maka bentuk ion dari kation tersebut berubah menjadi hidroksida/oksida yang tidak tersedia bagi tanaman. Hal yang perlu diperhatikan dalam hubungannya dengan tanaman adalah bahwa setiap jenis tanaman berbeda-beda kebutuhannya akan unsur mikro sehingga kelebihan sedikit saja akan bersifat racun bagi tanaman.
Pada umumnya proses oksidasi terjadi bila didukung oleh pH yang tinggi sedangkan pada pH yang rendah/masam akan terjadi reduksi. Mn, Fe, dan Cu dalam kondisi teroksidasi umumnya kurang larut pada pH yang biasa dijumpai dalam tanah dibandingkan keadaan tereduksi pada tanah-tanah yang sangat masam (reduktif).
Mangan paling banyak diserap dalam bentuk ion mangan. Keberadaan unsur mangan biasanya bersama-sama dengan unsur besi dan unsur besi biasanya terdapat di air tanah. Air tanah umumnya mempunyai konsentrasi karbon dioksida yang tinggi hasil penguraian kembali zat-zat organik dalam tanah oleh aktivitas mikroorganisme, serta mempunyai konsentrasi oksigen terlarut yang relatif rendah, menyebabkan kondisi anaerobik. Kondisi ini menyebabkan konsentrasi besi dan mangan bentuk mineral tidak larut (Fe3+ dan Mn4+) tereduksi menjadi besi dan mangan yang larut dalam bentuk ion bervalensi dua (Fe2+ dan Mn2+).
Meskipun besi dan mangan pada umumnya terdapat dalam bentuk terlarut bersenyawa dengan bikarbonat dan sulfat, juga ditemukan kedua unsur tersebut bersenyawa dengan hidroden sulfida (H2S).
Selain itu besi dan mangan ditemukan pula pada air tanah yang mengandung asam yang berasal dari humus yang mengalami penguraian dan dari tanaman atau tumbuhan yang bereaksi dengan unsur besi untuk membentuk ikatan kompleks organik. konsentrasi mangan pada umumnya kurang dan 1,0 mg/l.
Pada air permukaan yang belum diolah ditemukan konsentrasi mangan rata-rata lebih dari 1 mg/l, walaupun demikian dalam keadaan tertentu unsur mangan dapat timbul dalam konsentrasi besar pada suatu reservoir/tandon atau sungai pada kedalaman dan saat tertentu. Hal ini terjadi akibat adanya aktivitas mikroorganisme dalam menguraikan dan mereduksi bahan organik dan mangan (IV) menjadi mangan (II) pada kondisi hypolimnion (kondisi adanya cahaya matahari).
Mangan terdapat dalam bentuk kompleks dengan bikarbonat, mineral dan organik. Unsur mangan pada air permukaan berupa ion bervalensi empat dalam bentuk organik kompleks.
Ketersediaan dalam tanah dan kebutuhan normal tanaman akan unsur mikro
Unsur Hara Ketersediaan dalam tanah (ppm) Kebutuhan Normal Tanaman (ppm)
Boron
Tembaga
Besi
Mangan
Molibdenium
Seng (B)
(Cu)
(Fe)
(Mn)
(Mo)
(Zn) 0.1 - 5
0.1 - 4
2.0 - 150
1.0 - 100
0.05 - 0.5
1.0 - 20 6 - 18 (monokotil)
20 - 60 (dikotil)
5 - 20
50 - 250
20 - 500
0.2 - 1.0
25 - 125
Serapan Mn oleh Tanaman
Mangan diambil/diserap oleh tanaman dalam bentuk: Mn++ dan Seperti hara mikro lainnya, Mn dianggap dapat diserap dalam bentuk kompleks khelat. Mn dalam tanaman tidak dapat bergerak atau beralih tempat dari organ yang satu ke organ lain yang membutuhkan.
Peranan Unsur hara Mangan (Mn)
Mangan merupakan unsur mikro yang dibutuhkan tanaman dalam jumlah yang tidak terlalu banyak. Mangan sangat berperan dalam sintesa klorofil selain itu berperan sebagai koenzim, sebagai aktivator beberapa enzim respirasi, dalam reaksi metabolisme nitrogen dan fotosintesis. Mangan juga diperlukan untuk mengaktifkan nitrat reduktase sehingga tunbuhan yang mengalami kekurangan mangan memerlukan sumber N dalam bentuk NH4+. Peranan mangan dalam fotosintesis berkaitan dengan pelepasan elektron dari air dalam pemecahannyamenjadi hidrogen dan oksigen.
Fungsi unsur hara Mangan (Mn) bagi tanaman ialah:
a. Diperlukan oleh tanaman untuk pembentukan protein dan vitamin terutama vitamin C
b. Berperan penting dalam mempertahankan kondisi hijau daun pada daun yang tua
c. Berperan sebagai enzim feroksidase dan sebagai aktifator macam-macam enzim
d. Berperan sebagai komponen penting untuk lancarnya proses asimilasi
Mn diperlukan dalam kultur kotiledon selada untuk memacu pertumbuhan jumlah pucuk yang dihasilkan. Mn dalam level yang tinggi dapat mengsubstitusikan Mo dalam kultur akar tomat. Mn dapat menggantikan fungsi Mg dalam beberapa sistem enzym tertentu seperti yang dibuktikan oleh Hewith pada tahun 1948.
Gejala Kekurangan/Defisiensi Unsur Hara Mn
Defisiensi unsur hara, atau kata lain kekurangan unsur hara. bisa menyebabkan pertumbuhan tanaman yg tidak normal dapat disebabkan oleh adanya defisiensi satu atau lebih unsur hara, gangguan dapat berupa gejala visual yang spesifik.
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, split seed pada tanaman lupin.
Identifikasi Gejala defisiensi mangan bersifat relatif, seringkali defisiensi satu unsur hara bersamaan dengan kelebihan unsur hara lainnya. Di lapangan tidak mudah membedakan gejala-gejala defisiensi. Tidak jarang gangguan hama dan penyakit menyerupai gejala defisiensi unsur hara mikro. Gejala dapat terjadi karena berbagai macam sebab.
Gejala dari defisiensi mangan memperlihatkan bintik nekrotik pada daun. Mobilitas dari mangan adalah kompleks dan tergantung pada spesies dan umur tumbuhan sehingga awal gejalanya dapat terlihat pada daun muda atau daun yang lebih tua.. Kekurangan mangan ditandai dengan menguningnya bagian daun diantara tulang-tulang daun. Sedangkan tulang daun itu sendiir tetap berwarna
hijau. Bagian yang menguning tersebut akan mati dan meninggalkan
lubang-lubang berbentuk memanjang. Kekurangan Mn sering terjadi sebagai
akibat pemupukan Fe berlebihan sehingga menyebabkan Mn menjadi tidak
tersedia.
Pada tanaman melon, Gejala yang dapat terlihat adalah ditandai dengan adanya bintik-bintik klorosis pada permukaan daun lebih tua yang menghadap tangkai
Sumber dan Jenis Pupuk Yang Mengandung Mn
Mangan 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 20 sampai 3000 ppm. Bentuk Mn dapat berupa kation Mn++ atau mangan oksida, baik bervalensi dua maupun valensi empat.
Mangan 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 20 sampai 3000 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.
Sumber-sumber Mangan adalah:
a. Batuan mineral Pyroluste Mn O2
b. Batuan mineral Rhodonite Mn SiO3
c. Batuan mineral Rhodochrosit Mn CO3
d. Sisa-sisa tanaman dan lain-lain bahan organis
Pemupukan Mn dapat dilakukan melalui daun dan tanah. Jika melalui daun (Foliar application) dilakukan dengan menyemprot larutan pupuk ke permukaan bawah daun, namun dalam aplikasi melalui daun ada beberapa faktor yang harus diperhatikan yaitu : konsentrasi Mn dalam larutan bahan, lamanya kontak dengan daun dan temperatur. Jika melalui tanah, dengan memberikan Mn dalam bentuk MnO2. biasanya pemupukan Mn pada tanah sebanyak 5-40 kgMn/ha.
Jenis pupuk Daun yang mengandung unsur hara mikro (Mn) yaitu pupuk daun. Jenis-jenis pupuk tersebut antara lain :
1. Pupuk Organik (di pasaran)
- hi grow protect, Pupuk Lengkap Cair yang mengandung unsur hara essensial baik unsur hara makro (N,P, K, Ca, Mg, S) maupun Mikro (Zn, Fe, Mn, Cu, B, Mo, Cl) yang wajib dibutuhkan oleh tanaman apapun. BioIntra, MultiTonik, Bayfolan, dll
- Pupuk Super Bionik, merupakan pupuk organik cair alami berkualitas tinggi dengan hasil ekstrasi berbagai limbah organik (limbah ternak, limbah tanaman dan limbah alam lainnya) yang diproses berdasar teknologi berwawasan lingkungan (bioteknologi). Super Bionik adalah terobosan teknologi unggulan yg ramah lingkungan untuk meningkatkan dan mempertahankan produktivitas. Mengandng hara makro maupun mikro makro (N, P, K, CA, Mg, S, B, Fe, Cu, Cl, Mn, Zn, dan Mo) dalam bentuk tersedia (dpt diserap tanaman) dalam komposisi yamg optimal untuk memcu pertumbuhan vegetatif maupun generatif. Sehingga aplikasi interval waktu relatif pendek dan kontinyu dapat mengurangi pemakaian pupk anorgonaik hingga 50% atau lebih.
- Pupuk Majemuk Lengkap Tablet (Pmlt), merupakan pupuk majemuk yang mengandung hara makro (N,P2O5, K2O, MgO, CaO, S) dan mikro (Fe, Mn, B, Cu dan Zn) berbentuk tablet dengan formula spesifik lokasi atas dasar kesuburan tanah dan kebutuhan tanaman. Selain mengandung hara lengkap, PMLT-Suburin bersifat lepas hara lambat dengan durasi kurang lebih 12 bulan.
- dll
Sumber-sumber Mangan adalah:
a. Batuan mineral Pyroluste Mn O2
b. Batuan mineral Rhodonite Mn SiO3
c. Batuan mineral Rhodochrosit Mn CO3
d. Sisa-sisa tanaman dan lain-lain bahan organis
Pemupukan Mn dapat dilakukan melalui daun dan tanah. Jika melalui daun (Foliar application) dilakukan dengan menyemprot larutan pupuk ke permukaan bawah daun, namun dalam aplikasi melalui daun ada beberapa faktor yang harus diperhatikan yaitu : konsentrasi Mn dalam larutan bahan, lamanya kontak dengan daun dan temperatur. Jika melalui tanah, dengan memberikan Mn dalam bentuk MnO2. biasanya pemupukan Mn pada tanah sebanyak 5-40 kgMn/ha.
Jenis pupuk Daun yang mengandung unsur hara mikro (Mn) yaitu pupuk daun. Jenis-jenis pupuk tersebut antara lain :
1. Pupuk Organik (di pasaran)
- hi grow protect, Pupuk Lengkap Cair yang mengandung unsur hara essensial baik unsur hara makro (N,P, K, Ca, Mg, S) maupun Mikro (Zn, Fe, Mn, Cu, B, Mo, Cl) yang wajib dibutuhkan oleh tanaman apapun. BioIntra, MultiTonik, Bayfolan, dll
- Pupuk Super Bionik, merupakan pupuk organik cair alami berkualitas tinggi dengan hasil ekstrasi berbagai limbah organik (limbah ternak, limbah tanaman dan limbah alam lainnya) yang diproses berdasar teknologi berwawasan lingkungan (bioteknologi). Super Bionik adalah terobosan teknologi unggulan yg ramah lingkungan untuk meningkatkan dan mempertahankan produktivitas. Mengandng hara makro maupun mikro makro (N, P, K, CA, Mg, S, B, Fe, Cu, Cl, Mn, Zn, dan Mo) dalam bentuk tersedia (dpt diserap tanaman) dalam komposisi yamg optimal untuk memcu pertumbuhan vegetatif maupun generatif. Sehingga aplikasi interval waktu relatif pendek dan kontinyu dapat mengurangi pemakaian pupk anorgonaik hingga 50% atau lebih.
- Pupuk Majemuk Lengkap Tablet (Pmlt), merupakan pupuk majemuk yang mengandung hara makro (N,P2O5, K2O, MgO, CaO, S) dan mikro (Fe, Mn, B, Cu dan Zn) berbentuk tablet dengan formula spesifik lokasi atas dasar kesuburan tanah dan kebutuhan tanaman. Selain mengandung hara lengkap, PMLT-Suburin bersifat lepas hara lambat dengan durasi kurang lebih 12 bulan.
- dll
2. Pupuk AnOrganik, contohnya : Gandasil B dan D, dll.
Unsur Mangan dengan Konsentrasi Tinggi
Dalam kondisi aerob mangan dalam perairan terdapat dalam bentuk MnO2 dan pada dasar perairan tereduksi menjadi Mn2+ atau dalam air yang kekurangan oksigen (DO rendah). Oleh karena itu pemakaian air berasal dari dasar suatu sumber air, sering ditemukan mangan dalam konsentrasi tinggi.
Pada pH agak tinggi dan kondisi aerob terbentuk mangan yang tidak larut seperti, MnO2, Mn3O4, atau MnCO3 meskipun oksidasi dari Mn2+ itu berjalan relative lambat. Secara visual dalam air yang banyak mengandung mangan berwarna kehitam – hitaman.
Jika konsentrasi besi dan mangan di dalam air relatif besar, akan memberikan dampak sebagai berikut :
Menimbulkan penyumbatan pada pipa disebabkan secara langsung oleh deposit (tubercule) yang disebabkan oleh endapan besi :
1. Secara tidak langsung, disebabkan oleh kumpulan bakteri besi yang hidup di dalam pipa, karena air yang mengandung besi, disukai oleh bakteri besi.
2. Selain itu kumpulan bakteri ini dapat meninggikan gaya gesek (losses) yang juga berakibat meningkatnya kebutuhan energi. Selain itu pula apabila bakteri tersebut mengalami degradasi dapat menyebabkan bau dan rasa tidak enak pada air.
3. Besi dan mangan sendiri dalam konsentrasi yang lebih besar dan beberapa mg/L, akan memberikan suatu rasa pada air yang menggambarkan rasa logam, atau rasa obat.
Meninggalkan noda pada bak-bak kamar mandi dan peralatan lainnya (noda kecoklatan disebabkan oleh besi dan kehitaman oleh mangan). Pada ion exchanger endapan besi dan mangan yang terbentuk, seringkali mengakibatkan penyumbatan atau menyelubungi media pertukaran ion (resin), yang mengakibatkan hilangnya kapasitas pertukaran ion. Menyebabkan keluhan pada konsumen (seperti kasus “red water”) bila endapan besi dan mangan yang terakumulasi di dalam pipa, tersuspensi kembali disebabkan oleh adanya kenaikan debit atau kenaikan tekanan di dalam pipa/system distribusi, sehingga akan terbawa ke konsumen.
Ada beberapa prinsip proses penghilangan besi dan mangan yaitu : pertukaran ion (ion exchange), proses secara biologis, tetapi yang umum digunakan pada sistem penyediaan air adalah proses oksidasi secara kimiawi, yaitu menaikkan tingkat oksidasi oleh suatu oksidator dengan tujuan merubah bentuk besi dan mangan terlarut menjadi bentuk besi dan mangan tidak larut (endapan). Proses ini dilanjutkan dengan pemisahan endapan/suspensi/dispersi yang terbentuk menggunakan proses sedimentasi dan atau filtrasi. Untuk meningkatkan efisiensi pemisahan endapan ini, bila perlu menggunakan proses koagulasi-flokulasi dilanjutkan dengan sedimentasi dan filtrasi.
Besi dan mangan dapat diendapkan sebagai senyawa dengan karbonat pada air yang mengandung karbonat (alkalinitas), dengan penambahan kapur atau soda. Pengendapan ini berlangsung pada kondisi anaerobik. Kelarutan Fe (II) dan Mn(II) ditentukan oleh konsentrasi total karbonik. Pada kondisi tersebut, Fe (II) dan Mn (II) karbonat dapat diharapkan mengendap seluruhnya pada pH > 8 dan 8,5. Pengendapan Fe (II) hidroksida dan Mn (II) hidroksida pada pH ± 11. Campuran dua macam endapan tersebut, terbentuk dalam proses Kapur – Soda. Besi dan mangan akan lebih baik bila diendapkan dengan jalan oksidasi oleh oksidator seperti O2 ; O3 ; Klor/senyawa klor ; KMnO4, karena kelarutan dari bentuk Fe (III) trihidroksida dan Mn (IV) dioksida adalah lebih rendah dibandingkan dengan senyawa Fe (II) dan Mn (II) karbonat. Kecepatan oksidasi Fe (II) oleh oksigen sangat rendah dalam kondisi nilai pH rendah. Dalam hal ini pH perlu dinaikkan dengan mengurangi konsentrasi CO2 atau dengan penambahan alkali (kapur).
Kecepatan oksidasi Mn (II) relatif lambat pada pH < 9, pengaruh katalisator dari endapan Mn (IV) sangat diperlukan. Morgan menunjukkan bahwa efek utama dari MnO2 mengadsorpsi Mn (II), dengan cara demikian memberikan pengaruh dalam penghilangan mangan selama proses filtrasi. Kemudian Mn (IV) yang mengadsorpsi, melanjutkan oksidasinya secara perlahan-lahan.
Keberadaan asam humus akan memperlambat oksidasi besi. Penyerapan atas Fe (II) dan Mn (II) dilaporkan memegang peranan dalam penghilangan besi dan mangan dari air. Endapan Fe (III) hidroksida dan Mn (IV) dioksida, keduanya mempunyai kapasitas adsorpsi (penyerapan) yang tinggi. Penambahan MgO pada air yang mempunyai pH rendah dapat menaikan kecepatan oksidasi Fe (II) tanpa menaikan pH yang berarti bagi air yang dihasilkan (air hasil olahan).
Pembentukan besi (III) dan mangan (IV) dipengaruhi oleh pH, pada pH antara 6,9 – 7,2. Reaksi pembentukan Fe (III) dapat terjadi dengan cepat, sedangkan reaksi pembentukan Mn (IV) akan lambat bila pH dibawah 9,5. Penggunaan klor sebagai oksidator biasanya untuk mengolah air dengan kandungan besi (II) dan mangan (II) kurang dari 2 mg/l. Pembentukan Fe (III) dan Mn (IV) tergantung pada pH. Pada pH 7,5 klor berbentuk 50 % asam hipoklorit (HOCI) dan 50 % ion hipoklorit (OCI)-. Reaksi oksidasi pada besi (II) lebih cepat dibanding dengan Mangan (II), batas pH untuk pembentukan mangan (IV) adalah 5 – 7 . Pada reaksi terhadap oksidator KMnO4 maka akan terjadi reaksi sebagai berikut : Mn2+ + 2ClO2 + 2H2O ———–> MnO2 + 2O2 + 2Cl− + 4H+
Selain unsur hara makro (N, P, K) unsur lain yang dibutuhkan tanaman tidak itu saja meliankan ada 16 macam unsur yang terbagi atas unsur hara makro (C,H,O,N,P,K.Ca,Mg dan S) dan unsur mikro (Fe, Mn, Mo, B, CU,Zn, dan Cl).
Bila penerapan pemupukan yang tidak diikuti dengan peningkatan produksi karena hanya memenuhi beberapa unsur hara makro saja, sementara unsur mikro yang lain tidak terpenuhi. Padahal meskipun dibutuhkan dalam jumlah yang lebih sedikit, unsur mikro ini tidak kalah pentingnya dengan unsur hara makro sebagai komponen struktural sel yang terlibat langsung dalam metabolisme sel dan aktivitas enzim.
Unsur Mangan merupakan unsur mikro yang dibutuhkan tanaman dalam jumlah yang tidak terlalu banyak. Mangan sangat berperan dalam sintesa klorofil selain itu berperan sebagai koenzim.
Mangan berperan serta sebagai aktivator beberapa enzim respirasi, dalam reaksi metabolisme nitrogen dan fotosintesis. Mangan juga diperlukan untuk mengaktifkan nitrat reduktase sehingga tunbuhan yang mengalami kekurangan mangan memerlukan sumber N dalam bentuk NH4+. Peranan mangan dalam fotosintesis berkaitan dengan pelepasan elektron dari air dalam pemecahannyamenjadi hidrogen dan oksigen.
Sumber Mangan diantaranya ada yang berasal dari pelapukan batuan, melalui pemupukan, dan pelapukan bahan organik.
SERAPAN HARA
1. HARA DAN MEKANISME PENYERAPANNYA
Hara merupakan unsur yang sangat diperlukan oleh tanaman. Hara banyak terdapat dalam air tanah. Konsentrasi hara dalam air tanah pada (1) Konsentrasi Normal sekitar 1-5 permil. (2) Jenuh air 0,21-1 permil dengan Po 0,1-0,5 atm. (3) Tanah kering konsentrasi hara dalam air tanah dapat meningkat dan menyebabkan PO tanah menjadi negatif. Berdasarkan peranannya, hara dibagi menjadi :
A. Hara Esensial
Hara esensial sangat diperlukan tanaman untuk menyelesaikan siklus hidupnya. Hara ini juga sangat dibutuhkan pada proses biokimia tertentu dan peranannya tidak dapt digantikan oleh unsur lain. Bila unsur tersebut tidak ada, maka pertumbuhan tanaman akan terhambat, dan akan tumbuh lebih lanjut jika unsur tersebut ditambahkan. Hambatan pertumbuhan ini memberikan dambak seperti tanda kahat (defisiensi) yang khas. Unsur yang termasuk hara esensial berjumlah 16 unsur, dan terletak pada sistem periodik unsur pada garis Argon (Ar) yaitu garis yang menghubungkan Ar dengan C.
B. Hara Fungsional
Hara fungsional adalah hara yang apabila ada dalam tanah atau medium dapat memperbaiki pertumbuhan tanaman. Misalnya. Unsur Natrium (Na) dapat menggantikan peran dari unsur Kalium (K). Unsur lain yang merupakan unsur hara fungsional adalah Kobalt (Co) yang berperan dalam memperkuat ketahanan tanaman terhadap lingkungan yang tidak menguntungkan tanaman itu sendiri.
C. Hara Potensial
Hara potensial adalah unsur hara yang sering ditemukan dalam tubuh tanaman, akan tetapi belum jelas fungsi dari unsur hara ini.
Hara merupakan unsur yang sangat diperlukan oleh tanaman. Hara banyak terdapat dalam air tanah. Konsentrasi hara dalam air tanah pada (1) Konsentrasi Normal sekitar 1-5 permil. (2) Jenuh air 0,21-1 permil dengan Po 0,1-0,5 atm. (3) Tanah kering konsentrasi hara dalam air tanah dapat meningkat dan menyebabkan PO tanah menjadi negatif. Berdasarkan peranannya, hara dibagi menjadi :
A. Hara Esensial
Hara esensial sangat diperlukan tanaman untuk menyelesaikan siklus hidupnya. Hara ini juga sangat dibutuhkan pada proses biokimia tertentu dan peranannya tidak dapt digantikan oleh unsur lain. Bila unsur tersebut tidak ada, maka pertumbuhan tanaman akan terhambat, dan akan tumbuh lebih lanjut jika unsur tersebut ditambahkan. Hambatan pertumbuhan ini memberikan dambak seperti tanda kahat (defisiensi) yang khas. Unsur yang termasuk hara esensial berjumlah 16 unsur, dan terletak pada sistem periodik unsur pada garis Argon (Ar) yaitu garis yang menghubungkan Ar dengan C.
B. Hara Fungsional
Hara fungsional adalah hara yang apabila ada dalam tanah atau medium dapat memperbaiki pertumbuhan tanaman. Misalnya. Unsur Natrium (Na) dapat menggantikan peran dari unsur Kalium (K). Unsur lain yang merupakan unsur hara fungsional adalah Kobalt (Co) yang berperan dalam memperkuat ketahanan tanaman terhadap lingkungan yang tidak menguntungkan tanaman itu sendiri.
C. Hara Potensial
Hara potensial adalah unsur hara yang sering ditemukan dalam tubuh tanaman, akan tetapi belum jelas fungsi dari unsur hara ini.
Berdasarkan Jumlah yang dibutuhkan oleh tanaman, hara dapat dibagi menjadi 2 :
A. Unsur Hara Makro
Unsur ini sangat diperlukan oleh tanaman dalam jumlah yang sangat besar. Unsur ini antara lain : N, P, S (anion) dan K, Ca, Mg (kation).
B. Unsur Hara Mikro
Unsur ini dibutuhkan tanaman dalam jumlah yang sedikit. Umumnya unsur ini antara lain : B, Cl, Cu, Fe, Mn, Mo, Zn. Akan tetapi pada tanaman tertentu Co, Se, Si, Na dibutuhkan juga sebagai unsur hara mikro.
A. Unsur Hara Makro
Unsur ini sangat diperlukan oleh tanaman dalam jumlah yang sangat besar. Unsur ini antara lain : N, P, S (anion) dan K, Ca, Mg (kation).
B. Unsur Hara Mikro
Unsur ini dibutuhkan tanaman dalam jumlah yang sedikit. Umumnya unsur ini antara lain : B, Cl, Cu, Fe, Mn, Mo, Zn. Akan tetapi pada tanaman tertentu Co, Se, Si, Na dibutuhkan juga sebagai unsur hara mikro.
Penyerapan unsur hara pada tanaman bisa melalui daun dan akar. Pada daun biasanya unsur hara yang dapat diangkut antara lain : CO2, O2, H2O dan sat terlarut. Dan pada akar unsur hara yang dapat terserap antara lain : O2, H2O, mineral anorganik dan zat organik terlarut.
Mekanisme penyerapan hara oleh akar, antara lain :
A. Aliran Massa (Mass Flow)
Gerakan unsur hara ini mengikuti aliran air keakar secara pasif. Aliran ini dapat saja terjadi karena adanya transpirasi daun. Jumlah hara yang mencapai akar melalui proses ini dipengaruhi oleh :
1. Konsentrasi hara yang bersanggungan dalam larutan tanah
2. Laju gerak air ke permukaan akar, atau kaju transpirasi
Jika penyerapan hara lebih besar daripada pengisian hara kembali (resupply) dalam jangka waktu penjang maka akan terbentuk depletion zone disekitar akar.
B. Difusi Ion
Dalam hal ini, gerak unsur hara disebabkan karena adanya perbedaan gradien konsentrasi (secara difusi).
Mekanisme penyerapan hara oleh akar, antara lain :
A. Aliran Massa (Mass Flow)
Gerakan unsur hara ini mengikuti aliran air keakar secara pasif. Aliran ini dapat saja terjadi karena adanya transpirasi daun. Jumlah hara yang mencapai akar melalui proses ini dipengaruhi oleh :
1. Konsentrasi hara yang bersanggungan dalam larutan tanah
2. Laju gerak air ke permukaan akar, atau kaju transpirasi
Jika penyerapan hara lebih besar daripada pengisian hara kembali (resupply) dalam jangka waktu penjang maka akan terbentuk depletion zone disekitar akar.
B. Difusi Ion
Dalam hal ini, gerak unsur hara disebabkan karena adanya perbedaan gradien konsentrasi (secara difusi).
Beberapa hipotesis penyerapan hara :
A. Hipotesis difusi
Kelemahan dari Hipotesis ini adalah konsentrasi hara di dalam sel lebih tinggi dari tanah.
B. Hipotesis transpirasi
Kelemahan dari Hipotesis ini adalah waktu transpirasi, tumbuhan tetap menyerap hara.
C. Hipotesis akumulasi ion berdasarkan kesetimbangan
Kelemahan dari Hipotesis ini adalah keseimbangan yang seseungguhnya tak pernah terjadi dalam sel.
D. Hipotesis pertukaran ion
Kelemahan Hipotesis ini adalah masalah yang harus dipecahkan cukup banyak (gradien konsentrasi dan elektrisitas)
E. Hipotesis elektroforesis
Hipotesis ini menjelaskan bahwa membran mempunyai pori yang dibatasi oleh molekul yang bermuatan. Kelemahan dari Hipotesis ini adalah ukuran dari pori pada membran yang hanya ± 10 Angstrom.
A. Hipotesis difusi
Kelemahan dari Hipotesis ini adalah konsentrasi hara di dalam sel lebih tinggi dari tanah.
B. Hipotesis transpirasi
Kelemahan dari Hipotesis ini adalah waktu transpirasi, tumbuhan tetap menyerap hara.
C. Hipotesis akumulasi ion berdasarkan kesetimbangan
Kelemahan dari Hipotesis ini adalah keseimbangan yang seseungguhnya tak pernah terjadi dalam sel.
D. Hipotesis pertukaran ion
Kelemahan Hipotesis ini adalah masalah yang harus dipecahkan cukup banyak (gradien konsentrasi dan elektrisitas)
E. Hipotesis elektroforesis
Hipotesis ini menjelaskan bahwa membran mempunyai pori yang dibatasi oleh molekul yang bermuatan. Kelemahan dari Hipotesis ini adalah ukuran dari pori pada membran yang hanya ± 10 Angstrom.
KERAPATAN AKAR
Kerapatan tanah adalah panjang akar per satuan tanah. Kerapatan akar dapat istilahkan dengan panjang akar dengan satuan ?m akar cm 3 tanah dengan membagi tanah dimana akar tersebut tersedia. Kerapatan akar dapat diperoleh dengan cara pembakuan ketebakan lapisan tanah yang hilang , maka suatu peta kerapatan akar dapat dipeoleh dengan mencatat panjang akar dalam tiap-tiap bujur sangkar (Bohm, 1976). Contoh-contoh kerapatan akar (panjang akar per satuan tanah) adalah pada jagung dan kedelai. Dalam tanah bagian atas, kerapatan akar meningkat sampai kira-kira waktu pembungaan dan lebih besar pada jagung dari pada kedelai. Kerapatan jagung juga semakin menurun dengan kedalaman tidak tergantung saat pengambikan contohnya, tetapi pada kedelai polanya lebih rumit. Bentuk penyajian ini menonjolkan sifat dinamika sestem perakaran suatu tanaman semusim dan penurunanya cukuo tajam seteah pembungaan. Sebagian akar jelas mati jauh sebelum tanaman dewasa. Pengaruh tersebut sangat nyata dalam tanah bagian atas yang menunjukkan bahwa akar-akar cabang yang terbentuk lebih awal, yang lebih dekat dengan permukaan akar, mati secara berurutan dengan cara yang dapat disamakan dengan daun-daun dibagian bawah diatas tanah. Kerapatan perakaran dalam tanah bagian atas adalah terbesar pada saat masaknya tanamanm yang menunjukkan suatu penurunan diameter rata-rata akar hidup secara progresif sementara tanaman menua.
3. HUBUNGAN ANTARA SERAPAN HARA DAN KERAPATAN AKAR
Kita telah mengetahui bahwa hara sangat penting bagi tanaman. Kerapatan akar pada masing-masing tanaman biasanya berbeda mengenai jenis tanaman tersebut apakah termasuk tanaman dikotil atau monokotil. Paa tanaman monokotil, kerapatan tanah sangat besar pada saat tanaman ini akan berbuah dan akan menurun tingkat kerapatannya bila dilihat dari segi kedalaman tanah. Hal ini berbeda dengan tanaman dikotil pada umumnya yang mempunyai kerapatan akar yang semakin tinggi bila dilihat dari kedalaman tanah. Semakin dalam tanah maka kerapatan akar taaman dikotil semakin besar.
Walaupun tida ada yang mengkaji secara detail tentang sistem perakaran, Nye dan Foster (1961) megukur pengambilan p32 dari tempat yang berlainan dalam tanah untuk tiga tanaman budidaya di ghana. Mereka mandapatkan pengambilan yang sedikit dari lapisan-lapisan yang dalam, yaitu 16 % dibawah 30 cm untuk juwawut, 7 % dibawah 25 cm untuk jagung dan 11 % dibawah 25 cm untuk gude. Mereka menganggap ini terutama sebagai akibat dari ketersediaan fosfor yang sangat rendah dalam tanah bagian bawah. Walaupun demikian, tampak bahwa jagung mempunyai sistem akar terdangkal dan juwawut terdalam. Gude yang kedalaman akarnya ditengah-tengah akhitnya akan berakar paling dalam, karena gude memiliki musim pertumbuhan yang lama dari pada jagung dan juwawut.. sampai 30 hari setelah penyebaran, tanaman padi-padian mengambil fosfor terutama dari tanah tidak lebih jauh dari pada 40 cm kesamping dari batang tanaman. Tetepi pengambilan selanjutnya tersebar merata kesamping sejauh 60 cm. Gude membutuhkan waktu yang lebih lama untuk mengembangkan akar-akarnya kesamping, pada umur 55 hari masih hanya mengambil 63 % dari fosfornya dari daerah 25 cm dari batang.
Pengamatan tentang peranan beberapa sifat fisisk tanah Ultisol pada penyebaran akar tanaman kelapa sawit telah dilakukan di kebun Marihat, PT. Perkebunan Nusantara IV. Penvebaran akar secara lateral diamati pada 3 (tiga) arah, yaitu (1) sejajar dengan jalan panen/pasar pikul (K), (2) memotong jalan panen/pasar pikul (PP) dan (3) memotong tempat pemupukan pelepah (TP). Pengambilan contoh akar di setiap arah tersebut, dilakukan pada jarak 50 cm, 100 cm, 150 cm. 200 cm, 300 cm, 350 cm, 400 cm, 450 cm, 500 cm, 550 cm, 600 cm, 650 cm, 700 cm. 750 cm, 800 cm dan 850 cm dari pangkal batang. Penyebaran akar se¬cara vertikal diamati di setiap arah dan setiap interval jarak pengamatan lateral dengan ke¬dalaman 0-25 cm, 25-50 cm, 50-75 cm dan 75-100 cm. Pemilahan akar dilakukan terhadap akar primer, sekunder dan tersier. Sifa-sifat fisik tanah yang diamati meliputi tekstur, bobot isi (BV), bobot jenis (BJ), permeabilitas, persentase agregasi dan kemantapan agregat. Peng¬amataul menunjukkan bahwa di kedalaman 0-25 cm kerapatan akar berhubungan erat dengan BV, pori drainase, ruang pori total dan permeabilitas. Di kedalaman 25-50 cm kerapatan akar berhubungan erat dengan B V, ruang pori total, persentase agregasi, persentase debu, perme¬abilitas dan kemantapan agregat. Di kedalaman 50-75 cm kerapatan akar berhubungan erat dengan BV. Kemampuan agregat, porositas total dan berat rerata diameter agregat. Di kedalman 75-100 cm kerapatan akar hanya berhubungan dengan permeabilitas tanah.
Kerapatan tanah adalah panjang akar per satuan tanah. Kerapatan akar dapat istilahkan dengan panjang akar dengan satuan ?m akar cm 3 tanah dengan membagi tanah dimana akar tersebut tersedia. Kerapatan akar dapat diperoleh dengan cara pembakuan ketebakan lapisan tanah yang hilang , maka suatu peta kerapatan akar dapat dipeoleh dengan mencatat panjang akar dalam tiap-tiap bujur sangkar (Bohm, 1976). Contoh-contoh kerapatan akar (panjang akar per satuan tanah) adalah pada jagung dan kedelai. Dalam tanah bagian atas, kerapatan akar meningkat sampai kira-kira waktu pembungaan dan lebih besar pada jagung dari pada kedelai. Kerapatan jagung juga semakin menurun dengan kedalaman tidak tergantung saat pengambikan contohnya, tetapi pada kedelai polanya lebih rumit. Bentuk penyajian ini menonjolkan sifat dinamika sestem perakaran suatu tanaman semusim dan penurunanya cukuo tajam seteah pembungaan. Sebagian akar jelas mati jauh sebelum tanaman dewasa. Pengaruh tersebut sangat nyata dalam tanah bagian atas yang menunjukkan bahwa akar-akar cabang yang terbentuk lebih awal, yang lebih dekat dengan permukaan akar, mati secara berurutan dengan cara yang dapat disamakan dengan daun-daun dibagian bawah diatas tanah. Kerapatan perakaran dalam tanah bagian atas adalah terbesar pada saat masaknya tanamanm yang menunjukkan suatu penurunan diameter rata-rata akar hidup secara progresif sementara tanaman menua.
3. HUBUNGAN ANTARA SERAPAN HARA DAN KERAPATAN AKAR
Kita telah mengetahui bahwa hara sangat penting bagi tanaman. Kerapatan akar pada masing-masing tanaman biasanya berbeda mengenai jenis tanaman tersebut apakah termasuk tanaman dikotil atau monokotil. Paa tanaman monokotil, kerapatan tanah sangat besar pada saat tanaman ini akan berbuah dan akan menurun tingkat kerapatannya bila dilihat dari segi kedalaman tanah. Hal ini berbeda dengan tanaman dikotil pada umumnya yang mempunyai kerapatan akar yang semakin tinggi bila dilihat dari kedalaman tanah. Semakin dalam tanah maka kerapatan akar taaman dikotil semakin besar.
Walaupun tida ada yang mengkaji secara detail tentang sistem perakaran, Nye dan Foster (1961) megukur pengambilan p32 dari tempat yang berlainan dalam tanah untuk tiga tanaman budidaya di ghana. Mereka mandapatkan pengambilan yang sedikit dari lapisan-lapisan yang dalam, yaitu 16 % dibawah 30 cm untuk juwawut, 7 % dibawah 25 cm untuk jagung dan 11 % dibawah 25 cm untuk gude. Mereka menganggap ini terutama sebagai akibat dari ketersediaan fosfor yang sangat rendah dalam tanah bagian bawah. Walaupun demikian, tampak bahwa jagung mempunyai sistem akar terdangkal dan juwawut terdalam. Gude yang kedalaman akarnya ditengah-tengah akhitnya akan berakar paling dalam, karena gude memiliki musim pertumbuhan yang lama dari pada jagung dan juwawut.. sampai 30 hari setelah penyebaran, tanaman padi-padian mengambil fosfor terutama dari tanah tidak lebih jauh dari pada 40 cm kesamping dari batang tanaman. Tetepi pengambilan selanjutnya tersebar merata kesamping sejauh 60 cm. Gude membutuhkan waktu yang lebih lama untuk mengembangkan akar-akarnya kesamping, pada umur 55 hari masih hanya mengambil 63 % dari fosfornya dari daerah 25 cm dari batang.
Pengamatan tentang peranan beberapa sifat fisisk tanah Ultisol pada penyebaran akar tanaman kelapa sawit telah dilakukan di kebun Marihat, PT. Perkebunan Nusantara IV. Penvebaran akar secara lateral diamati pada 3 (tiga) arah, yaitu (1) sejajar dengan jalan panen/pasar pikul (K), (2) memotong jalan panen/pasar pikul (PP) dan (3) memotong tempat pemupukan pelepah (TP). Pengambilan contoh akar di setiap arah tersebut, dilakukan pada jarak 50 cm, 100 cm, 150 cm. 200 cm, 300 cm, 350 cm, 400 cm, 450 cm, 500 cm, 550 cm, 600 cm, 650 cm, 700 cm. 750 cm, 800 cm dan 850 cm dari pangkal batang. Penyebaran akar se¬cara vertikal diamati di setiap arah dan setiap interval jarak pengamatan lateral dengan ke¬dalaman 0-25 cm, 25-50 cm, 50-75 cm dan 75-100 cm. Pemilahan akar dilakukan terhadap akar primer, sekunder dan tersier. Sifa-sifat fisik tanah yang diamati meliputi tekstur, bobot isi (BV), bobot jenis (BJ), permeabilitas, persentase agregasi dan kemantapan agregat. Peng¬amataul menunjukkan bahwa di kedalaman 0-25 cm kerapatan akar berhubungan erat dengan BV, pori drainase, ruang pori total dan permeabilitas. Di kedalaman 25-50 cm kerapatan akar berhubungan erat dengan B V, ruang pori total, persentase agregasi, persentase debu, perme¬abilitas dan kemantapan agregat. Di kedalaman 50-75 cm kerapatan akar berhubungan erat dengan BV. Kemampuan agregat, porositas total dan berat rerata diameter agregat. Di kedalman 75-100 cm kerapatan akar hanya berhubungan dengan permeabilitas tanah.
Fungsi Unsur Hara
Setiap mahkluk hidup pasti membutuhkan nutrien sebagai sumber energi pertumbuhan, demikian pula halnya dengan tanaman. Untuk dapat hidup dan berkebang secara baik setiap harinya tanaman membutuhkan bahan nutrsi berupa unsur hara yang dapat dikonsumsi.
Setiap jenis unsur hara yang dibutuhkan oleh tanaman, tentunya memiliki fungsi, kelebihan dan kekurangannya masing-masing. Dalam memberikan unsur hara pada tanaman tentunya sangat penting dijaga keseimbangan dan pengaturan kadar pemberian unsur hara tersebut, sebab jika kelebihan dalam pemberiannya akan tidak baik dampaknya, demikian pula halnya jika yang diberikan tersebut krang dari takaran yang semestinya diberikan.
Fungsi, Kelebihan dan Kekurangan Unsur Hara
Nitrogen
Fungsi
· Penyusun Purin, Alkohid, Enzym, Zat Pengatur Tumbuh, Klorofil, Membran sel
· 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
Kekurangan Nitrogen
· Tanaman yang kekurangan unsur N gejalanya : pertumbuhan lambat/kerdil, daun hijau kekuningan, daun sempit, pendek dan tegak, daun-daun tua cepat menguning dan mati.
· Klorosis di daun tua dan semakin parah akan terjadi juga pada daun muda
Phospor
Fungsi
· Penyusun nukleoprotein dan phospholipid
· Energi transfer
· Berfungsi untuk pengangkutan energi hasil metabolisme dalam tanaman
· Merangsang pembungaan dan pembuahan
· Merangsang pertumbuhan akar
· Merangsang pembentukan biji
· Merangsang pembelahan sel tanaman dan memperbesar jaringan sel
Kekurangan
· Tanaman yang kekurangan unsur P gejalanya: pembentukan buah/dan biji berkurang, kerdil, aun berwarna keunguan atau kemerahan ( kurang sehat )
Potasium (Unsur yang sangat mobil)
Fungsi
· Untuk enzym activity
· Membuka dan menutup stomata
Kekurangan
· Menghambat translokasi karbohidrat dan metabolisme nitrogen
Sulfur (lebih kurang mobil dibandingkan dengan Nitrogen, Phosporr dan Potasium)
Fungsi
· Penyusun Cystine dan asam amino yang lain, biotin, Thiamin dan Coenzym A
Kekurangan
· Menyebabkan klorosis
· Gagalnya sintesis protein
· Akumulasi asam amino
Calcium
Fungsi
· Penyusun dinding sel sebagai calcium pectat / kelenturan dinding sel
· Nitrogen metabolisme
· Berfungsi dalam proses fotosintesa, pengangkutan hasil asimilasi, enzim dan mineral termasuk air.
· Meningkatkan daya tahan/kekebalan tanaman terhadap penyakit
Kekurangan
· Tanaman yang kekurangan unsur K gejalanya : batang dan daun menjadi lemas/rebah, daun berwarna hijau gelap kebiruan tidak hijau segar dan sehat, ujung daun menguning dan kering, timbul bercak coklat pada pucuk daun.
Magnesium
Fungsi
· Molekul klorofil
· System beberapa enzym
Kekurangan
· Klorosis
Unsur Besi
Fungsi
· Syntesa protein chloroplast
· Enzym respirasi seperti perikosida, katalase, perredoksin, oksidase cytochrome.
Kekurangan
· Klorosis biasanya pada daerah alkali
Mangan
Fungsi
· Syntesa klorofil
· Activasi enzym
· Ketersediaan zat besi
Kekurangan
· Perubahan bentuk daun (frencling)/ khlorosis atau mati sebagian
Kelebihan
· Terjadi keracunan
PRINSIP SERAPAN HARA
Strategi pertanian organik yaitu memindahkan hara secepatnya dari sisa tanaman, kompos dan pupuk kandang menjadi biomassa tanah yang selanjutnya setelah mengalami proses mineralisasi akan menjadi hara dalam larutan tanah. Sedangkan kegunaan pertanian organik adalah meniadakan atau membatasi kemungkinan dampak negatif yang ditimbulkan oleh budidaya kimiawi.
Akhir-akhir ini pemerintah telah mensosialisasikan pertanian organik dan mencanangkan 25 tahun ke depan bahwa sistem pertanian di Indonesia 50% harus sudah melaksanakan sistem pertanian organik (wawancara Mentan di TV).
Beberapa alasan mengapa harus menerapkan pertanian organik, karena:
1. Ketahanan pangan mulai menghadapi banyak persoalan.
2. Persoalan lingkungan sudah mulai muncul.
Sejak beberapa tahun telah terjadi kenaikan produksi yang menurun yang berarti terjadi kejenuhan produktivitas (levelling off). Hal tersebut merupakan suatu petunjuk bahwa efisiensi pemupukan telah menurun, salah satu sebabnya adalah kurangnya perawatan dan pelestarian sumber daya tanah sehingga kesuburannya merosot baik dari segi kimia, fisika maupun biologi tanah. Pendapat Harwood (1991) yang dikutip oleh Swift dan Woomer (1993) bahwa Revolusi hijau telah menurunkan kualitas sumberdaya lahan akibat pemakaian pupuk kimia dan pestisida yang berlebihan dan te
rus menerus.
Mutu tanah pertanian ditentukan antara lain oleh kandungan bahan organik tanh seperti yang dikategorikan oleh (Karama, 2001) bahwa tanah dengan kategori buruk jika mengandung kurang dari 1% bahan organik, kategori kurang mengandung
1-2% bahan organik, kategori sedang mengandung 2-3% bahan organik dan kategori baik jika mengandung bahan organik 3-5%.
Tanah pertanian di Indonesia dari Barat sampai dengan Timur mempunyai kandungan bahan organik, pH, KTK, ketersediaan hara N, P, K, Ca, Cu, Zn, S, Mo, dan Bo rendah sampai sangat rendah. Hasil penelitian ± 65% luas sawah di Indonesia kandungan bahan organiknya kurang dari 1% yang berarti masuk dalam kategori buruk (Karama S., 2001).
Peran Bahan Organik
Pada umumnya bahan organik mengandung unsur hara makro N,P dan K rendah tetapi mengandung unsur hara mikro dalam jumlah cukup yang sangat diperlukan bagi pertumbuhan tanaman. Keuntungan yang diperoleh jika memanfaatkan bahan organik yaitu dapat memperbaiki kesuburan fisik, kimia dan biologi tanah. Bahan organik mampu mengikat air, memperbanyak ruang udara, mengikat metal berat / racun, meningkatkan aktivitas dan manfaat mikro serta makroorganisme, memperbesar Kapasitas Tukar Kation dan meningkatkan efisiensi penggunaan pupuk anorganik.
Kebiasaan para petani padi sawah dalam menangani jerami padi adalah dengan cara membakarnya, padahal jerami padi mengandung unsur N,P,K,S,Si,Ca dan Mg ( Sutanto, 2002). Di samping itu keuntungan pemanfaatan jerami padi dalam budidaya padi organik adalah tersedia langsung di lahan usaha tani. Hasil penelitian di Cicurug Sukabumi, bahwa pemberian jerami padi pada tanah sawah selama 6 musim tanam sebanyak 5 ton / ha / musim dapat menghasilkan sekitar 7 ton gabah kering giling / ha dan efisiensi pupuk N dan P meningkat (Karama, dkk., 1996). Banyak sekali bahan organik di lahan sawah, seperti : Azolla, Crotalaria, Sesbania bahkan gulma pun dapat dijadikan sumber pupuk organik.
Dalam usaha melestarikan produktivitas tanah dengan mengembalikan sisa panen dan menambah bahan organik tanah merupakan kebijakan dan tindakan utama. Bahan organik merupakan sumber utama energi untuk mikroba, oleh karena itu teknologi yang erat kaitannya dengan penggunaan bahan organik yaitu "Teknologi Pupuk Mikroba" atau sering disebut sebagai pupuk hayati / biofertilizer.
Peran Mikroba
1. Pengomposan oleh bioaktivator
Petani sering mengeluhkan hasil pertanian organik yang produktivitasnya cenderung rendah dan lebih rentan terhadap serangan hama dan penyakit. Masalah ini sebenarnya bisa diatasi dengan memanfaatkan bioteknologi berbasis mikroba yang diambil dari sumber-sumber kekayaan hayati.
Tanah pertanian yang subur mengandung lebih dari 100 juta mikroba per gram tanah, jadi produktivitas dan daya dukung tanah tergantung pada aktivitas mikroba tersebut. Tetapi ada mikroba yang menguntungkan dan ada pula yang merugikan, oleh karena itu mikroba yang diharapkan adalah yang menguntungkan, berarti mikroba yang digunakan harus diidentifikasi sampai sejauh mana peranannya.
Mikroba yang menguntungkan bagi pertanian yaitu berperan dalam menghancurkan limbah organik, recycling hara tanaman, fiksasi biologis Nitrogen, pelarutan Pospat, merangsang pertumbuhan , biokontrol pathogen dan membantu penyerapan unsur hara.
Salah satu masalah yang sering ditemui ketika menerapkan pertanian organik adalah kandungan bahan organik dan status hara yang rendah. Cara mengatasinya yaitu dengan memberikan pupuk hijau atau pupuk kandang. Limbah organik tersebut harus dikomposkan dulu agar menjadi unsur hara yang dapat diserap oleh tanaman, sedangkan pengomposan alami memakan waktu yang lama antara 3 sampai 5 bulan tergantung bahannya.
Proses pengomposan dapat dipercepat dengan menggunakan mikroba penghancur (dekomposer) yang berkemampuan tinggi. Penggunaan mikroba dapat mempersingkat proses pengomposan dari beberapa bulan menjadi beberapa minggu. Mikroba tersebut akan tetap hidup dan aktif di dalam kompos. Ketika kompos tersebut diberikan ke tanah, mikroba tersebut akan berperan untuk mengendalikan organisme patogen penyebab penyakit tanaman.
2. Pupuk Mikroba / Pupuk Hayati
Pelaksanaan pertanian organik sangat membatasi bahkan menghindari pemakaian pupuk kimia. Untuk memenuhi kebutuhan hara tanaman, jangan mengandalkan kompos sebagai sumber utama nutrisi / unsur hara tanaman, karena kandungan hara kompos rendah.
Kompos matang kandungan haranya ± 1,7% N; ± 0,4% P2O5 dan ± 2,2% K dengan kata lain untuk memupuk padi yang kebutuhan haranya 200kg urea / ha, 75kg SP-36 / ha dan 37,5kg Kcl / ha dibutuhkan 22 ton kompos / ha. Jumlah kompos yang demikian besar ini memerlukan banyak tenaga kerja dan berimplikasi pada naiknya biaya produksi.
Untuk mengatasi masalah tersebut, dapat menggunakan mikroba-mikroba yang menguntungkan yang dapat berperan dalam penyediaan dan penyerapan hara bagi tanaman.
Unsur hara N, P dan K adalah unsur yang penting bagi tanaman, semuanya melibatkan aktivitas mikroba. Hara N tersedia banyak di udara, hampir 74% kandungan udara adalah N, tetapi agar tersedia bagi tanaman maka N harus ditambat oleh mikroba-mikroba penambat N seperti: Rhizobium, Azospirillum, Azotobacter dll.
Hasil penelitian di Filipina, bahwa tanaman jagung yang diinokulasi Azospirillum hasilnya meningkat sampai 48% dan kebutuhan pupuk N berkurang 66% (Cosico dkk., 1991). Begitu juga penelitian yang dilakukan Nurmayulis (2005) memperlihatkan bahwa hasil kentang meningkat ± 20% jika diinokulasi Azospirillum bersama-sama pemberian pupuk organik yang difermentasi M-BIO.
Mikroba lain yang berperan dalam penyediaan hara adalah mikroba pelarut Pospat dan Kalium. Tanah pertanian di Indonesia umumnya mengandung P cukup tinggi (jenuh), namun P ini tidak tersedia bagi tanaman karena terikat mineral liat tanah. Bila memberikan mikroba pelarut P ke dalam tanah, maka mikroba tersebut akan melepaskan ikatan P dari mineral liat sehingga hara P menjadi tersedia bagi tanaman. Mikroba ini seperti: Pseudomonas, Bacillus, Aspergillus dll. Mikroba yang berkemampuan tinggi melarutkan P, umumnya juga berkemampuan tinggi dalam melarutkan K (Isroi, 2004). Hasil penelitian pemberian inokulasi mikroba pelarut P pada padi sawah ternyata dapat menekan kebutuhan NPK sampai 75% dari dosis anjuran (Saraswati dkk., 2004).
Disamping itu, beberapa mikroba mampu menghasilkan hormon. Seperti Azotobacter dan Azospirillum mampu mensintesis substansi yang secara biologis aktif dapat meningkatkan perkecambahan biji, tegakan dan pertumbuhan tanaman seperti vitamin B, asam indol asetat, gibberelin dan sitokinin (Wedhastri S., 2002; Gunarto., 1996). Hormon yang dihasilkan oleh mikroba akan diserap oleh tanaman sehingga tanaman akan tumbuh lebih cepat atau lebih besar.
Hama dan penyakit merupakan salah satu kendala dalam budidaya pertanian organik. Di alam terdapat mikroba yang dapat mengendalikan organisme patogen. Organisme patogen akan merugikan ketika terjadi ketidakseimbangan populasi antara organisme patogen dengan mikroba pengendalinya. Tugas kita harus menyeimbangkan populasi kedua jenis organisme itu, hama dan penyakit tanaman dapat dihindari.
Mikroba yang dapat mengendalikan patogen antara lain: Bacillus thuringiensis, Bauveria bassiana dll. Aplikasi pupuk hayati / mikroba pada pertanian organik khususnya pada tanaman padi dapat menyuplai kebutuhan hara tanaman yang selama ini dipenuhi dari pupuk kimia. Adanya bioteknologi berbasis mikroba, para petani organik (padi) tidak perlu hawatir dengan masalah ketersediaan bahan organik, unsur hara, dan serangan hama serta penyakit tanaman.
Akhir-akhir ini pemerintah telah mensosialisasikan pertanian organik dan mencanangkan 25 tahun ke depan bahwa sistem pertanian di Indonesia 50% harus sudah melaksanakan sistem pertanian organik (wawancara Mentan di TV).
Beberapa alasan mengapa harus menerapkan pertanian organik, karena:
1. Ketahanan pangan mulai menghadapi banyak persoalan.
2. Persoalan lingkungan sudah mulai muncul.
Sejak beberapa tahun telah terjadi kenaikan produksi yang menurun yang berarti terjadi kejenuhan produktivitas (levelling off). Hal tersebut merupakan suatu petunjuk bahwa efisiensi pemupukan telah menurun, salah satu sebabnya adalah kurangnya perawatan dan pelestarian sumber daya tanah sehingga kesuburannya merosot baik dari segi kimia, fisika maupun biologi tanah. Pendapat Harwood (1991) yang dikutip oleh Swift dan Woomer (1993) bahwa Revolusi hijau telah menurunkan kualitas sumberdaya lahan akibat pemakaian pupuk kimia dan pestisida yang berlebihan dan te
rus menerus.
Mutu tanah pertanian ditentukan antara lain oleh kandungan bahan organik tanh seperti yang dikategorikan oleh (Karama, 2001) bahwa tanah dengan kategori buruk jika mengandung kurang dari 1% bahan organik, kategori kurang mengandung
1-2% bahan organik, kategori sedang mengandung 2-3% bahan organik dan kategori baik jika mengandung bahan organik 3-5%.
Tanah pertanian di Indonesia dari Barat sampai dengan Timur mempunyai kandungan bahan organik, pH, KTK, ketersediaan hara N, P, K, Ca, Cu, Zn, S, Mo, dan Bo rendah sampai sangat rendah. Hasil penelitian ± 65% luas sawah di Indonesia kandungan bahan organiknya kurang dari 1% yang berarti masuk dalam kategori buruk (Karama S., 2001).
Peran Bahan Organik
Pada umumnya bahan organik mengandung unsur hara makro N,P dan K rendah tetapi mengandung unsur hara mikro dalam jumlah cukup yang sangat diperlukan bagi pertumbuhan tanaman. Keuntungan yang diperoleh jika memanfaatkan bahan organik yaitu dapat memperbaiki kesuburan fisik, kimia dan biologi tanah. Bahan organik mampu mengikat air, memperbanyak ruang udara, mengikat metal berat / racun, meningkatkan aktivitas dan manfaat mikro serta makroorganisme, memperbesar Kapasitas Tukar Kation dan meningkatkan efisiensi penggunaan pupuk anorganik.
Kebiasaan para petani padi sawah dalam menangani jerami padi adalah dengan cara membakarnya, padahal jerami padi mengandung unsur N,P,K,S,Si,Ca dan Mg ( Sutanto, 2002). Di samping itu keuntungan pemanfaatan jerami padi dalam budidaya padi organik adalah tersedia langsung di lahan usaha tani. Hasil penelitian di Cicurug Sukabumi, bahwa pemberian jerami padi pada tanah sawah selama 6 musim tanam sebanyak 5 ton / ha / musim dapat menghasilkan sekitar 7 ton gabah kering giling / ha dan efisiensi pupuk N dan P meningkat (Karama, dkk., 1996). Banyak sekali bahan organik di lahan sawah, seperti : Azolla, Crotalaria, Sesbania bahkan gulma pun dapat dijadikan sumber pupuk organik.
Dalam usaha melestarikan produktivitas tanah dengan mengembalikan sisa panen dan menambah bahan organik tanah merupakan kebijakan dan tindakan utama. Bahan organik merupakan sumber utama energi untuk mikroba, oleh karena itu teknologi yang erat kaitannya dengan penggunaan bahan organik yaitu "Teknologi Pupuk Mikroba" atau sering disebut sebagai pupuk hayati / biofertilizer.
Peran Mikroba
1. Pengomposan oleh bioaktivator
Petani sering mengeluhkan hasil pertanian organik yang produktivitasnya cenderung rendah dan lebih rentan terhadap serangan hama dan penyakit. Masalah ini sebenarnya bisa diatasi dengan memanfaatkan bioteknologi berbasis mikroba yang diambil dari sumber-sumber kekayaan hayati.
Tanah pertanian yang subur mengandung lebih dari 100 juta mikroba per gram tanah, jadi produktivitas dan daya dukung tanah tergantung pada aktivitas mikroba tersebut. Tetapi ada mikroba yang menguntungkan dan ada pula yang merugikan, oleh karena itu mikroba yang diharapkan adalah yang menguntungkan, berarti mikroba yang digunakan harus diidentifikasi sampai sejauh mana peranannya.
Mikroba yang menguntungkan bagi pertanian yaitu berperan dalam menghancurkan limbah organik, recycling hara tanaman, fiksasi biologis Nitrogen, pelarutan Pospat, merangsang pertumbuhan , biokontrol pathogen dan membantu penyerapan unsur hara.
Salah satu masalah yang sering ditemui ketika menerapkan pertanian organik adalah kandungan bahan organik dan status hara yang rendah. Cara mengatasinya yaitu dengan memberikan pupuk hijau atau pupuk kandang. Limbah organik tersebut harus dikomposkan dulu agar menjadi unsur hara yang dapat diserap oleh tanaman, sedangkan pengomposan alami memakan waktu yang lama antara 3 sampai 5 bulan tergantung bahannya.
Proses pengomposan dapat dipercepat dengan menggunakan mikroba penghancur (dekomposer) yang berkemampuan tinggi. Penggunaan mikroba dapat mempersingkat proses pengomposan dari beberapa bulan menjadi beberapa minggu. Mikroba tersebut akan tetap hidup dan aktif di dalam kompos. Ketika kompos tersebut diberikan ke tanah, mikroba tersebut akan berperan untuk mengendalikan organisme patogen penyebab penyakit tanaman.
2. Pupuk Mikroba / Pupuk Hayati
Pelaksanaan pertanian organik sangat membatasi bahkan menghindari pemakaian pupuk kimia. Untuk memenuhi kebutuhan hara tanaman, jangan mengandalkan kompos sebagai sumber utama nutrisi / unsur hara tanaman, karena kandungan hara kompos rendah.
Kompos matang kandungan haranya ± 1,7% N; ± 0,4% P2O5 dan ± 2,2% K dengan kata lain untuk memupuk padi yang kebutuhan haranya 200kg urea / ha, 75kg SP-36 / ha dan 37,5kg Kcl / ha dibutuhkan 22 ton kompos / ha. Jumlah kompos yang demikian besar ini memerlukan banyak tenaga kerja dan berimplikasi pada naiknya biaya produksi.
Untuk mengatasi masalah tersebut, dapat menggunakan mikroba-mikroba yang menguntungkan yang dapat berperan dalam penyediaan dan penyerapan hara bagi tanaman.
Unsur hara N, P dan K adalah unsur yang penting bagi tanaman, semuanya melibatkan aktivitas mikroba. Hara N tersedia banyak di udara, hampir 74% kandungan udara adalah N, tetapi agar tersedia bagi tanaman maka N harus ditambat oleh mikroba-mikroba penambat N seperti: Rhizobium, Azospirillum, Azotobacter dll.
Hasil penelitian di Filipina, bahwa tanaman jagung yang diinokulasi Azospirillum hasilnya meningkat sampai 48% dan kebutuhan pupuk N berkurang 66% (Cosico dkk., 1991). Begitu juga penelitian yang dilakukan Nurmayulis (2005) memperlihatkan bahwa hasil kentang meningkat ± 20% jika diinokulasi Azospirillum bersama-sama pemberian pupuk organik yang difermentasi M-BIO.
Mikroba lain yang berperan dalam penyediaan hara adalah mikroba pelarut Pospat dan Kalium. Tanah pertanian di Indonesia umumnya mengandung P cukup tinggi (jenuh), namun P ini tidak tersedia bagi tanaman karena terikat mineral liat tanah. Bila memberikan mikroba pelarut P ke dalam tanah, maka mikroba tersebut akan melepaskan ikatan P dari mineral liat sehingga hara P menjadi tersedia bagi tanaman. Mikroba ini seperti: Pseudomonas, Bacillus, Aspergillus dll. Mikroba yang berkemampuan tinggi melarutkan P, umumnya juga berkemampuan tinggi dalam melarutkan K (Isroi, 2004). Hasil penelitian pemberian inokulasi mikroba pelarut P pada padi sawah ternyata dapat menekan kebutuhan NPK sampai 75% dari dosis anjuran (Saraswati dkk., 2004).
Disamping itu, beberapa mikroba mampu menghasilkan hormon. Seperti Azotobacter dan Azospirillum mampu mensintesis substansi yang secara biologis aktif dapat meningkatkan perkecambahan biji, tegakan dan pertumbuhan tanaman seperti vitamin B, asam indol asetat, gibberelin dan sitokinin (Wedhastri S., 2002; Gunarto., 1996). Hormon yang dihasilkan oleh mikroba akan diserap oleh tanaman sehingga tanaman akan tumbuh lebih cepat atau lebih besar.
Hama dan penyakit merupakan salah satu kendala dalam budidaya pertanian organik. Di alam terdapat mikroba yang dapat mengendalikan organisme patogen. Organisme patogen akan merugikan ketika terjadi ketidakseimbangan populasi antara organisme patogen dengan mikroba pengendalinya. Tugas kita harus menyeimbangkan populasi kedua jenis organisme itu, hama dan penyakit tanaman dapat dihindari.
Mikroba yang dapat mengendalikan patogen antara lain: Bacillus thuringiensis, Bauveria bassiana dll. Aplikasi pupuk hayati / mikroba pada pertanian organik khususnya pada tanaman padi dapat menyuplai kebutuhan hara tanaman yang selama ini dipenuhi dari pupuk kimia. Adanya bioteknologi berbasis mikroba, para petani organik (padi) tidak perlu hawatir dengan masalah ketersediaan bahan organik, unsur hara, dan serangan hama serta penyakit tanaman.
CARA MASUKNYA HARA KE DALAM TANAMAN
Kedalaman tanah efektif yang dangkal,merupakan karakter inheren tanah Entisol dari subgroup Lithic. Risiko utama pada tanah-tanah yang bersolum tipis adalah keterbatasan kemampuan tanah untuk menyimpan air dan unsur hara, termasuk N dan P . Keterbatasan ini juga biasanya akan menyebabkan sistem pemupukan yang dilakukan menjadi tidak efektif .Hal ini akan berimplikasi
terhadap pertumbuhan bibit tanaman,pertumbuhan tanaman dewasa, dan pada tanaman menghasilkan yang dikembangkan pada areal peertanaman kelapa sawit yang ada. Banyak metode dapat digunakan untuk menulusuri pergerakan hara dan proses metabolismenya oleh tanaman , antara lain: melalui analisis jaringan tanaman atau dengan melihat besarnya laju pertumbuhan dan jumlah produksi yang dihasilkan, dan dihubungkan dengan jumlah pupuk yang diberikan . Namun cara ini memerlukan waktu yang relatif lama dan tingkat akurasi datnya relatif rendah. Karena itu diperlukan teknologi lain sebagai acuan untuk me-nelusuri pergerakan hara dan distribusinya di dalam tanaman. Peng-gunaan teknik nuklir (melalui isotop) untuk menditeksi dan menulusuri pergerakan hara dari tanah masuk ke dalam tanaman . Teknik ini telah banyak dilakukan tetapi masih terbatas pada tanaman –tanaman semusim, dan tidak memperhitungkan pengaruh pembatas airtanah yang juga menentukan ketersediaan dan pergerakan hara.
Penelitian tahap ketiga ini bertujuan untuk mengevaluasi efektivitas pemupukan pada tanaman sawit yang telah menghasilkandengan iplikasi teknik nuklir, baik pada tanah dangkal maupun pada tanah dalam dengan tingkat ketersediaan air tanah yang berbeda. Selanjutnya ,menditeksi secara dini mobilitas N dan P yang diserap oleh tanaman kelapa sawit menghasilkan pada tingkat ketersediaan air tanah yang bebeda
Penelitian dilaksanakan pada pertanaman kelapa sawit yang telah menghasilkan dari dua regim tanah yang kontras dengan blok pertanaman yang berbeda. Kekontrasannya dinilai berdasarkan tanah yang solumnya dangkal dan dalam. Penelitian dilakukan dengan menggnakan rancangan petak terpisah, perlakuan air (-05 sampai –10 kPa atau regim basah, dan –20 samapi –200 kPa atau regim kering), ditempatkan sebagai petak utama dan dosis pupuk (tanpa N dan P; N 1.000 g pohon-1 dan P 500 g pohon-1; dan N 2.000 g pohon-1 dan P 1.000 g pohon-1) ditempatkan sebagai anak petak.
Bahan yang digunakan pada penelitian ini adalah tanaman kelapa sawit telah m,enghasilkan ™, berumur 8 tahun pada masing-masing blok areal pertanaman yang berbeda regim tanahnya (dangkal dan dalam), dan diseleksi berdasarkan kondisi pertumbuhannya yang seragam. Urea, SP36, KCl, isotop 15N dan 32P, pestisida, aqudest dan air, selang air, box sampel bagian tanaman dan gabus.
Alat yang digunakan pada penelitian ini adalah satu set alat aplikasi dan pengamanan isotop serta analisisnya, drum air, pompa air, ember,timbangan analitik, meteran, gelas ukur, ring sampel, sinterfunnel, permeameter constant head, pH meter digital ,alat pengukur fotosintesis Portable Photosynthesis System CID Licor Tipe CI-301PS, alat pengukur potensial matriks tanah (pengukur konduktifitas hidrolik berupa sinter-funnel, permeameter constant head), seperangkat alat analisis potensial air daun tanaman, parang ,cangkul, kereta dorong dan skop.
Berdasarkan hasil penelitian di pertanaman kelapa sawit menghasilkan, secara umum diperoleh hasil bahwa perbedaan jumlah ketersediaan , berpengaruh terhadap kemampuan tanaman untuk menyerap hara dari dalam tanah,jumlah air yang cukup (-5 kPa sampai-10 kPa) mengakibatkan tanaman dapat menyerap N dan P lebih baik dibading dengan jumlah air –20 kPa sampai-200 kPa. Rata-rata jumlah serapan hara total (dari pupuk dan dari tanah) lebih tinggi pada dosis N 2.000 g dan P 1.000 g,jumlah serapan ini dideteksi dengan baik melalui 15N dan32P, sehingga meningkatkanaspek fisiologi tanaman kelapa sawit, menghasilkan, peningkatan ini terlihat pada penurunan konduktan stomata, penurunan laju transpirasi,peningkatan potensial air daun, meningkatkan laju fotosintesis, dan meningkatnya pertumbuhan tanaman kelapa sawit yang telah menghasilkan. Terjadi interaksi antara ketersediaan air dengan jumlah pupuk yang dapat diserap oleh tanaman kelapa sawit menghasilkan, meskipun hubungan dengan efesiensi penggunaan air tidak berkolrelasi positif., semakin tinggi jumlah air tersedia (-5 kPa sampai –10 kPa), maka jumlah serapan N dan P total (dari pupuk dan dari tanah) semakin lebih banyak (34,55% N dan 21.17% P pada tanah dangkal, dan 44,80% N dan 25.77% P pada taah dalam). Demikian juga terhadap aktifitas fisiologi tanaman, semakin tinggi tingkat ketersediaan air tanah dan dosis pupuk N dan P yang diberikan, maka proses fisiologi yang diekpresikan terhadap laju fotosintesis tanaman semakin tinngi. Proses ini juga jelas ditunjukkan dengan aspek pertumbuhan tanaman yang terjadi
terhadap pertumbuhan bibit tanaman,pertumbuhan tanaman dewasa, dan pada tanaman menghasilkan yang dikembangkan pada areal peertanaman kelapa sawit yang ada. Banyak metode dapat digunakan untuk menulusuri pergerakan hara dan proses metabolismenya oleh tanaman , antara lain: melalui analisis jaringan tanaman atau dengan melihat besarnya laju pertumbuhan dan jumlah produksi yang dihasilkan, dan dihubungkan dengan jumlah pupuk yang diberikan . Namun cara ini memerlukan waktu yang relatif lama dan tingkat akurasi datnya relatif rendah. Karena itu diperlukan teknologi lain sebagai acuan untuk me-nelusuri pergerakan hara dan distribusinya di dalam tanaman. Peng-gunaan teknik nuklir (melalui isotop) untuk menditeksi dan menulusuri pergerakan hara dari tanah masuk ke dalam tanaman . Teknik ini telah banyak dilakukan tetapi masih terbatas pada tanaman –tanaman semusim, dan tidak memperhitungkan pengaruh pembatas airtanah yang juga menentukan ketersediaan dan pergerakan hara.
Penelitian tahap ketiga ini bertujuan untuk mengevaluasi efektivitas pemupukan pada tanaman sawit yang telah menghasilkandengan iplikasi teknik nuklir, baik pada tanah dangkal maupun pada tanah dalam dengan tingkat ketersediaan air tanah yang berbeda. Selanjutnya ,menditeksi secara dini mobilitas N dan P yang diserap oleh tanaman kelapa sawit menghasilkan pada tingkat ketersediaan air tanah yang bebeda
Penelitian dilaksanakan pada pertanaman kelapa sawit yang telah menghasilkan dari dua regim tanah yang kontras dengan blok pertanaman yang berbeda. Kekontrasannya dinilai berdasarkan tanah yang solumnya dangkal dan dalam. Penelitian dilakukan dengan menggnakan rancangan petak terpisah, perlakuan air (-05 sampai –10 kPa atau regim basah, dan –20 samapi –200 kPa atau regim kering), ditempatkan sebagai petak utama dan dosis pupuk (tanpa N dan P; N 1.000 g pohon-1 dan P 500 g pohon-1; dan N 2.000 g pohon-1 dan P 1.000 g pohon-1) ditempatkan sebagai anak petak.
Bahan yang digunakan pada penelitian ini adalah tanaman kelapa sawit telah m,enghasilkan ™, berumur 8 tahun pada masing-masing blok areal pertanaman yang berbeda regim tanahnya (dangkal dan dalam), dan diseleksi berdasarkan kondisi pertumbuhannya yang seragam. Urea, SP36, KCl, isotop 15N dan 32P, pestisida, aqudest dan air, selang air, box sampel bagian tanaman dan gabus.
Alat yang digunakan pada penelitian ini adalah satu set alat aplikasi dan pengamanan isotop serta analisisnya, drum air, pompa air, ember,timbangan analitik, meteran, gelas ukur, ring sampel, sinterfunnel, permeameter constant head, pH meter digital ,alat pengukur fotosintesis Portable Photosynthesis System CID Licor Tipe CI-301PS, alat pengukur potensial matriks tanah (pengukur konduktifitas hidrolik berupa sinter-funnel, permeameter constant head), seperangkat alat analisis potensial air daun tanaman, parang ,cangkul, kereta dorong dan skop.
Berdasarkan hasil penelitian di pertanaman kelapa sawit menghasilkan, secara umum diperoleh hasil bahwa perbedaan jumlah ketersediaan , berpengaruh terhadap kemampuan tanaman untuk menyerap hara dari dalam tanah,jumlah air yang cukup (-5 kPa sampai-10 kPa) mengakibatkan tanaman dapat menyerap N dan P lebih baik dibading dengan jumlah air –20 kPa sampai-200 kPa. Rata-rata jumlah serapan hara total (dari pupuk dan dari tanah) lebih tinggi pada dosis N 2.000 g dan P 1.000 g,jumlah serapan ini dideteksi dengan baik melalui 15N dan32P, sehingga meningkatkanaspek fisiologi tanaman kelapa sawit, menghasilkan, peningkatan ini terlihat pada penurunan konduktan stomata, penurunan laju transpirasi,peningkatan potensial air daun, meningkatkan laju fotosintesis, dan meningkatnya pertumbuhan tanaman kelapa sawit yang telah menghasilkan. Terjadi interaksi antara ketersediaan air dengan jumlah pupuk yang dapat diserap oleh tanaman kelapa sawit menghasilkan, meskipun hubungan dengan efesiensi penggunaan air tidak berkolrelasi positif., semakin tinggi jumlah air tersedia (-5 kPa sampai –10 kPa), maka jumlah serapan N dan P total (dari pupuk dan dari tanah) semakin lebih banyak (34,55% N dan 21.17% P pada tanah dangkal, dan 44,80% N dan 25.77% P pada taah dalam). Demikian juga terhadap aktifitas fisiologi tanaman, semakin tinggi tingkat ketersediaan air tanah dan dosis pupuk N dan P yang diberikan, maka proses fisiologi yang diekpresikan terhadap laju fotosintesis tanaman semakin tinngi. Proses ini juga jelas ditunjukkan dengan aspek pertumbuhan tanaman yang terjadi
13 UNSUR HARA DALAM TANAH YANG DI SERAP PADA TANAMAN
1. Boron (Br)
Boron diserap oleh tanaman dalam bentuk BO3.
2. Besi (Fe)
Unsur ini diserap oleh tanaman dalam bentuk kation Fe dan esensi dari unsur ini adalah Sebagai gugus prostetik enzim katalase dan peroksidase dan sebagai penyusunferedoxin yang terdapat dalam klorofil.
3. Mangan (Mn)
Unsur ini diserap dalam bentuk Mn++. Unsur ini dalam tubuh tanaman mempunyai dua fungsi esensi Mn mengaktifkan enzim IAA Oksidate yang berfungsi memecahkan IAA ( IndolAcetic Acid ) yang tidak lain adalah hormon auksin.
Unsur ini diserap dalam bentuk Mn++. Unsur ini dalam tubuh tanaman mempunyai dua fungsi esensi Mn mengaktifkan enzim IAA Oksidate yang berfungsi memecahkan IAA ( IndolAcetic Acid ) yang tidak lain adalah hormon auksin.
4. Seng ( Zn )
Unsur ini diserap oleh tanaman dalam bentuk ion Zn ++. Esensialitas dari unsur ini ialah Zn merupakan bagian dari enzim amilum sintetase ( pembentukan gula menjadiamilum) dan Zn sebagai penyusun enzim karbonic anhidrase yang berfungsi sebagai buffer terhadap perubahan pertumbuhan..
5. Cuprum (Cu)
Unsur ini diserap dalam bentuk Cu ++. Esensi dari unsur ini adalah: Membentuk senyawa ( Cu (NH3)4)++ untuk mencegah terlalu banyaknya NH3 yang tertimbun di dalam tubuh tanaman karena NH3 yang berlebihan dalam tubuh tanaman akan bersifat racun.
6. Molibdenum (Mo)
Unsur ini diserap dalam bentuk MoO4-. Esensi unsur ini: Sebagai aktivator dan penyusun enzim sitrat reduktase yaitu enzim yang bekerja membantu perubahan ion NO3- menjadi NH3 yang siap dipakai untuk pembentukan asam amino dan protein untuk pembelahan dan pembesaran sel.
7. Klor ( Cl )
Klor adalah suatu unsur esensial mikro yang mempunyai fungsi cukup penting bagi pertumbuhan dan perkembangan suatu tanaman unsur inimutlak diperlukan oleh tanaman karena Fungsi dan peranan unsur ini tidak dapat digantikan dengan unsur lain. Fungsi dan peranan biokemisnya secara spesifik. Fungsi dan peranannya secara langsung dalam proses fisiologis tanaman
Klor adalah suatu unsur esensial mikro yang mempunyai fungsi cukup penting bagi pertumbuhan dan perkembangan suatu tanaman unsur inimutlak diperlukan oleh tanaman karena Fungsi dan peranan unsur ini tidak dapat digantikan dengan unsur lain. Fungsi dan peranan biokemisnya secara spesifik. Fungsi dan peranannya secara langsung dalam proses fisiologis tanaman
8. Belerang/ Sulfur (S)
Unsur ini diserap oleh tanaman dalam bentuk ion HSO4 dan SO4 . Ion SO4 dalam jumlah banyak air akan berbalik meracuni tanaman
9. Kalsium (Ca)
Elemen ini diserap dalam bentuk Ca. Sebagaian basar terdapat dalam daun dan batang dalam bentuk kalsium pektat yaitu dalam lamella pada dinding sel yangmenyebabkan tanaman menpunyai dinding sel yang lebih tebal sehingga tahan seranganhama dan penyakit. Fungsi fisiologis Kalium yang sangat penting dalam tubuh tanamanadalah dalam hubungan dengan sintesa protein yang dibutuhkan untuk pembelahan dan pembesaran sel-sel tanaman, disamping dapat menetralkan asam – asam organik yangdihasilkan pada proses metabolisme tanaman sehingga tanaman terhindardari keracunan,Selain berpengaruh pada pem-bentukan Net pada tanaman melon, elemen ini berperandalam menaikkan pH.
10. Magnesium (Mg)
Mg diserap dalam bentuk Mg. Esensi utama dari unsur ini adalah:1. Merupakan bagian dari kloropil ( inti klorofil ) sehingga berhubungan langsung dengan proses penting fotosintesis.2. Menjadi pengikat antara insin dan substrat sehingga kerja enzim bisa berjalan normal.3. Menjadi bagian dari fitin yang terdapat dalam benih sehingga mempercepat proses perkecambahan benih.
11. Nitrogen (N)
Nitrogen diserap oleh tanaman sebagai NO3- dan NH4+kemudian dimasukkan ke dalam semua gas amino dan Protein. Ada juga bentuk pokok nitrogen dalam tanah mineral, yaitu nitrogen organik, bergabung dengan humus tanah ; nitrogen amonium dapat diikat oleh mineral lempung tertentu, dan amonium anorganik dapat larut dan senyawa nitrat.
12. Phospor (P)
Tanaman menyerap fosfor dalam bentuk ion ortofosfat (H2PO4-) dan ion ortofosfat sekunder (HPO4=). Selain itu, unsur P masih dapat diserap dalam bentuk lain, yaitu bentuk pirofosfat dan metafosfat, bahkan ada kemungkinan unsur P diserap dalam bentuk senyawa organik yang larut dalam air, misalnya asam nukleat dan phitin. Fosfor yang diserap tanaman dalam bentuk ion anorganik cepat berubah menjadi senyawa fosfor organik. Fosfor ini mobil atau mudah bergerak antar jaringan tanaman. Kadar optimal fosfor dalam tanaman pada saat pertumbuhan vegetatif adalah 0.3% - 0.5% dari berat kering tanaman.
13. Kalium (K)
Elemen ini diserap dalam bentuk hampir pada semua proses metabolismetanaman, mulai dari proses penyerapan air, transpirasi, fotosintesis, respirasi, sintesaenzim dan aktifitas enzim. Esensi unsure K adalah sebagai berikut:1. Kalium merupakan elemen yang higrokopis (mudah menyerap air) ini menyebabkanair banyak diserap didalam stomata, tekanan osmotik naik, stomata membuka sehinggagas CO2 dapat masuk untuk proses fotosintesis.2. Kalium berperan sebagai aktifitas untuk semua kerja enzim terutama pada sintesa proteine.
Beberapa Unsur Hara Yang Dibutuhkan Tanaman, yaitu:
Karbon (C), Hidrogen (H), Oksigen (O), Nitrogen (N), Fosfor (P), Kalium (K), Kalsium (Ca), Magnesium (Mg), Belerang (S), Besi (Fe), Mangan (Mn), Boron (B), Mo, Tembaga (Cu), Seng (Zn) dan Klor (Cl). Unsur hara tersebut tergolong unsur hara Essensial.
Berdasarkan jumlah kebutuhannya bagi tanaman, dikelompokkan menjadi dua, yaitu:
· Unsur Hara Makro : Unsur hara yang diperlukan tanaman dalam jumlah besar.
· Unsur Hara Mikro : Unsur hara yang diperlukan tanaman dalam jumlah kecil.
Unsur hara makro meliputi : N, P, K, Ca, Mg, S dan unsur hara mikro meliputi : Fe, Mn, B, Mo, Cu, Zn, Cl
Fungsi Unsur Hara Makro (NPK):
Banyak para hobiis dan pencinta tanaman hias, bertanya tentang komposisi kandungan pupuk dan prosentase kandungan N, P dan K yang tepat untuk tanaman yang bibit, remaja atau dewasa/indukan. Berikut ini adalah fungsi-fungsi masing-masing unsur tersebut :
Nitrogen (N):
1. Merangsang pertumbuhan tanaman secara keseluruhan.
2. Merupakan bagian dari sel ( organ ) tanaman itu sendiri.
3. Berfungsi untuk sintesa asam amino dan protein dalam tanaman.
4. Merangsang pertumbuhan vegetatif ( warna hijau ) seperti daun.
5. Tanaman yang kekurangan unsur N gejalanya : pertumbuhan lambat/kerdil, daun hijau kekuningan, daun sempit, pendek dan tegak, daun-daun tua cepat menguning dan mati.
Phospat (P):
1. Berfungsi untuk pengangkutan energi hasil metabolisme dalam tanaman
2. Merangsang pembungaan dan pembuahan.
3. Merangsang pertumbuhan akar.
4. Merangsang pembentukan biji.
5. Merangsang pembelahan sel tanaman dan memperbesar jaringan sel.
6. Tanaman yang kekurangan unsur P gejaalanya : pembentukan buah/dan biji berkurang, kerdil, daun berwarna keunguan atau kemerahan ( kurang sehat )
Kalium (K):
1. Berfungsi dalam proses fotosintesa, pengangkutan hasil asimilasi, enzim dan mineral termasuk air.
2. Meningkatkan daya tahan/kekebalan tanaman terhadap penyakit.
3. Tanaman yang kekurangan unsur K gejalanya : batang dan daun menjadi lemas/rebah, daun berwarna hijau gelap kebiruan tidak hijau segar dan sehat, ujung daun menguning dan kering, timbul bercak coklat pada pucuk daun.
Unsur Hara Mikro yang Dibutuhkan Tanaman
Unsur hara mikro yang dibutuhkan tanaman dalam jumlah kecil antara lain Besi(Fe), Mangaan(Mn), Seng (Zn), Tembaga (Cu), Molibden (Mo), Boron (B), Klor(Cl). Berikut tuilsan dari Setio Budi Wiharto (09417/PN) dari UGM Jogjakarta.
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. Kerja katalase dan peroksidase digambarkan secara ringkas sebagai berikut:
a. Catalase : H2O + H2O O2 + 2H2O
b. Peroksidase : AH2 + H2O A + H2O
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.
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 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, split seed pada tanaman lupin.
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.
Tembaga (Cu)
Tembaga (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.
Molibden (Mo)
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.
Boron (B)
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.
Klor(Cl)
Klor 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.
Adapun defisiensi klor adalh antara lain : pola percabangan akar abnormal, gejala wilting (daun lemah dan layu), warna keemasan (bronzing) pada daun, pada tanaman kol daun berbentuk mangkuk.
