SOIL FERTILITY DEFINED - · PDF filePENGERTIAN KESUBURAN TANAH ( SOIL FERTILITY) Kemampuan tanah utk menyediakan unsur hara (ability of the soil to ... NO3-, Cl-. 11. Reproduksi (p

1

PENGERTIANKESUBURAN TANAH ( SOIL FERTILITY)

Kemampuan tanah utk menyediakanunsur hara (ability of the soil tosupply nutrients) yg menyangkutkualitas hara, ketersediaan & sertaupaya utk menahannya dari pelindian

Foth and Ellis 1997:

Kesuburan tanah adalah kondisi suatutanah yg mampu menyediakan unsurhara essensial utk tanaman tanpa efekracun dari hara yg ada.

SOIL FERTILITY DEFINED

Brady: Kemampuan tanah utk menyediakanunsur hara essensial dalam jumlah & proporsiyg seimbang utk pertumbuhan

Anonymous: …bag dr ilmu yg mempelajarisumber & ketersediaan unsur hara essensial utkpertumbuhan tanaman dari aspek kualitas &kuantitas produksinya

SOIL FERTILITY :The capacity of soil to provide PHYSICAL, CHEMICAL andBIOLOGICAL REQUIREMENTS for growth of plants forproductivity, reproduction and quality relevant to plant type, soiltype, land use and climatic conditions.

SOIL BIOLOGICAL FERTILITY :The capacity of ORGANISMS LIVING IN SOIL (microorganisms,fauna and roots) to contribute to the NUTRITIONALREQUIREMENTS of plants and foraging animals for productivity,reproduction and quality while maintaining biological processesthat contribute positively to the physical and chemical of soil.

Abbott & Murphy, 2003. SOIL BIOLOGICAL FERTILITY. “A key toSustainable Land Use in Agriculture”. SOIL CHEMICAL FERTILITY :

The capacity of soil to provide a SUITABLE CHEMICALAND NUTRITIONAL ENVIRONMENT for plants andforaging animals for productivity, reproduction andquality in a way that SUPORTS BENEFICIAL SOILPHYSICAL AND BIOLOGICAL PROCESSES, including thoseinvolved in nutrient cycling.

SOIL PHYSICAL FERTILITY :The capacity of soil to provide PHYSICAL CONDITIONSthat support plant productivity, reproduction andquality WITHOUT LEADING TO LOSS of soil structure orerosion and SUPPORTING SOIL BIOLOGICAL ANDCHEMICAL PROCESSES.

2

KESUBURAN TANAHKESUBURAN TANAH

Tanah Subur : mempunyai sifat kimia, fisika biologinya mendukung bagiTanah Subur : mempunyai sifat kimia, fisika biologinya mendukung bagi

pertumbuhan / produksi tanamanpertumbuhan / produksi tanaman

KesuburanKesuburan

Potensial : kesuburan menjamin jangka panjang; sulit berubah danPotensial : kesuburan menjamin jangka panjang; sulit berubah dan

untuk merubah perlu masukan tinggiuntuk merubah perlu masukan tinggi

Aktual : kesuburan untuk jangka pendek; berubahAktual : kesuburan untuk jangka pendek; berubah--ubah setiap musimubah setiap musim

Suplai haraSuplai hara

Kapasitas : mensuplai hara semasa pertumbuhan tanamanKapasitas : mensuplai hara semasa pertumbuhan tanaman

Intensitas : mensuplai hara secara kontinyu sesuai fase pertumbuhanIntensitas : mensuplai hara secara kontinyu sesuai fase pertumbuhan

Problema kesuburan tanah :Problema kesuburan tanah :

-- Pengurasan haraPengurasan hara terangkut hasil tanamanterangkut hasil tanaman

-- Ketimpangan hara dalam tanahKetimpangan hara dalam tanah pemupukan yang tidak proposionalpemupukan yang tidak proposional

& penggunaan pupuk berkadar tinggi& penggunaan pupuk berkadar tinggi

-- Siklus pengharaan terbukaSiklus pengharaan terbuka rusaknya hutanrusaknya hutan adanya perladanganadanya perladangan

berpindahan dan akibat adanyaberpindahan dan akibat adanya land clearingland clearing penurunan hara, erosipenurunan hara, erosi

/ aliran permukaan/ aliran permukaan hara terangkuthara terangkut

-- Tersembulnya unsur / zat beracunTersembulnya unsur / zat beracun Al, sulfat dan kumulasi logamAl, sulfat dan kumulasi logam

berat dari limbahberat dari limbah

-- Akumulasi garamAkumulasi garam

-- Tekstur tanah pasiranTekstur tanah pasiran

-- Pengatusan buruk (rawaPengatusan buruk (rawa--rawa)rawa)

Komponen kesuburan tanah Komponen penyusun mutu kesuburan suatu

tanah adalah:

◦ jeluk mempan perakaran : solum, erosi, konservasi,daerah jelajah akar

◦ struktur tanah: imbangan air-udara, kemudahanditembus akar

◦ reaksi tanah: kelarutan unsur, dominansi mikrobia◦ hara cukup dan seimbang : macam, jumlah dan nisbah◦ penyimpanan hara dan lengas: KPK, buffering capacity,

retensi lengas◦ humus: C-organik tanah, khelasi, energi untuk mikrobia◦ mikrobia bermanfaat: sinergisme, daur hara dan materi◦ bebas bahan meracun: toksin, limbah

UNSUR HARA(Bentuk/Status Hara Dalam Tanah)

Sumber hara dalam tanah Perombakan bahan organik tanah. Pelapukan mineral tanah. Pemupukan. Pembenah organik: kompos Penambatan N : legum. Batuan: batuan fosfat, greensand. Buangan industri: kapur, gipsum. Pengendapan udara: N, S. Pengendapan air: sedimen, erosi, banjir.

Pangkalan hara (nutrient pool)◦ Larutan tanah (sifatnya tersedia untuk diserap oleh akar tanaman)◦ Bahan organik (mengalami proses perombakan)◦ Organisme tanah (komponen penyusun tubuhnya)◦ Mineral tanah (sifat antara cukup terlarut sampai sedikit terlarut)◦ Permukaan jerapan (hara dipegang permukaan tanah oleh berbagai

mekanisme)◦ Pertukaran kation (tipe yang sangat penting dari jerapan permukaan

tanah)

Unsur hara yang dibutuhkan tanaman(funsional/esensial)

Terdapat 20 unsur yang bersifat fungsional/esensialKriteria (Arnon):1. Kekurangan unsur tersebut menghambat

pertumbuhan2. Gejala kekurangan unsur tersebut dapat

dihilangkan hanya dengan penambahan unsurtersebut

3. Unsur tersebut harus secara langsung terikatdalam nutrisi makanan tanaman

Atas dasa Konsentrasi dalam tanaman

Unsur hara makro (dibutuhkan dalam jumlah banyak)C, H, O (sintesa karbohidrat)., N, P, K, (unsur primer)

danCa, Mg, S (unsur sekunder)

Unsur hara mikro (dibutuhkan dalam jumlah sedikit)Fe, Mn, Mo, Cu, B, Zn, Cl, Na, Co, Ni, Si

3

Peranan unsur hara tanaman

1. Penyusun dasar protein, polisakarida, lemak, asam nukleat: N, P.2. Produksi tenaga ATP: P, N.3. Penyusun pigmen fotosintesis: Mg.4. Metabolisme karbohidrat (gula fosfat): P.5. Alih tempat (translocation) gula dalam pembuluh floem: K.6. Pengangkutan elektron (fotosintesis, mitokondria, struktural atau

ensimatik): Fe, S, Cl, Ni .7. Aktivator ensim: K, Mg, Mn.8. Kofaktor ensim: Fe, Zn, Mo.9. Berhubungan dengan zat pengatur tumbuh: Zn.10. Berhubungan dengan air (pengaturan osmotik, membuka-menutup

stomata): K+, Na+, Ca++, NO3-, Cl-.11. Reproduksi (pembentukan bunga dan buah): B.12. Untuk tanaman tertentu Ni dianggap sebagai hara esensial.

PERLU DIKETAHUI

Kekurangan unsur hara (esensial) akanmenimbulkan gejala pada tanaman,

seperti diserang penyakit(penyakit fisiologis)

Unsur haradapat dipakai untuk

indikasi kesuburan tanah

HUBUNGAN TANAH – TANAMAN Tanah sebagai media bertanam Bentuk hara dalam tanah Gerakan hara dalam tanah Ion di dalam tanah tanah akan bergerak menuju permukaan akar dengan

mekanisme berikut: root interception, mass flow atau diffusion.Pemasokan dan pengangkutan hara:

Intersepsi akar semata-mata berkaitan dengan pemasokan hara (solely asupply mechanism).

Aliran massa dan difusi merupakan pemasokan dan pengangkutan hara(mechanisms of supply and transport).

Memahami bagaimana hara bergerak, sangat penting untuk memahamidampaknya bagi lingkungan, juga dalam penyerapan hara.

Intersepsi akar Akar tumbuh menembus tanah, bersinggungan dengan permukaan

partikel tanah, permukaan akar bersinggungan dengan ion hara yangterjerap, kemudian terjadi pertukaran secara langsung (contactexchange). Meskipun angkanya kecil, tetapi sumbangannya penting agarhara mencapai akar

Aliran masa (mass flow) Hara terlarut terbawa bersama aliran air menuju akar tanaman, aliran air

dipengaruhi oleh transpirasi, evaporasi dan perkolasi. Jumlahnyaproporsional dengan laju aliran (volume air yang ditranspirasikan) dankadar hara dalam larutan tanah.

Difusi (diffusion) Ion bergerak dari wilayah yang memiliki kadar hara tinggi ke wilayah

yang lebih rendah kadar haranya. Akar menyerap hara dari larutan tanah.Kadar hara di permukaan akar lebih rendah dibandingkan kadar haratersebut larutan tanah di sekitar akar. Ion bergerak menuju permukaanakar. Mekanisme ini sangat penting bagi hara yang berinteraksi kuatdengan tanah.

Mekanisme penyerapan hara oleh akar Kebanyakan unsur diserap akar tanaman dalam bentuk

anorganik. Setelah mencapai akar, ion hara diangkutsampai ke bagian daun melalui serangkaian tahapan, yaitupenyerapan pasif (passive root uptake), penyerapan aktif(active root uptake), alih tempat (translocation).

Gerakan pasif Difusi dan pertukaran ion epidermis menembus kortek ke endodermis Apoplast (apparent free space) ruang di antara sel (extracellular within and between cell walls)

KPK akar ada pada dinding sel

Gerakan aktif Harus menembus membran sel Symplast: Intracellular interconnected cytoplasmic pathway between cells pengangkutan aktif melewati membran pengambilan unsur hara secara selektif

MineralconceptvsBiodynamicFeed the plant directly

and use the soil as a vehicle onlyto carry nutrient solution

Feed the plant directlyand use the soil as a vehicle onlyto carry nutrient solution

Feed the soil life andsoil will feeds the plant

Feed the soil life andsoil will feeds the plant

4

BAHANORGANIKMINERAL

UDARA

AIR

Jumlah bahan organik tanah sangat bervariasi tergantung dari pasokanJumlah bahan organik tanah sangat bervariasi tergantung dari pasokanbahan organikbahan organik

1. ANCHORAGE/tempatberjangkar takartanaman,

2. STORAGE/Supply ofWater,

3. STORAGE/Supply ofO2,

4. Storage/Supply ofNutrients.

SifatSifat--sifat tanahsifat tanah

Sifat Kimia TanahSifat Kimia Tanah berhubungan dengan kesuburanberhubungan dengan kesuburan-- pHpH-- KPKKPK-- Kejenuhan basaKejenuhan basa-- Retensi keharaanRetensi keharaan-- Ada tidaknya zat racunAda tidaknya zat racun-- Bahan organik tanahBahan organik tanah

Sifat Fisika TanahSifat Fisika Tanah-- Tekstur tanahTekstur tanah-- StrukturStruktur-- AerasiAerasi-- DrainaseDrainase-- KonsistensiKonsistensi

Sifat Biologi TanahSifat Biologi Tanah

-- Macam dan banyaknya mikrobia tanahMacam dan banyaknya mikrobia tanah sebagai aktor dalam siklussebagai aktor dalam siklus

keharaankeharaan

> Dekomposer> Dekomposer

> Rhizobium, mycoriza> Rhizobium, mycoriza

> berbagai enzim> berbagai enzim

-- Bahan organik & bahan makanan mikrobiaBahan organik & bahan makanan mikrobia

Empat kemungkinan status kemampuan tanah menyediakan untuk hara :Empat kemungkinan status kemampuan tanah menyediakan untuk hara :

1.1. Kapasitas dan Intensitas besarKapasitas dan Intensitas besar

2.2. Kapasitas besar, Intensitas kecilKapasitas besar, Intensitas kecil

3.3. ka[pasitas kecil, Intensitas besarka[pasitas kecil, Intensitas besar

4.4. Kapasitas dan Intensitas kecilKapasitas dan Intensitas kecil

Contoh :Contoh :

1.1. Tanah AluvialTanah Aluvial intensif diusahakan (+ b.o. dan pupuk)intensif diusahakan (+ b.o. dan pupuk)

2.2. Tanah bermasalah atau retensi (ex. oxisol (latosol), ultisol (PMK))Tanah bermasalah atau retensi (ex. oxisol (latosol), ultisol (PMK))

3.3. TanahTanah--tanah berkadar b.o. Dan lempung rendahtanah berkadar b.o. Dan lempung rendah berhubungan dayaberhubungan daya

pegang hara (ex. entisol (regosol))pegang hara (ex. entisol (regosol))

4.4. Tanah sangat jelek tidak disarankan untuk pertanianTanah sangat jelek tidak disarankan untuk pertanian kuarsa dsbkuarsa dsb

Fungsi b.o. :Fungsi b.o. :

1.1. Sebagai granulatorSebagai granulator membentuk struktur tanahmembentuk struktur tanah

2.2. Sumber unsur hara N, P, S dsbSumber unsur hara N, P, S dsb

3.3. Menambah kemampuan tanah untuk menahan airMenambah kemampuan tanah untuk menahan air

4.4. Menambah kemampuan tanah untuk menahan unsur haraMenambah kemampuan tanah untuk menahan unsur hara

5.5. Sebagai sumber energi mikroorganismeSebagai sumber energi mikroorganisme

Bahan organik tanah meliputi :Bahan organik tanah meliputi :

1.1. Organisme hidupOrganisme hidup

2.2. Senyawa turunan dari organismeSenyawa turunan dari organisme

3.3. Bahan terhumifikasiBahan terhumifikasi

4.4. Bahan tidak terhumifikasiBahan tidak terhumifikasi

5

Menggunakan lingkungan setempatMenggunakan lingkungan setempatMengumpulkan informasi petani & petugasMengumpulkan informasi petani & petugas•• Informasi kondisi kesehatan ternakInformasi kondisi kesehatan ternak steely wool diseaesteely wool diseae padapada

ternak dombaternak domba indikator defisiensi Cu tanaman pakanindikator defisiensi Cu tanaman pakan•• Tanah kahat PTanah kahat P tingkat vertilitas ternak tinggitingkat vertilitas ternak tinggi•• IndikasiIndikasi bekas pembakaran suburbekas pembakaran subur defisiensi mineraldefisiensi mineral

tertentutertentu•• Di bawah kabel teleponDi bawah kabel telepon subursubur indikasi kekurangan Cuindikasi kekurangan Cu•• Dekat kawat berduriDekat kawat berduri indikasi defisiensi Znindikasi defisiensi Zn

LangkahLangkah--langkah mengatasi problem kesuburan :langkah mengatasi problem kesuburan :1.1. Melakukan problem definisi sejelasMelakukan problem definisi sejelas--jelasnya dan seawal mungkinjelasnya dan seawal mungkin

apakah problem tersebut problem tanahapakah problem tersebut problem tanah2.2. Unsur mana yang kemungkinan terlibatUnsur mana yang kemungkinan terlibat untuk menjawab dapatuntuk menjawab dapat

dilakukan :dilakukan :

Keadaan geologi dan tipe tanahKeadaan geologi dan tipe tanah•• Tanah kapuranTanah kapuran defisiensi Mgdefisiensi Mg•• Tanah masamTanah masam defisiensi Modefisiensi Mo

Menyangkut keadaan vegetasiMenyangkut keadaan vegetasi dari tanaman indikator yang ada :dari tanaman indikator yang ada :tanamantanaman BrigalowBrigalow suplay hara N tinggisuplay hara N tinggi•• Mengamati gejala dari daunMengamati gejala dari daun sumber informasi konvensionalsumber informasi konvensional

evaluasi kesuburanevaluasi kesuburan•• Leaf paintingLeaf painting : yaitu dengan mengoleskan larutan hara pada: yaitu dengan mengoleskan larutan hara pada

daundaun dilihat responnyadilihat responnya•• Dilakukan dengan injeksi haraDilakukan dengan injeksi hara pada tanaman pohon ==.pada tanaman pohon ==.

Dilihat responnyaDilihat responnya•• Dengan cara Biokimia (Dengan cara Biokimia (Biochemical testBiochemical test)) defisiensi Modefisiensi Mo

dideteksi dengandideteksi dengan nitrat reductasenitrat reductase belum banyak digunakanbelum banyak digunakan rumitrumit

•• Analisis tanah dan uji tanah kualitatifAnalisis tanah dan uji tanah kualitatif kalibrasi dengan suatukalibrasi dengan suatutanamantanaman dibandingkan dengan nilaidibandingkan dengan nilai Critical levelCritical level

•• Analisis jaringan tanamanAnalisis jaringan tanaman sesudah tanaman tumbuh. Hasilsesudah tanaman tumbuh. Hasil

yang diperoleh harus diperhatikan :yang diperoleh harus diperhatikan :

a. Jenis jaringana. Jenis jaringan

b. Umur jaringanb. Umur jaringan

c. Letak jaringanc. Letak jaringan

d. Adanya kontaminasi dengan debu dan unsur kimiad. Adanya kontaminasi dengan debu dan unsur kimia

•• Percobaan pemupukanPercobaan pemupukan percobaan dengan penambahanpercobaan dengan penambahan

unsurunsur

•• Nutrient Omission TrialNutrient Omission Trial percobaan penggunaan harapercobaan penggunaan hara

menggunakan pemupukan lengkap sebagai kontrolmenggunakan pemupukan lengkap sebagai kontrol salahsalah

satu hara dikurangi sebagai perlakuansatu hara dikurangi sebagai perlakuan dilihat gejalanyadilihat gejalanya

Cara untuk evaluasi penentuan pupuk :Cara untuk evaluasi penentuan pupuk :

1.1. Soil testingSoil testing (uji tanah)(uji tanah)

2.2. Plant analysisPlant analysis

3.3. Missing element tecniqueMissing element tecnique sama dengansama dengan omissionomission

4.4. Melalui pecobaan takaran pemupukanMelalui pecobaan takaran pemupukan

DalamDalam soil testingsoil testing yang perlu diperhatikanyang perlu diperhatikan

a.a. Pengambilan sampel (Pengambilan sampel (samplingsampling)) letak, kedalaman, waktu &letak, kedalaman, waktu &

frekuensi analisisfrekuensi analisis

b.b. Analisis laboratoriumAnalisis laboratorium metode analisismetode analisis

c.c. Korelasi antara hasil dan tanggapan tanamanKorelasi antara hasil dan tanggapan tanaman

d.d. Interpretasi dan rekomendasiInterpretasi dan rekomendasi

e.e. Penetapan rekomendasiPenetapan rekomendasi

f.f. PenelitianPenelitian

Analisis tanaman ini digunakan untuk tiga tujuan :Analisis tanaman ini digunakan untuk tiga tujuan :

1.1. Mengidentifikasi problema keharaanMengidentifikasi problema keharaan menentukan caramenentukan cara

mengatasinyamengatasinya

2.2. Untuk menentukan dan mengkalkulasi penyerapan haraUntuk menentukan dan mengkalkulasi penyerapan hara

3.3. Memonitor status keharaanMemonitor status keharaan

Melalui analisis tanamanMelalui analisis tanaman

cocok untuk tanaman tahunancocok untuk tanaman tahunan

KelemahanKelemahan pada waktu hail analisis diperolehpada waktu hail analisis diperoleh sudah terlambatsudah terlambat

untuk mengatasi penurunan hasiluntuk mengatasi penurunan hasil

This slide can be download athttp://ariyanto.staff.uns.ac.id

6