TUGAS MATA KULIAH

MANAJEMEN KESUBURAN TANAH

ALIEF RODHLIAN WAHYUDI

(135040201111210)

Kelas B

FAKULTAS PERTANIAN

PROGRAM STUDI AGROEKOTEKNOLGI

UNIVERSITAS BRAWIJAYA

MALANG

2015

I. HUKUM MINIMUM LIEBIG

SEJARAH

“Hukum minimum Liebig” merupakan konsep yang telah berkembang

dalam ilmu pertanian. Pada tahun 1828, Carl Sprengel mendalilkan teori nutrisi

mineral tanaman, yang menyatakan bahwa tanaman membutuhkan unsur-unsur

mineral untuk berkembang. Kemudian teori ini diformulasikan ke dalam hukum

minimum (van der Ploeg et al. 1999).

Carl Sprengel adalah seorang ahli kimia yang telah banyak menulis buku-

buku mengenai kimia pertanian, ilmu tanah, perbaikan tanah, pupuk dan nutrisi

tanaman, dan produksi tanaman pertanian. Meskipun begitu, artikel yang ditulis

Carl Sprengel mengenai hukum minimum tidak begitu menjadi perhatian pada

eranya.

Hukum ini lebih populer melalui buku yang ditulis oleh seorang ahli

agronomi, Justus von Liebig (1855). Hal ini disebabkan oleh isi bukunya lebih

bersifat umum dan membahas isu terbaru pada masa itu, mengenai pertumbuhan

populasi dan ancaman kelaparan. Pada buku tersebut tersisip tulisan Liebig yang

menyatakan bahwa pertumbuhan tidak dikendalikan oleh total sumberdaya yang

tersedia, tetapi dikendalikan oleh sumberdaya yang paling sedikit (faktor

pembatas) (Jerz 2013). Sehingga hukum ini lebih dikenal sebagai “Hukum

Minimum Liebig”. Kontroversi mengenai penemu hukum tersebut, memicu para

ahli untuk menamainya sebagai “Hukum Minimum Sprengel-Liebig”.

HUKUM MINIMUM: TEORI DAN APLIKASI

Pada dasarnya konsep hukum minimum dikembangkan untuk tanaman

pertanian guna meningkatkan hasil panen. Liebig merumuskan hukum ini hanya

terhadap nutrisi tanaman yang diantaranya:

1. Pertumbuhan dibatasi oleh sumberdaya yang disediakan, setidaknya cukup

bagi yang dibutuhkan oleh tanaman.

2. Pertumbuhan sebanding dengan ketersediaan sumberdaya yang terbatas.

3. Pertumbuhan tidak dapat ditingkatkan melalui penambahan sumberdaya

lain yang bukan merupakan faktor pembatas.

Pada intinya, hukum tersebut menyatakan bahwa pertumbuhan tanaman dibatasi

oleh satu – dan hanya satu – sumber daya pada satu waktu tertentu (Farrior et al.

2013). Hal ini terjadi setelah tanaman memerlukan satu sumber daya pembatas

tersebut dan di sisi lain sumber daya lain kemungkinan menjadi terbatas. Liebig

menggunakan sebuah tong (barrel) untuk mengilustrasikan hukumnya (Gambar

1). Kini ilustrasi ini dikenal dengan nama “Liebig’s barrel” (Jerz 2013).

Liebig’s barrel mengasumsikan setiap individu papan sebagai sumber daya

(misalnya nitrogen atau air) dan tinggi masing-masing papan dapat disamakan

sebagai persediaan sumber daya yang diperlukan tanaman. Kemudian biomasa

tanaman digambarkan oleh level air di dalam tong. Berdasarkan gambar 1

dijelaskan bahwa pertumbuhan dibatasi oleh tinggi dari papan yang paling

pendek, yaitu ketersediaan sumber daya yang paling sedikit.Tong akan menahan

air lebih banyak jika dilakukan peningkatan terhadap tinggi papan (sumber daya

yang menjadi pembatas). Apabila papan yang terpendek ditambahkan atau

menjadi lebih panjang daripada papan yang lain maka hal ini akan mengubah

status sumber daya yang paling sedikit, dan pertumbuhan tanaman tidak akan

meningkat sampai sumber daya yang paling sedikit tersebut ditingkatkan

(Christiansen 2012). Artinya, sumber daya yang bukan merupakan sumber daya

pembatas akan sia-sia jika status sumber daya lain yang menjadi pembatas tidak

diselesaikan terlebih dahulu.

Sebuah uji sederhana telah dilakukan terhadap hipotesis dari hukum

minimum tersebut, yakni respon pertumbuhan tanaman terhadap persediaan

nitrogen (N) dan fosfor (P). 

Gambar diatas menunjukkan bahwa tidak ada respon terhadap pertumbuhan

tanaman atas penambahan P. Kemudian, pada Gambar 2b dapat dilihat bahwa

terjadi peningkatan pertumbuhan tanaman setelah ditambah dengan faktor

pembatas tunggalnya, yaitu N. Namun, ketika tanaman dibatasi oleh satu sumber

daya saja yaitu N, maka penambahan P tidak akan meningkatkan biomassa

tanaman.

Hal tersebut juga telah terbukti pada penelitian Suyamto (2010) dalam

menyusun strategi penerapan pemupukan rasional spesifik lokasi. Pemupukan

rasional spesifik lokasi adalah memberikan jenis hara yang memang kurang ke

dalam tanah melalui pemupukan (N, P, K) dengan dosis sesuai kebutuhan

tanaman pada lokasi/kondisi kesuburan tanah tertentu (spesifik). Menurut

Suyamto (2010), apabila hara yang kurang hanya N maka yang ditambahkan

hanya pupuk N dan tidak memerlukan pupuk majemuk lengkap.

REFERENSI

Christiansen CT. 2012. The Oposing Paradigms in Resource Limitation on Plant

Growth. [29-09-2013; 5.57 am]. diakses pada http:// http://post.que

ensu.ca/~biol953/Casper%20Christiansen%20-%20The%20opposing%20paradig

ms%20in%20resource%20limitation%20on%20plant%20growth.pdf.

Farrior CE, Tilman D, Dybzynki R, Reich PB, Levin SA, Pacala SW. 2013. Resource

limitation in a competitive context determines complex plant responses to

experimental resource additions. Ecological Society of America (in press).

Jerz JL. 2013. Liebig’s Law of The Minimum. [29-09-2013; 06.00 am] diakses pada

http://en.wikipedia.org/wiki/Liebig%27s_law_of_the_minimum.

Suyamto. 2010. Strategi dan implementasi pemupukan rasional spesifik lokasi.

Pengembangan Inovasi Pertanian. 3(4): 306-318.

van der Ploeg, Böhm W, Kirkham MB. 1999. History of soil science: On the origin of

the theory of mineral nutrition of plants and the law of the minimum. Journal of

Soil Science Society of America. 63:1055–1062.

II. BENTUK UNSUR HARA DALAM TANAH YANG DI SERAP

OLEH 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. 

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

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.

III. JENIS TANAH BESERTA POTENSI KESUBURAN TANAH

1. Andosol

Aktual

Andosol mempunyai sifat thixotropic, maka jika jenuh air (karena

intensitas hujan sangat tinggi), tanahnya mudah mengalami erosi

massa (creep dan slip erosion). Karena tingkat perkembangan

tanahnya baru pada tingkat lemah sampai sedang.

Potensial

Dapat ditanami dengan jenis tanaman yag memilki system

perakaran yang kuat untuk mencegah terjadinya erosi.

2. Vertisol

Aktual

Tanah vertisol memiliki pH masam, banyak mengandung liat

sehingga tanah ketika kering mengalami pecah-pecah, selain itu

drainasenya buruk karena tekstur tanah tersebut, nilai KTK yang

tinggi, banyak unsure FE3=, bahan organiknya yang tinggi.

Potensial

Dilakukan pengapuran atau pemupukan sehingga dapat

mengurangi tingkat kemasaman dari tanah tersebut.

3. Entisol

Entisol memiliki ph aktual sebesar 6,26 dan ph potensial sebesar

5,18. Tanah ini tergolong meiliki kandungan mineral yang cukup tinggi

karena mengandung pasir yang cukup banyak. Kejenuhan basa jenis tanah

ini cukup rendah dengan kecenderungan masam  sangat kuat pada PH

aktualnya. Tanah ini merupakan tanah yang masih muda dan mengalami

perkembangan sehingga sebagian besar unsur haranya masih dalam bentuk

terikat mineral primer (belum tersedia bagi perakaran tanaman).Tanah ini

memiliki kandungan bahan organik yang sangat rendah kurang dari 0,8

%.Karena masih dalam proses perkembangan tanah ini mempunyai pH

yang bermacam-macam dengan kecenderungan asam hingga netral. Jika

dibandingkan dengan percobaan lain, data untuk nilai ph tanah entisol

yang didapat sudah cocok dengan teori yang ada yaitu tanah Entisol

memiliki ph 4,7-5,8.

4. Ultisol

Ultisol memiliki ph aktual sebesar 6,14 dan ph potensial sebesar

5,20. Tanah ini terbentuk dari batuan pasir kuarsa, tuf  vulkanik dan breksi

beku intrusi yang bersifat asam. Ultisol memiliki ciri-ciri yang cukup

mirip, tetapi yang membedakan adalah ultisol lebih bersifat masam. Hal

ini terjadi karena tanah ini merupakan tanah yang telah berkembang lanjut

sehingga semua unsurnya telah terfeolindi dan kandungan bahan

organiknya sangat kecil. Tanah ini memiliki kesuburan aktual dan

potensial yang sangat rendah. Tanah ultisol memiliki status basa yang

rendah dengan prosentase kejenuhan basa sangat rendah yaitu kurang dari

35%. Sumber keasaman tanah ini disebabkan karena adanya hindrolisa

aluminium yang dapat ditukar (Al3+). Namun, secara teori tanah ultisol

seharusnya memiliki nilai ph kecil yaitu kecil dari 5,5. Penyimpangan ini

terjadi Apabila dibandingkan dengan percobaan lain, diketahui bahwa sifat

yang dikeluarkan oleh tanal ultisol  adalah netral hingga asam. Hal ini

sudah cocok terhadap hasil percobaan yang telah dilakukan. Selain itu

diketahui bahwa nilai ph tanah ultisol  yaitu 3,1-6,8.

5. Alfisol

Aktual

Alfisol mempunyai pH aktual 6,27 dan pH potensial 5,41 yang

bersifat masam. Terbentuk dari batuan kapur keras (limstone) dan

tuff vulkanik yang bersifat basa dengan kandungan bahan organik

rendah.

Potensial

Untuk menanggulangi bahan organic yang rendah maka dapat

dilakukan pemupukan dengan pupuk kandang ataupun kompos.

6. Mollisol

Mollisol memiliki nilai ph aktual sebesar 7,12 sedangkan ph

potensialnya sebesar 6,08. Mollisol memilki kandungan lempung yang

cukup besar pula seperti vertisol. Tanah ini memiliki kejenuhan basa lebih

dari 50% sehingga memiliki kecendrungan pH netral sampai basa. Namun

pada nilai ph potensial terlihat bahwa mollisol cenderung memperlihatkan

ph yang asam. Hal ini menunjukan bahwa tanah mollisol memiliki daya

potensial yang tinggi untuk berubah menjadi asam karena penambahan

KCl. Apabila dibandingkan dengan teori pH tanah Mollisol sudah sangat

mendekati yaitu  6,4-7,5.