Ketersediaan
hara bagi tanaman ditentukan oleh faktor-faktor yang mempengaruhi
kemampuan tanah mensuplai hara dan faktor-faktor yang mempengaruhi
kemampuan tanaman untuk menggunakan unsur hara yang disediakan.
Tujuan dari uji tanah adalah mengukur faktor-faktor ini dan
menginterpretasikan hasil-hasilnya dalam konteks perlakuan penyembuhan
yang mungkin diperlukan. Beberapa faktor dapat ditentukan melalui
pekerjaan laboratorium. Sedangkan faktor lainnya seperti kandungan
oksigen udara tanah, suhu tanah dan lainnya harus ditentukan di
lapangan.
Faktor yang mempengaruhi konsentrasi larutan tanah
Unsur hara yang melarut dalam larutan tanah berasal dari beberapa sumber seperti pelapukan mineral primer, dekomposisi bahan organik, deposisi dari atmosfer, aplikasi bahan pupuk, rembesan air tanah dari tempat lain, dan lainnya. Kondisi pH tanah merupakan faktor penting yang menentukan kelarutan unsur yang cenderung berkesetimbangan dengan fase padatan . Kelarutan oksida- oksida hidrous dari Fe dan Al secara langsung tergantung pada konsentrasi hidroksil (OH) dan menurun kalah pH meningkat.
Faktor lain yang sangat penting dalam menentukan konsentrasi hara dalam larutan tanah adalah potensial redoks. Faktor ini berhubungan dengan keadaan aerasi tanah yang selanjutnya sangat tergantung pada laju respirasi jasad renik dan laju difusi oksigen. Ia mempengaruhi kelarutan unsur hara mineral yang mempunyai lebih dari satu bilangan oksidasi (valensi), seperti C, H, O, N, S, Fe, Mn, dan Cu. Kandungan air yang mendekati atau melebihi kondisi kejenuhan merupakan sebab utama dari buruknya aerasi karena kecepatan difusi oksigen melalui pori yang terisi air jauh lebih lambat daripada pori yang berisi udara.
Kalau tanah yang semula dalam kondisi oksidasi menjadi lebih reduksi maka akan dapat terjadi reaksi-reaksi:
(a). denitrifikasi nitrat,
(b). reduksi MnO2 menjadi Mn++;
(c). reduksi Cu++ menjadi Cu+ ;
(d). reduksi oksida hidrous Fe+++ menjadi Fe++,
(e). reduksi SO4= menjadi H2S,
(f) produksi CH4,
(g). produksi H2.
Pergerakan Unsur Hara Menuju Permukaan Akar
1. Intersepsi akar
Kalau akar tanaman tumbuh berkembang dalam ta-nah, mereka menempati ruang yang semula ditempati oleh unsur hara yang dapat diserap. Oleh karena itu permukaan akar harus kontak dengan unsur hara ini selama proses penggantian ruang tersebut. Estimasi sumbangan intersepsi akar terhadap kebutuhan hara tanaman dapat dilakukan atas dasar tiga asumsi berikut:
(1). Jumlah maksimum hara yang di-intersep adalah jumlah yang diperkirakan tersedia dalam volume tanah yang ditempati oleh akar
(2). Akar menempati rata-rata 1% dari total volume tanah
(3). Sekitar 50% dari total volume tanah terdiri atas pori; oleh karenanya akar menempati sekitar 2% dari total ruang pori.
2. Aliran massa
Air secara konstan bergerak mendekati atau menjauhi permukaan akar. Sejumlah air kontak dengan permukaan akar kalau ia diserap untuk menggantikan kehilangan transpirasi. Sejumlah air lainnya kontak dengan permukaan akar kalau ia bergerak dalam responnya terhadap gradien potensial air dalam tanah. Air tanah ini mengandung unsur hara terlarut dan jumlah unsur hara tertentu yang diangkut ke prmukaan akar oleh salah satu dari proses ini disebut sebagai hara yang diangkut oleh aliran massa.
Persentase kebutuhan hara yang dapat dipenuhi oleh aliran massa tergantung pada (a) kebutuhan ta-naman akan unsur hara, (b) konsentrasi hara dalam larutan tanah, (c) jumlah air yang ditranspirasikan per unit bobot jaringan, dan (d) volume efektif air, yang bergerak karena gradien potensial dan yang kontak dengan permukaan akar.
3. Difusi
Persamaan berikut ini melukiskan faktor-faktor penting yang menentukan kecepatan difusi unsur hara menuju ke permukaan akar:
dq/dt = DAP(C1 - C2)/L
dimana: dq/dt = mencerminkan laju difusi ke permukaan akar; D = koefisien difusi unsur hara dalam air; A = luas penampang yang diasumsikan mencerminkan total permukaan penyerapan dari akar tanaman untuk maksud difusi ini; P = fraksi dari volume tanah yang ditempati oleh air (juga termasuk faktor tortuosity); C1 = konsentrasi hara terlarut pada suatu titik yang jarak L dari permukaan akar; C2 = konsentrasi hara terlarut pada permukaan akar; dan L = jarak dari permukaan akar ke titik tertentu C1
Persamaan ini tidak akan berlaku secara tepat untuk sistem tanah, akan tetapi ia mampu menunjukkan faktor-faktor apa saja yang mempengaruhi kecepatan difusi unsur hara seperti P dan K ke permukaan akar, yaitu:
(1). Faktor P, mencerminkan fraksi dari total volume tanah yang mengandung air. Laju difusi akan tergantung pada kadar air tanah, dan tanah yang bertekstur halus diharapkan akan memungkinkan difusi yang lebih cepat pada kondisi konsentrasi larutan yang sama dibandingkan dengan tanah yang teksturnya kasar karena ia mempunya kapasitas menahan air yang lebih besar pada potensial air tanah yang setara.
(2). Besarnya gradien konsentrasi (C1-C2)/L. Konsentrasi yang tidak sama akan menyediakan gaya dorong bagi difusi. Kalau C1 merupakan konsentrasi larutan tanah dan C2 konsentrsi pada permukaan akar, laju difusi akan lebih tinggi kalau C1 semakin besar dan C2 semakin kecil dan L konstan. Sehingga kemampuan tanaman untuk menyerap hara menurunkan konsentrasi C2 hingga sangat rendah dan hal ini akan meningkatkan laju difusi yang tinggi karena konsentrasi hara dalam larutan (C1) menjadi tinggi. Faktor jarak L akan dipengaruhi oleh adanya faktor kapasitas dalam kesetimbangan dengan larutan tanah karena reaksi kesetimbangan akan cenderung mempertahankan konsentrasi yang relatif tinggi di dekat permukaan akar.
(3). Faktor A, mencerminkan total luas permukaan akar yang tersedia untuk penyerapan dan menjadi fakor yang sangat penting. Sejumlah hara yang sama dapat diserap dengan laju yang lebih lambat per satuan luas permukaan kalau total luas permukaan penyerapan lebih besar. Oleh karena itu, luasnya sistem perakaran merupakan faktor penting yang mempengaruhi serapan yang dikendalikan oleh difusi. Distribusi akar dalam kaitannya dengan distribusi spasial unsur hara tersedia dan air tersedia sangat penting.
Pembaharuan Hara dalam Larutan Tanah
Kalau unsur hara diambil dari larutan tanah, akan terjadi kecenderungan untuk menggantikan defisit hara dari fase padatan tanah. Konsentrasi hara dalam larutan tanah sering disebut sebagai faktor intensitas dan sumber hara pada fase padatan tanah yang mensuplai kembali larutan tanah disebut sebagai faktor kapasitas. Faktor kapasitas dapat dibagi-bagi secara sembarangan menjadi tiga kategori, yaitu:
(1). bentuk-bentuk yang berkesetimbangan secara cepat dengan larutan tanah.
(2). bentuk-bentuk yang berkesetimbangan secara lambat hingga agak lambat (kesetimbangan semu) dengan larutan tanah
(3). bentuk-bentuk yang tidak berkesetimbangan de-ngan larutan tanah, karena tidak ada reaksi balik (unsur hara dibebaskan tetapi tidak dijerap kembali).
Faktor-faktor tanah yang mempengaruhi kemampuan tanaman menyrap hara adalah:
(1). Konsentrasi oksigen dalam udara tanah. Energi yang diperlukan untuk serapan hara berasal dari proses respirasi dalam akar tanaman. Untuk semua tanaman akuatik ternyata proses respirasi ini tergantung pada suplai oksigen dalam udara tanah.
(2). Temperatur tanah. Penyerapan unsur hara berhubungan dengan aktivitas metabolik yang selanjutnya sangat tergantung pada suhu. Konsentrasi hara dalam larutan tanah yang lebih besar seringkali diperlukan untuk mencapai laju pertumbuhan maksimum dalam kondisi tanah dingin dibandingkan dengan tanah-tanah yang hangat.
(3). Reaksi-reaksi antagonistik yang mempengaruhi serapan hara. Walaupun konsentrasi hara pada permukaan akar bisa menjadi faktor paling kritis yang mempengaruhi laju serapan pada kondisi lingkungan normal, reaksi-reaksi antagonistik antara ion-ion juga dapat menjadi penting. Kurva baku respon hasil tanaman terhadap penambahan unsur hara tunggal pertama kali menunjukkan daerah respon pertumbuhan, kemudian daerah ha- sil maksimum yang mendatar, dan akhirnya zone depresi hasil kalau konsentrasi mendekati tingkat toksik.
(4). Substansi toksik. Suatu substansi yang mengganggu proses metabolisme tanaman juga dapat mempengaruhi serapan hara. Substansi toksik seperti ini di antaranya adalah konsentrasi Mn atau Al yang tinggi dalam tanah masam, konsentrasi garam terlarut yang sangat tinggi, jumlah B yang berlebihan, dan lainnya.
Faktor yang mempengaruhi konsentrasi larutan tanah
Unsur hara yang melarut dalam larutan tanah berasal dari beberapa sumber seperti pelapukan mineral primer, dekomposisi bahan organik, deposisi dari atmosfer, aplikasi bahan pupuk, rembesan air tanah dari tempat lain, dan lainnya. Kondisi pH tanah merupakan faktor penting yang menentukan kelarutan unsur yang cenderung berkesetimbangan dengan fase padatan . Kelarutan oksida- oksida hidrous dari Fe dan Al secara langsung tergantung pada konsentrasi hidroksil (OH) dan menurun kalah pH meningkat.
Faktor lain yang sangat penting dalam menentukan konsentrasi hara dalam larutan tanah adalah potensial redoks. Faktor ini berhubungan dengan keadaan aerasi tanah yang selanjutnya sangat tergantung pada laju respirasi jasad renik dan laju difusi oksigen. Ia mempengaruhi kelarutan unsur hara mineral yang mempunyai lebih dari satu bilangan oksidasi (valensi), seperti C, H, O, N, S, Fe, Mn, dan Cu. Kandungan air yang mendekati atau melebihi kondisi kejenuhan merupakan sebab utama dari buruknya aerasi karena kecepatan difusi oksigen melalui pori yang terisi air jauh lebih lambat daripada pori yang berisi udara.
Kalau tanah yang semula dalam kondisi oksidasi menjadi lebih reduksi maka akan dapat terjadi reaksi-reaksi:
(a). denitrifikasi nitrat,
(b). reduksi MnO2 menjadi Mn++;
(c). reduksi Cu++ menjadi Cu+ ;
(d). reduksi oksida hidrous Fe+++ menjadi Fe++,
(e). reduksi SO4= menjadi H2S,
(f) produksi CH4,
(g). produksi H2.
Pergerakan Unsur Hara Menuju Permukaan Akar
1. Intersepsi akar
Kalau akar tanaman tumbuh berkembang dalam ta-nah, mereka menempati ruang yang semula ditempati oleh unsur hara yang dapat diserap. Oleh karena itu permukaan akar harus kontak dengan unsur hara ini selama proses penggantian ruang tersebut. Estimasi sumbangan intersepsi akar terhadap kebutuhan hara tanaman dapat dilakukan atas dasar tiga asumsi berikut:
(1). Jumlah maksimum hara yang di-intersep adalah jumlah yang diperkirakan tersedia dalam volume tanah yang ditempati oleh akar
(2). Akar menempati rata-rata 1% dari total volume tanah
(3). Sekitar 50% dari total volume tanah terdiri atas pori; oleh karenanya akar menempati sekitar 2% dari total ruang pori.
2. Aliran massa
Air secara konstan bergerak mendekati atau menjauhi permukaan akar. Sejumlah air kontak dengan permukaan akar kalau ia diserap untuk menggantikan kehilangan transpirasi. Sejumlah air lainnya kontak dengan permukaan akar kalau ia bergerak dalam responnya terhadap gradien potensial air dalam tanah. Air tanah ini mengandung unsur hara terlarut dan jumlah unsur hara tertentu yang diangkut ke prmukaan akar oleh salah satu dari proses ini disebut sebagai hara yang diangkut oleh aliran massa.
Persentase kebutuhan hara yang dapat dipenuhi oleh aliran massa tergantung pada (a) kebutuhan ta-naman akan unsur hara, (b) konsentrasi hara dalam larutan tanah, (c) jumlah air yang ditranspirasikan per unit bobot jaringan, dan (d) volume efektif air, yang bergerak karena gradien potensial dan yang kontak dengan permukaan akar.
3. Difusi
Persamaan berikut ini melukiskan faktor-faktor penting yang menentukan kecepatan difusi unsur hara menuju ke permukaan akar:
dq/dt = DAP(C1 - C2)/L
dimana: dq/dt = mencerminkan laju difusi ke permukaan akar; D = koefisien difusi unsur hara dalam air; A = luas penampang yang diasumsikan mencerminkan total permukaan penyerapan dari akar tanaman untuk maksud difusi ini; P = fraksi dari volume tanah yang ditempati oleh air (juga termasuk faktor tortuosity); C1 = konsentrasi hara terlarut pada suatu titik yang jarak L dari permukaan akar; C2 = konsentrasi hara terlarut pada permukaan akar; dan L = jarak dari permukaan akar ke titik tertentu C1
Persamaan ini tidak akan berlaku secara tepat untuk sistem tanah, akan tetapi ia mampu menunjukkan faktor-faktor apa saja yang mempengaruhi kecepatan difusi unsur hara seperti P dan K ke permukaan akar, yaitu:
(1). Faktor P, mencerminkan fraksi dari total volume tanah yang mengandung air. Laju difusi akan tergantung pada kadar air tanah, dan tanah yang bertekstur halus diharapkan akan memungkinkan difusi yang lebih cepat pada kondisi konsentrasi larutan yang sama dibandingkan dengan tanah yang teksturnya kasar karena ia mempunya kapasitas menahan air yang lebih besar pada potensial air tanah yang setara.
(2). Besarnya gradien konsentrasi (C1-C2)/L. Konsentrasi yang tidak sama akan menyediakan gaya dorong bagi difusi. Kalau C1 merupakan konsentrasi larutan tanah dan C2 konsentrsi pada permukaan akar, laju difusi akan lebih tinggi kalau C1 semakin besar dan C2 semakin kecil dan L konstan. Sehingga kemampuan tanaman untuk menyerap hara menurunkan konsentrasi C2 hingga sangat rendah dan hal ini akan meningkatkan laju difusi yang tinggi karena konsentrasi hara dalam larutan (C1) menjadi tinggi. Faktor jarak L akan dipengaruhi oleh adanya faktor kapasitas dalam kesetimbangan dengan larutan tanah karena reaksi kesetimbangan akan cenderung mempertahankan konsentrasi yang relatif tinggi di dekat permukaan akar.
(3). Faktor A, mencerminkan total luas permukaan akar yang tersedia untuk penyerapan dan menjadi fakor yang sangat penting. Sejumlah hara yang sama dapat diserap dengan laju yang lebih lambat per satuan luas permukaan kalau total luas permukaan penyerapan lebih besar. Oleh karena itu, luasnya sistem perakaran merupakan faktor penting yang mempengaruhi serapan yang dikendalikan oleh difusi. Distribusi akar dalam kaitannya dengan distribusi spasial unsur hara tersedia dan air tersedia sangat penting.
Pembaharuan Hara dalam Larutan Tanah
Kalau unsur hara diambil dari larutan tanah, akan terjadi kecenderungan untuk menggantikan defisit hara dari fase padatan tanah. Konsentrasi hara dalam larutan tanah sering disebut sebagai faktor intensitas dan sumber hara pada fase padatan tanah yang mensuplai kembali larutan tanah disebut sebagai faktor kapasitas. Faktor kapasitas dapat dibagi-bagi secara sembarangan menjadi tiga kategori, yaitu:
(1). bentuk-bentuk yang berkesetimbangan secara cepat dengan larutan tanah.
(2). bentuk-bentuk yang berkesetimbangan secara lambat hingga agak lambat (kesetimbangan semu) dengan larutan tanah
(3). bentuk-bentuk yang tidak berkesetimbangan de-ngan larutan tanah, karena tidak ada reaksi balik (unsur hara dibebaskan tetapi tidak dijerap kembali).
Faktor-faktor tanah yang mempengaruhi kemampuan tanaman menyrap hara adalah:
(1). Konsentrasi oksigen dalam udara tanah. Energi yang diperlukan untuk serapan hara berasal dari proses respirasi dalam akar tanaman. Untuk semua tanaman akuatik ternyata proses respirasi ini tergantung pada suplai oksigen dalam udara tanah.
(2). Temperatur tanah. Penyerapan unsur hara berhubungan dengan aktivitas metabolik yang selanjutnya sangat tergantung pada suhu. Konsentrasi hara dalam larutan tanah yang lebih besar seringkali diperlukan untuk mencapai laju pertumbuhan maksimum dalam kondisi tanah dingin dibandingkan dengan tanah-tanah yang hangat.
(3). Reaksi-reaksi antagonistik yang mempengaruhi serapan hara. Walaupun konsentrasi hara pada permukaan akar bisa menjadi faktor paling kritis yang mempengaruhi laju serapan pada kondisi lingkungan normal, reaksi-reaksi antagonistik antara ion-ion juga dapat menjadi penting. Kurva baku respon hasil tanaman terhadap penambahan unsur hara tunggal pertama kali menunjukkan daerah respon pertumbuhan, kemudian daerah ha- sil maksimum yang mendatar, dan akhirnya zone depresi hasil kalau konsentrasi mendekati tingkat toksik.
(4). Substansi toksik. Suatu substansi yang mengganggu proses metabolisme tanaman juga dapat mempengaruhi serapan hara. Substansi toksik seperti ini di antaranya adalah konsentrasi Mn atau Al yang tinggi dalam tanah masam, konsentrasi garam terlarut yang sangat tinggi, jumlah B yang berlebihan, dan lainnya.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar