Kesuburan Tanah

Pertumbuhan & Faktor-Faktor Yang Berperan
 Produksi potensial tanaman tergantung pada
lingkungan tempat tumbuhnya dan keahlian petani
dalam mengidentifikasi dan menghilangkan faktorfaktor penghambat yang dapat menurunkan produksi
potensial
 Ada 3 kelompok faktor yang berperan yaitu:
1. Iklim
2. Tanah
3. Tanaman
Pertumbuhan & Faktor-Faktor Yang Berperan
 Faktor-faktor iklim terdiri atas:
1. Presipitasi / Curah hujan
2. Suhu Udara
3. Kelembapan Relatif
4. Cahaya (kuantitas, intensitas, durasi)
5. Angin
6. Konsentrasi CO2
Pertumbuhan & Faktor-Faktor Yang Berperan
 Faktor-faktor tanah terdiri atas:
1. Bahan organik
2. Tekstur tanah
3. Struktur tanah
4. Kapasitas Tukar Kation
5. Kejenuhan Basa
6. Suhu tanah
7. Drainase
8. Kedalaman
9. Ketersediaan unsur hara tanaman
Pertumbuhan & Faktor-Faktor Yang Berperan
 Faktor-faktor tanaman terdiri atas:
1. Spesies/Varietas (termasuk faktor genetik) Tanaman
2. Laju perkecambahan
3. Kualitas Benih
4. Efisiensi Panen
5. Hama dan penyakit
Pertumbuhan & Faktor-Faktor Yang Berperan
2 faktor utama yang menjadi pembatas produksi
potensial tanaman adalah:
 1. Ketersediaan air selama masa pertumbuhan
 2. Panjang masa pertumbuhan (Radiasi)
 Faktor-faktor yang berperan dalam pertumbuhan
tanaman dapat diklasifikasikan juga ke dalam faktor
genetik dan faktor lingkungan
Faktor Genetika
 Varietas Hibrida yang berproduksi tinggi
membutuhkan lebih banyak unsur hara
2800
Produksi (kg/ha)
2600
2400
Ogden
Arksoy
2200
Hibrida P120
2000
1800
Rendah
Sedang
Tinggi
Kesuburan Tanah
Respon varietas kedelai terhadap kesuburan tanah
Faktor Genetika
 Varietas yang kisaran adaptasi terbatas biasanya
menunjukkan interaksi varietas-pupuk yang nyata
sedangkan yang adaptasinya luas biasanya tidak begitu
respon terhadap pemupukan
 Rekomendasi pemupukan saat ini untuk varietasvarietas hibrida bukan lagi berdasarkan tingkat
kesuburan tanah tapi lebih berdasarkan pada
ketahanan terhadap serangan hama dan penyakit serta
kondisi suhu dan ketersediaan air yang tidak
mendukung
Faktor Genetika
 Dengan demikian, perlu penelitian-penelitian
lanjutan dalam rekayasa genetika untuk menghasilkan
varietas-varietas yang bisa berproduksi tinggi dalam
kondisi lingkungan tertentu/terbatas
Faktor Lingkungan










Faktor-faktor lingkungan yang paling penting adalah:
1. Suhu
2. Ketersediaan air
3. Enerji Radiasi
4. Komposisi Atmosfer
5. Struktur Tanah & Komposisi Udara Tanah
6. Reaksi Tanah
7. Faktor-faktor biotik
8. Ketersediaan unsur hara
9. Senyawa-senyawa penghambat tumbuh
Faktor Lingkungan
 Kebanyakan faktor-faktor lingkungan ini tidak
berperilaku secara bebas, contohnya hubungan
terbalik antara air tanah dan udara tanah atau antara
kandungan O2 dan CO2 udara tanah
 Antara reaksi tanah dan ketersediaan hara juga
memiliki hubungan yang khusus, sehingga merubah
faktor yang satu bisa merubah faktor yang lain
Suhu
 Umumnya batas keberlangsungan organisme hidup
berada antara -35oC dan 75oC dan untuk kebanyakan
tanaman pertanian dan kehutanan antara 15oC dan
40oC
 Suhu optimum pertumbuhan tanaman berbeda antar
spesies dan varietas, antar umur tanaman, dan antar
tahapan perkembangan
 Suhu berpengaruh langsung terhadap respirasi,
aktivitas enzim, serapan air dan unsur hara,
transpirasi, dan koagulasi protein
Suhu
 Pada kebanyakan tanaman, suhu optimum fotosintesa
lebih rendah dari suhu optimum respirasi
 Pada suhu udara yang tinggi, kehilangan air melalui
respirasi bisa melebihi jumlah air yang diserap
sehingga tanaman menjadi layu
 Suhu tanah yang rendah juga bisa menghambat
serapan hara oleh akar tanaman akibat aktivitas
respirasi akar rendah atau menurunnya permeabilitas
membran sel akar
Ketersediaan Air
 Air dibutuhkan untuk pembentukan karbohidrat,
mempertahankan hidrasi protoplasma, serta
pengangkutan karbohidrat dan hara tanaman
 Fluktuasi produksi tanaman dari tahun ke tahun
umumnya disebabkan oleh variasi dalam ketersediaan
air tanah
 Terbatasnya pertumbuhan akar akibat terbatasnya
ketersediaan air tanah berakibat juga pada serapan
unsur hara dan air
Ketersediaan Air
 Terbatasnya ketersediaan air tanah juga berakibat
langsung pada keterbatasan serapan hara karena
serapan hara terjadi melalui proses difusi, aliran
massa, dan intersepsi akar
 Ketersediaan air tanah juga berpengaruh tidak
langsung terhadap pertumbuhan tanaman melalui
pengaruhnya terhadap aktivitas mikroorganisme
tanah
Enerji Radiasi
 Kualitas, intensitas, dan lamanya penyinaran
merupakan faktor penting dalam pertumbuhan dan
perkembangan tanaman
 Laju fotosintesa bersih tanaman umumnya sebanding
dengan kualitas dan besarnya cegatan radiasi
 Tingginya populasi tanaman menyebabkan penetrasi
cahaya ke bagian bawah sangat kurang sehingga tidak
cukup bagi tanaman bawah untuk berfotosintesa
 Lamanya penyinaran penting bagi perkembangan
tanaman (tanaman hari pendek, tanaman hari
panjang, dan netral)
Komposisi Atmosfer
 CO2 di atmosfer merupakan sumber C tanaman
 Kandungan normal CO2 atmosfer sekitar 0,03% tapi
konsentrasinya bisa bervariasi dari setengah sampai
beberapa kali konsentrasi normal
 Banyak tanaman bernilai ekonomi meningkat
pertumbuhan dan produktivitasnya akibat
peningkatan kandungan CO2 atmosfer
 Akan tetapi, peningkatan CO2 atmosfer dapat
meningkatkan suhu udara sehingga laju transpirasi
meningkat dan tanaman kekurangan air
Komposisi Atmosfer
 Keberadaan gas-gas beracun seperti SO2, CO, dan HF
(asam hidroflorik) dapat menghambat pertumbuhan
dan melukai tanaman
Struktur Tanah dan Komposisi
Udara Tanah
 Struktur dan tekstur tanah menentukan kerapatan isi
tanah yang pada akhirnya menentukan porositas
tanah
 Tingginya kerapatan isi tanah dapat menghambat
perkecambahan benih dan penetrasi akar
 Tingginya kerapatan isi tanah juga menurunkan difusi
O2 kedalam tanah dan CO2 keluar dari dalam tanah
 Kerapatan isi tanah yang tinggi juga meyebabkan
tanah lebih cepat jenuh dengan air pada saat hujan
sehingga akar tanaman kekurangan oksigen
Reaksi Tanah
 Reaksi tanah atau pH tanah mempengaruhi
pertumbuhan tanaman melalui ketersediaan unsur
hara, contohnya ketersediaan P dan Mo yang menurun
pada tanah masam
 Kelarutan Al dan Mn yang meningkat pada tanah
mineral masam bisa menjadi racun bagi tanaman
 Pupuk NH4-N di permukaan tanah dengan pH diatas
7 bisa hilang melalui penguapan
Faktor Biotik
 Pemupukan yang berlebihan bisa menyediakan
lingkungan yang baik untuk perkembangan organisme
hama dan organisme pembawa penyakit tanaman
 Pertumbuhan dan perkembangan organisme dan
mikroorganisme yang bermanfaat bagi tanaman
sebaliknya akan menguntungkan bagi pertumbuhan
dan perkembangan tanaman; contohnya kupu-kupu,
fungi (mikoriza), dan bakteri rhizobium
Ketersediaan Unsur Hara
 5 sampai 10% bobot kering tanaman tersusun dari
unsur-unsur hara esensial
 Berbagai aspek tentang persediaan, ketersediaan dan
serapan unsur-unsur hara tersebut akan dibahas
dalam materi-materi selanjutnya
Senyawa-Senyawa Penghambat Tumbuh
 Kebanyakan masalah keracunan pada tanaman
diakibatkan oleh berlebihnya kelarutan Al
 Unsur-unsur lain yang potensial racun adalah Ni, Pb
(timahhitam), Hg, Cd, Cr, Mn, Cu, Zn, Se, As, Mo, Cl,
B, dan F
 Senyawa-senyawa organik yang potensial racun jika
berada dalam konsentrasi tinggi adalah fenol,
hidrokarbon, dan insektisida hidrokarbon klorin
Pertumbuhan Tanaman
 Tanaman dapat digambarkan sebagai suatu industri pabrik
yang berkembang dengan sendirinya dimana sebagian dari
produknya diinvestasikan kembali, sebagian digunakan
untuk membangun strukturnya, dan sebagian lagi
disimpan sehingga produksi harian bersih tergantung pada
laju kerja sejumlah mesin
 Pertumbuhan dapat didefinisikan sebagai peningkatan
ukuran suatu tanaman seperti peningkatan tinggi/panjang,
luas, volume, atau massa tanaman per satuan waktu
Pertumbuhan Tanaman
 Kurva pertumbuhan:
selalu mengikuti kurva
sigmoid (S)
Persamaan Pertumbuhan
 Pertumbuhan tanaman merupakan fungsi dari
berbagai faktor tumbuh yang dapat dinyatakan sbb:
G  f x1 , x2 , x3 , ...., xn 
 dimana G = beberapa variabel pertumbuhan yang
terukur
 dan x1, x2, x3, …., xn = berbagai faktor tumbuh
Persamaan Pertumbuhan
 Hubungan atau pernyataan diatas bukanlah hubungan
linier sederhana walaupun respon linier bisa juga
terjadi pada sebagian kurva pertumbuhan
 Umumnya, setiap bagian penambahan faktor
pertumbuhan secara berturutan akan menghasilkan
peningkatan pertumbuhan yang semakin kecil
(pertumbuhan yang menurun)
 Mitscherlich menyatakan bahwa produksi dapat
ditingkatkan oleh faktor tumbuh tunggal selama
ketersediaannya belum optimum (dan faktor tumbuh
lainnya belum menjadi faktor pembatas)
Persamaan Pertumbuhan
 Persamaan Mitscherlich
log  A  y   log A  c( x)
atau
A
log
 cx
A y
 dimana A produksi maksimum, y produksi yang
diperoleh setelah pemberian faktor tumbuh x, dan c
konstanta proporsional yang dapat dipertimbangkan
sebagai faktor efisiensi
Persamaan Pertumbuhan
 Nilai c sebenarnya dapat menjadi indikator apakah
produksi maksimum dapat dicapai dengan pemberian
jumlah yang kecil atau jumlah yang besar untuk faktor
tumbuh tertentu
 Bila nilai c kecil, jumlah yang besar dibutuhkan untuk
mencapai produksi maksimum
 Penelitian Mitscherlich menunjukkan bahwa nilai c
untuk N 0,122, P 0,6, dan K 0,4
 Hasil-hasil penelitian lainnya menunjukkan bahwa
nilai c sangat bervariasi untuk tanaman yang berbeda
yang tumbuh dalam lingkungan yang berbeda
Persamaan Pertumbuhan
 Laju pertumbuhan dapat dinyatakan dalam laju
tumbuh mutlak (G) dan laju tumbuh relatif (R,
laju tumbuh spesifik)
 Laju tumbuh mutlak (G) sesaat, biasanya
digambarkan oleh kemiringan kurva massa kering
tanaman (W) terhadap waktu (t), atau
dW
G
dt
Persamaan Pertumbuhan
 Model laju tumbuh mutlak sederhana selama
periode tumbuh linier yang dikemukakan oleh
Monteith (1977) adalah sbb:
Wm
Cm 
tm
 dimana Wm adalah massa kering maksimum (g.m2),
Cm laju tumbuh tanaman pada periode linier
(g.m-2.hari-1), dan tm periode tumbuh linier (hari)
Persamaan Pertumbuhan
 Variabel Cm dan tm dapat diperoleh dengan
membuat grafik massa kering tanaman terhadap
waktu pengambilan dan menarik garis linier
(dengan bantuan analisis regresi) pada periode
linier (lihat gambar)
 Variabel to (lihat gambar) yang diperoleh dengan
menyamakan persamaan regresi linier sama
dengan nol merupakan variabel waktu hilang
 Wm (massa kering maksimum) diperoleh dengan
merata-ratakan massa kering tanaman pada
periode tumbuh nol
Persamaan Pertumbuhan
 Cm adalah koefisien
regresi linier yang
diperoleh
 tm adalah selisih waktu
yang diperoleh dari
persamaan regresi
sama dengan Wm dan
nol
Percobaan Faktorial
 Percobaan faktorial umumnya digunakan untuk melihat
respon simultan pertumbuhan tanaman terhadap berbagai
pupuk pada berbagai level
 Contohnya, jika 3 level pupuk N dan 3 level pupuk P ingin
dievaluasi respon pertumbuhannya maka percobaannya
disebut faktorial 32 sehingga diperlukan 9 kombinasi
perlakuan untuk mengevaluasi pengaruh semua kombinasi
N dan P terhadap pertumbuhan tanaman
 Untuk mengamati hubungan pertumbuhan dan input
pupuk, persamaan regresi dapat dikembangkan untuk
percobaan-percobaan seperti ini