PENTINGNYA HARA DAN PUPUK UNTUK rendemen tebu

PENTINGNYA HARA DAN PUPUK
UNTUK
MENINGKATKAN
RENDEMEN TEBU
Diabstraksikan oleh
Prof Dr Ir Soemarno MS
Bahan kajian dalam MK Pupuk dan Pemupukan
Jurs Tanah FP UB September 2009
UNSUR MIKRO DALAM
METABOLISME TANAMAN TEBU
Unsur mikro diambil oleh tanaman tebu dalam jumlah sedikit,
dan biasanya berfungsi sebagai regulators pertumbuhan
tanaman. Copper (Cu) dan zinc (Zn) telah diketahui defisien
pada tanah-tanah perkebunan tebu , terutama tanah-tanah
berpasir yang miskin bahan organik; sedangkan besi (Fe)
dan manganese (Mn) tersedianya juga terbatas.
Perilaku dan ketersediaan molybdenum (Mo) dan boron (B)
dalam tanah masih belum banyak diketahui. Tidak ada gejala
defisiensi silicon (Si) dalam analisis daun tebu, meskipun
kandungan Si-tersedia dalam tanah relatif rendah dalam
tanah-tanah berpasir.
ASAM HUMAT
Molekul asam humat mengandung beberapa komponen
penting seperti quinone, phenol, catechol dan sugar .
Asam humat berperilaku sebagai camopuran asam dibasis,
dengan nilai pK1 sekitar 4 untuk protonasi gugus carboxyl
dan sekitar 8 untuk protonasi gugus phenolate .
Sifat penting lainnya adalah rapat-muatannya. Molekul;molekul asam humat dapat membentuk struktur
supramolecular yang diikat bersama oleh gaya-gaya noncovalent , seperti gaya Van der Waals , ikatan π-π, dan CH-π.
http://en.wikipedia.org/wiki/Humic_acid
KEMAMPUAN ASAM HUMAT
MEMBENTUK KHELATE
Adanya gugusan karboksilat dan fenolat
mengakibatkan asam humat mampu
membentuk kompleks dengan ion-ion seperti
Mg2+, Ca2+, Fe2+ dan Fe3+.
Asam humat mempunyai dua atau lebih gugusan ini
dan tersusun sedemikian rupa sehingga
memungkinkannya membentuk kompleks khelate.
Pembentukan kompleks khelate merupakan aspek
penting dari peranan biologis asam humat dalam
regulasi ketersediaan ion-ion logam bagi tanaman.
http://en.wikipedia.org/wiki/File:Metal-EDTA.png
Metal-EDTA chelate
KHELATE
Chelation merupakan proses pembentukan
atau adanya dua atau lebih ikatan-kimia antara
ligan polydentate (multiple bonded) dengan
suatu atom sentral .
Biasanya ligan ini adalah senyawa organik ,
dan lazim disebut sebagai chelants, chelators,
chelating agents, atau sequestering agents.
Ligan membentuk kompleks khelat dengan
substrate. Kompleks khelate berbeda dnegan
kompleks koordinasi yang tersusun atas liganmonodentate , yang hanya membentuk satu
ikatan dengan atom sentral.
Chelants merupakan bahan kimia yang dapat
memebentuk molekul kompleks soluble
dengan ion logam tertentu, mengakibatkan ion
logam tersebut tidak aktif dan tidak dapat
bereaksi dengan unsur atau ion lain
membentuk endapan.
Ligan
Ethylenediamine
berikatan dengan
ion logam melalui
dua ikatan
Kompleks Cu2+
dengan methylamine (left)
ethylene-diamine
(right)
ASAM HUMAT
Asam humat merupakan fraksi dari substansi
humik yang tidak larut air pada kondisi masam
(pH < 2) tetapi larut pada kondisi pH yang lebih
tinggi. Mereka dapat diekstraks dari tanah dengan
beragam reagents dan tidak larut dalam asamencer.
Asam humat merupakan komponen utama yang
dapat diekstraks dari substansi humik . Bahan ini
berawarna coklat-gelap hingga hitam
Apa manfaat fisik dari aplikasi asam humat
Acid ?
Tanah lebih mudah diolah.
Memperbaiki aerasi tanah .
Meningkatkan WHC = water holding capacity.
Memperbaiki seed-bed.
Mereduksi erosi tanah.
Evaporasi diminimumkan. Ujung oksigen molekul
air beruikatan dengan ujung hidrogen dari molekul
air lainnya , sehingga evaporasi dapat direduksi
hingga 30%.
Water Sequestration
Asam humat memperlambat penguapan air dari
tanah . Hal ini sangat penting pada tanah-tanajh
berpasir, di daerah iklim kering, dan tanah-tanah
yang tidak mampu menyimpan air.
Kalau ada air, kation diserap oleh asam humat
mengalami ionisasi parsial dan bergerak menjauhi
tapak-tapak oksidasi asam-humat.
Kation akan lebih mudah diserapm oleh akar
tanaman.
Asam humat mengikat katuion sedemikian rupa
sehingga kation ini mudah diserap oleh akar
tanaman , memperbaiki transfer unsur mikro
memasuki sistem sirkulasi tanaman.
Apa manfaat kimiawi asam humat ?
1. Meningkatkan daya penyangga dari tanah.
2. Mengkhelate ion-ion logam dalam kondisi alkalin.
3. Kaya senyawa organik dan anorganik yang
penting bagi pertumbuhan tanaman.
4. Menahan pupuk anorganik larut air dalam zone
akar dan melepaskannya manakala tanaman
membutuhkan .
5. Mempunyai kapasitas tukar ion yang sangat
tinggi .
6. Memacu konversi beberapa unsur menjadi bentuk
tersedia bagi tanaman. promosikan.
Model struktural asam humat
Sumber: geochemicaltransactions.com
Apa manfaat biologis asam humat ?
1. Menstimulir ensim-ensim tanaman.
2. Berfungsi sebagai katalisator organik .
3. Menstimulir pertumbuhan dan
perkembangan mikroba tanah yang
bermanfaat seperti algae & ragi.
4. Meningkatkan respirasi akar dan
pembentukan akar.
5. Menstimulir pertumbuhan akar, terutama
panjang akar.
6. Meningkatkan permeabilitas membran selsel tanaman; memacu penyerapan hara.
7. Meningkatkan kanduyngan vitamin
tanaman .
8. Menstimulir pertumbuhan tanaman dengan
jalan mempercepat pembel;ahan sel,
meningkatkan laju perkembangan akar
tanaman , dan meningkatkan hasil
biomasa tanaman
Computer generated model of humic acid (von
Wandruszka) Geochemical Transactions 2000
1:10 doi:10.1186/1467-4866-1-10
ASAM HUMAT: PERTUKARAN ION
Asam humat mengikat kation. Karena muatan negatif
permukaan akar tanaman lebih besar dari muatan negatif
asam humat, maka kation unsur hara mikro dapat diserap
oleh akar tanaman dan memasuki sistem sirkulasi tanaman.
The transference mechanism is not completely understood, but soil
scientists theorize that as the plant absorbs water, the humic acids
(carrying the absorbed micronutrients) move into close proximity to
the root system.
Since the root system is negatively charged, when the humic acid
moves close to the root, the root's negative charge exceeds the acid's
negative charge. The micronutrients are released from the humic acid
molecule and enter the root membrane.
Asam humat rantai pendek dan kation hara mikro yang
terikat padanya dapat diserap dan dimetabolismekan oleh
tanaman. Asam humat sangat penting sebagaui medium
untuk mengangkut hara dari tanah memasuki tanaman.
PEMUPUKAN BERIMBANG
Pemupukan yang tidak berimbang menjadi salah satu
faktor yang menentukan rendahnya hasil tebu di
Indonesia. Hingga saat ini masih banyak praktek
pemupukan yang tidak berimbang dan tidak tepat.
Hasil-hasil kajian lapangan membuktikan bahwa pemupukan
berimbang N, P,K, S dan Mg dapat meningkatkan
produktivitas tebu.
DIAGNOSIS HARA TANAMAN TEBU
Analisis daun dikombinasikan dengan gejala
defisisensi hara dan hasil uji tanah sangat diperlukan
dalam pengelolaan hara dan pemupukan bagi
tanaman tebu,
Ada dua cara untuk evaluasi status hara tanaman
tebu, yaitu pendekatan Critical Nutrient Level (CNL)
dan the Diagnosis and Recommendation Integrated
System (DRIS).
Nilai kritis adalah “konsentrasi hara” di bawah mana
produksi tanaman mulai terganggu.
Nuilai kritis hara ini mengacu pada bagian tanaman tertentu
pada fase pertumbuhan tertentu , dimana kehilangan
produksi mencapai 5–10%.
Misalnya daun “the top visible dewlap (TVD)” yang diambil
sampel pada bulan Juni hingga Agustus.
Kisaran optimum hara adalah konsentrasi hara tanaman
yang dianggap optimum bagi produksi.
DRIS calculates indices relative to zero by comparing leaf
nutrient ratios with those found in a high-yielding population.
The Nutrient Balance Index (NBI) can be calculated by adding
the absolute value of all individual indices together.
Sugarcane leaf nutrient critical values and optimum
ranges.
From Anderson and Bowen (1990), except for Si values (J. M. McCray,
unpublished data). All values are from Florida except S and Mo, which
are from Louisiana.
Nutrient
Critical Value
Optimum Range
%
%
Nitrogen (N)
1.80
2.00-2.60
Phosphorus (P)
0.19
0.22-0.30
Potassium (K)
0.90
1.00-1.60
Calcium (Ca)
0.20
0.20-0.45
Magnesium (Mg)
0.12
0.15-0.32
Sulfur (S)
0.13
0.13-0.18
Silicon (Si)
0.50
>0.70
mg/kg
mg/kg
Iron (Fe)
-----
50-105
Manganese (Mn)
-----
12-100
Zinc (Zn)
15
16-32
Copper (Cu)
3
4-8
Boron (B)
4
15-20
0.05
-----
Molybdenum
Fertilizer
Best Management Practices
Pemupukan berimbang:
Kunci untuk Efisiensi dan Productivitas
Dosis pupuk: Optimum ekonomis.
Method dan Waktu aplikasi pupuk:
1. Nitrogen
2. Phosphorus
3. Potash
4. Micronutrients
5. Suplai hara secara terintegrasi – The Best Mix
6. Aplikasi hara melalui daun
KEHILANGAN PUPUK N
TANAMAN TEBU
Kehilangan pupuk N dari lahan tebu dapat terjadi
karena menguapan ammonia setelah pupuk N
diaplikasikan ke tanah. Hal ini dapat menyebabkan
rendahnya efisiensi pupuk N pada tanaman tebu
Misalnya, efisiensi pemupukan N yang diaplikasikan
di permukaan tanah (sebesar 18.9%( dan efisiensi
pupuk N yang dibenamkan ke dlaam tanah sebesar
28.8%.
Tanaman yang dipupuk N dengan cara dibenamkan
ke dalam tanah mempunyai serapan N lebih besar
dibandingkan dengan pemupukan N yang disebar di
permukaan tanah.
Kehilangan N pada aplikasi pupuk N di permukaan
tanah mencapai 59.1% , sedangkan kehilangan N
dari aplikasi pupuk N yang dibenamkan sebesar
45.6%. A saving of 13.5% of the applied N, which
resulted in an extra 9.9% of the applied N being
assimilated by the crop.
Pembenaman pupuk urea ke dalam tanah dapat
mengurangi kehilangan penguapan ammonia dari
37.3% menjadi 5.5% dari total pupuk N.
(Sumber: Nutrient Cycling In Agroecosystems, 2002, 62(3): 229-239)
BLOTONG MEMPERBAIKI
PRODUKTIVITAS TEBU
Aplikasi “blotong” ke lahan tebu dapat memperbaiki
efisiensi pupuk, produktivitas dan kualitas tebu.
Hasil tebu meningkat sejalan dengan dosis blotong
yang diaplikasikan ke tanah.
Perbaikan produktivitas ini disebabkan oleh suplai
bahan organik, P, Ca, dan hara lain yang ada dalam
blotong; dan meminimumkan reaksi fosfat dengan
mineral liat dan oksida-besi menjadi bentuk yang
tidak tersedia.
Blotong yang diperkaya dnegan pupuk fosfat dapat
memperbaiki produktivitas tanaman tebu.
(Sumber: PHOSPHORUS FERTILIZATION IN THE PLANTATION OF
SUGARCANE WITH FILTER CAKE ENRICHED WITH SOLUBLE
PHOSPHATE. Santos DH, Tiritan C.S., Foloni J.S.S.
University Western São Paulo (Unioeste), 700 José Bongiovani St.,
19050-920, Presidente Prudente-SP,
Brazil. Tel: 55 018 39091977. [email protected]
PEMUPUKA N N BERTAHAP
Aplikasi pupuk N secara bertahap pada tanah
berlempung dapat memperbaiki EFISIENSI
Pemupukan dan produktifitas tebu.
The experiment was arranged in split plot randomized
complete block design with three replications consisted
of three different rates of N (N1 = 92, N2 = 138, N3 = 184 kg
N ha-1) as main plots and three different AP (AP1 = 20-4040%, AP2 = 30-35-35%, AP3 = 30-30-40%) as subplots.
The interactive effects of N application rate and AP
on juice purity depicted applying 92 kg N ha-1 and
AP of 30-30-40% gave the purest juice with 90%.
Efisiensi pupuk Nitrogen lebih besar pada perlakuan
N1 dengan nilai 1.39 dan 0.13 t kg-1 N dalam hasil
tebu (CY) dan hasil gula (SY).
Hasil tebu dan hasil gula tertinggi dicapai dengan
dosis 92 kg N ha-1 dan AP 30-35-35%.
(Sumber: Impacts of Rate and Split Application of N Fertilizer on
Sugarcane Quality. Koochekzadeh, G. Fathi, M.H. Gharineh, S.A. Siadat,
S. Jafari and Kh. Alami-Saeid. Int. J. Agric. Res., 4: 116-123. )
KETERSEDIAAN P-TANAH BAGI TEBU
Pupuk P dapat diaplikasikan pada tanaman tebu dengan
dosis 175 pounds P (400 pounds P2O5) per acre.
Respon hasil tebu terhadap pemupukan P terjadi pada tanahtanah latosol yang kaya oksida Fe dan Al, tanah-tanah
seperti ini mempunyai kemampuan sangat besar untuk
mengikat P
Perbedaan hasil tebu ternyata berhubungan dengan
perbedaan kadar P tanaman tebu dan, dalam hal-hal
tertentu, berhubungan dengan reduksi kadar Al
dalam tanaman; dan pupuk superfosfat yang lambatlarut lebih baik meningkatkan hasil tebu
dibandingkan dengan pupuk NH4H2PO4 yang sangat
mudah larut.
Pupuk fosfat sebagai aplikasi daun dapat meningkatkan
kadar P-tanaman, dan tanaman mengandung duapuluh kali
lebih banyak P kalau disemprot dengan NH4H2PO4
dibandingkan dengan aplikasi pupuk yang sama lewat tanah.
Peningkatan kadar P tanaman belum menjamin bahwa P
ditranslokasikan ke seluruh tanaman atau tambahan P
tersebut digunakan dalam proses metabolisme.
Bukti-bukti lain menunjukkan bahwa pada tanah-tanah yang
mempunyai nilai ‘A’ tinggi, status P-tanaman tebu belum
tentu tinggi.
(Sumber: Availability of Phosphorus to Sugar Cane in Hawaii as
MAGNESIUM BAGI TEBU
Klorofil adalah molekul yang mampu menangkap
photon dan disebut sebagai photo-receptor. Klorofil
berada dalam chloroplasts tanaman hijau, dan ia
membuat tanaman berwarna hijau.
Struktur dasar molekul jklorofil adalah cincin porphyrin , berkoordinasi dengan suatu atom sentral
magnesium.
PEMUPUKAN P TANAMAN TEBU
Respon tanaman tebu terhadap pemupukan P
dengan dosis 45 lb. P2O5 per acre, respon
bersifat indefinite, sedangkan pada dosis
pupuk yang lebih tinggi ternyata respon
tanaman tebu “inappreciable”.
Increased N fertilization appeared to necessitate
proportionate increases in P2O5 application.
Bone meal gave best results when combined with organic
N.
Peningkatan hasil tanaman tebu diperoleh
kalau aplikasi pupuk dilakukan dengan cara
membenamkan pupuk pada kedalaman 3 - 6
inhi di bawah permukaan tanah.
Sumber: Phosphate fertilizing of sugarcane in Mysore. RAO,
B. V. V.; RAO, B. B. Journal Indian Journal of Sugarcane
Research and Development 1960 Vol. 4 pp. 93-96
FOSFOR BAGI TANAMAN TEBU
Aplikasi pupuk P dosis tinggi dalam strategi pemupukan
berimbang sangat meningkatkan hasil tebu dan hasil gula.
Perbaikan ketersediaan P-tanah , dapat meningkatkan hasil
tebu hingga 31% dibandingkan dengan kondisi kontrol.
Pendekatan yang lebih berimbang untuk nutrisi P tanaman
tebu sangat diperlukan untuk mencapai hasil tebu dan hasil
gula yang optimal.
FOSFOR DALAM SINTESIS SUKROSE
Sucrose merupakan disaccharide yang tersusun
atas satu molekul glucose yang berikatan melalui
ikatan (1-2) glycosidic dengan satui molekul
fruktose. Sintesis sucrose synthesis dalam tanaman
merupakan proses yang kompelks. Diagram berikut
ini mengabstraksikan bagaimana proses-proses
yang terjadi dalam cytoplasm dan dalam chloroplast.
FOSFOR DALAM SISTEM ENSIM
Ensim SPS (Sucrose-phosphate synthase) dalam tanaman
mnemegang peranan vital dalam biosynthesis sukrose.
Dalam jaringan photosynthetic dan nonphotosynthetic ,
ensim SPS diregulasi oleh metabolites dan oleh fosforilasi
protein yang reversible .
Dalam daun, fosforilasi memodulasi aktivitas SPS dalam
responnya terhadap sinyal-sinyal cahaya / gelap dan
akumulasi hasil akhir.
SUGARCANE RUST DISEASES
Karat dianggap sebagai penyakit daun tebu yang serius.
Penyakit ini dapat menginfeksi tanaman tebu dan ratoon
umur 3 - 7 bulan.
Penyebaran penyakit ini terjadi oleh angin atau percikan air
yang membawa uredospora dari uredia kepada tanaman
inangnya yang baru. Serangan penyakit ini biasanya terjadi
pada periode cuaca panas dan lembab. Gangguan penyakit
ini tidak ada pada cuaca sangat panas dan kering.
Urediospora tidak dapat berkecambah dan cepat rusak (mati)
pada kondisi suhu tinggi.
SUGARCANE RUST DISEASES
Gejala Penyakit Karat
The symptoms of P. kuehnii appeared as minute yellow
orange spots, which are mostly concentrated at the tip
and /or the basal portion of the leaf. These spots are
interspersed with brown and black pustules. In severe
infection the leaf tip dries up .
The symptoms of P. melanocephala appeared as minute
yellow spots. Later the pustules turned reddish brown,
which coalesced and formed large, irregular necrotic
areas, which eventually resulted in premature death of
the leaves.
Gejala penyakit yang disebabkan oelh P. Kuehnii dan
P. melanocephala umumnya muncul pada daundaun dewasa / tua tanaman tebu.
Sarana Pengendalian
Penanaman varietas yang resisten . Menyingkirkan varietasvarietas yang peka dari program budidaya tebu.
Menghindari sistem monokulture satu varietas dengan sekala
luas, untuk menghindari ledakan penyakit.
Menghilangkan inang alternatif. Ternyata Pennisetum
purpureum juga diinfeksi oleh P. kuehnii .
PENYAKIT KARAT DAUN TEBU
Uredospora terpacu perkecambahannya pada
kondisi gelap atau konsentrasi glukosa 1.5%.
Kisaran suhu yang sesuai untuk
perkecambahan uredospora adalah 20 - 25 ℃,
suhu optimumnya 25 ℃.
Kisaran lembab nisbi udara untuk
perkecambahan uredospora adalah lebih dari
80%, lembab nisbi yang optimum adalah 100%,
laju perkecambahan 28.3%.
Kisaran pH untuk perkecambahan uredospora
adalah 4.0 - 11.1. pH yang paling sesuai adalah
7.0.
Pada kondisi normal, masa hidup uredospora
dapat mencapai 120 hari.
Menanam varietas tebu yang tahan dan
budidaya tanaman yang baik menjadi kunci
untuk mengendalikan gangguan penyakit karat
daun tebu.
SILICON IN SUGARCANE
Tanaman tebu menyerap Si lebih banyak
dibandingkan dengan hara lainnya, ia
mengakumulasikan sekitar 380 kg ha-1 Si,
dalam tanaman umur 12 bulan.
Sugarcane (plant growth and development)
responses to silicon fertilization have been
documented in some areas of the world, and
applications on commercial fields are routine in
certain areas.
Sugarcane accumulate large amounts of Si in the
form of silica gel (SiO2.nH2O) that is localized in
specific cell types.
Fungsi Si dalam tanaman tebu adalah:
(i) support for cell walls (resistance to lodging);
(ii) deterrence to pest and pathogens;
(iii) reduction in water loss by evapotranspiration;
(iv) reduction in certain heavy metal toxicities, and
(v) an essential element for normal plant
development .
Si KONTROL PENYAKIT
Penyakit daun “Freckling” dicirikan oleh gejala becak
daun tebu berwarna kecoklatan atau warna karat ,
terutama pada tanaman tebu yang tumbuh pada
tanah-tanah tua.
Dalam kondisi parah, daun-daun yang sakit di bagian bawah
batang akan mati premature dan dapat mempengaruhi hasil
tebu.
Tanaman yang mengalami gangguan becak daun ini
kapasitas fotosintesisnya berkurang karena sebagian luas
daunnya tidak dapat berfungsi fotosintesis.
Gangguan daun seperti ini dapat dikoreksi dengan
aplikasi silikat, gejala becak daun lenyap setelah
aplikasi silikat.
Si yang diendapkan dalam jaringan epidermis secara
mekanik dapat menghalangi invasi hifa jamur. Secara
fisiologis Si memacu asimilasi ammonium dan
menghambat peningkatan senyawa nitrogen-larut,
seperti asam amino dan amide, sehingga
menghambat propagasi hifa jamur.
PERILAKU PUPUK FOSFAT DALAM TANAH
Larutan tanah mengandung sekitar 0.05 mg L-1 fosfat
anorganik; nilai ini setara dengan sekitar 15 g fosfor dalam
larutan tanah seluas satu hektar.
These very small amounts and concentrations of phosphates in the
solution in soils compared with plant requirements, and the
apparently small recovery of fertiliser phosphate in plants, have
stimulated a tremendous amount of research.
P-pupuk yang ditambahkan ke tanah akan mengalami
beragam reaksi dengan komponen tanah, dan sebagian
anion fosfat akan memasuki fase larutan tanah sebagai
anion larut.
Meskipun ion fosfat dimungkinkan berada dalam tiga bentuk
protonasi, pada kondisi pH tanah (4.5 - 6.2) bentuk anion
fosfat yang dominan adalah H2PO4- dan HPO4=.
Reaksi pengendapan-pelarutan ini melibatkan pembentukan
dan pelarutan endapan fosfat.
Reaksi Sorpsi – desorpsi melibatkan proses sorpsi dan
desorpsi ion dan molekul dari permukaan partikel mineral.
REAKSI SORPTION – DESORPTION
P-TANAH
“Sorption” mencakup dua mavam proses, yaitu “Adsorption”
terjadi kalau ion fosfat dari larutan tanah diikat melekat pada
permukaan partikel tanah.
Kalau ion fosfat yang terjerap (adsorp) kemudian masuk ke
dalam padatan maka ion ini diserap (“absorbed”).
Ion fosfat yang terjerap akan menjadi terperangkap (terjebak)
pada permukaan mineral tanah kalau ada oksida Fe atau Al
yang diendapkan di permukaan mineral. Ion fosfat yang
terjebak seperti ini selanjutnya disebut “occluded
phosphate”.
Adsorption was originally thought to be a simple
exchange reaction which took place on the
surface of iron and aluminium hydroxides. It now
seems more likely that chemisorption reactions are
involved.
The bridging complexes are formed between HPO4=
ions and metal oxide surfaces and OH2 and OH- are
displaced.
Perilaku reaksi ini tergantung pH yang
mempengaruhi proporsi gugusan OH2 dan OH- pada
permukaan padatan dan juga mempengaruhi rapat
muatannya.
MEKANISME ADSORPSI P-TANAH
REAKSI P-LARUT DALAM
TANAH
Kalau fosfat dapat larut ditambahkan ker
tanah, mula-mula kelarutannya akan menurun
dengan cepat. Reaksi cepat ini kemudian
diikuti oleh reaksi penurunan kelarutan fosfat
secara perlahan dan berlangsung hingga
beberapa minggu.
Reaksi penjerapan –permukaan merupakan
fase awal pengambilan ion fosfat dari larutan
tanah dan berlangsung cepat, tetapi setelah
fase ini selesai, tidak ada lagi peningkatan
jumlah fosfat yang dijerap.
Fase selanjutnya adalah reaksi lambat sorpsi
fosfat yang disebabkan oleh difusi fosfat di
bawah permukaan penyerap; dengan kata lain
adalah absorpsi atau penetrasi.
ABSORPSI P DALAM AGREGAT TANAH
Mekanisme sekala besar yang memepunyai efek
sama dengan proses adsorption/absorption yang
terjadi pada permukaan partikel tanah, terjadi pada
agregat tanah.
Soil aggregates are clusters of soil components held
together by a number of mechanisms which include
both organic and inorganic cements and the effects
of charged surfaces.
Aggregates contain a fine network of pore spaces while the
aggregates themselves are separated by a coarser system of
pores responsible for water and air movement within soil.
When a phosphate containing solution passes through the
soil, phosphate is removed from the solution by adsorption
on soil particles located at the surface of soil aggregates.
Sebagian anion fosfat yang dijerap akan berdifusi
masuk ke dalam agregat tanah. Proses ini berarti
akan mejunculkan kembali tapak-tapak jerapan di
permukaan agregat , dan menurunkan ketersediaan P
bagi tanaman.
Absorpsi P-terjerap ke dalam mineral tanah (a);
dilanjutkan dengan proses occlusion P-terjerap (b)
MEMINIMUMKAN ABSORPSI &
IMOBILISASI P TANAH
Ada beberapa cara praktis untuk mengurangi
kehilangan P dalam tanah.
Cara yang terpenting ialah tidak memupuk P dengan
dosis berlebihan pada kondisi tanah-tanaman
tertentu.
Pengaturan kemasaman tanah pada pH sekitar 6.0,
mampu memacu populasi mikroba tanah yang aktif,
sehingga meningkatkan ketersediaan P-organik.
Mikoriza yang efisien juga dapat membantu
penyediaan P - tanah bagi tanaman tebu.
Pupuk fosfat yang melepaskan P-tersedia secara
bertahap juga dapat meminimumkan kehilangan Ptersedia karena diikat oleh tanah (absorpsi P oleh
mineral tanah).
Kalau kecepatan pelepasan P-tersedia dari pupuk
sama dengan kecepatan penyerapan P-tersedia oleh
akar tanaman, maka kehilangan P-tersedia akibat
absorpsi dan imobilisasi dapat diminimumkan.
FIKSASI FOSFAT oleh KOMPLEKS LOGAMHUMIK
Fiksasi fosfat oleh kompleks humik-logam
melibatkan tapak-tapak ikatan elektrik dan struktural.
We have studied phosphate-metal-humic complexes
involving Fe(III), Al(III), and Zn(II) using three
complementary techniques: infrared spectroscopy
(FTIR), fluorescence, and molecular modeling.
Dalam hal kompleks melibatkan Fe dan Zn
phosphate, fiksasi P berhubungan dengan stabilitas
ikatan logam-carboxylate. Dalam hal Al ternyata efek
ini tidak terlalu signifikan.
Stabilitas kompleks phosphate-metal-humik
berbanding terbalik dengan stabilitas interaksi
logam-humik.
Hal inilah yang dapat menjelaskan mengapa hanya
sedikit kompleks humat-logam yang terlibat dalam
fiksasi fosfat.
Sumber: Some structural and electronic features of the interaction of
phosphate with metal-humic complexes. Guardado I., Urrutia O.,
Garcia-Mina J.M.
J. Agric Food Chem. 2008 Feb 13;56(3):1035-42.
IKATAN FOSFAT DAN HUMIK
Interaksi kimiawi antara bahan organik tanah dengan
anion orthophosphate (phosphate [P]) mempunyai
peranan penting bagi reaksi-reaksi P pada fase
padatan tanah dan larutan tanah.
Humic-metal-P associations or complexes
(HMEP):
Anion Orthophosphate tidak diikat secara langsung
pada molekul humik, tetapi logam yang dikompleks
oleh substansi humik yang dapat mengikat anion P
adalah Al(III) dan Fe(III).
Kompleks Humic-P sangat penting dalam
hubungannya dengan ketersediaan P bagi akar
tanaman tebu.
Mobilizing plant species often excrete citrate or
oxalate as a result of P deficiency.
The P from HMEP is much better mobilized by dibasic
and tribasic low-molecular-weight anions than P
adsorbed to inorganic surfaces such as goethite or
ferrihydrite.
Sumber: The effect of humic acids on the availability of phosphorus fertilizers
in alkaline soils
X.J. Wang, Z.Q. Wang, S.G. Li. Soil Use and Management. Volume 11, Issue
2, pages 99–102, June 1995
ASAM HUMAT:
ADSORPSI-DESORPSI FOSFAT
Study on the effect of humic acid on the adsorption and
desorption of phosphate on acidic mineral soil using semi
empirical method.
The results showed that Ea (Activation energy) of
adsorption of phosphate on Al(OH)3 is 9.40 kcal/mol, is
lower than Ea for adsorption of phosphate on clay mineral
model (100.91 kcal/mol).
The Ea of phosphate desorption from Al(OH)3 by humic
acid is 14.89 kcal/mol, is lower than Ea of phosphate
desorption from Al(OH)3 by H2O (165.48 kcal/mol).
Hal ini berarti bahwa asam humat mempunyai kemampuan
untuk desorpsi fosfat dari tanah mineral masam.
The Ea of adsorption of phosphate by adsorbed humic
acid on clay through bridged Al-hydroxide is 159.00
kcal/mol.
Hal ini menyatakan bahwa asam humat mempunyai
kemampuan rendah untuk menjerap anion fosfat melalui
jembatan Al-hydroxide
Sumber: The effect of humic acids on the availability of phosphorus fertilizers
in alkaline soils
X.J. Wang, Z.Q. Wang, S.G. Li. Soil Use and Management. Volume 11, Issue
2, pages 99–102, June 1995
HUMAT DAN KETERSEDIAAN P-TANAH
Ada empat macam mekanisme reaksi yg meningkatkan
keterediaan P-tanah:
(1). Formation of chelate complexes with Ca, Fe, and Al with
release of phosphate to water soluble form.
Reactions leading to the formulation of soluble
phosphates are as follows:
Ca(OH)2. 3Ca(PO4)2 + chelate -- soluble HPO4= +
Ca-chelate complex
Al.(H2O)3(OH)2H2PO4 + chelate - soluble HPO4= +
Al-chelate complex
Fe.(H2O)3(OH)2H2PO4 + chelate -- soluble HPO4=
+ Fe-chelate complex.
(2). Competition between humates and phosphate ions for
adsorbing surfaces, thereby preventing fixation of
phosphate.
(3), Formation of protective coating over colloidal
sesquoxides, with reduction in phosphate adsorption.
(4), Formation of phosphor-humic complexes through with Fe
and/or Al
Sumber: The effect of humic acids on the availability of phosphorus fertilizers
in alkaline soils
X.J. Wang, Z.Q. Wang, S.G. Li. Soil Use and Management. Volume 11, Issue
2, pages 99–102, June 1995
ASAM HUMAT DAN KETERSEDIAAN
P-PUPUK
Asam humat berpengaruh pada transformasi pupuk P
pada tanah alkalin.
Soil P was fractionated following 4 and 15 days
incubation after humic acids were applied with
phosphorus fertilizer to the soil.
The availability of phosphate in the soil and total
phosphorus in plants were determined at earing
stage and at maturity in a pot experiment, and wheat
yield was examined in a field trial.
Penambahan asam humat ke tanah dengan pupuk P
secara nyata meningkatkan jumlah fosfat-larut-air,
sangat menghambat pembentukan occludedphosphate dan meningkatkan serapan P dan hasil
tanaman sebesar 25%.
Sumber: The effect of humic acids on the availability of phosphorus
fertilizers in alkaline soils
X.J. Wang, Z.Q. Wang, S.G. Li. Soil Use and Management. Volume 11,
Issue 2, pages 99–102, June 1995
ASAM HUMAT:
ADSORPSI - DESORPSI NPK
Asam humat mempunyai kemampuan untuk reaksi
adsorption-desorption nitrogen,phosphorus dan
kalium pada berbagai kondisi pH.
(1). The amounts of adsorption and desorption of nitrogen,
phosphorus and potassium by humic acids all increased with
increasing original concentration of NPK at different pH
values(from 4 to 8), while the desorption ratios of NPK all
decreased.
(2). The characteristics of adsorption and desorption of
nitrogen, phosphorus, and potassium by humic acids were
different at each pH values. Under alkaline condition,the
response of adsorption and desorption of nitrogen by humic
acids was strong particularly,and that of phosphorus by
humic acid was more forceful in the acidic solution.
However,the process of adsorption and desorption of
potassium by humic acids occured easily in the neutral
solution.
(3). The adsorption properties of nitrogen, phosphorus, and
potassium could be depicted with Linear, Langmuir, and
Frendlich equations; Frendlich equation was the best.
ASAM HUMAT MELEPASKAN K-FIKSASI
Pelepasan kalium yang difiksasi oleh liat silikat tipe
mengembang sangat penting dalam kesuburan
tanah.
Asam Humit dan fulvat dapat melepaskan Kterfiksasi oleh liat ini, karena kemampuan kedua
asam ini untuk membentuk khelate.
Asam humat dan asam fulvat mampu melepaskan Ktanah yang difiksasi oleh montmorillonite atau illite
sebesar 9 - 28% dari total K yang terfiksasi.
Asam-asam ini mampu melepaskan K yang terfiksasi
oleh illite lebih sedikit dibandingkan dengan
montmorillonite.
Sumber: Effects of humic and fulvic acids on release of fixed
potassium . K.H. Tan. Geoderma, Volume 21, Issue 1, August
1978, Pages 67-74
INTEGRATED SUGARCANE PEST
MANAGEMENT
Enam komponen program IPM perkebunan
tebu di Hawaii .
IPM (Integrated Pest Management) merupakan pendekatanlestari untuk mengelola hama dengan jalan
mengkombinasikan sarana-sarana biological, cultural,
physical dan kimiawi sedemikian rupa sehingga
meminimumkan risiko ekonomi, kesehatan dan dampak
lingkungan.
KOMPOS - MIKORIZA
Inokulasi mikoriza dan aplikasi pupuk organik
(kompos) dapat memperbaiki sifat fisika tanah
mediteran lempung berliat.
Aplikasi pupuk organik kompos 25 ton/ha dapat
memperbaiki sifat fisika tanah, terutama agregasi,
total porositas, dan konduktivitas hidraulik jenuh,
hingga kedalaman 30 cm.
Aplikasi kompos dan pupuk kandang dengan dosis
25 ton/ha juga dapat menurunkan bobot isi tanah,
dan meningkatkan kandungan bahan organik tanah
pada kedalaman 0-15 cm.
Compost and manure treatments increased available
water content (AWC) of soils by 86 and 56%,
respectively.
Inokulasi Mikoriza + compost paling efektif
memperbaiki sifat fisika tanah.
Organic fertilizer sources were shown to have major
positive effects on soil physical properties.
Effects of compost, mycorrhiza, manure and fertilizer on some physical
properties of a Chromoxerert soil. CELIK I., ORTAS I., KILIC S. Soil &
tillage research. 2004, vol. 78, no1, pp. 59-67
MIKORIZA & KOMPOS LIMBAH TEBU
Kompos yang terdiri atas 95% limbah industri gula:
bagasse, blotong dan abu terbang, diaplikasikan
dengan dosis 5 t /ha, dapat meningkatkan infeksi
mikoriza pada akar tanaman tebu.
Di lahan kebun tebu, kompos menstimulasi
pembentukan hifa intracellular dan arbuscules,
tetapi tidak mempengaruhi vesicles atau hyphae.
Infection was greater in roots 35 cm and 65 cm than 5
cm distant from the plant stem, and compost effects
were not significant at 5 cm.
Kompos juga dapat ememperbaiki tillering, kadar P,
dan hasil tebu; panjang akar, bobot akar dan
panjang-jenis-akar tidak dipengaruhi oleh kompos,
tetapi percabangan akar berkurang oleh adanya
kompos.
Effects of a sugar-factory byproduct compost on root growth and
mycorrhizal infection of sugarcane in Barbados . Dunfield, Peter F.
1991
NITROGEN DAN FOTOSINTESIS TEBU
Kapasitas fotosintesis tanaman tebu sangat dipengaruhi
oleh ketersediaan N tanah.
Nitrogen dapat mempengaruhi laju fotosintesis per unit
luas daun, mengubah konsentrasi pigmen fotosintesis
atau ensim-ensim fotosintesis.
Ada hubungan erat antara laju fotosintesis daun dengan
kadar N daun. Akan tetapi seringkali efek utama nitrogen
terhadap fotosintesis ada kaitannya dengan perubahan
total luas daun dan penyerapan cahaya.
Sebagian besar N dari aplikasi pupuk diakumulasikan
dalam vakuole daun tebu dan dalam akar tebu.
Akumulasi N dalam daun dan akar ini menimbulkan efek
osmotik, yang mengakibatkan penyerapan air menjadi
lebih baik dan penggunaan air lebih efisien.
Pada kondisi lengas yang bagus, daun-daun tebu
menjadi kaku dan stomatanya membuka lebar, sehingga
dapat mempercepat transpirasi.
Aktivitas ensim reduktase nitrat dalam daun tebu
meningkat dengan adanya pemupukan nitrogen.
Ensim ini berperan dalam asimilasi nitrat menjadi
pigmen.
NITROGEN & FOTOSINTESIS TEBU
Pemupukan N tanaman tebu dapat
meningkatkan pembentukan komponen
kloroplast seperti ensim asimilasi karbon, dan
kompleks protein-klorofil per unit area;
meningkatkan total carotenoid pada daun
terutama pada kondisi intensitas radiasi tinggi.
Semua efek positif ini dipadukan dengan efek N
terhadap peningkatan luas daun, akan
mengakibatkan peningkatan fotosintesia
tanaman.
Pemupukan N yang cukup dapat meningkatkan
luas daun tanaman tebu, yang selanjutnya akan
memperbaiki intersepsi cahaya untuk
meningkatkan fotosintesis.
Pengaruh pupuk N terhadap Kadar N-daun tebu, kadar
klorofil (SPAD), fotosintesis, transpirasi dan efisiensi
epenggunaan air tanaman tebu
Karakteristik kemampuan daun tebu umur 110 hari
menurut posisi nomer urut daun dari pucuk tanaman
SPAD : pengukuran kadar klorofil daun
Pengaruh temperatur terhadap fotosintesis dan respirasi
daun muda yang membuka sempurna pada tanaman tebu
yang cukup nitrogen. Konsentrasi CO2 sebesar 350 ppm dan
PFD sebesar 2070, 940, dan 455 μmol photon/m2/detik
SILICON IN SUGARCANE
Tanaman tebu menyerap Si lebih banyak
dibandingkan dnegan hara mineral lainnya, dan
mengakumulasi Si sekitar 380 kg ha-1 dalam
tanaman tebu umur 12 bulan.
Respon tanaman tebu terhadap pemupukan Si telah
banyak diketahui di berbagai penjuru dunia,
beberapa perkebunan tebu di dunia menerapkan
program pemupukan Si secara rutin.
Tanaman tebu mengakumulasikan banyak SI dalam
bentuk silica gel (SiO2.nH2O) yang dilokalisir
dalam tipe-tipe sel tertentu saja.
Fungsi Si dalam tanaman adalah untuk :
(i) Memperkuat dinding sel (ketahanan terhadap
roboh);
(ii) Pertahanan terhadap gangguan hama dan
penyakit;
(iii) Reduksi kehilangan air melalui
evapotranspiration;
(iv) Reduksi toksisitas logam berat tertentu
(v) Hara esensial untuk perkembangan tanaman tebu
normal .
Si and Disease Control
Dalam tanaman tebu, becak-becak kecil berwarna
karat atau kecoklatan pada daun tanaman tebu yang
tumbuh pada tanah-tanah tua mencirikan gangguan
penyakit daun yang disebut “freckling”.
Dalam kondisi yang parah, daun-daun bagian bawah dari
tanaman tebu dapat mati sebelum tua, dan menurunkan hasil
tebu.
Tanaman yang menderita “Freckle” kurang efisiebn dalam
melakukan fotosintesis , bukan hanya karena mereka
mempunyai lebih sedikit daun sehat, tetapi juga karena
banyak daun yang menderita “freckled”.
Gangguan daun seperti ini dapat disembuhkan
dengan aplikasi bahan-bahan silikat, dan gejala/
gangguan akan hilang setelah perlakuan silikat.
Si yang diendapkan dalam jaringan epidermis
secara mekanik dapat menghambat infasi hifa jamur.
Secara fisiologis, Si juga mampu memacu asimilasi
amonium dan menghambat peningkatan senyawa Nsoluble, termasuk asam-asam amino dan amide,
yang mana senyawa-senyawa ini sangat dibutuhkan
untuik perkembangan hifa jamur.