pengelolaan bot dan humus tanah

No.1 - 254
MANAJEMEN KESUBURAN TANAH
HUMUS
BAHAN ORGANIK TANAH
Prod Dr Ir Soemarno MS
2 OKTOBER 2013
Selengkapnya di marno.lecture.ub.ac.id
KONSEP FLAIG ttg PEMBENTUKAN HUMUS
Lignin, YANG DIBEBASKAN DARI IKATANNYA DNEGAN
SELULOSE selama proses dekomposisi bahan organik, akan
mengalami reaksi pemecahan oksidatif menjadi unit-unit
strukturalnya (derivasi dari phenyl-propane).
Rantai samping dari unit-unit lignin ini selanjutnya dioksidasi,
terjadi proses demethylasi, dan menghasilkan poli-fenol.
Selanjutnya poli-fenol ini diubah menjadi quinone dengan
bantuan ensim poly-phenol-oxidase.
Quinone ini bereaksi dengan senyawa yang mengandung N
membentuk polimer yang berwarna gelap.
Peran mikroba tanah dalam pembentukan poli-fenol sangat
penting. Substansi humik dibentuk oleh bakteri dekomposisi
selulose ( myxobacteria) sebelum dekomposisi lignin.
KONSEP FLAIG ttg PEMBENTUKAN HUMUS
Fase-fase pembentukan substansi humik dirumuskan sbb:
Fungi menyerang karbohidrat sederhana dan bagianbagian dari protein dan selulose yang ada dalam bahan
organik residu tumbuhan.
Sellulose dari xylem di-dekomposisikan oleh myxobacteria
aerobik. Poly-phenols yang disintesis oleh myxobacteria
dioksidasi menjadi quinones oleh ensim-ensim polyphenol-oxidase , dan selanjutnya quinones bereaksi
dengan senyawa N membentuk substansi humik yang
berwarna coklat.
Lignin mengalami dekomposisi. Phenol yang dilepaskan
selama dekomposisi juga berfungsi sebagai sumber
material untuk sintesis humus.
FUNGSI BOT
BOT tanah mempunyai beberapa fungsi penting:
FUNGSI NUTRISI, BOT berfungsi sebagai sumber N, P, S untuk
pertumbuhan tanaman
FUNGSI BIOLOGIS, BOT mempengaruhi aktivitas mikro-flora &
mikro-fauna tanah
FUNGSI FISIK & FISIKO-KIMIA, memacu pembentukan
struktur tanah yg baik , memperbaiki sifat olah tanah, aerasi &
penyimpanan air, meningkatkan daya penyangga & kapasitas
pertukaran .
Humus juga mampu membantuk efisiensi aplikasi unsur
mikro, pestisida dan bahan agrokimia lainnya.
BOT & KETERSEDIAAN HARA
BOT MEMPUNYAI EFEK LANGSUNG & TIDAK LANGSUNG thd
ketersediaan hara bagi tanaman .
BOT berfungsi juga sebagai sumber hara N, P, S melalui
proses mineralisasi oleh mikroba tanah.
BOT juga mempengaruhi suplai hara dari sumber lain,
(misalnya BOT diperlukan sebagai sumber energi bagi bakteri
fiksasi N).
Kalau tanah baru dibuka dan diolah, kandungan humus akan
menurun selama periode 10 - 30 tahun hingga tercapai
kesetimbangan baru.
Pada kondisi kesetimbangan ini, unsur hara yang dibebaskan
oleh aksi-aksi mikroba tanah harus diimbangi dengan
sejumlah masukan yang sama ke dalam sistem-humus.
EFEK BOT thd KONDISI FISIK TANAH, EROSI TANAH & EFEK
PENYANGGA & KAPASITAS PERTUKARAN ION
Humus mempunyai efek yg bagus thd struktur tanah. Kerusakan
struktur tanah akibat pengolahan tanah yg intensif biasanya tidak
terlalu parah pada tanah yang kaya BOT.
Kalau humus hilang, tanah akan menjadi keras, kompak dan
menggumpal.
Aerasi, daya simpan air dan permeabilitas, semuanya diperbaiki
oleh adanya humus.
Penambahan residu bahgan organik segar yang mudah-lapuk
mengakibatkan sintesis senyawa organik-kompleks yang mampu
mengikat partikel-partikel tanah menjadi agregat.
Agregasi seperti ini membantuk tanah menjadi longgar, terbuka,
dan granuler; sehingga air dapat menembus lapisan tanah yg lebih
dalam.
Pori yang besar dalam tanah juga memacu pertukaran gas antara
udara tanah dengan atmosfer.
EFEK BOT thd KONDISI FISIK TANAH, EROSI TANAH
& EFEK PENYANGGA & KAPASITAS PERTUKARAN
ION
Humus mampu meningkatkan kemampuan tanah untuk
melawan erosi. Humus, memungkinkan tanah menyimpan lebih
banyak air.
Even more important is its effect in promoting soil granulation
and thus maintaining large pores through which water can enter
and percolate downward.
From 20 to 70% of the exchange capacity of many soils is
caused by colloidal humic substances.
Total acidities of isolated fractions of humus range from 300 to
1400 meq/100g.
Humus juga mempunyai kemampuan untuk menyangga
fluktuasi kisaran pH yang luas.
EFEK BOT PADA BIUOLOGI TANAH
Bahan organik berfungsi sebagai sumber energi bagi
organisme makro dan mikro.
Numbers of bacteria, actinomycetes and fungi in the soil are
related in a general way to humus content.
Earthworms and other faunal organisms are strongly affected
by the quantity of plant residue material returned to the soil.
Substansi organik dalam tanah juga mempunyai efek
fisiologis langsung thd pertumbuhan tanaman .
Senyawa asam-asam fenolat, mempunyai sifat phyto-toksik ;
sedangkan senyawa auksin, bersifat dapat memacu
pertumbuhan tanaman .
EFEK BOT PADA BIUOLOGI TANAH
Faktor-faktor yang mempengaruhi kejadian
organisme patogenik dalam tanah ternyata
dipengaruhi oleh bahan organik.
Misalnya, ketersediaan BOT yang mencukupi dapat memacu
pertumbuhan organisme saprofitik yang memusuhi
organisme parasitik, sehingga populasi parasitik ini
berkurang.
Biologically active compounds in soil, such as antibiotics
and certain phenolic acids, may enhance the ability of certain
plants to resist attack by pathogens.
Kandungan humus pada horison akumupasi tanah-tanah utama di
Polandia (Turski, 1996)
Division and
order
Type,genera and kind
Humus content
%
1.9
Grey brown soils formed from silt formations
1.4 - 2.4
Luvisols:
Grey brown soils formed from loess and
loesslike materials
1.8
1.0 - 2.5
1.6
Grey brown soils formed from light loam
1.0 - 2.6
1.5
Podzols:
Podzolic soil formed from sands
1.1 - 2.0
1.6
Gleysols:
Boggy soils formed from silts
1.2 - 2.1
Kandungan humus pada horison akumupasi tanah-tanah
utama di Polandia (Turski, 1996)
Division and
order
Type,genera and kind
Black earth formed from sands
Gleysols:
Black earth formed from light and medium
loams
Black earth formed from heavy loams and
clays
Alluvial soils formed from sands
Fluvisols:
Alluvial soils formed from silts
Alluvial soils formed from clays
Humus content
%
2.8
1.2 - 4.1
2.6
1.2 - 5.7
4.9
2.5 - 5.6
2.9
1.5 - 5.2
3.5
1.7 - 5.8
4.2
2.4 - 6.8
Kandungan humus pada horison akumupasi tanah-tanah utama di
Polandia (Turski, 1996)
Division and
order
Calcisols:
Type,genera and kind
Calcarious Rendzinas
Jurasic Rendzinas
Phaeozems:
Haplic Phaeozems
Brown soils formed from sands
Brown soils formed from light and medium
loams
Cambisols:
Brown soils formed from heavy loam
Brown soils formed from silt formations
Brown soils formed from loess and loesslike
materials
Humus content
%
3.4
2.1 - 6.3
4.4
1.5 - 7.0
2.8
1.8 - 4.0
1.5
0.9 - 2.2
1.8
1.1 - 3.0
2.5
1.6 - 3.7
1.7
1.3 - 1.9
1.9
1.4 - 2.6
Kadar Humus Tanah
Kandungan humus tanah dipengaruhi oleh faktorfaktor:
1. amount and quality of humus, which get at soil in given
bioecological zone
2. tempo of humification process of organic matter
3. tempo of mineralization of humus, which is contain in
soil
4. Sifat-sifat kimia, fisika, dan fisiko-kimia tanah
5. Jumlah dan kualitas senyawa-senyawa mineral dalam
tanah
BOT & PRODUKTIVITAS TANAMAN
Para ahli pertanian telah mengenali pentiungnya manfaat BOT bagi
produktivitas tanaman.
Many of the benefits of SOM have been well documented scientifically,
but some effects are so intimately associated with other soil factors that
it is difficult to ascribe them uniquely to the organic matter. In fact, soil
is a complex, multicomponent system of interacting materials, and the
properties of soil result from the net effect of all these interactions.
One of the major problems in communicating in the field of humic
substances is the lack of precise definitions for unambiguosly specifying
the various fractions. Unfortunately, the terminology is not used in a
consistent manner. The term humus is used by some soil scientists
synonymously with soil organic matter, that is to denote all organic
material in the soil, including humic substances.
BOT & KOMPOSISINYA
Istilah BOT lazimnya digunakan untuk menyatakan komponen organik
dalam tanah , termasuk sisa-sisa tumbuhan dan hewan yg belum terlapuk,
hasil-hasil dekomposisinya, dan biomasa tanah.
Sehingga BOT mencakup material organik yg teridentifikasi bobot
molekulnya besar, seperti poli-sakarida dan protein; Senyawa organik
sederhana seperti gula, asam amino, dan senyawa organik lain yg bobot
molekulnya kecil.
It is likely that SOM contains most if not all of the organic compounds synthesized
by living organisms.
SOM is frequently said to consist of humic substances and nonhumic substances.
Nonhumic substances are all those materials that can be placed in one of the
categories of discrete compounds such as sugars, amino acids, fats and so on.
Humic substances are the other, unidentifiable components. Even this apparently
simple distinction, however, is not as clear cut as it might
appear.
BOT & KOMPOSISINYA
Senyawa Organik Tanah - live organisms and their undecomposed,
partly decomposed and completely decomposed remains as well as
products of their transformation.
Living organisms alive - edaphon.
Bahan Organik Tanah - non-living components which are a
heterogeneous mixture composed largely of products resulting from
microbal and chemical transformations of organic debris. Soil organic
matter can exist in different morphological patterns, which are the
bases of the classification of so called forms and types of humus.
Material Segar - fresh and non-transformed components of older
debris.
HUMUS & SUBSTANSI HUMIK
Hasil-hasil Dekomposisi - (humus) - bearing no morphological
resemblance to the structures from which they were derived.
These transformed components are reffered to as the humification
process products.
Substansi Humik - a series of relativelyhigh-molecular-weight,
brown to black colored substances formed by secondary
synthesis reactions.
The term is used as a generic name to describe to colored material
or its fractions obtained on the basis of solubility characteristics:
Asam Humat (HA)
Asam Fulvat (FA)
Humin.
BOT & SUBSTANSI NONHUMIK
Substansi Non-humik compounds belonging
to known classes of biochemistry, such as:
Karbohydrat
Lemak
Asam amino.
TIPE & BENTUK BOT
Senyawa organik dalam tanah
Tipe &
Bentuk
BOT
Bahan organik tanah
Produk transformasi
(Humus)
Substansi Non-Humik
Substansi Humik
Partikel
Mineral
Humus stabil
70-90%
Tanah
Bahan Organik
Tanah (BOT)
Biomasa
Mikroba tanah
KOMPONEN-KOMPONEN BOT
Fiksasi atmosferik /
Produksi Pupuk
Gas N2
78% atmosfir
Fiksasi Nitrogen
Panen Tanaman
Residu
tanaman &
ternak
N dalam BOT
Amonium
NH4+
Serapan
Tanaman
Erosi & runoff
Nitrat
NO3-
Denitrifikasi
Pencucian ke
groundwater
PERANAN BOT DALAM SIKLUS NITROGEN
MENGAPA BAHAN ORGANIK SANGAT
PENTING?
Bahan organik terlibat dalam berbagai peran-kunci
untuk memacu pertumbuhan tanaman.
BO juga sangat penting dalam hubungannya dnegan
siklus global dan regional.
A fertile soil is the basis for healthy plants, animals, and
humans. Soil organic matter is the very foundation for healthy
and productive soils.
Understanding the role of organic matter in maintaining a
healthy soil is essential for developing ecologically sound
agricultural practices.
MENGAPA BAHAN ORGANIK SANGAT
PENTING?
Kandungan BOT tanah lapisan atas lazimnya berkisar
antara 1 hingga 6 persen.
A study of soils in Michigan demonstrated potential cropyield increases of about 12 percent for every 1 percent
organic matter.
Hasil-hasil penelitian menunjukkan bahwa hasil jagung
meningkat sekitar 80 bushels per acre, kalau BOT
ditingkatkan dari 0.8 menjadi 2 persen.
Aktivitas
biologis &
Diversitas
meningkat
Penambahan
bahan organik
Penyakit tanah,
Nematoda parasitis
berkurang
Perbaikan
struktur pori
Agregasi
meningkat
Humus dan Zat
tumbuh lainnya
Dekomposisi
bahan organik
Hara
dilepaskan
Detoksifikasi
Substansi
berbahaya
Perbaikan sifatolah dan
Simpanan air
TANAMAN SEHAT
Penambahan bahan organik ke tanah akan mengakibatkan
berbagai perubahan
BOT & HARA TANAMAN
Tanaman memerlukan 18 unsur hara esensial untuk
pertumbuhannya: carbon (C), hydrogen (H), oxygen (O), nitrogen (N),
phosphorus (P), potassium (K), sulfur (S), calcium (Ca), magnesium (Mg),
iron (Fe), manganese (Mn), boron (B), zinc (Zn), molybdenum (Mo), nickel
(Ni), copper (Cu), cobalt (Co), and chlorine (Cl). Plants obtain carbon as
carbon dioxide (CO2) and oxygen partially as oxygen gas (O2) from the air.
Unsur hara esensial ini diperoleh tanaman dari tanah .
Ketersediaan unsur hara dalam tanah snagat dipengaruhi oleh
adanya bahan organik.
The elements needed in large amounts carbon, hydrogen,
oxygen, nitrogen, phosphorus, potassium, calcium,
magnesium, sulfur are called macronutrients.
Unsur hara mikro dibutuhkan tanaman dalam jumlah sedikit.
UNSUR HARA DARI DEKOMPOSISI BOT.
Unsur hara dalam BOT tidak dapat digunakan oleh tanaman
selama masih dalam bentuk molekul organik yang besar-besar.
As soil organisms decompose organic matter, nutrients are converted into
simpler, inorganic, or mineral forms that plants can easily use.
This process, called mineralization, provides much of the nitrogen that
plants need by converting it from organic forms. For example, proteins are
converted to ammonium (NH4+) and then to nitrate (NO3-).
Kebanyakan tanaman akan menyerap nitrogen dari tanah dalam bentuk
nitrat dan ammonium.
Mineralisasi BOT juga merupakan mekanisme penting dalam mensuplai
unsur hara bagi tanaman , seperti N, P dan S, serta unsur hara mikro.
Siklus hara tanaman
Ternak
Tanaman
tumbuh
Residu tanaman
&
Pupuk kandang
Bahan
Organik
Tanah
BOT & PENAMBAHAN NITROGEN TANAH
Bacteria yang hidup dalam bintil akar tanaman
legume mampu mengubah nitrogen (N2) dari
atmosfer menjadi bentuk senyawa yang dapat
digunakan oleh tanaman secara langsung.
There are a number of free-living bacteria that
also fix nitrogen.
BOT & PENYIMPANAN HARA
BO yang mengalami dekomposisi dapat memberi makanan langsung ke
tanaman, tetapi ia juga dapat memberi keuntungan secara tidak langsung
pada nutrisi tanaman .
Bahan organik mempunyai kemampuan menjerap kation dan masih
tersedia bagi tanaman, BO punya Kapasitas Tukar Kation (KTK) yang
sangat besar.
Humus mempunyai banyak muatan negatif , sehingga mampu mengikat
kation-kation seperti Ca++, K+, dan Mg++ .
This keeps them from leaching deep into the subsoil when water moves
through the topsoil. Nutrients held in this way can be gradually released
into the soil solution and made available to plants throughout the growing
season. However, keep in mind that not all plant nutrients occur as
cations.
Misalnya, anion nitrate bermuiatan negatif (NO3-) dan ditolak
oleh koloid tanah (KTK) yang bermuatan negatif. Oleh karena
itu, nitrat mudah tercuci dalam air yang bergerak melalui
masa tanahke luar zone akar tanaman.
Kation yang diikat
humus
Kation yang diikat
Partikel Liat
Kation yang diikat
khelat organik
Kation-kation yang ditahan (diikat) pada bahan organik
dan pada partikerl liat
BAHAN ORGANIK DAN SIKLUS-SIKLUS ALAMI
SIKLUS KARBON
BOT mempunyai peranan penting dalam siklus karbon secara global.
Siklus karbon menjadi semakin penting karena akumulasi CO2 dalam
atmosphere dianggap sebagai penyebab terjadinya PEMANASAN
GLOKAL .
Co2 juga dilepaskan ke atmosfer pada saat membakar bahan bakar,
seperti gas, minyak, dan kayu.
A simple version of the natural carbon cycle, showing the role of soil
organic matter, is given in figure 4.6.
Carbon dioxide is removed from the atmosphere by plants and used to
make all the organic molecules necessary for life.
Fotosintesis
Panen Tanaman
Karbon dalam
BOT
Erosi &
Runoff
Peranan bahan organik tanah dalam siklus karbon.
Kehilangan karbon dari lahan dapat terjadi melalui respirasi tanaman,
dekomposisi BOT, Panen tanaman dan Erosi.
BOT & SIKLUS NITROGEN
Bahan organik tanah juga mempunyai peranan sangat penitng dalam siklus nitrogen .
Siklus N ini sangat penting dalam pertanian, karena biasanya kandungan N-tersedia
dalam tanah sangat terbatsa.
The nitrogen cycle and soil organic matter enters into the cycle. Some
bacteria living in soils are able to "fix" nitrogen, converting nitrogen gas to
forms that other organisms, including crop plants, can use.
Inorganic forms of nitrogen, like ammonium and nitrate, exist in the
atmosphere naturally, although air pollution causes higher amounts than
normal. Rainfall and snow deposit inorganic nitrogen forms on the soil.
Inorganic nitrogen also may be added in the form of commercial nitrogen
fertilizers. These fertilizers are derived from nitrogen gas in the atmosphere
through an industrial fixation process.
Bacteria dan fungi mengubah N-organik menjadi ammonium dan bacteria lainnya
mengubah ammonium menjadi nitrat. Nitrat dan ammonium keduanya dapat diserap
oleh akar tanaman.
Gas N2 (78%
atmosfir
Fiksasi atmosferik
atau Produksi pupuk N
Fiksasi
Nitrogen
Volatilisasi
Panen tanaman
Residu
tanaman dan
ternak
N dlm BOT
Serapan
tanaman
NH4+
(ammonium)
NO3(Nitrat)
Pencucian ke
Groundwater
Peranan bahan organik tanah dlaam siklus nitrogen.
Kehilangan N dari lahan dapat terjadi melalui proses penguapan,
panen tanaman, Erosi tanah, Denitrifikasi, dan Pencucian
BOT , SIKLUS HARA & KESUBURAN TANAH
Ada sekitar 18 unsur hara esensial bagi pertumbuhan
tanaman. C, H, dan O, diperoleh tanaman dari udara dan
air.
N, P, K, Ca, Mg, S, Fe, Mn, Zn, Cu, B, Mo, dan Cl diperoleh
tanaman dari dalam tanah.
Semua unsur hara esensial sama pentingnya bagi kesehatan
pertumbuhan tanaman, tetapi ada p[erbedaan jumlah yang
dibutuhkannya.
N, P, and K are primary macronutrients with crop requirements
generally in the range of 50-150 lb. per acre. Ca, Mg, and S are
secondary macronutrients, required in amounts of 10-50 lb. per
acre.
Kebutuhan unsur mikro (Fe, Mn, Zn, Cu, B, Mo, dan Cl) biasanya
BOT & SIKLUS HARA
Sumber unsur hara dalam tanah adalah:
1. Pelapukan mineral tanah,
2. decomposition of plant residues, animal remains, and soil
microorganisms,
3. application of fertilizers and liming materials, \
4. application of manures, composts, biosolids (sewage sludge)
and other organic amendments,
5. Fiksasi N oleh legume,
6. ground rock powders or dusts including greensand, basalt, and
rock phosphate,
7. Limbah industri anorganik
8. Deposisi atmosferik, seperti N dan S dari hujan asam atau
fiksasi-N oleh radiasi
9. Deposisi sedimen kaya hara dari erosi dan banjir.
BOT & SIKLUS HARA
Kehilangan hara dari tanah:
1. Runoff / LIMPASAN PERMUKAAN - loss of dissolved nutrients
in water moving across the soil surface,
2. EROSI - loss of nutrients in or attached to soil particles that are
removed from fields by wind or water movement,
3. PENCUCIAN - loss of dissolved nutrients in water that moves
down through the soil to groundwater or out of the field
through drain lines,
4. Gaseous losses to the atmosphere - primarily losses of
different N forms through volatilization and denitrification, and
5. PANEN TANAMAN - plant uptake and removal of nutrients from
the field in harvested products.
BOT & CADANGAN HARA DALAM TANAH
Cadangan hara dlaam tanah dapat berbentuk hara-terlarut,
hara mudah-tersedia, hara terikat-lemah dan
berkesetimbangan dengan hara-terlarut, hara yg terikat kuat
atau bentuk yg mengendap, tidak dapat larut, dan hanya
tersedia bagi tanaman dalam jangka panjang.
Nutrients in solution can be taken up immediately by plant
roots, but they also move with water and can easily leach
below the plant root zone or be lost from farm fields.
The ideal fertile soil has high nutrient concentrations in the
soil solution when crop growth rates are high, but a large
storage capacity to retain nutrients when crop needs are low
or there is no growing crop.
BOT & CADANGAN HARA DALAM TANAH
Kation tukar merupakan cadangan hara yang
berkesetimbangan dnegan hara-terlarut.
Soil organic matter releases nutrients slowly as it
decomposes, but is an important supply of N, P, S, and
micronutrients.
Soil minerals and precipitates vary from fairly soluble types
(carbonates, sulfates, chlorides) in equilibrium with the soil
solution to rather insoluble forms (feldspars, apatite, mica)
that release nutrients through reactions with chemical agents
such as organic acids.
Adsorbed anions, such as phosphate and iron oxides bound
to clay and organic matter surfaces, are held strongly and
released very slowly, but can contribute to the long-term
supply of plant-available nutrients.
BOT & KTK TANAH
Partikel liat dan bahan organik mempunyai tapak yg
bermuatan negatif, yang dapat mengikat kation pd
permukaannya.
KTK melindungi ion-ion terlarut sehingga tidak tercuci
dan hilang dari zone perakaran tanaman. Ion-ion ini
dengan cepat dapat bertukar-tempat dengan ion-ion
terlarut, sehingga kalau akar menyerap ion terlarut maka
ion-tukar ini dnegan cepat akan memperbarui ion-ion
terlarut.
Pertukaran kation merupakan sumber utama unsur hara
K+, Ca2+, Mg2+, dan NH4+ , serta unsur mikro Zn2+,
Mn2+, dan Cu2+
BOT & KTK TANAH
Bahan organik tanah merupakan cadangan hara tanaman, ia
mempunyai nilai KTK yang besar, mampu menyangga perubahan
pH tanah , dan membentuk khelate unsur mikro.
Berbagai bentuk bahan organik berada dlaam tanah, mulai dari
organisme hidup, residu tumbuhan yg mudah terlapuk, hingga
humus yang sangat stabil dan tahan terhadap pelapukan.
Daur ulang hara tanaman melalui bahan organik tanah mampu
mensuplai sejumlah besar hara yg dibutuhkan tanaman.
Stable humus is the organic matter fraction that has a high CEC.
Cation exchange helps soils resist changes in pH in addition to
retaining plant nutrients. Chelation is the ability of soluble organic
compounds to form complexes with micronutrient metals that
keep them in solution and available for uptake.
BOT & SIKLUS Nitrogen
Siklus Nitrogen merupakan siklus unsur hara yang sangat kompleks.
Berbagai bentuk senyawa N, sehingga transformasi di antara bentukbentuk ini mengakibatkan siklus N merupakan proses yang sangat
kompleks.
Chemical transformations of N, such as nitrification, denitrification,
mineralization, and N-fixation are performed by a variety of soil-inhabiting
organisms. Physical transformations of N include several forms that are
gases which move freely between soil and the atmosphere. Although the Ncycle is very complex, it is probably the most important nutrient cycle to
understand.
Ada dua alasan penting, yaitu:
1) N biasanya menjadi faktopr pembatas bagi pertumbuhan tanaman
dalam ekosistem darat, sehingga seringkali hasil tanaman sangat respon
terhadap pemupukan N, dan
2) N-nitrat dalam tanah sangat mudah larut dan sangat mobil, sehingga
mudah hilang dari lahan dan menjadi pencemar di perairan permukaan dan
groundwater. Pengelolaan N menjadi magian yang kritis dari “Pengelolaan
Kesuburan Tanah”.
BOT & KESUBURAN TANAH
Praktek pengelolaan untuk memaksimumkan siklus unsur hara
dan efisiensi penggunaan hara.
Nutrient management is defined as the efficient use of all
nutrient sources and the primary challenges in
sustaining soil fertility are to:
1. Mereduksi kehilangan hara,
2. Memelihara atau meningkatkan kapasitas simpanan hara
3. Memacu daur-ulang unsur hara tanaman.
Praktek budidaya tanaman yang mendukung
pertumbuhan perakaran yang sehat dan vigorous-root
akan mengakibatkan penyerapan dan pemanfaatan
unsur hara tersedia secara lebih efisien.
BOT & KESUBURAN TANAH
Banyak praktek pengelolaan dapat memacu perakaran yang
sehat, including establishing diverse crop rotations, growing
cover crops, reducing tillage, managing & maintaining crop
residue, handling manure as a valuable nutrient source,
composting & using all available wastes, liming to maintain
soil pH, applying supplemental fertilizers, and routine soil
testing.
Praktek pengelolaan yang baik ini mempunyai efek ganda
pada kesuburan tanah, ……
….. which makes it important to integrate their use and
examine their effects on the complete soil-crop system rather
than just a single component of that system.
PERGILIRAN TANAMAN & BOT
Growing a variety of crops in sequence has many positive effects. In a
diverse rotation, deep-rooted crops alternate with shallower, fibrous-rooted
species to bring up nutrients from deeper in the soil. This captures
nutrients that might otherwise be lost from the system. Including sod crops
in rotation with row crops decreases nutrient losses from runoff and
erosion and increases soil organic matter.
Growing legumes to fix atmospheric N reduces the need for
purchased fertilizer and increases the supply of N stored in
soil organic matter for future crops. Biologically-fixed N is
used most efficiently in rotations where legumes are followed
by crops with high N requirements.
Pergiliran tanaman juga meningkatkan biodiversitas tanah
dengan menyediakan beragam jenis residu organik dan
sumber makanan, mereduksi gangguan patogen tanah , dan
menciptakan kondisi lingkungan tumbuh yang sesuai bagi
perakaran yang sehat.
TANAMAN PENUTUP TANAH & BOT
Penanam tanaman penutup-tanah dapat dianggap sebagai
perluasan dari pola pergiliran tanaman dan menyediakan manfaatmanfaat yang sama.
Menanam legume penutup-tanah berarti menambah N hasi fiksasi
biologis ke dalam tanah.
The additional plant diversity with cover crops stimulates a greater
variety of soil microorganisms, enhances carbon and nutrient
cycling, and promotes root health.
The soil surface is covered for a longer period of time during the
year, so nutrient losses from runoff and erosion are reduced.
Periode pertumbuhan tanaman yang lebih lama akan
meningkatkan penangkapan energi matahari, dan produksi
biomasa tanaman meningkat, yang selanjutnya dapat
meningkatkan jumlah biomasa yang dikembalikan ke tanah.
TANAMAN PENUTUP TANAH & BOT
Bahan organik merupakan cadangan energi dalam tanah,
cadangan unsur hara, dan merupakan sumber makanan
dan energi untuk organisme tanah.
The extended growth period obtained with cover crops also
extends the duration of root activity and the ability of root-exuded
compounds to release insoluble soil nutrients.
A winter cover crop traps excess soluble nutrients not used by the
previous crop, prevents them from leaching, and stores them for
release during the next growing season.
Tanaman Penutup tanah juga dapat menekan gangguan
gulma, sehingga mengurangi tingkat persaingan untuk
hara tersedia dalam tanah.
BOT & KONSERVASI TANAH-AIR
Erosi tanah mengankut material topsoil, yang kaya bahan
organik dan unsur hara tanaman.
KOnservasi tanah dan air dapat menekan kehilangan hara dan
menjaga kesuburan – produktivitas tanah.
Tillage practices and crop residue cover, along with soil
topography, structure, and drainage are major factors in soil
erosion. Surface residue reduces erosion by restricting water
movement across the soil and tillage practices determine the
amount of crop residue left on the surface. Reduced tillage or
no-till maximize residue coverage.
Water moves rapidly and is more erosive on steep slopes, so
reducing tillage, maintaining surface residue, and planting on
countour strips across the slope are recommended
conservation practices.
BOT & KONSERVASI TANAH-AIR
Pergiliran tanaman dan tanaman penutup tanah juga mampu
mereduksi erosi tanah.
Soils with stable aggregates are less erosive than those with
poor structure and organic matter helps bind soil particles
together into aggregates. Tillage breaks down soil aggregates
and also increases soil aeration, which accelerates organic
matter decomposition.
Well-drained soils with rapid water infiltration are less subject
to erosion, because water moves rapidly through them and
does not build up to the point where it moves across the
surface.
Drainage improvements on poorly drained soils reduce
erosion. Improving drainage also decreases N losses from
denitrification, which can be substantial on waterlogged soils,
by increasing aeration.
BOT & PENGELOLAAN RABUK KANDANG
Mengembalikan pupuk kandang ke lahan berarti
mendaur-lang sejumlah besar hara yang hilang bersama
panen tanaman.
Unsur hara terlarut mudah tercuci dari pupuk kandang,
terutama kalau tidak dilindungi dari air hujan selama
penyimpanannya.
Nitrogen juga mudah hilang melalui epenguapoan amonia, baik
selama penyimpanan pupuk kandang maupun pada saat
aplikasinya di lahan dengan dosis tinggi.
Selain nilai haranya, pupuk kandang mampu
menambahkan bahan organik ke tanah dan memberikan
manfaat lain seperti peningkatan KTK tanah.
BOT & KOMPOS
In addition to manure, organic amendments such as biosolids
(sewage sludge), food processing wastes, animal byproducts, yard
wastes, seaweed, and many types of composted materials are
nutrient sources for farm fields.
Composting is a decomposition process similar to the natural
organic matter breakdown that occurs in soil. Composting
stabilizes organic wastes and the nutrients they contain, reduces
their bulk, and makes transportation and field application of many
waste products more feasible.
Banyak material organik dapat dikomposkan , bahan-bahan ini
mengandung unsur hara tanaman , dan mendaur-ulang bahanbahan organik ini melalui proses pengkomposan atau aplikasi
langsung ke lahan sangat bermanfaat.
Praktek budidaya seperti ini dapat meningkatkan BOT dan
menyediakan sumber hara dalam jangka panjang yang dilepaskan
secara lambat.
BOT & SISTEM PERAKARAN YANG SEHAT
Sistem perakaran yang bagus mampu menyerap unsur hara dari
volume tanah yang lebih besar, sehingga praktek pengelolaan
yang memacu pertumbuhan akar akan dapat meningkatkan
serapan hara dari tanah.
Sistem perakaran yang ekstensif dan menyebar merata dalam
tanah dapat meningkatkan efisiensi penyerapan hara, karena
semakin luasnaya permukaan akar yang kontak dnegan tanah.
The extent of root-soil contact is only about 1-2% of total soil
volume, even in the surface 6-inch layer of soil where root density
is greatest.
For immobile nutrients like phosphorus, root growth to the
nutrient is very important.
Dalam kebanyakan tanah, anion fosfat hanya mampu bergerak
menempuh jarak beberapa millimeter ke arah permukaan akar
tanaman, selama periode pertumbuhan tanaman.
BOT & SISTEM PERAKARAN YANG SEHAT
Luas permukaan kontak antara tanah dan akar ditentukan oleh
panjang akar, percabangan akar, dan bulu-bulu akar.
Bulu-bulu akar terletak di belakang ujung akar , dan umurnya
sangat pendek, beberapa hari hingga beberapa minggu.
Actively growing feeder roots are necessary to continually renew
these important locations for nutrient uptake.
Nutrient absorbing capacity is also increased by symbiotic
associations between soil fungi and plant roots.
These fungi, called mycorrhizae, function as an extension of plant
root systems.
Mycorrhizae obtain food from plant roots and in return increase
the nutrient absorbing surface for the plant through their extensive
network of fungal strands.
Mycorrhizae sangat penting dalam penyerapan fosfat dan dapat
juga meningkatkan serapan Zn dan Cu.
BOT & SISTEM PERAKARAN YANG SEHAT
Aktivitas akar tanaman juga berpengaruh langsung thd
ketersediaan hara dlaam tanah.
Insoluble nutrients are released and maintained in solution by
the action of organic acids and other compounds produced by
roots.
Nutrients are also released because the soil immediately
adjacent to roots, the rhizosphere, often has a lower pH than
the bulk soil around it as a consequence of nutrient uptake.
The rhizosphere stimulates microbial activity and microbes
also release organic acids and other compounds that
solubilize nutrients.
BOT & SISTEM PERAKARAN YANG SEHAT
Faktor tanah dan pengelolaannya dapat mempengaruhi
pertumbuhan akar, distribusi akar dan kesehatan akar.
Lapisan tanah yg padat membatasi penetrasi akar, pH rendah
dalam subsoil dapat menghambat pertumbuhan akar,
kejenuhan air dan aerasi yg jelek menghambat pertumbuhan
akar, dan akan tidak akan tumbuh ke dalam zone tanah kering.
Alleviating these conditions through some of the management practices
described above can increase nutrient uptake.
Cultural practices that maintain soil biodiversity promote healthy root
systems, since an active and diverse microbial population competes with
root pathogens and reduces root disease.
PENGELOLAAN KESUBURAN TANAH:
PENDEKATAN KIMIA DAN BIOLOGIS
Tujuan pengelolaan hara yang efektif adalah menyediakan
cukup hara guna pertumbuhan yg optimum dan kualitas hasil
panen yg baik, dan pada saat yg sama juga meminimumkan
pergerakan unsur hara ke luar dari zone perakaran tanaman.
Biological processes in the soil control nutrient cycling and
influence many other aspects of soil fertility.
Knowledge of these important processes helps farmers make
informed management decisions about their crop and
livestock systems.
How these decisions affect soil biology, especially microbial
activity, root growth, and soil organic matter are key factors in
efficient nutrient management.
PENGELOLAAN KESUBURAN TANAH:
PENDEKATAN KIMIA DAN BIOLOGIS
Managing soil organic matter and biological nutrient flows is
complex because crop residues, manures, composts, and
other organic nutrient sources are variable in composition,
release nutrients in different ways, and their nutrient cycling
is strongly affected by environmental conditions.
Proses-proses kimia dalam tanah dapat mengendalikan
kelarutan mineral , pertukatan kation, pH, dan penjerapan
kation ke permukaan partikel tanah.