Plant Nutrition & Fertilizer (Unsur Hara dan Pupuk)

1. Plant Nutrition & Fertilizer(Unsur Hara dan Pupuk) Diabstraksikan oleh Prof Dr Ir Soemarno, MS Bahan kajian MK Dasar Ilmu Tanah, Oktober 2010

2. Unsur Hara Tanaman = Nutrients • Unsur Hara Esensial • necessary • replaceable • direct • Dua kelompok: • macronutrient • micronutrient Ada Unsur Hara yang dibutuhkan tanaman dalam jumlah besar (unsur Makro,yaitu N,P,K,Ca,S dan Mg) dan (Unsur Mikro,yaitu; Fe,Cu,Zn,Mn,B,Na,Cl) yang masing-masing mempunyai peranan sendiri-sendiri.

3. Unsur Hara Makro = Macronutrients 1.  Nitrogen (N) Nitrogen memiliki peran utama bagi tanaman ialah untuk merangsang pertumbuhan tanaman secara keseluruhan, terutama batang, cabang, dan daun.   Nitrogen juga berperan penting dalam hal pembentukan hijau daun, yang berperan penting  dalam proses fotosintesis.   Nitrogen dapat membentuk protein, lemak, dan berbagai persenyawaan organik yang lain. 2.  Posfor (P) Posfor berguna untuk merangsang pertumbuhan akar, khususnya akar benih dan tanaman muda.   Posfor digunakan sebagai bahan mentah untuk pembentukan sejumlah protein, membantu asimilasi dan pernapasan sekaligus mempercepat pembungaan, pemasakan biji, dan buah. 3.  Kalium (K) Kalium membantu pembentukan protein dan karbohidrat, memperkuat tubuh tanaman, sehingga daun, bunga, dan buah tidak mudah gugur.   Kalium berperan sebagai sumber kekuatan dalam menghadapi kekeringan dan penyakit yang menyerang. • C, H, O • N • S • P • K • Mg

4. Unsur Hara Mikro = Micronutrients Besi (Fe) Besi (Fe) merupakan unsure mikro yang diserap dalam bentuk ion feri (Fe3+) ataupun fero (Fe2+). Fe dapat diserap dalam bentuk khelat (ikatan logam dengan bahan organik). Mineral Fe antara lain olivin (Mg, Fe)2SiO, pirit, siderit (FeCO3), gutit (FeOOH), magnetit (Fe3O4), hematit (Fe2O3) dan ilmenit (FeTiO3) Besi dapat juga diserap dalam bentuk khelat, sehingga pupuk Fe dibuat dalam bentuk khelat. Khelat Fe yang biasa digunakan adalah Fe-EDTA, Fe-DTPA dan khelat yang lain. Fe dalam tanaman sekitar 80% yang terdapat dalam kloroplas atau sitoplasma. Penyerapan Fe lewat daundianggap lebih cepat dibandingkan dengan penyerapan lewat akar, terutama pada tanaman yang mengalami defisiensi Fe. Dengan demikian pemupukan lewat daun sering diduga lebih ekonomis dan efisien. Fungsi Fe antara lain sebagai penyusun klorofil, protein, enzim, dan berperanan dalam perkembangan kloroplas. Sitokrom merupakan enzim yang mengandung Fe porfirin. • Fe • B • Mn • Zn • Cu

7. Soil • composed of living and non-living components • Sumber unsur hara tanaman • Pemupukan = fertilization • N-P-K numbering by weight • Liming = Pengapuran www.waternet.co.uk/waternet/soil...art2.htm

9. Mangaan (Mn) Mangaan diserap dalam bentuk ion Mn++. Seperti hara mikro lainnya, Mn dianggap dapat diserap dalam bentuk kompleks khelat dan pemupukan Mn sering disemprotkan lewat daun. Mn dalam tanaman tidak dapat bergerak atau beralih tempat dari logam yang satu ke organ lain yang membutuhkan. Mangaan terdapat dalam tanah berbentuk senyawa oksida, karbonat dan silikat dengan nama pyrolusit (MnO2), manganit (MnO(OH)), rhodochrosit (MnCO3) dan rhodoinit (MnSiO3). Mn umumnya terdapat dalam batuan primer, terutama dalam bahan ferro magnesium. Mn dilepaskan dari batuan karena proses pelapukan batuan. Hasil pelapukan batuan adalah mineral sekunder terutama pyrolusit (MnO2) dan manganit (MnO(OH)). Kadar Mn dalam tanah berkisar antara 300 smpai 2000 ppm. Bentuk Mn dapat berupa kation Mn++ atau mangan oksida, baik bervalensi dua maupun valensi empat. Penggenangan dan pengeringan yang berarti reduksi dan oksidasi pada tanah berpengaruh terhadap valensi Mn.Mn merupakan penyusun ribosom dan juga mengaktifkan polimerase, sintesis protein, karbohidrat. Berperan sebagai activator bagi sejumlah enzim utama dalam siklus krebs, dibutuhkan untuk fungsi fotosintetik yang normal dalam kloroplas,ada indikasi  dibutuhkan dalam sintesis klorofil. Defisiensi unsure Mn antara lain : pada tanamanberdaun lebar, interveinal chlorosis pada daun muda mirip kekahatan Fe tapi lebih banyak menyebar sampai ke daun yang lebih tua, pada serealia bercak-bercak warna keabu-abuan sampai kecoklatan dan garis-garis pada bagian tengah dan pangkal daun muda, split seed pada tanaman lupin.

10. Unsur Hara Esensial =Essential Plant Nutrients • Macronutrients • Required in relatively large amounts. • Micronutrients • Required in small amounts. • Minor or trace elements.

11. Macronutrients= Unsur Hara Makro • Fall into one of three categories: • Non-Mineral Elements • Primary Nutrients • Secondary Nutrients

12. Non-Mineral Elements • (C) Carbon • (H) Hydrogen • (O) Oxygen

13. UNSUR HARA MAKRO PRIMER • (N) Nitrogen • (P) Phosphorus • (K) Potassium

14. Secondary Nutrients • (Ca) Calcium • (Mg) Magnesium • (S) Sulfur

15. (Fe) Iron (Cu) Copper (Zn) Zinc (B) Boron (Mo) Molybdenum (Mn) Manganese (Cl) Chlorine UNSUR HARA MIKRO

16. Fungsi unsur Hara dan Gejala Defisiensinya Nitrogen ( N )-Merangsang pertumbuhan tanaman secara keseluruhan-Merupakan bagian dari sel ( organ ) tanaman itu sendiri-Berfungsi untuk sintesa asam amino dan protein dalam tanaman-Merangsang pertumbuhan vegetatif ( warna hijau ) seperti daun-Tanaman yang kekurangan unsur N gejalanya : pertumbuhan lambat/kerdil, daun hijau kekuningan, daun sempit, pendek dan tegak, daun-daun tua cepat menguning dan mati

17. Nitrogen • Function • Promotes growth of leaves and stems. • Gives dark green color and improves quality of foliage. • Necessary to develop cell proteins and chlorophyll.

18. Sumber: www.hort.purdue.edu/rhodcv/hort6...0006.htm

19. Sumber: www.hort.purdue.edu/rhodcv/hort6...0006.htm

20. Sumber: www-ijpb.versailles.inra.fr/en/n...obazote/

21. Sumber: www.frontierag.co.uk/frontier/pa...3D100003

22. Sumber: www.ipm.iastate.edu/ipm/icm/2001...y50.html

23. Sumber: www.crops.org/publications/jeq/a...3/6/2367

24. Nitrogen • Deficiency Symptoms • Sick, yellow-green color. • Short stems, small leaves, pale colored leaves and flowers. • Slow and dwarfed plant growth.

25. P (Phosphorus) • Functions • Stimulates early formation & growth of plants. • Provides for fast & vigorous growth and speeds maturity. • Stimulates flowering & seed development. • Necessary for the enzyme action of many plant processes. Sumber: 4e.plantphys.net/article.php%3Fc...id%3D342

26. Sumber: 4e.plantphys.net/article.php%3Fc...id%3D342

27. P = Phosphorus • Deficiency Symptoms • Decrease in growth. • Slow maturity. • Older leaves are purplish color.

28. Kalium = Potassium • Functions • Used to form carbohydrates & proteins. • Formation and transfer of starches, sugars, & oils. • Increases disease resistance, vigor, & hardiness. Sumber: www.tutorvista.com/topic/how-are...n-plants

29. www.landfood.ubc.ca/soil200/nutr...ttas.htm

30. Sumber: www.extension.umn.edu/distributi...794.html

31. K = Potassium • Deficiency Symptoms • Mottled, spotted, streaked or curled leaves. • Scorches, burned, dead leaf tips & margins.

32. Reaksi pertukaran kation Sumber: dummiesguide2b1witplants.wikispa...utrition

33. Ca = Calcium Fungsi Kalsium (CaO) Mengoreksi keasaman tanah agar sesuai dengan pH yang diperlukan tanaman, kolam dan tambak Menetralisir kejenuhan zat - zat yang meracuni tanah, tanaman, kolam dan tambak bilamana zat tersebut berlebihan seperti zat Al (alumunium), Fe (zat besi), Cu (Tembaga) Meningkatkan efektifitas dan efisiensi penyerapan zat - zat hara yang sudah ada dalam tanah baik yang berasal dari bahan organik maupun pemberian pupuk lainnya seperti Urea, TSP dan Kcl Menjaga tingkat ketersediaan unsur hara mikro sesuai kebutuhan tanaman. Artinya dengan Kalsium (CaO) dan Magnesium (MgO) yang cukup unsur mikropun memadai Memperbaiki porositas tanah, struktur serta aerasi tanah sekaligus bermanfaat bagi mikrobiologi dan kimiawi tanah sehingga tanah menjadi gembur, sirkulasi udara dalam tanah lancar dan menjadikan akar semai bebas bergerak menghisap unsur hara dari tanah Aktifator berbagai jenis enzim tanaman, merangsang pembentukan senyawa lemak dan minyak, serta karbohidrat Membantu translokasi pati dan distribusi phospor didalam tubuh tanaman Unsur pembentuk warna daun (Klorofil), sehingga tercipta hijau daun yang sempurna Kalsium dan magnesium yang diberikan pada tambak / kolam ikan adalah salah satu cara konvensional mempertinggi produktifitas kolam / tambak serta sebagai cara sanitasi untuk membersihkan kolam / tambak dari hama dan penyakit

34. Calcium • Deficiency Symptoms • Small developing leaves, wrinkled older leaves. • Dead stem tips.

35. Mg = Magnesium Fungsi Magnesium (MgO) : Mengoreksi keasaman tanah agar sesuai dengan pH yang diperlukan tanaman, kolam dan tambak Menetralisir kejenuhan zat - zat yang meracuni tanah, tanaman, kolam dan tambak bilamana zat tersebut berlebihan seperti zat Al (alumunium), Fe (zat besi), Cu (Tembaga) Meningkatkan efektifitas dan efisiensi penyerapan zat - zat hara yang sudah ada dalam tanah baik yang berasal dari bahan organik maupun pemberian pupuk lainnya seperti Urea, TSP dan Kcl Aktifator berbagai jenis enzim tanaman, merangsang pembentukan senyawa lemak dan minyak, serta karbohidrat Membantu translokasi pati dan distribusi phospor didalam tubuh tanaman Unsur pembentuk warna daun (Klorofil), sehingga tercipta hijau daun yang sempurna Kalsium dan magnesium yang diberikan pada tambak / kolam ikan adalah salah satu cara konvensional mempertinggi produktifitas kolam / tambak serta sebagai cara sanitasi untuk membersihkan kolam / tambak dari hama dan penyakit

36. Mg = Magnesium • Deficiency Symptoms • Interveinal chlorosis. • (Yellowing of leaves between green veins) • Leaf tips curl or cup upward. • Slender, weak stems.

37. S = Belerang = Sulfur • Functions • Promotes root growth and vigorous vegetative growth. • Essential to protein formation.

38. Sulfur (S) = Belerang • Deficiency Symptoms • Young leaves are light green with lighter color veins. • Yellow leaves and stunted growth.

39. www.stat.rice.edu/~siefert/Links...TBL.html

40. Sumber: www.unitedstatesag.org/humus.html

41. Sumber: www.morning-earth.org/graphic-E/...nts.html

42. Sumber: www.lifesci.dundee.ac.uk/people/...esearch/

43. Iron = Besi = Fe • Functions • Essential for chlorophyll production. • Helps carry electrons to mix oxygen with other elements. Fungsi lain Fe ialah sebagai pelaksana pemindahan electron dalam proses metabolisme. Proses tersebut misalnya reduksi N2, reduktase solfat, reduktase nitrat.  Kekurangan Fe  menyebabakan terhambatnya pembentukan klorofil dan akhirnya juga penyusunan protein menjadi tidak sempurna Defisiensi Fe menyebabkan kenaikan kaadar asam amino pada daun dan penurunan jumlah ribosom secara drastic. Penurunan kadar pigmen dan protein dapat disebabkan oleh kekurangan Fe. Juga akan mengakibatkan pengurangan aktivitas semua enzim.

44. Fe = Besi = Iron • Deficiency Symptoms • Mottled & interveinal chlorosis in young leaves. • Stunted growth & slender, short leaves.

45. Copper = Tembaga = Cu Tembaga (Cu) diserap dalam bentuk ion Cu++ dan mungkin dapat diserap dalam bentuk senyaewa kompleks organik, misalnya Cu-EDTA (Cu-ethilen diamine tetra acetate acid) dan Cu-DTPA (Cu diethilen triamine penta acetate acid). Dalam getah tanaman bik dalam xylem maupun floem hampir semua Cu membentuk kompleks senyawa dengan asam amino. Cu dalam akar tanaman dan dalam xylem > 99% dalam bentuk kompleks.Dalam tanah, Cu berbentuk senyawa dengan S, O, CO3 dan SiO4 misalnya kalkosit (Cu2S), kovelit (CuS), kalkopirit (CuFeS2), borinit (Cu5FeS4), luvigit (Cu3AsS4), tetrahidrit [(Cu,Fe)12SO4S3)], kufirit (Cu2O), sinorit (CuO), malasit [Cu2(OH)2CO3], adirit [(Cu3(OH)2(CO3)], brosanit [Cu4(OH)6SO4].Kebanyakan Cu terdapat dalam kloroplas (>50%) dan diikat oleh plastosianin. Senyawa ini mempunyai berat molekul sekitar 10.000 dan masing-masing molekul mengandung satu atom Cu. Hara mikro Cu berpengaruh pafda klorofil, karotenoid, plastokuinon dan plastosianin.Fungsi dan peranan Cu antara lain : mengaktifkan enzim sitokrom-oksidase, askorbit-oksidase, asam butirat-fenolase dan laktase. Berperan dalam metabolisme protein dan karbohidrat, berperan terhadap perkembangan tanaman generatif, berperan terhadap fiksasi N secara simbiotis dan penyusunan lignin.Adapun gejala defisiensi / kekurangan Cu antara lain : pembungaan dan pembuahan terganggu, warna daun muda kuning dan kerdil, daun-daun lemah, layu dan pucuk mongering serta batang dan tangkai daun lemah.

46. Cu = Copper • Deficiency Symptoms • Young leaves are small and permanently wilt. • Multiple buds at stem tips.

47. Zinc = Seng = Zn Zn diserap oleh tanaman dalam bentuk ion Zn++ dan dalam tanah alkalis mungkin diserap dalam bentuk monovalen Zn(OH)+. Di samping itu, Zn diserap dalm bentuk kompleks khelat, misalnya Zn-EDTA. Seperti unsure mikro lain, Zn dapat diserap lewat daun. Kadr Zn dalam tanah berkisar antara 16-300 ppm, sedangkan kadar Zn dalam tanaman berkisar antara 20-70 ppm. Mineral Zn yang ada dalam tanah antara lain sulfida (ZnS), spalerit [(ZnFe)S], smithzonte (ZnCO3), zinkit (ZnO), wellemit (ZnSiO3 dan ZnSiO4). Fungsi Zn antara lain : pengaktif enim anolase, aldolase, asam oksalat dekarboksilase, lesitimase,sistein desulfihidrase, histidin deaminase, super okside demutase (SOD), dehidrogenase, karbon anhidrase, proteinase dan peptidase. Juga berperan dalam biosintesis auxin, pemanjangan sel dan ruas batang.Ketersediaan Zn menurun dengan naiknya pH, pengapuran yang berlebihan sering menyebabkan ketersediaaan Zn menurun. Tanah yang mempunyai pH tinggi sering menunjukkan adanya gejala defisiensi Zn, terytama pada tanah berkapur.Adapun gejala defisiensi Zn antara lain : tanaman kerdil, ruas-ruas batang memendek, daun mengecil dan mengumpul (resetting) dan klorosis pada daun-daun muda dan intermedier serta adanya nekrosis.

48. Zinc • Deficiency Symptoms • Retarded growth between nodes (rosetted) • New leaves are thick & small. • Spotted between veins, discolored veins.

49. B = Boron Boron dalam tanah terutama sebagai asam borat (H2BO3) dan kadarnya berkisar antara 7-80 ppm. Boron dalam tanah umumnya berupa ion borat hidrat B(OH)4-. Boron yang tersedia untuk tanaman hanya sekitar 5%dari kadar total boron dalam tanah. Boron ditransportasikan dari larutan tanah ke akar tanaman melalui proses aliran masa dan difusi. Selain itu, boron sering terdapat dalam bentuk senyawa organik. Boron juga banyak terjerap dalam kisi mineral lempung melalui proses substitusi isomorfik dengan Al3+ dan atau Si4+. Mineral dalam tanah yang mengandung boron antara lain turmalin (H2MgNaAl3(BO)2Si4O2)O20 yang mengandung 3%-4% boron. Mineral tersebut terbentuk dari batuan asam dan sedimen yang telah mengalami metomorfosis.Mineral lain yang mengandung boron adalah kernit (Na2B4O7.4H2O), kolamit (Ca2B6O11.5H2O), uleksit (NaCaB5O9.8H2O) dan aksinat. Boron diikat kuat oleh mineral tanah, terutama seskuioksida (Al2O3 + Fe2O3).Fungsi boron dalam tanaman antara lain berperanan dalam metabolisme asam nukleat, karbohidrat, protein, fenol dan auksin. Di samping itu boron juga berperan dalam pembelahan, pemanjangan dan diferensiasi sel, permeabilitas membran, dan perkecambahan serbuk sari. Gejal defisiensi hara mikro ini antara lain : pertumbuhan terhambat pada jaringan meristematik (pucuk akar), mati pucuk (die back), mobilitas rendah, buah yang sedang berkembang sngat rentan, mudah terserang penyakit.

50. B = Boron • Deficiency Symptoms • Short, thick stems tips. • Young leaves of terminal buds are light green at base. • Leaves become twisted & die.