Kesuburan Tanah dan Pemupukan

Kesuburan Tanah dan Pemupukkan

UNSUR HARA DAN SIKLUSNYA

BAB 1. PENDAHULUAN

            Pertanian merupakan salah satu sektor andalan bagi bangsa Indonesia, karena Indonesia merupakan negara agraris yang kaya akan sumber daya alamnya dan sebagian besar penduduknya bermata pencaharian dan menggeluti bidang pertanian. Jadi, keberhasilan pertanian akan menentukan kondisi bangsa Indonesia dan kesejahteraan petani. Keinginan yang pasti ingin diwujudkan bagi setiap petani tentunya dapat menghasilkan produktivitas yang maksimal dengan kualitas tanaman yang terbaik. Sedangan faktor- faktor yang turut menentukan daya hasil potensial tanaman diantaranya yaitu, faktor iklim (hujan, suhu, cahaya, angin, lokasi, adar CO₂, dan kelembaban relatif), faktor tanaman (wktu tanam, kualitas benih, air, hara tanaman, hama dan penyakit,dll) dan faktor tanah (bahan organik, struktur dan tekstur, KTK, kejenuhan basa, solum, pengelolaan, topografi, pengelolaan dan unsur hara). Menurut Foth dan Tunk (1972), produktivitas tanaman yang optimal dapat dicapai salah satunya dengan manajemen pengelolaan tanah yang baik terkait dengan faktor-faktor produktivitas tanah, dengan demikian faktor kesuburan tanah turut menentukan produktivitas, karena tanah yang produktif haruslah tanah yang subur dimana tanah mampu menyediakan unsur hara dalam jumlah yang dibutuhkan tanaman dalam bentuk senyawa/ ion yang dapat digunakan tanaman dan sesuai dengan pertumbuhan tanaman tertentu. Unsur hara dalam hal ini memiliki peranan yang penting yaitu unsur hara.

BAB 2. PEMBAHASAN

2.1 Unsur Hara

Menurut Hanafiah (2012), unsur hara dikatakan essensial apabila unsur tersebut terlibat langsung dalam penyediaan nutrisi dan diperlukan tanaman dengan peranan yang tidak dapat digantikan, unsur tersebut melengkapi siklus hidupnya dan tanaman akan mengalami defisiensi apabila unsur tersebut tidak ada. unsur hara dikelompokkan ke dalam 2 kelompok besar yaitu unsur hara essensial dan unsur hara non essensial. Unsur hara essensial terdiri dari 16 unsur dibagi menjadi 2 kelompok lagi yaitu unsur hara makro (9 unsur) dan unsur hara mikro (7 unsur). Dikatakan sebagai unsur hara makro dan mikro, hal ini terkait dengan kebutuhan (jumlah atau kuantitas) yang diperlukan tanaman. Unsur hara makro merupakan unsur hara yang diperlukan tanaman dalam kapasitas yang lebih banyak daripada unsur hara mikro. Unsur hara makro diperlukan dalam kapasitas ≥ 1000µg g^-1 berat kering tanaman, dan unsur hara mikro diperlukan hanya ≤100 µg g^-1 (Winarso, 2005).

Unsur hara essensial terdiri dari unsur hara non mineral yang terdiri dari karbon (C), hidrogen (H) dan oksigen (O) dan unsur hara mineral. Unsur hara mineral terdiri dari unsur hara makro primer (nitrogen(N), fosfor(P), kalium(K)), unsur hara makro sekunder (kalsium(Ca), magnesium(Mg), belerang(S)), dan unsur hara mikro (boron(B), khlor(Cl), tembaga(Cu), besi(Fe), mangan(Mn), molibden(Mo), seng(Zn)). Selain unsur hara essensial terdapat pula unsur hara yang dikatakan sebagai unsur hara penunjang atau beneficial atau non essensial. Unsur hara penunjang merupakan unsur hara yang juga memiliki peran dalam mendukung atau menstimulir pertumbuhan tanaman namun tidak bersifat essensial dan dapat menjadi unsur yang essensial bagi tanaman tertentu. Unsur hara penunjang terdiri dari unsur natrium (Na), kobalt (Co), vanadium (V), nikel (Ni), silikon (Si) dan aluminium (Al) (Jones, 1979).

2.2 Asal atau Sumber Unsur Hara

            Menurut Wijaya (2008), unsur hara yang terdapat di tanah dan unsur- unsur hara yang diperlukan tanaman dapat diperoleh dari tanah dan tanah memiliki sumber- sumber hara utama yang dapat diperoleh dari :

1.      Cadangan tanah termasuk dari bahan organik

2.      Pupuk kandang

3.      Dekomposisi residu tanaman (akar, jerami, dan sisa panen lainnya)

4.      Fiksasi N secara biologi

5.      Air irigasi dan udara

6.      Pupuk mineral.

2.2.1 Unsur Hara dari Cadangan Tanah

            Umumnya tanah kaya akan cadangan unsur hara, namun sebagian besar dari unsur hara tersebut masih dalam bentuk yang belum tersedia untuk tanaman dan merupakan bagian dari partikel mineral, terfiksasi oleh mineral lempung dan sebagian masih terikan dalam senyawa organik dalam bahan organik. Unsur hara tersebut kemudian akan mampu menjadi unsur hara yang siap diserap tanaman apabila mengalami proses mineralisasi, proses reaksi kimia mineral- mineral organikdan pelepasan partikel dari tanah. Setiap tanah dengan mineral hasil pelapukan dan bahan organik memiliki kapasitas yang berbeda- beda yang dipengaruhi oleh jenis tanah, bahan organik, iklim, mikrobia dan penggunaan dalam kultivasi.

2.2.2 Unsur Hara dari Pupuk Organik

2.2.2.1 Pupuk Kotoran Hewan

            Pupuk kotoran hewan dapat diperoleh dalam bentuk padatan, cairan ataupun campuran dari keduanya.pupuk kandang memiliki kecenderungan tidak homogen dengan andungan unsur hara yang berbeda- beda yang dipengaruhi oleh jenis hewan dan makanannya, cara pengumpulannya dan lama penyimpanannya. Kandungan unsur hara pada kotoran hewan bervariasi dan tidak pasti karena dipengaruhi oleh suhu dan kelembaban udara yang mempengaruhi proses mineralisasi, sehingga pupuk organik memiliki tingkat presisi yang rendah dalam mensuplai kebutuhan tanaman, namun dapat berperan untuk memperbaiki struktur tanah dan kandungan bahan organik tanah yang dapat membantu meningkatkan kondisi biologis tanah.

2.2.2.3 Pupuk Hijau dan Sisa Tanaman

            Pupuk hijau merupakan bahan yang berasal dari tumbuhan yang dapat langsung diaplikasikan pada tanah dalam kondisi segar. Sisa tanaman dapat diambil dari bagian tanaman yang sudah tidak digunakan seperti daun, jerami, kulit polong,dsb.pupuk hijau dan sisa tanaman perlu melalui proses mineralisasi untuk dapat menyediakan unsur hara yang diperlukan dan dapat diserap tanaman.

2.2.3 Fiksasi N secara Biologi

            Atmosfer memiliki kandungan nitrogen dalam kapasitas yang besar, namun tersedia dalam bentuk yang tidak dapat dimanfaatkan tanaman secara langsung (N₂), oleh sebab itu diperlukan bakteri tertentu yang dapat menambat N udara menjadi amoniak (NH₃). Organisme yang dapat memfiksasi N₂ dalam tanah dikelompokkan menjadi 3 yaitu kelompok yang hidup dan bersimbiosis dengan tanaman, kelompok yang hidup berasosiasi dengan tanaman, dan kelompok yang dapat hidup bebas didalam tanah. Secara umum hasil fiksasi N menyumbang sekitar 140juta ton senyawa N yang setara dengan 78 ton pupuk N.

2.2.4 Deposit dari Udara

            Udara bagi tanah dan tanaman dapat menjadi pensuplai unsur N dan S. N diatmosfer akan kembali ke tanah dalam bentuk NH₃, NOx dan N₂O, yang emisinya dapat mencapai total 197 ton N/tahun. Emisi bentuk NH₃ dan Nox yang menguap akan kembali ke tanah akibat kondisi tertentu (pH tinggi dan rendah serta tanah yang tergenang), selain itu dapat bersamaan dengan air hujan atau dalam bentuk debu.

2.2.5 Pupuk Mineral

            Penggunaan pupuk mineral sering kali menjadi alternatif cepat bagi petani untuk mengatasi kekurangan unsur hara yang tersedia bagi tanaman, selain itu pupuk mineral juga memiliki kelebihan diantaranya mudah diaplikasikan dan mudah diangkut, dapat diserap tanaman dengan cepat oleh tanaman, dosis dapat dihitung dengan tepat, mampu memberikan hasil produksi yang meningkat dan banyak tersedia dipasaran.

2.3 Fungsi Unsur Hara

2.3.1 Fungsi Unsur Hara Makro

Unsur	Bentuk Ion	Peranan
C	CO2	Komponen dasar molekul karbohidrat, protein, lipid dan asam nukleik.
H	H2O	Memiliki fungsi sentral dalam proses metabolisme tanaman. Penting dalam keseimbangan ion dan sebagai unsur pereduksi utama.
O	O2	Penyusun senyawa- senyawa organik tanaman.
N	NH4+; NO3-	Komponen penyusun banyak senyawa organik penting dalam tanaman (protein, enzim, vitamin B complex, hormon dan klorofil).
P	H2PO2-; HPO42-	Berperan dalam transfer energi, metabolisme karbohidrat dan protein serta transport karbohidrat di dalam sel daun.
K	K+	Sebagai kofaktor dan aktivator enzim- enzim dalam metabolisme karbohidrat dan protein, serta membantu mengatur tekanan osmotik dan keseimbangan ion di dalam tanaman.
Ca	Ca2+	Menyusun lamela tengah, menjaga kestabilan integritas membran dan terlibat dlaam proses pembelahan sel.
Mg	Mg2+	Komponen penyusun klorofil dan bertindak sebagai kofaktor pada banyak reaksi enzimatik, mengatur pH sel tanaman dan menjadi unsur hara perantara pada sintesis protein.
S	SO42-; SO2	Menyusun protein, terlibat dalam masalah energi sel tanaman.

Sumber: Wijaya, 2008; Hanafiah, 2012.

2.3.2 Fungsi Unsur Hara Mikro

Unsur	Bentuk Ion	Peranan
B	BO3-; HBO3	Diperkirakan pentig dalam trannslokasi gula, metabolisme karbohidrat, proses sintesis asam nukleat dan berfungsi pada membran.
Fe	Fe2+	Komponen penyusun enzm yang mengandung Fe, sebagai carrier, terlibat dalam proses metabolisme seperti fiksasi N, fotosintesis dan transfer elektron.
Mn	Mn2+	Terlibat dalam sistem penyusunan O2 dalam proses fotosintesis dan sebagai komponen enzim arginase dan phosphotransferase.
Cu	Cu2+	Penyusun beberapa enzim diantaranya cytochrome oxidase, ascorbic acid oxidase, dan laccase.
Zn	Zn2+	Aktivator enzim yang mengatur bermacam- macam aktivitas metabolik. Berperan dalam pembentukan klorofil dan pencegahan kerusakan molekul- molekulnya.
Mo	MoO42-	Diperlukan dalam proses asimilasi N dalam tanaman, sebagai komponen essensial enzim nitrat reduktase dan nitrogenase (enzim fiksasi N2).
Co	Co2+	Penting dalam sistem enzim nitrogenase pda fiksasi N- simbiotik oleh Rhyzobium.
Cl	Cl-	Aktivator sistem produksi O2 pada fotosintesis dan dalam proses pembelahan sel.

Sumber: Wijaya, 2008; Hanafiah, 2012.

2.4 Efisiensi dan Pemupukan

Menurut Setyamidjaja (2000), pemupukan merupakan pemberian unsur – unsur hara ke dalam tanah dalam jumlah yang cukup, sesuai kebutuhan tanaman. pemupukan bertujuan untuk mencukupi kebutuhan nutrisi pada tanaman sehingga dapat meningkatkan produksi tanaman. Pemupukan yang dilakukan harus memperhatikan beberapa hal agar usaha yang dilakukan berjalan efektif. Terdapat 5 tepat pada sistem pemupakan di bidang pertanian yakni, tepat dosis, tepat jenis, tepat cara, tepat waktu dan tepat tempat. Kelima tepat pemupukan tersebut dapat mempengaruhi keberhasilan dan efisiensi pemupukan.

1.        Tepat dosis, artinya dosis pupuk yang diberikan pada tanaman jangan sampai berlebihan ataupun terlalu sedikit. Apabila pupuk yang diberikan terlalu sedikit dari kebutuhan tanaman maka tanaman akan mengalami defisiensi unsur hara dan gangguan fisiologis. Jika pupuk yang diberikan pada tanaman terlalu banyak maka unsur hara tersebut dapat menjadi racun bagi tanaman.

2.        Tepat jenis, pupuk yang diaplikasikan pada tanaman harus sesuai antara jenis dan unsur hara yang dibutuhkan oleh tanaman. Misalnya, pada tanaman padi membutuhkan unsur hara N, maka pupuk yang kita berikan adalah pupuk yang mengandung N.

3.        Tepat cara, dimaksudan agar cara dalam melakukan kegiatan pemupukan benar dan tidak sia –sia. Cara pengaplikasian pupuk harus disesuaikan dengan jenis dan anjuran cara pengaplikasiaannya. Misalnya, pupuk yang berbenuk granul diaplikasikan dengan cara ditebar atau dibenamkan di dalam tanah, sedangkan pupuk cair dapat diaplikasikan dengan cara disemprotkan.

4.        Tepat waktu, kegiatan pemupukan juga harus memperhatikan waktu pelaksanaannya. Pemupukan harus sesuai dengan umur tanaman dan kebutuhan akan tambahan nutrisi, misal pemupukan susulan pertama pada 15 HST. Selain itu, waktu dalam pemupukan juga meliputi pagi atau sore hari. Umumnya, pengaplikasian pupuk yang baik dilakukan pada pagi dan sore hari, sebab beberapa jenis pupuk mudah menguap saat siang hari misal N.

5.        Tepat tempat, pada saat melakukan pemupukan tempat pupuk diaplikasikan juga harus diperhatikan, apakah pupuk tersebut diaplikasikan di permukaan tanah, di dalam tanah maupun di daun tanaman. 

Dilihat dari segi kebutuhan unsur hara tanaman, maka pemupukan harus memperhatikan faktor keseimbangan hara serta kaitannya dengan faktor lingkungan dan potensi tanaman itu sendiri. Faktor tersebut dapat dijadikan sebagai pedekatan dalam melakukan pemupukan terhadap tanaman. Adapun beberapa aspek yang diperhatikan dalam pemupukan yang kaitannya dengan efektivitas dan efisiensi kegiatan pemupukan (Risza, 1994).

1.        Efektivitas dan efisiensi pemupukan tergantung dari sarana penunjangnya seperti, akses jalan, sistem pengolahan tanah, drainase dan sistem perawatan tanaman.

2.        Efektivitas dan efisiensi pemupukan juga tergantung dari kondisi lingkungan sekitar meliputi iklim, tanah dan topografi. Oleh karenanya, pengetahuan mengenai lingkungan usaha pertanian harus dipahami terutama dalam hal penyesuaian dengan pengaruh curah hujan, keadaan topografi dan drainase sehingga dapat mendukung pemupukan.

3.        Efektivitas dan efisiensi pemupukan tergantung dari keterampilan, disiplin dan sikap tenaga kerja dalam melaksanakan aplikasi pemupukan. Oleh karenanya, dibutuhkan upaya peningkatan manajemen pemupukan di lapang agar lebih baik.

2.5 Siklus Unsur Hara

Menurut Reijntjes dkk. (1992), unsur hara dalam bentuk larutan diserap dari dalam tanah oleh akar tanaman dan kemudian disalurkan keseluruh bagian hijau tumbuhan. Pada bagian hijau ini, bersama dengan CO₂ dari udara, digabungkan melalui proses fotosintesis. Energi yang tanaman butuhkan dalam proses ini diperoleh dari cahaya matahari.

Jaringan – jaringan tumbuhan kemudian dikonsumsi oleh manusia dan hewan (herbivora) yang nantinya akan menjadi suatu rantai makanan. Rantai makanan merupakan proses perpindahan energi yang sebelumnya berupa unsur hara dari produsen ke konsumen I, konsumen II dan seterusnya. Pada akhir rantai makanan, mikroorganisme pengurai (cacing tanah, rayap jamur dan bakteri) akan mengkonsumsi kotoran dan jaringan hewan dan tumbuhan mati sehingga membentuk tanah humus. Humus dapat memecah kembali menjadi unsur hara yang dapat digunakan kembali oleh tanaman dalam pertumbuhannya.

Bermacam – macam unsur hara terlibat dalam proses siklus hara ini. Hal yang terpenting dalam siklus hara adalah unsur hara dasar meliputi unsur makro, yaitu karbon, hidrogen, oksigen, nitrogen, belerang, fosfor, kalium, kalsium dan magnesium, selain itu juga terdapat unsur mikro, yaitu besi, tembaga, boron, klor, molibdenum, seng dan mangan.

Unsur hara juga dapat dimobilisasi atau diperoleh pada lahan pertanian dari pengrusakan atau pemecahan batuan menjadi partikel – partikel kecil akibat hujan dan angin, aktifitas mikoriza dan peningkatan nitrogen dari atmosfer oleh mikroorganisme tertentu. Unsur hara diambil dari larutan tanah dan tidak lagi tersedia bagi tumbuhan ketika bergabung dalam proses kimia dengan senyawa lain di dalam tanah atau digunakan oleh mikroorganisme tanah sehingga tidak dimobilisasi kembali.

DAFTAR PUSTAKA

Foth,H.D., L.M. Tunk. 1972. Fundamentals of Soil Science. Singapore: Toppan Printing Co.

Hanafiah, K.A. 2012. Dasar- Dasar Ilmu Tanah. Jakarta: Raja Grafindo Persada.

Jones, U.S. 1979. Fertilizers and Soil Fertility. Virginia: Reston Publishing Co.

Lim, T.K., Luders, Y. D. and Poffley, M. 2002. Fertilisation and Fertigation of Rambutan. Agnote, No. D37, February 2002.

Reijentjes, C., Bertus, H. dan Ann, W.B. 1992. Pertanian Masa Depan. Diterjemahkan oleh : Elske, V.F dan Bernardus, H. 2007. Yogyakarta : Kanisius.

Risza, S. 1994. Kelapa Sawit : Upaya Peningkatan Produktivitas. Yogyakarta : Kanisius.

Seyamidjaja, D. 2000. Teh : Budidaya dan Pengelolaan Pascapanen. Yogyakarta : Kanisius.

Wijaya, K.A. 2008. Nutrisi Tananaman sebagai Penentu Kualitas Hasil dan Resistensi Alami Tanaman. Jakarta: Prestasi Pustaka.

Winarso,S. 2005. Kesuburan Tanah: Dasar Kesehatan dan Kualitas Tanah.Yogyakarta: Gava Media.

Yamani, Ahmad. 2010. Analisis Kadar Hara Makro dalam Tanah pada Tanaman Agroforestri di Desa Tambun Raya Kalimantan Tengah. Hutan Tropis, 11 (30) : 37-46.