TERJEMAHAN DAN RINGKASAN BUKU DIAGNOSIS DEFISIENSI DAN KERACUNAN HARA MINERAL

Transkripsi

1 Tugas Individu Nutrisi Tanaman A TERJEMAHAN DAN RINGKASAN BUKU DIAGNOSIS DEFISIENSI DAN KERACUNAN HARA MINERAL OLEH FAIZAL ABDI MUSTAMA G PROGRAM STUDI AGROTEKNOLOGI FAKULTAS PERTANIAN UNIVERSITAS HASANUDDIN MAKASSAR 2017

2

3

4 DIAGNOSIS DEFISIENSI DAN KERACUNAN HARA MINERAL 1.1 Kebutuhan Nutrisi dan Respon Pertumbuhan Pertumbuhan pada umumnya (produksi bahan kering) dibandingkan kurva kebutuhan hara (kurva respon pertumbuhan) memiliki tiga wilayah didefinisikan dengan baik. Pada bagian pertama, meningkat laju pertumbuhan dengan meningkatnya pasokan hara (kisaran defisiensi). Bagian kedua, tingkat pertumbuhan mencapai maksimum dan tetap tidak terpengaruh oleh pasokan hara (kisaran mencukupi). Terakhir, pada bagian ketiga, tingkat pertumbuhan menurun drastis dengan meningkatnya pasokan nutrisi (kisaran beracun). Defisiensi terpenuhi kercunanan kebutuhan nutrisi ket: hubungan antara kebutuhan nutrisi dan pertumbuhan tanaman Dalam produksi tanaman, pasokan nutrisi optimal biasanya dicapai dengan penerapan pupuk. Di satu sisi pemupukan rasional memerlukan informasi tentang nutrisi yang tersedia dalam tanah dan di sisi lain status nutrisi tanaman. Kemampuan dan keterbatasan menggunakan pengamatan lansung dan analisis tanaman sebagai dasar untuk merekomendasikan apakah atau tidak untuk menggunakan pupuk, dan apa jenis dan kuantitas, akan dibahas dalam bab ini. 1.2 diagnosis gangguan nutrisi dengan gejala terlihat Umumnya, gangguan nutrisi yang menghambat pertumbuhan hanya sedikit yang tidak ditandai dengan gejala tertentu yang dapat dilihat. Gejala menjadi jelas terlihat ketika defisiensi hara akut dengan tingkat pertumbuhan mengalami strees berat. Ada beberapa pengecualian. Misalnya, terlihat gejala defisiensi magnesium tanaman sereal yang diamati cukup sering dalam kondisi lapangan selama ekstensi batang tapi ini tanpa efek yang merugikan pada hasil gabah akhir. Diagnosis berdasarkan gejala yang terlihat membutuhkan pendekatan yang sistematis, seperti yang dirangkum dalam tabel. Gejala muncul diantara kedua daun yang lebih tua atau lebih muda, tergantung pada apakah hara mineral yang mudah berpindah (mobile). Pola kedua gejala klorosis atau nekrosis adalah kriteria penting untuk

5 diagnosis. Umumnya, terlihat gejala defisiensi hara yang jauh lebih spesifik daripada toksisitas hara, kecuali toksisitas menginduksi nutrisi satu mineral. Diagnosis dapat menjadi rumit terutama pada tanaman yang tumbuh di lahan ketika defisiensi hara mineral lebih dari satu dan/atau ada defisiensi satu hara mineral dan sekaligus toksisitas. Misalnya, di tanah masam tergenang air, baik toksisitas mangan dan defisiensi magnesium (gejala yang kompleks). Diagnosis dapat lebih rumit oleh adanya penyakit, hama, dan gejala lain yang menyebabkan diagnosis menjadi rumit. Misalnya, gangguan karena kesalahan mekanik termasuk dampak penyemprotan. Untuk membedakan gejala gangguan nutrisi dari gejala lain, penting untuk diingat bahwa gejala defisiensi hara selalu memiliki pola simetris yang khas: posisi daun yang sama atau mirip (usia fisiologis) pada tanaman dengan tingkatan hampir pola identik gejala, dan ada gradasi ditandai keparahan gejala dari daun tua ke daun muda. Dalam rangka untuk membuat diagnosis visual yang lebih tepat, akan sangat membantu untuk memperoleh informasi tambahan, termasuk ph tanah, hasil pengujian tanah untuk hara mineral, status air tanah (kering / tergenang air), kondisi cuaca (suhu rendah atau es) dan penerapan pupuk, fungisida, atau pestisida. Dalam beberapa kasus, jenis dan jumlah pupuk yang akan digunakan dapat direkomendasikan atas dasar diagnosis visual. Hal ini berlaku dari semprotan daun yang mengandung hara mikro (zat besi, seng, atau mangan) atau magnesium. Dalam kebanyakan kasus, bagaimanapun, diagnosis visual harus memenuhi fokus analisis kimia dan biokimia lebih lanjut dari daun dan bagian tanaman lainnya (analisis tanaman) dari hara mineral yang dipilih. Hal ini penting untuk tanaman tahunan, karena hasil yang diperlukan segera dan fluktuasi musiman dalam kandungan nutrisi dari tanaman sering tidak membenarkan tingginya biaya melakukan analisis hara mineral lengkap. 1.3 Analisis tanaman Hubungan antara tingkat pertumbuhan dan kandungan hara mineral hubungan untuk hara mineral yang diberikan ditunjukkan pada gambar. Pada bagian yang diagram tertinggi dari kurva di mana pertumbuhan baik meningkat tajam tanpa perubahan kandungan nutrisi (I dan II) atau di mana peningkatan pertumbuhan dan kandungan hara mineral berhubungan erat (III). Ini diikuti dengan porsi tingkat yang lebih atau kurang di mana pertumbuhan tidak dibatasi oleh nutrisi yang bersangkutan (IV dan V) dan bagian akhir, dengan kandungan nutrisi yang berlebihan menyebabkan toksisitas dan hal ini selaras dengan penurunan pertumbuhan (VI). Terkadang, dengan defisiensi hara ekstrim, misalnya defisiensi tembaga atau seng, diperoleh kurva respon C-terbentuk di mana peningkatan nutrisi-diinduksi dalam

6 tingkat pertumbuhan disertai dengan penurunan dalam berat kering, yang sering disebut sebagai efek "piper-steenbjerg". Penjelasan yang mungkin adalah kurangnya mobilisasi kembali dari daun tua dan batang atau nekrosis meristem apikal dengan penghentian sesuai pertumbuhan meskipun serapan lebih lanjut dari sejumlah kecil hara mineral pada tanaman sangat kurang. Konsentrasi dan dilusi efek dari hara mineral pada tanaman adalah fenomena umum yang harus dipertimbangkan dengan cermat dalam interpretasi isi hal antagonisme ion dan/atau sinergisme selama serapan. Hal ini berlaku khususnya ketika tingkat hara mineral berada pada defisiensi atau toksisitas jangkauan. Misalnya, jika konsentrasi dua hara mineral berada pada kisaran defisiensi dan hanya salah satu dari mereka diberikan, peningkatan pertumbuhan menyebabkan "dilusi" dari nutrisi mineral lainnya (penurunan konten) dan menginduksi defisiensi berat tanpa kompetisi yang terjadi serapan. Inti dari diagnosis gangguan nutrisi dengan analisis tanaman adalah defisiensi dan toksisitas akut pada tingkatan masing-masing hara mineral dalam jaringan tanaman. Pertumbuhan maksimal antara tingkat defisiensi dan toksisitas kritis. Dalam prakteknya, karena berbagai alasan, tingkat kritis didefinisikan sebagai tingkat di mana pertumbuhan atau hasil 5 sampai 10% di bawah maksimum. Hal itu dapat menentukan tingkat defisiensi atau toksisitas kritis cukup tepat dalam percobaan pertumbuhan dalam kondisi lingkungan yang dikontrol oleh berbagai pasokan hara mineral pada rentang konsentrasi yang luas. Untuk tujuan praktis, interpretasi data analisis tanaman harus sistematis. Oleh karena itu, tingkat hara mineral dikelompokkan ke dalam jangkauan. Jika tingkat nutrisi berada di kisaran yang memadai ada probabilitas statistik yang tinggi bahwa nutrisi ini tidak membatasi faktor pertumbuhan. Tentu saja, tingkat di kisaran lain lebih lanjut menurunkan resiko bahwa nutrisi ini akan menjadi defisiensi dalam kondisi yang tidak menguntungkan untuk penyerapan akar atau ketika kebutuhan sangat tinggi. Namun, ada resiko yang lebih besar dari gangguan pertumbuhan akibat toksisitas langsung dari nutrisi ini atau dengan induksi defisiensi dari nutrisi lainnya. Secara umum status nutrisi tanaman yang baik tercermin dalam isi elemen mineral dari daun dan dalam organ tanaman lainnya. Jadi daun biasanya digunakan untuk analisis tanaman. Beberapa spesies dengan hara mineral tertentu, mungkin berbeda tingkat antara tulang daun dan tangkai, dan kadang-kadang petioles adalah indikator yang lebih cocok dari status nutrisi dalam tanaman. Dalam analisis pohon buahbuahan, bagian buah adalah indikator yang lebih baik, terutama untuk kalsium dan boron dalam kaitannya dengan kualitas buah dan lama penyimpanan.

7 1.3.2 Tahap perkembangan tanaman dan umur daun Selanjutnya pasokan hara mineral, usia fisiologis dari tanaman atau bagian tanaman adalah faktor yang paling penting yang mempengaruhi kandungan hara mineral tanaman. Adanya keterkaitan yang cukup berbeda antara usia dengan tingkat penurunan hara mineral (kecuali kalsium) pada organ dan tanaman. Penurunan ini disebabkan oleh peningkatan relatif dalam proporsi bahan struktural (dinding sel dan lignin) dan senyawa penyimpanan dalam bahan kering. Karena tingkatan hara mineral sesuai atau defisiensi krisis itu lebih rendah di tanaman tua daripada di tanaman muda. Efek dari delusi ini terlihat pada hara kalium pada lahan pertumbuhan dalam musim tanam. Dalam tanaman muda kandungan kalium adalah 5-6% dari berat kering tunas tapi menurun menjadi ~ 1% ketika menuju pematangan, meskipun pemberian kalium pada tanaman dilakukan secara baik. Hal ini tercermin pada konsentrasi kalium dari jaringan air (terutama dari vacuolar getah), yang tetap cukup konstan pada ~ 100 mm sepanjang musim. Komplikasi yang timbul akibat dari usia fisiologis dengan perubahan dalam defisiensi krisis dapat dihindari dengan sampling jaringan pada usia fisiologis tertentu. Misalnya, seperti yang ditunjukkan dalam tabel, tingkatan defisiensi kritis tembaga di seluruh daun pucuk terjadi penurunan drastis di daun semanggi dengan perbedaan usia tapi tetap konstan di ~ 3μg pada daun termuda sepanjang musim. Bagaimanapun, metode ini hanya menggunakan daun termuda cocok untuk hara mineral baik yang immobile atau mobile atau sebagian yang sangat terbatas dari daun dewasa untuk daerah pertumbuhan baru, yaitu, ketika defisiensi terjadi di muda daun dan pada apeks pucuk. Situasi ini berbeda untuk kalium, nitrogen, dan magnesium; tingkat nutrisi mineral dipertahankan cukup konstan di daun termuda, pada daun dewasa merupakan indikator yang lebih baik dari status nutrisi tanaman, seperti yang ditunjukkan untuk kalium. Dalam hal ini, daun termuda adalah indikator yang tidak cocok karena kadar kalium yang menunjukkan defisiensi dan toksisitas bervariasi masing-masing hanya antara 3 dan 3,5%, dibandingkan 1,5 dan 5,5% pada daun dewasa. Ini menggambarkan perlunya menggunakan daun dewasa untuk menilai status nutrisi hara mineral yang mudah mobile pada tanaman. Jika daun muda dan tua dari tanaman yang sama dianalisis secara terpisah, informasi tambahan dapat diperoleh pada status nutrisi hara mineral yang mudah mobile. Sebuah tingkat yang lebih tinggi katakanlah, dari kalium pada daun dewasa menunjukkan konsumsi tingkat tinggi atau bahkan keracunan. Disisi lain gradien, merupakan indikator dari tahap transisi antara rentang yang memadai dan defisiensi; jika gradien ini adalah rendah, laten atau bahkan defisiensi akut mungkin. Penggunaan gradien sangat bermanfaat dalam kondisi di mana data referensi yang

8 relevan pada tingkat kritis kurang atau di bawah kondisi ekologi tertentu. Apabila terjadi keracunan hara, daun tua adalah organ yang paling cocok untuk analisis tanaman. Dibandingkan dengan perubahan kandungan hara mineral spesies tanaman tahunan, fluktuasi jangka pendek sepanjang musim tanam dari kandungan hara mineral daun dan jarum dari pohon relatif kecil karena kapasitas penyerapan nutrisi ranting dan batang. Di pohon cemara analisis simultan dari daun dan jarum pada usia yang berbeda kemungkinan meminimalkan efek dari fluktuasi jangka pendek. Dengan meningkatnya usia jarum, semua isi unsur hara makro menurun kecuali kalsium. Penurunan ini dapat menunjukkan efek dilusi yang dihasilkan dari peningkatan terbentuknya lignin dari jarum tua. Hanya dengan dilusi penggantian kalsium untuk melanjutkan masuknya ke jarum tua. Dengan pengecualian dari magnesium, data dari tabel adalah indikasi dari pohon disertakan dengan hara makro Jenis tumbuhan Tingkatan krisis defisiensi berbeda di antara spesies tanaman bahkan ketika perbandingan yang dibuat antara organ-organ yang sama pada usia fisiologis yang sama. Hal ini juga berlaku untuk rentang yang memadai. Perbedaan ini didasarkan pada proses metabolisme tanaman dan konstitusi tanaman yang telah dibahas. Data menunjukkan untuk rentang memadai dalam spesies yang dipilih diberikan dalam tabel. Seperti ditunjukkan dalam tabel tingkat unsur hara makro pada kisaran yang cukup adalah suatu kebutuhan yang sama besarnya dalam berbagai spesies tanaman; pengecualian adalah kalsium, kandungan yang jauh lebih rendah dalam dua monokotil. Dalam semua spesies nitrogen memiliki rentang yang relatif sempit, karena tingkat kebutuhan nitrogen memiliki efek menguntungkan pada pertumbuhan dan komposisi tanaman. Misalnya dalam daun apel, tingkat nitrogen lebih dari 2-4% mempengaruhi warna buah dan penyimpanan negatif. Di sisi lain, magnesium memiiliki rentang yang lebih luas, terutama karena efek persaingan dengan kalium; di tingkat kalium yang lebih tinggi, diperlukan kadar magnesium yang lebih tinggi untuk memastikan status nutrisi magnesium memadai. Tingkatan unsur hara mikro dalam kisaran yang berbeda dengan faktor 2 atau lebih. Tingkat mangan menunjukkan perbedaan terbesar, yang menunjukkan bahwa untuk mangan, khususnya jaringan daun mampu fluktuasi dalam penyerapan mangan dari akar. Dalam tanaman yang tumbuh di tanah, fluktuasi mangan lebih cepat dan berbeda serapan daripada hara mineral lainnya, tingkat tergantung pada fluktuasi potensial redoks tanah demikian pada konsentrasi Mn2+.

9 Data yang diberikan pada tabel adalah nilai rata-rata tidak lebih dari panduan apakah hara mineral berada dalam kisaran defisiensi, memadai, atau beracun. Ini harus diingat ketika hanya satu atau beberapa hara mineral telah dianalisis dan informasi tentang kemungkinan interaksi hara Oleh karena itu data ini tidak cukup ketika hanya terjadi pada satu hara mineral. Tingkat toksisitas berat pada natrium dan klorida umumnya berkaitan erat dengan perbedaan genotypical toleransi garam. Penafsiran tingkat ini rumit karena dalam penghambatan pertumbuhan sering disebabkan garam substrat dalam contoh pertama oleh efek pada keseimbangan air tanaman dengan toksisitas langsung dari natrium dan / atau klorida dalam jaringan daun Interaksi Nutrisi Ada berbagai macam interaksi nonspesifik serta spesifik antara hara mineral pada tanaman yang mempengaruhi tingkat kritis pertumbuhan. Sebuah contoh khas dari interaksi nonspesifik ditunjukkan dalam tabel untuk nitrogen dan fosfor. Tingkat defisiensi kritis dari peningkatan nitrogen dengan fosfor dan sebaliknya. Interaksi antara dua hara mineral yang penting ketika tingkat keduanya dekat saling mempengaruhi defisiensi. Meningkatkan pasokan hanya pada satu hara mineral merangsang pertumbuhan, yang pada gilirannya dapat menyebabkan defisiensi hara yang lain dengan efek dilusi. Pada prinsipnya, interaksi tidak spesifik berlaku untuk setiap hara mineral dengan tingkat sama atau dekat tingkat defisiensi kritis. Rasio optimal antara nutrisi dalam tanaman dianggap sama pentingnya dengan tingkat mutlak. Misalnya, rasio nitrogen sulfur dari ~17 dianggap memadai untuk nutrisi sulfur gandum dan kedelai. Perlu diingat, bagaimanapun, bahwa rasio optimal dianggap berada di kriteria cukup karena mereka juga dapat diperoleh ketika kedua hara mineral dalam berbagai defisiensi, serta di kisaran toksisitas. Interaksi tertentu yang mempengaruhi tingkat defisiensi kritis dibahas dalam bab 8 dan 9; Oleh karena itu, hanya dua contoh yang ditegaskan di sini; (a) persaingan antara K + diinduksi Mg 2+; defisiensi dan (b) penggantian K + oleh Na + pada spesies natrophilic, yang harus dipertimbangkan dalam evaluasi kandungan kalium. Interaksi khusus juga penting dalam mengevaluasi tingkat toksisitas kritis. Tingkat kritis mangan, misalnya, tidak hanya berbeda di antara spesies dan kultivar dari spesies, tetapi dalam kultivar yang sama, perbedaannya tergantung pada pasokan silikon. Dalam kacang meninggalkan tingkat toksisitas kritis mangan dapat meningkat dari 100 mg / kg kering basah dengan tidak adanya silikon untuk ~ 1000 mg dengan adanya silikon Faktor Lingkunngan

10 Fluktuasi faktor lingkungan seperti suhu dan kelembaban tanah dapat mempengaruhi kandungan hara mineral daun. Faktor-faktor ini mempengaruhi baik ketersediaan dan penyerapan nutrisi oleh akar serta laju pertumbuhan tunas. Efeknya lebih jelas pada spesies tanaman tahunan dangkal-berakar dari spesies abadi yang mengakar, yang memiliki kapasitas nutrisi penyangga yang lebih tinggi. Aspek ini harus diperhatikan dalam interpretasi dari kedua tinkat defisiensi dan toksisitas kritis dari analisis daun. Jika fluktuasi kelembaban tanah yang tinggi, maka sebagai aturan untuk tanaman mengingat tingkat defisiensi kritis nutrisi seperti kalium dan fosfor juga agak lebih tinggi maka memastikan kapasitas yang lebih tinggi untuk penempatan kembali selama periode pasokan hara dari akar terbatas. Efek iradiasi dan suhu pada kandungan nutrisi daun dijelaskan secara rinci oleh Stanford. Hujan dan debu adalah faktor lingkungan lainnya yang harus diperhatikan dalam analisis daun. Pencucian besar nutrisi mineral tertentu dari daun dapat terjadi dengan curah hujan yang tinggi. Debu pada permukaan daun, terutama daun dewasa, harus dikeluarkan dengan hati-hati untuk mencegah kontaminasi berat. Hal ini sangat penting untuk hara mikro seperti besi. Perawatan tanaman dengan fungisida dan pestisida yang mengandung sejumlah besar unsur mineral dapat menimbulkan masalah lain dalam analisis daun Defisiensi Hara Perbedaan genote di tingkat defisiensi kritis nutrisi juga bisa menyebabkan adanya perbedaan dalam pemanfaatan nutrisi. Dalam arti fisiologis, ini dapat dinyatakan dalam satuan bahan kering yang dihasilkan per unit hara dalam berat kering. Sebagai contoh, perbedaan dalam efisiensi nitrogen antara tanaman rumput C3 dan C4 ditampilkan dalam tabel. Banyak materi lebih kering diproduksi di C4 rumput daripada di C3 rumput per nitrogen satuan daun. Ini adalah fenomena umum yang diamati dalam perbandingan spesies tanaman C3 dan C4 lainnya. Efisiensi nitrogen lebih tinggi dari spesies tanaman C4 mungkin terkait dengan kebutuhan yang lebih rendah dari nitrogen dalam protein enzim yang digunakan dalam kloroplas untuk fiksasi CO2. Dalam spesies tanaman C4 hanya ~ 10% dari protein larut pada daun ditemukan dalam karboksilase ribulosebisphosphate, dibandingkan dengan ~ 50% pada spesies tanaman C3. Untuk fiksasi CO2 melalui jalur PEP karboksilase pada spesies tanaman C4, defisiensi protein enzim dari yang diperlukan. Perbedaan dalam pemanfaatan nutrisi mineral juga ditemukan di antara kultivar, strain, dan garis-garis dari sebuah spesies. Perbedaan ini merupakan komponen dari efisiensi hara secara umum seperti yang akan dibahas secara rinci dalam bagian. Dalam arti agronomi, efisiensi hara terkait terutama untuk pertumbuhan dan aktivitas akar, dalam beberapa kasus juga untuk transportasi dari akar ke tunas. Hanya saja

11 data relatif menunjukkan efisiensi nutrisi yang lebih tinggi dalam hal pemanfaatan dalam tunas. Misalnya, pemanfaatan fosfor dalam kacang dan jagung genotipe, dan kalium dalam kacang dan tomat. Pada prinsipnya, efisiensi hara yang lebih tinggi, yang tercermin dari tingkat defisiensi lebih rendah, dalam satu genotipe dibandingkan pada genotipe lain dari spesies yang sama dapat didasarkan pada berbagai mekanisme: 1. Tingginya retranslokasi baik selama vegetatif atau pertumbuhan reproduksi 2. Tingginya aktivitas reduktase nitrat dalam daun dan pemanfaatannya sehingga lebih efisien dari nitrogen untuk penyimpanan protein pada umbi kentang. 3. Proporsi yang lebih tinggi dari penggantian kalium dengan sodium dan tingkat defisiensi kritis yang rendah kalium 4. Proporsi rendah nutrisi yang tidak-atau hanya buruk-tersedia untuk proses metabolisme, baik untuk kompartemensi atau kimia mengikat, kalsium dalam tomat, dan tembakau (bagian berikutnya), atau fosfor dalam genotipe jagung. 5. Perbedaan rasio pertumbuhan tunas vegetatif (sumber) terhadap pertumbuhan reproduksi dan/atau penyimpanan organ (sink). Aspek ini (Bab 6) mungkin sebagian bertanggung jawab untuk pola umum dalam apa yang disebut kultivar modern spesies tanaman banyak dengan indeks panen yang tinggi di mana tingkat defisiensi kritis hara mineral pada daun biasanya lebih tinggi dibandingkan kultivar tradisional Jumlah analisis terhadap ekstraksi difraksinasi Total kandungan bahan kering nutrisi adalah data yang paling sering ditentukan dalam analisis tanaman. Penentuan hanya sebagian kecil dari konten. Misalnya, yang larut dalam air atau asam encer atau chelators-kadang memberikan indikasi yang lebih baik dari status nutrisi. Ini telah ditunjukkan pada hara seng di mana fraksi larut air-mencerminkan status nutrisi jauh lebih baik daripada total hara seng pada proses anhydrase karbonat. Dalam spesies atau jaringan dengan akumulasi nitrat preferensial, kandungan nitrat merupakan indikator yang lebih baik dari status hara nitrogen daripada total nitrogen. Konsentrasi nitrat di dasar batang ukuran gandum baik secara semikuantitatif atau kuantitatif, serta konsentrasi nitrat dalam tangkai daun sepenuhnya diperluas dari gula bit dan kapas adalah indikator yang dapat diandalkan pupuk nitrogen harus diterapkan selama musim tanam gandum. Pada prinsipnya, metode ini cocok untuk semua jenis tanaman tersebut, seperti gula bit, di mana nitrat merupakan bentuk dari nitrogen yang diambil oleh akar dan di translokasi ke tunas. Dalam spesies yang preferentialy mengurangi nitrat di akar atau ketika ammonium nitrogen diberikan dan diambil, tes cepat untuk asam amino tertentu atau amida dapat memberikan alternatif untuk tes nitrat cepat.

12 Untuk menilai status nutrisi sulfur tanaman, kandungan sulfat-bentuk penyimpanan utama belerang-adalah indikator yang lebih baik dari total kandungan sulfur saja. Indikator terbaik dari status nutrisi sulfur gandum dan padi sawah tampaknya rasio sulfat total sulfur. Pentingnya menentukan hanya sebagian nutrisi didefinisikan diilustrasikan dalam tabel. Perbedaan kerentanan kultivar tembakau defisiensi kalsium tidak terkait dengan total kandungan kalsium tetapi untuk fraksi larut dalam tunas. Perbedaan ini disebabkan oleh perbedaan dalam tingkat sintesis asam oksalat dan dengan demikian dalam pengendapan kalsium oksalat sedikit larut. Dengan demikian, tingkat defisiensi kritis kalsium total lebih tinggi pada B21 daripada di Ky 10. Penentuan hanya fraksi larut akan menjadi metode yang lebih tepat untuk menilai status nutrisi kalsium dari dua kultivar. Untuk berbagai alasan, total kandungan zat besi bukanlah indikator yang dapat dijadikan sebagaii status nutrisi besi. Dengan demikian pada tingkat defisiensi kritis atau pada tingkat di kisaran memadai diberikan hanya apabila diperlukan. Metode yang menjanjikan untuk mengukur besi "fisiologis yang tersedia" atau "aktif" melibatkan penggalian besi dengan asam encer atau Fe (II) dengan chelators metode histokimia dan biokimia gangguan nutrisi umumnya terkait dengan perubahan khas dalam struktur halus dari sel dan organel dalam jaringan. Studi mikroskopis cahaya pada perubahan anatomi dan morfologi daun dan batang jaringan dapat membantu dalam diagnosis defisiensi tembaga, boron, dan molibdenum. Sebuah kombinasi metode histologis dan histokimia berguna dalam diagnosis defisiensi tembaga dan fosfor. Metode enzimatik melibatkan enzim penanda sebagai pendekatan lain untuk mengetahui status hara mineral tanaman. Metode ini didasarkan pada fakta bahwa aktivitas enzim tertentu lebih rendah atau lebih tinggi (tergantung pada nutrisi) di defisiensi daripada jaringan normal. Contoh yang diberikan dalam bab 9 untuk asam askorbat tembaga dan oksidase; seng dan aldolase atau anhydrase karbonat; dan molibdenum dan nitrat reduktase. Sebenarnya aktivitas enzim ditentukan dalam jaringan setelah ekstraksi atau inkubasi daun dengan hara mineral tersebut selama 1 sampai 2 hari yang telah ditentukan untuk kegiatan induksi, misalnya, nitrat reduktase oleh molibdenum dan aktivitas peroksidase oleh besi. Pada prinsipnya metode enzimatik ini bisa sangat berharga jika total isi atau fraksi larut hara mineral yang buruk berkorelasi dengan ketersediaan fisiologisnya. Apakah metode enzimatik dapat menggantikan analisis kimia sebagai dasar untuk membuat rekomendasi pupuk tergantung pada selektivitas, akurasi, dan terutama apakah

13 metode ini cukup sederhana untuk tes spot. Dalam kasus besi dan peroksidase dan asam askorbat tembaga dan oksidase, metode enzimatik tampaknya memenuhi persyaratan ini. Namun demikian, kalibrasi metode menjadi masalah ketika standar yang cocok (tanaman nondeficient) tidak tersedia dan tidak ada gejala defisiensi terlihat. Metode biokimia juga dapat digunakan untuk unsur hara makro. Akumulasi putresin pada tanaman kalium-defisiensi adalah indikator biokimia dari kebutuhan kalium dari Lucerne. Aktivitas induksi nitrat reduktase dapat digunakan sebagai indikator status nutrisi nitrogen. Aktivitas kinase Piruvat dalam ekstrak daun tergantung pada kalium dan magnesium isi dari jaringan daun. Dalam jaringan fosfor-defisiensi, aktivitas fosfatase jauh lebih tinggi, terutama aktivitas dari fraksi tertentu enzim. Peningkatan aktivitas fosfatase dalam jaringan defisiensi adalah fenomena fisiologis dan biokimia menarik yang mungkin berhubungan dengan mobile dari fosfor. Itu adalah pertanyaan terbuka, namun, apakah metode uji enzimatik, terutama untuk unsur hara makro pada umumnya, akan menjadi penting sebagai alat pelengkap untuk menilai status nutrisi tanaman seperti tes nitrat untuk rekomendasi pupuk nitrogen Analisis Tanaman vs analisis tanah Sejarah panjang menjadi kontroversi mengenai apakah analisis tanah atau tanaman menyediakan dasar yang lebih cocok untuk membuat rekomendasi pupuk. Kedua metode bergantung dengan cara yang sama pada kalibrasi, yaitu, penentuan hubungan antara tingkat di tanah atau tanaman dengan pertumbuhan dan respon kurva yang sesuai, biasanya diperoleh dalam pot atau lapangan percobaan menggunakan berbagai tingkat pupuk. Kedua metode memiliki kelebihan dan kekurangan, dan mereka juga memberikan hasil yang berbeda secara kualitatif. Analisis kimia tanah menunjukkan ketersediaan potensi hara pada tanah dapat diambil di bawah kondisi yang menguntungkan bagi pertumbuhan akar dan aktivitas akar. Analisis tanaman dalam arti sempit hanya mencerminkan status nutrisi yang dibutuhkan tanaman. Oleh karena itu, pada prinsipnya kombinasi kedua metode memberikan dasar yang lebih baik untuk merekomendasikan aplikasi pupuk daripada satu metode saja. Kepentingan relatif dari setiap metode untuk membuat rekomendasi berbeda, bagaimanapun, tergantung pada kondisi seperti spesies tanaman, sifat tanah, dan hara mineral yang bersangkutan. Dalam analisis tanah buah atau hutan saja tidak memiliki panduan memuaskan untuk rekomendasi pupuk, tkarena sulitnya menentukan dengan akurasi yang memadai terutama pada zona akar di mana tanaman dalam mengambil sebagian dari nutrisi mereka. Di sisi lain, di tanaman tahunan fluktuasi musiman dalam kandungan hara mineral daun dan jarum relatif kecil dibandingkan dengan mereka dalam spesies

14 tanaman semusim. Kandungan nutrisi daun dan jarum matang karena itu juga merupakan refleksi akurat dari status nutrisi jangka panjang tanaman. Selanjutnya, kalibrasi tingkat defisiensi kritis dan berbagai kebutuhan dapat dibuat sangat tepat dan halus untuk lokasi khusus, spesies tanaman, dan bahkan kultivar. Oleh karena itu, dalam tanaman tahunan analisis daun dan jarum kebanyakan metode pilihan. Dalam hal ini, bagaimanapun, analisis kimia tanah, dilakukan sekali, sangat membantu untuk karakteristik keseluruhan tingkat nutrisi berpotensi tersedia. Dalam tanaman tahunan fluktuasi jangka pendek dari tingkat nutrisi mineral menempatkan pembatasan parah pada analisis tanaman sebagai dasar untuk membuat rekomendasi pupuk. Analisis kimia tanah diperlukan untuk memprediksi variasi kandungan nutrisi tanaman sepanjang musim tanam. Dalam tanaman tahunan sebagian besar nutrisi mineral yang diambil dari lapisan atas tanah, yang membuat analisis tanah lebih mudah dan pentingnya sebagai alat untuk membuat rekomendasi pupuk. Tidak ada keraguan, bagaimanapun, karena berbagai alasan analisis tanaman juga akan menjadi lebih penting untuk tanaman tahunan di masa depan. Di bidang pertanian intensif, ketidakseimbangan nutrisi pada tanaman, defisiensi hara mikro terutama laten, menjadi semakin serius. Untuk alasan ekonomi dan ekologi, pemupukan harus disimpan pada tingkat yang menjamin bahwa kandungan nutrisi dari tanaman tidak akan jauh melebihi tingkat defisiensi kritis, dan ini harus diperiksa oleh analisis tanaman. Tes nitrat cepat menggambarkan perkembangan bidang ini. Di bidang pertanian luas dengan aplikasi pupuk sangat rendah, analisis tanaman sangat penting untuk mengidentifikasi nutrisi mineral yang memiliki efek paling pembatas pada pertumbuhan dan hasil. Analisis tanaman mungkin juga menjadi semakin penting sehubungan dengan diagnosis dan sistem rekomendasi terintegrasi (DRIS), yang didasarkan pada pengumpulan data sebanyak mungkin pada sifat-sifat tanah dan komposisi tanaman dan pengembangan model komputer untuk memprediksi kebutuhan pupuk sesuai dengan kecukupan relatif tingkat nutrisi mineral pada tumbuhan. Di satu sisi, sistem ini memerlukan data lebih banyak analisis tanaman; di sisi lain, hal itu juga dapat menyempurnakan perberbedaan dalam interpretasi data ini dalam hal rekomendasi pupuk, seperti yang telah ditunjukkan untuk tanaman tebu. Di padang rumput, analisis tanaman digunakan lebih sering daripada analisis tanah, bukan hanya karena kekhasan sistem perakaran di padang rumput campuran tetapi juga karena pentingnya komposisi mineral dari padang rumput dan hijauan tanaman untuk nutrisi hewan.