PENETAPAN STATUS KECUKUPAN HARA KALIUM PADA BIBIT DUKU

Transkripsi

1 PENETAPAN STATUS KECUKUPAN HARA KALIUM PADA BIBIT DUKU Abstrak Kalium (K) merupakan unsur hara makro yang mempengaruhi pertumbuhan, perkembangan dan produksi tanaman. Kalium berfungsi sebagai katalisator berbagai reaksi enzimatik dan keseimbangan kation-anion di dalam sitoplasma. Defisiensi atau kelebihan K akan menghambat pertumbuhan dan menurunkan produksi tanaman, sehingga perlu upaya untuk mencegah terjadinya gejala tersebut pada tanaman duku (Lansium domesticum). Gejala defisiensi atau kelebihan K dapat dideteksi secara visual dan dengan mengetahui konsentrasi hara K pada masing-masing kondisi tersebut. Penelitian status hara K dilakukan di Jambi pada bibit duku umur dua tahun yang ditanam pada media pasir. Penelitian menggunakan rancangan acak kelompok lengkap, dengan lima perlakuan yang masing-masing terdiri dari tiga tanaman dan tiga ulangan. Perlakuan terdiri atas lima level konsentrasi K: 0, 50, 100, 200, dan 400 ppm yang diaplikasikan dalam bentuk air irigasi setiap dua hari sekali. Hasil penelitian menunjukkan bahwa gejala defisiensi K terlihat pada tepi daun tua yang berwarna coklat dan kering, pertumbuhan bibit terhambat, jumlah daun < 4.89 helai dan konsentrasi K daun pada status hara sangat rendah (< 1.00%) dan rendah (1.00 K < 1.26%). Kecukupan K ditandai dengan pertumbuhan bibit normal, daun berwarna hijau tua, jumlah daun helai dan konsentrasi K daun pada status hara sedang (1.26 K < 1.62%). Kelebihan K terlihat pada daun yang berwarna pucat, tepi daun kering berwarna coklat muda, pertumbuhan tanaman terhambat dan konsentrasi K daun tinggi dan sangat tinggi ( 1.62%). Pertumbuhan maksimum bibit duku untuk status hara sangat rendah diperoleh pada konsentrasi 177 ppm K, setara dengan 32 g KCl/tahun atau 5 g KCl/2 bulan. Kata kunci : Gejala, defisiensi, kelebihan, konsentrasi K daun. Abstract Potassium (K) is an essential nutrient that influences crops growth, development and production. The functions of K in plants are the catalyst for a variety of enzymatic reactions and cation-anion balance in the cytoplasm. Both deficiency and excessive of potassium will inhibit growth and decrease crop production. It is important to know an occurrence of these symptoms on Duku (Lansium domesticum). Symptoms of K deficiency or K excessive can be seen mainly in the leaves. The sign can be detected visually and can be related to identify K concentration in the each condition. The study of K status was conducted in Jambi Provinces, which was apply on duku seedling that planted in sand culture. The study was conducted in randomized complete block design, with five treatments that consisted of three plants each treatment and three replications. The treatments were consisted of five K levels: 0, 50, 100, 200, and 400 ppm. The results showed that K deficiency symptoms appear on older leaves which were characterized by color changes to brown and dry leaves on the margin

2 44 of leaves; stunted growth of seedlings; number of leaves < 4.90 and leaf K concentration on very low nutrient status (< 1.00%) and low nutrient status (1.00 K < 1.26%). Adequacy of K concentration was characterized by normal growth, dark green leaves, number of leaves and leaf K concentration 1.26 K < 1.62% (medium nutrient status). Symptoms of excessive K was showed by pale green leaves with dry leaf edges number of leaves < 4, stunted growth of seedlings, K concentrations in the leaf 1.62% (high and very high nutrient status). The maximum growth of duku seedling for very low nutrient status was 177 ppm K, equivalent to 32 g KCl/year or 5 g KCl/2 month. Keywords: Symptom, deficiency, excessive, leaf K concentration. Pendahuluan Latar Belakang Gangguan hara pada tanaman buah merupakan salah satu masalah utama bagi petani atau pekebun buah di dunia. Apabila tanaman tidak menerima hara yang cukup maka pertumbuhannya akan lemah dan perkembangannya tampak abnormal. Menurut Wijayani dan Indradewa (2004); diagnosis gangguan hara pada tanaman dapat dilakukan dengan dua pendekatan, yaitu pendekatan dengan diagnosis gejala visual dan analisis tanaman. Analisis tanaman merupakan alat yang dapat digunakan untuk membantu diagnosis gangguan hara yang terjadi selama pertumbuhan dan membantu menyempurnakan program efisiensi pemupukan sebelum gejala defisiensi atau kelebihan hara muncul, khususnya bermanfaat untuk tanaman tahunan. Teknik ini menentukan komposisi unsur dari jaringan tanaman selama pertumbuhan dan membandingkan nilai ini dengan ketentuan yang sudah ada untuk tanaman sehat dan normal. Hasil perbandingan ini dapat digunakan untuk menentukan apakah suatu tanaman defisiensi atau kelebihan hara. Kalium merupakan salah satu unsur hara esensial yang diperlukan oleh tanaman untuk pertumbuhan dan produksi. Peran K dalam tanaman adalah merangsang pertumbuhan akar, meningkatkan jumlah dan ukuran buah, terlibat dalam pembentukan karbohidrat, translokasi gula dan dalam pembentukan jaringan xilem (Drotleff 2010). Kalium juga mempunyai peranan sebagai sumber kekuatan dalam menghadapi kekeringan dan penyakit yang menyerang. Kalium terlibat dalam memelihara status air tanaman dan tekanan turgor sel serta

3 45 membuka dan menutupnya stomata. Kalium erat kaitannya dengan pengaturan osmotik sel, stabilitas ph dan proses transpor membran dalam penyerapan air dan unsur hara (Marschner 1995; Jones 1998). Peran utama K yang juga penting adalah sebagai aktifator/ katalisator dalam beberapa reaksi enzim pada tanaman. Beberapa enzim yang bertanggungjawab untuk reaksi sel membutuhkan K sebagai ko-faktor (Hochmuth et al. 2009; Gardner et al. 1991; Dirjen Dikti 1991). Hopkins dan Hunner (2004) menambahkan tanaman membutuhkan K untuk sintesis protein, fotosintesis, dan memelihara keseimbangan kation:anion dalam sitosol dan vakuola. Kalium diserap dalam bentuk K + dan banyak terdapat pada sel-sel muda atau bagian tanaman yang banyak mengandung protein, inti-inti sel tidak mengandung K. Pada sel-sel K terdapat sebagai ion di dalam cairan sel dan merupakan bagian penting dalam melaksanakan turgor yang disebabkan oleh tekanan osmosis. Defisiensi atau kelebihan K dapat menjadi masalah pada semua tanaman buah, dimana pohon buah tidak tumbuh dengan baik atau menghasilkan daun abnormal. Defisiensi K akan mengurangi hasil dan kualitas buah, karena peran K dalam memperkuat tubuh tanaman terhambat, sehingga daun, bunga, dan buah lebih mudah gugur. Defisiensi K dapat terjadi pada semua tipe tanah, akan tetapi sering berhubungan dengan drainase dan kehalusan tekstur tanah (Benson 1994). Jumlah K yang optimal untuk pertumbuhan maksimum setiap tanaman buah berbeda-beda. Informasi tentang gejala defisiensi dan kelebihan K pada tanaman duku belum diketahui, sehingga diperlukan penelitian untuk mengetahui gejala tersebut secara visual dan berdasarkan analisis daun tanaman. Gejala tersebut lebih mudah dideteksi dengan perlakuan pemberian hara K pada tanaman duku stadia bibit dari pada tanaman yang telah dewasa di lapang. Tujuan 1. Mendeteksi gejala defisiensi, kecukupan dan kelebihan K pada bibit duku secara visual dan berdasarkan analisis daun. 2. Menentukan status hara K berdasarkan pertumbuhan relatif bibit duku pada kategori sangat rendah, rendah, sedang, tinggi dan sangat tinggi. 3. Menentukan rekomendasi pemupukan K untuk pertumbuhan maksimum bibit duku.

4 46 Bahan dan Metode Waktu dan Tempat Penelitian dilaksanakan pada bulan Maret 2010 sampai dengan Maret 2011 di Jambi. Lokasi penelitian berada pada ketinggian 10 meter di atas permukaan laut dengan suhu rata-rata o C. Persiapan sampel untuk analisis hara K dilakukan di Laboratorium Balai Pengkajian Teknologi Pertanian Jambi, sedangkan analisis kimia dilakukan di Laboratorium Balai Penelitian Tanah, Bogor. Metode Penelitan Percobaan aplikasi pupuk K terdiri atas lima perlakuan yang disusun dalam rancangan acak kelompok lengkap. Pupuk K bersumber dari KCl terdiri dari: 0, 50, 100, 200, dan 400 ppm K. Setiap perlakuan terdiri atas tiga tanaman dan diulang tiga kali sehingga keseluruhan berjumlah 45 bibit duku yang berumur dua tahun. Bibit duku yang digunakan dipindahkan ke dalam polybag warna hitam ukuran 30 cm dengan media pasir seberat 7 kg. Pemindahan bibit dilakukan dengan cara membuang media tumbuh asal, akarnya dicuci hingga bersih, dan ditanam kembali pada polybag yang telah disediakan. Aplikasi pupuk selain perlakuan juga diberikan pupuk dasar yaitu 200 ppm N, 50 ppm P, dan pupuk majemuk sebanyak 1 g/l yang terdiri dari unsur Ca 0.03 %, Mg 2.60%, Fe 0.74%, S 0.30%, B 0.085%, Mn 0.14%, Zn 0.55%, Cu 0.006% dan Mo 0.02%. Larutan pupuk perlakuan dan pupuk dasar diberikan dua hari sekali dengan cara menyiramkan ke dalam polybag, masing-masing dengan volume 50 ml. Deteksi gejala defisiensi dan kelebihan K dilakukan pada daun, karena sebagian besar terjadi pada daun. Pengambilan sampel daun dilakukan pukul WIB pada daun ketiga dewasa yang mengalami gejala defisiensi K dan dianalisis dengan metode pengabuan basah, selanjutnya K total di ukur dengan spektrofotometer serapan atom (Lampiran 4). Pengamatan pertumbuhan terdiri dari tinggi tanaman, diameter batang dan jumlah daun. Analisis kandungan hara K dilakukan pada daun yang mengalami defisiensi, kecukupan dan kelebihan K berdasarkan deteksi gejala secara visual. Data hasil pengamatan dianalisis dengan analisis ragam dan uji kontras

5 47 polinomial. Status hara K dihitung berdasarkan nilai pertumbuhan relatif (pertambahan tinggi tanaman), dengan rumus sebagai berikut: Yi Pertumbuhan relatif = x100% Y maks Yi = Pertumbuhan pada perlakuan hara K ke-i Y maks = Pertumbuhan maksimum pada status hara K. Nilai pertumbuhan relatif sebagai dependent variable (Y) selanjutnya dihubungkan dengan nilai kandungan hara K daun sebagai independent variable (X) untuk dianalisis dengan model regresi linier dan kuadratik. Model yang mempunyai nilai R 2 tertinggi dipakai untuk menentukan status hara K pada bibit duku. Berdasarkan model yang telah ditetapkan maka ditarik garis untuk menghubungkan antara kadar hara K daun dengan pertumbuhan relatif untuk menentukan kelas ketersediaan hara. Kidder (1993) membagi ke dalam lima kategori kelas ketersedian hara berdasarkan persentase pertumbuhan relatif yaitu: (1) sangat rendah (< 50%), (2) rendah (50 Y < 75%), (3) cukup (75 Y < 100%), (4) tinggi (100%), dan (5) sangat tinggi (< 100%). Hasil dan Pembahasan Respon Pertumbuhan Tanaman terhadap Pemberian Kalium Tinggi tanaman dan jumlah daun berbeda sangat nyata dengan pola respon kuadratik, sedangkan diameter batang tidak berbeda nyata. Peningkatan tinggi tanaman dan jumlah daun sejalan dengan meningkatnya konsentrasi K, dan mencapai maksimum pada konsentrasi 100 ppm, kemudian menurun pada konsentrasi 200 dan 400 ppm (Tabel 7). Hal ini menunjukkan bahwa konsentrasi K 100 ppm memberikan pertumbuhan yang terbaik pada bibit duku dibandingkan konsentrasi yang lebih rendah atau lebih tinggi dari 100 ppm. Pertumbuhan tanaman sangat dipengaruhi oleh kandungan K di dalam jaringan, dimana K memelihara keseimbangan kation:anion dan ph sitoplasma, yang menjadi prasyarat untuk aktifitas normal sebagian besar sistem enzim yang terlibat dalam pertumbuhan tanaman dan pembentukan hasil (Krishna 2002).

6 48 Gardner et al. (1991) menambahkan K juga berperan dalam proses fotosintesis, karena secara langsung meningkatkan pertumbuhan, indeks luas daun dan laju asimilasi CO 2 serta meningkatkan translokasi hasil fotosintesis ke organ pengguna (sink). Tanaman membutuhkan K untuk memproduksi molekul fosfat berenergi tinggi (ATP), yang dihasilkan dalam proses fotosintesis dan respirasi. Jumlah CO 2 yang diasimilasi menjadi gula selama fotosintesis menurun dengan tajam bila terjadi defisiensi K dan 50% dari jumlah total unsur ini di daun terkonsentrasi dalam kloroplas, sehingga gejala defisiensi umumnya tampak pada daun dan pertumbuhan yang lambat (Tisdale et al. 1985). Tabel 7 Pengaruh pemberian K terhadap tinggi tanaman, jumlah daun dan diameter batang pada bibit duku setelah 12 Bulan Perlakuan (ppm K) Tinggi Tanaman (cm) Jumlah Daun (lembar) Diameter Batang (cm) F test: ** * ns Pola Respon Q** L* - *: nyata pada taraf uji 5%, **: nyata pada taraf 1%, ns: tidak nyata, Q: kuadratik, L: linier Secara visual perbedaan pertumbuhan tanaman pada bibit duku umur 12 bulan setelah perlakuan K dapat dilihat pada Gambar 11. Gejala Defisiensi dan Kelebihan Kalium pada Bibit Duku Gejala defisiensi K secara visual terlihat pada pemberian konsentrasi K 0 ppm dan 50 ppm. Defisiensi K tidak segera menunjukkan gejala yang tampak pada awalnya, tetapi hanya terjadi penurunan laju pertumbuhan. Gejala akan tampak pada tahap lanjut atau gejala berat yaitu tepi dan ujung daun berwarna coklat dan kering, mulai dari daun bagian bawah atau daun tua (Gambar 12A). Hal ini juga dinyatakan oleh Mengel dan Kirkby (2001), bahwa defisiensi K tidak segera memperlihatkan gejala (gejala tersembunyi), laju pertumbuhan menurun pada tahap awal dan selanjutnya terjadi klorosis dan nekrosis pada daun. Pada daun tua terjadi burik yang berkelompok atau klorosis dan tepi daun kering.

7 49 0 ppm 50 ppm 100 ppm 400 ppm 200 ppm Gambar 11 Bibit duku umur 12 bulan setelah pemberian pupuk K. Kalium diangkut dari akar ke daun melalui batang dan tulang-tulang daun, di bagian tersebut kadar K lebih tinggi daripada bagian helai daun, sehingga gejala defisiensi K dimulai dari helai daun. Pada saat konsentrasi K rendah pada daun, K ditranslokasikan dari daun tua (daun bagian bawah) ke daerah pertumbuhan yang aktif seperti pucuk tanaman. Kalium merupakan unsur hara yang pergerakannya mobil dan dapat ditranslokasikasikan dari jaringan tua ke jaringan muda, sehingga gejala defisiensi K mulai terlihat pada daun tua (Jones 1998; Hopkins 2004). A B C Gambar 12 Gejala defisiensi (A), kecukupan (B) dan kelebihan (C) K pada daun duku dewasa. Kegiatan fotosintesis menurun dengan menurunnya kandungan K dan sebaliknya dapat meningkatkan respirasi, sehingga penyaluran karbohidrat untuk pertumbuhan tanaman juga akan berkurang. Laju fotosintesis dan proses metabolisme tanaman menurun dipengaruhi oleh berkurangnya peranan K dalam

8 50 mengatur ketersediaan air yang cukup dan turgor dalam tanaman, dimana air mutlak diperlukan dalam proses ini. Kebutuhan K terpenuhi pada perlakuan 100 ppm, hal ini dapat dilihat pada Gambar 12B, dimana daun berwarna hijau cerah dan pertumbuhan tanaman juga lebih baik dibandingkan perlakuan lainnya (Gambar 11). Gejala yang tampak pada perlakuan 200 ppm dan 400 ppm yaitu helaian daun berwarna hijau pucat, tepi daun berwarna coklat muda dan kering, kemudian menyebar ke bagian tengah daun. Gejala ini pertama terdeteksi pada daun tua (Gambar 12C). Gejala ini diduga bukan gejala kelebihan K, karena pada K dikenal istilah konsumsi mewah yaitu tanaman dapat menyerap K dalam jumlah yang berlebih. Gejala yang muncul tersebut diduga disebabkan oleh plasmolisis yang terjadi pada jaringan akar, akibat indeks garam yang tinggi dari pupuk KCl yaitu 116. Gejala akibat garam terlarut yang berlebihan tersebut, pertama menimbulkan klorosis, kemudian berkembang menjadi nekrosis pada ujung dan tepi daun, selanjutnya daun terlihat seperti terbakar (Mortvedt 2001). Hal ini sama dengan gejala yang ditemukan pada bibit duku yang diberi pupuk K dengan konsentrasi tinggi (200 dan 400 ppm). Kelebihan K dapat pula menyebabkan defisiensi hara Mg atau Ca, seperti dinyatakan oleh McCauley et al. (2009), kelebihan K akan mengurangi penyerapan hara Mg, sehingga terjadi defisiensi Mg dan dalam beberapa kasus juga menyebabkan defisiensi Ca. Gejala defisiensi dan kelebihan K selain dideteksi melalui pengamatan secara visual, juga dilakukan dengan analisis daun. Analisis daun dapat memverifikasi defisiensi hara atau mengidentifikasi keracunan atau kelebihan akumulasi hara yang akan mempengaruhi pertumbuhan dan hasil. Analisis daun dan tangkai daun akan membantu kita menunjukkan dengan tepat masalah produksi yang berhubungan dengan hara (Wall 2010). Diagnosis berdasarkan analisis daun mendukung diagnosis gejala visual untuk mengetahui defisiensi hara. Analisis daun meningkatkan kesempatan membuat diagnosis yang benar dan terutama bermanfaat dalam mengidentifikasi gejala tersembunyi atau defisiensi hara palsu (Stefen et al. 2002; McCauley et al. 2009). Analisis daun yang dilakukan terhadap gejala visual yang tampak akibat defisiensi dan kelebihan K dapat dilihat pada Tabel 8.

9 51 Tabel 8 Rata-Rata konsentrasi K daun berdasarkan gejala visual Perlakuan (ppm K) Kandungan K Daun (%) Tingkat Gejala secara visual 0 0,92 Kurang 50 1,20 kurang 100 1,67 Cukup - berlebih 200 2,01 Berlebih 400 2,33 Berlebih F test: ** Pola Respon **: nyata pada taraf uji 1%. L: linier L** Peningkatan konsentrasi K akan meningkatkan kandungan K pada daun, seperti terlihat pada Tabel 8. Peningkatan konsentrasi K juga diikuti oleh peningkatan pertumbuhan tanaman sampai konsentrasi 100 ppm dan menurun pada konsentrasi 200 ppm dan 400 ppm (Tabel 7). Hasil analisis daun pada Tabel 8 bila dihubungkan dengan respon pertumbuhan bibit duku (Tabel 7), maka diperoleh nilai konsentrasi K kurang bila < 1.20%, cukup 1.20 K < 1.67% dan berlebih bila 1.67%. Status Hara dan Rekomendasi Pemupukan Kalium pada Bibit Duku Status hara K daun dengan pertumbuhan relatif mengikuti model regresi kuadratik dengan nilai R 2 sebesar Status hara K sangat rendah (< 1.00%), rendah (1.00 K < 1.26%), sedang (1.26 K < 1.62%), tinggi dan sangat tinggi 1.62% (Gambar 13). Peningkatan konsentrasi K daun sampai dengan 1.62% dapat meningkatkan pertambahan tinggi relatif, tetapi konsentrasi lebih dari 1.62% menyebabkan laju pertumbuhan menurun. Konsentrasi K berdasarkan status hara untuk pertumbuhan maksimum bibit duku 1.26 K < 1.62% lebih tinggi dari pada kebutuhan optimum pada tanaman manggis yaitu %. Konsentrasi K daun duku > 1.62% akan menurunkan pertumbuhan relatif sedangkan pada manggis pertumbuhan akan menurun pada konsentrasi K > 1.26%. Pupuk K yang diberikan melebihi kebutuhan optimum tanaman dapat menyebabkan defisiensi Mg dan ketidakseimbangan Ca. Kedua unsur tesebut merupakan unsur hara makro

10 52 esensial yang berperan dalam pembentukan klorofil dan pembelahan sel, sehingga menyebabkan pertumbuhan tanaman terhambat (Jones, 1998). Pertumbuhan bibit duku maksimum pada status hara sangat rendah dapat dicapai dengan pemberian 177 ppm K, setara dengan 32 g KCl/tahun atau 5 g KCl/2 bulan (Gambar 14). Pertambahan tinggi relatif (%) y = x x R 2 = a SR R S T & ST b Konsentrasi K daun (%) c a : defisiensi K berat b : level kritis defisiensi K c : level kritis kelebihan K SR : sangat rendah R : rendah S : sedang T : tinggi ST : sangat tinggi Gambar 13 Hubungan konsentrasi K daun dengan pertambahan tinggi relatif bibit duku 110 Pertambahan tinggi relatif (%) y = x x R 2 = Konsentrasi pupuk K (ppm) Gambar 14 Pengaruh konsentrasi pupuk K terhadap pertambahan tinggi relatif bibit duku pada status hara sangat rendah.

11 53 Kesimpulan 1. Gejala defisiensi K pada bibit duku dapat terlihat dari tepi daun tua yang berwarna coklat atau kering, pertumbuhan terhambat; kecukupan K memperlihatkan pertumbuhan yang normal dan daun berwarna hijau tua; gejala kelebihan K pada bibit duku terlihat pada daun yang berwarna pucat, tepi daun kering berwarna coklat muda dan pertumbuhan tanaman lambat. 2. Status hara K sangat rendah pada bibit duku apabila konsentrasi K daun < 1.00%, rendah: 1.00 K < 1.26%, sedang: 1.26 K < 1.62%) dan tinggi dan sangat tinggi: 1.62%. 3. Pertumbuhan maksimum pada bibit duku diperoleh pada konsentrasi 177 ppm K, setara dengan 32 g KCl/tahun atau 5 g KCl/2 bulan.