FOSFOR. Kesuburan Tanah Ratih Kurniasih

Transkripsi

1 FOSFOR Kesuburan Tanah Ratih Kurniasih

2 P DALAM JARINGAN TANAMAN 1. P dibutuhkan tanaman dalam jumlah relatif besar, sedikit lebih kecil dibawah N dan K, setara dengan S, Ca dan Mg 2. ATP : transfer energi 3. NADP : fotosintesis 4. Asam nukleat: bahan DNA, RNA 5. Lemak fosfat (phospholipids): membran sel dan organ dalam sel Kesuburan Tanah Ratih Kurniasih

3 P DALAM TANAH Fosfor di dalam tanah dapat dibedakan dalam dua bentuk yaitu P-organik dan P-anorganik Fosfor organik di dalam tanah terdapat sekitar 50% dari P total tanah dan bervariasi sekitar 15-80% pada kebanyakan tanah. Bentuk-bentuk fosfat ini berasal dari sisa tanaman, hewan dan mikrobia. Kesuburan Tanah Ratih Kurniasih

4 Bentuk P-anorganik dapat dibedakan menjadi P aktif yang meliputi Ca-P, Al-P, Fe-P dan P tidak aktif, yang meliputi occhided-p, reductant-p, dan mineral P primer. Fospor anorganik di dalam tanah pada umumnya berasal dari mineral fluor apatit. Jumlah P total dalam tanah cukup banyak, namun yang tersedia bagi tanaman jumlahnya rendah hanya 0,01 0,2 mg/kg tanah (Handayanto dan Hairiyah,2007) Kesuburan Tanah Ratih Kurniasih

5 MOBILITAS P Unsur fosfor (P) sifatnya mobil dalam tanaman, mudah dipindahkan dari bagian daun yang tua ke titik tumbuh. Gejala kekahatan: tanaman kerdil, pertumbuhan akar buruk, kedewasaan terlambat, warna daun hijau kelam, muncul warna keunguan misalnya pada jagung. Kesuburan Tanah Ratih Kurniasih

6 SUMBER P Perombakan bahan organik: menyumbang 20-80% dari total P dalam tanah Pelarutan mineral P : mineral primer dan sekunder, mineral primer sangat lambat tersedia menjadi sumber jangka panjang Pengendapan sedimen erosi Batuan beku dan batuan endapan (sedimen) yang mana bahan mineralnya mengandung apatit Pupuk P (TSP, SP-36) Kesuburan Tanah Ratih Kurniasih

7

8 PENYERAPAN P Kebanyakan P diserap dalam bentuk ion anorganik orthofosfat: H2PO4- dan HPO42-. H2PO4- lebih tersedia bagi tanaman H2PO4- lebih banyak di tanah masam, sedangkan HPO42- lebih banyak di tanah alkalin. Kesuburan Tanah Ratih Kurniasih

9 Faktor-faktor yang mempengaruhi ketersediaan fosfor dalam tanah menurut Winarso (2005) adalah : a. Tipe lempung Fiksasi P akan lebih kuat pada lempung tipe 1: 1 daripada tipe 2 : 1. Tipe lempung 1 : 1 yang banyak mengandung kaolinit lebih kuat mengikat P. Disamping itu oksida hidrous dari Al dan Fe pada tipe lempung 1 : 1 juga ikut menjerap P. b. Reaksi tanah Ketersediaan dan bentuk-bentuk P di dalam tanah sangat erat hubungannya dengan kemasaman (ph) tanah. Kesuburan Tanah Ratih Kurniasih

10 HUBUNGAN ph DAN P TERSEDIA TANAH

11 Sumber: plantandsoil.unl.edu

12

13 GERAKAN P DALAM TANAH Ion HPO4 2- atau H2PO4 terutama bergerak menuju akar karena difusi. kadar dalam tanah rendah : sekitar 0,05 ppm adanya reaksi penjerapan ion fosfat bergerak < 1 mm dalam satu musim tanamn ukuran dan kerapatan sistem perakaran sangat penting dalam proses penyerapan P Kesuburan Tanah Ratih Kurniasih

14 DAUR P

15 Sumber: msucares.com

16 Senyawa P dalam tanah Senyawa P an-organik 1. Senyawa Kalsium 2. Senyawa besi dan aluminium Senyawa Rumus Kelarutan Fluor-apatit 3 Ca3(PO4)2.CaF Karbonato-apatit 3 Ca3(PO4)2.CaCO3 Hidroksi-apatit 3 Ca3(PO4)2.Ca(OH)2 Oksi-apatit 3 Ca3(PO4)2.CaO Trikalsium-fosfat Ca3(PO4)2 Dikalsium-fosfat CaHPO4 naik Monokalsium-fosfat Ca(H2PO4)2 Senyawa P-organik: 1. Fitin dan derivatifnya 2. Asam Nukleat 3. Fosfolipida

17 Ketersediaan P anorganik dalam tanah Kemasaman tanah (ph): Ketersediaan P bagi tanaman tgt pd bentuk anion fosfat, selanjutnya bentuk anion ini tgt pada ph + OH - +OH - H 2 PO 4 - H2O + HPO 4 = H2O + PO Paling tersedia bagi tanaman larutan tanah sangat masam larutan tanah sangat alkalin % kepekatan H 3 PO 4 H2PO 4 - HPO 4 = PO ph larutan

18 Ketersediaan P-anorganik tanah masam Pengendapan oleh kation Fe, Al, Mn Al 3+ + H 2 PO H 2 O 2H + + Al(OH) 2 H 2 PO 4 larut tdk larut Dlm tanah masam biasanya konsentrasi kation Fe, Al lebih besar dp anion fosfat, sehingga reaksi berlangsung ke arah kanan Pengikatan oleh hidro-oksida: Fiksasi fosfat OH OH Al OH + H 2 PO - 4 Al OH + OHlarut H 2 PO 4 tdk larut Hidro-oksida Al Pengikatan oleh clay silikat: Kaolinit, 1. Reaksi permukaan antara gugusan OH- yang tersembul di permukaan clay dengan anion fosfat 2. Kation Fe dan Al dibebaskan dari pinggiran kristal silikat yg kemudian bereaksi dengan anion fosfat menjadi fosfat-hidroksi [Al] + H2PO4- + 2H2O 2H+ + Al(OH)2H2PO4 Dlm kristal silikat tidak larut

19 Ketersediaan P-anorganik pd ph tinggi Pengendapan oleh kation Ca++ atau CaCO3 H 2 PO Ca ++ Ca 3 (PO 4 ) 2 + 4H + larut tidak larut H 2 PO CaCO3 Ca 3 (PO 4 ) 2 + 2CO 2 + 2H 2 O larut tidak larut Ca 3 (PO 4 ) 2 yang terbentuk dalam reaksi di atas, masih dapat berubah menjadi bentuk-bentuk yang lebih sukar larut, seperti senyawa hidroksi-, oksi-, karbonat-, atau fluor-apatit. Reaksi-reaksi ini semua terjadi pada tanah-tanah masam yang dikapur dengan dosis tinggi (Pengapuran berat)

20 TRANSFORMASI P Unsur P di dalam tanah akan mengalami proses alihrupa : mineralisasi, immobilisasi, penjerapan pelepasan pada permukaan mineral: lempung, oksida Fe dan Al, karbonat, pengendapan-pelarutan mineral sekunder: Ca, Al, Fe fosfat atau pelapukan mineral tanah primer: Apatit. Kesuburan Tanah Ratih Kurniasih

21 MINERALISASI P Mineralisasi fosfat merupakan proses enzimatik. Enzim yang terlibat disebut fosfatase yang mengkatalis berbagai reaksi yang melepaskan fosfat dari senyawa fosfat organik ke dalam larutan tanah. Enzim fosfatase yang dihasilkan oleh berbagai mikrobia, melepas ion orthofosfat. Contoh mikrobia pelarut fosfat : - Pseudomonas, Bacillus, dll (bakteri) - Pinicilium, Aspergillus, dll (fungi) Kesuburan Tanah Ratih Kurniasih

22 Indikator yang dapat digunakan untuk mengetahui siklus transformasi P-organik menjadi P-anorganik adalah dengan mengetahui jumlah total mikroba dan biomassa mikroba. Faktor-faktor yang mempengaruhi proses mineralisasi P di dalam tanah adalah temperatur, kelembaban, aerasi, ph tanah dan kualitas bahan organik yang ditambahkan. Aerasi tanah yang baik dengan kelembaban yang cukup serta temperatur tanah berkisar C menentukan jenis dan aktivitas mikroba tanah, selanjutnya dapat menentukan produk akhir dari proses metabolisme mikroba yang bersangkutan. Kesuburan Tanah Ratih Kurniasih

23 IMOBILISASI (ASIMILASI) Ada keseimbangan antara proses mineralisasi dengan immobilisasi. Nisbah C:P menentukan laju perombakan bahan organik, mineralisasi P juga ditentukan oleh nisbah C/N. Nisbah C/P tinggi, mikrobia menggunakan P tersedia dari larutan tanah, ketersediaan bagi tanaman berkurang. Jika kadar P dalam larutan tanah rendah maka pertumbuhan mikrobia terhambat, perombakan bahan organik juga lambat. Kesuburan Tanah Ratih Kurniasih

24 Nisbah C/P bahan organik tanah sekitar 100:1. Nisbah C:N:P sekitar 120:10:1.3. jika C:P > 300, jika C:P = , jika C:P < 200, P imobilisasi > P mineralization, residue <0.2% P P imobilisasi = P mineralization P imobilisasi < P mineralization, residue >0.3% P Kesuburan Tanah Ratih Kurniasih

25 Daya ikat P dari Tanah Fosfor yang sangat lambat tersedia Apatit, Fe-, Mn- dan Al-fosfat tua, Fosfat organik yang mantap Fosfat yang lambat tersedia Ca3(PO4)2, Fe-, mn-, dan Al-fosfat yg baru terbentuk, dan fosfat organik baru (sedang) dimineralisasikan Fosfat segera / mudah tersedia Larut air : NH4-fosfat, Ca(H 2 PO 4 )2 Tidak larut: CaHPO 4 dan Ca 3 (PO 4 )2 Hasil-hasil penelitian: 1. Tanah-tanah di jawa Barat: Rata-rata 18.2 kuintal TSP dg kadar 46% P2O5 diikat oleh tanah setiap hektar lapisan olah. 2. Tanah Latosol mempunyai daya ikat setara dengan 7.8 ton superfosfat dg kadar 20% P2O5.

26 Kemampuan tanah menjerap (Daya Jerap) P Tanah Mineral Clay Perlakuan ph Daya Jerap P (*) Latosol - Tanpa kapur Purwokerto Haloisit Dengan kapur Latosol- Kaolinit Tanpa kapur Cibodas Dengan kapur Podsolik- Smektit Tanpa kapur Gajrug Dengan kapur Podsolik- Smektit Tanpa kapur Samarinda Kaolinit Dengan kapur Grumusol- Smektit, Kaolinit Tanpa kapur Yogjakarta Haloisit Andosol Bogor Alofan, Haloisit Tanpa kapur Keterangan: (*) setara dengan kg superfosfat 20% P2O5 setiap HLO Pengapuran setara dengan 0.5 SMP Sumber: Djokosudardjo (1982)

27 Faktor Retensi P dalam tanah TIPE CLAY Tanah-tanah lempung lebih banyak meretensi & memfiksasi p-pupuk daripada tanah berpasir Clay silikat tipe 1:1 mempunyai kemampuan lebih besar me- retensi P dibanding liat tipe 2:1 Tanah yang kaya clay kaolinitik akan mengikat lebih banyak P -pupuk daripada tanah yang kaya clay tipe 2:1 Adanya clay oksida hidrous dari Fe dan Al juga terlibat dalam retensi P-pupuk TIME OF REACTION Semakin lama P-pupuk kontak langsung dengan tanah akan semakin besar jumlah retensi & fiksasi P Hal ini dapat terjadi karena adanya proses dehidrasi dan reorientasi-kristal yg melibatkan hasil fiksasi P Implikasi penting adalah waktu pemupukan P dan penempatan pupuk P dalam tanah.

28 Faktor Retensi P dalam tanah ph TANAH Kisaran ph tanah yg optimum bagi ketersediaan p- tanah adalah Pd tanah dg ph rendah, retensi terjadi karena adanya reaksi fosfat dengan Fe, Al dan oksida hidratnya. Pd tanah dg ph tinggi, retensi fosfat terjadi karena reaksi fosfat dengan Ca dan Mg dan karbonatnya TEMPERATUR Tanah di daerah iklim panas (warmer) memfiksasi fosfat lebih banyak dp tanah-tanah di daerah iklim sedang (temperate). Tanah di daerah iklim panas ini mengandung lebih banyak oksida-oksida hidrat dari Fe dan Al. BAHAN ORGANIK Dekomposisi bahan organik menghasilkan CO2; gas ini bersenyawa dg air menjadi asam karbonat; asam ini mampu men-dekomposisi mineral primer yang mengandung fosfat. Ekstrak humus dari tanah mampu meningkatkan kelarutan fosfat, krn: 1. Pembentukan kompleks phosphohumic yg lebih mudah diambil tanaman 2. Penggantian anion fosfat oleh humat 3. Penyelimutan partikel sesquioksida oleh humus, membentuk selimut protektif sehingga mereduksi kapasitas fiksasi fosfat

29 Faktor Retensi P dalam tanah STATUS FOSFOR dalam TANAH Tingkat kejenuhan fosfat dalam tanah atau jumlah fosfat yg telah difiksasi oleh tanah sangat menentukan besarnya fiksasi fosfat dari pupuk P. Rasio R2O3 : P2O5 mrp ukuran jumlah fosfat yg ada dalam tanah terhadap jumlah oksida Fe dan Al. Nilai Rasio yang besar, berarti tanah miskin fosfat atau nilai kejenuhan fosfat rendah; sehingga fiksasi fosfat dari pupuk P sangat besar Oleh karenanya tanah-tanah yag dipupuk fosfat dosis tinggi selama bertahun-tahun kemungkinan akan: 1. Mereduksi dosis pupuk P saat ini 2. Menggunakan lebih banyak fosfat yg ada dalam tanah 3. Kombinasi keduanya