1

BAHAN AJAR

DEFISIENSI DAN TOKSISITAS HARA MINERAL SERTA RESPONNYA

TERHADAP HASIL

Oleh

IR. I WAYAN WIRAATMAJA, MP.

NIP. 19590418 198601 1 001

PROGRAM STUDI AGROEKOTEKNOLOGI FAKULTAS PERTANIAN

UNUD 2017

ii

KATA PENGANTAR

Atas berkat rahmat Tuhan Yang Maha Esa, maka Bahan Ajar “

Defisiensi Dan Toksisitas Hara Mineral Serta Responnya Terhadap Hasil ”

dapat diselesaikan sesuai dengan rencana. Bahan ajar ini merupakan sub

bab dari Mata Kuliah Nutrisi Tanaman. Penyusun berharap dengan

tersusunnya Bahan Ajar ini maka seluruh materi yang tersurat dan tersirat

didalamnya dapat memudahkan dan membantu pembaca, terutama

mahasiswa yang menempuh mata kuliah Nutrisi tanaman, serta dapat

memberi wawasan dan penuntun berfikir terkait dengan pemahaman dan

pengembangan masalah nutrisi tanaman. Disamping itu, bahan ajar ini

disusun agar mahasiswa dapat mempersiapkan diri secara matang sehingga

pada pokok bahasan tersebut dalam tiap pertemuan, mahasiswa siap

mengikuti secara aktif.

Kami menyampaikan terima kasih kepada semua pihak, terutama

kepada rekan-rekan staf dosen Program Studi Agroekoteknologi dan Dekan

Fakultas Pertanian Universitas Udayana atas segala bantuannya, baik moril

maupun dorongan semangat sehingga Bahan Ajar ini dapat diselesaikan.

Denpasar, Oktober 2017

Penyusun

iii

DAFTAR ISI

Halaman

JUDUL………………………………………………………………………….. i

KATA PENGANTAR………………………………………………………….. ii

DAFTAR ISI……………………………………………………………………. iii

I. DIAGNOSIS DEFISIENSI DAN TOKSISITAS HARA MINERAL…….. 1

1.1. Zone Defisiensi, Peralihan, Kecukupan dan Lewat Cukup…… 1

1.2. Diagnosis Berdasarkan Gejala Visual……………………………. 3

1.3. Diagnosis Berdasarkan Analisis Tanaman……………………….. 12

1.4. Pengaruh Gangguan Unsur Hara Terhadap Pertumbuhan Tanaman……………………………………………………………… 16 1.5. Diagnosis Berdasarkan Analisis Tanah………………………….. 20

II. RESPON HASIL………………………………………………………… 26

2.1. Kurva Respon Hasil………………………………………………. 26

2.2. Hubungan Antara Ketersediaan Hara dengan Pertumbuhan Tanaman…………………………………………………………….. 29

2.3. Ketersediaan Hara dan Hubungan Sink-Source……………… 38-41

DAFTAR PUSTAKA……………………………………………………… 42

1

I. DIAGNOSIS DEFISIENSI DAN TOKSISITAS HARA MINERAL

Diagnosis defisiensi dan toksisitas hara mineral bertujuan untuk

menjelaskan bahasa tubuh dan status hara mineral dalam tubuh tanaman.

Apabila manusia sakit, maka mereka akan berkata kepada dokter dan

mengatakannya mengenai sakitnya dan apa yang dia rasakan. Tanaman

sesungguhnya juga mengkomunikasikan mengenai penderitaan yang

dialami dari kekurangan atau kelebihan hara meineral sebagai makanannya.

Namun bedanya tanaman diam, hanya divisualisasikan dengan bahasa

visual melalui gejala yang berkemabng pada daun, batang, akar atau organ

yang lain. Hal yang penting bagi kita adalah bagaimana memahami bahasa

visual itu sehingga kita dapat mendiagnose secara lebih baik lalu mengatasi

permasalahan yang diderita oleh tanaman yang bersangkutan.

Dalam manajemen produksi pertanian modern, kedepan rekomendasi

pemberian nutrisi harus didahului dengan diagnosis hara mineral pada

tanaman, misalnya melalui diagnosis berdasarkan gejala visual (visible

symptoms) dan analisis tanaman (plant analysis). Untuk mencegah dampak

negatif yang timbul, pemberian pupuk tertentu baru dilakukan bila status

hara mineral tersebut pada kisaran defisiensi (“deficiency range”) (Grundon,

1987).

1.1. Zone Defisiensi, Peralihan, Kecukupan dan Lewat Cukup

Hubungan antara pertumbuhan (yang dicerminkan dengan produksi

berat kering tanaman) dengan ketersediaan dan konsentrasi hara mineral

dalam jaringan tanaman secara umum digambarkan seperti pada Gambar 9

berikut. Pada prinsipnya hubungan tersebut dibedakan menjadi 4 zone yang

berbeda yaitu zone defisiensi, peralihan, kecukupan dan lewat cukup.

Artinya adalah status nutrisi tanaman yang mempengaruhi pertumbuhan dan

2

hasil adalah berbeda antara zone defisiensi, peralihan, kecukupan dan lewat

cukup. Namun status nutrisi seperti pada gambar tersebut tidak selalu dapat

berlaku umum, karena sangat tergantung dari jenis hara mineral dan

tanamannya. 100 75 50 25

0 Konsentrasi hara dalam jaringan

Gambar 1. Hubungan antara pertumbuhan dengan konsentrasi hara dalam jaringan tanaman

Gambar 1 menjelaskan bahwa pada zone defisiensi penambahan hara

dalam tanah (melalui pemupukan) hanya berakibat meningkatkan produksi

berat kering, tetapi konsentrasi hara dalam jaringan tanaman tetap,

sedangkan pada zone peralihan penambahan hara melalui pemupukan

disamping berakibat meningkatkan konsentrasi hara dalam jaringan

tanaman, juga meningkatkan produksi berat kering. Pada zone cukup

penambahan hara melalui pemupukan berakibat meningkatkan kandungan

hara dalam jaringan tanaman, tetapi tidak meningkatkan berat kering atau

hasil panen. Kurva respon pada bagian ini disebut “luxury consumption”

(konsumsi berlebihan). Sedangkan pada zone lewat cukup penambahan

Konsentrasi kritis/CDL

Zone kecukupan

Zone lewat cukup (toksik)

Pengurangan pertumbuhan 10%

Zone peralihan (transisi)

Pert

um

bu

han

(%

) d

ari la

ju m

aks.

Zo

ne d

efi

sien

si

CTL

3

hara melalui pemupukan berakibat kandungan hara dalam jaringan tanaman

bertambah, tetapi hasil panen atau produksi tanaman menurun.

Konsentrasi kritis (critical value) adalah konsentrasi tepat dibawah

konsentrasi yang membrikan pertumbuhan optimum. Karena konsentrasi

kritis hanya satu titik (bukan kisaran), maka sangat sulit

menginterprestasikan hasil analisis bila nilainya berada di atas atau di

bawah nilai tersebut. Para ahli lalu mengajukan istilah “CNR” (Critical

Nutrient Range) yaitu kisaran konsentrasi hara dalam jaringan tanaman yang

menyebabkan penurunan berat kering atau hasil sebesar 0 – 10%.

Konentrasi hara yang menyebabkan berat kering atau hasil menurun

sebesar 10% disebut CDL (critical defisiensi level), sedangkan CTL (critical

toxic level) adalah konsentrasi yang menyebabkan terjadinya toksisitas.

1.2. Diagnosis Berdasarkan Gejala Visual

Gangguan hara pada tanaman merupakan masalah utama bagi petani

di dunia, di samping masalah-masalah penting lainnya. Sistem bertanam

secara terus menerus dan meningkatnya intensitas tanam menyebabkan

problem gangguan hara bertambah besar. Disatu pihak menyebabkan

defisiensi hara tertentu dan dilain pihak menimbulkan toksisitas dimana

pada daerah tersebut sebelumnya hara bukan merupakan suatu masalah.

Dalam situasi seperti itu, petani-petani modern dan juga ilmuwan pertanian

membutuhkan informasi untuk membantu mengambil keputusan apakah

tanaman di lapangan mengalami gangguan hara atau tidak. Gejala

defisiensi atau toksisitas hara umumnya dapat digunakan untuk maksud

tersebut (Grundon, 1987).

Diagnosis berdasarkan gejala visual di lapangan sangat komplek dan

sulit terutama bila kejadian defisiensi lebih dari satu hara mineral secara

4

simultan atau defisiensi hara tertentu bersamaan dengan toksik hara yang

lain. Misalnya pada tanah masam tergenang, toksisitas Mn simultan dengan

defisiensi Mg. Diagnosis akan semakin komplek bila kekurangan atau toksik

hara disertai dengan adanya hama penyakit (Epstein, 1972; Marschner,

1986).

Diagnosis berdasarkan gejala visual (visible symptom) memerlukan

pendekatan sistematis antara lain apakah hara yang didiagnosis sifatnya

mobil dalam floem atau tidak, bagian tanaman mana yang terserang dan

lain-lain. Pendekatan sistematis tersebut menurut Marschner (1986) seperti

pada Gambar 10, sedangkan diagnosis visual menurut Grundon (1987)

memerlukan langkah-langkah observasi meliputi :

1. Pengumpulan informasi. Informasi mengenai tampilan tanaman dalam

keadaan sehat pada semua stadia pertumbuhannya. Informasi berikutnya

yang diperlukan adalah gejala gangguan masing-masing hara, dan

gangguan berbagai penyakit terhadap tanaman.

2. Mencatat sejarah perkembangan masalah. Pencatatan dilakukan

terhadap teknik budidaya, curah hujan, suhu, waktu tanam, varietas, jenis

tanaman yang ditanam sebelumnya dan pemeliharaannya, tipe tanah dan

hasil analisis tanah dan analisis sampel tanaman.

3. Mendeskripsikan gejala. Mencatat penampilan umum tanaman meliputi

warna, ukuran, bentuk, orientasi pertumbuhan, dan pola perkembangan

gejala pada organ.

4. Diagnosis akhir. Setelah semua informasi dikumpulkan, dibuat keputusan

penyebab masalah. Contoh : apabila gejalanya hanya pada single plant

mungkin karena variasi genetik tanaman. Gejala yang disebabkan oleh

gangguan hara umumnya terjadi pada banyak tanaman pada area luas

berhubungan dengan kondisi tanah atau pola pengelolaan.

5

Gejala defisiensi atau toksisitas secara visual umumnya telah cukup

membantu dalam mendiagnosis gangguan hara, terutama bila dilakukan

oleh orang atau ahli yang sudah berpengalaman pada tanaman spesifik

tertentu dan daerah tertentu dimana dia sudah biasa bekerja disana. Artinya

adalah dituntut pengetahuan yang cukup dan ketelitian yang tinggi karena

gejala gangguan hara bervariasi sangat besar tergantung atas spesies

tanaman, kondisi lingkungan, umur tanaman dan kemiripan gejalanya

dengan gangguan lain seperti infeksi penyakit, kerusakan oleh hama atau

karena gangguan gulma (Grundon, 1987; Marschner, 1986; Baligar dan

Duncan, 1990).

Apabila tanaman tidak dapat menerima hara yang cukup seperti yang

dibutuhkan, maka pertumbuhannya akan lemah dan perkembangannya

tampak abnormal. Pertumbuhan yang abnormal juga akan terjadi bila

tanaman menyerap hara melebihi untuk kebutuhannya bermetabolisme.

Diagonsis defisiensi dan tosksisitas hara pada tanaman dapat dilakukan

dengan 2 pendekatan yaitu pendekatan dengan diagnosis gejala visual dan

analisis tanaman (Grundon, 1987; Marschner, 1986; Baligar dan Duncan,

1990).

Tumbuhan menanggapi kurangnya pasokan unsur esensial dengan

menunjukkan gejala kekahatan yang khas. Gejala yang terlihat meliputi

terhambatnya pertumbuhan akar, batang atau daun, serta klorosis atau

nekrosis pada berbagai organ. Gejala khas sering membantu untuk

mengetahui fungsi suatu unsur pada tumbuhan dan pengetahuan akan

gejala tersebut menolong para petani untuk memastikan bagaimana serta

kapan harus memupuk tanamannya.

Sebagian besar gejala mudah terlihat dan tampak pada sistem tajuk,

kecuali bila tanaman ditumbuhkan secara hidroponik. Gejala pada akar tak

6

dapat dilihat tanpa mencabut akar dari tanah, sehingga gejala kekahatan

hara pada akar kurang dikenal.

Gejala kekahatan suatu unsur terutama bergantung pada dua faktor

yaitu fungsi unsur tersebut dan mudah tidaknya unsur tersebut berpindah

dari daun tua ke daun yang lebih muda atau ke organ-organ lainnya

(Epstein, 1972). Contoh yang baik untuk menjelaskan kedua faktor tersebut

adalah klorosis yang disebabkan oleh Mg. Karena Mg adalah bagian

esensial molekul klorofil, maka klorofil tak terbentuk tanpa Mg atau terbentuk

dalam jumlah sedikit bila konsentrasi Mg rendah. Klorosis pada daun tua

yang terletak lebih rendah terlihat lebih parah dari pada daun muda.

Perbedaan tersebut menggambarkan bahwa bagian yang lebih muda dari

tumbuhan mempunyai kemampuan untuk mengambil hara yang mudah

bergerak (mobil) dari bagian yang lebih tua (Salibury dan Ross, 1992).

Secara umum gangguan hara yang menghambat pertumbuhan dan

hasil dalam sekala yang ringan tidak dapat dilihat karakteristik gejala

visualnya secara spesifik. Gejala menjadi tampak dapat dilihat dengan

tegas apabila defisiensinya atau toksisitasnya berat sehingga laju

pertumbuhan dan hasil sangat tertekan. Sebagai contoh, gejala defisiensi

Mg pada serealia dapat teramati dengan jelas pada kondisi lapang selama

perkembangan batang, tetapi hal itu tidak berpengaruh merusak bila kahat

terjadi pada akhir pengisian biji (Pisarak, 1979 dalam Marschner, 1986).

Gejala defisiensi atau kelebihan hara lebih mudah dilihat pada daun,

tetapi mungkin juga terjadi pada bagian lain dari tanaman seperti pucuk

batang, buah dan akar. Gejala defisiensi atau toksisitas umumnya spesifik

untuk hara tertentu. Oleh karena itu adalah memungkinkan menggunakan

penampakan visual untuk mendiagnosis tanaman sakit karena kekurangan

atau kelebihan hara (Grundon, 1987). Agar diagnosis memberikan hasil

7

yang memuaskan, Marschner (1986) menyatakan perlunya pendekatan

sistematis dalam melakukan diagnosis berdasarkan gejala visual, seperti

disajikan pada Gambar 2. Klorosis dan nekrosis adalah 2 kriteria penting

yang digunakan dalam pendekatan sistematis tersebut.

Pada Gambar 2 tampak bahwa gejala visual defisiensi hara dapat

dilihat pada daun tua dan daun dewasa (“old and mature leaf blades”) atau

pada daun muda dan pucuk (“young leaf blades and apex”) tergantung

apakah hara yang didiagnosis sifatnya mobil atau immobil dalam phloem.

Untuk hara mobil seperti N dan Mg gejala visual pertama tampak pada daun

tua dan daun dewasa, sedangkan untuk hara immobil seperti Ca gejala

visual pertama tampak pada daun muda dan/atau pucuk.

8

Bagian tanaman (Plant part)

Gejala umum (prevailing symptoms)

Gangguan (disorder)

Defisiensi

Toksik

Keterangan : hara yang diberi tanda kurung, simtomnya atau gangguannya bervariasi

Gambar 2. Pendekatan sistematis diagnosis gejala visual (Marschner

(1986)

Berbeda dengan gejala visual defisiensi, gangguan toksisitas hara cara

pendekatannya hanya berdasarkan gejala visual pada daun tua dan daun

dewasa. Marschner menyatakan bahwa gejala visual defisiensi jauh lebih

spesifik sifatnya dari gejala visual toksisitas, karena toksik satu unsur hara

mineral tertentu akan menginduksi defisiensi hara mineral yang lain.

Ketelitian hasil diagnosis sangat ditentukan oleh akuratnya informasi

tambahan meliputi pH tanah, hasil analisis tanah, status air tanah, kondisi

cuaca, riwayat pemberian pupuk, fungsida atau pestisida dan lain-lain

(Marschner, 1986). Dalam beberapa kasus hasil diagnosis berdasarkan

Deformation (perubahan bentuk)

Young leaf blades and

apex

Chlorosis Uniform

Interveinal atau

Blotched

Fe (S)

Zn (Mn)

Nekrosis

Ca, B, Cu

Mo (Zn, B)

Old and mature leaf

blades

Nekrosis Spots

Tip and marginal scorch

Mn (B)

B (garam)

Chlorosis

Non spesifik

toxicity

Old and mature leaf

blades

Chlorosis Uniform

Interveinal atau

Blotched

N (S)

Mg (Mn)

Nekrosis Tip and marginal scorch

Interveinal

K

Mg (Mn)

9

gejala visual dapat secara langsung digunakan sebagai rekomendasi

pemupukan. Sebaliknya, sering pula terjadi hasil diagnosis gejala visual

belum cukup untuk dapat merekomendasi-kan pemupukan sehingga

diperlukan analisis tanaman (Baligar dan Duncan, 1990).

Kelemahan diagnosis gejala visual adalah : (1) Diagnosis tanaman di

lapangan sangat komplek, dimana gejala visual baru tampak bila

defisiensinya atau toksisitasnya yang dicerminkan oleh laju pertumbuhan

dan hasil tanaman betul-betul tertekan; (2) Diagnosis menjadi komplek bila

terjadi defisiensi beberapa jenis hara secara bersamaan atau defisiensi hara

tertentu disertai toksik hara lain. Contohnya, pada tanah tergenang,

defisiensi Mg disertai toksik Mn; dan (3) Diagnosis menjadi sulit bila ada

serangan hama penyakit, serangan mekanis dan lain-lain.

Langkah-langkah observasi dalam melakukan diagnosis berdasarkan

gejala visual menurut Grundon (1987) adalah : a) pengumpulan informasi

meliputi kondisi lingkungan tanaman seperti curah hujan dan suhu, waktu

tanam, varietas yang ditanam, riwayat tindakan budidaya dan tipe tanah, b)

pengamatan gejala, menyangkut bagian tanaman yang menampakkan

gejala, jenis gejala seperti abnormalitas, perubahan warna, ukuran, bentuk,

oriemntasi dan pola gejala, serta c) membuat kesimpulan (keputusan) hasil

diagnosis. Disebutkan bahwa apabila semua informasi telah terkumpulkan,

kemungkinan pertama yang paling penting adalah apakah gejala gangguan

tersebut disebabkan oleh serangga, penyakit, nematoda atau karena

kerusakan mekanis. Apabila gejalanya hanya ditemukan pada tanaman

tunggal (“a single plant”) biasanya hal tersebut disebabkan oleh hal-hal tadi

atau karena akibat variasi genetik (“genetic variation”) dalam populasi

tanaman. Gejala yang disebabkan oleh gangguan hara umunnya terjadi

pada banyak tanaman dalam sekala areal yang cukup luas karena terkait

10

dengan jenis tanah, manajemen pengelolaan, dan lain-lain. Bila gangguan

yang disebabkan oleh serangga, penyakit, nematoda atau karena kerusakan

mekanis dapat dieleminasi, maka gejala visual tiap-tiap jenis hara tertentu

dapat dibandingkan dan dicocokkan dengan ciri-ciri gangguan hara masing-

masing. Ciri-ciri tentang gejala kekahatan hara pada tanaman (Salisbury

dan Ross, 1992) disajikan pada Tabel 1.

Tabel . Ciri-ciri tentang gejala kekahatan hara tertentu pada tanaman (Salisbury dan Ross, 1992).

Unsur yang kahat

Gejala Unsur yang kahat

Gejala

Nitrogen

Daun yang lebih tua atau lebih rendah letaknya banyak terpengaruh; efeknya mengelompok atau menyebar

Kalsium

Daun muda atau kuncup daun yang terpengaruh, gejala mengelompok

Efeknya umumnya meluas keseluruh tumbuhan, dedaunan di bawah agak mengering atau terbakar, tumbuhan berwarna hijau tua atau hijau muda

Kuncup akhir mati, terjadi setelah perubahan bentuk pada ujung atau pangkal daun muda.

Tumbuhan hijau muda, dedaunan yang terletak lebih dibawah berwarna kuning, mengering sampai berwarna cokelat terang, tangkai pemdek dan pipih bila kekahatan unsur terjadi pada taraf

Daun muda pada kuncup akhir mula-mula melengkung secara khas, akhirnya mati pucuk mulai dari ujung dan tepi sehingga pertumbuhan selanjutnya dicirikan oleh

11

pertumbuhan lanjut

matinya jaringan di daerah ini.

Fosfor Tumbuhan hijau tua, sering muncul warna merah dan ungu, tangkai pendek dan pipih jika kekahatan unsur terjadi pada taraf pertumbuhan lanjut

Boron Daun muda pada kuncup khir pangkalnya menjadi hijau muda lalu patah. Pada pertumbuhan lanjut daun terpilin akhirnya tangkai kuncup akhir mati pucuk.

Magnesium Efeknya sering mengelompok, bercak warna atau klorosis dengan atau tanpa bercak jaringan mati pada daun yang terletak lebih bawah, sedikit atau tak ada daun yang terletak di bawah yang mengering

Tembaga Daun muda layu tetap (ujungnya terbakar) tanpa bercak atau gejala klorosis. Ranting atau tangkai tepat dibwah ujung dan pentul biji sering tak mampu tegak bila kekurangannya parah.

Magnesium Daun dengan bercak warna atau klorosis, memerah secara khas seperti pada tanaman kapas, kadang dengan bercak mati, ujung dan tepi daun melengkung ke bawah atau ke atas, tangkai pipih

Tembaga Kuncup akhir umumnya tetap hidup, layu atau klorosis pada daun muda atau daun kuncup dengan atau tanpa bercak jaringan mati, urat daun berwarna hijau muda atau hijau tua.

Kalium Daun dengan bercak warna atau klorosis, berbercak jaringan mati kecil atau besar.

Mangan Daun muda tidak layu, klorosis dengan atau tanpa bercak, jaringan mati tersebar diseluruh daun

Bercak jaringan mati kecil, biasanya diujung dan diantara urat-urat daun, lebih jelas di tepi daun,

Urat yang kecil cendrung tetap hijau sehingga tampak seperti jala-jala

12

tangkai pipih.

Seng Bercak meluas, menyebar dengan cepat, biasanya meliputi daerah antar urat daun dan akhirnya mencapai urat sekunder bahkan primer, daun tebal, tangkai beruas pendek.

Belerang Daun muda dengan urat dan jaringan antar urat daunberwarna hijau muda

Besi Daun muda klorosis, urat pokoknya bewarna hijau khas, tangkai pendek dan pipih.

1.3. Diagnosis Berdasarkan Analisis Tanaman

Fokus poerhatian dalam diagnosis gangguan hara mineral berdasarkan

analisis tanaman adalah menentukan nilai kritis defisiensi (“critical deficiency

levels/CDL”) dan nilai kritis keracunan (“critical toxicity levels/CTL”) masing-

masing hara mineral pada jaringan tanaman. Penentuan CDL diperlukan

dalam kaitannya dengan rekomendasi saat pemupukan dilakukan.

Pertumbuhan maksimum terjadi antara CDL dan CTL. Dalam prakteknya

nilai CDL bukan merupakan satu titik nilai, melainkan merupakan suatu

kisaran/range nilai. Biasanya nilai CDL didefiniskan sebagai suatu taraf

dimana perumbuhan atau hasil 5 – 10% dibawah maksimum (Epstein, 1972;

Marschner, 1986; Baligar dan Duncan, 1990).

Nilai CDL dan CTL umumnya ditentukan berdasarkan atas percobaan

dengan menumbuhkan tanaman pada kondisi lingkungan terkontrol dengan

variasi suplai hara mineral dalam kisaran yang luas. Berdasarkan atas hasil

percobaan tersebut kemudian hara mineral dalam jaringan tanaman dalam

hubungannya dengan pertumbuhan dan hasil dikelompokkan menurut

13

kisaran defisiensi, rendah, cukup, tinggi atau toksik (Marschner, 1986).

Misalnya untuk tanaman kedelai, Marschner (1986) menyebutkan kisaran

defisien, rendah, cukup, tinggi dan toksik masing-masing untuk hara P, K

dan Mn adalah seperti pada Tabel 2.

Tabel 2. Kandungan hara P, K dan Mn pada daun kedelai (persen berat kering) (Marschner, 1986).

Jenis hara Status kandungan hara

Defisien Rendah Cukup Tinggi Toksik

P (%) < 0,16 0,16 – 0,25

0,26 – 0,50

0,51 – 0,80

> 0,80

K (%) <1,26 1,26 – 1,70

1,71 – 2,50

2,51 – 2,75

> 2,75

Mn (mg/kg) <15 15 - 20 21 - 100 100 - 250 >250

Kandungan hara mineral dalam jaringan tanaman hasil diagnosis

berdasarkan analisis tanaman dipengaruhi oleh berbagai faktor penting yaitu

:1) stadia perkembangan tanaman, 2) bagian tanaman yang diambil sebagai

sampel, 3) spesies tanaman, 4) interaksi hara dalam tanah dan 5) faktor

lingkungan seperti suhu, kelembaban dan lain-lain (Marschner, 1986).

Pada umumnya status nutrisi pada tanaman paling baik dicerminkan

oleh kandungan hara mineral pada daun dibandingkan dengan organ-organ

lain (Grundon, 1987). Oleh karena itu daun biasanya paling sering

digunakan sebagai sampel dalam analisis tanaman. Namun demikian dalam

beberapa jenis tanaman dan jenis-jenis hara tertentu kadang-kadang

kandungannya berbeda antara lembaran daun (“leaf blades”) dan petiole

dimana kadang-kadang petiole lebih cocok digunakan sebagai indikator

status nutrisi tanaman (Bouma, 1983 dalam Marschner, 1986). Untuk

tanaman buah-buahan seringkali buahnya merupakan indikator paling baik

terutama untuk kalsium dan boron yang sangat terkait erat dengan kualitas

buah dan daya simpan (Chen et al., 1998)

14

Penggunaan organ daun sebagai sampel juga perlu

mempertimbangkan umur daun tergantung jenis hara yang akan dianalisis.

Untuk hara N, K dan Mg daun dewasa lebih baik digunakan sebagai

indikator status hara karena pada daun muda ketiga hara tersebut

konsentrasinya konstan (Marschner, 1986). Untuk kalium, daun muda tidak

cocok sebagai indikator karena taraf defisiensi dan toksik berkisar hanya dari

3,0 sampai 3,5% dibandingkan dengan 1,5 sampai 5,5% pada daun dewasa.

Sebaliknya untuk Ca, daun muda lebih cocok digunakan sebagai indkator

karena gejala defisiensi pertama terjadi pada bagian tersebut.

Terdapat kontroversi apakah rekomendasi pemupukan lebih tepat

berdasarkan hasil analisis tanaman atau hasil analisis tanah. Analsis tanah

menunjukkan potensi ketersediaan hara dalam tanah yang dapat diserap

akar, sedangkan analisis tanaman merefleksikan status nutrisi aktual dalam

jaringan tanaman. Marschner (1986) menyatakan secara prinsip kombinasi

kedua metode tersebut akan lebih baik dalam merekomendasikan

pemupukan dibandingkan hanya dengan satu metode saja. Kepentingan

relatif dalam meilih salah satu metode dari kedua metode tersebut

tergantung pada beberapa kondisi seperti spesies tanaman, sifat tanah dan

hara mineral yang menjadi masalah.

Faktor-faktor yang mempengaruhi kandungan hara hasil analisis

tanaman adalah :

1. Stadia pertumbuhan tanaman dan umur daun. Semakin tua umur

tanaman atau organ tanaman, kandungan haranya semakin turun

kecuali Ca. Penurunan tersebut karena meningkatnya kandungan

pembentuk struktur sel (dinding sel dan ligin). Contohnya seperti tabel

berkut 3.

15

Tabel 3. Kandungan hara tanaman Picca abies pada umur berbeda

Jenis hara

Umur tanaman Picca abies (tahun)

1 2 3 4

N 1,79 1,76 1,46 1,22

P 0,20 0,17 0,14 0,13

K 0,63 0,56 0,47 0,44

Mg 0,04 0,04 0,03 0,03

Ca 0,28 0,40 0,50 0,59

Keterangan : angka atau data tersebut berupa persentase kandungan hara

terhadap berat kering tanaman

2. Spesis tanaman. Kandungan hara berbeda menurut spesies karena

perbedaan metabolismenya, walaupun yang dianalisis adalah organ

yang sama dengan umur sama.

3. Bagian tanaman dan posisinya. Daun umumnya merupakan bagian atau

organ tanaman yang paling ocock untuk analisis, karena Responnya

terhadap pemberian hara cepat dan baik, Mudah dikumpulkan dan

Konsentrasi haranya cukup tinggi sehingga penenuan titik kritis bisa

lebih mudah.

4. Interaksi hara. Meningkatnya persediaan hara tertentu akan

meningkatkan pertumbuhan tanaman, sehingga apabila hara lain tidak

meningkat maka terjadilah defisiensi hara lain tersebut.

5. Faktor lingkungan (cahaya, temperature, RH). Bila cahaya meningkat

maka fotosintesis meningkat dan hal itu menurunkan konsentrasi

kebanyakan hara. Atau ratio hara/BK menurun. Bila temperatur

meningkat mengakibatkan transpirasi meningkat, serapan hara

meningkat dan itu menyebabkan kandungan hara dalam jaringan

meningkat (ratio hara/BK meningkat). Selanjutnya bila RH turun maka

transpirasi meningkat. Akibatnya adalah analog seperti temperature

meningkat.

16

6. Sifat tanah. Pada pH rendah maka Al, B, Cu, Fe dan Mn meningkat

tetapi Mo menurun. Pada kadar air kapasitas lapang, hara meningkat

tetapi diluar kapasitas lapang maka hara menurun.

1.4. Pengaruh Gangguan Unsur Hara Terhadap Pertumbuhan Tanaman

Pengaruh defisiensi unsur hara yang nyata adalah menghambat

pertumbuhan tanaman sehingga ukuran tanaman menjadi relative lebih

kecil. Efek lebih jauh adalah menurunkan asimilat (hasil fotosintesis) bersih

tanaman.

Defisiensi unsur hara dapat menyebabkan terhambatnya pertumbuhan

sel secara tiba-tiba. Akan tetapi respon sel berbeda-beda menurut jaringan

dan organ tanaman. Respon sel akar (root) dan tajuk (shoot) terhadap

defisiensi unsur hara menghasilkan root/shoot rasio yang makin besar.

Artinya pada kondisi defisiensi, akar memiliki tingkat pertumbuhan yang lebih

baik dari pada tajuk. Keadaan ini terjadi disebabkan oleh distribusi asimilat

lebih besar ditujukan pada akar dengan harapan akar akan tumbuh lebih

cepat, lebih panjang, lebih dalam dan kelak akan mampu memasok nutrisi

untuk pertumbuhan tajuk lebih baik. Pengaruh defisiensi berbagai unsure

hara dan jaringan/organ yang dipengaruhi seperti Tabel 4, sedangkan

gejala-gejala umum defisiensi dan toksisitas unsur hara seperti pada Tabel 5

dan Tabel 6.

17

Tabel 4. Pengaruh defisiensi berbagai unsur hara dan jaringan/ organ yang dipengaruhi

Pengaruh Jaringan/organ

Defisiensi N

- Menekan jumlah sel

- Menghambat pembesaran sel

- Meningkatkan denukleasi

- Meningkatkan pembentukan sel aerenchyma

Akar

Daun dan akar

Kortek akar

Kortek akar

Defisiensi P

- Menghambat pembesaran sel

- Meningkatkan pembentukan sel aerenchyma

Daun

Akar

Defisiensi K

- Ukuran sel mengecil

Daun

Defisiensi Ca

- Menghambat pembelahan sel

- Menghambat pembesaran sel

- Meningkat denukleasi

Berbagai organ

Pollen tube

Kortek akar

Defisiensi Fe

- Memacu pembelahan sel

Akar

Defisiensi Mn

- Memacu pembesaran sel

- Memacu pembelahan sel

Akar

Akar

Defisiensi B

- Menekan pembelahan sel

- Menekan pembesaran sel

- Menekan pemanjangan sel

Akar

Akar

Akar

Kelebihan Na

- Menekn pembelahan sel

- Menekan pembesaran sel

Akar

Akar

Sumber : Fageria (1992)

18

Tabel 5. Gejala-Gejala Umum Defisiensi Unsur hara

Unsur Gejala defisiensi unsur

Nitrogen (N)

Fosfor (P)

Kalium

(K)

Kalsium

(Ca) Magnesium

(Mg)

Sulfur (S)

Seng (Zn)

Besi (Fe)

Mangan (Mn)

Tembaga (Cu)

Molibdenum

(Mo)

Boron (Bo)

Perubahan warna menjadi pucat (klorosis) terjadi pada daun-daun tua. Secara keseluruhan daun-daun berwarna hijau kekuningan (pucat) dan pertumbuhan terhambat (kerdil) Pertumbuhan terhambat (kerdil), daun-daun tua ungu oranye, daun-daun muda berwarna hijau tua kusam Daun-daun tua menunjukkan gejala flek-flek terbakar atau pada tepi daun mulai dari ujung daun. Tanaman lebih peka terhadap penyakit, kekeringan dan udara dingin. Daun-daun muda yang baru terbentuk berwarna putih, titik tumbuh mati (mati pucuk) dan mengeriting. Tepi-tepi daun helaian di sela-sela tulang daun dan mengalami klorosis dan disertai perubahan warna daun tua menjadi bersemu merah muda, daun kadang-kadang menggulung mirip dengan gejala kekeringan. Klorosis terjadi pada daun-daun muda. Pada kasus berat seluruh daun tanaman berwarna hijau kekuningan (pucat) seperti gejala defisiensi N. Timbul strip-strip karat pada daun tua dan disertai klorosis pada daun-daun dewasa, ukuran daun lebih sempit-sempit. Klorosis terjadi pada helaian di sela-sela tulang daun muda, pada kasus berat seluruh daun berubah warna menjadi kuning yang akhirnya putih. Gejala yang timbul akibat defisiensi Mn mirip dengan gejala defisiensi Fe, tetapi pada taraf berat daun tidak menjadi putih melainkan mengalami nekrosis (mati) Klorosis pada daun-daun muda, daun menggulung dan mati pucuk. Daun-daun muda menjadi burik pucat, daun-daun menjadi putih dan mengalami kelayuan. Pucuk daun berwarna hijau pucat, berwarna perunggu dan kematian pada titik tumbuh.

Sumber : Fageria et.al. (1991)

19

Tabel 6. Gejala-gejala Umum Keracunan Unsur hara

Unsur Gejala Keracunan unsur

N

P

K

S

Mg

Fe

Zn

Mn

Cu

B

Tanaman berwarna hijau tua, rimbun, namun biasanya membentuk sistem perakaran yang kecil (dangkal dan terbatas), gejala terbakar pada daerah tepi daun dan diikuti mati jaringan pada helaian di sela-sela tulang daun Nekrosis dan mati titik tumbuh. Klorosis pada helaian daun di sela-sela tulang daun muda dan gejala gosong di daerah tepi daun tua Kelebihan K menyebabkan defisiensi Mg, Mn, Zn dan Fe. Pertumbuhan terhambat dan ukuran daun menjadi sempit, tulang daun menguning dan menimbulkan gejala terbakar pada daun. Kelebihan Mg dapat menginduksi defisiensi k Menyebabkan timbulnya warna perunggu pada daun-daun tua dan menyebabkan defisiensi unsure P, K dan Zn. Kelebihan Zn dapat menyebabkan defisiensi Fe. Klorosis terjadi pada helaian di sela-sela tulang daun muda, pada kasus berat seluruh daun berubah warna menjadi kuning yang akhirnya putih. Penguningan daun yang dimulai dari tepi daun-daun tua. Penyebaran klorofil yang tidak merata. Pertumbuhan terhenti, cabang yang terbentuk sedikit, menginduksi defisiensi Fe. Interveinal necrosis

Sumber : Fageria et.al.(1997)

20

1.5. Diagnosis Berdasarkan Analisis Tanah

Sudah lama diperdebatkan apakah hasil analisis tanah atau analisis

tanaman yang lebih cocok untuk rekomendasi pemupukan. Kedua metode

tersebut mempunyai kelebihan dan kekurangan. Analisis tanah

menunjukkan potensi ketersediaan hara dalam tanah yang dapat diserap

oleh akar dalam kondisi pertumbuhan dan aktivitas akar yang baik. Analisis

tanaman merepleksikan status hara aktual dalam tanaman. Oleh karena itu,

kombinasi kedua metode sebagai dasar rekomendasi pemupukan lebih baik

daripada hanya dengan 1 metode. Sebagai contoh, pada rumput makanan

ternak (pastures) metode analisis tanaman lebih baik, karena pola perakaran

dari pasture yang tercampur (ada spesies yang akarnya dalam dan dangkal),

dan dengan mengetahui komposisi hara aktual pada rumput sangat penting

artinya bagi nutrisi ternak.

Analisis tanah bertujuan untuk mengetahui kandungan unsur hara

sebagai gambaran status kesuburan tanah. Kesuburan tanah tersebut

dapat dinilai dengan beberapa metode pendekatan yaitu : (1) Analisa contoh

tanah, (2) Mengamati gejala-gejala (symptom) pertumbuhan tanaman, (3)

Analisa contoh tanaman, (4) Percobaan pot di rumah kaca, dan (5)

Percobaan lapangan (Yacob, 2004).

Analisis Contoh Tanah

Analisis tanah dilakukan terhadap contoh tanah yang diambil di

lapangan dengan metode tertentu sesuai tujuan yang diharapkan. Analisa

tanah dilabo-ratorium dilakukan terhadap variabel-variabel kimia dan fisik

tanah seperti pH, kapasitas tukar kation, nitrogen, kalium, fosfor, kalsium,

magnesium (hara makro), hara mikro (Fe, Cu, Zn, B, Mo, dll), bahan organik,

tekstur tanah dan sebagainya. Kadar unsur hara tanah yang diperoleh dari

21

data analisis tanah bila dibandingkan dengan kebutuhan unsur hara bagi

masing-masing jenis tanaman, maka dapat diketahui apakah status/kadar

unsur hara dalam tanah tersebut sangat rendah (kurang), rendah, sedang,

cukup ataukah tinggi, sesuai kriteria tertentu.

Prinsip yang harus diperhatikan dalam uji tanah ialah bahwa metode

analisa tanah tersebut : (1) harus dapat mengekstraksi bentuk unsur hara

yang tersedia saja, secara tepat. Jadi sifatnya selektif artinya tidak

mengekstraksi bentuk yang tidak dapat dimanfaatkan oleh tanaman, (2)

metode analisa yang dipakai dilaboratorium harus sederhana, cepat, mudah

dilaksanakan dan memiliki ketepatan dan ketelitian tinggi, (3) hasil analisis

harus dapat direproduksi. Dengan demikian larutan kimia yang dibuat harus

didasarkan pada pengetahuan yang baik tentang bentuk-bentuk kimia dari

unsur hara di dalam tanah dan tentang sifat akar tanaman dan mekanisme

pelarutan bentuk-bentuk kimia oleh akar tanaman. Oleh karena itu uji kimia

tanah perlu dikorelasikan dengan serapan hara oleh tanaman melalui

percobaan rumah kaca (uji korelasi) dan percobaan lapangan (uji kalibrasi).

Uji korelasi dimaksudkan untuk mendapatkan metode yang tepat untuk

suatu unsur dan tanaman tertentu. Sedangkan uji kalibrasi dimaksudkan

untuk mendapatkan hubungan antara selang kadar suatu unsur hara atau

nilai kritisnya dengan respons tanaman di lapangan terhadap unsur

tersebut. Dengan demikian memberikan nilai agronomik bagi angka uji

tanah tersebut. Tanpa uji kalibrasi maka angka-angka uji tanah tidak berarti

sama sekali. Tentang uji kalibrasi, hal yang perlu diingat ialah bahwa

pengujian harus dilakukan terhadap tiap jenis tanaman, tiap tanah dan tiap

tipe iklim, dengan teknik bercocok tanam yang sama.

Hasil uji tanah yang dilakukan dapat dipakai untuk: (1) menentukan

jumlah hara yang tersedia bagi tanaman, (2) memberi peringatan kepada

22

petani tentang bahaya-bahaya yang mungkin akan terjadi pada

pertanamannya, baik bahaya defisiensi ataupun keracunan, (3) menjadi

dasar penetapan dosis pupuk, dan (4) memberikan perkiraan produksi akibat

pemakaian dosis pupuk tersebut sehingga memungkinkan dilakukannya

evaluasi ekonomi, dan (5) membantu pemerintah dalam menyusun

kebijaksanaan antara lain dalam hal pengadaan dan penyebaran pupuk,

perencanaan wilayah, dan infrastruktur.

Mengamati Symptom Pertumbuhan Tanaman

Mengamati symptom pertumbuhan tanaman metodenya seperti pada

diiagnosis berdasarkan gejala visual seperti di atas. Kekurangan unsur hara

di dalam tanah dapat memperlihatkan gejala-gejala pertumbuhan tertentu

pada tanaman. Misalnya kekurangan unsur hara besi (Fe) akan

menyebabkan chlorosis; kekurangan hara nitrogen (N) menyebabkan

tanaman kerdil, dan sebagainya.

Analisis Contoh Tanaman

Analisis contoh tanaman merupakan bagian dari cara diagnosis

berdasarkan analisis tanaman, dimana dalam hal ini terkait dengan

kenyataan bahwa kekurangan unsur hara di dalam tanah dapat juga

diketahui dari analisis jaringan tanaman. Pendekatan ini didasarkan pada

prinsip bahwa konsentrasi suatu unsur hara di dalam tanaman merupakan

hasil interaksi dari semua faktor yang mempengaruhi penyerapan unsur

tersebut dari dalam tanah. Analisis tanaman umumnya dilakukan terhadap

bagian-bagian tertentu saja ataupun seluruh bagian tanaman. Interpretasi

keadaan kesuburan tanah akan lebih baik apabila kedua cara ini (analisis

23

tanah dan tanaman) digabungkan. Teknik analisis tanaman lebih umum

dipakai untuk tanaman umur panjang dibandingkan tanaman semusim.

Seperti halnya dengan uji tanah, maka pada analisis tanamanpun

pemilihan metode analisis dilakukan melalui uji-uji korelasi dan kalibrasi. Uji

korelasi disini bertujuan untuk mencari hubungan yang paling baik dari kadar

suatu unsur dalam bagian-bagian tanaman tertentu atau seluruhnya dan

pada umur-umur tertentu dengan produksi tanaman. Pada uji kalibrasi dicari

hubungan antara selang ataupun nilai kritis dari unsur tersebut dalam

tanaman dengan produksi tanaman.

Adapun tujuan umum dari analisis tanaman dalam mentukan status

nutisi bagi tanman adalah :

a. Untuk mengdiagnosa atau memperkuat diagnosa gejala kekurangan

unsur hara tertentu yang tampak pada pertumbuhan tanaman di

lapangan. Analisis tanaman telah menjadi alat yang efektif dan

menyakinkan dalam mengidentifikasi kekurangan hara pada tanaman.

b. Untuk mengidentifikasi masalah yang terselubung. Beberapa gejala

kekurangan hara tidak menunjukkan gejala yang spesifik dalam tanaman

atau vigor tanaman tetap baik, tetapi produksi rendah. Analisis tanaman

dapat mengidentifikasi keadaan tersebut (masalah terselubung).

c. Untuk mengetahui kekurangan hara sedini mungkin. Analisis jaringan

tanaman mampu melihat kekurangan hara, walaupun gejala yang

ditunjukkan tidak cukup kuat. Data analisis tanaman dihubungkan

dengan data analisis tanah akan sangat membantu mempercepat

penanganan masalah kekurangan hara di dalam tanah.

d. Untuk mempelajari bagaimana hara dapat diserap tanaman. Jika unsur

hara (pupuk) ditambahkan kedalam tanah untuk memperbaiki

kekurangan hara, seringkali tidak banyak diketahui bagaimana

24

sebenarnya unsur hara masuk/diserap ke dalam tanaman. Dengan

perkataan lain, jika ada respons tidak ada hara yang diserap, padahal

nyatanya hara tidak kurang, disinilah perlunya mengetahui bagaimana

hara dapat diserap setelah ditahan oleh tanah, atau pemberian yang

kurang menguntungkan, atau bagaimana unsur hara diserap tetapi tidak

efektif untuk pertumbuhan tanaman.

e. Untuk mengetahui interaksi atau antagonisme diantara unsur hara.

Tidak jarang ditemui, penambahan hara (pupuk) tertentu menyebabkan

berkurangnya sejumlah hara lainnya di dalam tanah dan menyebabkan

penyerapan unsur hara tersebut oleh tanaman menjadi rendah dan

produksinya juga menurun. Penjelasan bagaimana interaksi tersebut,

sering tidak diketahui. Tersedianya data analisis tanaman mempercepat

kita untuk mengetahui masalah tersebut didalam pemberian hara makro

dan mikro.

f. Sebagai alat bantu pemahaman fungsi hara dalam tanaman. Analisis

seluruh bagian tanaman atau bagian-bagian tertentu secara periodik

dalam satu musim, di bawah kondisi lingkungan tertentu menunjukkan

perbedaan yang besar diantara tanaman, dan sama dalam

varietas/galur. Analisis tanaman digunakan dalam menunjukkan

mobilitas unsur dalam tanaman dan bagian tanaman, dan dapat

mengetahui dimana terdapatnya kebutuhan terbesar beberapa hara

dalam proses metabolisme.

g. Sebagai pembantu dalam mengidentifikasi masalah. Kadang-kadang

analisis tanaman dibutuhkan dalam uji tanah, dalam mengidentifikasi

kasus masalah khusus. Misalnya tanaman jagung pada tanah sangat

masam diduga kekurangan Mg (daunnya kering pucat dan nekrosis).

Hasil analisis tanaman memang Mg-nya rendah (0,07%), tetapi juga

25

kadar Mn sangat tinggi (1000 mg/kg) sedangkan lainnya terlihat normal.

Padahal pH tanahnya hanya berkisar dari 4,7 sampai 5,0; range pH ini

tidak terlalu rendah untuk tanaman jagung.

Percobaan Pot di Rumah Kaca

Percobaan pot di rumah kaca dengan menggunakan tanaman sebagai

indikator (Biological test) dapat pula memberi gambaran mengenai status

unsur hara di dalam tanah. Pendekatan yang dilakukan disini adalah :

contoh-contoh tanah diambil dari daerah yang akan diteliti kemudian dengan

berat tertentu dimasukkan kedalam pot dan ditanamai dengan tanaman

tertentu pula. Selanjutnya setiap pot diberikan perlakuan pupuk menurut

jenis dan jumlah unsur hara yang diteliti (sebagian tanpa pupuk/kontrol).

Dari pertumbuhan atau produksi tanaman yang diperoleh dapat dideteksi

kekurangan dan kebutuhan akan unsur hara dari tanah dan tanaman

tersebut.

Percobaan Lapangan

Percobaan pertumbuhan dan produksi tanaman (biological test) di

lapangan dengan menggunakan berbagai jenis dan jumlah pupuk tertentu

dapat diketahui kekurangan unsur hara yang perlu ditambahkan ke dalam

tanah dalam bentuk pupuk untuk memenuhi kebutuhan unsur hara tanaman

dalam mencapai tingkat produksi tertentu.

26

II. . RESPON HASIL

2.1 Kurva Respon Hasil

Menjaga dan mengontrol nutrisi tanaman merupakan salah satu aspek

yang sangat fundamental dalam pertanian modern. Pengaruh

menguntungkan penambahan hara mineral ke dalam tanah untuk

memperbaiki pertumbuhan tanaman telah dikenal dalam pertanian sejak

lebih dari 2.000 tahun yang lalu (Marschner, 1986). Kemampuan tanaman

untuk memperoleh hara dari tanah tergantung pada kompleks faktor-faktor,

seperti laju tanah mensuplai ion ke permukaan akar, laju akar

mengeksplorasi tanah yang belum tereksploitasi (“unexploited”) serta

interaksi faktor lingkungan dan faktor mikrobiologis.

Pertumbuhan tanaman (dinyatakan dalam bahan kering) dalam

hubungannya dengan persediaan hara mineral dapat digambarkan dalam

bentuk kurve respon pertumbuhan (Gambar 3). Dalam gambar tersebut

dapat dilihat bahwa hara mineral dalam hubungannya dengan pertumbuhan

dikelompokkan menjadi 3 daerah. Pertama; zone kahat/defisien (deficient

range) yaitu laju pertumbuhan meningkat dengan meningkatnya persediaan

hara, kedua; zone cukup (adequate range) yaitu laju pertumbuhan telah

mencapai maksimum dan pada keadaan itu tidak dipengaruhi oleh

persediaan hara tanah, dan ketiga; zone toksik (toxic range) yaitu laju

pertumbuhan menurun dengan meningkatnya persediaan hara (Marschner,

1986).

Dalam produksi tanaman, suplai hara optimal biasanya dilakukan melalui

pemupukan. Aplikasi pemberian pupuk yang rasional membutuhkan

informasi jumlah hara yang tersedia dalam tanah serta status nutrisi pada

jaringan tanaman. Pendekatan yang dapat dilakukan adalah disamping

dengan melakukan analisis kandungan hara tanah tersedia juga dengan

27

analisis status hara tanaman. Analisis status hara tanaman dapat dilakukan

berdasarkan diagnosis gejala visual dan/atau analisis tanaman sebagai

dasar untuk rekomendasi apakah diperlukan pemupukan atau tidak, pupuk

jenis apa yang diperlukan dan berapa jumlahnya (Grundon, 1987; Baligar

dan Duncan, 1990). Berkaitan dengan hal tersebut, dalam manajemen

produksi pertanian modern kedepan rekomendasi pemberian nutrisi harus

didahului dengan diagnosis hara mineral pada tanaman, misalnya melalui

diagnosis berdasarkan gejala visual (visible analysis). Untuk mencegah

dampak negatif yang timbul, pemberian pupuk tertentu baru dilakukan bila

status hara mineral tersebut pada kisaran defisiensi (“deficiency range”)

(Grundon, 1987).

28

symptoms) dan analisis tanaman (plant

Gambar 3-4 memperlihatkan gambaran ideal laju pertumbuhan

sebagai fungsi dari konsentrasi suatu unsur dalam tumbuhan. Pada rentang

konsentrasi rendah yang dinamakan daerah kahat, pertumbuhan naik sangat

tajam bila unsur diberikan lebih banyak dan konsentrasinya dalam tumbuhan

meningkat. Di atas konsentrasi kritis (konsentrasi jaringan minimum yang

Gambar 3. Hubungan antara ketersediaan hara dengan

pertumbuhan tanaman

Gambar 4. Gambaran umum pertumbuhan sebagai fungsi dari konsentrasi

hara dalam jaringan tumbuhan (Epstein, 1972).

29

menghasilkan pertumbuhan hampir maksimum, sekitar 90%), kenaikan

konsentrasi akibat pemupukan tidak banyak berpengaruh pada pertumbuhan

(daerah berkecukupan). Daerah berkecukupan menunjukkan adanya

pemakai-an unsur secara berlebihan, akibat adanya penimbunan di vacuola.

Daerah tersebut cukup lebar untuk hara makro, tetapi lebih sempit untuk

hara mikro. Kenaikan lebih lanjut dari unsur itu akan menyebabkan

keracunan dan pertumbuhan yang menurun (daerah beracun) (Epstein

1972; Baligar dan Duncan, 1990).

Karena penyediaan hara dari tanah sangat bervariasi, tidaklah

mengherankan bila menemukan perbedaan dalam jumlah hara pada

tanaman dilapang. Sebagai contoh, Fitter dan Hay (1981) menyebutkan

herba cenderung mempunyai nitrogen tinggi karena hasil dari adanya

peningkatan nitrogen secara simbiotik. Secara fisiologis tanaman dapat

menyesuaikan diri terhadap kondisi-kondisi lingkungan melalui sinyal yang

timbul dalam tanaman tersebut. Misalnya, tanaman yang tumbuh pada

tanah miskin P akan memiliki kadar P yang rendah. Kadar P tanaman yang

rendah tersebut merupakan sinyal bagi tanaman/akar untuk meningkatkan

daya penyerapan P.

2.2. Hubungan Antara Ketersediaan Hara dengan Pertumbuhan Tanaman

Ketersediaan hara mineral secara langsung atau tidak langsung

mempengaruhi aktivitas fotosintesis tanaman. Apabila ketersediaan hara

mineral suboptimal maka pertumbuhan daun terhambat, dan ini membatasi

besarnya luas daun tanaman. Luas daun yang rendah akan membatasi

hasil fotosintesis bersih yang dihasilkan. Bila hal tersebut terjadi pada fase

reproduktif, maka hasil per luasan areal yang didapatkan akan menurun.

30

Hara mineral berpengaruh terhadap perkembangan bunga dan biji.

Pada beberapa tanaman seperti kedelai, gugurnya bunga dan polong yang

sedang tumbuh merupakan faktor utama yang membatasi hasil.

Kekurangan K selama periode pengisian biji pada gandum memperpendek

periode pengisian biji dan mengurangi berat biji. Pada tanaman Buah Naga

Merah, kandungan hara N, P, dan K jaringan pucuk yang rendah

menyebabkan pertumbuhan tanaman tersebut lambat. Hasil penelitian Rai

dan Sukewijaya (2007) menunjukkan bahwa pertumbuhan tunas Buah Naga

Merah di dataran rendah lebih baik dibandingkan dengan di dataran tinggi,

ditunjukkan oleh rata-rata pertambahan panjang dan keliling tunas di dataran

rendah jauh lebih besar serta berat segar dan berat kering oven tunas nyata

lebih berat, dimana hal itu antara lain berhubungan dengan kemampuan

tanaman di dataran rendah mampu menyerap hara lebih baik.

Pertumbuhan tunas yang lebih baik pada tanaman buah naga merah di

dataran rendah (di Desa Antap, Kecamatan Selemadeg Barat, Tabanan)

didukung oleh lingkungan tumbuh yang sesuai dengan syarat tumbuh yang

dikehendaki. Suhu udara yang ideal bagi tanaman buah naga merah adalah

antara 26 – 36°C dan kelembaban udara 70 – 90% (Kristanto, 2003). Dari

pengamatan suhu dan kelembaban udara harian pada masing-masing lokasi

penelitian (Gambar 5 dan 6) diketahui bahwa kisaran suhu dan kelembaban

udara harian di dataran rendah lebih sesuai dengan kondisi optimal yang

dibutuhkan tanaman buah naga merah yaitu suhu udara berkisar antara 28 –

31°C dan kelembaban antara 67 – 74%, sedangkan di dataran tinggi kisaran

suhu harian 16 – 26°C dan kelembaban udara harian 86 – 97%. Kisaran

suhu antara 16 – 26 0C tergolong terlalu rendah bagi pertumbuhan buah

naga merah. Intensitas cahaya matahari di dataran rendah (79,35%) lebih

tinggi dibandingkan di dataran rendah (53,57%), sementera intensitas

31

cahaya matahari untuk pertumbuhan tanaman buah naga merah yang baik

70 – 80%.

Tabel 7. Pertambahan panjang tunas, pertambahan keliling tunas, panjang tunas total, keliling tunas total, keliling batang utama, berat segar tunas dan berat kering oven tunas tanaman buah naga merah pada masing-masing lokasi penelitian

Lokasi Penelitian

Pertam-bahan panjang tunas (cm/ minggu)

Pertam-bahan keliling tunas cm/ minggu)

Panjang tunas total (cm)

Keliling tunas total (cm)

Keliling batang utama (cm)

Berat segar tunas (gram)

Berat kering oven tunas (gram)

Dataran rendah

12,19** 1,33**

146,23**

15,92**

18,22**

322,54**

35,33**

Dataran tinggi 0,78 0,77 9,37 9,25 21,46 29,98 5,22

Keterangan : ** = berbeda sangat nyata berdasarkan uji-t (P < 0,05) Nilai t-tabel 5% = 2,064 ; 1% = 2,797

Suhu udara yang rendah di dataran tinggi (di Desa Pancasari,

Kecamatan Sukasada, Buleleng) memberikan pengaruh kurang

menguntungkan bagi pertumbuhan tanaman buah naga merah. Suhu rendah

bersifat membatasi proses metabolisme tanaman, dimana dalam penelitian

ini tercermin dari terhambatnya serapan hara oleh tanaman. Terhambatnya

serapan hara pada tanaman buah naga merah di dataran tinggi ditunjukkan

dari hasil analisis jaringan tanaman dimana kandungan hara N, P dan K

pada pucuk tanaman di dataran tinggi lebih rendah dibandingkan dengan

tanaman di dataran rendah, padahal ketersediaan hara N, P dan K yang

ditunjukkan dari hasil analisis tanah di kedua lokasi penanaman

menunjukkan tingkat ketersediaan yang sama yaitu berturut-turut untuk N

(sedang), P (sangat tinggi), dan K (sangat tinggi). Disamping itu, intensitas

32

cahaya matahari yang lebih rendah di dataran tinggi membatasi proses

fotosintesis sehingga pertumbuhan tunas lebih lambat, ditunjukkan oleh

berat kering oven tunas yang nyata lebih rendah.

33

Rata-rata suhu udara harian

10

15

20

25

30

35

I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII XIII XIV XV XVI XVII XVIII

Minggu

Su

hu

( C

)

dataran rendah dataran tinggi

Gambar 5. Rata-rata suhu udara harian di lapangan selama penelitian berlangsung (Desember 2005 s/d April 2006)

34

Rata-rata kelembaban udara harian

50

55

60

65

70

75

80

85

90

95

100

I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII XIII XIV XV XVI XVII XVIII

Minggu

Kel

emb

aban

ud

ara

(%)

dataran rendah dataran tinggi

ambar 6. Rata-rata kelembaban udara harian di lapangan selama penelitian berlangsung (Desember 2005 s/d April 2006)

35

Tabel 8. Hasil analisis jaringan tanaman pada masing-masing lokasi penelitian

Lokasi Penelitian

Tanaman sampel*

N Total (%) P (%) K (%)

Dataran rendah

Sampel 1 0,84 2,09 3,89 Sampel 2 1,50 0,78 4,46 Sampel 3 1,16 1,61 4,74 Rata-rata 1,17 1,49 4,36

Dataran tinggi

Sampel 1 0,43 1,42 2,23 Sampel 2 0,40 0,88 2,68 Sampel 3 0,41 1,33 2,64 Rata-rata 0,41 1,21 2,52

Keterangan: *Jumlah sampel/contoh dari masing-masing lokasi penelitian adalah 3 tanaman

Analisis dilakukan di Laboratorium Ilmu Tanah Fakultas Pertanian Universitas Brawijaya (2006)

Tabel 9. Hasil analisis tanah pada masing-maisng lokasi penelitian

Jenis Analisis Dataran Rendah Dataran Tinggi

Nilai Keterangan Nilai Keterangan

1. pH (1:2,5) 6,65 Netral 6,38 Agak Masam 2. Daya Hantar

Listrik (mmhos/cm)

1,20 Rendah 1,40 Rendah

3. C organik (%) 3,15 Tinggi 2,47 Sedang

4. N total (%) 0,24 Sedang 0,24 Sedang

5. P tersedia (ppm) 270,60 Sangat

Tinggi 74,17

Sangat Tinggi

6. K tersedia (ppm) 853,74 Sangat

Tinggi 756,8

0 Sangat Tinggi

7. Kadar Air (%)

- Kering Udara 7,84 5,79 - Kapasitas Lapang

38,57 38,55

8. Tekstur

- Pasir 39,00 63,09

- Debu 39,95 Lempung 32,55 Lempung Berpasir

- Liat 21,05 4,36

Keterangan: Analisis dilakukan di Laboratorium Ilmu Tanah Fakultas Pertanian Universitas Udayana (2005)

36

Dari analisis jaringan tanaman (Tabel 21) diketahui bahwa tanaman di

dataran tinggi memiliki rata-rata kandungan N total jauh lebih kecil (0,41 %)

dibandingkan dengan kandungan N di dataran rendah (1,17%). Kondisi

serupa juga terjadi pada analisis jaringan tanaman terhadap unsur P dan K.

Walaupun kandungan N, P dan K dalam jaringan tanaman di dataran rendah

lebih tinggi, ternyata konsentrasi tersebut belum masuk dalam katagori

konsentrasi berlebihan atau toksik bagi tanaman (toxicity level) (Marschner,

1986). Rendahnya konsentrasi N dalam jaringan tanaman di dataran tinggi

diduga disebabkan karena pengaruh curah hujan yang lebih tinggi

dibandingkan di dataran rendah dan tekstur tanah yang lebih kasar dimana

tekstur tanah di lokasi penelitian dataran rendah adalah lempung sedangkan

di dataran tinggi lempung berpasir (Tabel 22). Data curah hujan selama

penelitian berlangsung menunjukkan rata-rata curah hujan bulanan di

dataran rendah 216,2 mm dengan jumlah hari hujan 12,8 hari sedangkan

rata-rata curah hujan bulanan di dataran tinggi 391,6 mm dengan jumlah hari

hujan 20 hari. Sesuai pendapat Hardjowigeno (1995) bahwa kehilangan N

dari tanah disebabkan pencucian oleh air hujan dan konsentrasi N lebih

rendah pada tanah berpasir karena lebih mudah merembeskan air. Peranan

utama nitrogen bagi tanaman ialah membentuk sel-sel baru sehingga

pertumbuhan vegetatif tanaman seperti batang, cabang, dan daun

terangsang. Kandungan nitrogen yang lebih tinggi pada jaringan tanaman

buah naga merah di dataran rendah mampu memacu pertumbuhan tunas

lebih cepat. Menurut Marschner (1986) kandungan N yang cukup berfungsi

memacu dan memperbaiki ukuran panjang, lebar, dan luas batang tanaman.

Walaupun ketersediaan hara sangat memengaruhi pertumbuhan

tanaman, tetapi kandungan hara di pucuk ternyata tidak mempengaruhi

37

tingkat gurgurnya bunga dan buah pada tanaman manggis. Hasil penelitian

Rai (2007) menunjukkan bahwa pada tanaman manggis kandungan hara N,

P dan K daun pada pucuk yang bunganya gugur berbeda tidak nyata

dengan kandungan hara N, P dan K daun pada pucuk yang bunganya tidak

gugur, baik pada tanaman asal biji maupun asal sambungan. Hal tersebut

menunjukkan status hara N, P dan K daun bukan sebagai faktor penyebab

gugurnya bunga pada tanaman manggis.

Kandungan hara N, P dan K daun pada pucuk yang buahnya gugur

juga berbeda tidak nyata dengan kandungan hara N, P dan K daun pada

pucuk yang buahnya tidak gugur, baik pada tanaman asal biji maupun pada

tanaman asal sambungan. Data kandungan hara N, P dan K daun pada

pucuk yang bunga dan buahnya gugur yang diperoleh dari hasil penelitian ini

menggambarkan bahwa gugurnya bunga atau buah pada tanaman manggis

asal biji dan sambungan tidak berhubungan erat dengan status hara N, P

dan K daun. Padahal Storey & Treeby (1999) mengemukakan bahwa

kandungan hara pada bagian-bagian tanaman, terutama di daun, sangat

relevan digunakan untuk mengidentifikasi defisiensi, kelebihan atau

ketidakseimbangan hara.

38

Tabel 10. Kandungan hara N, P dan K daun pada pucuk yang bunga dan buahnya gugur dan tidak gugur pada tanaman manggis asal biji dan sambungan

Jenis hara Keadaan bunga Keadaan buah

Bunga gugur

Bunga tidak gugur

Buah gugur

Buah tidak gugur

N 1,14 1,07 tn 1,10 1,14 tn

P 0,04 0,05 tn 0,05 0,05 tn

K 0,85 0,94 tn 0,96 1,21 tn

Keterangan : Untuk jenis hara yang sama pada masing-masing keadaan bunga dan buah, angka-angka yang diikuti oleh tanda tn berarti berbeda tidak nyata pada uji F taraf 5%.

2.3. Ketersediaan Hara dan Hubungan Sink-Source

Status hara mineral dalam jaringan tanaman sangat mempengaruhi

keseimbangan hubungan antara organ pengguna dan penampung

fososintat (sink) dengan organ penghasil fotosintat (source). Sebagai contoh

pemberian N dengan takaran mencukupi adalah penting untuk pertumbuhan

pucuk dan untuk mendapatkan nilai leaf area indeks (LAI) optimal, yatu

nilaiLAI yang dibutuhkan untuk mendapatkan produktivitas tanaman tinggi.

Namun di lain pihak, pemberian N dalam jumlah banyak akan menghambat

pembentukan dan perkembangan organ reproduktif karena terjadi dominansi

pertumbuhan vegetatif sehingga terjadi ketidakseimbangan hubungan antara

sink-source.

Produksi optimum dapat dicapai bila faktor yang menunjang

pertumbuhan tanaman juga dalam keadaan optimum, termasuk kebutuhan

terhadap unsur hara. Ada tiga unsur hara esensial utama bagai tanaman

yaitu nitrogen, fosfor dan kalium. Tanaman yang kekurangan unsur hara

nitrogen, fosfor dan kalium akan mengalami hambatan pertumbuhan dan

produksi, baik kuantitas, kualitas maupun kontinyuitasnya. Jenis hara-hara

lain selain nitrogen, fosfor dan kalium juga sangat penting bagi pertumbuhan

39

dan perkembangan tanaman, tetapi dalam praktek budidaya upaya

pemupukan lebih mengutamakan pada ketiga jenis hara esensial utama

tersebut.

Tanaman yang dipupuk nitrogen berlebihan menyebabkan

pertumbuhannya akan berkembang lebat, pertumbuhan vegetatifnya

dominan, sehingga hanya berbuah sedikit. Pengamatan bahwa pohon yang

vegetatifnya vigor dan memproduksi bunga sedikit mendorong Kraus dan

Kraybill (1918, dalam Cameron dan Dennis, 1986) meneliti peranan nitrogen

dalam pembentukan bunga pada tomat. Ditemukan bahwa tomat berbunga

berhubungan dengan karbohidrat/nitrogen (nisbah C:N) yang tinggi.

Selanjutnya Ryugo (1988) membuat model hubungan antara karobohidrat

dan nitrogen pada pohon apel. Pohon apel termasuk kelas I jika karbohidrat

kurang, vegetatif lemah, nitrogen cukup, dan tidak membentuk bunga; Kelas

II jika karbohidrat agak kurang, vegetatif agak vigor karena pemupukan

nitrogen, tidak berbunga; Kelas III jika mempunyai karbohidrat cukup,

nitrogen cukup, pohon memproduksi bunga banyak dan membentuk buah;

sedangkan kelas IV jika pohon kekurangan nitrogen, memproduksi bunga

sedikit yang jarang membentuk buah. Kondisi pohon dapat diubah dari satu

kelas ke kelas lainnya antara dengan pemupukan dan pemangkasan yang

sesuai. Berdasarkan model yang dikembangkan oleh Ryugo (1988)

tersebut, pohon buah-buahan dapat diatur pembungaannya dengan

mengatur pemupukan nitrogen secara tepat, yang berarti mengatur

keseimbangan hubungan sink-source.

Tajuk tanaman yang terlalu rimbun menyebabkan tanaman sulit

berbuah atau tidak mampu berbuah sama sekali, karena daun-daun banyak

yang ternaungi. Daun-daun yang ternaungi (shaded) atau tumpang tindih

(overlap) antara yang satu dengan yang lain merupakan daun “parasit”

40

sehingga daun tersebut tidak berfungsi sebagai penghasil fotosintat, malah

mengambil fotosintat dari daun-daun yang mendapatkan cahaya matahari.

Membuang cabang atau ranting yang tidak bermanfaat akan merangsang

terjadinya transisi dari pertumbuhan vegegatif ke reproduktif, sekaligus dapat

mengendalikan pertumbuhan tanaman yang berlebihan dan mendukung

kontinyuitas produksi.

Pada prinsipnya pengaturan keseimbangan pertumbuhan vegetatif dan

reproduktif dalam kaitannya dengan pengaturan keseimbangan sink-source

adalah untuk dapat meningkatkan akumulasi fotosintat pada tajuk tanaman

sehingga nisbah C:N meningkat. Tinggi rendahnya hasil fotosintesis dan

akumulasi fotonsintat ditentukan oleh kapasitas “source” (source strenght)

dan kapasitas “sink” (sink strenght). “Source” pada umumnya adalah daun,

merupakan organ tanaman yang mampu mengekspor sebagian fotosintat

yang dihasilkan, dengan kata lain mampu memprodusir fotosintat lebih dari

yang dia konsumsi. Sedangkan “sink” adalah organ tanaman yang memakai

dan/atau menampung hasil fotosintat, misalnya tunas baru, akar, bunga,

buah dan daun-daun yang ternaungi. Kapasitas “source” meliputi dua aspek

yaitu (1) aspek kuantitatif (source size), berkaitan dengan banyaknya

“source”, ditunjukkan oleh jumlah daun atau luas daun, dan (2) aspek

kualitatif (source activity), berkaitan dengan mutu “source” yaitu kecepatan

berfotosintesis per satuan waktu per satuan luas daun. Kapasitas “sink” juga

terdiri atas dua aspek yaitu (1) aspek kuantitatif (sink size), bekaitan dengan

kemampuan/ruang yang tersedia untuk menampung, dan (2) aspek kualitatif

(sink activity), berkaitan dengan kecepatan “sink” untuk menampung hasil

fotosintesis per satuan waktu. Perlakuan pemupukan dengan dosis yang

tepat sehingga tanaman tidak kelebihan atau kekurangan unsur hara

merupakan upaya untuk menyeimbangkan kapasitas source dan kapasitas

41

sink. Upaya budidaya lain seperti pemangkasan cabang, ranting dan daun-

daun ternaungi misalnya, disatu sisi mengurangi source size sekaligus sink

size tetapi disisi lain meningkatkan source activity sehingga pada akhirnya

meningkatkan akumulasi fotosintat yang terbentuk. Akumulasi fotosintat ini

dapat digunakan sebagai sumber energi untuk merangsang pembungaan

dan selanjutnya untuk mendukung perkembangan organ reproduktif secara

optimal sehingga produktivitas tanaman tinggi.

42

DAFTAR PUSTAKA

Baligar, V. C. and R. R. Duncan. 1990. Crops as Enhancers of Nutrient Use. Academic Press, Inc. Toronto. 574p.

Cameron, J. S. and F. G. Dennis. 1986. The Carbohydrate-Nitrogen Relationship and Flowering/Fruiting: Kraus and Kraybill Revisited. Hort. Sci. 21(5):1099-1102

Chen, Y., J. S. Smagula, W. Litten and S. Dunham. 1998. Effect of Boron and Calcium Foliar Sprays on Pollen Germination and Development, Fruit Set, Seed Development, and Berry Yield and Quality in Lowbush Blueberry (Vaccinium angustifolium Ait.). J. Amer. Soc. Hort. Sci. 123(4):524-531.

Epstein, E. 1972. Mineral Nutrition of Plants: Principles and Persepectives. John Wiley and Sons, Inc. Toronto. 412p.

Grundon, N. J. 1987. Hungry Crops: A Guide to Nutrient Deficiencies in Field Crops. Department of Primary Industries, Queensland Government. Information Series Q187002. 242p.

Hardjowigeno, S. 1995. Ilmu Tanah. Akademika Pressindo. Jakarta.

Marschner, H. 1986. Mineral Nutrition in Higher Plants. Academic Press Inc, London Ltd. 674p.

Rai, I. N., M. Sukawijaya (2008). Fenofisiologi Pertumbuhan Pucuk Tanaman Buah Naga Merah (Hylocereus undatus). AGRITROP. Jurnal Ilmu-Ilmu Pertanian 27(1):22-29.

Rai, I. N 2007. Bunga dan Buah Gugur pada Tanaman Manggis (Garcinia mangostana L.) Asal Biji dan Sambungan. AGRITROP. Jurnal Ilmu-Ilmu Pertanian Vol.26, No.2, 2007. ISSN : 0215 8620, Hal. 66-73.

Ryugo K. 1988. Fruit Culture: Its Science And Art. New York: John Wiley & Sons, Inc. 344pp.

Salisbury, F. B. and C. W. Ross. 1992. Plant Physiology. 4th Edition. Terjemahan : Diah R. Lukman dan Sumaryono. Fisiologi Tumbuhan. Jilid

Storey R, Treeby MT. 2000. Seasonal changes in nutrient concentrations of navel orange fruit. Scientia Horticulturae 84:67-82.