disini

FAKTOR LINGKUNGANDALAMPERTUMBUHAN TANAMANBAHAN KULIAHDASAR AGRONOMI

INTERAKSI BERBAGAI FAKTOR TUMBUHHamadan patogenpenyebabpenyakitKualitasIntensitasPanjang hariCahayaCO 2O 2GulmaMikroOrganismeTanahHara, kelembaban,Pendukung mekanik3

FAKTOR ABIOTIKTanah• Fungsi tanah :• Unsur mineral• Tempat persediaan air• Tempat berpegang• Hidroponik• Budidaya tanaman tanpa media tanah• Perlu unsur larutan hara yang tepat, baik jumlahmaupun perimbangan masing-masing unsur• Perlu tempat berpegang• Relatif mahal, cocok untuk yang bernilai ekonomitinggi4

HORIZON TANAH0 SampahA Partikel mineraldan organikB Partikel halusC Padas lapukD Padas5

HORIZON• Gradasi yang nyata dari batuan induk ke top soil(lapisan olah)• Morfologinya penting untuk klasifikasi tanah• Dibagi menjadi A, B, C dan DHorizon A :• Zone pencucian (eluviasi)• Banyak akar, bakteri, cendawan, cacing, nematoda(bahan hidup)• Miskin zat terlarut• Kehilangan fraksi liat, besi & oksida aluminium6

Horizon B• Zone penumpukan (iluviasi)• Kurang bahan hidup• Liat, besi & oksida aluminium tinggi• Lengket jika basah, keras jika keringHorizon C :• Batuan terlapuk• Sering berupa batuan induk• Ada yang menganggap bukan tanah sebenarnyaHorizon D• Lapisan di bawah horizon C• Dari batuan induk7

SISTEM TANAHA. Mineral anorganikB. Bahan organikC. Organisme tanahD. Atmosfir tanahE. Air tanah8

MINERAL ANORGANIK• Dari pelapukan bahan induk• 1-99 % dalam tanah liat• Campuran partikel yang berbeda ukuran, komposisi & sifat kimia &fisiknya• Partikel (berdasarkan ukuran)• Batu kerikil ( 1.0 mm)• Pasir (0.05 - 1.0 mm)• Debu (0.002 - 0.05 mm)• Liat (< 0.002 mm)• Perbandingannya menentukan tekstur tanah (dengan segitiga tekstur)• Liat :• Berukuran submikroskopik• Aktif secara fisik & kimia• Sebesar koloid• Struktur kristal disebut micelles• Terdiri dari keping-keping, keping, yang diikatkeping;• Bermuatan negatif• Menarik ion positif (H+, Ca++, Mg++)oleh O-H atau ion-ion diantara9

SEGITIGA TEKSTUR100%0%20500%3100%00%100%% PASIR(0,05-1 mm)Contoh :30 pasir, 20 debu, 50 liat Tekstur : Liat berpasir10

• Tekstur tanah menentukan :• daya menahan air• Laju infiltrasi air•Tanah kasar :• Infiltrasi & perkolasi cepat•Tanah liat :• infiltrasi dan perkolasi lambat•Tanah berat :• liat tinggi• Partikel halus tinggi• Sangat berat diolahnya• Tanah ringan :• Liat rendah• Pasir dan partikel kasar lainnya tinggi• Mudah diolah

•Struktur tanah :• Pengaturan atau susunan dari partikel-partikel tanah menjadi agregat• Tanah ada yang berstruktur tunggal dan majemukTipe StrukturUkuran Agregat (mm)KolumBongkahGranularRemahMasif> 255 - 253 - 51 - 3Kompak atau berlumpurBahan organik dan pembenah tanah dapat memperbaikistruktur tanah

PERTUKARAN KATION• KTK (kapasitas tukar kation) : kesanggupan tanah untukmempertahankan dan mempertukarkan kation-kation H + , K + , Ca ++Mg ++• Perbandingan terbalik dengan ukuran partikelnya (tanah halus >tanah kasar)• Bila terdapat dalam jumlah sama, H + mengganti Ca ++ menggantiMg ++ mengganti Na +• Kation dalam jumlah banyak dapat menggantikan kation lain dalamjumlah sedikit• Ion H + dapat tersedia terus oleh respirasi akar dan pembusukanbiologiCo 2 + H 2 O H 2 CO 3 H + + HCO-3++ ,13

KISARAN KAPASITAS TUKAR KATIONTipe tanahKapasitas tukar kationmeq/100 gPasirLempung berpasirLempungLempung berdebuLiat dan lempung liatTanah organik2 - 42 - 177 - 169 - 264 - 6050 - 30014

REAKSI TANAH• Keasaman/kebasaan tanah• pH = 0 - 141• pH = - log — [H+ ]• Menentukan ketersediaan hara• pH 6 - 7 cocok untuk pertumbuhan tanaman secara umum• Ada beberapa tanaman yang cocok pada pH 4,5 - 6• (Famili Ericaceae : Rhododendron, gardenia, azalea, camelia,famili teh, kranberi, bluberi)• pH dapat ditingkatkan dengan pengapuran CaCO 3 , Ca (OH) 2 ,CaMgCO 3 ), yaitu memberikan kaptan (kapur pertanian)• pH dapat diturunkan dengan memberikan belerang (sulfur)15

BAHAN ORGANIK• Bahan organik adalah fraksi yang berasal dariorganisme hidup• Humus :• Resisten terhadap pemecahan lebih lanjut• Banyak di lapisan atas• Contoh bahan organik :• Kompos• Pupuk kandang• Sisa tanaman (jerami, sekam, daun pupuk hijau)• Dapat meningkatkan :• Daya pegang air• Sumber mineral• Retensi & pertukaran kation menahan sejumlah mineral• Memperbaiki struktur tanah• Memperbaiki aerasi16

MINERALISASI• Penguraian bahan organik oleh bakteri, cendawan danorganisme lain menjadi CO 2 , H 2 O, & mineral• Penting dalam lingkaran kimia :• Absorbsi mineral lewat akar ke bagian tanaman• Kematian tanaman• Dekomposisi & pelepasan mineral• Tanah (berdasar kandungan bahan organik) :• Tanah mineral : bahan organik < 20%• Tanah organik : bahan organik > 20% (gambut)17

• Akar :ORGANISME TANAH• Memecah batuan dan tanah• Hasil respirasi :• Meningkatkan kandungan asam karbonat• Meningkatkan kelarutan mineral• Bakteri :• Menguntungkan :• Dekomposisi bahan organik• Fiksasi N bebas di udara menjadi senyawa N• Merugikan :• Penyakit tular tanah• Bakteri dekomposisi• Simbiotik• Non simbiotik18

• Contoh :• Fikasasi N pada tanaman kedelai pada bintil akar• Pada bintil terdapat bakteri Rhizobium japonicum• Kerjasama dengan inang :• Simbiose mutualisme• Bakteri memperoleh karbohidrat dari kedelai, dankedelai memperoleh N dari bakteri• Analisis aktivitas bintil / nitrogenase• Secara visual :• Bintil dibelah berwarna pink bintil aktif• Laboratoris :• Metode aka (ace thycene reduction assay)19

Umur Bintil(hari)TAHAP NODULASITahap Nodulasi0 Rhizobium masuk ke akar rambut/sel epidermis1-2 Benang infeksi mencapai dasar sel epidermis dan memasukikorteks3-4 suatu massa kecil sel terinfeksi dalam bintil5 pembagian pesat dari sel bakteri dan inang7-9 bintil mulai tampak12-1818 jaringan bakteroid berwarna merah muda, mulai terjadi fiksasi N23 sebagian besar pembagian sel berhenti priode aktif fiksasi N28-37bintil maksimum besarnya50-60pelapukan bintil20

• Cendawan :• Menguntungkan :• Dekomposisi bahan organik jadi hara mineral• Simbiose dengan akar untuk melarutkan haradan serapannya (mikorhiza)• Mikorrhiza :• Meningkatkan ekstraksi air tanah• Meningkatkan penyerapan hara, terutama p olehakar• Cacing, semut, serangga kecil (menambah kesuburantanah)21

5Mycorhica43210 0,1 0,2 0,4Pupuk TSP (kg)Tanggap Pemupukan P TerhadapBobot Kering Ubi Kayu (Diberi Mikorhiza dan Tanpa Mikhoriza)22

ATMOSFER TANAH• Kandungan CO 2tanah > dari udara• Kandungan O 2 tanah < dari udaraDipengaruhi respirasi akar & mikroorganisme• Air tanah (dibahas dalam hubungan air tanah &tanaman)23

• Di daerah lembab :• Tanah tundra• Podsolik• LaterikKLASIFIKASI TANAH• Di daerah arid & semi arid :• Timbunan serasah & humus tebal• Reaksi tanah masam• Oksida besi & air telah tercuci dari horizon atas• Organisme tanah utama : cendawan• Potensi baik untuk pertanian24

• Pada tahun 1965 kelompok survai tanah amerika menggunakansistem baru : “ the seventh approximation”• Mencakup 8000 seri tanah & 80 000 tipe dan fase tanah• Derajat ketepatan tinggi• Menekankan sifat-sifat tanah• Berbeda dengan sistem lain dalam hal !• Nomenklatur dari kategori tinggi seluruhnya baru• Difinisi dari kelas-kelas lebih kuantitatif dan spesifik• Ada 10 ordo tanah• Misal : oxisol :• Oxi : oksida• Sol : tanahArtinya :Tanah tropika yang mengandung sejumlah besar oksida besi & Ali• Kategori lebih rendah mencakup subordo, kelompok besarsubkelompok, famili, seri dan tipe tanah, subordo diberi namamenurut wajah horizon yang menyolok25

Tingkatan kesuburan tanah tergantung :• Kelarutan hara• pH tanah• Kapasitas tukar kation (KTK)• Tekstur tanahKESUBURAN TANAH• Jumlah bahan organik26

Nitrogen :• Membatasi pertumbuhan• Bentuk tersedia ion NO 3- dan NH+4• Bentuk NO 2 tidak stabil & meracuni• Fiksasi N :• Tanaman kacang-kacangankacangan• Ganggang biru hijau : Anabaena sp Yang hidup pada inang Azolla pinnata Di lahansawah• Di udara N2 + H2 NH3Bantuan kilatNITROGEN• Penguraian asam amino melalui amonifikasi & nitrifikasiamonifikasiAsam-asam asam amino ---------NH 4+ (ion amonium)NitrifikasiNH+4 ------- NO 2- (ion nitrit) ------- NO 3- (ion nitrat)NitrosomonasnitrobakterNitrosococcus27

• N hilang dari tanah melalui :• Pemanenan• Pencucian• DenitrifikasiPenambahan dan Pengambilan dari TanahN YANG DITAMBAHKANfiksasi Nsimbiotiknon simbiotiklistrik & hujanN YANG DIAMBILCARA Kg/ha CARA Kg/haPemanenanVariasiSisa tanaman + Variasitanamanhewan40-20040-505-6Pencucianrotasi tanamanTanah beraErosidenitrifikasi5-1060-705-640-5028

FOSFOR DAN KALIUMFOSFOR (P)• Lebih stabil dalam tanah• Diikat oleh kalsium, magnesium, besi, & alumunium (fiksasi fosfat) membuatnya tidak tersedia buat tanaman• Ketersediaan fosfor tergantung ph tanah :• pH 2-5, p diendapkan oleh kompleks aluminium & besi• pH 7-10 diendapkan oleh kompleks kalsium• pH 5-7 dalam bentuk mono atau dikalsium fosfat dapat tersediabagi tanamanKALIUM ATAU POTASSIUM (K)• Tersedia dalam bentuk ion• Banyak dalam tanah mineral• Rendah pada tanah organik29

NitrogenNO 3FosfatPO 4KaliumK 2 OGerakan N, P, dan K secara relatif dalam tanah. Gerakan N yangsangat cepat disebabkan kelarutan sempurna dari nitrat. Gerakan Pdikendalikan oleh rendahnya kelarutan persenyawaaan P.Walaupun persenyawaan K dalam tanah stabil, gerakan Kdikendalikan oleh sifat pertukarannya dengan fraksi-fraksi koloid(Panah ke atas = pengambilan oleh tanamanPanah ke bawah = kehilangan karena larut/erosi)30

• Kalsium (Ca)• Jarang tanaman kekurangan Ca• Berpengaruh pada mikroorganisme tanah, pH tanah sehinggaberpengaruh pada absorbsi ion-ion lain• Sering ditambahkan dalam tanah sebagai kapur pertanian(kaptan)• Tersedia dalam bentuk kation• Mempengaruhi mutu buah (tomat, apel dll)• Magnesium (Mg)• Tersedia dalam bentuk kation• Sering kekurangan pada tanah pasir yang masam di daerahlembab• Sangat diperlukan untuk pembentukan klorofil31

• Sulfur (belerang, S)• Ditambahkan oleh hujan didaerah industri (SO 2 )• Sumber utama berasal dari bahan organik dan gunung berapi• Sering ditemukan defisiensi pada tanah yang rendah bahanorganiknya• Mangan (Mn)• Tersedia dalam bentuk ion• Pada tanah alkalis, bahan organik tinggi, suasana aerobik,mangan dioksidasi, maka tidak tersedia bagi tanaman• Pada tanah masam, bahan organik rendah, suasana anaerob,sering terjadi keracunan mangan• Boron, Seng, Tembaga, & Molibdenum (B, Zn, Cu, Mo)• Diperlukan dalam jumlah kecil• Jarang terjadi defisiensi• Mempengaruhi mutu pucuk/bunga32

HUBUNGAN AIR-TANAH-TANAMANTANAMAN• Peranan air pada tanaman :• Bahan baku fotosintesis• Senyawa utama pembentuk protoplasma• Pelarut dan media pengangkutan hara• Medium untuk reaksi-reaksi metabolisme• Menjaga turgiditas dari sel-sel jaringan• Penting padaPenting pada fase pemanjangan sel• Kebutuhan air :• jumlah satuan air yang diisap per satuan bobot kering yang dibentuk (Contoh :cemara 50 (g air/ g BK) ; sayuran 2500 (g air/ g BK); umumnya 300-1000 ( gair/ g BK)• Transpirasi =• kehilangan air melalui permukaan tanaman (jaringan hidup)• Evapotranspirasi =• kehilangan air dari suatu areal pertanaman lewat evaporasi (penguapan) dantranspirasi• Kehilangan air tergantung :• suhu, kelembaban relatif & gerakan udara33

• Kelembaban tanah :• Air mengalir dari potensial air tinggi ke potensial air rendah• Pada tanah kering, gerakan cepat dan sebaliknya• Air dalam tanah terdiri dari :• Air kapasitas lapang : jumlah air maksimum setelah airgravitasi habis (tuntas)• Air higroskopik : air yang terikat oleh partikel tanah; tidaktersedia bagi tanaman• Air kapiler : air yang berada antara kapasitas lapang dan airhigroskopik jumlah yang tersedia bagi tanaman• Titik layu permanen : kandungan air tanah pada saat terjadikelayuan yang tidak dapat balikAir higroskopis Air tersedia Air gravitasi34

FAKTOR SUHU• Suhu mempengaruhi = kecepatan reaksi kimia, aktifitasenzim, aliran sito plasmik dan respirasi• Q 10 = 2.4 : setiap kenaikan suhu sebesar 10° C reaksikimia naik 2.4 kali lipat• Enzim :• Pada suhu optimum : enzim stabil & berfungsi• Pada suhu dingin : enzim stabil, tidak berfungsi• Pada suhu tinggi : enzim rusak, tidak berfungsi• Suhu mempengaruhi pertumbuhan tanaman lewatpengaruhnya pada :• Respirasi, fotosintesis, pembelahan dan pendewasaan sel,yang akhirnya• Mempengaruhi pematangan, dormansi, pembungaan,pembuahan atau pembentukan umbi atau cadangan pangan36

• Suhu kardinal : suhu dimana perubahan kecepatanproses yang berlangsung adalah kritikal bagi survivalpertumbuhan atau daya membiak tanaman• Maksimum : 54° C• Minimum : 5° C• Suhu terlalu tinggi dapat menyebabkan desikasi(kekeringan) yang menyebabkan koagulasi proteinsehingga menyebabkan kematian tanaman• Satuan panas (heat unit) waktu yang diperlukan untukmencapai panen dihitung dari nilai waktu suhu yangdihitung berdasar nilai suhu dasar tertentu37

S = (T - T minimum) t• S = satuan panas (°C hari)• T = suhu harian• T minimum = suhu dasar, dimana tanaman masih dapat tumbuh(misal untuk jagung 10°C)• t = lama tumbuh sampai panen• Contoh :• Jagung mempunyai heat unit 1120 satuan. Jika ditanam diBogor dengan suhu harian 26°C. Berapa umur panennya ?• S = (T – T minimum) t• 1120 satuan = (26°C - 10°C) t• 1120 satuan = 16 satuan t• t = 1120 : 16 = 70 hari• Setiap naik 1000 m suhu udara turun 5°• Berapa umur panen di• Tangerang (29°C)• Cipanas (22°C)38

• Cahaya :• Kualitas• Intensitas• Lama penyinaran• Kualitas cahayaFAKTOR CAHAYA• Etiolasi merupakan wujud morfologi tanaman kurang cahayadiakibatkan distribusi tidak merata dan sintesis auksin kurang• Cahaya menyebabkan auksin rusak; konsentrasi pada tempatbertentangan dengan cahaya lebih tinggi sehingga batangmemanjang lebih cepat dari yang terkena cahaya (tempatpertumbuhan = membelok kecahaya !)• Kualitas cahaya :• Ultra violet : 0.3-0.40.4 mikron (300-400 mu)• Fotosintesis (400-700 nm)• Infra merah : 0.7-10 mikron (700 - 1000 mu)39

• Bagian spektrum tampak yang mengakibatkan arah gerakan(fototropisme) adalah ungu, biru dan hijau• Bagian merah yang paling efektif untuk fotosintesis, tidak efektifuntuk foto-tropismetropisme• Kualitas cahaya mempengaruhi perkecambahan danpembungaan• Intensitas cahaya• Tanaman yang senang cahaya adalah yang mempunyaikejenuhan cahaya 2500 fc (26900 lux)• Tanaman senang naungan adalah yang mempunyai kejenuhancahaya 1000 fc (10760 lux)• Naungan buatan : kasa, plastik, kerai, tolenet• 1 fc (ft candle) = 10.760 lux (lx)• 1 klx = 1,5 10 - 2 kal/cm 2 /menit• 1 kal/cm 2 /menit = 6, 98 10 - 2 W/cm 2• Tanaman senang cahaya disebut heliofit40

• Daun yang ternaungi biasanya lebih lebar, namun tipis(tembakan pembalut cerutu, agar lebar dan tipis, perludinaungi)• Panjang hari• Fotoperiodisme : respon tanaman terhadap panjang hari (adacahaya)• Tanaman hari pendek (anggrek cattleya, mentimun, kentang,kedelai, krisant)• Tanaman hari panjang (bit gula, lobak dahlia)• Netral (tomat, kapas, tembakau, padi, jagung)• Tanaman hari pendek dan hari panjang ditentukan oleh titikkritis• Titik kritis untuk tanaman hari panjang ―8 jam‖ dan hari pendek―15 jam‖• Tanaman hari pendek : tanaman yang dapat berbunga jikamendapat penyinaran kurang dari 15 jam• Tanaman hari panjang : tanaman yang dapat berbunga jikamendapat penyinaran lebih dari 8 jam• Tanaman netral : tidak dipengaruhi oleh titik kritis untukberbunga41

KEADAAN FAKTOR PEMBATAS• Semua faktor lingkungan tersebut, bila berada dalamsuatu situasi yang menyebabkan laju pertumbuhanrendah, disebut faktor pembatas. Lihat gambarhukum minimum Liebig ! (untuk unsur hara)• Betapapun besarnya faktor lain diperbaiki, bila faktorpembatas tersebut tetap, hasil panen tidak akanmeningkat. Hal tersebut berlaku dengan faktor suhu,cahaya, kelembaban, dll. Karena itu perlumemperhatikan syarat ekologi !• Berlaku hukum Minimum Liebig’s : hasil maksimumsuatu proses ditentukan oleh faktor yang palingminimum42

Hukum Minimum Liebig’sSK P NCOCaMgZnFeHVolume air maksimum ditentukan tinggi bilah Fe (inimerupakan faktor pembatas)43

Tipologi LahanHutanSub tropisTropisSemi aridHumidSemi humidSemi aridLahanBasahLahanKeringLahanBasahLahanKeringLahanBasahLahanKering44

• Berdasarkan Bulan Basah (BB) :• Humid: lebih besar 7 BB• Semi humid : 4.5 – 7 BB• Semi Arid: 2 – 4.5 BB• Lahan Basah : Lahan yang mempunyai kandungan air tanah lebih darikapasitas lapang• Lahan Kering : Lahan yang mempunyai kandungan air tanah kurang darikapasitas lapang• Berdasarkan Ketinggian Tempat :• Lahan Dataran Rendah• Lahan Dataran Tinggi• Lahan Basah• Lahan Rawa :• Pasang Surut : Berdasarkan Tinggi Muka Air : Tipe A, B, C• Lebak : Berdasarkan Tinggi Muka Air : Tipe A, B, C• Lahan Sawah :• Sawah Beirigasi :• Teknis• Semi Teknis• Sawah Tadah Hujan45

Kendala-kendala budidaya tanaman di lahan basahdan kering• Lahan basah• Kelebihan air (perlu drainase atau tata air yang baik)• Pirit tinggi (FeS), terutama pada lahan pasang surut (perlu tata air yangbaik)• pH rendah, terutama pada lahan gambut disebabkan oleh pelepasanasam-asam organik• Lahan kering• Sering kekurangan air (perlu pengaturan waktu tanam, pemberianmulsa)• Erosi tinggi (perlu konservasi tanah dan air)• pH rendah, pada tanah-tanah mineral tua disebabkan oleh Aldd• Kandungan bahan organik rendah46

Penggunaan Lahan Untuk Budidaya Tanaman• Pasang Surut : Lahan yang terkena langsung oleh pasangsurut air laut• Lebak : Lahan yang terkena langsung pasang surut dari sungai• Tipe A : lahan terus menerus kondisi airnya tergenangKomoditi : Padi terus menerus selama satu tahun• Tipe B : lahan saat tertentu (MH) airnya tergenang dan saattertentu (MK) tidak tergenangKomoditi : Padi – Palawija• Tipe C : lahan yang tinggi muka airnya sekitar 50 cm di bawahpermukaan tanahKomoditi : Palawija, dan Perkebunan misal kelapa47

• Lahan Sawah :• Tanaman pangan : padi, jagung, kedelai• Tanaman sayuran : Kacang panjang, timun, bawang merah• Lahan Kering :• Tanaman Pangan : Padi gogo, jagung, kedelai, umbi-umbianumbian• Tanaman Perkebunan : kelapa, kelapa sawit, kopi, kakao, karet,teh• Tanaman Obat-obatan : jahe, kencur, kunyit, temu lawak• Tanaman Serat: rami, pisang abacca• Tanaman sayuran: tomat, wortel, kentang, kacang panjang,timun, buncis• Tanaman Buah-buahan : pepaya, pisang, jeruk, alpokat,48

Penentuan Pola Tanam• Tanaman semusim• Penentuan bulan basah dan bulan kering menurut Oldeman bisanyadigunakan untukmenentukan pola tanam tanaman semusim di Indonesia• Menurut Oldeman digolongkan bulan basah, jika jumlah curah hujan lebihbesar dari 200 mm/bulan, dan digolongkan bulan kering jika kurang dari100 mm/bulan• Tanaman tahunan• Penentuan bulan basah dan bulan kering menurut Schemidt dan Fergusonbiasanya digunakan untuk menentukan pola tanam tanaman tahunan diIndonesia• Menurut Schemidt dan Ferguson digolongkan bulan basah, jika jumlahcurah hujan lebih besar dari 100 mm/bulan, dan digolongkan bulan keringjika kurang dari 60 mm/bulan• Pengelompokkan menurut Schemidt dan Ferguson : 0-1.5 BK (tipe A), 1.5-3BK (tipeB), 3-4.5 BK (tipeC), 4.5-6 BK (tipe D), 6-7.5 BK (tipe E), 7.5-9 BK(tipe F), 9-10.5 (tipe G), lebih 10.5 BK (tipe H)49