..

Minggu, 26 Februari 2012

HUBUNGAN ION-ION PENTING DENGAN KETERSEDIAAN HARA

HUBUNGAN  ION-ION  PENTING  DENGAN  KETERSEDIAAN HARA



PENDAHULUAN


Ion adalah atom atau sekumpulan atom yang bermuatan listrik. Ion bermuatan negatif, yang menangkap satu atau lebih electron disebut anion,karena dia tertarik menuju anoda.Ion bermuatan positif,yang kehilangan satu atau lebih elektron disebut kation, karena tertarik kekatoda. Proses pembentukan ion disebut ionisasi
Hara merupakan unsur yang sangat diperlukan oleh tanaman.Hara banyak terdapat dalam air tanah.Konsentrasi hara dalam air tanah pada (1) Konsentrasi Normal sekitar 1-5 permil. (2) Jenuh air 0,21-1 permil dengan Po 0,1-0,5 atm. (3) Tanah kering konsentrasi hara dalam air tanah dapat meningkat dan menyebabkan PO tanah menjadi negatif. Berdasarkan peranannya, hara dibagi menjadi :
A. Hara Esensial
B. Hara Fungsional
C. Hara Potensial

Berdasarkan Jumlah yang dibutuhkan oleh tanaman, hara dapat dibagi menjadi 2:
A. Unsur Hara Makro
Unsur ini sangat diperlukan oleh tanaman dalam jumlah yang sangat besar. Unsur ini antara lain : N, P, S (anion) dan K, Ca, Mg (kation).
B. Unsur Hara Mikro
Unsur ini dibutuhkan tanaman dalam jumlah yang sedikit.Umumnya unsure ini antara lain : B, Cl, Cu, Fe, Mn, Mo, Zn. Akan tetapi pada tanaman tertentu Co, Se, Si, Na dibutuhkan juga sebagai unsure hara mikro. Penyerapan unsure hara pada tanaman bias melalui daundan akar. Pada daun biasanya unsure hara yang dapat diangkut antara lain : CO2, O2, H2O dan zat terlarut. Dan pada akar unsure hara yang dapat terserap antara lain : O2, H2O, mineral anorganik dan zat organic terlarut.

PEMBAHASAN

Unsur  hara  yang larut dalam larutan-tanah  berasal  dari beberapa sumber  seperti pelapukan mineral  primer,  dekomposisi bahan  organik, deposisi dari atmosfer,  aplikasi   pupuk, AIR IRIGASI, rembesan air tanah dari tempat lain, dan lainnya. 
Ion-ion nitrat  dan khlorida sangat mudah larut dan lazimnya tidak mem­bentuk senyawa yang tidak-larut dengan komponen tanah.  Akibat­nya  nitrat  dan khlorida yang ditambahkan ke tanah  akan  tetap berbentuk anion dalam larutan tanah hingga diserap oleh akar tanaman  atau jasad  renik,  tercuci, atau mengalami reaksi denitrifikasi nitrat.
Anion  sulfat  dalam tanah-tanah  netral  dan alkalis mempunyai perilaku  yang  serupa dengan  nitrat,  tetapi dalam tanah-tanah masam  cenderung  untuk dijerap oleh koloid tanah. Kebanyakan  unsur hara lainnya membentuk  beberapa  tipe senyawa yang kurang melarut dan cenderung mempertahankan konsentrasi kesetimbangan dalam larutan tanah.  Dengan demikian kation-kation  larut  air  akan berkesetimbangan  dengan kation tukar; kation-kation  seperti Cu dan Zn mempunyai ciri-ciri  asam Lewis (sebagai  aseptor elektron) dapt membentuk kompleks dengan  bahan organik tanah; ion ferri dan Al membentuk hidroksida atau  oksida hidrous yang tidak melarut; fosfor membentuk senyawa Fe-fosfat, Al-fosfat dan Ca-fosfat yang tidak melarut.
Kondisi  pH tanah merupakan faktor penting  yang menentukan kelarutan unsur  yang  cenderung berkesetimbangan dengan  fase padatan . Kelarutan oksida-oksida hidrous dari Fe dan Al secara langsung tergantung pada konsentrasi hidroksil (OH-) dan menurun  kalah pH meningkat. Kation hidrogen (H+) bersaing secara langsung dengan kation-kation asam Lewis lainnya membentuk  tapak kompleksi,  dan oleh karenanya kelarutan kation kompleks seperti Cu  dan Zn akan meningkat dengan menurunnya pH.  Konsentrasi kation hidrogen  menentukan besarnya KTK tergantung-muatan  (dependent charge) dan  dengan demikian akan mempengaruhi aktivitas semua kation tukar.  Kelaru­tan Fe-fosfat, Al-fosfat dan Ca-fosfat sangat tergantung pada pH, demikian juga  kelarutan anion molibdat (MoO4) dan  sulfat  yang terjerap. 
Anion molibdat dan sulfat yang terjerap,  dan fosfat yang  terikat  Ca kelarutannya akan menurun kalau pH  meningkat.  Selain itu, pH juga mengendalikan kelarutan karbonat dan silikat, mempengaruhi reaksi-reaksi redoks, aktivitas jasad  renik,  dan menentukan bentuk-bentuk kimia dari fosfat dan  karbonat  dalam larutan tanah.   Pengasaman mineral  silikat  dapat menggeser "muatan  patahan" dari negatif menjadi positif. Faktor lain, seperti suhu dan kekuatan ionik larutan-tanah, juga  dapat mempengaruhi  reaksi-reaksi yang mengendalikan konsentrasi  hara dalam larutan tanah

Faktor-faktor yang Mempengaruhi Kemampuan Tanaman Menyerap Hara
Faktor-faktor  tanah  yang  mempengaruhi  kemampuan tanaman menyerap hara adalah:
(1).       Konsentrasi  oksigen dalam udara tanah. 
Energi yang diper­lukan untuk serapan hara berasal dari proses respirasi dalam akar tanaman.   Untuk  semua  tanaman akuatik  ternyata proses respirasi ini tergantung pada suplai  oksigen   dalam udara  tanah.  Oleh  karena itu aerasi  yang  buruk  akan menghambat  proses penyerapan unsur hara, disamping mempengaruhi tingkat oksidasi beberapa macam unsur hara.
(2). Temperatur  tanah.  
Penyerapan  unsur  hara berhubungan dengan aktivitas metabolik yang selanjutnya sangat  tergan­tung pada suhu.  Konsentrasi hara dalam larutan tanah  yang lebih  besar  sering kali diperlukan  untuk  mencapai   laju pertumbuhan  maksimum  dalam kondisi tanah dingin dibandingkan dengan tanah-tanah yang hangat. Hal  ini  telah terbukti dengan unsur hara P.
(3). Reaksi-reaksi antagonistik yang mempengaruhi serapan hara.
Walaupun konsentrasi hara pada permukaan akar dapat menjadi faktor paling  kritis yang mempengaruhi laju serapan hara  pada kondisi lingkungan normal, reaksi-reaksi antagonistik di antara ion-ion juga dapat menjadi penting.  Kurva baku respon hasil tanaman terhadap penambahan unsur hara tunggal  mula-mula menunjukkan daerah respon pertumbuhan  kemudian daerah  hasil maksimum yang mendatar, dan  akhirnya zone depresi hasil kalau konsentrasi mendekati tingkat toksik.  Kisaran hasil maksimum di daerah yang mendatar tergantung  pada hara (sempit untuk unsur mikro, lebar untuk unsur  makro) dan pada konsentrasi  relatif unsur hara lainnya.  Suatu teladan kondisi yang terakhir ini adalah terjadinya  depresi hasil akibat penambahan K pada tanah-tanah yang miskin Mg.  Efek antagonistik K terhadap serapan Mg dapat  mengakibat­kan depresi hasil karena defisiensi Mg. 
(4).       Substansi  toksik.
Suatu substansi yang mengganggu proses metabolisme tanaman juga dapat mempengaruhi serapan  hara.  Substansi  toksik seperti ini di antaranya adalah  konsentrasi Mn atau Al yang tinggi dalam tanah masam, konsentrasi garam terlarut  yang sangat tinggi, jumlah B yang berlebihan,  dan lainnya. 

Pergerakan Unsur Hara menuju Permukaan Akar
1. Intersepsiakar  (root interception)
Kalau  akar  tanaman tumbuh dan berkembang  dalam  tanah, mereka menempati ruang yang semula ditempati oleh unsur hara yang dapat diserap. Oleh  karena itu permukaan akar  harus  kontak dengan unsur hara ini selama proses penggantian ruang tersebut. Estimasi sumbangan intersepsi akar terhadap kebutuhan hara tanaman dapat dilakukan atas dasar tiga asumsi berikut:
(1) Jumlah  maksimum hara yang di-intersep adalah jumlah yang diperkirakan tersedia dalam volume tanah yang ditempati oleh akar
(2) Akar menempati rata-rata 1% dari total volume tanah
(3) Sekitar  50%  dari total volume tanah terdiri atas  pori; oleh karenanya akar menempati sekitar 2% dari total ruang pori.
2. Aliran massa (mass-flow)
Air secara terus-menerus bergerak mendekati atau menjauhi permukaan akar. Sejumlah air kontak dengan permukaan akar kalau ia  diserap untuk menggantikan kehilangan transpirasi.  Sejumlah air  lainnya kontak dengan permukaan akar kalau ia bergerak dalam  responnya terhadap gradien potensial air dalam tanah.  Air tanah ini mengan­dung unsur  hara terlarut dan jumlah unsur hara tertentu  yang diangkut ke prmukaan akar oleh salah satu dari proses ini disebut sebagai hara yang diangkut oleh aliran massa.

Persentase kebutuhan hara yang dapat dipenuhi oleh aliran  massa tergantung  pada  :
(a) kebutuhan tanaman akan unsur  hara,  
(b) konsentrasi hara dalam larutan tanah,
(c) jumlah air yang  ditrans­pirasikan  per unit bobot jaringan, dan
(d) volume efektif air, yang bergerak karena gradien potensial dan yang kontak dengan permu­kaan akar.
Kontribusi  proses  yang terakhir ini sulit  ditentukan, sehingga estimasi kontribusi hara dari aliran massa biasanya didsarkan  atas konsentrasi  hara dan  jumlah air transpirasi per  satuan  bobot jaringan.   .  Tampak bahwa aliran massa dapat menjadi kontributor dominan untuk  hara Ca,  Mg,  Zn, Cu, B dan Fe.  Demikian juga, akurasi  hasil estimasi masih dapat dipertanyakan karena asumsi-asumsi yang terlibat.
3. Difusi  (diffusion)
   Persamaan berikut ini melukiskan faktor-faktor penting yang menentukan  kecepatan difusi unsur hara menuju ke permukaan akar:
dq/dt = DAP(C1 - C2) / L
dimana:
dq/dt=mencerminkan laju difusi ke permukaan akar
D =      koefisien difusi unsur hara dalam air
A =      luas  penampang  yang  diasumsikan  mencerminkan total permukaan  penyerapan dari akar tanaman untuk maksud difusi ini.
P =       fraksi  dari  volume tanah yang ditempati oleh  air (juga termasuk faktor tortuosity)
C1=     konsentrasi  hara terlarut pada suatu titik yang berjarak   L dari permukaan akar
C2 = konsentrasi hara terlarut pada permukaan akar
L =      jarak dari permukaan akar ke titik tertentu C1.
Persamaan ini tidak akan berlaku secara tepat untuk sistem tanah, akan tetapi  ia mampu menunjukkan faktor-faktor apa  saja  yang mempengaruhi kecepatan  difusi unsur hara seperti P  dan  K  ke permukaan akar, yaitu:
(1).       Faktor  P. 
Ini mencerminkan fraksi dari total volume tanah ­yang mengandung  air.  Laju difusi akan tergantung pada kadar air tanah, dan tanah yang bertekstur halus diharapkan akan  memungkinkan  difusi yang lebih  cepat pada kondisi konsentrasi  larutan yang sama dibandingkan  dengan tanah yang teksturnya kasar karena ia mempunya kapasitas mena­han  air  yang lebih besar pada potensial  air  tanah  yang setara.
(2).       Besarnya  gradien konsentrasi (C1-C2)/L. 
Konsentrasi  yang tidak sama akan menyediakan gaya dorong bagi difusi.  Kalau C1  merupakan konsentrasi larutan tanah dan  C2  konsentrasi pada  permukaan akar, laju difusi akan lebih tinggi kalau  C1 semakin besar dan C2 semakin kecil dan L konstan. Sehingga kemampuan tanaman untuk menyerap hara menurunkan  konsentrasi C2 hingga sangat rendah dan hal ini akan  meningkatkan laju difusi yang tinggi karena konsentrasi hara dalam larutan (C1) menjadi tinggi. Faktor jarak L akan dipengaruhi oleh  adanya  faktor kapasitas dalam kesetimbangan dengan larutan  tanah karena reaksi kesetimbangan akan  cenderung mempertahankan konsentrasi yang relatif  tinggi  di  dekat permukaan akar.
(3).       Faktor  A.  
Mencerminkan  total luas  permukaan akar yang tersedia untuk penyerapan dan menjadi fakor  yang sangat penting.  Sejumlah hara yang sama dapat diserap dengan laju yang lebih lambat per satuan luas permukaan kalau total luas permukaan penyerapan lebih besar.  Oleh karena itu, luasnya sistem perakaran merupakan faktor penting yang  mempenga­ruhi  serapan yang dikendalikan oleh difusi.  Distribusi  akar dalam kaitannya dengan distribusi spasial unsur hara tersedia dan  air  tersedia sangat penting.  Unsur  hara, baik alami maupun  yang ditambahkan, cenderung terkonsentrasi  dalam tanah lapisan olah.  Akan tetapi lapisan tanah ini  cenderung untuk mengering selama periode kekeringan dan ketersediaan hara tersebut menurun secara drastis.  Sehingga ketersediaan hara  pada  tahun-tahun kering akan  banyak ditingkatkan kalau ada suplai hara dan air dalam subsoil dan kalau distri­busi akar dalam subsoil memadai jumlahnya.  Operasi pengolahan tanah dapat mempengaruhi distribusi spasial  dan  ke­tersediaan hara. 


Beberapa Unsur Hara Yang Dibutuhkan Tanaman
Karbon (C), Hidrogen (H), Oksigen (O), Nitrogen (N), Fosfor (P), Kalium (K), Kalsium (Ca), Magnesium (Mg), Belerang (S), Besi (Fe), Mangan (Mn), Boron (B), Mo, Tembaga (Cu), Seng (Zn) dan Klor (Cl).
Unsur hara tersebut tergolong unsur hara Essensial.
Berdasarkan jumlah kebutuhannya bagi tanaman, dikelompokkan menjadi dua, yaitu:
- Unsur Hara Makro.
Unsur hara yang diperlukan tanaman dalam jumlah besar. Unsur hara makro meliputi: N, P, K, Ca , Mg, S
- Unsur Hara Mikro.
Unsur hara yang diperlukan tanaman dalam jumlah kecil. Unsur hara mikro meliputi : Fe, Mn, B, Mo, Cu, Zn, Cl





Fungsi Unsur Hara Makro (n-p-k)
Banyak para hobiis dan pencinta tanaman hias, bertanya tentang komposisi kandungan pupuk dan prosentase kandungan N, P dan K yang tepat untuk tanaman yang bibit, remaja atau dewasa/indukan. Berikut ini adalah fungsi-fungsi masing-masing unsur tersebut :
·         Nitrogen ( N )
-Merangsang pertumbuhan tanaman secara keseluruhan
-Merupakan bagian dari sel ( organ ) tanaman itu sendiri
-Berfungsi untuk sintesa asam amino dan protein dalam tanaman
-Merangsang pertumbuhan vegetatif ( warna hijau ) seperti daun
-Tanaman yang kekurangan unsur N gejalanya : pertumbuhan lambat/kerdil, daun hijau kekuningan, daun sempit, pendek dan tegak, daun-daun tua cepat menguning dan mati.
·         Phospat ( P )
-Berfungsi untuk pengangkutan energi hasil metabolisme dalam tanaman
-Merangsang pembungaan dan pembuahan
-Merangsang pertumbuhan akar
-Merangsang pembentukan biji
-Merangsang pembelahan sel tanaman dan memperbesar jaringan sel
-Tanaman yang kekurangan unsur P gejaalanya : pembentukan buah/dan biji berkurang, kerdil, daun berwarna keunguan atau kemerahan ( kurang sehat )
·         Kalium ( K )
-Berfungsi dalam proses fotosintesa, pengangkutan hasil asimilasi, enzim dan mineral termasuk air.
-Meningkatkan daya tahan/kekebalan tanaman terhadap penyakit
-Tanaman yang kekurangan unsur K gejalanya : batang dan daun menjadi lemas/rebah, daun berwarna hijau gelap kebiruan tidak hijau segar dan sehat, ujung daun menguning dan kering, timbul bercak coklat pada pucuk daun.

Hubungan Koefisien Difusi Ion Terhadap Besarnya Penyerapan Hara Oleh Tanaman

A. Hara Esensial
Hara esensial sangat diperlukan tanaman untuk menyelesaikans iklus hidupnya. Hara ini juga sangat dibutuhkan pada proses biokimia tertentu dan peranannya tidak dapat digantikan oleh unsur lain. Bila unsure tersebut tidak ada, maka pertumbuhan tanaman akan terhambat, dan akan tumbuh lebih lanjut jika unsure tersebut ditambahkan. Hambatan pertumbuhan ini memberikan dambak seperti tanda kahat (defisiensi) yang khas. Unsur yang termasuk hara esensial berjumlah 16 unsur, dan terletak pada system periodic unsure pada garis Argon (Ar) yaitu garis yang menghubungkan Ar dengan C.
Menurut Arnondan Stout, 1988, ada tiga kriteria yang harus dipenuhi sehingga suatu unsure dapa disebut sebagai unsure esensial. Pertama, unsure tersebut diperlukan untuk menyelesaikan satus iklus hidup tanaman secara normal. Kedua, unsu rtersebut memegang peran yang penting dalam proses biokimia tertentu dalam tubuh tanaman dan peranannya tidak dapat digantikan atau disubtitusi secara keseluruhan oleh unsur lain. Serta yang ketiga, peranan dari unsure tersebut dalam proses biokimia tanaman dibutuhkan secara langsung.

B. Hara Fungsional
Hara fungsional adalah hara yang apabila ada dalam tanah atau medium dapat memperbaiki pertumbuhan tanaman. Misalnya.Unsur Natrium (Na) dapat menggantikan peran dari unsure Kalium (K). Unsurlain yang merupakan unsure hara fungsional adalah Kobalt (Co) yang berperan dalam memperkuat ketahanan tanaman terhadap lingkungan yang tidak menguntungkan tanaman itu sendiri.

C. Hara Potensial
Hara potensial adalah unsure hara yang sering ditemukan dalam tubuh tanaman, akan tetapi belum jelas fungsi dari unsure hara ini.












KESIMPULAN

1)    Ion bermuatan negatif, yang menangkap satu atau lebih electron disebut anion,karena dia tertarik menuju anoda.Ion bermuatan positif,yang kehilangan satu atau lebih elektron disebut kation, karena tertarik kekatoda.
2)    Unsur  hara  yang larut dalam larutan-tanah  berasal  dari beberapa sumber  seperti pelapukan mineral  primer,  dekomposisi bahan  organik, deposisi dari atmosfer,  aplikasi   pupuk, AIR IRIGASI, rembesan air tanah dari tempat lain.
3)    Konsentrasi kation hidrogen  menentukan besarnya KTK tergantung-muatan  (dependent charge) dan  dengan demikian akan mempengaruhi aktivitas semua kation tukar. 
4)    pH dapat mengendalikan kelarutan karbonat dan silikat, mempengaruhi reaksi-reaksi redoks, aktivitas jasad  renik,  dan menentukan bentuk-bentuk kimia dari fosfat dan  karbonat  dalam larutan tanah.   
5)    Konsentrasi hara dalam larutan tanah  yang lebih  besar  sering kali diperlukan  untuk  mencapai   laju pertumbuhan  maksimum  dalam kondisi tanah dingin dibandingkan dengan tanah-tanah yang hangat. Hal  ini  telah terbukti dengan unsur hara P.
6)    Unsur  hara, baik alami maupun  yang ditambahkan, cenderung terkonsentrasi  dalam tanah lapisan olah.  Akan tetapi lapisan tanah ini  cenderung untuk mengering selama periode kekeringan dan ketersediaan hara tersebut menurun secara drastis.







DAFTAR PUSTAKA


_______.“pengelolaankesuburantanahdanpeningkatanefisiensipemupukan.http://soil.faperta.ugm.ac.id (diaksestanggal 14 november 2011)

_______. “HubunganKoefisienDifusi Ion TerhadapBesarnyaPenyerapan Hara OlehTanaman.” http://scienceclubmipa.blogspot.com (diaksestanggal 14 november 2011)

Wild, 1981; Hillel, 1980; Nkrumah, Griffith, Ahmad danGumbs, 1989; Nye dan Tinker, 1977

_______.http://rioardi.wordpress.com/2009/03/03/unsur-hara-dalam-tanah-makro-dan-mikro/.(diaksestanggal 14 november 2011)