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 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.
-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 )
-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.
-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
_______.http://www.google.co.id/url?sa=t&rct=j&q=hubungan%20ion%20penting%20terhadap%20ketersediaan%20hara&source=web&cd=1&ved=0CBgQFjAA&url=http%3A%2F%2Fimages.soemarno.multiply.multiplycontent.com%2Fattachment%2F0%2FTAhI2wooCzYAADJOXCM1%2FFAKTOR%2520ketersediaan%2520hara.doc%3Fnmid%3D333846958&ei=6w7BTu-zDMa3rAeF6_3mAQ&usg=AFQjCNEZXyTsvtOu7hXLjsjr7zjdIfhNEw.
(diaksestanggal 14 november 2011)
_______.“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)
_______.http://scienceclubmipa.blogspot.com/2010/11/hubungan-koefisien-difusi-ion-terhadap.html.
(diaksestanggal 14 november 2011)