fosforratih_kurniasih.staff.gunadarma.ac.id/downloads/files/61279/fosfo… · meliputi ca-p, al-p,...

Kesuburan Tanah | Ratih Kurniasih

FOSFOR

1. P dibutuhkan tanaman dalam jumlah relatif besar, sedikit lebih kecil dibawah N dan K, setara dengan S, Ca dan Mg

2. ATP : transfer energi

3. NADP : fotosintesis

4. Asam nukleat: bahan DNA, RNA

5. Lemak fosfat (phospholipids): membran sel dan organ dalam sel

P DALAM JARINGAN TANAMAN


• Fosfor di dalam tanah dapat dibedakan dalam dua bentuk yaitu P-organik dan P-anorganik

• Fosfor organik di dalam tanah terdapat sekitar 50% dari P total tanah dan bervariasi sekitar 15-80% pada kebanyakan tanah. Bentuk-bentuk fosfat ini berasal dari sisa tanaman, hewan dan mikrobia.

P DALAM TANAH


• Bentuk P-anorganik dapat dibedakan menjadi P aktif yang meliputi Ca-P, Al-P, Fe-P dan P tidak aktif, yang meliputi occhided-P , reductant-P , dan mineral P primer. Fospor anorganik di dalam tanah pada umumnya berasal dari mineral fluor apatit.

• Jumlah P total dalam tanah cukup banyak, namun yang tersedia bagi tanaman jumlahnya rendah hanya 0,01 – 0,2 mg/kg tanah (Handayanto dan Hairiyah,2007)


• Unsur fosfor (P) sifatnya mobil dalam tanaman, mudah dipindahkan dari bagian daun yang tua ke titik tumbuh.

• Gejala kekahatan: tanaman kerdil, pertumbuhan akar buruk, kedewasaan terlambat, warna daun hijau kelam, muncul warna keunguan misalnya pada jagung.

MOBILITAS P


• Perombakan bahan organik: menyumbang 20-80% dari total P dalam tanah

• Pelarutan mineral P : mineral primer dan sekunder, mineral primer sangat lambat tersedia menjadi sumber jangka panjang

• Pengendapan sedimen erosi

• Batuan beku dan batuan endapan (sedimen) yang mana bahan mineralnya mengandung apatit

• Pupuk P (TSP, SP-36)

SUMBER P


• Kebanyakan P diserap dalam bentuk ion anorganik orthofosfat: H2PO4- dan HPO42-.

• H2PO4- lebih tersedia bagi tanaman

• H2PO4- lebih banyak di tanah masam, sedangkan HPO42-lebih banyak di tanah alkalin.

PENYERAPAN P


• Faktor-faktor yang mempengaruhi ketersediaan fosfor dalam tanah menurut Winarso (2005) adalah :

a. Tipe lempung

Fiksasi P akan lebih kuat pada lempung tipe 1: 1 daripada tipe 2 : 1. Tipe lempung 1 : 1 yang banyak mengandung kaolinit lebih kuat mengikat P. Disamping itu oksida hidrous dari Al dan Fe pada tipe lempung 1 : 1 juga ikut menjerap P.

b. Reaksi tanah

Ketersediaan dan bentuk-bentuk P di dalam tanah sangat erat hubungannya dengan kemasaman (pH) tanah.


HUBUNGAN pH DAN P TERSEDIA TANAH

Sumber: plantandsoil.unl.edu

• Ion HPO4 2- atau H2PO4– terutama bergerak menuju akar karena difusi.

• kadar dalam tanah rendah : sekitar 0,05 ppm

• adanya reaksi penjerapan

• ion fosfat bergerak < 1 mm dalam satu musim tanamn

• ukuran dan kerapatan sistem perakaran sangat penting dalam proses penyerapan P

GERAKAN P DALAM TANAH


DAUR P

Sumber: msucares.com

Senyawa P dalam tanah

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

Senyawa P-organik:

1. Fitin dan derivatifnya

2. Asam Nukleat

3. Fosfolipida

Ketersediaan P anorganik dalam tanah

Kemasaman tanah (pH): Ketersediaan P bagi tanaman tgt pd bentuk anion fosfat, selanjutnya bentuk anion ini tgt pada pH + OH- +OH-

H2PO4- H2O + HPO4

= H2O + PO4---

larutan tanah larutan tanah sangat masam sangat alkalin

% kepekatan

100

50 H3PO4 H2PO4- HPO4

= PO3-3

0

0 2 4 6 8 10 12 14

pH larutan

Paling tersedia bagi tanaman

Ketersediaan

P-anorganik

tanah masam

Pengendapan oleh kation Fe, Al, Mn Al3+ + H2PO4

- + H2O 2H+ + Al(OH)2H2PO4 larut tdk larut

Dlm tanah masam biasanya konsentrasi kation Fe, Al lebih besar dp anion fosfat, sehingga reaksi berlangsung ke arah kanan

Pengikatan oleh hidro-oksida: Fiksasi fosfat OH OH Al OH + H2PO4

- Al OH + OH- larut H2PO4 tdk larut Hidro-oksida Al

Pengikatan oleh clay silikat: Kaolinit, 1. Reaksi permukaan antara gugusan OH- yang tersembul di permukaan clay dengan anion fosfat

2. Kation Fe dan Al dibebaskan dari pinggiran kristal silikat yg kemudian bereaksi dengan anion

fosfat menjadi fosfat-hidroksi

[Al] + H2PO4- + 2H2O 2H+ + Al(OH)2H2PO4

Dlm kristal silikat tidak larut

Ketersediaan

P-anorganik

pd pH tinggi

Pengendapan oleh kation Ca++ atau CaCO3

H2PO4- + 2 Ca++ Ca3(PO4)2 + 4H+

larut tidak larut

H2PO4- + 2 CaCO3

Ca3(PO4)2 + 2CO2 + 2H2O larut tidak larut

Ca3(PO4)2 yang terbentuk dalam reaksi di

atas, masih dapat berubah menjadi

bentuk-bentuk yang lebih sukar larut,

seperti senyawa hidroksi-, oksi- ,

karbonat-, atau fluor-apatit.

Reaksi-reaksi ini semua terjadi pada

tanah-tanah masam yang dikapur dengan

dosis tinggi (Pengapuran berat)

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

TRANSFORMASI P


• Mineralisasi fosfat merupakan proses enzimatik. Enzim yang terlibat disebut fosfatase yang mengkatalis berbagai reaksi yang melepaskan fosfat dari senyawa fosfat organik ke dalam larutan tanah.

• Enzim fosfatase yang dihasilkan oleh berbagai mikrobia, melepas ion orthofosfat.

• Contoh mikrobia pelarut fosfat :

- Pseudomonas, Bacillus, dll (bakteri)

- Pinicilium, Aspergillus, dll (fungi)

MINERALISASI P


• Indikator yang dapat digunakan untuk mengetahui siklus transformasi P-organik menjadi P-anorganik adalah dengan mengetahui jumlah total mikroba dan biomassa mikroba.

• Faktor-faktor yang mempengaruhi proses mineralisasi P di dalam tanah adalah temperatur, kelembaban, aerasi, pH tanah dan kualitas bahan organik yang ditambahkan.

• Aerasi tanah yang baik dengan kelembaban yang cukup serta temperatur tanah berkisar 30-40°C menentukan jenis dan aktivitas mikroba tanah, selanjutnya dapat menentukan produk akhir dari proses metabolisme mikroba yang bersangkutan.


• Ada keseimbangan antara proses mineralisasi dengan immobilisasi.

• Nisbah C:P menentukan laju perombakan bahan organik, mineralisasi P juga ditentukan oleh nisbah C/N.

• Nisbah C/P tinggi, mikrobia menggunakan P tersedia dari larutan tanah, ketersediaan bagi tanaman berkurang.

• Jika kadar P dalam larutan tanah rendah maka pertumbuhan mikrobia terhambat, perombakan bahan organik juga lambat.

IMOBILISASI (ASIMILASI)


Nisbah C/P bahan organik tanah sekitar 100:1.

Nisbah C:N:P sekitar 120:10:1.3.

• jika C:P > 300, P imobilisasi > P mineralization, residue <0.2% P

• jika C:P = 200-300, P imobilisasi = P mineralization

• jika C:P < 200, P imobilisasi < P mineralization, residue >0.3% P


Daya ikat P

dari Tanah Fosfor yang sangat lambat tersedia

Apatit, Fe-, Mn- dan Al-fosfat tua, Fosfat organik

yang mantap

Fosfat yang lambat tersedia

Ca3(PO4)2, Fe-, mn-, dan Al-fosfat yg baru terbentuk, dan fosfat

organik baru (sedang) dimineralisasikan

Hasil-hasil penelitian:

1. Tanah-tanah di jawa Barat:

Rata-rata 18.2 kuintal TSP dg kadar 46% P2O5 diikat oleh tanah setiap

hektar lapisan olah.

2. Tanah Latosol mempunyai daya ikat setara dengan 7.8 ton superfosfat dg

kadar 20% P2O5.

Fosfat segera / mudah tersedia

Larut air : NH4-fosfat, Ca(H2PO4)2

Tidak larut: CaHPO4 dan Ca3(PO4)2

Kemampuan tanah menjerap (Daya Jerap) P

Tanah Mineral Clay Perlakuan pH Daya Jerap P (*) Latosol - Tanpa kapur 5.7 30.110 Purwokerto Haloisit Dengan kapur 5.9 26.600 Latosol- Kaolinit Tanpa kapur 5.2 45.520 Cibodas Dengan kapur 5.6 40.920 Podsolik- Smektit Tanpa kapur 4.8 36.950 Gajrug Dengan kapur 5.3 33.180 Podsolik- Smektit Tanpa kapur 4.6 29.280 Samarinda Kaolinit Dengan kapur 5.2 16.370 Grumusol- Smektit, Kaolinit Tanpa kapur 6.7 14.960 Yogjakarta Haloisit Andosol Bogor Alofan, Haloisit Tanpa kapur 4.6 33.360

Keterangan: (*) setara dengan kg superfosfat 20% P2O5 setiap HLO

Pengapuran setara dengan 0.5 SMP

Sumber: Djokosudardjo (1982)

Faktor

Retensi P

dalam tanah

TIPE CLAY

Tanah-tanah lempung lebih banyak meretensi &

memfiksasi p-pupuk daripada tanah berpasir

Clay silikat tipe 1:1 mempunyai kemampuan lebih

besar me-”retensi” P dibanding liat tipe 2:1

Tanah yang kaya clay kaolinitik akan “mengikat”

lebih banyak P -pupuk daripada tanah yang kaya

clay tipe 2:1

Adanya clay oksida hidrous dari Fe dan Al juga

terlibat dalam retensi P-pupuk

TIME OF REACTION

Semakin lama P-pupuk kontak langsung dengan tanah akan

semakin besar jumlah retensi & fiksasi P

Hal ini dapat terjadi karena adanya proses dehidrasi dan

reorientasi-kristal yg melibatkan hasil fiksasi P

Implikasi penting adalah waktu pemupukan P dan penempatan

pupuk P dalam tanah.

Faktor

Retensi P

dalam tanah

pH TANAH

Kisaran pH tanah yg optimum bagi ketersediaan p-

tanah adalah 5.5 - 7.0

Pd tanah dg pH rendah, retensi terjadi karena adanya

reaksi fosfat dengan Fe, Al dan oksida hidratnya.

Pd tanah dg pH tinggi, retensi fosfat terjadi karena

reaksi fosfat dengan Ca dan Mg dan karbonatnya

TEMPERATUR

Tanah di daerah iklim panas (warmer) memfiksasi fosfat lebih

banyak dp tanah-tanah di daerah iklim sedang (temperate). Tanah

di daerah iklim panas ini mengandung lebih banyak oksida-oksida

hidrat dari Fe dan Al.

BAHAN ORGANIK

Dekomposisi bahan organik menghasilkan CO2; gas ini bersenyawa dg air

menjadi asam karbonat; asam ini mampu men-dekomposisi mineral primer

yang mengandung fosfat.

Ekstrak humus dari tanah mampu meningkatkan kelarutan fosfat, krn:

1. Pembentukan kompleks phosphohumic yg lebih mudah diambil tanaman

2. Penggantian anion fosfat oleh humat

3. Penyelimutan partikel sesquioksida oleh humus, membentuk selimut protektif

sehingga mereduksi kapasitas fiksasi fosfat

Faktor

Retensi P

dalam tanah

STATUS FOSFOR dalam TANAH

Tingkat kejenuhan fosfat dalam tanah atau jumlah fosfat yg telah

difiksasi oleh tanah sangat menentukan besarnya fiksasi fosfat dari

pupuk P.

Rasio R2O3 : P2O5 mrp ukuran jumlah fosfat yg ada dalam tanah

terhadap jumlah oksida Fe dan Al.

Nilai Rasio yang besar, berarti tanah miskin fosfat atau nilai kejenuhan

fosfat rendah; sehingga fiksasi fosfat dari pupuk P sangat besar

Oleh karenanya tanah-tanah yag dipupuk fosfat dosis tinggi selama

bertahun-tahun kemungkinan akan:

1. Mereduksi dosis pupuk P saat ini

2. Menggunakan lebih banyak fosfat yg ada dalam tanah

3. Kombinasi keduanya

fosforratih_kurniasih.staff.gunadarma.ac.id/downloads/files/61279/fosfo… · meliputi ca-p, al-p,...

Documents