K I M I A P E R T A N I A N

Hubungan Kimia dan Pertanian

Teori Maltus : Populasi dan pangan

Tumbuhan : fotosintesis → pangan

Hara MAKRO : N, P, K

Hara MIKRO : B, Cu, Fe, Mn, Mo, Zn, Cl

Hara sekunder : Mg, Ca, S

Teori MALTUS (1830)Kenaikan populasi akanberjalan lebih cepatdaripada penyediaanpangan

Pertumbuhan :Populasi -- → geometrikaPangan -- → aritmatika

K I M I A P E R T A N I A N

020406080

100120140160180

0 10 20 30 40Kenaikan pertahunJu

mla

h

penyediaanpanganPertumbuhanpenduduk

Pertumbuhan secara GeometrikaPopulasi menjadi 2x dengan aturan 70

Contoh :1. Populasi dunia bertambah 2% per tahun:

70/2 = 35Populasi mjd 2 kali lipat selama 35 tahun

2. Populasi suatu kota 13 juta pd thn 1981, dgnlaju petumbuhan 5,5% /thn. Kapan populasimenjadi 2x lipat ? 70/5,5 = 13, jadi dalam waktu 13 tahun.

K I M I A P E R T A N I A N

Aliran energi pada masyarakat primitif

Tempat tinggalPembuatan bajuMasyarakat Energi matahari

Tanaman hijau

Aliran HaraHara anorganik tanah(dekomposisi bakteri)

Ternak Tanaman

Energi matahari

Humus

K I M I A P E R T A N I A N

PUPUK KIMIAUnsur Hara: N P K

Nitrogen : N2 di udara difiksasi oleh bakteri oleh

bintil akar leguminosa

Garam chili-NaNo3 sumber N

Tanaman :

Proses Haber :

3433

323

322

2423

NONHNHHNOHNOONH

NHNH

→+→+

→+

proteinAaNHNO →→+−43 ,

K I M I A P E R T A N I A N

SIKLUS NITROGEN

Proses Pembuatan Pupuk N

N2 H2

Energi 500oC

NH3

HNO3

NH4NO3 (Pupuk N)

NH3

Udara Gas Alam

Oksidasi

K I M I A P E R T A N I A N

424242243 2)(2)( CaSOPOHCaSOHPOCa +→+

Batuan fosfat (tak larut) Superfosfat

Tanaman →

⇔ Proses fotosintesis, transfer energi

⇔ Pembentukan lemak/ protein⇔ Komponen sel lainnya⇔ Faktor pembatas dalam

pertumbuhan

FOSFAT

Peranan : DNA, RNA−42POH

K I M I A P E R T A N I A N

Kalium

Pupuk Komersial: KCl

Fungsi Kalium dalam sel : pembentukan dan transpor Karbohidrat

K I M I A P E R T A N I A N

K+

Tanah menjadiasam

H3O+

K+

K+ H3O+

H3O+

HARA TANAMAN

MAKRO: N P K

SEKUNDER: Mg, Ca, S

MIKRO: B, Cu, Fe, Mn, Mo, ZN, Cl

Pupuk Campuran: NPK = 20 - 10 - 5

20% N, 10% P2O5, 5% K2O

amino Asam beberapaKomponen Sklorofilstruktur Komponen

32

2

223

==

+→++

++

Mg

OHCaOHCaO

K I M I A P E R T A N I A N

Dosis Lethal (LD50)Toksisitas insektisida: LD50 pada tikus

(mg/Kg)Pirethrin 1200Pb-arsenat 800Karbaril 540DDT 113Paration 5

Makin kecil nilai LD50 toksisitas makin besar

K I M I A P E R T A N I A N

INSEKTISIDASEBELUM PD II : DDT, murah efektif, mengandung klorBahaya :

Menggangu metabolisme kalsiumDilarang di negara majuTimbul resistensi pada seranggaAkumulasi pada tanaman dan air

MALATHION dan PARATHIONSenyawa fosfor organik, lebih beracun, efek 20X DDT, racun syaraf

K I M I A P E R T A N I A N

KARBAMAT : madu insektisida

Karbaril (Sevin) : toksisitas rendahKarbofuran (Furadan) : toksisitas = parathion Aldikarb (Temik)Insektisida spektrum sempit : karbamatInsektisida spektrum lebar : Hidrokarbon berklor,

fosfor organikKarbamat terurai cepat, tetapi ternyata mematikanlebah madu

K I M I A P E R T A N I A N

FEROMONDikeluarkan oleh serangga

Berfungsi untuk memberi jejak

Mengirimkan tanda/ memikat pasangan• Pemikat seks serangga: identifikasi struktur• Pemikat seks untuk lalat:

CH3(CH2)7=CH(CH2)12CH3

(hidrokarbon tak jenuh)• Isolasi dan struktur dari 87000 ekor ngengat• 1 ekor kupu ulat sutera jantan dapat mendeteksi40 mol/detik

K I M I A P E R T A N I A N

PEMBRANTASAN BIOLOGISMemberantas hama dengan menggunakan musuhalami seperti bakteri dan virusBakteri : memusnahkan rayap, pada sarangnyauntuk menginfeksi koloniVirus : Heliothis zea, pestisida ulat kapas, virus dibiakan dan disemprotkanKeuntungan : spesifik, tidak beracun bagi manusiadan hewan, mudah teruraiPemuliaan tanaman yang kebal serangga

K I M I A P E R T A N I A N

HORMON JUVENIL

Hormon : pembawa pesan kimia yang mengatur fungsikehidupan dalam tumbuhan dan hewan, jumlah sangat kecil dengan perubahan yang cukup

Hormon Juvenil : mengatur laju perkembanganserangga muda

Struktur telah diketahui dan dpt disintesis yaitumetoprenaTetapi bila stadia kupu dipertahankan pada tahap ulatakan menghancurkan tanaman

K I M I A P E R T A N I A N

Herbisida :Memberantas gulmaMisalnya : 2,4-Diklorofenoksi asetatDefolian : gugurkan daun misalnya 2,4,5-T;CaNCN (Kalsium sianamida): panen kapasParaquat: sebelum perkecambahanBahaya : DIOKSIN

STERILISASIPemandulan serangga jantan dengan :radiasi, bahan kimia, persilanganKerugian : biaya terlalu besar dan sulit

HERBISIDA DAN DEFOLIAN

K I M I A P E R T A N I A N

GERAKAN ANTI BAHAN KIMIA:Pertanian Organik

Bertanam secara alami tanpa pestisida dan pupukkimiaPemakaian limbah manusia dan hewan dikembalikanke tanah

Keuntungan dan Kerugian :Kurang menggunakan energiBiaya lebih rendahTenaga kerja 12% lebih banyakProduksi 10% lebih rendahPupuk organik harus diuraikan jadi anorganik

K I M I A P E R T A N I A N

Energi dan Pertanian

Pertanian modern intensif dalam pemakaian energiuntuk pembuatan pupuk, pestisida, mesin pertanian, panen, transportasi, dan prosesing

Masyarakat modern: 10% energi untuk produksipangan

Masyarakat primitif : 100% energi untuk produksipangan

K I M I A P E R T A N I A N

Dapatkah Kita Mengatasi kelaparan di Dunia

1976 populasi dunia 4 biliunLaju pertumbuhan 2% per thn → 8 biliun thn 2111Pertanian modern perlu minyak bumi, pupuk, pestisidaHarapan : rekayasa genetika agar produksi tinggidan tahan hama/penyakitGanggang laut sebagai makananRantai makanan dari lautPembatasan populasi : KB

K I M I A P E R T A N I A N