ZONE PERAKARAN DAN PEMUPUKAN

Karakteristik tanah yang sangat menentukan kualitas tanah dalam zone perakaran adalah tekstur tanah, bobot isi (BI), fragmen kasar, sifat vertik, fase tanah yang mempengaruhi penetrasi akar, kedalmaan tanah dan volume tanah. Kondisi perakaran menunjukkan berbagai hubungan antara tanah kondisi zona perakaran dan pertumbuhan tanaman . Mereka termasuk kedalaman efektif tanah ( cm ) dan volume tanah efektif ( vol. % ) dan terkait dengan adanya faktor-faktor yang membatasi kedalaman perakaran efektif atau mengurangi volume efektif tanah yang dapat diakses oleh akar . Sebagai keterbatasan kedalaman tanah / volume mempengaruhi penetrasi akar dan dapat menghambat pembentukan yield ( akar dan umbi-umbian ) , faktor-faktor berikut yang dipertimbangkan dalam evaluasi :

1. Kecukupan pijakan atau tempat berpegangan ( kedalaman tanah yaitu cukup untuk penahan tanaman ) ;

2. Volume tanah yang tersedia dan penetrasi tanah untuk akarmengekstrak nutrisi ;

3. Ruang untuk akar dan umbi tanaman untuk ekspansi dan hasil ekonomi di tanah , dan

4. Tidak adanya menyusut dan pembengkakan sifat yang mempengaruhi akar dan umbi tanaman .

Sifat tanah yang relevan untuk dipertimbangkan adalah kedalaman tanah , tekstur tanah / struktur tahah, kehadiran akumulasi liat, suhu tanah dan adanya fragmen kasar ( batu ) atau kerak di permukaan tanah.

1. Ketersediaan oksigen . Ketersediaan oksigen dalam tanah sebagian besar ditentukan oleh karakteristik drainase tanah . Penentuan kelas drainase tanah didasarkan pada jenis tanah , tekstur tanah , kemiringan , gerakan air tanah dan terjadinya genangan air , banjir periodik atau panci besi dalam tanah .

2. Kelebihan garam . Akumulasi garam dapat menyebabkan salinitas . Kelebihan garam gratis ( salinitas ) diukur sebagai konduktivitas listrik ( di dS / m ) atau kejenuhan dari kompleks pertukaran dengan ion natrium , yang disebut sebagai sodisitas atau natrium alkalinitas dan diukur sebagai persentase natrium ditukar ( ESP ) . Salinitas mempengaruhi tanaman dengan menghambat penyerapan air . Salinitas sedang mempengaruhi pertumbuhan dan mengurangi hasil panen , tingkat salinitas tinggi dapat membunuh tanaman . Sodisitas menyebabkan keracunan natrium dan mempengaruhi struktur tanah yang mengarah ke struktur columnar besar atau kasar dengan permeabilitas rendah .

3. Toksisitas . pH yang rendah menyebabkan keasaman terkait toksisitas ( misalnya aluminium , besi , mangan toksisitas ) dan kekurangan ( misalnya fosfor , molibdenum ) . Sebaliknya, tanah berkapur umumnya menunjukkan defisiensi hara mikro besi , mangan dan seng dan dalam beberapa kasus keracunan molibdenum . Gypsum sangat membatasi kelembaban tanah yang tersedia . Toleransi tanaman terhadap kalsium karbonat dan gipsum juga bervariasi . pH rendah, kandungan kalsium karbonat yang tinggi dan kandungan gypsum yang tinggi, saling bersifat eksklusif . Toksisitas yang terkait dnegan kemasaman tanah , seperti toksisitas aluminium dan kekurangan hara mikro, dibahas dalam kaitannya dengan dalam ketersediaan hara dan Retensi hara . Oleh karena itu, indikator ini hanya mencakup kalsium karbonat dan gypsum terkait toksisitas .

1.. Kedalaman perakaran

Panjang akar atau zona akar sangat beragam di antara jenis tanaman . Berbagai jenis tanaman barisan (row crop) memiliki akar yang berkisar di kedalaman ari 2 - 5 inchi. Hal ini penting karena tanaman ini memiliki akses ke berbagai tingkat kelembaban tanah . Zone akar ini akan menentukan berapa banyak air tanah yang dapat diggunakan oleh tanaman sebelum diperlukan irigasi. Misalnya perbedaan anatara tanaman kentang dan tanaman alfalfa. Kedua tanaman ini memiliki luas permukaan daun yang hamper sama sehingga koefisien tanaman juga hamper sama . Namun demikian, sistem akar alfalfa adalah 2,5 kali lebih dalam dibandingkan dnegan akar kentang . Oleh karena itu alfalfa akan memiliki akses kepada 2,5 kali lebih banyak air tanah dibandingkan dengan kentang yang ditanam di tanah yang sama . Hasilnya adalah bahwa kentang perlu diairi sekitar dua kali lebih sering dibandingkan dnegan tanaman alfalfa.

Zona akar juga dapat dikelompokkan menjadi 4 wilayah konsumsi air berdasarkan persentase dari kedalaman akar . Sebagian besar air yang digunakan oleh tanaman diekstrak di atas 50 % dari zona akar dengan sejumlah kecil diekstraksi dari lapisan tanah bagian bawah . Hal ini penting ketika tanaman penutup tanah juga yang digunakan . Tanaman penutup tanah yang digunakan memiliki zona akar yang meluas ke 18" yang merupakan setengah sampai sepertiga dari zona akar dari sebagian besar jenis tanaman. Oleh karena itu, pemanfaatan air untuk zona akar atas akan meningkat berdasarkan jumlah tanaman penutup tanah .

Gambar 9. Kedalaman akar beberapa jenis tanaman (Sumber: http://ims.eid.org/homepage/NonIMSPages/Irrigation/Root_Zone.aspx).

Keda

lam

an, f

eet

Kentang

Beet

Buncis

Gandum

Jagung

Alfalfa

Model-model sistem perakaran tanaman

Zone perakaran tanaman

Persen ekstraksi air

Pers

en k

edal

aman

aka

r Volume air yang diserap oleh akar

dari berbagai kedalaman

Gambar 10. Penyerapan air dari tanah oleh akar tanaman (Sumber: http://ims.eid.org/homepage/NonIMSPages/Irrigation/Root_Zone.aspx).

Jagung tidak menyerap air tanah secara merata dari seluruh kedalaman perakarannya. Pada umumnya, lebih banyak air yang dapat diekstrak dari lapisan tanah yang dangkal dan lebih sedikit diekstraks dari lapisan tanah yang lebih dalam. Jika tambahan air diberikan pada permukaan tanah, pola ekstraksi air yang khas akan mengikuti aturan 4-3-2-1: Sebanyak 40 persen air berasal dari lapisan bagian atas 1/4 dari zona akar, 30 persen berasal dari lapisan ke dua 1/4 dan seterusnya. Pola penyerapan air tanah dengan Model 4-3-2-1 diilustrasikan pada Gambar 11.

Gambar 11. Penyerapan air atanah oleh akar tanaman jagung (Sumber: http://www.ianrpubs.unl.edu/pages/publicationD.jsp?publicationId=1004).

Hari setelah

berkecambah

Persen ekstraksi

air

Pers

en k

edal

aman

Zone perakaran tanaman

Tanaman tumbuh

aktif

Tabel 7. Nilai-nilai kritis untuk beberapa sifat fisika dna kimia tanah .

Sifat tanah

Unit SI Nilai Keterangan

Pasir % >50 Kehilangan Pencucian hara cenderung besar. Penting untuk mengembalikan biomasa sisa tanaman guna mengisi bahan organik tanah tanah, meningkatkan retensi hara dan ketersediaan lengas tanah.

Liat % >45 Masalah drainase mungkin serius. Kapasitas tukar kation (KTK) besar, terutama jika mineral litany tipe 2:1. Kapasitasnya besar untuk meningkatkan kandungan BOT.

Liat % <30 Kandungan haranya rendah (miskin hara), retensi kelembaban tanah yang rendah, sulit untuk meningkatkan kandungan BOT.

pH (H2O, 1:2.5 atau 1: 5)

<4.5 Pengapuran mungkin diperlukan; Tidak ada keuntungan mengapur tanah hingga pH >5.5.

pH (KCl , 1:2.5 atau 1: 5)

<4.2 Pengapuran mungkin diperlukan; Tidak ada keuntungan mengapur tanah hingga pH >5.5.

C-organik

% <1.5 Retensi hara buruk; suplai N indigenous buruk; Sifat fisika tanah jelek (mis. Ketersediaan lengas tanah, sifat oleh tanah).

N-total % <0.15

Suplai N indigenous jelek

Total P (HCl 25%)

mg/kg <200

Kemungkinan besar defisiensi P; Diperlukan pasokan P (Pupuk, rabuk kandang, kompos, pupuk hijau).

P (Bray lI)

mg/kg <15 Kemungkinan besar defisiensi P; Diperlukan pasokan P (Pupuk, rabuk kandang, kompos, pupuk hijau).

KTK efektif

cmol/kg

<10 Retensi kation jelek; BOT menjadi sumber penting bagi kation tukar.

K-tukar cmol/kg

<0.2 Defisiensi K cenderung terjasi; Diperlukan Pasokan K (Pupuk, rabuk kandnag, kompos,pupuk hijau)

Mg-tukar

cmol/kg

<0.2 Defisiensi Mg cenderung terjasi; Diperlukan Pasokan Mg (Pupuk, kapur, rabuk kandnag, kompos,pupuk hijau)

Ca-tukar cmol/kg

<0.5 Defisiensi Ca cenderung terjasi; Diperlukan Pasokan Ca (Pupuk, kapur, rabuk kandnag, kompos,pupuk hijau)

Sumber: Thomas Fairhurst. 2012. Africa Soil Health Consortium: Handbook for Integrated Soil Fertility Management. CAB International 2012.

Tabel 8. Faktor-faktor penting untuk manajemen N, P, dan S di lahan kering.

Unsur Hara Faktor-faktor Penting PengelolaanNitrogen 1. Mengurangi kehilangan pencucian.

2. Meningkatkan fiksasi biologis N2 (BNF).3. Mempertahankan atau meningkatkan BOT.4. Menggunakan pupuk N secara efisien.5. Biomasa sisa tanaman dikembalikan ke lapangan.6. Jangan membakar biomasa sisa tanaman.

Fosfor 1. Tambahkan P ke tanah sebagai pupuk. 2. Menjaga BOT.3. Meningkatkan efisiensi penggunaan pupuk P dengan

menerapkan bersama-sama dengan residu organik yang mudah terdekomposisi dan pupuk kandang.

Kalium 1. Mengurangi kehilangan pencucian hara.2. Biomasa sisa tanaman dan kotoran hewan

dikembalikan dari ternak yang pakannya berasal dari lahan.

3. Tambahkan pupuk K ke dalam tanah.Magnesium 1. Mengembalikan biomasa sisa tanaman dan pupuk

kandang yang pakan ternaknya berasal dari lahan.2. Menambahkan pupuk Mg atau dolomite ke tanah.

Kalsium 3. Mengembalikan biomasa sisa tanaman dan pupuk kandang yang pakan ternaknya berasal dari lahan.

4. Menambahkan pupuk Ca atau kapur kalsit ke tanah.Belerang 1. Mengembalikan biomasa sisa tanaman.

2. Menjaga kandungan BOT3. Jangan membakar biomasa sisa tanaman.

Sumber: Thomas Fairhurst. 2012. Africa Soil Health Consortium: Handbook for Integrated Soil Fertility Management. CAB International 2012.

2.. Kedalaman tanah .Tanah dangkal perlu manajemen yang lebih baik dan lebih banyak masukan untuk

mengoptimalkan irigasi dan pemupukan . Sebuah kedalaman tanah dangkal juga menimbulkan banyak masalah dengan drainase internal yang .

Berbagai tanaman dan jenis tanaman memiliki persyaratan kedalaman tanah berbeda . Dalam jeruk minimal 30 cm kedalaman perakaran efektif diperlukan , dalam profil dengan kedalaman total setidaknya 75 cm adalah . Bila menggunakan micro - jet irigasi , kedalaman perakaran dari 40 cm sampai 50 cm akan optimal , sedangkan 60 cm sampai 70 cm optimal untuk irigasi tetes . Contoh ini menunjukkan dengan jelas bahwa itu adalah penting bahwa kedalaman tanah dicocokkan dengan kebutuhan tanaman .

Kualitas tanah adalah istilah yang terkait dengan kesesuaian tanah untuk produktivitas tanaman dan menggunakan kualitas yang berhubungan dengan kondisi lingkungan. Kualitas tanah sering dinilai dari pengukuran kuantitatif sifat-sifat tanah yang dapat menunjukkan berbagai variasi di seluruh lanskap karena perbedaan dalam proses pembentukan tanah dan proses erosi tanah. Dengan demikian , kedalaman profil tanah yang menggambarkan zona dimana sebagian besar proses tanah berlangsung (Kedalaman Efektif Tanah, KET) harus disertakan dalam pengembangan indeks kualitas tanah yang berlaku secara spasial . KET berpotensi untuk digunakan sebagai integrator sifat yang berubah dengan kedalaman dan digunakan untuk mengkarakterisasi produktivitas dan erodibilitas tanah. Sifat-sifat tanah dalam zone KET biasanya dapat membatasi pergerakan air dan perakaran ke dalam tanah . Kalau KET menurun dari 100 cm menjadi 20 cm , produktivitas tanah akan menurun dan

erodibilitas tanah akan meningkat. Perubahan kualitas tanah biasanya berhubungan dnegan modifikasi beberapa sifat yang sangat berhubungan dengan KET. Oleh karena itu, KET dianggap sebagai metode yang cukup akurat untuk menentukan indeks kualitas tanah untuk tanah-tanah yang memiliki kedalaman terbatas (Rhoton dan Lindbo, 1997).

3.. Lapisan Tanah atau Stratifikasi .Lapisan tanah disebabkan oleh perbedaan kandungan liat di antara lapisan berturut-

turut dalam profil tanah . Hal ini dapat dengan mudah diamati pada tanah aluvial , yang disimpan oleh tanah air seperti di tepi sungai , di mana banyak lapisan tipis tekstur yang berbeda yang hadir dalam profil . Lapisan juga bisa sangat tebal dan merupakan hasil dari berbagai faktor tanah pembentuk .

Perilaku akar yang terdokumentasi dengan baik adalah bahwa akar tidak dapat dengan mudah menembus dari satu jenis tekstur tanah memasuki tekstur lain, jika perbedaan tekstur tanah tersebut eterlalu besar di antara lapisan - lapisan. Perbedaan tersebut dianggap terlalu besar kalau perbedaan kandungan litany lebih dari 1,5 kali. Faktor 1,5 ini dipengaruhi oleh sifat tanah lainnya, seperti jenis tanah liat dan kandungan debu .

Faktor 1.5 dapat dijelaskan sebagai berikut: Jika lapisan atas tanah mengandung 15% liat dan lapisan berikutnya 25% liat,

peningkatan kandungan liat dari lapisan atas ke lapisan berikutnya adalah 25/15 = 1,67. Faktor ini ternyata lebih dari 1.5 sehingga perbedaan di antara lapisan terlalu besar,

dan juga memungkinkan untuk keberhasilan pengolahan tanah. Pergerakan air dalam profil tanah juga dibatasi oleh pelapisan tanah ini. Hal ini

adalah hasil dari perbedaan gaya hidrolik pada tanah berliat dengan tanah berpasir. Ketika lapisan tanah berpasir berada di atas lapisan tanah liat, air akan bergerak

cepat ke seluruh lapisan tanah berpasir sebelum mencapai lapisan tanah liat. Air bergerak lebih lambat melalui tanah liat dari tanah berpasir dan, dalam contoh ini, akan terakumulasi di atas lapisan tanah liat. Akumulasi air ini disebut “air bebas” dan dapat menyebabkan kondisi anaerobik (tidak mengandung oksigen) dalam zona perakaran.