PENTINGNYA HARA DAN PUPUK

UNTUK MENINGKATKAN RENDEMEN TEBU

Diabstraksikan olehProf Dr Ir Soemarno MS

Bahan kajian dalam MK Pupuk dan PemupukanJurs Tanah FP UB September 2009

UNSUR MIKRO DALAM METABOLISME TANAMAN TEBU

Unsur mikro diambil oleh tanaman tebu dalam jumlah sedikit, dan biasanya berfungsi sebagai regulators

pertumbuhan tanaman. Copper (Cu) dan zinc (Zn) telah diketahui defisien pada tanah-tanah perkebunan tebu ,

terutama tanah-tanah berpasir yang miskin bahan organik; sedangkan besi (Fe) dan manganese (Mn) tersedianya juga

terbatas. Perilaku dan ketersediaan molybdenum (Mo) dan boron (B)

dalam tanah masih belum banyak diketahui. Tidak ada gejala defisiensi silicon (Si) dalam analisis daun tebu,

meskipun kandungan Si-tersedia dalam tanah relatif rendah dalam tanah-tanah berpasir.

ASAM HUMAT

Molekul asam humat mengandung beberapa komponen penting seperti quinone, phenol, catechol dan sugar .

Asam humat berperilaku sebagai camopuran asam dibasis, dengan nilai pK1 sekitar 4 untuk protonasi gugus carboxyl

dan sekitar 8 untuk protonasi gugus phenolate . Sifat penting lainnya adalah rapat-muatannya. Molekul;-

molekul asam humat dapat membentuk struktur supramolecular yang diikat bersama oleh gaya-gaya non-

covalent , seperti gaya Van der Waals , ikatan π-π, dan CH-

π.

http://en.wikipedia.org/wiki/Humic_acid

KEMAMPUAN ASAM HUMAT MEMBENTUK KHELATE

Adanya gugusan karboksilat dan fenolat mengakibatkan asam humat mampu

membentuk kompleks dengan ion-ion seperti Mg2+, Ca2+, Fe2+ dan Fe3+.

Asam humat mempunyai dua atau lebih gugusan ini dan tersusun sedemikian rupa sehingga

memungkinkannya membentuk kompleks khelate. Pembentukan kompleks khelate merupakan aspek penting dari peranan biologis asam humat dalam

regulasi ketersediaan ion-ion logam bagi tanaman.

Metal-EDTA chelate

http://en.wikipedia.org/wiki/File:Metal-EDTA.png

KHELATE

Chelation merupakan proses pembentukan atau adanya dua atau lebih ikatan-kimia antara

ligan polydentate (multiple bonded) dengan suatu atom sentral .

Biasanya ligan ini adalah senyawa organik , dan lazim disebut sebagai chelants, chelators, chelating agents, atau sequestering agents.

Ligan membentuk kompleks khelat dengan substrate. Kompleks khelate berbeda dnegan

kompleks koordinasi yang tersusun atas ligan- monodentate , yang hanya membentuk satu

ikatan dengan atom sentral.

Chelants merupakan bahan kimia yang dapat memebentuk molekul kompleks soluble dengan ion logam tertentu, mengakibatkan ion logam tersebut tidak aktif dan tidak dapat bereaksi

dengan unsur atau ion lain membentuk endapan.

Ligan Ethylenediamine berikatan dengan ion logam melalui

dua ikatan

Kompleks Cu2+ dengan methyl-

amine (left)

ethylene-diamine (right)

ASAM HUMAT

Asam humat merupakan fraksi dari substansi humik yang tidak larut air pada kondisi masam

(pH < 2) tetapi larut pada kondisi pH yang lebih tinggi. Mereka dapat diekstraks dari tanah dengan

beragam reagents dan tidak larut dalam asam-encer.

Asam humat merupakan komponen utama yang dapat diekstraks dari substansi humik . Bahan ini

berawarna coklat-gelap hingga hitam

Apa manfaat fisik dari aplikasi asam humat Acid ?

Tanah lebih mudah diolah. Memperbaiki aerasi tanah .

Meningkatkan WHC = water  holding  capacity. Memperbaiki seed-bed. Mereduksi erosi tanah.

Evaporasi diminimumkan. Ujung oksigen molekul air beruikatan dengan ujung hidrogen dari molekul

air lainnya , sehingga evaporasi dapat direduksi hingga 30%.

Water Sequestration

Asam humat memperlambat penguapan air dari tanah . Hal ini sangat penting pada tanah-tanajh berpasir, di

daerah iklim kering, dan tanah-tanah yang tidak mampu menyimpan air.

Kalau ada air, kation diserap oleh asam humat mengalami ionisasi parsial dan bergerak menjauhi

tapak-tapak oksidasi asam-humat.

Kation akan lebih mudah diserapm oleh akar tanaman.

Asam humat mengikat katuion sedemikian rupa sehingga kation ini mudah diserap oleh akar tanaman , memperbaiki transfer unsur mikro

memasuki sistem sirkulasi tanaman.

Apa manfaat kimiawi asam humat ?

1. Meningkatkan daya penyangga dari tanah. 2. Mengkhelate ion-ion logam dalam kondisi alkalin. 3. Kaya senyawa organik dan anorganik yang

penting bagi pertumbuhan tanaman. 4. Menahan pupuk anorganik larut air dalam zone

akar dan melepaskannya manakala tanaman membutuhkan .

5. Mempunyai kapasitas tukar ion yang sangat tinggi .

6. Memacu konversi beberapa unsur menjadi bentuk tersedia bagi tanaman. promosikan.

Model struktural asam humat

Sumber: geochemicaltransactions.com

Apa manfaat biologis asam humat ?

1. Menstimulir ensim-ensim tanaman. 2. Berfungsi sebagai katalisator organik . 3. Menstimulir pertumbuhan dan

perkembangan mikroba tanah yang bermanfaat seperti algae & ragi.

4. Meningkatkan respirasi akar dan pembentukan akar.

5. Menstimulir pertumbuhan akar, terutama panjang akar.

6. Meningkatkan permeabilitas membran sel-sel tanaman; memacu penyerapan hara.

7. Meningkatkan kanduyngan vitamin tanaman .

8. Menstimulir pertumbuhan tanaman dengan jalan mempercepat pembel;ahan sel, meningkatkan laju perkembangan akar tanaman , dan meningkatkan hasil biomasa tanaman

Computer generated model of humic acid (von Wandruszka) Geochemical Transactions 2000 1:10  

doi:10.1186/1467-4866-1-10

ASAM HUMAT: PERTUKARAN ION

Asam humat mengikat kation. Karena muatan negatif permukaan akar tanaman lebih besar dari muatan negatif

asam humat, maka kation unsur hara mikro dapat diserap oleh akar tanaman dan memasuki sistem sirkulasi tanaman.

The transference mechanism is not completely understood, but soil scientists theorize that as the plant absorbs water, the humic acids (carrying the

absorbed micronutrients) move into close proximity to the root system.

Since the root system is negatively charged, when the humic acid moves close to the root, the root's

negative charge exceeds the acid's negative charge. The micronutrients are released from the

humic acid molecule and enter the root membrane.

Asam humat rantai pendek dan kation hara mikro yang terikat padanya dapat diserap dan dimetabolismekan oleh tanaman. Asam humat sangat penting sebagaui medium untuk mengangkut hara dari tanah memasuki tanaman.

PEMUPUKAN BERIMBANG

Pemupukan yang tidak berimbang menjadi salah satu faktor yang menentukan rendahnya hasil tebu di Indonesia. Hingga saat ini masih banyak praktek

pemupukan yang tidak berimbang dan tidak tepat.

Hasil-hasil kajian lapangan membuktikan bahwa pemupukan berimbang N, P,K, S dan Mg dapat meningkatkan

produktivitas tebu.

DIAGNOSIS HARA TANAMAN TEBU

Analisis daun dikombinasikan dengan gejala defisisensi hara dan hasil uji tanah sangat diperlukan

dalam pengelolaan hara dan pemupukan bagi tanaman tebu,

Ada dua cara untuk evaluasi status hara tanaman tebu, yaitu pendekatan Critical Nutrient Level (CNL) dan the Diagnosis and Recommendation Integrated

System (DRIS).

Nilai kritis adalah “konsentrasi hara” di bawah mana produksi tanaman mulai terganggu.

Nuilai kritis hara ini mengacu pada bagian tanaman tertentu pada fase pertumbuhan tertentu , dimana kehilangan

produksi mencapai 5–10%. Misalnya daun “the top visible dewlap (TVD)” yang diambil

sampel pada bulan Juni hingga Agustus.

Kisaran optimum hara adalah konsentrasi hara tanaman yang dianggap optimum bagi produksi.

DRIS calculates indices relative to zero by comparing leaf nutrient ratios with those found in a high-yielding

population.

The Nutrient Balance Index (NBI) can be calculated by adding the absolute value of all individual indices together.

Sugarcane leaf nutrient critical values and optimum ranges.

From Anderson and Bowen (1990), except for Si values (J. M. McCray, unpublished data). All values are from Florida except S and Mo, which

are from Louisiana.

Nutrient Critical Value Optimum Range

  % %

Nitrogen (N) 1.80 2.00-2.60

Phosphorus (P) 0.19 0.22-0.30

Potassium (K) 0.90 1.00-1.60

Calcium (Ca) 0.20 0.20-0.45

Magnesium (Mg) 0.12 0.15-0.32

Sulfur (S) 0.13 0.13-0.18

Silicon (Si) 0.50 >0.70

     

  mg/kg mg/kg

Iron (Fe) ----- 50-105

Manganese (Mn) ----- 12-100

Zinc (Zn) 15 16-32

Copper (Cu) 3 4-8

Boron (B) 4 15-20

Molybdenum 0.05 -----

Fertilizer Best Management Practices

Pemupukan berimbang:

Kunci untuk Efisiensi dan Productivitas

Dosis pupuk: Optimum ekonomis.

Method dan Waktu aplikasi pupuk:

1. Nitrogen2. Phosphorus

3. Potash4. Micronutrients

5. Suplai hara secara terintegrasi – The Best Mix6. Aplikasi hara melalui daun

KEHILANGAN PUPUK N TANAMAN TEBU

Kehilangan pupuk N dari lahan tebu dapat terjadi karena menguapan ammonia setelah pupuk N

diaplikasikan ke tanah. Hal ini dapat menyebabkan rendahnya efisiensi pupuk N pada tanaman tebu

Misalnya, efisiensi pemupukan N yang diaplikasikan di permukaan tanah (sebesar 18.9%( dan efisiensi

pupuk N yang dibenamkan ke dlaam tanah sebesar 28.8%.

Tanaman yang dipupuk N dengan cara dibenamkan ke dalam tanah mempunyai serapan N lebih besar

dibandingkan dengan pemupukan N yang disebar di permukaan tanah.

Kehilangan N pada aplikasi pupuk N di permukaan tanah mencapai 59.1% , sedangkan kehilangan N dari aplikasi pupuk N yang dibenamkan sebesar 45.6%. A saving of 13.5% of the applied N, which resulted in an extra 9.9% of the applied N being assimilated by the

crop. Pembenaman pupuk urea ke dalam tanah dapat

mengurangi kehilangan penguapan ammonia dari 37.3% menjadi 5.5% dari total pupuk N.

(Sumber: Nutrient Cycling In Agroecosystems, 2002, 62(3): 229-239)

BLOTONG MEMPERBAIKI PRODUKTIVITAS TEBU

Aplikasi “blotong” ke lahan tebu dapat memperbaiki efisiensi pupuk, produktivitas dan kualitas tebu.

Hasil tebu meningkat sejalan dengan dosis blotong yang diaplikasikan ke tanah.

Perbaikan produktivitas ini disebabkan oleh suplai bahan organik, P, Ca, dan hara lain yang ada dalam blotong; dan meminimumkan reaksi fosfat dengan mineral liat dan oksida-besi menjadi bentuk yang

tidak tersedia. Blotong yang diperkaya dnegan pupuk fosfat dapat

memperbaiki produktivitas tanaman tebu.

(Sumber: PHOSPHORUS FERTILIZATION IN THE PLANTATION OFSUGARCANE WITH FILTER CAKE ENRICHED WITH SOLUBLE

PHOSPHATE. Santos DH, Tiritan C.S., Foloni J.S.S. University Western São Paulo (Unioeste), 700 José Bongiovani St.,

19050-920, Presidente Prudente-SP,Brazil. Tel: 55 018 39091977. minuano1@hotmail.com

PEMUPUKA N N BERTAHAP

Aplikasi pupuk N secara bertahap pada tanah berlempung dapat memperbaiki EFISIENSI

Pemupukan dan produktifitas tebu.

The experiment was arranged in split plot randomized complete block design with three replications consisted of three different rates of N (N1 = 92, N2 = 138, N3 = 184 kg N ha-1) as main plots and three different AP (AP1 = 20-40-

40%, AP2 = 30-35-35%, AP3 = 30-30-40%) as subplots.

The interactive effects of N application rate and AP on juice purity depicted applying 92 kg N ha-1 and AP of 30-30-40% gave the purest juice with 90%.

Efisiensi pupuk Nitrogen lebih besar pada perlakuan N1 dengan nilai 1.39 dan 0.13 t kg-1 N dalam hasil

tebu (CY) dan hasil gula (SY).

Hasil tebu dan hasil gula tertinggi dicapai dengan dosis 92 kg N ha-1 dan AP 30-35-35%.

(Sumber: Impacts of Rate and Split Application of N Fertilizer on Sugarcane Quality. Koochekzadeh, G. Fathi, M.H. Gharineh,

S.A. Siadat, S. Jafari and Kh. Alami-Saeid. Int. J. Agric. Res., 4: 116-123. ) 

KETERSEDIAAN P-TANAH BAGI TEBU

Pupuk P dapat diaplikasikan pada tanaman tebu dengan dosis 175 pounds P (400 pounds P2O5) per acre.

Respon hasil tebu terhadap pemupukan P terjadi pada tanah-tanah latosol yang kaya oksida Fe dan Al, tanah-tanah seperti ini mempunyai kemampuan sangat besar untuk

mengikat P

Perbedaan hasil tebu ternyata berhubungan dengan perbedaan kadar P tanaman tebu dan, dalam hal-hal

tertentu, berhubungan dengan reduksi kadar Al dalam tanaman; dan pupuk superfosfat yang lambat-

larut lebih baik meningkatkan hasil tebu dibandingkan dengan pupuk NH4H2PO4 yang sangat

mudah larut.

Pupuk fosfat sebagai aplikasi daun dapat meningkatkan kadar P-tanaman, dan tanaman mengandung duapuluh kali

lebih banyak P kalau disemprot dengan NH4H2PO4 dibandingkan dengan aplikasi pupuk yang sama lewat tanah.

Peningkatan kadar P tanaman belum menjamin bahwa P ditranslokasikan ke seluruh tanaman atau tambahan P

tersebut digunakan dalam proses metabolisme. Bukti-bukti lain menunjukkan bahwa pada tanah-tanah yang

mempunyai nilai ‘A’ tinggi, status P-tanaman tebu belum tentu tinggi.

(Sumber: Availability of Phosphorus to Sugar Cane in Hawaii as Influenced by Various Phosphorus Fertilizers and Methods of

Application. S. K. de Datta and J. C. Moomaw, Experimental Agriculture (1965), 1: 261-270 )

MAGNESIUM BAGI TEBU

Klorofil adalah molekul yang mampu menangkap photon dan disebut sebagai photo-receptor. Klorofil

berada dalam chloroplasts tanaman hijau, dan ia membuat tanaman berwarna hijau.

Struktur dasar molekul jklorofil adalah cincin - porphyrin , berkoordinasi dengan suatu atom sentral

magnesium.

PEMUPUKAN P TANAMAN TEBU

Respon tanaman tebu terhadap pemupukan P dengan dosis 45 lb. P2O5 per acre, respon bersifat indefinite, sedangkan pada dosis pupuk yang lebih tinggi ternyata respon

tanaman tebu “inappreciable”.

Increased N fertilization appeared to necessitate proportionate increases in P2O5

application. Bone meal gave best results when combined

with organic N.

Peningkatan hasil tanaman tebu diperoleh kalau aplikasi pupuk dilakukan dengan cara membenamkan pupuk pada kedalaman 3 - 6

inhi di bawah permukaan tanah.

Sumber: Phosphate fertilizing of sugarcane in Mysore. RAO, B. V. V.; RAO, B. B. Journal Indian Journal of Sugarcane

Research and Development 1960 Vol. 4 pp. 93-96

FOSFOR BAGI TANAMAN TEBU

Aplikasi pupuk P dosis tinggi dalam strategi pemupukan berimbang sangat meningkatkan hasil tebu dan hasil gula. Perbaikan ketersediaan P-tanah , dapat meningkatkan hasil

tebu hingga 31% dibandingkan dengan kondisi kontrol. Pendekatan yang lebih berimbang untuk nutrisi P tanaman tebu sangat diperlukan untuk mencapai hasil tebu dan hasil

gula yang optimal.

FOSFOR DALAM SINTESIS SUKROSE

Sucrose merupakan disaccharide yang tersusun atas satu molekul glucose yang berikatan melalui ikatan

(1-2) glycosidic dengan satui molekul fruktose. Sintesis sucrose synthesis dalam tanaman

merupakan proses yang kompelks. Diagram berikut ini mengabstraksikan bagaimana proses-proses

yang terjadi dalam cytoplasm dan dalam chloroplast.

FOSFOR DALAM SISTEM ENSIM

Ensim SPS (Sucrose-phosphate synthase) dalam tanaman mnemegang peranan vital dalam biosynthesis sukrose. Dalam jaringan photosynthetic dan nonphotosynthetic ,

ensim SPS diregulasi oleh metabolites dan oleh fosforilasi protein yang reversible .

Dalam daun, fosforilasi memodulasi aktivitas SPS dalam responnya terhadap sinyal-sinyal cahaya / gelap dan

akumulasi hasil akhir.

SUGARCANE RUST DISEASES

Karat dianggap sebagai penyakit daun tebu yang serius. Penyakit ini dapat menginfeksi tanaman tebu dan ratoon

umur 3 - 7 bulan. Penyebaran penyakit ini terjadi oleh angin atau percikan air yang membawa uredospora dari uredia kepada tanaman

inangnya yang baru. Serangan penyakit ini biasanya terjadi pada periode cuaca panas dan lembab. Gangguan penyakit

ini tidak ada pada cuaca sangat panas dan kering. Urediospora tidak dapat berkecambah dan cepat rusak (mati)

pada kondisi suhu tinggi.

SUGARCANE RUST DISEASES

Gejala Penyakit Karat

The symptoms of P. kuehnii appeared as minute yellow orange spots, which are mostly concentrated at the tip and /or the basal portion of the leaf. These spots are

interspersed with brown and black pustules. In severe infection the leaf tip dries up .

The symptoms of P. melanocephala appeared as minute yellow spots. Later the pustules turned reddish brown, which coalesced and formed large, irregular necrotic

areas, which eventually resulted in premature death of the leaves.

Gejala penyakit yang disebabkan oelh P. Kuehnii dan P. melanocephala umumnya muncul pada daun-

daun dewasa / tua tanaman tebu.

Sarana Pengendalian

Penanaman varietas yang resisten . Menyingkirkan varietas-varietas yang peka dari program budidaya tebu.

Menghindari sistem monokulture satu varietas dengan sekala luas, untuk menghindari ledakan penyakit.

Menghilangkan inang alternatif. Ternyata Pennisetum purpureum juga diinfeksi oleh P. kuehnii .

PENYAKIT KARAT DAUN TEBU

Uredospora terpacu perkecambahannya pada kondisi gelap atau konsentrasi glukosa 1.5%.

Kisaran suhu yang sesuai untuk perkecambahan uredospora adalah 20 - 25 , ℃

suhu optimumnya 25 .℃

Kisaran lembab nisbi udara untuk perkecambahan uredospora adalah lebih dari

80%, lembab nisbi yang optimum adalah 100%, laju perkecambahan 28.3%.

Kisaran pH untuk perkecambahan uredospora adalah 4.0 - 11.1. pH yang paling sesuai adalah

7.0.

Pada kondisi normal, masa hidup uredospora dapat mencapai 120 hari.

Menanam varietas tebu yang tahan dan budidaya tanaman yang baik menjadi kunci

untuk mengendalikan gangguan penyakit karat daun tebu.

SILICON IN SUGARCANE

Tanaman tebu menyerap Si lebih banyak dibandingkan dengan hara lainnya, ia

mengakumulasikan sekitar 380 kg ha-1 Si, dalam tanaman umur 12 bulan.

Sugarcane (plant growth and development) responses to silicon fertilization have been

documented in some areas of the world, and applications on commercial fields are routine in

certain areas.

Sugarcane accumulate large amounts of Si in the form of silica gel (SiO2.nH2O) that is localized in

specific cell types.

Fungsi Si dalam tanaman tebu adalah:

(i) support for cell walls (resistance to lodging); (ii) deterrence to pest and pathogens;

(iii) reduction in water loss by evapotranspiration; (iv) reduction in certain heavy metal toxicities, and

(v) an essential element for normal plant development .

Si KONTROL PENYAKIT

Penyakit daun “Freckling” dicirikan oleh gejala becak daun tebu berwarna kecoklatan atau warna karat , terutama pada tanaman tebu yang tumbuh pada

tanah-tanah tua.

Dalam kondisi parah, daun-daun yang sakit di bagian bawah batang akan mati premature dan dapat mempengaruhi hasil

tebu.

Tanaman yang mengalami gangguan becak daun ini kapasitas fotosintesisnya berkurang karena sebagian luas

daunnya tidak dapat berfungsi fotosintesis.

Gangguan daun seperti ini dapat dikoreksi dengan aplikasi silikat, gejala becak daun lenyap setelah

aplikasi silikat.

Si yang diendapkan dalam jaringan epidermis secara mekanik dapat menghalangi invasi hifa jamur. Secara

fisiologis Si memacu asimilasi ammonium dan menghambat peningkatan senyawa nitrogen-larut,

seperti asam amino dan amide, sehingga menghambat propagasi hifa jamur.

PERILAKU PUPUK FOSFAT DALAM TANAH

Larutan tanah mengandung sekitar 0.05 mg L-1 fosfat anorganik; nilai ini setara dengan sekitar 15 g fosfor dalam

larutan tanah seluas satu hektar.

These very small amounts and concentrations of phosphates in the solution in soils compared with

plant requirements, and the apparently small recovery of fertiliser phosphate in plants, have stimulated a tremendous amount of research.

P-pupuk yang ditambahkan ke tanah akan mengalami beragam reaksi dengan komponen tanah, dan sebagian anion fosfat akan memasuki fase larutan tanah sebagai

anion larut.

Meskipun ion fosfat dimungkinkan berada dalam tiga bentuk protonasi, pada kondisi pH tanah (4.5 - 6.2) bentuk anion

fosfat yang dominan adalah H2PO4- dan HPO4=.

Reaksi pengendapan-pelarutan ini melibatkan pembentukan dan pelarutan endapan fosfat.

Reaksi Sorpsi – desorpsi melibatkan proses sorpsi dan desorpsi ion dan molekul dari permukaan partikel mineral.

REAKSI SORPTION – DESORPTION P-TANAH

“Sorption” mencakup dua mavam proses, yaitu “Adsorption” terjadi kalau ion fosfat dari larutan tanah diikat

melekat pada permukaan partikel tanah. Kalau ion fosfat yang terjerap (adsorp) kemudian masuk ke

dalam padatan maka ion ini diserap (“absorbed”).

Ion fosfat yang terjerap akan menjadi terperangkap (terjebak) pada permukaan mineral tanah kalau ada oksida Fe atau Al

yang diendapkan di permukaan mineral. Ion fosfat yang terjebak seperti ini selanjutnya disebut “occluded

phosphate”.

Adsorption was originally thought to be a simple exchange reaction which took place on the

surface of iron and aluminium hydroxides. It now seems more likely that chemisorption reactions are

involved. The bridging complexes are formed between HPO4= ions and metal oxide surfaces and OH2 and OH- are

displaced.

Perilaku reaksi ini tergantung pH yang mempengaruhi proporsi gugusan OH2 dan OH- pada permukaan padatan dan juga mempengaruhi rapat

muatannya.

MEKANISME ADSORPSI P-TANAH

REAKSI P-LARUT DALAM TANAH

Kalau fosfat dapat larut ditambahkan ker tanah, mula-mula kelarutannya akan menurun

dengan cepat. Reaksi cepat ini kemudian diikuti oleh reaksi penurunan kelarutan fosfat

secara perlahan dan berlangsung hingga beberapa minggu.

Reaksi penjerapan –permukaan merupakan fase awal pengambilan ion fosfat dari larutan tanah dan berlangsung cepat, tetapi setelah fase ini selesai, tidak ada lagi peningkatan

jumlah fosfat yang dijerap.

Fase selanjutnya adalah reaksi lambat sorpsi fosfat yang disebabkan oleh difusi fosfat di

bawah permukaan penyerap; dengan kata lain adalah absorpsi atau penetrasi.

ABSORPSI P DALAM AGREGAT TANAH

Mekanisme sekala besar yang memepunyai efek sama dengan proses adsorption/absorption yang

terjadi pada permukaan partikel tanah, terjadi pada agregat tanah.

Soil aggregates are clusters of soil components held together by a number of mechanisms which include both organic and inorganic cements and the effects

of charged surfaces.

Aggregates contain a fine network of pore spaces while the aggregates themselves are separated by a coarser system of

pores responsible for water and air movement within soil. When a phosphate containing solution passes through the soil, phosphate is removed from the solution by adsorption on soil particles located at the surface of soil aggregates.

Sebagian anion fosfat yang dijerap akan berdifusi masuk ke dalam agregat tanah. Proses ini berarti akan mejunculkan kembali tapak-tapak jerapan di

permukaan agregat , dan menurunkan ketersediaan P bagi tanaman.

Absorpsi P-terjerap ke dalam mineral tanah (a); dilanjutkan dengan proses occlusion P-terjerap (b)

MEMINIMUMKAN ABSORPSI & IMOBILISASI P TANAH

Ada beberapa cara praktis untuk mengurangi kehilangan P dalam tanah.

Cara yang terpenting ialah tidak memupuk P dengan dosis berlebihan pada kondisi tanah-tanaman

tertentu.Pengaturan kemasaman tanah pada pH sekitar 6.0, mampu memacu populasi mikroba tanah yang aktif, sehingga meningkatkan ketersediaan P-organik.

Mikoriza yang efisien juga dapat membantu penyediaan P - tanah bagi tanaman tebu.

Pupuk fosfat yang melepaskan P-tersedia secara bertahap juga dapat meminimumkan kehilangan P-tersedia karena diikat oleh tanah (absorpsi P oleh

mineral tanah). Kalau kecepatan pelepasan P-tersedia dari pupuk

sama dengan kecepatan penyerapan P-tersedia oleh akar tanaman, maka kehilangan P-tersedia akibat absorpsi dan imobilisasi dapat diminimumkan.

FIKSASI FOSFAT oleh KOMPLEKS LOGAM-HUMIK

Fiksasi fosfat oleh kompleks humik-logam melibatkan tapak-tapak ikatan elektrik dan struktural.

We have studied phosphate-metal-humic complexes involving Fe(III), Al(III), and Zn(II) using three

complementary techniques: infrared spectroscopy (FTIR), fluorescence, and molecular modeling.

Dalam hal kompleks melibatkan Fe dan Zn phosphate, fiksasi P berhubungan dengan stabilitas ikatan logam-carboxylate. Dalam hal Al ternyata efek

ini tidak terlalu signifikan. Stabilitas kompleks phosphate-metal-humik

berbanding terbalik dengan stabilitas interaksi logam-humik.

Hal inilah yang dapat menjelaskan mengapa hanya sedikit kompleks humat-logam yang terlibat dalam

fiksasi fosfat.

Sumber: Some structural and electronic features of the interaction of phosphate with metal-humic complexes. Guardado I., Urrutia O.,

Garcia-Mina J.M.J. Agric Food Chem. 2008 Feb 13;56(3):1035-42.

IKATAN FOSFAT DAN HUMIK

Interaksi kimiawi antara bahan organik tanah dengan anion orthophosphate (phosphate [P]) mempunyai

peranan penting bagi reaksi-reaksi P pada fase padatan tanah dan larutan tanah.

Humic-metal-P associations or complexes (HMEP):

Anion Orthophosphate tidak diikat secara langsung pada molekul humik, tetapi logam yang dikompleks oleh substansi humik yang dapat mengikat anion P

adalah Al(III) dan Fe(III). Kompleks Humic-P sangat penting dalam

hubungannya dengan ketersediaan P bagi akar tanaman tebu.

Mobilizing plant species often excrete citrate or oxalate as a result of P deficiency.

The P from HMEP is much better mobilized by dibasic and tribasic low-molecular-weight anions than P

adsorbed to inorganic surfaces such as goethite or ferrihydrite.

Sumber: The effect of humic acids on the availability of phosphorus fertilizers in alkaline soils

X.J. Wang, Z.Q. Wang, S.G. Li. Soil Use and Management. Volume 11, Issue 2, pages 99–102, June 1995

ASAM HUMAT: ADSORPSI-DESORPSI FOSFAT

Study on the effect of humic acid on the adsorption and desorption of phosphate on acidic mineral soil using semi

empirical method.

The results showed that Ea (Activation energy) of adsorption of phosphate on Al(OH)3 is 9.40 kcal/mol, is

lower than Ea for adsorption of phosphate on clay mineral model (100.91 kcal/mol).

The Ea of phosphate desorption from Al(OH)3 by humic acid is 14.89 kcal/mol, is lower than Ea of phosphate desorption from Al(OH)3 by H2O (165.48 kcal/mol).

Hal ini berarti bahwa asam humat mempunyai kemampuan untuk desorpsi fosfat dari tanah mineral

masam.

The Ea of adsorption of phosphate by adsorbed humic acid on clay through bridged Al-hydroxide is 159.00

kcal/mol.

Hal ini menyatakan bahwa asam humat mempunyai kemampuan rendah untuk menjerap anion fosfat melalui

jembatan Al-hydroxide

Sumber: The effect of humic acids on the availability of phosphorus fertilizers in alkaline soils

X.J. Wang, Z.Q. Wang, S.G. Li. Soil Use and Management. Volume 11, Issue 2, pages 99–102, June 1995

HUMAT DAN KETERSEDIAAN P-TANAH

Ada empat macam mekanisme reaksi yg meningkatkan keterediaan P-tanah:

(1). Formation of chelate complexes with Ca, Fe, and Al with release of phosphate to water soluble form.

Reactions leading to the formulation of solublephosphates are as follows:

Ca(OH)2. 3Ca(PO4)2 + chelate -- soluble HPO4= + Ca-chelate complex

Al.(H2O)3(OH)2H2PO4 + chelate - soluble HPO4= + Al-chelate complex

Fe.(H2O)3(OH)2H2PO4 + chelate -- soluble HPO4=+ Fe-chelate complex.

(2). Competition between humates and phosphate ions for adsorbing surfaces, thereby preventing fixation of

phosphate.(3), Formation of protective coating over colloidal

sesquoxides, with reduction in phosphate adsorption.(4), Formation of phosphor-humic complexes through with

Fe and/or Al

Sumber: The effect of humic acids on the availability of phosphorus fertilizers in alkaline soils

X.J. Wang, Z.Q. Wang, S.G. Li. Soil Use and Management. Volume 11, Issue 2, pages 99–102, June 1995

ASAM HUMAT DAN KETERSEDIAAN P-PUPUK

Asam humat berpengaruh pada transformasi pupuk P pada tanah alkalin.

Soil P was fractionated following 4 and 15 days incubation after humic acids were applied with

phosphorus fertilizer to the soil.

The availability of phosphate in the soil and total phosphorus in plants were determined at earing

stage and at maturity in a pot experiment, and wheat yield was examined in a field trial.

Penambahan asam humat ke tanah dengan pupuk P secara nyata meningkatkan jumlah fosfat-larut-air,

sangat menghambat pembentukan occluded- phosphate dan meningkatkan serapan P dan hasil

tanaman sebesar 25%.

Sumber: The effect of humic acids on the availability of phosphorus fertilizers in alkaline soils

X.J. Wang, Z.Q. Wang, S.G. Li. Soil Use and Management. Volume 11, Issue 2, pages 99–102, June 1995

ASAM HUMAT: ADSORPSI - DESORPSI NPK

Asam humat mempunyai kemampuan untuk reaksi adsorption-desorption nitrogen,phosphorus dan

kalium pada berbagai kondisi pH.

(1). The amounts of adsorption and desorption of nitrogen, phosphorus and potassium by humic acids all increased

with increasing original concentration of NPK at different pH values(from 4 to 8), while the desorption ratios of NPK all

decreased.

(2). The characteristics of adsorption and desorption of nitrogen, phosphorus, and potassium by humic acids were

different at each pH values. Under alkaline condition,the response of adsorption and desorption of nitrogen by humic

acids was strong particularly,and that of phosphorus by humic acid was more forceful in the acidic solution.

However,the process of adsorption and desorption of potassium by humic acids occured easily in the neutral

solution.(3). The adsorption properties of nitrogen, phosphorus, and

potassium could be depicted with Linear, Langmuir, and Frendlich equations; Frendlich equation was the best.

ASAM HUMAT MELEPASKAN K-FIKSASI

Pelepasan kalium yang difiksasi oleh liat silikat tipe mengembang sangat penting dalam kesuburan tanah.

Asam Humit dan fulvat dapat melepaskan K-terfiksasi oleh liat ini, karena kemampuan kedua

asam ini untuk membentuk khelate.

Asam humat dan asam fulvat mampu melepaskan K-tanah yang difiksasi oleh montmorillonite atau illite

sebesar 9 - 28% dari total K yang terfiksasi.

Asam-asam ini mampu melepaskan K yang terfiksasi oleh illite lebih sedikit dibandingkan dengan

montmorillonite.

Sumber: Effects of humic and fulvic acids on release of fixed potassium . K.H. Tan. Geoderma, Volume 21, Issue 1,

August 1978, Pages 67-74

INTEGRATED SUGARCANE PEST MANAGEMENT

Enam komponen program IPM perkebunan tebu di Hawaii .

IPM (Integrated Pest Management) merupakan pendekatan-lestari untuk mengelola hama dengan jalan

mengkombinasikan sarana-sarana biological, cultural, physical dan kimiawi sedemikian rupa sehingga

meminimumkan risiko ekonomi, kesehatan dan dampak lingkungan.

KOMPOS - MIKORIZA

Inokulasi mikoriza dan aplikasi pupuk organik (kompos) dapat memperbaiki sifat fisika tanah

mediteran lempung berliat.

Aplikasi pupuk organik kompos 25 ton/ha dapat memperbaiki sifat fisika tanah, terutama agregasi, total porositas, dan konduktivitas hidraulik jenuh,

hingga kedalaman 30 cm.

Aplikasi kompos dan pupuk kandang dengan dosis 25 ton/ha juga dapat menurunkan bobot isi tanah, dan meningkatkan kandungan bahan organik tanah pada

kedalaman 0-15 cm. Compost and manure treatments increased available

water content (AWC) of soils by 86 and 56%, respectively.

Inokulasi Mikoriza + compost paling efektif memperbaiki sifat fisika tanah.

Organic fertilizer sources were shown to have major positive effects on soil physical properties.

Effects of compost, mycorrhiza, manure and fertilizer on some physical properties of a Chromoxerert soil. CELIK I., ORTAS I., KILIC S. Soil &

tillage research. 2004, vol. 78, no1, pp. 59-67

MIKORIZA & KOMPOS LIMBAH TEBU

Kompos yang terdiri atas 95% limbah industri gula: bagasse, blotong dan abu terbang, diaplikasikan dengan dosis 5 t /ha, dapat meningkatkan infeksi

mikoriza pada akar tanaman tebu.

Di lahan kebun tebu, kompos menstimulasi pembentukan hifa intracellular dan arbuscules, tetapi

tidak mempengaruhi vesicles atau hyphae.

Infection was greater in roots 35 cm and 65 cm than 5 cm distant from the plant stem, and compost effects

were not significant at 5 cm.

Kompos juga dapat ememperbaiki tillering, kadar P, dan hasil tebu; panjang akar, bobot akar dan panjang-

jenis-akar tidak dipengaruhi oleh kompos, tetapi percabangan akar berkurang oleh adanya kompos.

Effects of a sugar-factory byproduct compost on root growth and mycorrhizal infection of sugarcane in Barbados . Dunfield, Peter F.

1991

NITROGEN DAN FOTOSINTESIS TEBU

Kapasitas fotosintesis tanaman tebu sangat dipengaruhi oleh ketersediaan N tanah.

Nitrogen dapat mempengaruhi laju fotosintesis per unit luas daun, mengubah konsentrasi pigmen fotosintesis

atau ensim-ensim fotosintesis.

Ada hubungan erat antara laju fotosintesis daun dengan kadar N daun. Akan tetapi seringkali efek utama nitrogen terhadap fotosintesis ada kaitannya dengan perubahan

total luas daun dan penyerapan cahaya. Sebagian besar N dari aplikasi pupuk diakumulasikan

dalam vakuole daun tebu dan dalam akar tebu.

Akumulasi N dalam daun dan akar ini menimbulkan efek osmotik, yang mengakibatkan penyerapan air menjadi

lebih baik dan penggunaan air lebih efisien.

Pada kondisi lengas yang bagus, daun-daun tebu menjadi kaku dan stomatanya membuka lebar, sehingga

dapat mempercepat transpirasi.

Aktivitas ensim reduktase nitrat dalam daun tebu meningkat dengan adanya pemupukan nitrogen.

Ensim ini berperan dalam asimilasi nitrat menjadi pigmen.

NITROGEN & FOTOSINTESIS TEBU

Pemupukan N tanaman tebu dapat meningkatkan pembentukan komponen

kloroplast seperti ensim asimilasi karbon, dan kompleks protein-klorofil per unit area;

meningkatkan total carotenoid pada daun terutama pada kondisi intensitas radiasi tinggi.

Semua efek positif ini dipadukan dengan efek N terhadap peningkatan luas daun, akan

mengakibatkan peningkatan fotosintesia tanaman.

Pemupukan N yang cukup dapat meningkatkan luas daun tanaman tebu, yang selanjutnya akan

memperbaiki intersepsi cahaya untuk meningkatkan fotosintesis.

Pengaruh pupuk N terhadap Kadar N-daun tebu, kadar klorofil (SPAD), fotosintesis, transpirasi dan efisiensi

epenggunaan air tanaman tebu

Karakteristik kemampuan daun tebu umur 110 hari menurut posisi nomer urut daun dari pucuk tanaman

SPAD : pengukuran kadar klorofil daun

Pengaruh temperatur terhadap fotosintesis dan respirasi daun muda yang membuka sempurna pada tanaman tebu yang cukup nitrogen. Konsentrasi CO2 sebesar 350 ppm

dan PFD sebesar 2070, 940, dan 455 μmol photon/m2/detik

SILICON IN SUGARCANE

Tanaman tebu menyerap Si lebih banyak dibandingkan dnegan hara mineral lainnya, dan mengakumulasi Si sekitar 380 kg ha-1 dalam

tanaman tebu umur 12 bulan.

Respon tanaman tebu terhadap pemupukan Si telah banyak diketahui di berbagai penjuru dunia,

beberapa perkebunan tebu di dunia menerapkan program pemupukan Si secara rutin.

Tanaman tebu mengakumulasikan banyak SI dalam bentuk silica gel (SiO2.nH2O) yang dilokalisir

dalam tipe-tipe sel tertentu saja.

Fungsi Si dalam tanaman adalah untuk :

(i) Memperkuat dinding sel (ketahanan terhadap roboh);

(ii) Pertahanan terhadap gangguan hama dan penyakit;

(iii) Reduksi kehilangan air melalui evapotranspiration;

(iv) Reduksi toksisitas logam berat tertentu (v) Hara esensial untuk perkembangan tanaman tebu

normal .

Si and Disease Control

Dalam tanaman tebu, becak-becak kecil berwarna karat atau kecoklatan pada daun tanaman tebu yang tumbuh pada tanah-tanah tua mencirikan gangguan

penyakit daun yang disebut “freckling”.

Dalam kondisi yang parah, daun-daun bagian bawah dari tanaman tebu dapat mati sebelum tua, dan menurunkan hasil

tebu.

Tanaman yang menderita “Freckle” kurang efisiebn dalam melakukan fotosintesis , bukan hanya karena mereka

mempunyai lebih sedikit daun sehat, tetapi juga karena banyak daun yang menderita “freckled”.

Gangguan daun seperti ini dapat disembuhkan dengan aplikasi bahan-bahan silikat, dan gejala/ gangguan akan hilang setelah perlakuan silikat.

Si yang diendapkan dalam jaringan epidermis secara mekanik dapat menghambat infasi hifa jamur.

Secara fisiologis, Si juga mampu memacu asimilasi amonium dan menghambat peningkatan senyawa N-

soluble, termasuk asam-asam amino dan amide, yang mana senyawa-senyawa ini sangat dibutuhkan untuik

perkembangan hifa jamur.