POROSITAS TANAH
Definisi dan Pengertian dari Porositas Tanah adalah ruang volume seluruh pori-pori makro dan mikro dalam tanah yang dinyatakan dalam persentase volume tanah di lapangan. Dengan kata lain porositas tanah adalah bagian dari volume tanah yang tidak ditempati oleh padatan tanah.
Porositas tanah ada karena bentuk dan ukuran agregat tanah yang tidak dapat saling merapa merupakan dasar dari pori-pori tanah. Merupakan ruang antara agregat yang satu dengan yang lain disebut pori-pori mikro dan makro tanah.
Menurut ukuran pori-pori dapat dibedakan sebagai berikut :
- Makro porositas yang dibentuk oleh rongga-rongga besar yang dalam keadaan normal terisi udara. Bila tanah terisi air sampai terlalu basah maka tanaman akan mati lemas atau tumbuhnya menjadi kerdil.
- Mikro porositas yang merupakan rongga-rongga paling halus yang biasanya terisi air kapiler.
Tanah pasir mempunyai porositas kurang dari 50%, dengan jumlah pori-pori makro lebih besar dari pada pori-pori mikro, bersifat mudah merembes air dan gerakan udara di dalam tanah menjadi lebih lancar. Sebaliknya berliat mempunyai porositas lebih dari 50%.
Jumlah pori-pori mikro lebih besar dan bersifat mundah menangkap air hujan, tetapi sulit merembeskan air dan gerakan udara lebih terbatas. Untuk pertumbuhan tanaman menghendaki keseimbangan antara porositas makro dan mikro. Pada tanah yang baik mikro porositas 60% dari pada seluruh porositas. Porositas sangat dipengaruhi oleh tekstur tanah, struktur tanah, kedalaman tanah, dan pengolahan tanah.
Kemasaman Tanah (pH Tanah)
pH tanah atau kemasaman tanah atau reaksi tanah menunjukkan sifat kemasaman atau alkalinitas tanah yang dinyatakan dengan nilai pH. Nilai pH menunjukkan banyaknya konsentrasi ion hidrogen (H +) di dalam tanah. Makin tinggi kadar ion H+ di dalam tanah, semakin masam tanah tersebut. Di dalam tanah selain ion H+ dan ion-ion lain terdapat juga ion hidroksida (OH-), yang jumlahnya berbanding terbalik dengan banyaknya ion H+. Pada tanah-tanah masam jumlah ion H+ lebih tinggi dibandingakan dengan jumlah ion OH-, sedangkan pada tanah alkalis kandungan ion OH- lebih banyak dari ion H+. Jika ion H+ dan ion OH- sama banyak di dalam tanah atau seimbang, maka tanah bereaksi netral.
Pentingnya pH tanah untuk diketahui, yaitu untuk :
- Menentukan mudah tidaknya unsur hara mudah diserap oleh tanaman. Pada umumnya unsur hara mudah diserap oleh akar tanaman pada pH tanah sekitar netral, karena pada pH netral tersebut kebanyakan unsur hara mudah larut di dalam air. Sebagai contoh pada tanah masam unsur P tidak dapat diserap oleh tanaman karena diikat oleh unsur Al, sedangkan pada tanah alkalis unsur P juga tidak dapat diserap oleh tanaman karena diikat oleh unsur Ca.
- Menunjukkan kemungkinan adanya unsur-unsur beracun
- Mempengaruhi perkembangan mikroorganisme.
Jumlah Kebutuhan Unsur Hara
Berdasarkan jumlah yang diperlukan tanaman, Unsur hara dibagi menjadi dua golongan, yakni unsur hara makro dan unsur hara mikro. Unsur hara makro adalah unsur hara yang diperlukan dalam jumlah banyak (konsentrasi 1000 mg/kg bahan kering). Unsur hara mikro adalah unsur hara yang diperlukan dalam jumlah sedikit (konsentrasi kurang dari atau sama dengan 100 mg/kg bahan kering).
Unsur hara makro dibutuhkan tanaman dan terdapat dalam jumlah yang lebih besar, dibandingkan dengan unsur hara mikro. Davidescu (1988) mengusulkan bahwa batas perbedaan unsur hara makro dan mikro adalah 0,02 % dan bila kurang disebut unsur hara mikro. Ada juga unsur hara yang tidak mempunyai fungsi pada tanaman, tetapi kadarnya cukup tinggi dalam tanaman dan tanaman yang hidup pada suatu tanah tertentu selalu mengandung unsur hara tersebut misalnya unsur hara Al (Almunium), Ni (Nikel) dan Fe (Besi). Unsur hara C diperlukan dalam jumlah 43,6%, O sebanyak 44,4% dan H sebanyak 6,2%.
Berdasarkan sumber penyerapannya, unsur hara dipilahkan menjadi dua, yakni unsur hara yang diserap dari udara dan unsur hara yang diserap dari tanah.
- Diserap dari Udara
Unsur hara yang diserap dari udara adalah C, O, dan S, yaitu berasal dari CO2, O2, dan SO2, Penyerapan N baik dari udara maupun dari tanah diasimilasikan dalam proses reduksi dan aminasi. Nitrogen (N) udara diserap dari N2 bebas lewat bakteri bintil akar dan NH3 diserap lewat stomata tanaman.
Penyerapan unsur hara dilakukan oleh akar tanaman dan diambil dari kompleks jerapan tanah ataupun dari larutan tanah berupa kation dan anion. Adapula yang dapat diserap dalam bentuk khelat yaitu ikatan kation logam dengan senyawa organik. Dewasa ini kebanyakan unsur hara mikro diberikan lewat daun.
Jumlah Kebutuhan Unsur Hara
Berdasarkan jumlah yang diperlukan tanaman, Unsur hara dibagi menjadi dua golongan, yakni unsur hara makro dan unsur hara mikro. Unsur hara makro adalah unsur hara yang diperlukan dalam jumlah banyak (konsentrasi 1000 mg/kg bahan kering). Unsur hara mikro adalah unsur hara yang diperlukan dalam jumlah sedikit (konsentrasi kurang dari atau sama dengan 100 mg/kg bahan kering).
Unsur hara makro dibutuhkan tanaman dan terdapat dalam jumlah yang lebih besar, dibandingkan dengan unsur hara mikro. Davidescu (1988) mengusulkan bahwa batas perbedaan unsur hara makro dan mikro adalah 0,02 % dan bila kurang disebut unsur hara mikro. Ada juga unsur hara yang tidak mempunyai fungsi pada tanaman, tetapi kadarnya cukup tinggi dalam tanaman dan tanaman yang hidup pada suatu tanah tertentu selalu mengandung unsur hara tersebut misalnya unsur hara Al (Almunium), Ni (Nikel) dan Fe (Besi). Unsur hara C diperlukan dalam jumlah 43,6%, O sebanyak 44,4% dan H sebanyak 6,2%.
Berdasarkan sumber penyerapannya, unsur hara dipilahkan menjadi dua, yakni unsur hara yang diserap dari udara dan unsur hara yang diserap dari tanah.
Unsur hara yang diserap dari udara adalah C, O, dan S, yaitu berasal dari CO2, O2, dan SO2, Penyerapan N baik dari udara maupun dari tanah diasimilasikan dalam proses reduksi dan aminasi. Nitrogen (N) udara diserap dari N2 bebas lewat bakteri bintil akar dan NH3 diserap lewat stomata tanaman.
Penyerapan unsur hara dilakukan oleh akar tanaman dan diambil dari kompleks jerapan tanah ataupun dari larutan tanah berupa kation dan anion. Adapula yang dapat diserap dalam bentuk khelat yaitu ikatan kation logam dengan senyawa organik. Dewasa ini kebanyakan unsur hara mikro diberikan lewat daun.
Lengas Tanah
Lengas tanah atau kelembaban tanah merupakan air yang terikat secara adsorbtif pada permukaan butir-butir tanah. Menurut Daniel et al. (1979) penyerapan air oleh perakaran tergantung pada persediaan kelembaban air dalam tanah. Kapasitas simpanan tanah tergantung pada tekstur, kedalaman dan struktur tanah. Ketersediaan lengas tanah tergantung pada potensial air, distribusi akar dan suhu.
Lengas tanah tersedia bagi akar dalam dua cara, yaitu : akar tumbuh ke dalam tanah atau lengas bergerak ke akar. Aktivitas akar tidak diketahui dengan baik karena seluruh informasi terbenam dalam tanah dan sangat sedikit usaha untuk menggalinya kecuali untuk mengukur panjang, kedalaman dan volume tanah yang ditempati (Daniel et al., 1979).
Selanjutnya menurut Daniel et al. (1979), untuk pohon, ada dua periode umum pertumbuhan akar, di musim semi dan di musim gugur, dengan beberapa pertumbuhan di musim panas dan musim dingin. Jika pertumbuhan akar lambat di musim panas ketika kebutuhan lengas tertinggi, gerakan air ke akar harus merupakan faktor dalam menyediakan kebutuhan pohon.
Pergerakan Hara di dalam Tubuh Tanaman (Penyerapan Unsur Hara)
Bentuk akar yang bulat panjang seperti benang ternyata paling penting bagi penyerapan air dan unsur hara yang terlarut dalam larutan tanah. Selain akar yang berbentuk benang, Rambut Akar juga ikut menyerap ion dan air. Pergerakan air dan unsur hara yang terlarut di dalamnya ke bagian muda akar berhubungan dengan lintasan Apoplas dan Simplas.
Lintasan apoplas terutama mengikutsertakan difusi dan aliran masa air dari sel ke sel melalui ruang di antara polisakarida dinding sel. Diyakini bahwa lintasan apoplas selalu berlanjut dari rambut akar atau sel epidermis lain ke endodermis. Pita Caspary endodermis yang kedap air memaksa semua bahan masuk ke sel endodermis melintasi membrane plasma. Artinya bahwa membrane plasma sel endodermis merupakan batas akhir bagi akar untuk mengendalikan masuknya unsur hara terlarut.
Lintasan simplas dari sel rambut akar ke endodermis dan melintas sepanjang endodermis itu ke sel xylem mati yang tak bermembran plasma. Tapi, akar sebagian besar angiosperma memiliki pita Caspary lain di hypodermis, yang disebut eksodermis. Pita ini berkembang dan menjadi dewasa di daerah yang lebih jauh dari ujung akar (sampai 12 cm), tidak seperti pita serupa di endodermis, sehingga pita itu terletak di daerah akar primer yang agak tua, tapi yang belum kehilangan sel luarnya. Eksodermis ini membatasi pergerakan zat warna dan ion sulfat menuju korteks, sehingga keberadaannya merupakan titik kendali penting yang mendorong zat terlarut luar terserap oleh membran plasma tertentu di sel eksodermis. Setelah berada di dalam sitosol eksodermis, ion dapat bergerak menuju xylem dari sel ke sel melalui lintasan simplas.
Ion yang diserap oleh sel epidermis dan bergerak menuju xylem melalui jalur simplas haruslah menembus epidermis, eksodermis, beberapa sel korteks, endodermis dan akhirnya perisiklus. Tiap pergerakan dari sel hidup yang satu ke sel yang lain dapat meliputi pengangkutan langsung yang menembus kedua dinding primer, lamela tengah diantaranya, serta kedua membram plasma dari sel yang berdampingan. Atau ion dapat bergerak melalui plasmodesmata berbentuk tabung yang menembus dinding sel yang bersebelahan dan lamela tengah di antaranya pada hampir semua sel tumbuhan hidup.
Metode untuk Mengetahui
Status Hara Tanaman
- Analisis Abu/Unsur dalam Bahan Kering Tumbuhan. Bagian tumbuhan yang baru dipanen dipanaskan dengan suhu 1000C selama 1 atau 2 hari, maka seluruh air dalam bagian tumbuhan tersebut akan menguap. Bahan kering yang tinggal adalah Polisakarida dan Lignin di dinding sel; dan Protein, Lipid, asam Amino, asam organic dan ion kalium di sitoplasma. Setelah itu dimasukkan ke tungku dengan suhu 6000C selama beberapa jam sampai yang tinggal adalah Abu berwarna keputihan. Abu ini adalah zat anorganik sebanyak 1% dari berat kering tumbuhan, namun Nitrogen sudah menguap ketika dipanaskan dalam tungku tadi. Lalu abunya dianalisis ternyata mengandung kira-kira 60 unsur hara.
- Penanaman di : a. Air (hidroponik/biakan larutan, seperti larutan Sach, Knop Tottingham, dll). Caranya : 1. Stek ditanam dalam botol Erlenmeyer yang diisi larutan. 2. Stek ke-2 dimasukkan dalam botol Erlenmeyer lain yang diisi air. 3. Kemudian hasil pertumbuhan ke-2nya dibandingkan. b. Pasir (prosesnya sama dengan pada air, namun air diganti dengan pasir).
- Uji Cepat tanaman (Uji cepat Nitrogen, Fosfor dan Kalium)
Unsur Hara Nitrogen (N)
Nitrogen merupakan elemen hara yang penting bagi pertumbuhan tanaman. Sumber utama Nitrogen di dalam tanah yaitu bahan organik tanah. Selain dari bahan organik tanah Nitrogen juga diperoleh dari gas N2 di atmosfer melalui penambatan atau fiksasi Nitrogen. Penambatan alami disebabkan oleh jasad-jasad renik (terutama bakteri dalam tanah dan alga di air) dan gejala atmosfer tertentu, termasuk kilat.
Bentuk Nitrogen yang dapat digunakan oleh tanaman adalah ion nitrat (NO3-) dan ion amonium (NH4+). Ion-ion ini kemudian membentuk material kompleks seperti asam-asam amino dan asam-asam nukleat yang dapat langsung diserap dan digunakan oleh tanaman tingkat tinggi. Menurut Mengel dan Kirby (1987) dalam Rosmarkam dan Yuwono (2002) pada pH tanah yang rendah ion nitrat lebih cepat diserap oleh tanaman dibandingkan ion amonium, pada pH tanah yang tinggi ion Amonium diserap oleh tanaman lebih cepat dibandingkan ion nitrat dan pada pH netral kemungkinan penyerapan keduanya berlangsung seimbang.
Fungsi Nitrogen bagi pertumbuhan tanaman adalah memperbaiki pertumbuhan vegetatif tanaman. Tanaman yang tumbuh pada tanah yang cukup N, berwarna lebih hijau. Selain itu Nitrogen berfungsi dalam pembentukan protein.
Unsur Hara Fosfor (P)
Fosfor (P) merupakan unsur hara yang diperlukan dalam jumlah besar (hara makro). Jumlah fosfor dalam tanaman lebih kecil dibandingkan Nitrogen dan Kalium. Tetapi fosfor dianggap sebagai kunci kehidupan (Key of life). Unsur Fosfor di tanah berasal dari bahan organik, pupuk buatan dan mineral-mineral di dalam tanah (apatit).
Tanaman menyerap fosfor dalam bentuk ion ortofosfat (H2PO4-) dan ion ortofosfat sekunder (HPO4=). Menurut Tisdale (1985) dalam Rosmarkam dan Yuwono (2002) unsur P masih dapat diserap dalam bentuk lain, yaitu bentuk pirofosfat dan metafosfat, bahkan menurut Thomson (1982) dalam Rosmarkam dan Yuwono (2002) bahwa kemungkinan unsur P diserap dalam bentuk senyawa oraganik yang larut dalam air, misalnya asam nukleat dan phitin.
Fosfor yang diserap tanaman dalam bentuk ion anorganik cepat berubah menjadi senyawa fosfor organik. Fosfor ini mobil atau mudah bergerak antar jaringan tanaman. Kadar optimal fosfor dalam tanaman pada saat pertumbuhan vegetatif adalah 0.3% - 0.5% dari berat kering tanaman.
Unsur Hara Kalium
Kalium (K) merupakan unsur hara utama ketiga setelah N dan P. Kalium mempunyai valensi satu dan diserap dalam bentuk ion K+. Kalium tergolong unsur yang mobil dalam tanaman baik dalam sel, dalam jaringan tanaman, maupun dalam xylem dan floem. Kalium banyak terdapat dalam sitoplasma. Kalium pupuk buatan dan mineral-mineral tanah seperti feldspar, mika dan lain-lain.
Secara umum fungsi Kalium bagi tanaman, antara lain :
- Membentuk dan mengangkut karbohidrat,
- Sebagai katalisator dalam pembentukan protein
- Mengatur kegiatan berbagai unsur mineral
- Menetralkan reaksi dalam sel terutama dari asam organik
- Menaikan pertumbuhan jaringan meristem
- Mengatur pergerakan stomata
- Memperkuat tegaknya batang sehingga tanaman tidak mudah roboh
- Mengaktifkan enzim baik langsung maupun tidak langsung
- Meningkatkan kadar karbohidrat dan gula dalam buah
- Membuat biji tanaman menjadi lebih berisi dan padat
- Meningkatkan kualitas buah karena bentuk, kadar, dan warna yang lebih baik
- Membuat tanaman menjadi lebih tahan terhadap hama dan penyakit
- Membantu perkembangan akar tanaman.
Kekurangan kalium pada tanaman menyebabkan turgor tanaman menjadi berkurang sehingga sel tanaman menjadi lemah.
Pemupukan Tanaman
Pemupukan adalah tindakan memberikan tambahan unsur-unsur hara pada komplek tanah, baik langsung maupun tak langsung dapat menyumbangkan bahan makanan pada tanaman. Tujuannya untuk memperbaiki tingkat kesuburan tanah agar tanaman mendapatkan nutrisi yang cukup untuk meningkatkan kualitas dan kuantitas pertumbuhan tanaman.
Tanaman diberikan pemupukan, jika :
- Tanah miskin hara
- Pertumbuhan tanaman terhambat walaupun sudah dilakukan penyiangan dan ditemukan gejala kekurangan unsur hara.
- Pertumbuhan tanaman perlu dipercepat untuk mengurangi resiko akibat persaingan dengan gulma.
- Ingin meningkatkan hasil pertambahan pertumbuhan (riap volume) per satuan luas pada akhir daur.
Pemupukan Tanaman
Pemupukan adalah tindakan memberikan tambahan unsur-unsur hara pada komplek tanah, baik langsung maupun tak langsung dapat menyumbangkan bahan makanan pada tanaman. Tujuannya untuk memperbaiki tingkat kesuburan tanah agar tanaman mendapatkan nutrisi yang cukup untuk meningkatkan kualitas dan kuantitas pertumbuhan tanaman.
Tanaman diberikan pemupukan, jika :
- Tanah miskin hara
- Pertumbuhan tanaman terhambat walaupun sudah dilakukan penyiangan dan ditemukan gejala kekurangan unsur hara.
- Pertumbuhan tanaman perlu dipercepat untuk mengurangi resiko akibat persaingan dengan gulma.
- Ingin meningkatkan hasil pertambahan pertumbuhan (riap volume) per satuan luas pada akhir daur.
Dalam sistem agroforestri terdapat interaksi ekologis dan ekonomis antara komponen-komponen yang berbeda. Agroforestri ditujukan untuk memaksimalkan penggunaan energi matahari, meminimalkan hilangnya unsur hara di dalam sistem, mengoptimalkan efesiensi penggunaan air dan meminimalkan runoff serta erosi. Dengan demikian mempertahankan manfaat-manfaat yang dapat diberikan oleh tumbuhan berkayu tahunan (perennial) setara dengan tanaman pertanian kon- vensional dan juga memaksimalkan keuntungan keseluruhan yang dihasilkan dari lahan sekaligus mengkonservasi dan menjaganya.
|
|
Menurut Young
dalam Suprayogo et al (2003) ada empat keuntungan terhadap
tanah yang diperoleh melalui penerapan agroforestri antara lain adalah:
(1) memperbaiki kesuburan
tanah,
(2) menekan terjadinya
erosi
(3) mencegah perkembangan hama dan penyakit,
(4) menekan populasi gulma.
Peran utama agroforestri dalam mempertahankan kesuburan
tanah, antara lain melalui empat mekanisme:
(1) mempertahankan kandungan bahan organik
tanah,
(2) mengurangi kehilangan
hara ke lapisan
tanah bawah,
(3) menambah N dari hasil penambatan N bebas dari udara,
(4) memperbaiki sifat fisik
tanah,
Teknik
konservasi tanah dan air pada daerah berlereng dilakukan dengan pembuatan terasering atau melakukan penanaman mengikuti garis kontur di dalam lorong dengan menggunakan tanaman penyangga berupa campuran tanaman tahunan (perkebunan, buah-buahan, polong-polongan dan tanaman industri) sayuran dan rumput untuk pakan ternak.
Sistem penamaman agroforestri pada daerah berlereng dapat menggunakan Sistem
Sloping Agricultural Land Technology (SALT), suatu bentuk
Alley Cropping (tanaman lorong). Sistem SALT diselenggarakan dalam suatu proyek di
Mindanao Baptist Rural Life Center Davao Del Sur. Dalam proyek ini, dapat ditunjukkan bahwa cara bercocok tanam dan pengaturan letak tanaman, terutama di daerah berlereng, sangat berperan dalam
konservasi tanah dan air, serta produksi hasil pertaniannya. Penggunaan mulsa lamtoro (
Leucaena leucocephala) dapat meningkatkan kesuburan
tanah dan pendapatan petani, sedangkan bahaya
erosi dapat diperkecil. Pendapatan para petani dapat meningkat dua kali setelah mengikuti semua aturan yang ditentukan selama empat tahun.
Pokok-pokok aturan dalam penyelenggaraan SALT adalah sebagai berikut :
1. Penanaman lamtoro dua baris pada
tanah yang telah diolah secara baik, dengan antara 0,5 meter. Setelah tingginya 3 - 4 meter dipangkas satu meter di atas
tanah.
Daun dan ranting lamtoro diletakkan di bawah tanaman tahunan atau areal / lajur tanaman pangan.
2. Jarak barisan tanaman lamtoro 4 - 6 meter, tergantung pada kemiringan lahan.
3. Tanaman keras ditanam bersamaan dengan lamtoro dengan cara cemplongan, jarak 4 - 7 meter.
4. Tanaman pangan dimulai setelah batang lamtoro sebesar jari. Pengolahan
tanah untuk tanaman pangan dilakukan pada lajur/ lorong yang berselang-seling dengan lajur tanaman keras atau lajur yang tidak diolah.
Gambar. Sistem penanaman agroforestri pada daerah berlereng
