1 / 63

V. FOSFOR

V. FOSFOR. V. FOSFOR. 5.1 Pendahuluan 5.2 Siklus P 5.3 Bentuk dan Fungsi P dalam Tanaman 5.4 Gejala Defisiensi P 5.5. Bentuk P Tanah: a. P Larutan ; b. P Anorganik Tanah; c. P Organik Tanah. 5.6. Sumber P : a. P Organik

zudora
Télécharger la présentation

V. FOSFOR

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. V. FOSFOR

  2. V. FOSFOR 5.1 Pendahuluan 5.2 Siklus P 5.3 BentukdanFungsi P dalamTanaman 5.4 GejalaDefisiensi P 5.5. Bentuk P Tanah: a. P Larutan; b. P Anorganik Tanah; c. P Organik Tanah. 5.6. Sumber P : a. P Organik b. P Anorganik

  3. 5.1. Pendahuluan • Unsur P merupakan “kuncikehidupan” • Sifat P sangatstabildidalamtanah. • Ketersediaan P tanahtergantungpadasifatdanciritanah. • DiseraptanamandalambentukHPO4=atau(H2PO4-) • MobilitasP dalamtanahrendah, karenaretensinyadalamtanahsangattinggi.

  4. Fosfor di dalam tanah kurang dibandingkan N dan K. • P total pada permukaan tanah beragam dari 0,005 sampai 0,15%. • Kandungan P total tanah rata-rata rendah di bagian tenggara humid dibandingkan dengan didaerah padang rumput. • Jumlah P total dalam tanah mempunyai hubungan yang kecil atau tidak berhubungan dengan ketersediaan P bagi tanaman.

  5. 5.2. Siklus P Residutanaman & hewan Pupuk Diangkut Tanaman P. Non labil BAHAN ORGANIK TANAH P terjerap (P labil) Larutan P H2PO4- HPO4-2 Mineralisasi Adsorpsi Desorpsi Immobilisasi Mineral sekunder Fe/AlPO4 CaHPO4 (P Non Labil) Persipitasi P. Labil Terlarut Mineral primer (P non Labil) Terlarut Pencucian Gambar 5.1. Siklus P dalam Tanah

  6. Siklus P menjelaskan hubungan antara keragaman bentuk P dalam tanah. • Berkurangnya P larutan tanah dengan serapan oleh akar tanaman disangga oleh fraksi P organik dan anorganik dalam tanah. • Mineral P primer dan sekunder larut menjadi tersedia kembali. H2PO4- dan HPO4-2 dalam larutan. • P anorganik dijerap dalam mineral dan permukaan liat sebagai H2PO4- dan HPO4-2 (P anorganik labil) dapat dilepaskan kembali pada penyangga P larutan. • Mikroorganisme tanah mencerna residu tanaman mengandung P dan menghasilkan senyawa P organik yang dimineralisasi melalui aktivitas mikrobia untuk mensuplai P larutan.

  7. Siklus P dapatdisederhanakanmengikutihubungan : P larutan tanah P labil P tidak labil P labil dan nonlabil berada pada fraksi organik dan anorganik. • P labil: bagian yang mudah tersedia menjadi P larutankarenalajudisosiasi yang tinggiatauberubahmenjadisenyawa P-tidaklabilkarenaadsoprsiatauretensi.

  8. 5.3. BENTUK DAN FUNGSI P PADA TANAMAN BENTUK • Konsentrasi P dalamtanamansangatrendah (0,1 – 0,5%) dibandingkandengankonsentrasi N dan K. • Tanamanmenyerap H2PO4-atau HPO4-2 (orthofosfat), halinitergantungpada pH tanah • Tanaman juga menyerap senyawa P organik dengan berat molekul yang rendah dan dapat larut (yaitu asam nukleat dan phytin) yang merupakan hasil produksi dari dekomposisi B.O tanah. • Karena ketidakstabilan dari banyak senyawa P organik,kehadiranaktivitasmikrobainipentingsebagaisumber P terbatasuntuktanamantingkattinggi.

  9. FUNGSI • Seperti N, P terlibat banyak dalam proses pertumbuhan tanaman yang vital (penting). • Fungsi utama (essensial) dari P ialah mentransfer dan menyimpan energi. • ADP dan ATP yang bertindak sebagai “pengedar energi” di antara tanaman Gambar 5.2. STRUKTUR ADP DAN ATP

  10. Tabel 5.1. Proses dan fungsi ADP dan ATP di dlm tanaman

  11. P ialah elemen yang penting dalam DNA dan RNA yang mengandung kode genetis dari tanaman untuk memproduksi protein-protein dan senyawa-senyawa lain yang penting untuk struktur tanaman, hasil benih, dan transfer genetis. • Fospolipid, fospoprotein, koenzim, dan nukleotida merupakan komponen-komponen struktural yang penting dari membran kimia dan fungsi-fungsi yang berhubungan dengannya. • Oleh karena itu, P cukup penting untuk pertumbuhan yang kuat dan perkembangan dari bagian-bagian reproduksi (buah-buahan, biji-bijian, dan lain-lain).

  12. Gambar 5.3 Pengaruh lokasi penambahan fosfat, nitrat, ammonium dan kalium terhadap bentuk akar. Tanaman kontrol (HHH) memperoleh larutan hara yang lengkap pada seluruh bagian sistem akar. Akar lain (LHL) memperoleh larutan hara yang lengkap pada zona tengah, bagian atas dan bawah disuplai dengan hara tertentu yang menunjukkan gejala defisiensi.

  13. 5.4. GEJALA DEFISIENSI SECARA VISUAL • Kebanyakan gejala-gejala umum yang terlihat di antaranya secara ke seluruhan tanaman tumbuh kerdil dan daun berwarna hijau kegelapan. • Meningkatnya kekurangan P, warna daun hijau gelap berubah menjadi hijau keabuan hingga hijau-kebiruan kilat metalik. • Beberapa tanaman (seperti bit gula) , daun hijau gelap tampak pada fase pertumbuhan awal, berkembang menjadi coklat, proses pembentukan jaringan urat daun seperti jala pada daun tua pada saat tanaman matang. • Daun berwarna ungu biasanya dihubungkan dengan kekurangan P pada jagung dan rumput-rumputan lain. • Gejala terlihat pada ujung daun bawah dan menjalar sepanjang tepi daun sampai seluruh daun berwarna ungu.

  14. Daun-daun bagian bawah nekrotik dengan kondisi kekurangan suplai P. • Warna ungu disebabkan akumulasi dari gula yang meningkatkan proses sintesis dari antosianin (pigmen ungu) dalam daun (terlihat pada lembaran daun).

  15. 5.5.BENTUK P DALAM TANAH 5.5.1. P -LARUTAN • Jumlah H2PO4- dan HPO4-2 ada dalam larutan tergantung pada pH tanah. • Pada pH 7,2, H2PO4- ~ HPO42-. • Di bawah pH 7,2, H2PO4- > HPO4-2, dan di atas pH 7,2 HPO4-2 > H2PO4-. • Tanaman menyerap HPO4-2 lebih lambat dibandingkan dengan H2PO4-. • Rata-rata konsentrasi P larutan tanah tanah ~ 0,05 ppm dan keragaman yang lebar di antara tanah. • Konsentrasi P larutan tanah yg dibutuhkan tanaman umumnya berkisar antara 0,003 sampai 0,3 ppm dan tergantung pada spesies tanaman serta tingkat produksi (Tabel 5.2.).

  16. Akar menyerap P dari larutan tanah melalui aliran massa dan diffusi ke permukaan akar. • Penyerapan Pdarilarutantanah olehtanamanmelaluialiranmassarelatifrendahsehingga hanya sebagian kecil dari P yang dibutuhkantanaman melalui mekanisme ini. • Contoh, jika rasio transpirasi 400 (400 g air per 1 g tanaman) dan 0,2% P dalam tanaman. Jika rata-rata konsentrasi larutan 0,05 ppm P, kemudian banyaknya P yang bergerak ke tanaman melalui aliran massa adalah : 400 g H2O x 100 g tanaman x 0,05 g P x 100% = 1 % g tnm 0,2 g P 10-6 g H2O

  17. Gambar 5.5 Pengaruh pH terhadapdistribusijenis ortofosfatdalamlarutan

  18. Tabel. 5.2. PerkiraanKonsentrasiP Larutan Tanah Dihubungkandengan 75 dan 95% HasilMaksimumTanamanTerpilih Sumber : Fox, 1982, Better Crops Plant Food, 66:24

  19. 5.5.2. P -ANORGANIK TANAH • P organik dimineralisasi menjadi P anorganik atau sebagai P yang ditambahkan ke tanah, P anorganik dalam larutan yang tidak diserap oleh akar atau diimmobilisasi oleh mikroorganisme dapat dijerap (adsorbed) oleh permukaan mineral (P labil) atau diendapkan (precipitated). • Sebagai senyawa P sekunder, jerapan permukaan dan reaksi presipitasi secara bersama disebut fiksasi P atau retensi P. • Fiksasi P anorganik tergantung pada banyak faktor, yang terpenting adalah pH tanah.

  20. Gambar 5.7 Pengaruh pH Tanah terhadapAdsorpsidanPresipitasi P (Diambildari Stevenson, 1986, Siklus Tanah, p 250, John Wiley & Sons)

  21. Pada tanah masam, P anorganik diendapkan sebagai mineral sekunder besi atau aluminium fosfat (Fe/Al-P) dan atau dijerap permukaan oksida besi atau aluminium dan mineral liat. • Pada tanah yang bereaksi netral dan berkapur, P anorganik dipresipitasi sebagai mineral sekunder Ca-P dan Mg-P pada tanah yang kaya Mg dan atau dijerap pada permukaan liat dan CaCO3.

  22. (a) Kelarutan Mineral P • Siklus P menggambarkan tingkat P-larutan disangga oleh P yang dijerap pada permukaan mineral (P labil), mineralisasi P organik dan mineral P dapat larut. • Akhirnya, konsentrasi P larutan dikendalikan oleh kelarutan mineral P. Umumnya sebagian besar mineral P ditemukan pada tanah masam sebagai mineral Al-P dan Fe-P, sedangkan mineral Ca-P lebih dominan pada tanah netral dan berkapur (Tabel 5.3). • Setiap mineral P akan menyokong konsentrasi ion spesifik tergantung pada hasil kelarutan (Ksp) dari mineral tsb. Contoh : FePO4.2H2O akan melarut sebagai berikut : FePO4.2H2O + H2O H2PO4- + H+ + Fe(OH)3. (1)

  23. Tabel.5.3. Mineral P yang biasa ditemukan pada tanah masam, netral dan berkapur • *Mineral2 dalam susunan daftar di atas menunjukkan tingkat kelarutan yang menurun.

  24. Gambar 5.8 Kelarutan Mineral Fosfat Ca, Al dan Fe diDalam Tanah (Lindsay, 1979, Chemical Equilibria in Soils, Wiley Interscience, p.181)

  25. Sumbu-y menunjukkan konsentrasi H2PO4- atau HPO4-2 dalam tanah. Ion H2PO4- lebih dominan pada pH , 7,2, sementara HPO4-2 lebih dominan pada pH > 7,2 (Gambar 5.5). • Sumbu x menunjukkan pH larutan. Pada pH 4,5, AlPO4.2H2O dan FePO4.2H2O mengendalikan konsentrasi H2PO­4- dalam larutan. • Meningkatnya pH meningkatkan konsentrasi H2PO4- karena mineral Al-P dan atau Fe-P larut menurut pada persamaan 1, yang mana jika digambarkan dalam diagram sebagai positif garis miring. • Meningkatnya ketersediaan P sering diamati jika flourapatit dapat digunakan sebagai pupuk pada pH tanah rendah (pH , 4,5), sebagaimana ditunjukkan oleh kelarutannya yang tinggi pada pH rendah . • Perbedaannya, hidroksiapatit atau feroapatit tidak dapat digunakan untuk menyediakan P tersedia bagi tanaman pada tanah netral atau berkapur karena kelarutannya rendah.

  26. (b) ReaksiAdsorpsi P • ReaksiJerapan P H2PO4-dan/atau HPO4-2merupakan P organiklebih yang dijerappadapermukaan mineral padatanahmasam, mineral-mineral oksidadandanhidroksida Al dan Fe termasukjerapan P utama. • Disebabkankemasamanlarutanpermukaan mineral mempunyaimuatan (+), melaluikeduatempat yang memilikimuatan (+) dan (-), lebihdominannyamuatan (+) siapmenarik H2PO4-dan anion lain. • Ion P dijerappadapermukaanoksida Fe/Al karenainteraksiantaragugus OH-dan/atau OH2+padapermukaan mineral.

  27. P-Nonlabil P-Labil Gambar 5.9 MekanismeAdsorpsi P padaPermukaanOksida Al/Fe. PengikatanFosfatmelaluisatuikatan Al-O menghasilkan P labil; kemudianpengikatanmelaluiduaikatan Fe-O atau Al-O menghasilkanstruktur yang stabil yang menghasilkandesorpsi P yang sangatkecil

  28. (c) PersamaanAdsorpsi • PersamaanFreundlichdanLangmuirdigunakanuntukmenggambarkanjerapan P dalamtanah. Persamaan-persamaaninidapatmembentukpemahamanhubunganantarakuantitasjerapan P per satuanbobottanahdankonsentrasi P dalamlarutan. Persamaanjerapanmempunyaibentukumum : • dimana q adalahjumlahkuantitasdijerapdanfungsi (f) darikonsentrasi P larutan ( c ). PersamaanFreundlichditunjukkanoleh : • dimana a dan b adalahkoefisienkeragamandiantaratanah, dan q dan c adalahjumlah P yang dijerapdankonsentrasi P larutan. q = f(c) q = acb

  29. persamaanFreundlichmemasukkan batasanadsorpsi P maksimumdengangambaran: q = kuantitasjerapan, c = konsentrasi P larutan, b adsorpsi P maksimum, a = koefisien . • Adsorpsi P maksimumpadapersamaan Langmuir menunjukanbahwasuatulapisantunggal (monolayer) ion P dijerappadapermukaan mineral, yang manaterjadipadakonsentrasi P larutan yang lebihtinggidaripada yang digambarkanpadapersamnaanFreundlich. q = abc 1 + ac

  30. KonsentrasiLarutan Jumlahjerapan P padatanaman Konsentrasilarutan Gambar. 5.10. Gambarangrafik isotherm jerapandariFreundlich (a) danLanguiir (b) yang persamaan.

  31. (d) Faktor-Faktor yang MempengaruhiFiksasi P Dalam Tanah • Banyaksifat-sifatfisikdankimiatanah yang mempengaruhikelarutan P danreaksi-reaksiadsorpsi P didalamtanah. • Akibatnyasifat-sifattanahinijugamempengaruhikonsentrasi P larutan, ketersediaan P bagitanamandanpenggunaanpupuk P bagitanaman. • Faktor-faktortersebutadalah: mineral tanah, pH tanahpengaruhkation-kation, anion, pengaruh P larutan, bahanorganik, waktudantemperatur, penggenangan, danpengelolaanpupuk P.

  32. (e) Mineral Tanah • Reaksi-reaksiadsorpsidandesorpsidipengaruhiolehtipepermukaan mineral yang kontakdenganlarutan. • P dijeraplebihbesarolehliat 1:1 (contohkaolinit) daripadaolehliat-liat 2:1 (contohmonmorillonit) sebabtingginyajumlahoksida Fe/Al yang berasosiasidenganliatkaolinitik yang menonjolpadatanah yang mengalamipelapukanlanjut. • kaolinitmempunyaisejumlahbesargugus OH- yang terekspospadalapisan Al yang dapatdipertukarkandengan P, selainitukaolinitmuatannyapadaujung yang dapatmenjerat P bergantungpada pH

  33. (f) pH Tanah • Fiksasi P olehoksida Fe/Al menurundenganmeningkatnyapH. Gibbsite [Al (OH)3] menjeratjumlah P terbesarpada pH 4,0 sampai 5,0. Jerapan P oleh goethite (FeOOH) menurunantara pH 3,0 dan 12. • ketersediaan P padasebagianbesartanahberadapadakeadaanmaksimummendekati pH 6,5. • Padanilai pH rendah, fiksasi P lebihbesardarireaksidenganoksida Fe/Al danpresipitasi AlPO4 dan FePO4.

  34. Gambar 5.13. Adsorpsi P olehoksida Fe atau (goethite) yang diakibatkanoleh pH tanah (SumberdariHingston et all, 1968, Trans.9 thInt.Cong.Soil.Sci, 1:1459-61)

  35. (g) EfekKation • Kationbervalensiduapada KTK meningkatkanjerapan P relatfdaripadakationbervalensisatu. Untukcontoh, lihat yang dijenuhidengan Ca+2menahansejumlahbesar P darpada yang dijenuhioleh Na+atau ion bervalensisatulainnya. • Kation-kationbervalensiduameningkatkanpencapaianmuatanpositifujung mineral liatterhadap P. haliniterjadipada pH < 6,5, sebabpada pH tanah yang lebihbesarakanterjadipresipitasi mineral Ca-P.

  36. TAHAP 1 : PertukaranKation Ca+2 Al+3 Ca+2 LIAT + 2 Al+3 + 3 Ca+2 LIAT Ca+2 Al+3 TAHAP 2 : Hidrolisis Al+3 + 2H2O Al(OH)2+ + 2H+ TAHAP 3 : Presipitasi / Adsorpsi Al(OH)2+ + Al(OH)2H2PO4 H2PO4-

  37. (g)Efek Anion • Anion anorganikdanorganikdapatbersaingdengan P untuktempatjerapan, yang menghasilkanjerapan P menurun. • Penahan anion anorganik yang lemahseperti: NO3-danCl-pengaruhnyakecil, dimanapenjerapan OH- H3SiO4-,SO4-2, dan MoO4-2dapatbersaing. • Kekuatanjerapan anion menentukankemampuanbersaing. • Untukcontoh, SO4-2tidakmampumelepasbanyak H2PO4-bilamana H2PO4-mampumembentuksenyawa yang lebihkuatdaripada SO4-2.

  38. (h)Tingkat Kejenuhan P • Umumnya , jerapan P lebihbesarpadatanahdenganjerapan P yang sedikitpadapermukaan mineral. • Pupuk P ditambahkan meningkatkanjumlahjerapan P, menambah penurunan potensialjerapan P menurun. • Bilasemuatempat-tempatpertukarandijenuhidengan H2PO4-, lebihlanjutjerapantidakakanterjadidanmanfaatdariaplikasipupuk P akanmeningkat.

  39. (i) BahanOrganik Tanah • Senyawaorganikdidalamtanahmeningkatkanketersediaan P karena : • Bentukkompleksorganofosfat yang lebihmudahdiasimilasiolehtanaman, • Anion ditempati H2PO4-padatempat-tempatpertukaranadsorpsi, • Pembungkusanoksida Fe/Al oleh humus yang membentuktutuppelindungdanmengurangiadsorpsi P, dan • Meningkatnyajumlah P organik yang dimineralisasimenjadi P anorganik.

  40. Tabel 5-4. Persentase DCPD yang dihidrolisiske OCP BerdasarkanFungsiWaktudanTemperatur Sumber : Sheppard and Racz, 1980, Western Canada Phosphate Symp.,p.170

  41. (j) WaktudanTemperatur • Adsorpsi P didalamtanahmengikutiduapola yang jelas: mula-mulareaksicepatdiikutiolehsejumlahreaksi yang lebihlambat. • Reaksijerapanmeliputipertukaran P untuk anion padapermukaanoksida Fe/Al cepat. Reaksi yang lebihlambatmeliputi: a. Pembentukanikatankoevalen Fe-P atau Al-P padapermukaanoksida Fe/Al. b. Presifitasisuatusenyawa P yang hasilkelarutannyadilampaui.

  42. (k) Penggenangan • Sebagianbesartanahakanmeningkatkan P tersediasetelahpenggenangan, besarnyakonversi mineral Fe+3-P ke mineral Fe+2-P yang mudahlarutterjadiakibatpenggenangan. • Mekanisme lain mencakupkelarutan P yang diselimuti, meningkatnyamineralisasi P-organikpadatanah-tanahmasam, meningkatnyakelarutan Ca-P padatanah-tanahberkapur, danlebihbesarnyadifusi P. • Perubahan-perubahaninidalamketersediaan P menjelaskanmengaparesponaplikasi P padatanahberirigasibiasanyalebihkecildaripadasuatutanamanlahankering yang tumbuhpadatanah yang sama.

  43. (l) PengelolaanPupuk P • Konsekuensipraktis yang pentingdari adsorbs P danreaksi-reaksipresipitasiadalahwaktusetelahaplikasiselamatanamanmampumenggunakan P yang terbaik. • Padatanah-tanahdengankapasitasfiksasi P tinggi, periodeinisingkat, dimanadengantanah lain bisaterhambatbeberapabulanatautahun. • Jerapan P pupuklebihbesarpadatanah-tanahberteksturhaluskarenadaerahpermukaan mineral relatiflebihbesardaritanah-tanahberteksturkasar.

  44. 5.5.3.P Organik Tanah • P organikmenunjukkankira-kira 50% dari P-total tanahdanberbeda-beda untuk setiap jenis tanah, antara 15 sampai 80%. • Sepertibahanorganik, P organiktanahberkurangdengankedalaman, dandistribusidengankedalamanjugaberbeda-bedadiantaratanah. • Kandungan P dalambahanorganiktanahberkisarantara 1 sampai 3%.

  45. Tabel 5-6. Rasio C : N : P : S OrganikPada Tanah *Nilaiuntuk S diberikansebagai S-total +Nilaiuntuklapisandibawahpermukaan (35-53) cm dengan 105:10:3,5:1,1 Sumber : Stevenson, 1986. Cycles of Soil, p. 262, John Wiley & Sons.

  46. P- Organik P- Organik Kedalam P- Organik Carringtonglempungberbeda % C- Organik % C -Organik Gambar 5-15. Distribusi P dan C OrganikDenganKedalamanPadaDuaContoh tanahMollisolsdiLowa (Stevenson, 1986, cyclesof Soils, p.261, John Wiley & Sons)

  47. MineralisasidanImmobilisasi P diDalam Tanah • MineralisasidanImmobilisasi P terjadisecarasimultandidalamtanahdandapatdigambarkansebagaiberikut : Mineralisasi • P-organik P-organik (H2PO4-/HPO4-2) Immobilisasi • P-organiktanah berasaldarisisa-sisatanamandanhewan-hewan yang didegradasioleh mikrobamenghasilkansenyawaorganik lain danmelepaskan P-organik .

  48. Enzimfosfatasemengkatalisasireaksimineralisasi P-organikdengan : O Fosfatase O • R – O -P – O- + H2O H – O – P – O- + R-OH O O • Rasio C:P sisamenentukankuatnyamineralisasi P melebihiimmobilisasi, jadiseperti C:N mempengaruhimineralisasidanimmobilisasi.

  49. Rasio C:P sisamenentukankuatnyamineralisasi P melebihiimmobilisasi, jadiseperti C:N mempengaruhimineralisasidanimmobilisasi, panduandibawahinidigambarkan :

  50. 5.6. SUMBER P 5.6.1. P Organik • Kotoranhewandanlimbahkotamerupakansumber yang baikbagiketersediaan P tanaman, denganperhitunganpupukkandang 98% P-organikdiaplikasikanpadalahanpertanian. • Bentukdankandungan P padakotoranhewanbervariasibesarbergantungpadakandungan P padapakandanjenishewan.

More Related