Kesuburan tanah Lanjutan Sub Topik: Kalium (K) Oleh: Dr. Ir. Hamidah Hanum, MP Sekolah Pascasarjana USU

Serapan & Fungsi K dlm tanaman K-uptake Kadar K dlm tanaman 0.5-6% Tanaman menyerap K dlm btk K+ K tidak membentuk senyawa dlm jaringan Tanaman tetapi tetap dlm btk K+ yg terikat pada permukaan jaringan yg bermuatan negatif R-C-O-  O K sgt mobil tetapi tdk dpt menembus membram kecuali ada energi yg cukup utk mengaktifkan nya K dan dipindahkan ke kloroplast Kadar K dlm tanaman paling tinggi di antara hara lain. Fungsi K Fungsi mendasar K adalah menjaga kekuatan ion dalam sel tanaman Aktivasi enzim Berkaitan dgn air Berkaitan dgn energi Translokasi fotosintat Serapan N dan sintesa protein

K dan energi tanaman 1. Pembentukan energi K dibutuhkan dlm pembentukan ATP yg dihasilkan pd fotosintesis dan respirasi Jlh CO2 yg diasimilasi menjadi gula slm fotosintesis meningkat dgn tajam dengan meningkatnya kadar K-tanaman 2. Translokasi energi K+ membantu tranlokasi fotosintat shg mempengaruhi laju fotosintesis 3. Penggunaan energi Gula dirombak utk melepaskan energi bagi pertumbuhan/hasil Produksi ATP dari perombakan karbohidrat membutuhkan pH tinggi, mk H+ dikeluarkan dan diganti K+

Peran K dlm fotosintesis Peran K dlm pengendalian air Peran K dlm fotosintesis Tanggap tanaman thd K pd musim kering > > pd musim hujan karena diperbaikinya efisiensi penggunaan air K berperan dlm pengaturan osmotik, bekerjanya stomata dan transpirasi energi matahari dtangkap dan terbentuk gula sederhana Fotofosforilasi menyebabkan penurunan pH, gradien pH disekitar kloroplas menimbulkan energi osmotik dan diubah ke energi kimiawi (ATP terbentuk) mellaui reaksi yg melibatkan pemindahan elektron K menjaga kesimbangan elektrik penampang membram melalui gerakannya berlawanan arah dgn H+ Jk pH dl kloroplas turun, ion K didesak keluar dari kloroplast Jk [K] dlm sel penjaga meningkat, mk stomata membuka shg difusi CO2 ke daun meningkat

Critical level for deficiency (%) defisiensi K : Dark green plants with yellowish brown leaf margins or dark brown necrotic spots appearing first on the tip of older leaves Poor root oxidation power, causing decreased resistance to toxic substances produced under anaerobic soil conditions,  e.g., Fe toxicity caused by K deficiency. Unhealthy root system (many black roots, reduced root length density), causing a reduction in the uptake of other nutrients. Reduced cytokinin production in roots. Increased incidence of diseases, particularly brown leaf spot (caused by Helminthosporium oryzae), cercospora leaf spot (caused by Cercospora spp.), bacterial leaf blight (caused by Xanthomonas oryzae), sheath blight (caused by Rhizoctonia solani), sheath rot (caused by Sarocladium oryzae), stem rot (caused by Helminthosporium sigmoideum), and blast (caused by Pyricularia oryzae) where excessive N fertilizer and insufficient K fertilizer have been used. Growth stage Plant part Optimum (%) Critical level for deficiency (%) Tillering-PI Y leaf 1.8–2.6 <1.5 Flowering Flag leaf 1.4–2.0 <1.2 Maturity Straw 1.5–2.0

(j) (i) Gejala defisiensi pd padi: Pinggir daun coklat kekuningan Akar ditutupi FeS yg berwarna hitam Akar sehat ditutupi besi oksida yg berwarna coklat kekuningan

Siklus K K+ Tanaman SOIL SOIL ORGANIC MATTER SOLUTION K+ K+ K+ K+ Plant & animal residues Plant uptake Desorption SOIL SOLUTION K+ SOIL ORGANIC MATTER Adsorption leaching K+ K+ K+ K+                  Release Weathering Fixation Exchangeable K+ Feldspar,mika Non exchangeable K+ 2:1 CLAY MINERALS MINERAL K+ Siklus K

Bentuk K dlm tanah Mineral Nonexchangeable Exchangeable Solution 5000-25000 ppm 50-750 ppm 40-600 ppm 1-10 ppm Ketersediaan >>> cepat tersedia lambat tersedia tdk tersedia 1-10% 0.1-2% 90-98% Posisi planar 3 tpt pertukaran K pd koloid tnh mineral tipe 2:1 (ilit,vermikulit,chlorit) Posisi pinggir Posisi dalam

Efektivitas K-larutan tnh sgt dittkn oleh keberadaan kation lain trtm Ca dan Mg, Al (tnh sgt masam), Na (tnh salin) Rasio aktivitas K (AR) adalah indikator yg menggambarkan K yg segera tersedia bagi tanaman [K+ ] /  [Ca2+] + [Mg2+] Status K tanah ditttkn ratio Q/I Q = faktor kuantitas ≈ K-labil I = faktor intensitas ≈ K-larutan tnh K-Larutan tanah MekanIsme dan tkt transportasi K dlm tnh Situasi Mekanisme Kecepatan (cm/hari) Dlm profil Sekitar pupuk Sekitar akar Di luar interlayer Mass flow Mass flow, difusi Difusi ~ 10 ~ 0.1 ~ 0.01-0.1 ~ 10-7

Pengaruh kadar liat thdp kadar K+ di sekitar akar K-dapat ditukar Pengaruh kadar liat thdp kadar K+ di sekitar akar Al K Al Ca K clay + CaSO4 clay + K2SO4 Peran utama K-dd adalh mengisi kembali K-larutan tnh, hubungan tsb dinytakan dgn ratio Q/I Ratio Q/I proporsional dgn nilai KTK (kapasitas tukar kation Semakin tinggi nilai Q/I mk semakin besar K yg dilepaskan ke larutan tnh ≈ [pool K-labil] Gbr 6.8

K- Non dd Keberadaan NH4 membatasi fiksasi K Mika,KTK=0 Hidrous mika(ilit),KTK=30-50 vermikulit,KTK=150 Fiksasi K dominan terjad pd tnh yg tinggi mineral liat 2:1 Pelepasan K dari mika adalah proses pertukaran kation dan difusi , membutuhkan waktu yg lama Deplesi K larutan tanah mendorong pelepasan K dari K-non dd di interlayer mineral K-non dd tdk segera menyediakan K-larutan tapi penting dlm mempertahankan cadangan K-labil Keberadaan NH4 membatasi fiksasi K

Faktor yg mempengaruhi ketersediaan K 1. Mineral liat 6. pH tanah 2. Kapasitas tukar kation 7. Aerase tanah 3. Jlh K-dapat ditukar 8. Suhu tanah 4. Kapasitas fiksasi K 5. Kelembaban tanah