agroekologi-9 -hubungan tanah air dan tanaman

37
HUBUNGAN TANAH, AIR DAN TANAMAN Batasan Tanah dari sudut ekologi Tumbuhan Komponen penyusun tanah dan perannya bagi pertumbuhan dan produksi tanaman Profil Tanah dan pengaruhnya terhadap vegetasi Faktor yang mempengaruhi sifat tanah Sifat fisika, kimia, biologi, hidrologi dan morfologi tanah

Upload: yusi-listiawati

Post on 13-Aug-2015

53 views

Category:

Documents


4 download

TRANSCRIPT

Page 1: Agroekologi-9 -Hubungan Tanah Air Dan Tanaman

HUBUNGAN TANAH, AIR DAN

TANAMAN

Batasan Tanah dari sudut ekologi Tumbuhan

Komponen penyusun tanah dan perannya bagipertumbuhan dan produksi tanaman

Profil Tanah dan pengaruhnya terhadap vegetasi

Faktor yang mempengaruhi sifat tanah

Sifat fisika, kimia, biologi, hidrologi danmorfologi tanah

Page 2: Agroekologi-9 -Hubungan Tanah Air Dan Tanaman

Faktor yang berpengaruh terhadap hasil tanaman

Page 3: Agroekologi-9 -Hubungan Tanah Air Dan Tanaman

Tanah? akumulasi tubuh alam bebas,

berdimensi tiga,

menduduki sebagaian besar permukaan

daratan bumi, yang

mampu menumbuhkan tanaman, dan

memiliki sifat sebagai pengaruh iklim (I) dan

organisme (O) yang bertindak terhadap

bahan induk (B) pada kondisi topografi (L)

tertentu dan selama waktu (W) tertentu”

(Donahue, 1970).

Page 4: Agroekologi-9 -Hubungan Tanah Air Dan Tanaman

GAS

CAIRAN /

LIQUID

PADATAN /

SOLID

Page 5: Agroekologi-9 -Hubungan Tanah Air Dan Tanaman

RUANG PORI

(VOID)

MINERAL LEMPUNG

BAHAN ORGANIK

Page 6: Agroekologi-9 -Hubungan Tanah Air Dan Tanaman

RUANG PORI

(VOID)

BAHAN ORGANIK

20- 30%

20- 30%

< 5%

45% MINERAL LEMPUNG

Page 7: Agroekologi-9 -Hubungan Tanah Air Dan Tanaman

Tanah Pertanian Ideal

Tanah yang baik untuk pertumbuhan

tanaman darat non padi: tersusun

atas komponen

• bahan mineral 45%,

• bahan organik 5%,

• udara 20-30% dan air 20-30%

• (atas dasar volume).

Page 8: Agroekologi-9 -Hubungan Tanah Air Dan Tanaman

Media

Tumbuh

Tanah

BahanOrganik

AIR

Hara

SifatFisik

SifatKimia

• KompleksPertukaran

• Nutrisi

Biologi• Mikroorganisme

• Dekomposer

Page 9: Agroekologi-9 -Hubungan Tanah Air Dan Tanaman

SIFAT FISIKA TANAH

• Tektur• Pori• Struktur

Page 10: Agroekologi-9 -Hubungan Tanah Air Dan Tanaman

TEKTUR TANAH

Faktor penentu tekstur tanah?

Mengapa tekstur tanah penting?

Particle sizes:

• Gravel: >2.0 mm

• Sand: 0.05-2.0 mm

• Silt: 0.002-0.05 mm

• Clay: <0.002 mm (microscopic)

Page 11: Agroekologi-9 -Hubungan Tanah Air Dan Tanaman

Fig

. 6.7

, C

am

pbell

& R

eece,

7th

ed.

Pengaruh ukuran partikel pada permukaan :volume ratio

Page 12: Agroekologi-9 -Hubungan Tanah Air Dan Tanaman

Importance of soil particle size—

Critical in determining soil physical properties.

Clay has much higher surface:volume ratios (due to small particle size) than larger particles.

Electrostatically negative charges on clay micellespermit stronger adsorption of water and nutrients, reducing leaching, especially of cationic nutrients (e.g., NH4, Ca, Mg, K, Na, Cu, Mn, Zn, Fe all have + charges)

Too much clay results in reduced pore sizes

Sand—with its larger particle sizes—has characteristics opposite to those of clay

Silt is between clay and sand in size and traits

Best agricultural soils are classed as loams, varying broadly around a 40:40:20 ratio of sand, silt, and clay, respectively

Page 13: Agroekologi-9 -Hubungan Tanah Air Dan Tanaman

SIFAT KIMIA TANAH

• Macronutrients• micronutrients• Pertukaran ion

Page 14: Agroekologi-9 -Hubungan Tanah Air Dan Tanaman

Macronutrients—

Macronutrients are defined as elements that make up >0.1% of plant tissue dry weight

C, H, and O—the basic constituents of organic molecules—make up about 96% of plant dry weight.

Other macronutrients include N, P, K, Ca, S, Mg

Page 15: Agroekologi-9 -Hubungan Tanah Air Dan Tanaman

Macronutrients—

Their functions

Ta

ble

6.1

, S

mith &

Sm

ith 7

thed. (p

. 120

)

Page 16: Agroekologi-9 -Hubungan Tanah Air Dan Tanaman

Micronutrients—

Micronutrients (a.k.a., “trace elements”) are needed in small quantities (<0.01% by weight)

Although required in tiny amounts, micronutrients are nonetheless essential

Often serve as cofactors, facilitating enzyme activity

E.g., Cu, Mn, Zn, Fe

Page 17: Agroekologi-9 -Hubungan Tanah Air Dan Tanaman

Using hydroponic culture to identify essential plant nutrients

Fig

. 37.2

, C

am

pbell

& R

eece (

6th

ed)

Page 18: Agroekologi-9 -Hubungan Tanah Air Dan Tanaman

Identifying essential plant nutrients—

Magnesium deficiency in a tomato plant

Fig. 37.3, Campbell & Reece (6th ed)

Page 19: Agroekologi-9 -Hubungan Tanah Air Dan Tanaman

Gas exchange and the uptake of water and nutrients by a plant: an overview

Fig

. 37.1

, C

am

pbell

& R

eece (

6th

ed)

Page 20: Agroekologi-9 -Hubungan Tanah Air Dan Tanaman

Cation exchange capacity (CEC) of soil—

Capacity of the soil to adsorb cations

Strength of cation retention depends on number of “exchange sites” and the intensity of the charges on them.

Largely determined by clay and humus content

Clay micelles have numerous negative charges. Because of the tiny size of the clay particles and the resulting small soil pore sizes, clayey soils tend to a high CEC.

Page 21: Agroekologi-9 -Hubungan Tanah Air Dan Tanaman

Plant roots use cation exchange to assist in nutrient uptake from the soil—

(a) Soil moisture surrounding the roots

(b) Absorption of soil mineral nutrients by cation exchange

Where does the plant get this CO2 that it’s putting into the soil??

Fig. 37.6, Campbell & Reece (6th ed)

Page 22: Agroekologi-9 -Hubungan Tanah Air Dan Tanaman

Fig. 4.11, Smith & Smith 7th ed. (p. 66)

Absorption and leaching of soil nutrients in the soil solution

Page 23: Agroekologi-9 -Hubungan Tanah Air Dan Tanaman

Soil moisture and water uptake by plants—

Water moves in response to a gradient of water potential, from higher water potential to lower water potential.

Net water potential in the plant is determined by

(a) osmotic pressure—due to cross-membrane differences in solute concentration,

(b) water pressure—due to atmospheric pressure, and

(c) the transpiration stream—which pulls water up through xylem tissues, based on transpiration from leaves and the adhesion and cohesion properties of water.

Page 24: Agroekologi-9 -Hubungan Tanah Air Dan Tanaman

Fig. 6.3, Smith & Smith (5th ed), p. 105

Water movement through a plant—

the “transpiration stream”

Page 25: Agroekologi-9 -Hubungan Tanah Air Dan Tanaman

A stoma functions in gas exchange—

Page 26: Agroekologi-9 -Hubungan Tanah Air Dan Tanaman

Stomatal openings respond to environmental cues to control gas exchange rates—

Fig. 36.14, Campbell & Reece, 7th ed. (p. 749)

Open Closed

Page 27: Agroekologi-9 -Hubungan Tanah Air Dan Tanaman

The water balance of living cells

Fig. 8.12, Campbell & Reece (6th ed)

Page 28: Agroekologi-9 -Hubungan Tanah Air Dan Tanaman

A wilted tomato plant regains its turgor when watered

Fig. 36.5, Campbell & Reece (6th ed)

Page 29: Agroekologi-9 -Hubungan Tanah Air Dan Tanaman

Fungsi-fungsi Tanah Sebagai

Sumberdaya Alam

unsur produksi pertanian

unsur pengatur tata air siklus hidrologi

unsur perlindungan alam/lingkungan

unsur teknik bangunan/infrastruktur

Page 30: Agroekologi-9 -Hubungan Tanah Air Dan Tanaman

• Mendukung aktivitas biologi, keaneka ragaman hayatidan produktivitas

• Mengatur tata air dan aliran lautan

• Sebagai saringan, buffer, degradator, detoksifikatorsenyawa anorganik dan organik, termasuk limbahindustri, rumah tangga dan limbah atmosfer;

• Menyimpan dan mendaur ulang hara dan unsur lain didalam biosfer;

• Mendukung bangunan dan melindungi kekayaanarkeologi.

Fungsi-fungsi Tanah

(Karlen et al., 1997)

Page 31: Agroekologi-9 -Hubungan Tanah Air Dan Tanaman

Hidrologi adalah ilmu yang berhubungan dengan kejadian,

pergerakan dan distribusi air di dalam Siklus Hidrologi.

Siklus Hidrologi adalah dinamika sistem transfer air alami

dimana air secara kontinyu bergerak dan berubah dari satu

bentuk ke bentuk yang lain, dan selama itu jumlah total air

di bumi tetap.

Walaupun menurut definisi, hidrologi mencakup studi air tanah,dalam aplikasinya penekanan hidrologi masih terfokus padastudi aliran air di permukaan dan faktor-faktor sejenis yangmenentukan

Studi tentang aspek-aspek kejadian dan pergerakan air tanahdilakukan secara terpisah dan umumnya dikenal sebagaiGeohydrology (Hidrologi air tanah – groundwater hydrology)

Page 32: Agroekologi-9 -Hubungan Tanah Air Dan Tanaman

Hydrologic Cycle

Water enters the soil, interacts with soil particles and leaves the soil (through

evaporation, transpiration or leaching).

Page 33: Agroekologi-9 -Hubungan Tanah Air Dan Tanaman

Setelah mencapai permukaan bumi, air hujan terus bergerak danberubah bentuknya, yaitu:

bagian yang masuk ke dalam tanah – Infiltration,bagian yang mengalir sepanjang permukaan – Run-off, bagian yang kembali ke atmosfer sebgai uap air – Evaporation, bagian yang diambil tanaman dan dikembalikan ke atmosfer –Transpiration.

Bagian air hujan yang ditangkap oleh daun dan batang tanaman disebut Interception.

Bagian air hujan yang terkumpul di permukaan tanah disebut Surface Storage,

Bagian air hujan yang diikat di dalam tanah– Soil moisture danbagian yang diperkolasikan ke bagian bawah tanah yangberhubungan dengan zone jenuh air – Groundwater, sehinggasecara sederhana neraca air dapat ditulis sebagai:

Precipitation = Runoff + Evapo-transpiration + Change storage

Page 34: Agroekologi-9 -Hubungan Tanah Air Dan Tanaman

Hydrologic Cycle and the Soil

Color

Structure

Bulk Density

Texture

pH

Temperature

Moisture

Horizon

Depths

Soil Properties that are part of the hydrologic cycle.

Page 35: Agroekologi-9 -Hubungan Tanah Air Dan Tanaman

SIKLUS HIDROLOGI HUJAN

Hujan

Hujan lebih Intersepsi Evp & Ept, dll.

Infiltrasi

SSRO Perkolasi dalam

PromptSSRO

Delayed SSRO

Groundwater storage

Direct RO Base flow

Aliran permukaan

Total RO/Stream flow

Page 36: Agroekologi-9 -Hubungan Tanah Air Dan Tanaman

Fungsi Tanah sebagai

Faktor Produksi Tanaman

• Tunjangan mekanis sebagai tempat tanaman tegak dan tumbuh;

• Penyedia air, udara dan unsur hara (nutrisi);

• Lingkungan tempat akar atau batang dalam tanah melakukan aktivitas fisiologinya

• Pengontrol temperatur tanah

• Tempat tumbuh dan berkembangnya organisme tanah.

Page 37: Agroekologi-9 -Hubungan Tanah Air Dan Tanaman

TERIMA KASIH