Survey
* Your assessment is very important for improving the workof artificial intelligence, which forms the content of this project
Download pengelolaan bot dan cadangan hara tanah
Document related concepts
no text concepts found
Transcript
No.1 - 254 MANAJEMEN KESUBURAN TANAH BAHAN ORGANIK TANAH Prod Dr Ir Soemarno MS 2 OKTOBER 2013 Selengkapnya di marno.lecture.ub.ac.id CADANGAN HARA DALAM TANAH Kation Tukar Bahan Organik Larutan Tanah Organisme Tanah Jerapan Permukaan Mineral Tanah KAPASITAS TUKAR KATION (KTK) Bahan Organik Pertikel Liat Dimakan ternak Dijual Ke luar Lahan Pupuk Nitrogen Denitrifikasi NO3Nitrat Ammonium NH4+ Organisme Tanah Nitrogen Bahan Organik Pencucian Nitrat PERANAN TANAMAN DAN TERNAK DALAM SIKLUS HARA NITROGEN Dimakan ternak Rabuk kandang ke tanah Panen Serapan Hara Residu Tanaman Diangkut ke luar lahan Unsur Hara Tersedia Mineral & Endapan Bahan Organik Tanah PERANAN TANAMAN DAN TERNAK DALAM SIKLUS BAHAN ORGANIK Bahan Organik Tanah (mt/ha) Sejarah Pengelolaan Prediksi masa depqan Pupuk kimia dan kompos Hanya pupuk kimia Pengolahan konvensionqal tanpa pupuk Tahun DINAMIKA BAHAN ORGANIK TANAH dalam jangka Panjang SIKLUS BAHAN ORGANIK TANAH DAN UNSUR HARA Tanaman dan ternak tumbuh dan mati Residu organik masuk ke tanah … dan mengalami dekomposisi oleh fauna dan mikroba tanah Unsur hara tersedia diserap akar tanaman dan flora tanah Akumulasi unsur hara Residu berubah menjadi BOT, mel;epaskan CO2 dan hara mineral , termasuk nitrogen. BOT juga mengalami dekomposisi KOMPOSISI BAHAN ORGANIK TANAH Tanah Biomasa mikroba tanah Bahan Organik Tanah Fraksi organik aktif C-organik tanah (g/kg) DISTRIBUSI BOT MENURUT KEDALAMAN CO2 respirasi tanaman CO2 Fotosintesis KETERKAITAN VEGETASI & BOT CO2 respirasi tanah Seresah Bahan organik Akar Tanaman Mikroba Tanah C-organik tanah Bebas C-organik-tanah yang terlindung secara kimiawi C-organik tanah Intra-Agregat C-organik dan C-anorganik yang larut Diangkut ke groundwater Bahan organik dan sedimen BOT ikut menentukan Kualitas Tanah Minimum olah tanah BOT Sedikit Polutan WHC Tanaman penutup tanah Pengelolaan Tanah Kualitas Tanah Kualitas Udara Kualitas Air Produktivitas Sedikit Debu Sedikit Sedimen Rotasi yg kaya biomasa Organisme Infiltrasi Tanah Struktur Tanah Ketahanan kekeringan dan penyakit Pertanaman Tanaman Pupuk Ternak Hujan asam konsumsi Rabuk kandang Denitrifikasi Pertukaran Kation Partikel Tanah Bahan Organik Tanah SIKLUS NITROGEN Pencucian Pupuk, rabuk, residu tanaman Fiksasi biologis Nitrogen Imobilisasi Bahan organik tanah Serapan akar Biomasa Mikroba Mineralisasi Nitrifikasi PERANAN VEGETASI DALAM SIKLUS NITROGEN Pencucian NO3- KETERKAITAN BAHAN ORGANIK TANAH DG KOMPONEN LAINNYA Peranan BOT dalam mitigasi pencemaran tanah oleh logam berat Pengelolaan Jelek Lebih Banyak Cd dalam tanaman Khlorida dalam air irigasi Pupuk kaya Cd Pengelolaan Bagus Lebih Sedikit Cd dalam tanaman Pupuk miskin Cd Kultivar yang sesuai Air irigasi yang bagus kualitasnya Pupuk Zn Kapur Banyak Cd Sedikit Cd Tanah berpasir masam Miskin BOT Defisiensi Zn Kaya BOT Tanah liat netral Bahan organik tanah sebagai sumber makanan dan energi bagi mikroorganisme PENGARUH BOT terhadap CIRI-CIRI TANAH FISIKA - stabilizes soil structure, improves water holding characteristics, lowers bulk density, dark color may alter thermal properties KIMIA - higher CEC, acts as a pH buffer, ties up metals, interacts with xenobiotics BIOLOGI - supplies energy and body-building constituents for soil organisms, increases microbial populations and their activities, source and sink for nutrients, ecosystem resilience, affects soil enzymes Each year, about 1 to 4% of nutrients in the soil organic matter are released through microbial transformations to become available to plants. Release is highest under warm, moist conditions and slowest in cool dry climates. Microorganisms are the driving force for nutrient release to plants. KETERKAITAN DEKOMPOSISI BOT Pedoturbasi: Pohon Cacing-tanah Hewan berliang Dekomposisi BO: Fungi; Bakteri; Aktinomisetes, Fauna tanah Akar/ Mikorhiza Mineralisasi Ahan organik tanah Asam Humat Asam Fulvat Humin Humifikasi Eluviasi; Podsolisasi Iluviasi TEMPERATUR vs AKUMULASI BOT Atmosfir Deposisi Bahan organik Lengas Tanah Air sungai Struktur Model MAGIC untuk men-simulasi Dinamika Nitrogen Organik dan An-organik dalam Tanah Peranan BOT dalam penyediaan fosfat tanah Pelapukan batuan fosfat Pupuk Fosfat Panen hasil tanaman dan ternak Tanaman Hewan Ternak Runoff dari permukaan tanah Fosfat tidak larut Pencucian BOT dan Kemasaman tanah Bahan organik netral Anion organik tanaman Anion organik tanah H+ tanah Pengaruh pembakaran terhadap kadar BOT Produksi Bahan Organik dalam Sistem Tanaman Tanaman Hara Humus Mineralisasi Imobilisasi Protein & Polisakarida Struktur Tanah Model dinamika bahan organik dalam tanah Model Hutan Produksi tanaman Model BOT Ketersediaan N Diagram Model The Forest CENTURY. Komponen BOT (SOM) mempunyai beberapa “pools” Neraca Karbon di dasar tajuk Harian Curah Hujan Fotosintesis neto tajuk Batang & Cabang Akar Besar Evaporasi Tajuk Transpirasi Tajuk N daun Menjaga Respirasi Lengas Tanah Tinggi tajuk Akar halus Tahunan Keterkaitan C-organik dalam sistem tanaman Seresah Fungsi BOT Fungsi & Peranan Bahan Organik Tanah (Soil Organic Matter) Lahan dikelola secara Holistik Lebih banyak akar = lebih banyak karbon yg disimpan, lebih sedikit karbon di atmosfir Lahan dikelola secara Konvensional Lebih sedikit akar = lebih sedikit karbon yg disimpan, lebih banyak karbon di atmosfir Pengelolaan Lahan vs Kandungan Bahan Organik Tanah Pengaruh C/N rasio Bahan organik terhadap laju Peng-komposan Keterkaitan antara penambahan bahan organik, dekomposisi bahan organik dan akumulasi bahan organik tanah Bahan baku kompos KOMPOS Mikroba Tanah TIMBUNAN KOMPOS PROFIL TANAH Horison A : Zone pengolahan, kaya BO Horison B : Zone akumulasi Limbah Organik Residu Tanaman Oksidasi Sulfida Zone I Aerobik Oksidasi Methan Zone II & III Anaerobik Asam amino Karbohidrat Asam lemak Asam organik Bahan Organik Biomasa Mikroba Fermentasi Asam Sulfat Pembentukan Methana Zone II: Reduksi sulfat Zone III: Pembentukan methan Dekomposisi Bahan Organik dan Pembentukan Methan (CH4) . APA YG TERJADI SELAMA PENG-KOMPOS-AN ? Composting is the science of converting organic matter to useful products by the action of various organisms. Decomposition as a process occurs in nature at various levels. To attain the goal of having quality end products, various modifications have been applied to this natural process with a careful monitoring of the process. The composting process mainly involves a battery of actions carried out by the interplay of various organisms that form a web of life. Pengkomposan didefinisikan sebagai dekomposisi biologis oksidatif dari komponen organik dalam limbah pada kondisi lingkungan yang terkendali. Dalam proses ini substansi organik direduksi dari volume besar bahan mentah menjadi volume kecilkecil yang terus mengalami dekomposisi secara lambat. Proses-proses ini mengakibatkan rasio karbon dengan unsur hara lainnya menjadi lebih seimbang, sehingga unsur hara menjadi tersedia bagi tanaman. Tumpukan kompos Kompos akhir Mikroba SKEMATIK PROSES YANG TERJADI DALAM TIMBUNAN KOMPOS Limbah organik residu tanaman Mudah dekomposisi Bahan organik Humifikasi Polimerisasi Respirasi Lambat dekomposisi Biomasa Mikroba Energi Jalur dekomposisi bahan organik melalui respirasi aerobik . Limbah organik residu tanaman Nitrifikasi Mudah terdekomposisi Bahan Organik Asam amino Karbohidrat Asam lemak Asam organik Reduksi nitrat & nitrit Lambat terdekomposisi Mikroba Reduksi Mn++ Reduksi Fe+++ Jalur dekomposisi bahan organik melalui respirasi Fakultatif . Material Kompos Substansi Humik Organisme level trofik atas Fungi busukcoklat Bakteri Substansi Jamur akar Mineral CO2 Produk Metabolik Uap air Fase Air Karbohidrat, Lemak, Protein Hemi- Selulose, selulose Pektin Lignin Skema Food-Web dalam Ekosistem Peng-komposan . Residu tumbuhan & hewan Lignin, Tanin, dll H2O, CO2, NH3, dll Dekomposisi mikrobiologis Lignin termodifikasi & aromatik Struktur Aromatik Asam amino, Protein, dll Humus Dekomposisi Bahan Organik dan Pembentukan Substansi Humik . DINAMIKA NITROGEN DALAM TANAH Mineralisasi – Fiksasi Transpor dan Transformasi N Mineralisasi Fiksasi (asimilasi) Senyawa organik: Sisa tanaman & limbah hewan Simbiotik Atmosfir Pupuk N Fiksasi N Cadangan N-organik Mineralisasi Imobilisasi Cadangan N-anorganik NH4+ dan NO3- pencucian Skematik Siklus Nitrogen Penyerapan hara dan air , serta pertukaran udara (gas) terjadi melalui perakaran, terutama bulu-bulu akar halus. The size and arrangement of soil particles must allow for easy movement of nutrients, water, and air to and from roots. Loose, friable soils, depicted at left, permit free exchange and promote root growth. Compacted soils restrict exchange and prevent root growth and penetration. As a result, crops grown in compacted soils are weaker, less stress tolerant, and require greater inputs. Tanah gembur Tanah padat PRAKTEK BUDIDAYA TANAMAN vs BOT Kandungan BOT di berbagai penjuru dunia telah mengalami penurunan 30% - 50% sebagai akibat dari intensifikasi pertanian , terutama sistrem pertanian dnegan rotasi jangka pendek dan pengolahan tanah intensif. Ada praktek budidaya tanah dan tanaman yang dapat meningkatkan kandungan BOT, memacu aktivitas biologis tanah, memperbaiki struktur tanah, dan mengurangi erosi. Praktek budidaya ini adalah “Reducing tillage”. Hal ini dapat memperlambat dekomposisi bahan organik, dan meminimumkan erosi tanah lapisan atas yg kaya BOT. PRAKTEK BUDIDAYA TANAMAN vs BOT Menghindari pengolahan tanah pada saat kondisi tanah masih basah, khususnya untuk pertanian lahan kering. Mengolah tanah pada saat kondisi tanah basah akan mengakibatkan pemadatan tanah. Working wet soil leads to a cascade of events, resulting in severely degraded soil structure and weak, input-demanding, low-yielding crops. Diversifying and lengthening rotations. Include legumes and deep-rooted and high-residue crops to add nitrogen, recycle nutrients from the subsoil, disrupt plow pans, and stimulate soil biological diversity. PRAKTEK BUDIDAYA TANAMAN vs BOT Mengadopsi filosofi "no bare soil" . Menanam tanaman penutup tanah (cover crops) dapat meningkatkan BOT, men-daur ulang hara, mengurangi runoff dan erosi, menekan gangguan gulma , dan menambah nitrogen dari legume. Practices such as intercropping, double-cropping, and using living or plant-residue mulches increase the time the soil is covered and provide many of the same bene-fits as cover crops. PRAKTEK BUDIDAYA TANAMAN vs BOT Menggunakan bahan organik, seperti pupuk kandang, kompos, limbah padat, limbah makanan, sereah dedaunan, serpihan kayu, dan residu organik lain yang kaya karbon , untuk memacu aktivitas biologis tanah dan menambah BO dan hara ke tanah. Be careful to avoid crop nitrogen deficiency when applying material with a high carbon:nitrogen ratio (above 30:1). Waktu aplikasi BO memungkinkan untuk berlangsungnya dekomposisi sebelum ada tanaman dan dukungan pupuk N guna memaksimumkan manfaat bahan organik pembenah tanah. Pengelolaan: Rotasi tanaman Pengolahan tanah Residu/seresah Pengelolaan Pupuk Fauna tanah Struktur tanah Faktor Proses Jasa Efisiensi N Efisiensi Air Penangkapan Karbon Agroekosistem Lestari INTERAKSI antara fauna tanah dan struktur tanah, dan bgm hal ini mempengaruhi siklus air dan hara ke arah efisiensi pemupukan Seresah daun Humus Batuan Induk Skematik Profil Tanah Keterkaitan antara BOT dan Nitrogen dalam tanah Hujan Kehilangan gas Residu organik Nitrat Ammonium Nitrit Mineral liat Struktur Tanah Residu Tanaman Lignin Modifikasi Transformasi oleh mikroba Gula Polifenol Senyawa Amino Quinone Hasil Dekomposisi Lignin Quinone Senyawa Humik Mekanisme pembentukan substansi humik dalam tanah SISTEM TANAMAN dalam memproduksi bahan organik melalui fotosintesis Hubungan antara C, N dan BOT Oksidasi BOT yang menghasiulkan produk antara (IP). IP mengurai menjadi CO2 , air dan energy (E) yang digunakan oleh organisme dekomposer BOT . Komponen anorganik dilepaskan dan humus dibentuk .
