BAB. 2 PERTUMBUHAN DAN FAKTOR-FAKTOR YANG MEMPENGARUHINYA

BAB. 2

PERTUMBUHAN DAN FAKTOR-FAKTOR YANG MEMPENGARUHINYA

Seperti dikatakan dalam istilah dasarnya, keberhasilan proses bertani sangat tergantung pada pertumbuhan tanaman. Jika tanaman tumbuh dan menghasilkan yang baik maka petani akan sukses; kecuali pada saat kondisi ekonomi kurang baik. para petani akan menerima keuntungan terhadap modal yang mereka investasikan baik untuk tenaga kerja maupun modal  untuk menjaga kualitas dan kuaantitas tanaman. Di sisi lain, jika tanaman tidak berhasil tumbuh dan menghasilkan hasil yang baik, petani juga akan menerima keuntungan yang rendah.

Dari sudut pandang praktis terhadap pertanian yang menguntungkan,pertumbuhan dan faktor-faktor yang mempengaruhinya menempati posisi paling penting dalam perusahaan pertanian. Karena hal inilah, akan didiskusikan secara ringkas beberapa faktor tersebut, dan efek yang mungkin mereka miliki untuk membatasi respon pertumbuhan tanaman terhadap pemberian nutrisi tanaman yang cukup.

Pertumbuhan

Pertumbuhan didefinisikan sebagai perkembangan progresif pada organisme. Perkembangan ini dapat dilihat dalam berbagai sisi. mungkin saja mengacu pada perkembangan beberapa organ spesifik pada tanaman atau pada perkembangan tanaman secara keseluruhan. Pertumbuhan dapat dilihat dari segi berat kering, panjang, tinggi atau diameter. Bermacam acuan dalam melihat pertumbuhan tanaman akan dijelaskan kemudian di bab ini. Dalam sudut pandang pertanian, faktor-faktor yang mempengaruhi pertumbuhan tanaman merupakan hal yang sangat penting. Pengetahuan tentang faktor-faktor tersebut dan bagaimana mereka berpengaruh terhadap produksi tanaman dapat dimanfaatkan oleh para petani untuk memaksimalkan hasil pertanian mereka.

Faktor Yang Mempengaruhi Pertumbuhan Tanaman

Beberapa ahli telah mengidentifikasi 52 faktor yang mempengaruhi pertumbuhan tanaman dan telah memberikan nilai matematis untuk masing-masing faktor tersebut. Daftar sebagian faktor tersebut bisa dilihat pada tabel 2-1.

Petani dikatakan mampu mengendalikan sampai dengan 45 faktor tersebut. Untuk mendapatkan hasil yang tinggi, 45 faktor tersebut harus bekerja serempak, karena banyak diantara faktor tersebut yang saling berhubungan. petani tidak bisa

rrengatur tujuh faktor, yaitu :

1.    Suhu,

2.    sinar matahgri,

3.    badai besar,

4.     banjir,

5.    curah hujan,

6.    Karbon dioksida (CO2), dan

7.    ketinggian lahan dari permukaan laut.

Petani bisa mengubah faktor curah hujan dengan menerapkan sistem irigasi dan meningkatkan suplai Karbon dioksida dengan memberikan pupuk kompos dari kotoran binatang dan sisa tanaman.

Tabel 2-1. Beberapa faktor yang mempengaruhi hasil potensial tanaman

Bahan organik tanah Konsentrasi liat Kation kapasitas tukar Kuaiitas dan intensitas cahaya Kemiringan dan topograii Persen sinar matahari Evaporasi/transpirasi Perbandingan keiembaban relative Suhu Lebih dari 90 F hari Irigasi Ubin Pupuk

Kecepatan rembesan air Distribusi dan curah hujan Ketinggian dari atas permukaan iaut Garis lintang Karakteristik pertumbuhan spesiiik Tanaman        Faktor angin        Karbon dioksida (CO2)        Kecepatan angin  Ketersediaan air tanah  Kedalaman akar

Sumber: strauss, Fert. Salute., 22:(1):68 (1978) g

Delapan belas faktor yang disebutkan oieh Kunkel dan rekan kerjanya iidi Washington yang sangat penting untuk hasil kentang yang maksimal terdapat pada tabel 2-2. Tujuh diantara faktor tersebut, yaitu yang berkaitan dengan iklim dan lingkungan dianggap sebagai faktor yang berada diluar kuasa petani. ,

Dua faktor utama yang sering diketahui sebagai faktor penentu hasil maksimal adalah (1) jumlah kelembaban selama masa pertumbuhan dan (2) durasi

masa pertumbunan. Dikatakan banwa kesanggupan produksi kentang ditentukan oleh jumlah energi panas yang terseclia dan jumlah hari-bebas-beku. Untuk memproduksi jumlah tanaman semaksimal mungkin, tanaman harus memanfaatkan

cahaya matanari yang tersedia semaksimal mungkin.

Kesanggupan hasil maksimum untuk mayoritas tanaman jauh melampaui hasil sekarang. Contohnya seperti yang telah diperkirakan oleh RR. Johnsons dan DB. Peters dari Universitas Illinois bahwa hasil maksimum untuk jagung dan kacang kedelai secara berurutan adalah 490 sampai dengan 580 bu/A dan 140 sampai dengan 225 bu/A. Genotip gandum yang tersedia sekarang sanggup menghasilkan bijih gandum sebanyak 12 sampai 15 ton/ha atau 178 sampai 223

Buah.

Tabel 2-2. Faktor yang mempengaruhi hasil dan kualitas kentang.

1.    Periode bebas Suhu udaraas pembekuan

2.    Suhu tanah

3.     lntensltas cahaya

4.    Panjang hari

5.    Kelembaban

6.    Angin

7.    Embun

8.    Serangga

9.    Penyakit tanaman

10.  Lama pertumbuhan (hari)

11.  Pupuk

12.  Kualitas bibit                                         Sedikit banyak dapat diatur oleh petani

13.  Ukuran benih

14.  Jumlah tanaman

15.  Operasi tepat waktu (Timely operation)

16.  Keragaman

17.  Kerapatan/Kepadatan tanaman

sumber : Kunkel et al Proc 11th Annu Wash Potato Conf Trade Fair p 87 (1972)

Tabel 2-3 Hasil jagung hlbrida pada berbaga| tahun dikembangkan sejak tahun

1971 sampan 1973

Tahun Perkembangan Hibrida	Kondisi Buruk		Kondisi Baik
	Kg/ha	% Peningkatan Setelah 1930	Kg/Ha	% Peningk1930atan Setelah
1930 1940 1950 1960 1970	3709 4464 4778 4902 5972	- 20 29 32 61	6538 7544 7670 8550 8990	- 15 17 31 38

Sumber.Hueg, ASA spec.publ.30,p.81 91977)

Pada tahun 1983 R J Flannery dan Pusat Penelitian Pertanian New Jersey mengembangkan jagung sebanyak 38 bu/A dan kacang kedelai sebanyak 118 bu/A

Hasil ini dlcatat dalam rekor dunla dalam hal pengulangan rencana penelitian jagung yang lebih besar daripada 300buah telah diperoleh para petani Amerika sebanyak sembilan kall sejak tahun 1951.

Faktor faktor yang berpengaruh terhadap pertumbuhan tanaman dapat golongkan sebagai faktor genetik atau faktor lingkungan Berikut adalah penjelasan singkat mengenai faktor faktor utama tersebut.

Faktor genetis

Pentingnya faktor genetis dalam pertumbuhan tanaman digambarkan oleh peningkatan besar yang terjadi pada hasll jagung hibrida Jenis baru (tabel 2 3) dan beragamam jenis gandum yang telah dlkembangkan (tabel 2 4) Hasil untuk jagung hibrida dalam keadaan baik dan keadaan buruk pada tahun 1970 dibandlngkan dengan tahun 1930 adalah berturut turut sebesar 38% hingga 61% lebih besar Perkembangan Keragaman tanaman menghasilkan peningkatan hlngga 79% pada hasil gandum hard red spring

Tabel. 2.4. Hasil Gandum jenis spring Wheat

Jenis Marquis	Tahun Rilis	Hasil (kg/ha)	persentase	lebih	besar	daripada
Marques Thatcher Lee Chris Era	1926 1932 1958 1967 1971	2028 2230 2425 2735 3623		- 10 16 35 79

·         Semua diuji pada tahun 1974 di tiga lokasi

Sumber. Hueg, ASA spec. Publ.30, p.79 (1977).

Tabel 2-5 Penghilangan nutrisi pada benih dan konsentrasi nutrisi pada daun yang

                terdapat pada berbagai jenis dan bentuk kedelai.

Jenis Kedelai atau bentuk PI	Hasil Bibit ( Kg/ha)	Penghilang nutrisi Pada bibit (kg/ha)			Konsentranutrisi Pada daun (%)
		N	P	K	N	P	K
P192561 Ford Adams Seneca PI80536 PI200479 PI200482 PI227212	2914 2903 2882 2840 1082 1024 924 830	196 195 191 183 75 73 67 56	20 17 17 16 8 6 6 5	58 57 59 56 8 6 6 5	4.9 4.7 4.9 4.3 4.8 3.6 3.4 4.6	0.38 0.34 0.39 0.38 0.39 0.29 0.34 0.38	1.1 0.8 1.0 1.4 1.4 0.8 0.9 1.3

Sumber : deMooy et al., in B. E. Caldwell, ed.,soybeans: Improvement, Production,

and uses, pp 267-352. ACS Agron. Monog. 16. Madison, Wis.: American Society of

agronomy,1973.

Pengaruh keragaman-kesuburan. Perbedaan hasil keragarnan tanaman akibat diberikan nutrisi tanaman telah ditunjukkan dalam banyak peristiwa. Secara umum jenis yang memiliki kemampuan beradaptasi yang Iebih kecil cenderung menunjukkan interaksi penting pada jenis-pupuk, sebaliknya jenis yang memiliki kemampuan adaptasi Iebih besar tidak menunjukkan hal ini. Pada awal tahun 1922, Pada Penelitian Tennesse merekomendasikan keragaman jagung berdasarkan level   kesuburan tanah. Keragaman tanaman yang dipilih untuk tanah yang tidak subur sangat berbeda dengan yang disarankan untuk tanah yang lebih subur.

Pada negara-negara agraris yang Iebih berkembang, sangat umum untuk menambahkan nutrisi tanaman yang cukup pada tanah yang kurang subur. Dengan demikian, rekomendasi keragaman tanaman tidak harus berdasarkan pada tingkat kesuburan tanah tetapi Iebih didasarkan pada kemampuannya untuk bertahan terhadap serangga, penyakit, atau kondisi kelembaban atau suhu yang tidak menguntungkan. Harus dicatat bahwa Salah satu strategi dalam mengelola tanah yang tidak subur akibat kurangnya ketersediaan zat besi atau kelebihan zat kimia aluminium atau zat garam adalah memilih jenis tanaman yang bisa bertahan terhadap kondisi tersebut. meskipun tingkat kesuburan tanah tak lagi menjadi factor. Pembatas dalam banyak hai, pengetahuan akan mekanisme pengangkutan nutrisi

jenis tanaman yang digunakan, sangat dibutuhkan.

Gambar 2-1. Hasil rata-rata dari enam bentuk genetis kacang kedelai pada tiga tingkat kesuburan tanah dalam waktu enam tahun, Stuttgart, Arkansas. [Caviness

arc Hardy, Agron., [ 62:236 (197O).]

Pentingnya penelitian lanjutan dalam ilmu genetika tanaman. Undang-undang genetika terhadap spesies tanaman memberikan batasan terhadap jenis yang bias kembangkan. No environmental conditions, meskipun menguntungkan, dapat memperluas batasan-batasan tersebut. Penting sekali akan adanya program perkembangbiakan tanaman yang lebih maju yang dapat menghasilkan jenis tanaman baru yang mampu mencapai hasil maksimal di bawah kondisi. Studi tentang perkembangbiakan tanaman dalam lingkungan bebas tanpa batas dimulai  oleh Lambert dan Cooper pada tahun 1974 di Universitas Illinois dan oleh Cooper pada tahun 1997 di Wooster, Ohio

Hasil yang telah dicapai dalam proses perkembangbiakan tanaman dan genetika merupakan bukti nyata yang tercatat dalam catatan hasil tanaman yang tersimpan oleh para petani yang lebih berpengalaman di negara-negara agraris terkemuka di dunia. Hal yang dapat dilakukan akan ditentukan oleh kebutuhan masa

depan dan imajinasi dan keahlian paraahli genetilka, dan para pengembang-biak tanaman di dunia. Ada beberapa indikasi yang menjanjikan bahwa kemungkinan untuk mengembangbiakkan spesies-spesies tanaman yang berbeda dan menciptakan varietas tanaman baru dengan menggunakan metode-metode inovatif yang melewati batas-batas pengembangbiakan tanaman secara konvensional. Beberapa teknik yang menjanjikan untuk pembuahan luar tanaman, jarak yang lebar antara hasil, hewan / tumbuhan bersel satu, pembiakan serbuk sari, dan somatic hibridasi. Pertahanan genetis juga menawarkan tantangan dan kesempatan besar untuk meningkatkan nilai nutrisi untuk dunia pakan biji-bijian dengan cara meningkatkan kandungan protein dan distribusi asam amino.

Faktor-faktor lingkungan.

Lingkungan didefinisikan sebagai kumpulan seluruh kondisi eksternal dan pengaruh - pengaruh yang mempengaruhi kehidupan dan parkambangan organisme,diantara faktor-faktor yang mempengaruhi pertumbuhan tanaman, berikut mungkin merupakan faktor yang paling penting :

1.    Suhu

2.    Kelembaban

3.    Energi panas

4.    Komposisi udara

5.    Struktur tanah dan komposisi udara tanah

6.    Reaksi tanah

7.    Faktor biotik

8.    Persediaan unsur nutrisi mineral

9.    Kurangnya unsur penghambat pertumbuhan

Banyak faktor Iingkungan yang tidak berjalan sendiri. Contohnya adalah hubungan berlawanan antara kandungan oksigen dan karbon dioksida didalam keadaan tanah. Saat kelembaban tanah meningkat, udara tanah menurun, dan saat kandungan karbon dioksida dalam udara tanah meningkat, kandungan oksigen menurun.

Contoh lainnya terdapat dalam hubungan antara tingkat penyebaran oksigen pada tanah dan suhu tanah yang akan ditunjukkan pada bagian selanjutnya dalam bab ini bahwa sebagian tekanan oksigen. pada daerah akar tanaman benar-benar penting untuk pertumbuhan tanaman. Pemeliharaan tekanan ini berhubungan dengan tingkat penyebaran oksigen hingga ke daerah permukaan akar, yang selanjutnya dipengaruhi oleh suhu tanah.

Pengaruh jumlah faktor Iingkungan yang bekerja sendiri dan bekerjasama digunakan untuk memperkirakan hasil jagung potensial seperti yang ditunjukkan pa da tabel 2-6. Kesanggupan hasil yang lebih banyak terdapat di sebelah timur negara bagian yang tardapat pada tabel karena kondisi Iingkungan yang Iebih menguntungkan, termasuk suhu yang lebih rendah, curah hujan yang lebih tinggi, dataran yang lebih rendah, angin yang tidak terlalu kencang, dan Karakteristik tanah yang lebih baik. Pengaruh dari hari bebas-beku atau lamanya musim tumbuh dapat diperoleh dengan Cara membandingkan hasil di negara bagian sebelah utara-selatan.

Contoh-contoh tersebut memberikan gambaran sederhana tentang ketergantungan faktor-faktor yang kita sebut variabe! Iingkungan tanaman yang bias sendiri dengan faktor lainnya. Meskipun faktor-faktor tersebut tidak bias sendiri satu sama lain, mereka akan diperlakukan berbeda agar diskusi bisa berlangsung dengan Iebih sederhana.

TABEL 2-6. Hubungan antara faktor iklim dengan kemampuan hasil jagung         ditiga negara bagian (hula)

Pengairan		Tanpa pengairan	Dengan
S. Dakota	Nebraska	Kansas	Kansas	kansas
Barat Tengah Timur	42 89 188	54 132 209	59 178 217	270 319 327

Sumber :  Strauss, Fert. So/ut., 22(1):68 (1978)

Suhu

Suhu adalah pengaturan intensitas panas. menurut para ahli fisika suhu bumi berkisar  antara -273°C (terendah) hingga yang tertinggi didaerah pusat matahari mencapai beberapa juta derajat. Dalam kehidupan biologi yang Kita tahu, Kisaran suhu ini hampir tak bisa dipercaya. Batas kemampuan hidup organisme di planet ini hanya berkisar antara -35 hingga +75°C. Kisaran pertumbuhan untuk kebanyakan tanaman pertanian biasanya lebih kecil - mungkin sekitar 15 dan 40°C. Pada temperatur di atas atau di bawah batas ini, pertumbuhan akan menurun drastis. Karena itu, kisaran suhu dimana kehidupan bumi dapat berlangsung relatif kecil dan

sangat kontras dengan kisaran temperatur yang kita ketahui.

Suhu optimal untuk perturnbuhan tanaman berubah-ubah sejalan dengan pergantian jenis dan keragaman, lamanya terpampang cahaya, umur tanaman, tingkatan pertumbuhan, dan standar pertumbuhan spesifik yang digunakan untuk mengevaluasi hasil. Suhu yang secara Iangsung mampengaruhi fungsi tanaman di daerah fotosintesis dapat sangat mempengaruhi total fotosintesis dan produktivitas tanaman. Oleh karena itu, permulaan dan pengembangan dedaunan yang baru dan durasi bermacam fase perkembangan tanaman berperan besar pada produktivitas tanaman. Gambar 2-2 menunjukkan pengaruh suhu dalam mendukung perkembangan daun jagung.

Pengaruh suhu pada peristiwa fotosintesis, kandungan karbon dioksida pada atmosfir, intensitas cahaya, dan durasi pencahayaan pada intensitas yang diberikan

merupakan hal yang sangat kompleks dan berbeda-beda pada tanaman dengan jenis yang beragam. menurut persetujuan para ahli kimia, jika cahaya terbatas, suhu yang memiliki efek yang kecil pada fotosintesis meningkat sejalan dengan peningkatan suhu. Kompleksitas dalam hubungan ini diilustrasikan oleh data yang dikemukakan pada gambar 2-3.

pernapasan juga dipengaruhi oleh perubahan suhu. Pada suhu rendah pernapasan akan melambai dan sebaliknya akan bartambah cepat saat suhu naik. pada suhu yang sangat tinggi, tingkat pernapasan pada awalnya akan sangat cepat

tapi tak akan bartahan Setelah beberapa jam berada pada suhu tinggi, tingkat pernapasan untuk beberapa jenis tanaman akan turun cukup cepat.

Gambar 2-2. Pengaruh suhu pada tingkat keadaan daun jagung. [Toilenaary et al.,

C139   191363 (1979).]

Untuk tanaman yang memiliki zona suhu optimal untuk fotosintesis lebih   daripada untuk pernapasan. Hai ini telah disarankan sebagai salah satu pernapasan   atas hasil yang lebih basar seperti jagung dan Kentang, dalam suhu dingin yang berkebalikan dengan hasil, tanaman di daerah yang lebih hangat. Dalam keadaan di atas suhu optimal dalam waktu yang Iama, mungkin saja tanaman kelaparan hanya karena pernapasannya berjalan jauh Iebih cepat pada proses fotosintesis.

Penguapan, atau hilangnya air melalui stomata daun, dipengaruhi oleh suhu. tingkat penguapan rendah pada saat suhu rendah dan sebaliknya meningkat sejalan dengan peningkatan suhu. Pada keadaan penguapan yang berlebihan, air yang menguap mungkin saja melebihi air yang diserap oleh tanaman akibatnya tanaman menjadi Iayu.

Gambar 2-3. Tingkat pertukaran karbon dioksida pada tanaman padi berusia lima minggu, dalam hubungannya dengan suhu dan intensitas cahaya [ ormon,agron.J. 53:94(1961).]

Penyerapan air oleh akar tanaman dipengaruhi oleh suhu. Ditekankan kembaIi. pengaruh suhu berbeda-beda untuk tiap jenis tanaman akan tetapi, dengan sejumlah tanaman yang dapat beradaptasi dengan kondisi lingkungan, penyerapan meningkat sejalan dengan peningkatan suhu di daerah akar, dari 0°C sampai sekitar 60°C hingga 7O°C. Di atas suhu ini terjadi penurunan tingkat penyerapan.

Suhu tanah yang rendah mungkin saja merugikan pertumbuhan tanaman dengan efeknya pada penyerapan tanaman. Jika suhu tanah rendah, dan terjadi kesanggupan  dalam jumlah besar, tanaman mungkin akan terluka karena terjadi dehidrasi pada jaringan. Kelembaban tanah juga mungkin dipengaruhi oleh suhu, jika  cuaca hangat maka akan menghasilkan penguapan air yang lebih cepat pada permukaan tanah.

Suhu juga berpengaruh terhadap penyerapan unsur mineral. Hasil dari banyak percobaan mengindikasikan bahwa pada beberapa jenis tanaman, penyerapan unsur-unsur oleh akar menjadi lambat pada suhu tanah rendah. Hai ini saja disebabkan oleh aktivitas pernapasan yang lebih rendah atau berkurangnya  kemampuan penyerapan pada selaput sel, kedua hal ini dapat dipengaruhi proses  pengangkutan sebagaimana pengaruhnya terhadap tingkat dan luas daerah resapan tanah. Ketersediaan nutrisi dan pergerakan ke daerah akar

jg dipengaruhi oleh suhu.

Efek suhu pada pengangkutan nutrisi pada kéntang diilustrasikan oleh data yang ditunjukkan oleh grafik pada gambar 2-4. Perhatikan akibat suhu pada kandungan berbagai nutrisi di daerah atas dan akar tanaman. Sebagai contoh, kandungan fosfor pada bagian atas dan akar tanaman meningkat sejalan naiknya suhu.  Di sisi Iain, peningkatan suhu menurunkan kadar potasium pada akar.

Suhu berpengaruh pada pertumbuhan tanaman secara tidak Iangsung dengan memberi efek pada populasi mikroba di tanah. Aktivitas mikrobakteri sebagaimana sebagian besar organism heterotropis meningkat sejalan dengan peningkatan suhu. pH tanah mungkin saja berubah karena suhu, dimana sebaliknya akan berakibat pada pertumbuhan tanaman. Penelitian menunjukkan bahwa pH tanah meningkat pada musim dingin dan berkurang pada musim panas. Hal ini berhubungan dengan aktivitas mikro organisme, karena aktivitas mikroba selalu tinggi dengan pelepasan karbon dioksida yang dikombinasikan dengan air untuk membentuk zat asam arang dan zat asam lainnya. Pada tanah, perubahan keasaman pH sedikit saja dapat mempengaruhi ketersediaan beberapa elemen   mikro seperti mangan, zinc, atau zat besi.

Gambar 2-4. Efek suhu tanah terhadap beberapa mineral pada bagian atas kentang   dan bagian akar (R). [Epstein, Agron. J., 63:664(1971).]

Sudah banyak studi dilakukan untuk meneliti hubungan langsung antara hasil dengan produksi bahan-kering dan suhu. Hubungan ini beragam untuk spesies dan jenis tanaman yang berbeda. Pengaruh suhu tanah juga dapat berubah pada berbagai kondisi tanah, termasuk jumlah tanah Iiat, kadar kelembaban, dan umur panjang. Beberapa contoh pengaruh suhu daerah akar terhadap pertumbuhan daerah atas dan akar pada jagung dalam rumah kaca disimpulkan pada tabel 2-7. A 5 C peningkat pada Kisaran temperatur yang diteliti, meningkatkan pertumbuhan bagian area sebesar 100% bahkan Iebih. Gambar 2-5 menunjukkan bagaimana panas pada tanah di bagian Ohio utara meningkatkan produksi bahan-kering dan hasil jagung data tersebut mengilustrasikan pentingnya membatasi konsep faktor seperti yang diterangkan di bagian awal bab ini. Hubungan antara fungsi tanaman-suhu diilustrasikan disini merujuk pada kebutuhan akan digunakannya pengetahuan dalam konsep ini , untuk jenis tanaman yang tidak bisa be-radaptasi dengan suhu akan menghasilkan hasil yang kecil dan keuntungan yang kecil terhadap burun dan  modal.

Suhu juga dapat mengubah komposisi udara tanah, dan kembali akan menghasilkan peningkatan aktivitas mikro- mikro organisme ketika aktivitas populasi mikro organisme akan terdapat sebagian tekanan karbon dioksida pada lapisan tanah yang   tinggi sementara kandungan oksigen menurun. Pada keadaan tak bisa dilakukan difusi udara dari dalam ke Iuar tanah, turunnya tekanan oksigen akibat varietas tersebut akan mempengaruhi tingkat pernapasan akar tanaman, dan karenanya berpengaruh terhadap kemampuan mereka menyerap nutrisi.

Aplikasi praktis telah dibuat untuk hubungan antara pertumbuhan tanaman semua untuk membangun apa yang disebut dengan konsep satuan panas. Satuan

panas telah dideskripsikan dalam berbagai istilah: derajat-hari, hari optimal, dan derajat efektif. Se!uruh istilah menandakan tentang jumlah energi panas yang telah terserap oleh tanah pada satuan waktu tertentu. Jumlah satuan yang diperlukan untuk mendewasakan tanaman (atau menumbuhkan tanaman sampai pada tingkat tertentu) te!ah ditentukan untuk bermacam-macam tanaman. Beberapa pétani komersiaI, khusunya para petani produk tanaman beku dan kalengan, menggunakan

teknik ini untuk menentukan tanggal menanam dan tanggal panen dengan tingkat kecepatan yang belum pernah ditemukan sebelumya. Penggunaan teknik ini telah meningkatkan eisiensi operasi pengalengan dan pembekuan makanan, karena taggal izin menanam yang tidak stabil, jadi hasil akan menghasiikan arus produk pengalengan dan beku yang berkualitas tinggi yang relatif stabil. Untuk diskusi yang ieuin mendalam tentang fase hubungan antara suhu dan pertumbuhan tanaman,pembaca bisa mengambil referensi dari Katz (1952) dan Gilmore and Rogers (1958).

Ketersediaan embun Pertumbuhan tanaman sejalan dengan jumlah ketersediaan air, pertumbuhan terbatas pada ketersediaan air tanah yang terlalu rendah atau terlalu tinggi. Air dibutuhkan oleh tanaman untuk menghasilkan kabohidrat, untuk menjaga hidrasi protoplasma, dan sebagai kendaraan pengangkut makanan dan elemen mineral. Tekanan embun/air internal mengakibatkan turunnya pembelahan dan pemanjangan sel pada pertumbuhan.

Tekanan air tanaman terjadi saat air yang dapat diekstrak pada daerah akar tidak cukup memenuhi permintaan transpirasi tanaman. Jika pada akhirnya terlalu banyak, gejala tekanan embun akan muncul meskipun suplai air yang dapat di ekstrak cukup memadai. Variasi dalam devisit air tanah sebagian bertanggung jawab terhadap baik-turunnya hasil setiap tahun. Bermacam proses fisiologi pada tanaman mendapatkan efek tekanan air yang berbeda-beda. Sebagai contoh, perpanjangan daun lebih sensitif terhadap defisit air tanah dibandingkan dengan proses lainnya. Dan juga, perpanjangan akan berhenti sebelum seluruh air tanah berhasil diekstrak dikonsumsi.

Akar tanaman dapat tumbuh dalam kondisi terbaiknya ketika media tanah yang ditempati rnendapat kelembaban yang cukup, tapi seperti yang ditunjukkan pada garnbar 2-6, pertumbuhan dapat terjadi bahkan pada keadaan tanah yang relatif kering. Ketika keadaan defisit air membatasi pertumbuhan akar makan pengangkutan nutrisi dan air akan berkurang, terutama jika terdapat tekanan air yang tinggi.

Tabel 2-7. Efek Suhu pada daerah akar terhadap pertumbuhan jagung.

Bagaian tanaman	Medium pertumbuhan	Suhu udara	Hasil relatif	Referensi
Atas	Tanah	Rata-rata 20˚ C pada rumah kaca	13˚C  20˚C ( dengan dan tanpa kombinasi )	Ketcheson, Can J. Soil Sci. 37:41(1957)
Atas	Mardin silt loam ( tanah liat berlumpur )	Standar rumah kaca	15˚C  20˚C 25˚C 100    132   263	Knoll et al.,
Atas	Honeoye silt loam ( tanah liat berlumpur )	-	15˚C  20˚C  25˚C 100    238    531
Atas	Pasir	Berfariasi antara 20 sampai 30˚rumah kacaC pada	15˚C  20˚C  25˚C 100   238     531
Akar	Pasir		15˚C  20˚C  25˚C 100   230     368
Atas	Pasir	Rumah Kaca	15˚C  20˚C  25˚C 100   218     391

Gambar 2-5. Berat kering tanaman jagung pada beberapa tingkat perkembangan dan hasil jagung dipengaruhi pemanasan tanah. [Mederski and jones,SSSA J.,] 27:188 (1953)-]

Gambar 2-6. Pertumbuhan relatif pada akar maize, sorghum, dan flax yang dipengaruhi oleh air tanah potensial (suction in bars). [Hurd and Spratt,Physologieal Aspect of Dryland Farming,p.l83. New Delhi: Oxford & IBH,(l975).]

Gambar 2-7. Efek pupuk nitrogen terhadap hasil rapeseed pada keadaan tanah kering dan diberi pengairan (data rata-rata (mean data) pada kisaran waktu delapan tahun untuk masing-masing perlakuan kelembaban) [Henry and Mac Donald,Can.J .Soil Sci., 58:305(l978).]

Efek dari perlakuan kelembaban pada tanah kering dan yang diberi irigasi dan naiknya tingkat pupuk nitrogen pada hasil raggseed ditunjukkan pada gambar 2-7. Pada tiap level pemberian nitrogen, penambahan air meningkatkan hasil dari tanaman oilseed ini. Sebaliknya, naiknya tingkat oksigen hingga meneapai 168 kg/ha pada kedua kondisi kelembaban tersebut, terlihat peningkatan pada hasil rapgseed. Tingginya tingkat nitrogen dan dikombinasikan dengan pengairan menghasilkan peningkatan hasil sebanyak hamper empat kali lipat. Hal ini menggambarkan efek pembatasan dengan sangat jelas bahwa kelembaban yang terlalu sedikit maka tanaman akan merespon pada pemberian pupuk. Juga hamsa diperhatikan bahwa sangat penting untuk menyiapkan pupuk yang cukup untuk

memanfaatkan ketersediaan air dengan sebaik-baiknya.

Hasil bukan satu-satunya aspek tanaman yang dipengaruhi kelembaban tanah. Kandungan protein dalam biji seringkali dipengaruhi oleh tingkat ketersediaan air. Persentase protein yang lebih tinggi biasanya diasosiasikan dengan rendahnya tingkat pengekstrakan kelembalran tanah, seperti yang dittmjukkan pada tanaman Barley pada gambar 2-8. Sebuah interaksi lcuat antara kelembaban dan pupuk juga bisa dilihat pada gambar ini.

Tingkat kelembaban tanah juga memiliki efek yang cukup kuat terhadap pengangkutan nutrisi tanaman. Rendahnya tingkat ekstraksi air pada daerah akar mengurangi ketersediaan nutrisi dengan mengganggu masing-masing dari tiga proses utama yang berperan Serta dalam pengangkutan nutrisir Proses tersebut adalah 1) difusi 2) aliran massa (mass flow) 3) penahanan akar dan pertukaran kontak. Aturan umumnya adalah, terjadi peningkatan pengangkutan nutrisi ketika jumlah air (extrable water) tinggi dibandingkan ketika jumlah air rendah. Akibat dari penurunan tekanan kelembaban tanah pada pengangkutan fosfor oleh bagian atas kedélai dapat dilihat dengan jelas pada tabel 2-8. Banyaknya pori-pori tanah yang ditimbulkan oleh tingginya jumlah kelembaban dapat mengganggu karena mengakibatkan kurangnya oksigen dan membatasi pernapasan akar dan puryerapan ion.

Gambar 2-8. Peningkatan hasil dan penurunan kandungan protein pada tanaman hiey sebagai fungsi dari ketersediaan air tanah pada empat tingkatan level pupuk nitrogen (kg/ha), dengan rata-rata (117 mm) curah hujan/bulan Juni - Juli. Garis menurun pada sebelah kiri-kanan menunjukkan protein, sedangkan garis meningkat pada daerah kiri-kanan adalah hasil [Bole and Pittman, Proc. 1978 Sask. Soil Crops workshop (February 8-9, l978.]

Kecenderungan nutrisi tanaman lebih siap untuk diangkut ketika suplai kelembaban meningkat memiliki efek yang menguntungkan pada efisiensi penggunaan air pada tanaman. Efesisensi penggunaan air (WUE) adalah jumlah bahan kering yang dapat dihasilkan berdasarkan jumlah air yang diberikan. Dideskripsikan juga bahwa berat bahan kering yang diperoleh dari satu akar-inci tanah (satu hektar- cm air). Tabel 2-9 menyimpulkan efek dari program dan sistem manajemen pemberian dua pupuk dan tiga air pada WUE pada produksi bijih jagung. Pengulangan dalam pengaplikasian sejumlah kecil pupuk di sepanjang musim pertumbuhan, bersamaan dengan sistem irigasi yang dijadwalkan dengan menggunakan tensiometer, menghasilkan WUE paling tinggi pada tanah berpasir ini, yang dimaksudkan pada pelepasan nutrisi tanaman dan penipisan kelembaban tanah dengan sangat cepat.

Tabel 2-8. Pengaruh Tekanan Kelembaban Tanah pada Daerah Pemupukan-Fosfor terhadap Pengangkutan Fnsfor oleh Kedelai.

Status kelembaban tanah ( tekanan pada batang )	Kandungan P bagian atas tanaman (mg)				P(%)
Terus menerus <2 penipisan dmendekati 15 ari 0.03 hingga 15 pemeliharaan	Total	Diperoleh dari
		pupuk	tanah
	Fosfor, 24 ppm
Terus menerus <2 penipisan dari 0.03 hingga 15 pemeliharaan mendekati 15	30.3 24.5 10.1	20.9 15.9 6.7	9.4 8.6 3.4		0.214 0.170 0.105
Terus menerus <2 penipisan dari 0.03 hingga 15 pemeliharaan mendekati 15	Fosfor, 1.456 ppm				0.407 0.242 0.266
	67.1 65.6 45.6	54.3 53.5 35.7		12.8 12.1 9.9

* untuk 10 hari hasil panen terdahulu

** Rata-rata dari enam tiruan; LSD 5% dari total kandungan P, 10.8 mg; SEM, 3.77

Sumber: Marais and Wiersma, Agron. J., 67:77 8 (1975)

Tabel 2-9. Hasil Panen Jagung dan Efisiensi Pemakaian Air yang dipengaruhi Oleh Pengaturan Air dan Metode Pemupukan*.

Perlakuan pemupukan	Curah hujan alami			Pengairan harian ( 0.64 cm ) : 49+50 cm			Tensiometer yang dijadwalkan
	Hasil (Kg/ha)	WUE		Hasil (kg/ha)		WUE	Hasil (kg/ha)	WUE
Metode konvensional ** program yang dikembangkan ***	2860 2710	59 56	3380 4950		34 50		4760 6600	64 80

* WUE = kg/(ha X cm)

** 112,98 dan 280 kg/ha N, P, menunjukkan preplant dan dua pemupukan akhir masing- masing 112 kg/ha dari N.

***336, 98 dan 280 kg/ha N, P, menunjukkan peningkatan 5%, 5%, 10%, 20%, 20%, 20%, dan 20% pada musim pertumbuhan.

Sumber: Rhode et. Al., Agron J, 70:306 (1978)

Pemberian nutrisi pupuk merupakan pertimbangan penting dalam proses pertumbuhan tanaman dimana bagian atas daerah akar merupakan daerah yang rentan kekeringan yang berlangsung cepat dan dalam waktu yang panjang. Pupuk yang ditempatkan pada kedalaman daerah akar dimana tanah di sekitarnya lembah akan bekerja lebih efektitif. Di daerah gersang dan agak gersang, dimana pencucian (leaching) tak menjadi masalah, peningkatan distribusi nutrisi pupuk di daerah akar dapat dihasilkan dari keadaan permukaan yang terkadang keras. Penempatan pupuk akan didiskusikan pada bab berikut, tepatnya pada bab 13.

Level kelembaban tanah juga mempengaruhi pertumbuhan tanaman secara tidak langsung karena berdampak pada perilaku mikro organisme tanah. Pada tingkat kelembaban yang sangat rendah atau sangat tinggi, aktivitas organisme yang bertanggung jawab untuk mengubah nutrisi menjadi bentuk yang tersedia-untuk-tanaman menjadi terhambat, hal ini mengakibatkan tanaman mungkin saja tidak mendapatkan suplai elemen esensialnya dengan cukup.

Aktivitas tanaman patogen di dalam tanah juga bisa dipengaruhi oleh kelembaban tanah sebagai contoh, disebabkan oleh adanya jamur tanah Gaeumarmomyces graminis, akan penyakit serius ketika kita mencoba menanam gandum lagi dibawah keadaan tanah yang sangat lembab. Di sisi lain, pertumbuhan diyland crown and foot rot yang disebabkan oleh Fusarium sangat disukai oleh kondisi tanah yang kering.

Energi panas. Energi panas merupakan faktor penting dalam pertumbuhan dan perkembangan tanaman. Unsur-unsur seperti kualitas, intensitas, dan durasi pencahayaan memegang peranan yang sama pentingnya. Radiasi hari-cerah, merupakan indikator yang berguna untuk mengukur jumlah energi matahari yang tersedia untuk proses fisiologi tanaman. Radiasi hari-cerah yang menilai jumlah periode diantara permulaan munculnya serbuk sari (anthesis) hingga jagung dewasa menyarankan bahwa produksi tertinggi tanaman ini di daerah Amerika Serikat terletak pada daerah 40° garis lintang, sebuah daerah yang terletak di sebelah timur ke barat dari batas selatan Pennsylvania, melewati bagian tengah Ohio, Indiana, dan Illinois, menyeberangi sebelah utara Missouri dan melewati batas Nebraska dan Kansas. Kebanyakan produksi utama jagung ini terletak diantara 38 dan 43° garis lintang. Banyak catatan hasil jagung yang sangat tinggi dalam beberapa tahun belakangan ini dihasilkan di daerah yang terletak diantara 42 dan 43° garis lintang.

Penelitian dilakukan untuk meneliti akibat kualitas cahaya terhadap pertumbuhan tanaman? tetapi percobaan tersebut sulit dilakukan karena keharusan untuk terus menerus mengontrol panjang gelombang dan intensitas radiasi. Meskipun hasil dari studi tersebut menyarankan bahwa spektrum cahaya matahari yang penuh, secara umum sangat memuaskan untuk pertumbuhan tanaman, kualitas cahaya juga memberikan pengaruh. Pengaruh variable ini belum diteliti sebagaimana penelitian terhadap efek intensitas cahaya dan fotoperiod. Meskipun kualitas cahaya diketahui mempengaruhi pertumbuhan tanaman, tidak dapat diperkirakan di masa depan apakah indikator ini dapat dikendalikan pada tanah pertanian yang luas. Bagaimanapun juga, mungkin saja bisa dilakukan untuk tanah pertanian dengan ukuran yang relatif kecil dan tanaman yang benilai-tinggi.

Gambar 2-9. Hubungan antara asimilasi CO2 (PL) dengan intensitas cahaya (1) diantara jenis tanaman.[I-Iesketh and Baker, Crop Sci., 7:286(l967)].

Intensitas cahaya sebagai faktor perkembangan tanaman juga sedang diteliti. Terlihat kebanyakan tanaman secara umum mampu tumbuh pada intensitas cahaya yang daripada intensitas cahaya siang hari normal. Bagaimanapun, tanaman merespon cahaya pada intensitas yang beragam dengan cara yang berbeda-beda, sebagaimana oleh kurva pada gambar 2-9. Perhatikan bahwa dua spesies hutan yaitu oak dan mapel, adalah yang paling kurang bereaksi terhadap peningkatan intensitas radiasi. Intensitas cahaya pada habitat hutan mereka sangat kurang pancaran sinar matahari, terutama saat pohon mapel itu tumbuh di daerah understory.

Untuk tanaman seperti jagung, yang terus merespon terhadap penambahan cahaya, penangkapan radiasi sinar matahari oleh kanopinya dan efesiensi yang berhubungan dengan fotosintesis merupakan salah satu faktor utama pertumbuhan dan hasil. Tingkat fotosintesis bersih pada jagung hampir berbanding lurus dengan penangkapan radiasi, yang membuktikan bahwa kelembaban tanah masih cukup (gambar 2-10). Kemampuan tanaman untuk menangkap radiasi menjadi pertimbangan yang penting.

Perubahan intensitas cahaya karena adanya bayangan dapat sangat mendesak pengaruh perkembangan tanaman. Dengan tingginya populasi tanaman, cahaya yang masuk ke posisi yang lebih rendah di daerah kanopi tanaman mungkin saja tidak cukup untuk daun bawah untuk melakukan fotosintesis. Tabel 2-10 menunjukkan bagaimana hasil jagung meningkat dengan menyediakan cahaya matahari buatan pada bagian bawah tanaman. Pentingnya distribusi cahaya di bawah kanopi tanaman lebih jauh ditunjukkan pada gambar 2-l l, dimana hasil bulir jagung dibandingkan antara hibrida dengan beragam daun orientasi yang tumbuh pada kerapatan tanaman yang berbeda. Keuntungan untuk ketegakan daun adalah jelas pada respon hasil yang diperoleh dalam kedua tahun.

Peristiwa dinaungi bayangan tanaman juga bisa muncul ketika dua spesies berbeda tumbuh secara bercampur, seperti padang rurnput semanggi. Permasalahan ini telah diteliti oleh beberapa pekerja di Australia. Pertumbuhan yang seimbang pada rumput dan semanggi merupakan hal yang penting dalam pengelolaan padang rumput yang baik. Diketahui, contohnya, jumlah pupuk nitrogen yang berlebihan pada padang rumput rumput semanggi akan menyingkirkan semanggi dari percampuran. C.M. Donald dan kawan-kawan di Australia mempelaiari permasalahn ini dan berhasil sampai pada kesimpulan berikut:

1.    Peningkatan penggunaan nitrogen akan meningkatkan hasil rumput. *T

2.     Peningkatan hasil rumput akan memberikan area daun rumput yang lebih lebar dan menutupi bagian atas kanopi daun-semanggi.

3.     Perm daun yang lebih tinggi di atas semanggi akan mengurangi kerapatan cahaya pada kanopi daun semanggi.

4.    Kurangnya kerapatan cahaya pada kanopi daun semanggi mengakibatkan pertumbuhan semanggi menurun.

Gambar 2-10. Proses fotosintesis pada jagung [mg CO2/dm2 area tanah 15 min] karena adanya penangkapan cahaya (ly/15 min) pada indeks area tiga daun . [Hesketh and Baker, Crop Sci., 7:291(1967).]

Hilangnya semanggi pada padang rumput semanggi-rumput yang diberi pupuk nitrogen dalam jumlah banyak kini diteliti secara berkala di beberapa wilayah Amerika Serikat. Hal ini selalu identik dengan kelembaban dan nutrisi, terutama potasium, tapi hasil penelitian Donald menyarankan pembatasan efek yang mungkin terjadi karena kerapatan cahaya yang terlalu rendah.

Studi yang dilakukan oleh para pekerja Jepang, yang menggunakan gandum sebagai tanaman percobaan, mengindikasikan bahwa penyerapan ammonium, sulfat, dan air meningkat sejalan dengan naiknya intensitas cahaya tetapi penyerapan kalsium dan magnesium hanya sedikit terpengaruh. Intensitas cahaya memberi efek terhadap pengangkutan fosfat dan potasium. Telah diteliti juga bahwa pengangkutan oksigen oleh akar meningkat sejalan dengan naiknya intensitas cahaya.

Tabel 2-10. hasil per akar yang berhubungan dengan jumlah cahaya buatan, tahun

penanaman 1971.

Populasi                                  Cahaya                       ears                             hasil (tanaman/A)                            buatan*                        per tanaman                (bu/A)

40,672                                                                        0,77                             196 41,404                                     300                             0,94                             240 39,228                                      600                             0,93                            245 41,394                                      1800                            1.00                             321

*Dalam satuan watt per 16 ft. Disesuaikan pada 15,5% H2O.

Sumber: Graham et al., Trans. ASAE 15(3):578(1972)

Gambar 2-11. Rata-rata respon hasil hibrida yang dikelompokkan berdasarkan sisi. [Hicks and Stucker,Agron.J.,64:486(l972).]

Fotoperiodik. Meskipun kualitas dan intensitas cahaya mungkin meliliki arti terbatas ditinjau dari sisi tanaman yang tumbuh di ladang, namun durasi pencahaayaan memiliki arti yang penting. Perilaku tanaman dan hubunganya   dengan panjangnya hari disebut fotoperiodik. Berdasarkan reaksi tanaman tehadap fotoperiodik, tanaman dikelompokkan atas hari-pendek, hari-panjang, atau tentu (determinate). Tanaman hari-pendek adalah tanaman yang akan berbunga hanya saat fotoperiodik sependek atau lebih pendek dari periode waktu kritis. Ketika waktu pcncahayaan tanaman lebih panjang daripada periode waktu kritisnya, tanaman akan tumbuh tanpa melengkapi siklus reproduksinya : Contoh tanaman ini adalah Mammoth tobacco and coleus.

 Tanaman hari panjang adalah tanaman yang hanya akan berbunga jika lamanya tanaman terpapar cahaya sepanjang atau lebih panjang daripada waktu kritisnya. Jika tanaman terpapar cahaya dalam waktu yang lebih pendek daripada periode kritisnya, maka mereka hanya akan tumbuh secara vegetative. Biji- bijian dan semanggi termasuk dalam kategori ini.

Tanaman yang berbunga dan melengkapi siklus reproduksinya diluar rentang waktu panjangnya hari dikelompoka sebagai tanaman tak-tentu. Kapas dan|l3uckWheat termasuk dalam kategori ini.

Fenomena fotoperiodik pertama kali dijelaskan oleh Garner dan Allard. Mereka meneliti bahwa jenis burley tobacco yang dikenal dengan nama Maryland Mammoth gagal berbunga di ladang selama musim panas. Ketika salah satu tanaman tersebut dipindahkan ke dalam rumah kaca untuk musim dingin, tanaman  tersebut berbunga banyak. Penelitian selanjutnya menunjukkan perilaku ini berkaitan dengan durasi tanaman terpapar cahaya. Sejak penemuan ini, banyak tanaman yang ditemukan memiliki gejala fotoperodik. Dari sisi pertanian, hal ini merupakan penemuan penting bahwa kegagalan tanaman untuk berbunga atau berbuah mungkin saja berkaitan erat dengan panjangnya hari.

Kedewasaan dan berbunganya kedelai sangat dipengaruhi oleh panjangnya hari fotoperiodik. Jadi jenis tanaman yang biasa tumbuh, tumbuh sangat terbatas di wilayah lokal dibandingkan dengan di daerah luas. Kebanyakan jenis yang beradaptasi dengan wilayah utara memiliki kebiasaan tumbuh yang tidak menentu dan berbunga pada waktu hari panjang, sebaiknya jenis yang dikembangkan di wilayah selatan memiliki kebiasaan tumbuh tertentu dan berbunga pada saat hari-pendek. Jenis yang semi menentukan akan dikembangkan pada wilayah utara.

Produksi bunga krisan juga berdasarkan pada pengetahuan tentang pertumbuhan fotoperiodik. Bunga ini dapat dibuat berbunga sebelum waktunya dalam rumah kaca dengan eara yang cukup sederhana yaitu mengendalikan pencahayaannya atau fotoperiodik.

Susunan udara. Karbon sangat dipeglukan oleh pertumbuhan tanaman, selain air, merupakan bahan yang melimpah pada tanaman dan makhluk hidup lainnya. Karbon dibawa ke bagian daun dan melalui aktivitas fotosintesis, zat ini terikat secara kimia pada molekul - molekul organik.

Tanaman tidak selalu mendapat karbon dioksida yang cukup karena konsentrasinya dalam udara hanya sekitar 0,03% per volume (300 ppm). Oleh karena itu, konsentrasi karbon dioksida pada udara merupakan faktor utama sebagai tingkat penentu pada fotosintesis. Banyak tanaman ekonomis yang merespon naiknya level karbon dioksida dengan meningkatkan pertumbuhan dan produktivitas (tabel 2-11). Tanaman yang menyediakan karbon dioksida melalui rute enzim C3 (ribulose 1.5-diphospate carboxylase) memiliki potensi respon yang lebih besar terhadap naiknya level karbon dioksida pada udara dibandingkan pada tanaman dengan rute C4, yang menggunakan sumber karbon melalui phospoenolpyruvate carboxylase.

Karbon dioksida terus-menerus kembali ke udara sebagai hasil dari pernapasan binatang dan tumbuhan. Pembusukan sisa-sisa bahan organik oleh mikroba merupakan sumber utama zat ini. Salah satu efek penting pupuk kompos dan sisa tanaman pada hasil mungkin adalah karbon dioksida yang dilepaskan ke udara dan terperangkap di dalam dan di bawah kanopi tumbuhan yang lebat.

Meskipun jumlah karbon dioksida normal di udara hanya Sekitar 0,03%, tetapi konsentrasinya mungkin berkisar antara §atu setengah sampai beberapa kali lipat nilai ini. Di bawah rimbunan kanopi tanaman pada hari yang tenang (on a still day) , konsentrasi karbon dioksida mungkin dapat sedikit diukur pada siang hari ketika tezjadi tingkat fotosintesis yang tinggi. Hal yang sama terjadi pada hutan yang lebat, kandungannya mungkin saja turun cukup besar dibawah konsentrasi rata-rata di udara luar.

Selama lebih dari 60 tahun, telah disadari bahwa tanaman akan berkembang cepat jika mereka disuplai dengan tambahan karbon dioksida. Sekitar 0,l% (100 ppm) merupakan jumlah ideal. Pada konsentrasi yang lebih rendah tidak akan diperoleh reaksi penuh terhadap penyuburan, dan konsentrasi yang lebih tinggi biasanya tidak akan memberikan peningkatan hasil. Produktivitas yang kecil terjadi pada kisaran konsentrasi karbon dioksida sebesar 0,3 sampai 0,5%.

Tabel 2-11. Perbedaan fotosintesis daun pada tanaman dan persentase peningkatan pertumbuhan atau hasil akibat naiknya level karbon dioksida pada udara.

Tumbuhan  CO2                                      [mg/(dm2 .hr)] Peningkatan                     pertumbuhan/hasil

(%)                                                          (normal CO2 levels)                        pada kenaikan level CO2

Jagung,grain sorghum, and sugarcane                                                            60-70 100 Beras                                                              40-75                                         135 Bunga Matahari                                              50-65                                         130 Kapas                                                             40-50                                          100 Kedelai, sugar beet                                        30-40                                           56 Oats, wheat, barley                                        30-35                                           66 Tembakau                                                      20-25                                           67 Tomat, Timun, Lettuce                                   20-25                                           50 Tree species, grapes and ornamentals        10-20                                             40

Source: wittwer, proc. Agr. Res, Inst. 21” Annu. Meet., pp. 69-86 (1973).

Gambar 2-12. Hasil bibb lettuce karena intensitas cahaya dan level karbon dioksida pada udara dalam lingkungan ruang tumbuh yang terkontrol. [Witter et al.,Econ.

bot.,18:334(1964).] '

Dari sudut pandang penggunaan iklan di masa sekarang untuk produksi makanan, penggunaan tarnbahan karbon dioksida sepertinya paling potensial digunakan di dalam rumah kaca. Lebih praktis untuk mengendalikan konsentrasi karbon dioksida yang lebih tinggi daripada konsentrasi normal dalam lingkungan rumah kaca daripada di udara terbuka, dimana aktivitas angin biasanya mengakibatkan tercampurnya udara secara alami. Akan tetapi, pada keadaan tanaman yang sangat rapat pertumbuhannya, terbatasnya pergerakan udara memungkinkan terjadi peningkatan konsentrasi karbon dioksida melalui penguraian bahan organik oleh mikroba.

Efek meningkatnya intensitas cahaya dan konsentrasi karbon dioksida pada pertumbuhan selada di ruang tumbuh ditunjukkan pada gambar 2-12. Hasil selada pada berat per 10 bongkol meningkat hanya dengan meningkatkan konsentrasi karbon dioksida ( tabel 2 - 12). Seperti yang didemonstrasikan pada gambar 2 -13, karbon dioksida tambahan meningkatkan hasil tomat di dalam rumah kaca sebanyak 42%. Kualitas tomat juga dilaporkan meningkat dengan baik dengan adanya perlakuan karbon dioksida.

Gambar 2-13. Efek penambahan CO2 pada hasil tomat. Hasil dari setiap hasil panen

ditambahkan ke seluruh hasil panen sebehunnya untuk mendapatkan bilai akumulasi hasil panen. [Hicklenton and Jolliffe, Can. J. Plant Sci., 58:808 (1978).]

Tabel 2-12. Hasil dari beragam jenis selada yang dipengaruhi oleh penambahan karbon dioksida ke dalam udara rumah kaca

Jenis selada                                                                         hasil (lb/ 10 bongkol)

-CO2                   + CO2 **

Bibb                                                                                      1.2                          1.9 Cheshunt No. 5B                                                                  1.6                          2.8 Grand Rapids H-54                                                               1.3                         2.6 Rata-rata (semua jenis)                                                        1.4                          2.4

*hasil untuk masing-masing jenis, dan rata-rata semua jenis, meningkat signifikan pada penambahan CO2 (odds 9911).

**Level karbon dioksida berkisar antara 125 hingga 500 ppm, pada - CO2 dan mulai dari 800 ke 2000 ppm pada +CO2 sepanjang siang hari, kecuali saat ventilasi dibuka. Sumber: wittwer et al., Econ. B0t.,18:334(1964).

Suksesnya studi tentang penambahan karbondioksida telah dilakukan menggunakan kamar transparan (1 sampai dengan 2 m2) untuk mengisolir tanaman di area penelitian. Kamar tersebut diberi aliran udara dengan udara yang mengandung tingkat karbon dioksida yang telah ditetapkan sebelumnya. Hasil pada tabel 2-13 dari penelitian terhadap dwarf spring wheat mengungkapkan bahwa penambahan karbon dioksida berhasil meningkatkan hasil biji-bijian hingga 23%. Peningkatan hasil terbesar secara umum terjadi pada saat tanaman terekspos dengan banyak karbon dioksida pada bulan kedua dan ketiga setelah ditanam (seeding).

Pada tanaman lain, diantaranya ketirnun, flower crops, foliage crops (green), yeas, buncis, dan kentang, juga memberi respon terhadap naiknya konsentrasi karbon dioksida. Ketika level karbon dioksida meningkat, kebutuhan cahaya juga mungkin meningkat. Pada beberapa tanaman, fiksasi karbon dioksida maksimal pada level udara normal terjadi pada intensitas cahaya yang relatif rendah yaitu sekitar 1500 sampai 2000 footcandles. Beberapa penelitian terkini menunjukkan bahwa intensitas cahaya yang lebih tinggi diperlukan pada tanaman tertentu. Seperti yang dikatakan Wittwer dan Robb, keuntungan potensial yang diperoleh dari peningkatan karbon dioksida pada. rumah kaca didapat ketika intensitas cahaya normal ditingkatkan, fotosintesis menjadi lebih sensitif terhadap suhu.

Diskusi lebih lanjut menggambarkan bahwa pertumbuhan tanaman dapat ditingkatkan dengan penambahan karbon dioksida. Penggunaanya di dalam rumah kaca terlihat cukup memungkinkan, tapi apakah penggunaanya di kondisi ladang dapat berhasil secara komersial, hal inilah yang ingin kita lihat.

Zat kimia beracun di udara. Kualitas udara yang mengelilingi bagian atas tanaman mungkin berada pada kondisi tertentu yang mempengaruhi pertumbuhan. Gas tertentu, seperti sulfur dioksida (SO2), karbon monoksida (CO), hydrofluoricid (HF), ketika dilepaskan ke udara dalam jumlah yang cukup, akan menjadi racun bagi tanaman. Meskipun ada pengecualian terhadap hal ini, laporan terpisah tentang kasus-kasus ini dilaporkan telah terjadi.

Tabel 2-13. Efek penambahan karbon dioksida pada hasil Dwarf Spring Wheat.

Durasi hari ketika tanaman menerima penambahan karbon dioksida, dihitung sejak penanaman (seeding)	Peningkatan berat kering bijih (%) akibat penambahan karbon dioksida (750 ppm) pada tahun:
	1971	1972	1973
12-39 40-73 68-98 96-124	12 23 7 11	-1 -3 21 13	7 15 14 1

Sumber : Fisher and Aguilar, Agron. J., 68:750(l976).

TABEL 2-13. Pengaruh Suplementasi Karbon Dioksida pada Produksi Gandum Dwarf Musim Sémi

Hari penyemaian Ketika tanaman menerima karbon dioksida ekstra	Peningkatan berat kering biji (%) Karena Paparan ekstra Karbon dioksida ( 750 ppm) dalam :
	1971	1972	1973
12-39 40-73 68-98 96-124	12 23 7 11	-1 -3 21 13	7 15 14 1

Sumber: Fischer dan Aguilar, Agron. J., 68: 750 (1976).

Asam kuat seperti sulfat, nitrat, dan klorida telah menurunkan pH hujan dan salju jatuh di banyak bagian utara Eropa dan bagian timur Amerika Serikat dan Kanada untuk antara 4 dan 5 PH. Nilai pH antara 2,1 dan 3,0 telah diamati untuk baadi individu di berbagai lokasi. Hujan asam sering disebabkan konsentrasi sulfur dioksida dan sulfat yang relatif tinggi. Beberapa efek hujan asam yang dapat memiiiki tanaman dan tanah termasuk pencucian peningkatan nutrisi anorganik dan zat organik dari dedaunan, erosi mernpercepat kutila daun, kerusakan daun Saat nilai pH turun di bawah 3,5, respon diubah untuk patogen terkait, symbiants, dan saprophytes, menurunkan perkacambahan dan pembentukan ujung, berkurangnya ketersediaan nitrogen tanah respirasi menurun, dan peningkatan pencucian ion hara dari tanah.

Cedera pada vegetasi oleh fluor dilepaskan selama pembuatan aluminium logam dan produksi pupuk fosfat telah dilaporkan. Kerusakan tanaman, mungkin tidak begitu penting sebagai  toksisitas untuk pengembangan ternak.

Struktur tanah dan komposisi udara tanah. Struktur tanah, tarutama yang jumlah cukup mengandung lumpur dan tanah Iiat, memiliki pengaruh yang pada kedua akar dan pertumbuhan atas tanaman. Struktur tanah untuk Sebagian besar menentukan kepadatan tanah. Sebagai aturan, semakin tinggi kerapatan massa, semakin kompak tanah, struktur yang lebih buruk diddefinisikan, dan semakin kecil jumlah ruang pori. Hal ini cukup sering tercermin dalam pertumbuhan tanaman terbatas. Pengaruh pupuk, kelambaban, dan pemadatan tanah pada berat kering tanaman jagung diberikan oleh data pada Tabel 2-14. Pengurangan ditandai di kedua atas dan pertumbuhan akar akibat pemadatan tanah dengan baik digambarkan dalam tabel ini. Juga dijelaskan efek yang membatasi pemadatan tanah dapat memiliki respons tanaman terhadap pupuk yang diberikan. Bandingkan perawatan 1, 2, dan 5.

TABEL 2-14. Pengaruh Moisture, Tingkat Fertilitas, dan Tingkat Pemadatan Tanah terhadap Pertumbuhan Tanaman Jagung

Pengobatan	Berat atasan (G)	Berat akar ( G)	Atasan/Akar Perbandingan	Berat Jumlah Tanaman ( G )
Longgar, basah, dibuahi       39.4                14.8              1:0.38                  54.2 Longgar, basah, tidak           23.5                10,1              1:0.43                  33.7 ,dibuahi , “ Longgar, kering, dibuahi       27.5                 9.3               1:0.34                  36.8 ,Longgar, kanng, tidak          20.3                 9.3               1:0.46                  29.6 “dibuahi Kompak, basah, dibuahi       16.0                16.5              1:0.40                  22.5 Kompak, basan, tidak           17.0                7.7                2:0.45                  247 * dibuahi Kompak, kering, dibuahi        0.1                 11.3              1:0.56                  31.4 Kompak, kering, tidak           19.3                 9.9               1:0.51                  29. 2 buahi

Sumber: Bertrand dan Kohnke, SSSA Proc, 211137 (1957).

menawarkan peningkatan ketahanan mekanik untuk penetrasi akar. Méréka hampir paSti mempéngaruhi Raju difusi oksigen ke dalam porkpori tanah, dan respirasi akar secara Iangsung berkaitan dengan pasokan berkelénjutan dan memadai gas ini. Efek meningkatkan persentése oksigen terhadap pertumbuhan tanaman snapdragon diilustrasikan pada Gambar 21-14. MéSkipun képadatan misal mémiliki’ pengaruh pénting terhadap pertumbuhan tanaman, pengaruh jumlah oksigen di udara tanah

sangat pénting sama atau lébih bésar, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 2-15.

GAMBAR 2-15. Pengaruh konsentrasi oksigen dipertahankan pada tanah pada perkembangan akar. [Stolzy et all. SSSA Proc .. 25:464 (1961);

Air dengan persentase oksigen ditunjukkan pada Gambar 2-15 dipertahankan di atas permukaan masing-masing kontainer selama périodé pértumbuhan snapdrégoné, yéng mérupakan ténamén uji. Tanah di wadah memiliki kerapatan massa dari 1,2. Pengaruhnya terhadap pértumbuhan akar pérséntasé oksigén méningkat jelés.

Di bawah kondisi lapangan difusi oksigen ke dalam tanah ditentukan terutama oleh tingkat kelembaban temah jika kepadatan missal bukan merupakan faktor pembatas. Pada tanah baik dikeringkan dengan struktur yéng baik, kandungan oksigen tidak mungkin untuk menghambat pertumbuhan tanaman kecuali untuk periode jarang kemungkinan banjir, Selama yang mungkin ménjadi pértimbangan Serius karena dampak yang suplai oksigen memiliki pada penyerapan ion. Pentingnya peningkatan oksigen dengan penurunan ketegangan kelembaban diilustrasikan pada Gambar 2-16. Perhatikan bahwa meningkatkan suplai oksigen pada hasil kelembaban rendah dalam ketegangan yang terus meningkat penyerapan ion Rb oleh akar dengan persentase oksigen dari 8 sampai 10. Pada tinggi penyerapen kelembaban ketegangan ion berkurang dan, sangat mungkin karena efek membatasi ketegangan kelembaban tinggi, oksigen jauh lebih Sedikit diperlukan untuk maksimal.

Pasokan oksigen pada permukaan akar menyerap sangat penting. Oleh karena itu tidak hanya tingkat oksigen kotor udara tanah yang penting, tetapi juga tingkat di mana oksigen berdifusi melalui tanah untuk mempertahankan tekanan parsial yang memadai pada permukaan akan pengaruh berbagai tingkat difusi oksigen terhadap pertumbuhan tanaman kacang tanah pada tiga tingkat kesuburan yang berbeda diilustrasikan pada Gambar 2-17. Pada tingkat rendah difusi oksigen peningkatan kecil dalam tingkat difusi memiliki dampak yang lebih besar pada jagung yang ditanam pada tanah tingkat kesuburan menengah atau tinggi dari pada tingkat kesuburan tanah yang rendah.

Tanaman pertanian sangat bérbeda dalm sensitivitas mereka untuk suplai oksigen tanah. Padi ditanam dalam kondisi perendaman tanah lengkap. Tembakau sangat sensitif terhadap aerasi tanah yang miskin banjir lapangan hanya beberapa jam menyebabkan kerusakan serius atau kehilangan lengkap tanaman. Beberapa spesies rumput yang lebih toleran terhadap kondisi buruk  diangin-anginkan dari pada yang lain, dan spesies disesuaikan dengan kondisi khas daerah harus dipilih. Struktur tanah yang baik dan aerasi yang penting begitu hasil maksimal dari tanaman pertanian yang paling, dan efek membatasi bahwa akar pasokan oksigen yang tidak memadai dapat memiliki pertumbuhan harus dipertimbangkan dalam program produksi tanaman.

Reaksi Tanah. Tanah reaksi (derajat keasman tanah, pH) dapat mempengaruhi perkembangan tanaman dengan pengaruhnya terhadap ketersediaan unsure - unsur tertentu yang diperlukan untuk pertumbuhan. Contohnya adalah serapan meningkat dan curah hujan dari fosfat di tanah asam tinggi dalam besi dan aluminium dan mangan di tanah tinggi bahan organik dengan nilai pH yang tinggi. Penurunan ketersediaan hasil miolibdenum dari penurunan pH tanah. Asam tanah mineral sering tinggi dalam aluminium larut dan mangan, dan jumlah berlebihan dari elemen-elemen yang beracun bagi tanaman. Meskipun kelarutan Fe 3+ reendah di sumur aerasi tanah asam, oksida besi masih bisa memiliki peran besar dalam pengembalian fosfor pupuk. Band terkonsentrasi atau partikel pupuk fosfor adalah agen melarutkan kuat dari oksida besi.

Ketika pupuk nitrogen amonia yang tersisa di permukaan tanah dengan nilai pH lebih besar dari 7, amonia mungkin hilang oleh pénguapan. Jika kerugian besar, respon diharapkan nitrogen diterapkan tidak akan diperoleh. Nilai pH tinggi tanah sekitar 7,5 - 8,0 dan di atas akan mendukung konversi larut dalam air pupuk fosfor ke dalam bentuk yang kurang Iarut ketersediaan yang Iebih rendah untuk tanaman. Penyakit soilbone tertentu digengaruhi oleh pH tanah. Keropeng kentang irlandia, cacar ubi jalar, dan busuk akar hitam tembakau disukai oleh netral-ke-basa kondisi. Penyakit ini hampir seluruhnya dapat dikontrol dengan menurunkan pH tanah sampai 5,5 atau kurang. Preferensi jamur pathogen banyak nitrogen amonium tampaknya terkait dengan pengasaman diproduksi di rizosfer sebagai akibat dari penyerapan tanaman ini bentuk nitrogen.

Pentingnya keasaman tanah terhadap pertumbuhan tanaman dan ketersediaan nutrisi tanaman diperlakukan Secara rinci dalam Bab 11. Keasaman tanah adalah milik pentingnya terbesar bagi petani dan salah satu yang mudah dan ekonomis diubah.

Biotik faktor. Faktor biotik banyak yang dapat membatasi pertumbuhan tanaman menimbulkan bahaya konstan untuk operasi pertanian dan menimbulkan ancaman potensial dari hasil panen berkurang, jika tidak gagal panen. Fertilisasi Iebih barat dapat mendorong pertumbuhan vegetatif yang Iebih besar dan kondisi Iingkungan yang Iebih baik bagi organisme penyakit tertentu. Ketidakseimbangan nutrisi tersedia bagi tanaman juga dapat menjadi aiasan untuk peningkatan kejadian penyakit. Data pada Tabel 2.15 menunjukan bagaimana keseimbangan nutrisi, terutama fosfor dan kalium dalam kombinasi dengan nitrogen, terkena Pupuk mengurangi busuk batang padi dan meningkatkan hasil dari tanaman ini. Mengendalikan penyakit sangat panting untuk hasil panen maksimum dan respon terbesar untuk pupuk diterapkan.

TABEL 2.15. Rot lnsidén di Rice dan lndeks Grain Yield Seperti

N	Pengobatan (lb/A) P2O5	K2O	Yang sakit persen	Yield Index
0	0	0	47.0	100
120	0	60	7.2.	163
120	60	60	4.4	187
120	60	0	69.2	66

Sumber lsmunadji, Proc. 12 colloq. int. Potash, hlm. 47-60 (1976).

Hama tertentu dapat memberlakukan persyaratan tambahan pupuk. Virus dan nematoda, misalnya, menyerang akar tanaman tertentu dan mengurangi penyerapan. Hal ini kemudian perlu untuk memasok konsentrasi yang Iebih besar unsur hara dalam tanah untuk memberikan pertumbuhan yang wajar. Hama ini menyerang banyak spesies tanaman tanaman dan menyebabkan penurunan yang serius dalam hasil. Untungnya, mereka dapat dikendalikan oleh praktek praktek seperti produksi bebas virus benih, rotasi tanaman, dan dengan perlakuan kimia tanah. Salah satu contoh berbagai afek menguntungkan pada hasil panen nematoda mengendalikan diberikan pada Gambar 2-18. Perhatikan efek menguntungkan pada hasil kedelai menggunakan kedua kalium dan nematicide.

Erat bersekutu dengan penyakit adalah masalah Serangga. Setiap kutu serius dapat membatasi pertumbuhan tanaman, dan tidak terkendali mungkin bertanggung jawab atas kegagalan perusahaan pertanian. Banyak contoh dapat dikutip Feruhsass lebxh berat dapat mendorong serangga tertentu sepertl kapas kapas kumbang oleh pertumbuhan vegetatif yang Iebih besar Pasta kemajuan telah dibuat dalam pemuliaan tahan serangga terhadap tanaman tertentu dan Iangkah besar telah dilakukan dalam pengembangan lnsektasida selama dua dekade terakhir

Gulma yang lain jera serius terhadap produksl tanaman yang efesien karena mereka bersama untuk kelembaban nutrisi dan dalam terang banyak hal disamping efek kompetitif dan gulma pertumbuhan tanaman juga dapat dltekan oleh gangguan bioksmia atau allelopaty.  Gulma yang dikenal untuk memproduksi dan melepaskan zat-zat berbahaya kelingkungan akar..

GAMBAR 2 18 Produksi vanetas kedelai yang di pengaruhi oleh pengobatan nematicida dan kalium kesuburan (East Prairie, Missouri, (1):14 (1977)]

TABEL 2-16. Pengaruh Wild Oats pada Produksi Bidang Tanaman

Pokok di Kanada Barat

Tanaman	Nomor dari Wild Oats di Crop	Hasil (bu/A)
Gandum	191/m2	44
	Tak satupun	82
Rapeseed	187/m2	15
	Tak satupun	37
Jelai	161/m2	71
	Tak satupun	114
Lenan	220/m2	6
	Tak satupun	33

Sumber Dew, Pertanian Canada Research Station, Lacombe, Alberta (1978).

Kimia pengendalian gulma merupakan praktek didirikan dengan tanaman yang paling ekonomis. Penggunaan bahan kimia mengurangi kemungkinan cedera akar, yang sering hasil dari budidaya mekanik, dan mengurangi kerusakan struktural tanah yang disebabkan oleh penggunaan berulang alat pengolahan berat. Herbisida Praemergent memiliki keuntungan menghancurkan gulma sebelum mereka mulai manarapkan efek kompetitif dan alelopati pada tanaman. Penurunan yang serius dari hasil dapat terjadi pada berat gulma penuh bidang, seperti yang ditunjukkan pada Tabel 2-16. Pentingnya pengendalian gulma yang memadai untuk tanaman kurang toleran seperti rami jelas.

Subyek yang dibahas dalam bagian sebelumnya dari bab ini Iebih tepat diobati dalam teks- teks lain. Mereka tidak bisa dilewati tanpa menyebutkan Namun, karena efek membatasi mereka mungkin pada efesiensi penggunaan nutrisi tanaman.

Pasokan unsur hara mineral. Sekitar 5 sampai 10% dari berat kering tanaman terdiri dari unsur hara nitrogen, fosfor, kalium, kalsium, magnesium, belerang, boron, klorin, tembaga, besi, mangan, molibdenum, dan Seng. Tanah adalah Sumber utama niutrisi penting, serta elemen lainnya yang bermanfaat bagi pertumbuhan tanaman. Berbagai aspek pasokan, ketersediaan, dan pengambilan elemen ini akan dibahas dalam bab berikutnya.

Tidak adanya pertumbuhan Pembatasan zat. Perkembangan normal tanaman dapat dibatasl atau dihentlkan sepenuhnya oleh zat beracun. Hampir semua elemen tanah, bahkan mereka penting dan bermanfaat bagi pertumbuhan tanaman, akan menjadi racun bagi tanaman ketika mereka hadir dalam konsentrasi tinggi abnormal di zona akar. Hal ini tidak jelas diketahui apakah toksisitas elemen-elemen ini merupakan akibat langsung dari kehadiran mereka dalam jumlah yang berlebihan atau jika itu adalah karéna gangguan mereka dengan serapan tanaman dari nutrisi panting dengan sifat kimia yang mirip.

Mungkin salah satu masalah toksisitas paling luas melibatkan tingkat yang berlebihan dari aluminium larut. Unsur - unsur lain yang berpotensi toksik nikel, timah, merkuri, kadmium, kromium, mangan, tembaga, seng, selenium, arsenik, molibdenum, klorida, boron, dan fluor. Unsur-unsur lain yang menimbulkan masalah toksitas potensial termasuk strontium, lithium, betilium, vanadium, bismut, yodium, dan timah. Untungnya, toksisitas masalah yang terkait dengan berbagai elemen jarang terjadi di sebagian besar tanah pertanian. Mereka paling mungkin dalam situasi yang melibatkan pembuangan bahan limbah sepertl dari tambang dan metalurgi operasi, sistem pembuangan limbah, hewan dan  perusahaan unggas, makanan industry pengolahan, pabrik pulp dan kertas, pengumpulan sampah, dan lain-lain.

Senyawa organik, temasuk fenol, Kresol, hidrokarbon, urea diganti, dan insektisida hidrokarbon terkosentrasi, bisa menjadi racun jika mereka hadir dalam konsentrasi tinggi. Bahan kimia tersebut biasanya tidak menjadi masalah pada kosentrasi renda karena tanah dapat memperoleh kemampuan untuk terurai mereka.

Pertumbuhan Ekspresi

Cara di mana pertumbuhan tanaman merespon berbagai masukan dari nutrisi tanaman telah menjadi studi khusus dari sekelompok llmuwan yang mungkin disebut biomaltriciens. Para ilmuwan telahmenggunakan model matematika untuk menggambarkan berbagai atau menentukan pertumbuhan tanaman, dan beberapa dari konsep – konsep ini akan secara singkat disajikan dalam bagian berikut. Jika model mefemeliki tersebut dapat dikembangkan, mereka bisa berguna dalam memprediksl apa hasll panen dapat diharapkan jika pasokan unsur-unsur yang tersedia bagi tanaman dikenal.

Pertumbuhan Berhubungan dengan Waktu.

Apakah pertumbuhan dlnyatakan sebagai kenaikan berat kering atau tinggi tanaman, ada hubungan cukup konstan antara ukuran pertumbuhan dipekerjakan dan waktu. Pola umum adalah salah Satu dari peningkatan awalnya kecil dalam ukuran, dilkuti oleh peningkatan besar, dan kemudian oleh   dl mana ukuran tanaman meningkat secera perlahan atau tidak sama sekali. Pola ini diilustrasikan oleh kurva pertumbuhan umum dltunjukkan pada Gembar 2-19.

Pertumbuhan berkaitan dengari faktor yang mempengaruhi itu.

Kurva pertumbuhan sangat membantu untuk memahami pola umum perkembangan tanaman. Mereka menunjukkan apa-apa, namun, faktor yang mempengaruhi penumbuhan, Seperti penyediaan unsur hara mineral, cahaya, karbon dioksida, dan air. Tanaman ini adalah produk dari kedua konstitusi genetic dan lingkungannya. Pola genetik adalah jumlah tetap untuk tanaman tartentu dan manentukan, Sehingga untuk berbicara, potensi pertumbuhan maksimum di bawah lingkungan yang baik untuk perkembangannya. Dari sudut pandang bahwa tanaman tertentu, pencapaian perkembangan maksimum tergantung pada lingkungan yang menguntungkan. Dengan kata lain, pertumbuhan tanaman merupakan fungsi dari faktor lingkungan atau pertumbuhan berbagai, yang dapat dianggap sebagai variabel, besamya dan kombinaai yang menentukan jumlah pertumbuhan yang akan dibuat. Secara simbolis, hal ini dapat dinyatakan sebagai   G=f(X1,X2,X3…., xn)

dimana

G = beberapa ukuran pertumbuhan tanaman dan

x 1, x 2, x 3, ..., xn = faktor pertumbuhan bérbagai

 selanjutnya, jika semua kecuali satu dari faktor pertumbuhan yang hadir dalam jumlah yang memadai, peningkatan jumlah ini faktor pembatas umumnya akan menghasilkan peningkatan pertumbuhan tanaman. Secara simbolis, G=f(xx)x2,xz, ..., xn

ini, bagaimanapun, tidak hubungan linear saderhana. Meskipun hasil percobaan, seperti dari Liebig, menunjukkan respon linier atas Sebagian dari kurva respon hasil, lebih Sering penambahan setiap kenaikan berturut-turut dari hasil faktor pertumbuhan kenaikan semakin kecil dalam pertumbuhan.

Hukum Liebig dari minimum dan kontribusi lain untuk kimia pertanian yang dibahas dalam Bab 1. Hukum ini dapat hanya manyatakan sebagai berikut: " Bahkan jika semua kecuali satu elemen penting hadir, tidak adanya konstituen yang satu akan membuat tanaman mandul."

Hukum Mitscherlich itu.

Mitscherlich adalah di antara yang panama untuk mengukur hubungan antara respon pertumbuhan tanaman dan penambahan factor pertumbuhan. Dua undang-undang yang dihasilkan dari karyanya didefinisikan selanjutnya.

Mitscherlich hukum hubungan fisiologi. "Yield dapat ditingkatkan oleh masing-masing faktor pertumbuhan tunggal bahkan ketika tidak hadir dalam minimum asalkan tidak hadir dalam optimal.

Mitscherlich ini Pertumbuhan Hukum. " Peningkatan hasil panen sebagai akibat dari meningkatnya faktor pertumbuhan tunggal sebanding dengan penurunan dari hasil maksimum yang dapat diperoleh dengan meningkatkaln faktor pertumbuhan tertentu.

Persamaan Mitscherlich itu.

 Persamaan pertumbuhan yang dibahas di bagian sebelumnya merupakan ungkapan umum yang berkaitan pertumbuhan semua factor yang terlibat. Pada tahun 1909,   Mitscherlich Jarman mengembangkan sebuah persamaan yang terkait pertumbuhan pasokan nutrisi tanaman.

Dia mengamati bahwa ketika tanaman disuplai dengan jumlah yang cukup dari Semua kecuali satu nutrisi, pertumbuhan mereka Sebanding dengan jumlah elemen yang satu ini membatasi yang ‘ dipasok ke tanah. Pertumbuhan tanaman maningkat sebagai labih dari eleman ini ditambahkan, tapi tidak dalam proporsi langsung dengan jumlah factor pertumbuhan ditambahkan. Peningkatan pertumbuhan dengan Satiap penambahan berturut unsur yang dimaksud adalah semakin kecil. Mitscherlich mengungkapkan hal ini   matematis sabagai berikut:

dyldx = (A - y) C

Dimana dy adalah peningkatan yield yang dihasilkan dari peningkatan dx x factor pertumbuhan, A adalah hasil maksimum yang mungkin diperoleh dengan menyediakan faktor pertumbuhan semua dalam jumlah yang optimal, y adalah hasil yang diperoleh setelah setiap kuantitas tertentu x faktor telah diterapkan , dan C adalah konstanta proporsionalitas yang mungkin dianggap sebagai suatu koefisien atau faktor efesiensi.

Persamaan Spillman itu. Seperti yang sangat sering terjadi dalam panyelidikan ilmiah, ini prinsip yang sama Secara indapenden dikembangkan beberapa tahun kamudian oleh WJ Spillman. Spillman menyatakan hubungan sabagai barikut:

Y = M(l-R *)

di mana y adalah jumlah pertumbuhan yang dihasilkan oleh sejumlah tertentu dari faktor pertumbuhan x, x adalah jumlah factor pertumbuhan, M adalah hasil maksimal ketika semua faktor pertumbuhan yang hadir dalam jumlah yang optimal, dan R adalah konstanta.

“10-cx

Pekerjaan Iebih lanjut oleh Spillman menunjukkan bahwa, meskipun bentuk yang berbeda, parsamaan dan bahwa dari Mitscharlich bisa berdua akan dikurangi menjadi :

Y= A ( 1 a €

di mana y adalah hasil panen yang dihasilkan oleh kuantitas tertentu x faktor partumbuhan, A adalah hasil maksimum yang mungkin, dan c adalah konstan tergantung pada sifat dari faktor pertumbuhan. Tak satu pun dari ungkapan ini mudah ditangani Seperti yang tertulis, tetapi mereka juga dapat dinyatakan sebagai integral, dalam bentuk log umum, dari persamaan (2) :

log= (A-y) = log  A= A-c (x)

Simbol yang digunakan adalah sama dengan yang dalam persamaan (4). Jika fungsi tersebut digambarkan, kurva yang diperoleh muncul Saparti yang ditunjukkan pada Gambar 2.20.

Referensi unit. Baule telah dibuat sejauh ini hanya untuk unit faktor pertumbuhan. Tentu saja ini adalah istilah yang agak berarti, dan perlu untuk memahami hubungannya dengan akrab sebelum melanjutkan dangan diskusi. Unit ini telah ditunjuk Sabagai "baule," satelah matematikawan Jerman yang berkolaborasi dengan Mitscherlich. Baule menyarankan bahwa unit pupuk, atau faktor pertumbuhan lainnya, dianggap sebagai jumlah tersebut diperlukan untuk menghasilkan hasil. yang 50% dari selisih antara hasil maksimal dan hasil sebelum unit yang telah ditambahkan. Seperti hampir semua orang tahu, tanaman memerlukan nilai absolut yang berbeda dari nitrogen, fosfor, dan kalium, tatapi jumlah dalam pound masing-masing diperlukan untuk manghasilkan hasil yang 50% dari maksimum yang mungkin disebut 1 unit baule. Jelas, menurut konsep ini, 1 baule dari faktor pertumbuhan Setara dengan 1 baule dari setiap faktor pertumbuhan lainnya dalam hal pertumbuhan mempromosikan kemampuan. Niiai-nilai unit baule dalam pound per hektar dari N, P 2 O 5 dan K 2 0 adalah 223, 45, dan 76, masing-masing, Seperti yang dihitung dari hasil kerja Mitschrlich itu.

 

Penghitungan nilai yang sebanding dengan faktor C.

Nilai konstanta c pada persamaan (5) menjadi 0.301 ketika hasil dinyatakan dengan dasar relatif A=100 dan x dinyatakan dalam satuan baule. Hal ini ditunjukkan  pertama kali dengan menggunakan persamaan (5) sebagai berikut :

log (A - y) = log A - c(x)

atau

=cx

log      A

          A-y

Ketika suplai nutrisi meningkat 1 satuan baule,

= 2

=

          A               100

          A-y            500

Jadi,1og 2 = c(1) dan c = 0,301

ketika satuan konvensional hasil yang digunakan, nilai c bervariasi menurut factor pertumbuhan tertentu. Mitscherlich menemukan bahwa nilai c adalah 0.122 untuk N, 0.60 untuk P2O5, dan 0.40 untuk K2O. Beliau menyatakan bahwa nilai tersebut tetap untuk tiap nutrisi pupuk, bebas untuk tanaman, tanah, atau kondisi lainnya. Nilai rata-rata untuk c pada percobaan yang dilaksanakan sebelum tahun1940 di Inggris adalah adalah 1.1 untuk N, 0.80 untuk P2O5, dan 0.80 untuk K2O. Hal ini telah diteliti pada banyak penelitian lain bahwa nilai c itu tidak tetap bahkan cenderung bervariasi tergantung pada jenis tanaman yang tumbuh pada kondisi yang berbeda-beda.

Arti nilai c adalah memberi indikasi apakah level hasil maksimum dapat diperoleh dengan kualitas faktor pertumbuhan spesiik dalam jumlah yang relatif rendah atau relatif tinggi. Ketika nilai c kecil, maka diperlukan jumlah yang besar, dan sebaliknya.

Perhitungan Hasil Relatif Akibat Penambahan Naiknya Jumlah Faktor Pertumbuhan.

jika A, dianggap 100%, persamaan (5) berkurang menjadi

log(100 - y) = log 100 - 0.301(x) (6)

Mungkin saja untuk menentukan hasil relatif yang diinginkankan dan penambahan sejumlah nilai

pada satuan x. Hal ini akan sangat membantu saat murid meneliti bagaimana perhitungan ini dibuat.

Jika tidak ada satu faktor pertumbuhan pun yang tersedla, berarti x= 0 dan y= 0 tetapi jika seandainya terdapat 1 satuan x, maka

log(100 - y) = log 100 – 0.301 (1)

log(100 - y) = 2 – 0.301

log(100 - y) = 1.699

log100 – y = 50

               y = 50

Penambahan 1 unit faktor pertumbuhan x menghasilkan hasil 50% dan hasil maksimum Seandainya terdapat 2 satuan faktor pertumbuhan, maka

log(100 - y) = log 100- 0.301 (2)

log(100 - y) = 2.000 – 0.602

log(100 - y) = 1.398

100 – y = 25

           Y= 25

Persamaan yang sama dapat diulangi sampai dngan penambahan 10 satuan pertumbuhan. Hasil dari semua perhitungan ini disajikan dalam bentuk table.

Satuan factor pertumbuhan x	Hasil (%)	Peningkatan hasil (%)
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10	0 50 75 87.5 93.75 96.88 98.44 99.22 99.61 99.80 99.90	- 50 25 12.5 6.25 3.125 1.562 0.781 0.390 0.195 0.098

Jelas diperlihatkan bahwa peningkatan faktor pertumbuhan pada peningkatan hasil Secara meningkat 50% Secara berurutan sebagai akibat dari penambahan satuan terdahulu hingga mencapai titik tertentu yang bisa meningkat Iebih jauh, untuk setiap maksud dan tujuan, tidak memiliki akibat.

Peningkatan Hasil Sebagai Respon Terhadap Lebih Dari Sam Faktor Pertumbuhan.

Penambahan terhadap konsep satuan baule telah dikembangkan pada kasus dimana dua atau Iebih faktor pertumbuhan terbatas. Ditunjukkan bahwa saat semua faktor pertumbuhan tetapi satu x, muncul dalam jumlah maksimum, penambahan 1 unit faktor x akan menghasilkan hasil sejumlah 50% hasil maksimal yang mungkin didapatkan. Andaikan, semua kecuali dua faktpr pertumbuhan, xl dan x2, tersedia dalam jumlah maksimal. Jika rnasing-masing ditambahkan 1 baule, jumlah hasil yang diperoleh bukan 50% tetapi 50% kali 50%, atau 25% dari jumlah maksimum. Jika semua faktor pertumbuhan berada dalam jlunlah maksimal kecuali tiga faktor, maka penambahan serempak pada 1 satuan pada masing-masing 3 faktor tersebut

akan menghasilkan hasil sebanyak 50 x 50 X 50, atau 12.5% dari jumlah maksimal.

Hubungan ini dijelaskan melalui persamaan umum

-0.301x1

-0.301x3

-0.301x2

 

y =  A (1-10                   )(1-10                   )(1-10                   )

Dimana xl, x2, dan x3 adalah jumlah faktor pertumbuhan yang akan ditambahkan. Persamaan ini sangat mudah dikerjakan dengan menentukan persentase hasil yang berhubungan dengan nilai yang diberikan untuk xl, x2, dan X3 dan kemudian mengalikan hasilnya bersama.Perlu dicatat juga bahwa aturan penurunan kenaikan juga berlaku meskipun seluruh faktor pertumbuhan tidak berada dalam jumlah maksimal. Hal ini memungkinkan penghitungan hasil maksimal yang mungkin diperoleh pada kondisi iklim dan genetik yang diberikan ketika jumlah pupuk yang ditambahkan meningkat.

Hal ini juga memungkinkan perhitungan produksi tanaman terbesar yang mungkin dihasilkan dari jumlah pupuk yang terbatas, untuk peningkatan hasil panen terbesar dari penambahan kenaikan hasil unit pertama. Orang-orang Jerman memperluas penggunaan konsep ini selama Perang Dunia II. Mungkin saja wajar jika dikatakan bahwa penggimaan praktis pada

ide Mitscherlich bertanggung jawab besar untuk mencegah derajat kelaparan yang lebih tinggi di Jerman daripada yang sebenarnya terjadi selama tahun-tahun terjadinya perang.

Agrobiologi o.w. Wilcox.

O.W. Wilcox telah menggunakan persamaan Mitscherlich untuk memperpanjang cabang ilmu sains yang disebut kuantitatif agrobiologi. Ilmu ini, menurut beliau adalah terdiri dari hubungan kuantitatif umum dan khusus diantara tanaman dan faktor lain pada pertumbuhan dan hasilnya Wilcox mengasumsikan bahwa persamaan Mitscherlich benar, sebuah opini yang dibagi kepada banyak ilmuwan pertanian. Wilcox kemudian mengembangkan konsep kebalikan nitrogen-hasil berdasarkan persamaan Mitscherlich, dimana dikatakan bahwa efek hasil tanaman berbanding terbalik dengan kandungan nitrogen. Disimbolkan,

Y  k

     n

dimana Y adalah hasil, n adalah persentase nitrogen pada tanaman, dan k adalah konstan. Untuk mendukung pemyataan ini, Wilcox rnenyebutkan sejumlah contoh hasil tanaman dan persentase nitrogen yang mengikuti aturan umum ini. Berdasarkan persamaan Mitscherlich, lebih jauh Wilcox memperpanjang konsep kebalikan nitrogen hasil dan mengevaluasi konstanta pada persamaan (8). Wilcox mendapatkan bahwa nilai k adalah 318 lb/A dan disebutkan bahwa ini adalah jumlah maksimum nitrogen yang dapat diserap dalam satu musim oleh tanaman   yang tumbuh pada satu ekar lahan. Perkiraan ini mungkin muncul dengan produksi hasil rnaksimurn, yang hanya dapat teij adi jika tidak terdapat berbagai faktor pertumbuhan yang membatasi. Jelas sekali bahwa hasil tanaman akan meningkat dan tidak terbatas hanya jika persentase kandungan nitrogen pada tanaman dapat diturunkan.

Meskipun terdapat laporan tentang adanya beberapa kegagalan pada persamaan Mitscherlich - Baule - Wilcox untuk mendeskripsikan petumbuhan tanaman yang cukup sebagai fungsi dan suplai nutrisi tanaman, konsepnya, setidaknya dalam berbagai keadaan, memberikan persamaan, biasanya disebut persamaan regresi, dikernbangkan dimana hasil akan berfungsi sesuai dengan pasokan variabel pupuk.

Para peneliti di Iowa dan Stasiun Penelitian Carolina Utara merupakan satu diantara para peneliti yang berhasil rnemanfaatkan jenis penelitian ini secara luas, yang kini menjadi popular di Amerika Serikat. Ketika iklim, jenis tanah, populasi tanaman; pemberian pupuk, dan factor lain yang seragam dan konstan. Penelitian tersebut membantu memperkirakan kebutuhan pupuk, tetapi persamaan yang dikembangkan dari penelitian ini tidak seluruhnya dapat dilaksanakan. Model yang dihasilkan oleh data pada studi tersebut biasanya berupa tipe pengurangan pengembalian, mirip dengan yang terjadi pada percobaan Mitscherlich   tanda-tanda terkait.

Waggoner dan Norvell di Stasiun Penelitian Pertanian Connecticut pada tahun 1979 melaporkan sebuah rnetose statistik untuk menyesuaikan dengan hokum Liebig pada regresi persegi empat yang paling sedikit (least-squares regression) pada respon hasil pada dua factor dasar. Metode mereka menghasilkan model yang Iebih sederhana, Iebih logis, dan Iebih sesuai dibandingkan dengan metode perkalian regresi linear.

Harus dicatat bahwa teknik regresi hanya bisa mengatur data yang telah dikurnpulkan pada kumpulan keadaan khusus dan memiliki nilai yang sukar diprediksi untuk situasi yang lain. Yang terakhir adalah minat dan kepentingan dalam membuat anjuran pupuk.

Interaksi Nutrisi.

Interaksi antara nutrisi tanaman seringkali diabaikan rneskipun mereka dapat memiliki pengaruh besar pada pertumbuhan tanaman. Sikap nutrisi tanaman yang saling mempengaruhi dikaji dengan sangat baik dalam pereobaan multifaktorial yang rnenguji masing-masing nutrisi sebanyak tiga tingkatan atau Iebih. Pengaruh utama nutrisi seringkali tidak tergantung pada interaksinya, dan pengaruh interaktif rnungkin tidak akan menurun dengan naiknya tingkat penambahan, seperti yang terjadi pada efek utama. Sebanyak dua atau Iebih faktor pertumbuhan dikatakan berinteraksi saat pengaruh mereka sendiri diubah dengan adanya satu atau beberapa zat yang lain. Interaksi terjadi ketika respon dari dua input atau lebih yang digunakan dalam kombinasi tidak sama dengan jumlah respon individualnya. Interaksi yang teljadi pada penelitian tentang kesuburan tanaman bisa bersifat positif dan bisa juga bersifat negatif (Gambar 2-22). Sebagai tambahan, mungkin saja timbul keadaan dimana tidak terjadi interaksi sama sekali, dimana faktor-faktor yang terlibat hanya menjadi bahan tambahan.

Pada interaksi negatif, dua nutrisi yang digabungkan akan meningkatkan hasil tanaman lebih kecil daripada saat mereka ditambahkan Secara terpisah Interaksi seperti ini dapat dihasilkan dari penggantian untuk dan atau gangguan salah satu perlakuan terhadap perlakuan yang lain. Lime x P, lime x Mo, Mo X P, and Na x K merupakan interaksi negatif yang umum yang memperlihatkan efek nyata dari penggantian. Perubahan pada pH tanah akan mengakibatkan banyak interaksi dimana satu ion atau nutrisi mengganggu atau bersaing dengan pengangkutan dan pemanfaatan nutrisi lain oleh tanaman.

Interaksi positif sesuai dengan hukum minimum Liebig. Jika dua faktor membatasi, atau hampir, penambahan satu faktor akan memberi sedikit efek terhadap pertumbuhan, sebaliknya adanya kedua nutrisi ini bersama akan rnemberikan pengaruh yang Iebih besar. Dalam keadaan sangat kekurangan dua atau Iebih nutrisi, seluruh respon pupuk akan menghasilkan interaksi positif yang kuat.

Hasil yang meningkat karena penambahan satu nutrisi dapat mengurangi konsentrasi nutrisi kedua, tetapi semakin tinggi hasil yang diperoleh akan mengakibatkan pengangkutan nutrisi kedua yang Iebih besar. Ini adalah efek penipisan (dilution effect) yang sebaiknya dibedakan dengan efek yang menentang (antagonistic effect).

Sebagai tambahan pada interaksi antara dua atau lebih nutrisi, terdapat beberapa kesempatan untuk interaksi yang lain: contohnya, nutrisi dan penyakit, nutrisi dan praktek kultural, nutrisi dan jenis tanaman, nutrisi dan hibrida atau keragaman, nutrisi dan tanggal pembibitan, nutrisi dan populasi tanaman atau penjarakan, dan nutrisi dan kondisi lingkungan. Banyak dari tipe interaksi ini yang didiskusikan pada bab 17.

Gambar 2-22. Pengaruh interaksi antara dua faktor nutrisi terhadap pertumbuhan tanaman.

(Sumner and Farina, in J. K. Syers, Ed., Phosporus in Agricultural Systems. Elsevier, New York, 1983.)

Konsep Pergerakan Nutrisi Bray.

Sebuah rnodifikasi dari konsep Mitsherlich-Baule-Spillman diusulkan oleh R. Bray dan rekan kerjanya di Universitas Illinois. Singkatnya, hal ini menegaskan bahwa tanaman mematuhi persentase konsep kecukupan Mitsherlich untuk elemen seperti fosfor dan potasium, yang relative tak bergerak di dalam tanah. Konsep ini, secara bergantian, berdasar pada konsep pergerakan nutrisi Bray, yang menyatakan bahwa

ketika pergerakan nutrisi di dalam tanah menurun, jumlah nutrisi yang diperlukan di dalam tanah untuk menghasilkan hasil maksimum (kebutuhan nutrisi tanaman) meningkat dari nilai variabel bersihnya, ditentukan terutama oleh besarnya hasil dan persentase komposisi optimum tanaman, menuju jumlah yang nilainya cenderung konstan.

Besarnya nilai konstanta tidak tergantung pada jumlah hasil tanaman, membuktikan bahwa jenis tanaman tersebut, tingkat dan pola penanaman, dan pola kesuburan tetap konstan dan tanah yang serupa dan kondisi musiman yang berlaku. Bray lebihjauh rnenyatakan bahwa untuk elemen bergerak seperti nitrat nitrogen, hukum minimum Liebig merupakan yang paling tepat menjelaskan tentang pertumbuhan tanaman. Bray memodiiikasi persamaan Mitsherlich

menjadi

log(A - Y) = logA – C1b - Cx

dimana arti A, Y dan x telah dijelaskan sebelumnyag C1 adalah konstanta yang menggambarkan efisiensi b untuk hasil dimana b mewakili jumlah nutrisi yang tak bergerak tetapi tersedia seperti fosfor atau potasium, dapat diukur melalui beberapa tes tanah yang sesuai dan C adalah efisiensi faktor untuk x, dimana penambahan bentuk pupuk oleh nutrisi b.

Sebagai dasar pekerjaan yang dilakukan di Illinois, Bray telah menunjukkan bahwa nilai C1 dan C adalah spesifik dan hampir konstan pada daerah yang luas di wilayah negara bagian, tanpa memperdulikan hasil dan musim masing-masing dari tanaman berikut: jagung, gandum, dan kedelai. Faktor yang akan mengubah jumlah adalah perbedaan besar pada jenis tanah, populasi tanaman dan pola penanaman, dan bentuk dan distribusi elemen nutrisi tak bergerak di dalam tanah sedang dalam penelitian. Oleh sebab itu, praktek pengelolaan dan metode penempatan pupuk diubah untuk mendapatkan hasil yang Iebih tinggi, harganya berubah, dan harus diuji kembali.

Penerapan Terbatas pada Tanda-tanda Pertumbuhan.

Sangat jelas bahwa terdapat kurangnya pengertian terhadap bermacam konsep yang dikembangkan untuk menjelaskan hubungan antara pertumbuhan tanaman dan pasokan elemen nutrisi. Steenbjerg dan Jakobsen dari Denmark, ketika memberi komentar terhadap keragaman respon kurva pertumbuhan, menekankan bahwa “konstanta yang terdapat pada formula bukanlah konstanta karena ada variabel yang tidak berdiri sendiri dalam formula tersebut.” Faktor-faktor

selain interaksi nutrisi dengan jelas mempengaruhi bentuk kurva hasil. Hal ini termasuk factor lingkungan yang lain, yang didiskusikan pada bab sebelumnya. Perubahan bentuk dan posisi pasokan nutrisi tanaman hasil dengan perubahan pada kondisi lingkungan merupakan kepentingan terbesar para ahli agrikultural praktis. Pengertian saling mempengaruhi pada faktor-faktor ini dan keberhasilan manipulasi yang dilakukan oleh operator ladang untuk menghasilkan hasil tanaman

yang maksimal dengan ongkos produksi seminim mungkin menentukan keberhasilan operasi ladang. Istilah faktor pembatas pertumbuhan atau Iebih singkatnya faktor pembatas, yang sering digunakan di dalam buku ini, telah digambarkan jelas oleh variabel alam pada kurva respon dan permukaan yang didiskusikan sebelumnyan J ika, contohnya, tanaman tidak memiliki kelembaban yang cukup, penggunaan jumlah pupuk yang diberikan akan mernberi hasil yang Iebih rendah dibandingkan jika kelembabannya cukup. Contoh yang lain, dan sangat penting, adalah penggunaan pupuk pada tanaman yang tumbuh di tanah yang terlalu asam untuk pertumbuhan maksimum, tanpa menghiraukan jumlah pupuk yang ditambahkan. Jika kapur tidak ditambahkan, keasaman akan menjadi faktor pembatas yang akan membuat respon hasil terhadap pupuk yang ditambahkan menjadi rendah dan mengurangi laba investasi pam petani. Pentingnya operasi pertanian praktis pada pola konsep pertumbuhan dan bagaimana hal ini dapat diubah oleh berbagai “faktor pembatas” tidak boleh berlebihan.

Suplai yang cukup pada nutrisi elemen mineral diperlukan untuk produksi pertanian yang maksimum, tetapi mereka saja tidak menjamin terjadinya hasil maksimum karena efek pembatas yang rnungkin terdapat pada banyak hal yang mempengaruhi pertumbuhan tanaman. Bab selanjutnya dalam buku ini akan membahas tentang peran elemen mineral pada produksi tanaman pertanian.

Ringkasan

1.    Tanaman tumbuh sebagai fungsi dari waktu, susunannya genetis tanaman, dan faktor lingkungan telah didiskusikan. Pentingnya memilih tanaman yang mampu Secara genetis untuk member pemanfaatan maksimal pada suplai nutrisi tanaman yang tersedia telah ditunjukkan.

2.    Faktor lingkungan dianggap berhubungan dengan efek pada pertumbuhan tanaman sebagaimana pengaruhnya terhadap pembatasan respon tanaman terhadap nutrisi tanaman yang diberikan. Konsep faktor pembatasan pertumbuhan telah didiskusikan dan kebutuhan untuk mengenali pentingnya konsep ini pada operasi pertanian praktis juga telah ditunjukkan.

3.     Pertumbuhan pada tanaman tahunan mengikuti pola yang tersusun dengan baik. Respon tanaman terhadap kondisi lingkungan, termasuk suplai nutrisi tanaman, juga mengikuti pola yang sudah ada. Ketika pertumbuhan direncanakan sebagai funngsi kenaikan nilai pada nutrisi yang diberikan, penambahan pupuk yang berturut-turut memberikan peningkatan yang Iebih kecil pada pertumbuhan tanaman secara berturut-turut. Kurva tersebut, disebut juga sebagai kurva respon, telah diteliti oleh banyak peneliti dan telah banyak formula matematis yang dikembangkan untuk mendeskripsikannya. J

Pertanyaan

1.    Persamaan yang menggambarkan pertumbuhan tanaman sebagai fungsi dari nutrisi tanaman berbeda satu sama lain dengan derajat yang berubah-ubah. Bagaimana anda menghubungkan perbedaan tersebut?

2.    Selain perbedaan yang terdapat pada persamaan yang ditunjuk pada pertanyaan sebelumnya, sepertinya mereka masih memiliki persamaan. Apakah persamaan yang mereka miliki?

3.    Hasil tanaman telah meningkat pada tahun-tahun belakangan ini karena adanya peningkatan dalam tanah yang dibajak, jenis, pengendalian hama, pemupukan, dan sebagainya. Dari sisi teoritis, apa yang anda anggap sebagai faktor yang akan paling menghalangi peningkatan pada pertumbuhan tanaman? Dari sisi praktek, faktor apa yang anda anggap paling menghalangi?

4.    Roger Bray dari Illinois mendapatkan hasil baik yang tak terduga dalam memprediksi respon tanaman, terutama jagung, terhadap penggunaan pupuk potasium dan fosfat dari persamaan dan tes tanah yang telah dikembangkannya. Sebutkan beberapa faktor yang mungkin berperan dalam kesuksesannya?

5.    Hasil tanaman dalam hal pakan ternak, bijih, atau buah merupakan kriteria dari keefektifan input bermacam pupuk. Jika seseorang tetarik pada efek perlakuan yang mengganggu terhadap kemampuan tanaman untuk mengubah energi panas menjadi bentuk yang berguna. Menurut anda, apakah hasil tersebut termasuk kriteria terbaik dari efek perlakuan? Mengapa? (Petunjuk : bandingkan hasil tertinggi pada kedelai dengan hasil tertinggi pada jagung.) Manakah yang akan anda jadikan standar?

6.    Di masa lalu, faktor pertumbuhan apakah yang selalu diabaikan oleh para petani dalam mengembangkan jenis tanaman?

7.    menurut konsep Mitscherlich-Baule, berapakah persentase pertumbuhan maksimum yang akan dihasilkan jika hanya ada tiga nutrisi tanaman yang menjadi faktor pembatas pertumbuhan dan mereka diberikan masing-masing sebanyak 6, 4,1dan 2 baules?

8.    Diantara faktor lingkungan yang membatasi respon tanaman terhadap nutrisi yang diberikan, faktor apa yang menurut anda paling mudah dan dan paling murah?

9.    Faktor lingkungan apakah yang mempengaruhi respon tanaman terhadap nutrisi yang diberikan yang Iebih mudah diatasi atau dikendalikan di dalam rumah kaca dibandingkan dengan di ladang? Jika anda berencana mengendalikan faktor-fakfnr tersebut di dalam operasi rumah kaca yang diatur sesuaii standar produksi komersial tanman, hal apa yang akan anda pertimbangkan sebelum mengadakan kontrol?

10.  Menurut pendapat anda, dapatkah sebagian kendali kandungan karbondioksida pada udara di atas tanah pada ladang dilakukan dengan sukses? Pada keadaan apa anda mengharapkan kontrol tersebut sukses?

11.  Dari seluruh faktor pertumbuhan yang membatasi produksi tanaman, faktor apakah yang paling mudah diperbaiki pada operasi pertanian komersial?

12.  Penelitian terhadap berrnacam-macam kuwa pertumbuhan didiskusikan pada bab ini, Apakah seorang petani komersial harus selalu berusaha untuk menghasilkan hasil maksimal?

13.  Mengapa? Menurut anda, pada titik manakah dan kurva pemakaian  hasil pupuk yang harus dioperasikan oleh para petani? Jelaskan mengapa struktur tanah sangat mempengaruhi reaksi tanaman terhadap nutrisi yang diberikan? Jelaskan. Apa yang dapat dilakukan pada' struktur tanah? Struktur tanah apakah yang Iebih penting--- liat berpasir(loamy sands) atau liat berlumpur(silty clay loarns)?

14.  Mengapa? Cahaya atau energi panas termasuk Sebagai salah satu faktor lingkungan yang mempengaruhi pertumbuhan dan respon terhadap nutrisi tanaman yang diberikan. Pada keadaan apakah cahaya rnempengaruhi pertumbuhan tanaman di ladang? Pada keadaan tidak terkontrol? Apa yang dapat anda lakukan terkait efek cahaya terhadap pertumbuhan?

15.  Meskipun tidak termasuk dalam daftar, rnanusia terdiri atas faktor-faktor biotik yang sangat mempengaruhi pertumbuhan tanaman. Mengapa pernyataan ini dibuat, terutama dalam hubungannya dengan pertanian komersial?

16.  Dalam arti yang paling tepat, benarkah jika kita mengacu kepada berbagai faktor lingkungan sebagai variabel independen? Mengapa?

17.   Tanaman dengan proses fisiologi apakah yang sangat terpengaruh dengan kekurangan air tanah?

18.  Buatlah daftar polusi udara utama yang mungkin mempengaruhi pertumbuhan tanaman. Adakah diantara daftar tersebut yang menguntungkan tanaman?

19.  Jelaskan berbagai cara rumput liat bersaing dengan tanaman.

20.  Adakah perbedaan diantara kemampuan jenis tanaman untuk bersaing dengan jenis rumput liar yang diberikan?

21.  Kenali satu faktor utama pertumbuhan yang mungkin mernberi pengaruh yang sangat besar pada kesuksesan produksi di Amerika Serikat. Corn Belt.

22.  Mengapa suhu sangat berperan mernpengaruhi pertumbuhan tanaman?

23.  Apakah hasil jagung dan soyebeans sekarang terlah mendekati hasil potensial?

24.  Tingginya hasil-potensial meqapalcan karakteristik tanaman yang penting. Sebutkan hal lain yang juga sama pentingnya?

25.  Faktor pertumbuhan tanaman apa sajakah yang dapat dikendalikan oleh manusia? Faktor apakah yang ada di luar kmdali kita?

26.  Apakah respon pupuk berhubungan dengan suplai kelembaban tanaman.

27.  Apakah suplai kelembaban tanah mempengaruhi ketersediaan nutrisi dan pengangkutan tanaman? Bagaimana hal ini rnempengaruhi ketersediaan nutrisi?

28.   Apakah fotoperiode mempengaruhi pertumbuhan? Mengapa?

29.  Apakah pengertian interaksi?