Kalium

[N] [P] [K] [Ca] [Mg] [S]

Bentuk dan fungsi K dalam tanaman

Unsur K dibutuhkan oleh tanaman dalam jumlah yang besar, yakni terbesar kedua setelah hara N. Pada tanah yang subur kadar K dalam jaringan hampir sama dengan N. K tidak menjadi komponen struktur dalam senyawa organik, tetapi bentuknya semata ionik, K⁺ berada dalam larutan atau terikat oleh muatan negatif dari permukaan jaringan misalnya:  R-COO^–K⁺. Fungsi utama K adalah mengaktifkan ensim-ensim dan menjaga air sel.

Ensim yang diaktifkan antara lain: sintesis pati, pembuatan ATP, fotosintesis, reduksi nitrat, translokasi gula ke biji, buah, umbi atau akar. Pengaturan air sel:  K⁺ mengatur potensial air sel dan osmosis, Na⁺ dapat menggantikan fungsi K⁺ pada sebagian spesies. Turgor sel: ketegaran tanaman, pembukaan dan penutupan stomata. Pengambilan air oleh akar: tarikan osmotik. K dan ketahanan terhadap cekaman: ketahanan terhadap kekeringan: mengatur transpirasi dan penyerapan air oleh akar, musim dingin atau beku, ketahanan terhadap serangan penyakit jamur, ketahanan terhadap serangan serangga, mengurangi kerebahan : batang lebih kuat.

Mobilitas K

Unsur K sangat lincah dalam tubuh tanaman, mudah dipindahkan dari daun tua ke bagian titik tumbuh. Gejala kekahatan: klorosis/nekrosis ujung dan tepi daun, dimulai dari daun tua atau bagian bawah tanaman (jika disebabkan kegaraman, maka gejala tepi terbakar dimulai pada daun muda), pada legum: muncul becak putih atau nekrosis pada tepi daun, sering jumbuh dengan bekas gigitan serangga, tanaman rebah, tidak tahan kekeringan, rentan terhadap serangan penyakit dan serangga.

Jika K berlebihan tidak secara langsung meracuni tanaman. Kadar K dalam tanah yang tinggi dapat menghambat penyerapan kation yang lain (antagonis) dapat mengakibatkan kekahatan Mg dan Ca. K dapat mengatasi gangguan karena kelebihan N  yang merangsang pertumbuhan vegetatif, tanaman menjadi sukulen (basah), mudah rebah dan rentan terhadap serangan penyakit/serangga, sedangkan K memiliki pengaruh yang sebaliknya.

Sumber K

1. Bahan organik: sebagian besar K mudah terlindi dari seresah tanaman, pelepasan tersebut tidak berkaitan dengan tingkat perombakan sebagaimana N atau P, hal ini disebabkan K tidak menjadi komponen dalam struktur senyawa organik.
2. Rabuk, kompos dan biosolid: kebanyakan K dalam bentuk terlarut, sehingga segera tersedia bagi tanaman
3. K tertukar: sebagai K⁺ dalam kompleks pertukaran, pertukaran merupakan reaksi dalam tanah yang paling penting bagi K
4. K tidak tertukar : K⁺ pada posisi antar kisi dalam mineral lempung  2:1
5. Pelarutan mineral K: kebanyakan tanah memiliki kadar K total yang tinggi, K yang dimiliki tersebut lebih banyak dibanding hara yang lain, sedangkan untuk tanah pasir secara alami kandungan K memang rendah, sumber K adalah mineral feldspar dan mika, yang akan tersedia dengan lambat, ini menjadi sumber K dalam jangka panjang, K tersedia merupakan sebagian kecil saja dari K total
6. Pupuk K

Bentuk K yang diserap tanaman

Unsur K diserap dalam bentuk kation (K⁺). Konsumsi berlebihan: jika K⁺ terlarut sangat tinggi, tanaman akan menyerap lebih banyak K dibanding yang diperlukan, ini menyebabkan kelebihan (banyak sekali) K yang terangkut oleh panen, sehingga dapat menyebabkan ketimpangan hara bagi ternak, yakni kekurangan  Ca, Mg, Na.

Gerakan K menuju akar

Kadar K dalam larutan tanah umumnya 1-10 ppm, sedangkan rerata untuk tanah pertanian adalah 4 ppm. K⁺ bergerak karena difusi dan aliran masa. K bergerak menuju akar terutama oleh disfusi, pada kebanyakan tanah besarnya mencakup 90%. Jangkauan gerakan K sangat terbatas, selama satu musim tanam hanya 1-4 mm. Gerakan K karena aliran masa sangat penting pada tanah yang memiliki K tinggi, demikian juga K yang berasal dari pupuk K yang diberikan, atau pada tanah dengan KPK yang rendah.

Alih rupa K dalam tanah

1. Pertukaran kation: jerapan dan pelepasan dari permukaan lempung atau bahan organik tanah.
2. Penyematan: K berada di antara kisi lempung,  yaitu pada mineral lempung sekunder, pelepasan K ini sangat lambat karena sukar ditukar kation lain
3. Pelapukan mineral primer: feldspar, mika

Ketersediaan K

1. Segera tersedia: K labil, K dalam larutan tanah atau komplek pertukaran, meliputi 1-2% dari total K dalam tanah.
2. Tersedia lambat : K tidak tertukar, K tersemat, meliputi 1-10% K total dalam tanah.
3. Tidak tersedia: K dalam struktur mineral primer, dengan lambat akan mengisi pangkalan K tersedia, meliputi 90-98% total K dalam tanah.

Pertukaran kation

Reaksi pertukaran kation dirajai oleh kelakuan K dalam tanah. Terjadi keseimbangan yang cepat antara K tertukar dengan K larutan tanah, K tertukar menjadi penyangga yang akan mengisi K dalam larutan, perlu diingat kembali konsep faktor kuantitas dan intensitas (BC = ΔQ/Δ I ). K dalam larutan tanah dan K tertukar dipengaruhi oleh jenis dan jumlah kation yang lain serta watak tapak pertukaran tanah. K⁺ dipegang lebih lemah dibandingkan kation polivalen lainnya dengan deret kekuatan ikatan :  Al³⁺ > Ca²⁺ > Mg²⁺ > K⁺ = NH₄⁺ > Na⁺ , (ingat Lyotropic series) . Kejenuhan basa dan pH tanah: jerapan K lebih tinggi jika kejenuhan basa lebih tinggi, K⁺ segera menggantikan Ca²⁺ dan Mg²⁺ lebih cepat dibandingkan Al³⁺ . Pengapuran meningkatkan jerapan K⁺, pengapuran meningkatkan kejenuhan basa (Ca²⁺ dan Mg²⁺), peningkatan jerapan K⁺ tersebut sejalan dengan adanya peningkatan KPK yang disebabkan bertambahkanya muatan karena kenaikan pH (ingat variable charge).

Tipe tapak pertukaran K^{+ :} (1).posisi p (planar): permukaan luar dari mineral lempung, nonspesifik, (2). posisi e (edge): tepian mineral lempung, spesifik untuk K, (3). posisi I (inner): permukaan dalam mineral lempung, sangat spesifik bagi K. K dalam larutan tanah disangga oleh K⁺ pada posisi “p” .

K tidak tertukar

K dalam posisi ini tidak segera tersedia, tetapi dalam keseimbangan dengan pangkalan K labil:  “K tidak tertukar –> lambat –> K tertukar –> cepat –> K larutan tanah”.   Penyematan dan pelepasan K: mineral primer mika membentuk mineral sekunder: lempung 2:1, yaitu Illit dan vermikulit. “Fixed” K: K⁺ terikat pada posisi antar kisi, merekatkan kedua kisi, menghilangkan sifat kembang kerut lempung tersebut. proses dapat balik dengan lambat : pelepasan K: Mika –> illit –> vermikulit, penyematan K: K pupuk bergerak menuju tapak antar kisi pada lempung 2:1, Vermikulit à illit. Penyematan Ammonium (NH₄⁺) dapat juga terjadi untuk mengisi posisi antar kisi tersbut

Faktor yang mempengaruhi penyematan dan pelepasan K: (1). jumlah dan jenis lempung, (2). kehadiran NH₄⁺ dan (3). daur lengas tanah: basah/kering, beku/cair, pengaruhnya bervariasi tergantung kadar K  tertukar dan jenis lempung

Pelapukan mineral K

Unsur K terlepas dari pelapukan mika: Mika memiliki kisi silikat 2:1 (pada mineral primer), akan membentuk mineral lempung sekunder 2:1. K-feldspar: pelapukan lebih lambat dibanding mika, pelepasan K akan terjadi setelah adanya pelarutan mika, pada tanah dengan tingkat pelapukan sedang (moderately weathered soils) maka kandungan K akan tertinggi sedangkan pada tanah yang sudah mengalami pelapukan lanjut (highly weathered soils) kadar K akan rendah.

Alih tempat K

Kehilangan K dari tanah setiap tahunnya, lebih besar dibanding N atau P. Erosi: kehilangannya besar pada tanah yang kaya K. Pelindian: K lebih mudah terlindi dibanding P, sedikit pelindian jika KPK tanah tinggi. pelindian dominan pada tanah dengan KPK rendah, yaitu tanah pasiran masam yang memiliki KPK berasal dari muatan terubahkan dari bahan organik, atau wilayah tersebut memiliki curah hujan yang tinggi, atau menggunakan irigasi yang baik

K tersedia bagi tanaman

Faktor kuantitas dan intensitas, BC = ΔQ/Δ I . Faktor intensitas (I): kadar hara larutan tanah, yaitu hara yang segera tersedia bagi tanaman. Faktor kuantitas (Q): K tertukar, K ini berada dalam keseimbangan dengan K yang berada dalam larutan, artinya jika K dalam larutan diserap oleh akar, maka akan segar diisi kembali. BC sebanding dengan KPK: uji tanah mengukur K tertukar, sejumlah K yang tidak tertukar (nonexchangeable atau fixed) dapat juga dilepaskan menjadi tersedia selama musim tanam

K pupuk: sangat larut dalam air, meningkatkan kadar K dalam larutan tanah. Tambakan K tersebut segera akan mengisi tapak  pertukaran atau mengalami penyematan. Pada tanah dengan BC yang tinggi padatan tanah akan mengambil K yang berada dalam larutan tanah, menyebabkan kadar (intensitas) K dalam larutan mungkin lebih rendah dibandingkan tanah yang memiliki KPK yang lebih rendah. Meskipun demikian kemampuannya untuk menjaga stabilitas kadar K dalam larutan jelas lebih lama.

Penyerapan K oleh tanaman dipengaruhi adanya kation lain dalam tanah. Nisbah aktivitas larutan (solution activity ratios) dapat digunakan untuk menaksir ketersediaan K: Aktivitas K⁺ / (aktivitas Ca²⁺ + aktivitas Mg²⁺)^½,  perlu mempertimbangkan Al³⁺ di tanah masam dan Na⁺ di tanah garaman

Manajemen K pupuk

Aplikasi pupuk K: berikan pupuk dalam jumlah yang sedikit tetapi lebih sering (use smaller but more frequent) pada tanah dengan daya penyematan yang tinggi atau untuk membatasi konsumsi yang berlebihan dan hilang karena pelindian.

Penempatan pupuk: (1). aplikasi permukaan K memiliki keterbatasan mobilitas dalam tanah, K yang diberikan di permukaan tanah akan bergerak menuju akar dengan sangat lambat, (2). disebarkan dan dibenamkan, menempatkan K pada zona perakaran, penyematan K akan maksimum pada tanah dengan tektsur halus dan memiliki daya semat yang  tinggi, (3). lingkaran, kontak antara tanah dengan pupuk terbatas, dapat mengurangi penyematan K, sangat bermanfaat pada tanah yang memiliki kadar K rendah tetapi punya daya semat yang tinggi.

K yang berada dalam mineral jika mengalami pelapukan akan menyediakan sejumlah K yang cukup berarti pada beberapa tanah, perlu diperhatikan dalam pemupukan. Pengapuran dapat meningkatkan kejenuhan basa dan KPK tanah karena sumbangan muatan terubahkan, dapat meningkatkan K tersedia dan mengurangi pelindian K.