Daur Nutrien Tanah

Daur nutrien tanah adalah pergerakan nutrien tanaman esensial di antara kumpulan mineral, organik, dapat dipertukarkan, dan larutan melalui pelapukan, transformasi biologis, sorpsi, penyerapan, dan kehilangan.

Definition

Daur nutrien tanah adalah serangkaian proses biologis, kimia, dan fisik yang mentransfer nutrien tanaman di antara kumpulan mineral, organik, terserap, dan terlarut dalam tanah serta antara tanah, tanaman, dan lingkungan yang lebih luas.

Scope

Topik ini mencakup nutrien tanaman esensial dan daur tanahnya, terutama nitrogen, fosfor, kalium, dan sulfur, proses mineralisasi, fiksasi, sorpsi, dan penyerapan yang mengatur ketersediaan, serta jalur kehilangan nutrien. Ini menghubungkan kimia dan biologi tanah dengan pasokan nutrien yang mendefinisikan kesuburan.

Core questions

• Nutrien apa saja yang esensial, dan dalam bentuk apa tanaman menyerapnya?
• Bagaimana mineralisasi dan imobilisasi mengontrol ketersediaan nutrien?
• Bagaimana sorpsi dan fiksasi membatasi ketersediaan fosfor dan kalium?
• Melalui jalur apa nutrien hilang dari tanah?

Key concepts

• Makronutrien dan mikronutrien esensial
• Mineralisasi dan imobilisasi
• Daur nitrogen tanah
• Sorpsi dan fiksasi fosfor
• Fiksasi dan pelepasan kalium
• Jalur kehilangan nutrien

Key theories

Kumpulan dan transformasi nutrien

Setiap nutrien berdaur di antara kumpulan mineral, organik, dapat dipertukarkan, dan larutan melalui pelapukan, mineralisasi, sorpsi, dan penyerapan; ketersediaan pada waktu tertentu mencerminkan keseimbangan transformasi ini daripada total kandungan.

Daur nitrogen dalam tanah

Nitrogen tanah bergerak melalui fiksasi, mineralisasi menjadi amonium, nitrifikasi menjadi nitrat, penyerapan oleh tanaman dan mikroba, serta kehilangan melalui pencucian, denitrifikasi, dan volatilisasi, menjadikan nitrogen sebagai nutrien yang paling dinamis dan sensitif terhadap pengelolaan.

Mechanisms

Nutrien yang terkandung dalam mineral dan bahan organik menjadi tersedia saat pelapukan dan dekomposisi mikroba melepaskannya ke larutan tanah dan situs pertukaran, dari mana akar menyerapnya. Nitrogen ditransformasi oleh mikroba melalui mineralisasi, nitrifikasi, dan denitrifikasi; fosfor sangat tersorpsi dan terendapkan, membatasi kelarutannya; kalium tertahan pada dan di dalam lempung. Kehilangan terjadi melalui pencucian ion terlarut seperti nitrat, melalui kehilangan gas nitrogen, dan melalui pemindahan dalam panen dan erosi.

Clinical relevance

Pemahaman tentang daur nutrien adalah dasar untuk pengelolaan pupuk dan pupuk kandang: ini menjelaskan mengapa ketersediaan dan mobilitas nutrien bervariasi, bagaimana mencocokkan pasokan dengan permintaan tanaman, dan bagaimana meminimalkan kehilangan yang membuang masukan dan mencemari air, mendukung produktivitas dan perlindungan lingkungan.

History

Teori mineral nutrisi tanaman Liebig pada abad ke-19 menetapkan bahwa pertumbuhan tanaman bergantung pada pasokan nutrien mineral, dan hukum minimum bahwa hasil dibatasi oleh nutrien yang paling langka. Ilmu tanah abad ke-20 merinci daur nutrien individu, terutama nitrogen dan fosfor, yang mendasari pengelolaan nutrien modern.

Key figures

• Justus von Liebig
• Nyle C. Brady
• Ray R. Weil

Seminal works

• brady2016
• sparks2003

Frequently asked questions

Mengapa nitrogen adalah nutrien yang paling sering membatasi dan paling mudah hilang?

Nitrogen dibutuhkan dalam jumlah besar dan berdaur melalui bentuk yang sangat mobil dan gas; nitrat mudah tercuci dengan air drainase dan nitrogen dapat hilang sebagai gas melalui denitrifikasi dan volatilisasi amonia, sehingga seringkali defisien dan sulit dipertahankan.

Mengapa tanah bisa kaya akan nutrien namun tanaman tetap kekurangan?

Total kandungan nutrien tidak sama dengan ketersediaan; fosfor dan kalium, misalnya, dapat melimpah tetapi sebagian besar terkunci dalam mineral atau sangat tersorpsi, sehingga hanya sebagian kecil dalam larutan tanah dan pada situs pertukaran yang mudah diserap oleh tanaman.