Pengujian metode uji cepat penetapan kadar C-Organik
Alhamdulillah……
Ya Allah…..tidak ada sesuatu yang mudah selain Engkau
membuat yang susah itu menjadi mudah.
Dengan penuh rasa syukur ke Hadirat-Mu Ya Rabb…..
Kupersembahkan apa yang telah kuperjuangkan untuk.....
Mama yang senantiasa memberi arti kehidupan melalui
kasih sayang, do’a yang tak henti-henti, dan kesabarannya.
Apa yang mengajariku sebuah keuletan, tanggung jawab,
dan bijaksana dalam menyikapi persoalan.
Adik-adikku (Yanti, Yesi, dan Neng Yusi) yang mewarnai
hari-hariku dengan cinta kasih dan keceriaan.
PENGUJIAN METODE UJI CEPAT PENETAPAN KADAR
C-ORGANIK
Oleh :
YAYU RAHAYU
A24102050
PROGRAM STUDI ILMU TANAH S1
DEPARTEMEN ILMU TANAH DAN SUMBERDAYA LAHAN
FAKULTAS PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
2007
SUMMARY
YAYU RAHAYU. Evaluation of Quick Test Method for Soil Organic Carbon
Content (Under guidance of SUWARNO, ARIEF HARTONO, and LADIYANI
RETNO WIDOWATI).
Before being introduced for wide application, the reliability of quick test
method for soil organic carbon content has to be evaluated. The objective of this
experiment was to evaluate quick test method for determining soil organic carbon
content developed by Indonesian Soil Research Institute.
In this research the effect of soil sample preparation (comparison between
prepared soil sample and unprepared/direct soil sample) and the effect of kinds of
reagent (IA or IB) were evaluated. For this purpose, froth height data of quick test
of soil organic carbon was correlated with organic carbon content of Walkley and
Black method. In addition,
the best time for froth height observation was
determined in this research. Calibration of froth height was conducted on organic
carbon content of Walkley and Black method (%) for categorizing froth height
into classes of low, médium, and high.
Research results indicated that the quick test method was better to be
applied on direct soil samples (without air drying, crushing, and sieving), both for
reagents IA and IB. Reagent IA was better than reagent IB, and both kinds of
reagent were better for analyzing organic carbon content of paddy soil. The best
observation time (the shortest time for observation of froth height which had not
undergone much change anymore) using reagent IA for direct soil sample of
paddy soils was 10 minutes. Calibration results showed that in the quick test
method, low class of was organic carbon for froth height < 42.0 mm, médium
class for froth height between 42.0 - 56.0 mm, and high class for froth height >
56.0 mm.
Dengan penuh rasa syukur ke Hadirat-Mu Ya Rabb…..
Kupersembahkan apa yang telah kuperjuangkan untuk.....
Mama yang senantiasa memberi arti kehidupan melalui
kasih sayang, do’a yang tak henti-henti, dan kesabarannya.
Apa yang mengajariku sebuah keuletan, tanggung jawab,
dan bijaksana dalam menyikapi persoalan.
Adik-adikku (Yanti, Yesi, dan Neng Yusi) yang mewarnai
hari-hariku dengan cinta kasih dan keceriaan.
RINGKASAN
YAYU RAHAYU. Pengujian Metode Uji Cepat Penetapan Kadar C-organik (Di
bawah bimbingan SUWARNO, ARIEF HARTONO, dan LADIYANI RETNO
WIDOWATI).
Sebelum digunakan secara luas, metode Uji Cepat penetapan kadar Corganik perlu diuji keterandalannya. Penelitian ini bertujuan untuk menguji
metode Uji Cepat penetapan kadar C-organik yang dikembangkan oleh Balai
Penelitian Tanah.
Dalam penelitian ini dipelajari pengaruh persiapan contoh tanah (untuk
membandingkan contoh tanah dipersiapkan dengan contoh tanah langsung) dan
pengaruh jenis pereaksi (IA atau IB). Untuk maksud tersebut, data tinggi buih
menurut metode Uji Cepat kadar C-organik dikorelasikan dengan data kadar Corganik metode Walkley dan Black, kemudian nilai koefisien korelasinya
dievaluasi. Selain itu, juga ditentukan waktu pengamatan tinggi buih terbaik serta
dilakukan kalibrasi tinggi buih (mm) terhadap kadar C-organik metode Walkley
dan Black (%) untuk mengelompokkan tinggi buih ke dalam klas rendah, sedang,
dan tinggi.
Hasil penelitian menunjukkan bahwa metode Uji Cepat ini lebih baik
diaplikasikan pada contoh tanah langsung (tanpa dikering udarakan, dihaluskan,
serta disaring), baik untuk pereaksi IA dan pereaksi IB. Pereaksi IA lebih baik
dibandingkan dengan pereaksi IB, dan kedua jenis pereaksi lebih baik digunakan
untuk menganalisis kadar C-organik contoh tanah dari lahan sawah. Waktu
pengamatan terbaik (waktu terpendek pengamatan tinggi buih yang sudah tidak
banyak mengalami perubahan lagi) bagi pereaksi IA dengan contoh tanah
langsung untuk lahan sawah adalah 10 menit. Hasil kalibrasi menunjukkan bahwa
kadar C-organik metode Uji Cepat memiliki kelas rendah pada tinggi buih < 42.0
mm, kelas sedang pada tinggi buih 42.0 mm – 56.0 mm, dan kelas tinggi pada
tinggi buih adalah > 56.0 mm.
PENGUJIAN METODE UJI CEPAT PENETAPAN KADAR
C-ORGANIK
Oleh :
YAYU RAHAYU
A24102050
Skripsi
Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Sarjana Pertanian pada
Fakultas Pertanian, Institut Pertanian Bogor
PROGRAM STUDI ILMU TANAH S1
DEPARTEMEN ILMU TANAH DAN SUMBERDAYA LAHAN
FAKULTAS PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
2007
Judul Penelitian
: PENGUJIAN METODE UJI CEPAT PENETAPAN
KADAR C-ORGANIK
Nama
: YAYU RAHAYU
NRP
: A24102050
Menyetujui ,
Dosen Pembimbing
Pembimbing I
Dr. Ir. Suwarno, M.Sc.
NIP. 131 803 642
Pembimbing II
Pembimbing III
Dr. Ir. Arief Hartono, M.Sc.
Ir. Ladiyani Retno Widowati, M.Sc.
NIP. 132 049 460
NIP. 080 118 973
Mengetahui,
Dekan Fakultas Pertanian
Prof. Dr. Ir. Didy Sopandie, M. Agr.
NIP. 131 124 019
Tanggal Lulus :
RIWAYAT HIDUP
Penulis lahir di Ciamis, Jawa Barat pada tanggal 11 Maret 1983 dari
pasangan Drs. Yahya Mulyana Anas dan Eti Setiawati. Penulis merupakan anak
pertama dari empat bersaudara (Yanti, Yesi dan Yusi).
Penulis menyelesaikan pendidikan Taman Kanak-kanak pada tahun 1990
di TK PGRI Babantar, Ciamis. Tahun 1996 lulus dari SDN Babantar, Ciamis.
Kemudian penulis melanjutkan pendidikan di MTsN Kawali, Ciamis lulus pada
tahun 1999. Selanjutnya, penulis lulus dari SMUN 2 Ciamis pada tahun 2002.
Pada tahun yang sama penulis diterima di IPB melalui jalur Undangan Seleksi
Masuk IPB (USMI) pada Program Studi Ilmu Tanah, Jurusan Tanah (sekarang
Departemen Ilmu Tanah dan Sumberdaya Lahan), Fakultas Pertanian, IPB.
Selama menyelesaikan studi, penulis aktif di Lembaga Struktural BEM-A
Fakultas Pertanian, yaitu Ladang Seni sebagai sekretaris pada periode 2003/2004,
pada periode yang sama penulis juga menjabat sebagai bendahara di Himpunan
Mahasiswa Ilmu Tanah (HMIT). Kemudian pada periode 2004/2005 menjabat
sebagai ketua umum Ladang Seni. Penulis juga pernah menjadi asisten Biologi
Tanah di Departemen Ilmu Tanah dan Sumberdaya Lahan, Fakultas Pertanian,
IPB.
KATA PENGANTAR
Alhamdulillah……..Ya Rabb.
Puji syukur ke Hadirat Allah SWT, yang telah melimpahkan rahmat dan
hidayah-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi yang berjudul ”
Pengujian Metode Uji Cepat Penetapan Kadar C-organik ”.
Pada kesempatan ini, penulis menyampaikan rasa hormat dan terima kasih
kepada Bapak Dr. Ir. Suwarno, M.Sc. selaku pembimbing akademik sekaligus
pembimbing skripsi, Bapak Dr. Ir. Arief Hartono, M.Sc., dan Ibu Ir. Ladiyani
Retno Widowati, M.Sc. selaku pembimbing skripsi atas semua ilmu, bimbingan,
petunjuk, nasehat dan perhatian yang telah diberikan selama penulis mengadakan
penelitian dan menyelesaikan skripsi ini. Terima kasih juga kepada Ibu Dr.
Rahayu Widyastuti, yang telah menguji serta memberikan saran untuk perbaikan
skripsi ini. Penulis juga menyampaikan terima kasih sebesar-besarnya kepada
pihak Badan Penelitian Tanah yang telah bekerjasama dan mendanai penelitian
ini; Bu Nanan yang selalu mempersiapkan pereaksi; Pak Agus, Pak Anda, Pak
Udin, Pak Wandi dkk. yang selalu menemani saat pengamatan; teman-teman
seperjuangan (Puji, Fika, Galuh, Vicky yang sudah jadi sarjana lebih dulu dan
soiler ‘39/”antilantanida”); Bu Tini, Pak Simon, Mbak Upi, serta semua pihak
yang telah membantu namun penulis tidak dapat menyebutkan satu persatu.
Penulis mengucapkan terima kasih yang tak terhingga kepada Mama, Apa,
Adik-adikku (Yanti, Yesi dan Neng Yusi) atas segala dorongan moril dan materil,
pengertian, do’a dan kasih sayang yang telah diberikan. Tak lupa penulis
berterima kasih kepada D. Agung N. sekeluarga atas support serta do’a yang telah
diberikan.
Penulis menyadari sepenuhnya, bahwa masih banyak kekurangan dalam
hal penulisan skripsi ini. Kendati demikian, penulis tetap berharap semoga tulisan
ini dapat memberikan manfaat meski hanya sebutir mutiara di antara untaian
permata.
Bogor, Mei 2007
Penulis
DAFTAR ISI
Halaman
DAFTAR TABEL……………………………………………………………..
xiv
DAFTAR GAMBAR………………………………………………..................
xvi
PENDAHULUAN……………………………………………………………..
1
Latar Belakang………………………………………………………...
1
Tujuan…………………………………………………………............
2
TINJAUAN PUSTAKA……………………………………………………….
3
Definisi Bahan Organik Tanah………………………………………..
3
Sumber Bahan Organik Tanah………………………………………...
4
Komposisi atau Susunan Bahan Organik Tanah……………………....
4
Hasil Dekomposisi Bahan Organik Tanah…………………….............
5
Faktor-faktor yang Mempengaruhi Dekomposisi Bahan Organik
Tanah…………………………………………………………………..
6
Faktor Penyebab Menurunnya Kadar C-organik dalam Tanah………..
8
Peranan Bahan Organik di dalam Tanah………………………………
9
Metode Analisis Bahan Organik Tanah……………….………………
10
Kelebihan dan Kekurangan Metode Walkley dan Black
Dibandingkan Metode Uji Cepat……………………………………...
12
Pengertian Korelasi dan Kalibrasi Uji Tanah………………………….
13
Unsur Hara Karbón (C)………………………………………………..
14
BAHAN DAN METODE……………………………………………………...
15
Tempat dan Waktu Penelitian…………………………………………
15
Bahan dan Alat Penelitian…………………..........................................
15
Metode Penelitian……………………………………………………..
16
HASIL DAN PEMBAHASAN………………………………………………..
20
Jenis Tanah, Kadar C-organik, dan Jenis Penggunaan Lahan Contoh
Tanah yang Digunakan………………………………………………..
20
Pengaruh Persiapan Contoh Tanah terhadap Nilai Koefisien Korelasi
(r) antara Tinggi Buih dengan Kadar C-organik Metode Walkley dan
Black…………………………………………………………………..
22
Pengaruh Jenis Pereaksi terhadap Nilai Koefisien Korelasi (r) antara
Tinggi Buih dengan Kadar C-organik Metode Walkley dan Black…...
25
xiii
Penetapan Waktu Pengamatan Tinggi Buih Metode Uji Cepat…..
26
Kalibrasi Kadar C-organik Metode Uji Cepat………………………...
29
KESIMPULAN DAN SARAN………………………………………………..
31
Kesimpulan……………………………………………………………
31
Saran…………………………………………………………………...
31
DAFTAR PUSTAKA………………………………………………………….
32
LAMPIRAN…………………………………………………………………...
34
xiv
DAFTAR TABEL
Nomor
Halaman
Teks
1.
2.
3.
4.
Kelebihan dan Kekurangan Metode Walkley dan Black dengan
Metode Uji Cepat…………………………………………………….
12
Sebaran Kadar C-organik Tanah pada Berbagai Jenis Tanah dan
Jenis Penggunaan Lahan……………………………………………..
20
Nilai Koefisien Korelasi (r) Tinggi Buih Metode Uji Cepat dengan
Kadar C-organik Metode Walkley dan Black Menggunakan Pereaksi
IA dan Pereaksi IB untuk Contoh Tanah Dipersiapkan serta Contoh
Tanah Langsung pada Berbagai Waktu Pengamatan………………...
23
Nilai Koefisien Korelasi (r) Tinggi Buih Metode Uji Cepat dengan
Kadar C-organik Metode Walkley dan Black Menggunakan Pereaksi
IA dan Pereaksi IB untuk Contoh Tanah Dipersiapkan serta Contoh
Tanah Langsung Berdasarkan Jenis Penggunaan Lahan pada
Berbagai Waktu Pengamatan………………………………………...
23
Lampiran
1.
Lokasi Pengambilan Contoh, Jenis Tanah, dan Penggunaan
Lahannya di 10 Kabupaten dari Jawa Tengah dan Jawa Barat………
35
Hasil Analisis Kadar C-organik Walkley dan Black Contoh Tanah
dari 10 Kabupaten di Jawa Tengah dan Jawa Barat serta
Sebarannya…………………………………………………………...
38
3.
Kriteria Penilaian C-organik Tanah Pusat Penelitian Tanah…………
41
4.
Data Tinggi Buih Metode Uji Cepat dengan Pereaksi IA untuk
Contoh Tanah Dipersiapkan dan Contoh Tanah Langsung pada
Berbagai Waktu Pengamatan………………………………………...
42
Data Tinggi Buih Metode Uji Cepat dengan Pereaksi IB untuk
Contoh Tanah Dipersiapkan dan Contoh Tanah Langsung pada
Berbagai Waktu Pengamatan………………………………………...
48
Data Tinggi Buih Metode Uji Cepat dengan Pereaksi IA untuk
Contoh Tanah Dipersiapkan dan Contoh Tanah Langsung yang
Berasal
dari
Lahan
Sawah
pada
Berbagai
Waktu
Pengamatan………………………………………..............................
54
2.
5.
6.
xv
Nomor
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
14.
Halaman
Data Tinggi Buih Metode Uji Cepat dengan Pereaksi IB untuk Contoh
Tanah Dipersiapkan dan Contoh Tanah Langsung yang Berasal dari
Lahan Sawah pada Berbagai Waktu Pengamatan……………………...
58
Data Tinggi Buih Metode Uji Cepat dengan Pereaksi IA untuk Contoh
Tanah Dipersiapkan dan Contoh Tanah Langsung yang Berasal dari
Lahan Kering pada Berbagai Waktu Pengamatan……………………...
62
Data Tinggi Buih Metode Uji Cepat dengan Pereaksi IB untuk Contoh
Tanah Dipersiapkan dan Contoh Tanah Langsung yang Berasal dari
Lahan Kering pada Berbagai Waktu Pengamatan……………………...
64
Data Tinggi Buih Metode Uji Cepat dengan Pereaksi IA dengan Pola
Menurun………………………………………………………………..
66
Data Tinggi Buih Metode Uji Cepat dengan Pereaksi IA dengan Pola
Mendatar…………………………………………………………….....
66
Data Tinggi Buih Metode Uji Cepat dengan Pereaksi IA dengan Pola
MenaikDrastis-Menurun………………………………………………..
67
Data Tinggi Buih Metode Uji Cepat dengan Pereaksi IA dengan Pola
Menaik-Mendatar-Menurun…………………………………………....
68
Data Tinggi Buih Metode Uji Cepat Menggunakan Pereaksi IA dengan
Contoh Tanah Langsung Berasal dari Lahan Sawah Berdasarkan
Waktu Pengamatan 10 Menit dalam Kalibrasi Kadar C-organik Metode
Uji Cepat…………………………………..............................................
69
xvi
DAFTAR GAMBAR
Nomor
Halaman
1.
Pola Tinggi Buih Menurun………………………………….
26
2.
Pola Tinggi Buih Mendatar…………………………………
27
3.
Pola Tinggi Buih yang Menaik Drastis-Menurun…………..
27
4.
Pola Tinggi Buih Menaik-Mendatar-Menurun……………...
28
5.
Hubungan antara Kadar C-organik Metode Walkley dan
Black (%) dengan Tinggi Buih (mm) dalam Kalibrasi
Kadar C-organik Metode Uji Cepat………………………...
30
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Bahan organik umumnya ditemukan di permukaan tana h dengan jumlah
sekitar 3 – 5 % saja (Hardjowigeno, 2003). Akan tetapi, peranannya dalam tanah
sangat besar baik langsung maupun tidak. Hal ini erat kaitannya dengan fungsi
bahan organik terhadap sifat fisik, sifat kimia, dan sifat biologi tanah. Reijntjes et
al. (1992) mengemukakan bahwa fungsi bahan organik tanah di antaranya sebagai
penyimpan unsur hara yang secara perlahan akan dilepaskan ke dalam larutan air
tanah dan disediakan untuk tanaman. Bahan organik di dalam atau di atas tanah
juga melindungi dan membantu mengatur suhu dan kelembaban tanah. Bahan
organik juga dapat meningkatkan daya sangga tanah (Kasno, Setyorini, dan
Nurjaya, 2003).
Permasalahan penurunan kadar C-organik dalam tanah dapat disebabkan
oleh banyak faktor di antaranya : pengaruh dari suhu dan curah hujan daerah
tropis, pembukaan dan pengelolaan lahan, serta pengaruh erosi akibat pembukaan
lahan (Kasno et al., 2003). Petani pada umumnya mengabaikan masalah
ketersediaan bahan organik dalam tanah dengan tidak mengembalikan sisa
tanaman ke lahan, sehingga sebagian besar bahan organik terangkut keluar.
Akibatnya kondisi kesuburan tanah pertanian saat ini mengalami penurunan
seiring dengan terus menurunnya kadar C-organik dalam tanah.
Kadar bahan organik tanah dapat diketahui melalui analisis C-organik
yang dilakukan di laboratorium di antaranya dengan metode Walkley dan Black,
metode Walkley dan Black modifikasi Kurmeis, dan CHNS analyzers. Saat ini di
Indonesia belum ada metode cepat untuk menganalisis kadar C-organik di lapang.
2
Balai Penelitian Tanah sedang mengembangkan metode Uji Cepat kadar Corganik tanah, yang dapat dipergunakan untuk mengidentifikasi kadar C-organik
tanah di lapang secara langsung serta mudah diaplikasikan. Namun, sebelum
diaplikasikan metode tersebut perlu diuji keterandalannya. Maka metode Uji
Cepat tersebut diuji melalui pengujian metode ekstraksi (Leiwakabessy dan
Sutandi, 1998) yang meliputi pengaruh jenis persiapan contoh tanah, jenis
pereaksi, penetapan waktu pengamatan, serta kalibrasi kadar C-organik metode
Uji Cepat. Untuk melihat pengaruh persiapan contoh tanah dan jenis pereaksi,
data tinggi buih metode Uji Cepat dikorelasikan dengan kadar C-organik menurut
metode Walkley dan Black. Begitupun untuk kalibrasi kadar C-organik menurut
metode Uji Cepat, data tinggi buih metode Uji Cepat dikalibrasi dengan kadar Corganik metode Walkley dan Black. Seharusnya korelasi dilakukan terhadap
jumlah hara yang diserap oleh tanaman, dan kalibrasi dilakukan terhadap produksi
tanaman (Westerman, 1990; Leiwakabessy dan Sut andi, 1998). Akan tetapi,
tanaman menyerap karbon (C) melalui daun dari udara. Oleh karena itu, untuk
korelasi dan kalibrasi dilakukan terhadap kadar C-organik metode Walkley dan
Black sebagai suatu metode baku untuk mengukur kadar C-organik yang
digunakan di laboratorium dan memiliki ketelitian yang cukup tinggi (Setyorini
dan Widowati, 2005). Kelebihan metode Walkley dan Black dibandingkan dengan
metode yang lain yaitu sederhana, cepat, digunakan secara luas, dan hanya
membutuhkan peralatan yang sedikit (Westerman, 1990).
Tujuan
Penelitian ini bertujuan untuk menguji metode Uji Cepat penetapan kadar
C-organik yang dikembangkan oleh Balai Penelitian Tanah.
TINJAUAN PUSTAKA
Definisi Bahan Organik Tanah
Bahan organik tanah merupakan kompleks gabungan antara jasad hidup,
mati, bahan terdekomposisi, dan senyawa anorganik. Sebagian besar dari bahan
organik tanah diperoleh hasil dekomposisi jaringan tanaman dan sisanya
merupakan hasil dekomposisi mikrofauna dan mikrobiota (Alexander, 1977
dalam Suriadikarta et al., 2002).
Soepardi (1983) menyatakan bahwa bahan organik tanah merupakan
penimbunan sisa tumbuhan dan binatang yang sebagian telah mengalami
pelapukan dan pembentukan kembali ke tanah. Bahan demikian berada dalam
proses pelapukan aktif dan menjadi mangsa jasad mikro. Sebagai akibat, bahan itu
berubah terus dan tidak mantap dan selalu harus diperbaharui melalui
penambahan sisa tanaman atau binatang.
Bahan organik tanah merupakan bagian dari fraksi organik tanah yang telah
mengalami degradasi dan dekomposisi baik sebagian ataupun keseluruhan dan
telah mengalami resintesis secara kimia dan biologi dalam tanah. Fraksi organik
tanah mencakup baik organisme hidup, residu tanaman dan hewan mati, serta
merupakan bagian tanah yang secara kimia paling aktif. Fraksi organik tanah yang
hidup dan belum mengalami dekomposisi tidak termasuk dalam kategori bahan
organik tanah (Anwar dan Sudadi, 2004). Fraksi organik yang terdekomposisi
biasanya disebut sebagai “humus”, yang terdiri dari : 1) bahan non humat dan 2)
bahan
humat.
Bahan
non
humat
mencakup
karbohidrat,
asam
amino
4
, lipida, lignin, dan lain- lain semuanya merupakan hasil metabolisme organisme.
Bahan humat meliputi asam humat dan asam fulvat (Tan, 1996).
Bahan organik tanah secara morfologi dapat dibedakan sebagai bahan
organik kasar (segar) yang masih memperlihatkan adanya serat-serat tanaman, dan
bahan organik halus (terdekomposisi) struktur tanaman sudah tidak dapat dikenali
lagi. Bahan organik kasar penting terutama dalam hubungannya dengan sifat fisik
tanah dan sifat biologi tanah. Hubungannya dengan sifat fisik tanah yakni
terhadap bobot isi, struktur, dan ruang pori tanah. Sementara itu hubungan
terhadap sifat biologi tanah penting dalam kegiatan mikroorganisme tanah. Bahan
organik halus terutama yang telah me miliki sifat-sifat koloidal dapat
mempengaruhi sifat fisik, sifat kimia, maupun sifat biologi tanah (Anwar dan
Sudadi, 2004).
Sumber Bahan Organik Tanah
Sumber asli bahan organik ialah jaringan tumbuhan. Di alam daun ranting,
cabang, batang, dan akar tumbuhan menyediakan sejumlah bahan organik tiap
tahunnya. Penyumbang bahan organik sekunder setelah tumbuhan adalah
binatang. Binatang tersebut akan menggunakan bahan organik sebagai sumber
energi dan bila mereka mati jasadnya merupakan sumber bahan organik baru
(Soepardi, 1983).
Komposisi atau Susunan Bahan Organik Tanah
Komposisi atau susunan jaringan tumbuhan akan berbeda dengan
komposisi jaringan binatang. Pada umumnya jaringan binatang lebih cepat hancur
daripada jaringan tumbuhan. Jaringan tumbuhan sebagian besar tersusun dari air
5
yang beragam mulai dari 60 – 90 % dan rata-rata kurang lebih 75 %. Bagian
padatan sekitar 25 % dari hidrat arang (60 %), protein (10 %), lignin (10 – 30 %)
dan lemak (1 – 8 %). Ditinjau dari susunan unsur, karbon merupakan bagian yang
terbesar (44 %), disusul oleh oksigen (40 %), hidrogen, dan abu masing- masing
sekitar 8 % (Hakim et al., 1986).
Hasil Dekomposisi Bahan Organik Tanah
Berdasarkan kecepatan reaksi dekomposisi, bahan organik dapat
dikelompokkan menjadi senyawa yang cepat dan yang lambat sekali
didekomposisikan. Bahan organik yang cepat didekomposisikan adalah gula, zat
pati, protein sederhana, protein kasar, dan hemiselulosa. Sementara, bahan
organik lambat sekali didekomposisikan adalah hemiselulosa, selulosa, lignin,
lemak, waks, dan lain- lain. Hemiselulosa merupakan senyawa yang berada di
antara cepat dan lambat didekomposisikan (Hakim et al., 1986).
Bahan organik tanah berdasarkan kemudahan didekomposisi dapat
dikelompokkan menjadi fraksi bahan organik tanah mudah didekomposisi atau
labil (labile pools) dan fraksi bahan organik tanah yang resisten (stabile pools).
Komponen sangat labil terdiri dari komponen hasil mineralisasi dengan masa daur
ulang beberapa hari hingga beberapa tahun. Sebagian fraksi ini terdiri dari sel
seperti karbohidrat, asam amino, peptida, gula amino, dan lipid yang mudah
terombak. Sementara, komponen bahan organik tanah yang resisten terhadap
dekomposisi (stabile pools) adalah senyawa humik polimer tinggi yang
merupakan hasil dekomposisi sisa tanaman seperti senyawa lignin atau
kondensasi dari senyawa organik larut hasil dekomposisi gula, asam amino,
polipenol dan lignin. Produk akhir yang sangat resisten dari sisa dekomposisi sisa
6
tanaman dan mikroba ini adalah asam humat (Duxbury et al., 1989 dalam
Suriadikarta et al., 2002).
Bahan organik yang lebih banyak mengandung selulosa, hemiselulosa, dan
senyawa-senyawa larut air lebih mudah terombak. Urutan senyawa organik mulai
dari yang paling mudah terombak sampai dengan yang paling sulit terombak ialah
(gula, amilum, protein sederhana) > (protein rumit, pektin, hemiselulosa) >
selulosa > (lignin, lilin, damar, tanin). Urutan ketahanan bahan tumbuhan ialah
tumbuhan padang < konifer < semak dan pohon berdaun lebar < rumput, rempah
< legum (Schroeder, 1984 dalam Notohadiprawiro, 1998).
Hasil sederhana dekomposisi bahan organik yang dihasilkan dari aktivitas
mikroba yakni karbon (CO2 , CO3 2-, HCO3 -, CH4 , dan C), nitrogen (NH4 +, NO2-,
NO3 -, gas nitrogen), sulfur (S, H2 S, SO32-, SO4 2-), fosfor (H2 PO4 -, HPO42-), lainnya
K+, Ca2+, Mg2+, H2 O, O 2 , H2 , H+, OH-, dan lain- lain (Buckman dan Brady, 1982).
Faktor-faktor yang Mempengaruhi Dekomposisi Bahan Organik Tanah
Faktor-faktor yang mempengaruhi dekomposisi bahan organik adalah
sebagai berikut :
(1) Ukuran partikel
Makin kecil ukuran partikel (potongan) bahan mentah tersebut maka
makin cepat proses pelapukannya. Tumpukan bahan organik yang
menggunakan sistem udara alami, ukuran partikel ± 5 cm. Sementara,
untuk sistem pengomposan yang menggunakan suplai udara, ukuran
partikel dapat kurang dari 1 cm. Untuk jerami padi ukuran yang biasa
dipakai adalah sepanjang 5-10 cm.
7
(2) Suhu dan ketinggian tumpukan
Timbunan yang terlalu dangkal akan kehilangan panas lebih cepat
daripada timbunan yang lebih tinggi, dan yang terlalu tinggi dapat terjadi
pemadatan sehingga suhu terlalu tinggi dan udara di dasar timbunan
berkurang. Kekurangan udara dapat menyebabkan tumbuhnya bakteri
anaerobik, yang dapat memberikan bau yang tidak enak. Tinggi timbunan
yang memenuhi syarat adalah sekitar 1.25-2.00 m.
(3) Nisbah C/N
Bahan organik dengan rasio C/N 25-40 cukup optimal untuk
pengomposan.
(4) Kelembaban
Timbunan kompos harus selalu lembab, tetapi tidak boleh terlalu basah.
Kadar air yang baik adalah 40-60 %.
(5) Bak penampungan
Bak tersebut ± menampung 1 m3 kompos. Setiap timbunan atau tumpukan
bahan kompos setebal ± 10 cm harus ditaburkan pupuk kandang dan
seterusnya sampai timbunan memenuhi bak. Selanjutnya, bagian atas
ditutup dengan tanah dan disiram hingga basah. Jika akan dilakukan
pengadukan, sisi bak dibuka lalu memasangnya lagi di dekat timbunan
yang masih berdiri. Setelah pengadukan selesai timbunan dimasukkan lagi
ke dalam bak. Timbunan yang tadinya di atas menjadi di bawah dan yang
di bawah jadi di atas.
8
(6) Pengadukan
Apabila tidak dilakukan pengadukan dan timbunan terlalu basah, maka
dapat menambah udara, mengeringkan bahan, serta muncul bakteri
anaerobik yang dapat memberikan bau tidak enak.
(7) Suplai unsur hara
Penambahan unsur hara yang diperlukan, seperti N, P, K, Ca, Mg, dan S,
atau menambah inokulum yang mengandung mikroorganisme.
(8) Derajat kemasaman (pH)
Mikroorganisme dapat hidup dengan baik pada kisaran pH tertentu.
Derajat kemasaman (pH) untuk bakteri berkisar antara 6.0-7.5, sedangkan
fungi masih dapat hidup pada kisaran 5.5-8.0.
(9) Mikroorganisme
Beberapa isolat fungi selulotik seperti Aspergillus sp., Pennicillium sp.,
Trichoderma viride, Trichurus spiralis, dan Chaetomium sp., diketahui
efisien dalam merombak jerami dan residu tanaman (Widyastuti,
Djuniwati, dan Virianita, 2005).
Faktor Penyebab Menurunnya Kadar C-organik dalam Tanah
Faktor penyebab menurunnya kadar C-organik dalam tanah menurut
Kasno et al., (2003) adalah suhu tinggi dan curah hujan daerah tropis, yang
merupakan faktor penting terhadap laju dekomposisi bahan organik. Pembukaan
dan pengelolaan lahan juga merupakan faktor yang berpengaruh terhadap
dekomposisi bahan organik. Pembukaan lahan menyebabkan tanah terkena sinar
matahari dan hujan secara langsung sehingga laju dekomposisi bahan organik
9
lebih cepat. Faktor lain yang tidak kalah pentingnya adalah pengaruh erosi akibat
pembukaan lahan yang menyebabkan bahan organik semakin rendah.
Bila ditinjau dari sumbernya, faktor lain penyebab menurunnya kadar Corganik tanah adalah susunan fraksi biokimia sumber bahan organik. Bahan
organik yang didominasi oleh lignin lebih sulit terombak sehingga laju
dekomposisi lambat (Schroeder, 1984 dalam Notohadiprawiro, 1998).
Peranan Bahan Organik di dalam Tanah
Peranan bahan organik di dalam tanah dibagi ke dalam 3 kelompok yakni
peranan terhadap sifat fisik, sifat kimia, dan sifat biologi tanah.
Peranan Bahan Organik terhadap Sifat Fisik Tanah
Bagian serat dari bahan organik memungkinkan pembentukan agregat atau
granulasi tanah. Perbaikan agregasi tanah akan memperbaiki permeabilitas dan
peredaran udara tanah liat. Granulasi butir-butir tanah memperbaiki daya pegang
hara dan air pada tanah pasir (Hsieh dan Hsieh, 1990 dalam Karama et al., 1990).
Terjadinya agregasi dan granulasi akan mengurangi aliran permukaan dan
memperkuat daya pegang tana h, sehingga erosi akan berkurang. Akar tanaman
mudah menembus lebih dalam dan luas, sehingga tanaman lebih kokoh dan lebih
mampu menyerap hara tanaman serta air lebih banyak (Jo, 1990 dalam Karama et
al., 1990).
Peranan lain bahan organik terhadap sifat fisik tanah yaitu dapat
meningkatkan kapasitas penyimpanan/penahanan air, menstabilkan struktur dan
mempermudah pengolahan tanah, melindungi permukaan, mengurangi pengerasan
10
dan meningkatkan infiltrasi, serta mengurangi pengaruh dari pemadatan (Tisdale
et al., 1990).
Peranan Bahan Organik terhadap Sifat Kimia Tanah
Bahan organik menyediakan sebagian dari kapasitas tukar kation (KTK)
tanah. Kapasitas tukar kation yang tinggi penting untuk memegang pupuk
inorganik yang diberikan dan meningkatkan daya sangga (buffer) dari tanah,
sehingga tanaman dapat terhindar dari beberapa tekanan seperti kemasaman tanah
dan keracunan hara. Bahan organik juga meningkatkan ketersediaan beberapa
unsur hara. Perombakan bahan organik akan melepaskan unsur-unsur hara seperti
N, P, K, S, dan beberapa unsur lain (Hsieh dan Hsieh, 1990 dalam Karama et al.,
1990).
Peranan Bahan Organik terhadap Sifat Biologi Tanah
Bahan organik adalah sumber energi dan makanan utama bagi makro serta
mikro organisme tanah. Dalam aktivitasnya, biota tanah tersebut merombak atau
mendekomposisi bahan organik segar menjadi senyawa yang lebih sederhana
(Suriadikarta et al., 2002). Hakim et al. (1986) menyatakan bahwa bahan organik
tanah dapat meningkatkan jumlah dan aktivitas metabolik organisme tanah, serta
meningkatkan kegiatan jasad mikro dalam membantu dekomposisi bahan organik.
Metode Analisis Bahan Organik Tanah
Analisis bahan organik tanah dilakukan dengan tujuan untuk menduga
kadar C-organiknya yang dilakukan menurut metode Walkley dan Black serta
metode Uji Cepat.
11
Analisis Kadar C-organik Tanah dengan Metode Walkley dan Black
Kandungan dan komposisi bahan organik dalam tanah keragamannya
besar, sehingga dalam penetapan secara kuantitatif dari bahan organik biasanya
dengan mengukur kandungan C-organik bukan kandungan total C dari tanah (Tan,
1996). Bahan organik di tanah bisa dioksidasi dengan perlakuan campuran panas
K2 Cr2 O7 dan H2 SO4, dengan persamaan sebagai berikut :
2 Cr2 O7 + 3 C + 16 H+
4 Cr3+ + 3 CO 2 + 8 H2O…………………………(1)
Selanjutnya, kelebihan Cr2 O72- dititrasi dengan FeSO4 dan Cr2 O72- yang tereduksi
ketika bereaksi dengan tanah dianggap setara dengan C-organik di dalam contoh
tanah (Page, 1982).
Analisis kadar C-organik Tanah dengan Metode Uji Cepat
Untuk mengetahui kadar bahan organik secara cepat, maka diperlukan
penetapan kadar karbón (C) secara cepat pula. Dasar penetapan metode Uji Cepat
ádalah sebagai berikut :
Karbón (C) dalam tanah dioksidasi menjadi CO2 yang mudah larut dalam
air dan larutannya menjadi sedikit asam karena terbentuk asam karbonat (H2 CO3 ).
Reaksinya ádalah sebagai berikut ;
C + O2
CO2 + H2O
CO2 …………………………………………………………………(2)
H2 CO3 …………………………………………………………...(3)
Penetralan dengan basa mampu memberikan dua bentuk garam yaitu garam
karbonat dengan netralisasi sempurna, dan garam- garam bikarbonat yang
terbentuk dengan netralisasi parsial (Segal, 1989). Reaksinya ádalah sebagai
berikut ;
NaOH + H2 CO3
Na2 CO3 + H2O…………………………………………...(4)
12
2 NaOH + H2 CO3
2 NaHCO3 + 2 H2 O……………………………………..(5)
Garam- garam karbonat seperti Na2 CO3 sulit terurai, sedangkan garam-garam
bikarbonat seperti NaHCO3 mudah terurai oleh pemanasan atau pengoksidasian.
Persamaan reaksinya ádalah ;
NaHCO3
Na2CO3 + H2 O + CO2 …………………………………………...(6)
CO2 yang terbentuk membuat gelembung-gelembung di atas permukaan larutan.
Cara kerja metode Uji Cepat tersebut ± 0.5 g tanah dimasukkan, kemudian
ditambahkan 1 ml larutan I, alau diaduk dengan pengaduk kaca sampai larut.
Setelah itu ditetesi larutan II sebanyak 3 tetes, lalu amati ketinggian gelembung.
Kelebihan dan Kekurangan Metode Walkley dan Black dibanding Metode
Uji Cepat
Setiap metode penetapan mempunyai kelebihan dan kekurangan.
Perbedaan kelebihan dan kekurangan penetapan C-organik menggunakan metode
Walkley dan Black dibanding metode Uji Cepat disajikan sebagai berikut :
Tabel 1. Kelebihan dan Kekurangan Metode Walkley dan Black dengan Metode
Uji Cepat
Metode
Perbedaan
Kelebihan
Metode Walkley dan Black
1.Mengekstrak berbagai
bentuk hara.
2.Pengukuran dengan
perubahan warna.
3.Angka kuantitatif, ketelitian
lebih tinggi.
4.Dapat menggunakan
berbagai jenis bahan kimia.
Kekurangan
1.Prosedur lama/baku.
13
Lanjutan...
Metode
Perbedaan
Kelebihan
Metode Uji Cepat
Kekurangan
1.Prosedur cepat
2.Pengukuran
1.Hanya
dengan
yang
mudah
tersedia.
tinggi buih.
3.Menggunakan
bentuk
mengekstrak
jenis
bahan
kimia/asam/basa/garam
tertentu.
(Setyorini dan Widowati, 2005)
Pengertian Korelasi dan Kalibrasi Uji Tanah
Korelasi uji tanah adalah proses penentuan, apakah ada hubungan antara
serapan hara oleh tanaman atau hasil dan jumlah hara yang terekstrak oleh suatu
uji tanah khusus (Westerman, 1990). Dengan demikian dapat diketahui apakah
terdapat hubungan antara apa yang dianalisis di laboratorium dengan apa ya ng
diserap oleh tanaman. Penilaiannya didasarkan pada nilai r atau r2 . Jadi tujuan
korelasi ini adalah untuk menentukan macam metode uji tanah yang paling baik
untuk mengukur jumlah suatu unsur yang tersedia bagi tanaman (Leiwakabessy
dan Sutandi, 1998). Hubungan uji tanah dapat ditentukan dengan cara : 1)
Matematik dan 2) Grafik. Untuk menentukan koefisien korelasi, dilakukan
analisis regresi untuk menggambarkan secara matematik perubahan serapan hara
seiring dengan perubahan uji tanah (Corey, 1987 dalam Westerman, 1990).
Koefisien korelasi untuk berbagai uji tanah dapat dibandingkan secara langsung.
14
Koefisien korelasi r = 1 menunjukkan bahwa korelasi sempurna, dan koefisien nol
menunjukkan tidak ada hubungan (Westerman, 1990).
Kalibrasi uji tanah adalah proses untuk mengetahui arti pengukuran uji
tanah dalam istilah respon tanaman. Tujuan kalibrasi tanah adalah untuk
mendeskripsikan hasil uji tanah dalam istilah yang mudah dimengerti untuk
menyederhanakan proses pembuatan rekomendasi pupuk menurut kategori kadar
hara tanah. Istilah yang sering digunakan untuk mendeskripsikan kategori kadar
hara adalah sangat rendah, rendah, sedang, tinggi, dan sangat tinggi. Prosedur
umum yang digunakan untuk menentukan kategori uji tanah salah satunya yaitu
dengan kurva kontinu. Tahapannya yaitu dengan menggambarkan titik-titik
produksi relatif atau produksi aktual terhadap uji tanah. Selanjutnya, membuat
kurva regresi dari titik-titik tersebut, kemudian kurva tersebut dibagi menjadi
beberapa kategori misalnya rendah, sedang, serta tinggi. Dasar pengelompokan
menjadi kelas-kelas bersifat subjektif dan berubah-ubah, karena model regresi
kontinu tidak mempunyai titik belok sebagai pedoman pengelompokan
(Westerman, 1990).
Unsur Hara Karbon (C)
Hara atau nutrien adalah zat yang diserap tanaman untuk makanannya.
Hara yang diserap dapat dalam bentuk molekul (CO2 ) dan ion. Karbon dioksida
diambil melalui daun dari udara. Dari CO2 tanaman memperoleh unsur hara C
yang termasuk sebagai unsur hara makro (Leiwakabessy dan Sutandi, 1998).
Karbon dioksida merupakan hasil sederhana dekomposisi bahan organik yang
dihasilkan dari aktivitas mikroba (Buckman dan Brady, 1982).
BAHAN DAN METODE
Tempat dan Waktu Penelitian
Penelitian ini dilaksanakan di Laboratorium Kimia dan Kesuburan Tanah,
Departemen Ilmu Tanah dan Sumberdaya Lahan, Fakultas Pertanian, Institut
Pertanian Bogor, dan Laboratorium Penelitian Balai Penelitian Tanah,
Sindangbarang. Penelitian dilaksanakan mulai bulan Agustus sampai dengan
bulan Oktober 2006.
Bahan dan Alat Penelitian
Bahan yang dipergunakan adalah contoh tanah komposit yang diambil
pada kedalaman 0–20 cm., serta bahan kimia untuk analisis C-organik metode
Walkley dan Black dan metode Uji Cepat. Contoh tanah komposit yang
digunakan adalah berbagai jenis tanah dari 5 kabupaten di Jawa Barat (Indramayu,
Karawang, Bogor, Cianjur, dan Majalengka) dan 5 kabupaten di Jawa Tengah
(Kebumen, Tegal, Boyolali, Rembang, dan Demak). Dari masing- masing
kabupaten diambil 10 contoh tanah, sehingga jumlah keseluruhan contoh tanah
yang digunakan adalah 100 buah. Bahan kimia untuk analisis C-organik metode
Walkley dan Black terdiri dari : K2 Cr2 O7 , H2 SO4 , air destilata, indikator ferroin,
dan FeSO4 . Sementara itu, bahan kimia untuk analisis kadar C-organik metode Uji
Cepat yakni pereaksi I terdiri dari pereaksi IA dan pereaksi IB serta pereaksi II
sebagai indikator. Alat-alat yang dipergunakan adalah peralatan laboratorium dan
alat tulis.
16
Metode Penelitian
Jenis Persiapan Contoh Tanah yang Digunakan
Analisis C-organik dilakukan dengan menggunakan metode Walkley dan
Black serta metode Uji Cepat terhadap 100 buah contoh. Persiapan contoh tanah
menurut metode Walkley dan Black menggunakan contoh tanah dipersiapkan
dengan perlakuan terhadap tanah adalah dikering udarakan, dihaluskan, lalu
disaring dengan saringan berdiameter 2 mm. Untuk mengetahui pengaruh
persiapan contoh terhadap kadar C-organik, Uji Cepat dilakukan terhadap 2
kelompok persiapan contoh tanah yaitu contoh tanah yang dipersiapkan dan
contoh tanah langsung, sehingga jumlah contoh yang dianalisis keseluruhannya
menjadi 200 buah. Hal ini dilakukan karena pembanding metode Uji Cepat untuk
mengukur kadar C-organik tanah yaitu metode Walkley dan Black menggunakan
contoh yang dipersiapkan. Sementara itu, contoh tanah langsung diharapkan
memiliki kondisi hampir mendekati kondisi tanah di lapang (ada yang kering dan
lembab), karena metode Uji Cepat adalah untuk diaplikasikan di lapang.
Analisis Kadar C-organik Menurut Metode Walkley dan Black
Prinsip metode Walkley dan Black ini adalah Cr2 O72- yang diberikan
berlebihan lalu tereduksi ketika bereaksi dengan tanah, dianggap setara dengan Corganik di dalam contoh tanah (Page, 1982).
Cara penetapan C-organik tanah dengan prosedur metode Walkley dan
Black (Walkley, 1946; Peech et al., 1947; Greweling dan Peech, 1960 dalam
Page, 1982) adalah sebagai berikut : Contoh tanah diambil sebanyak 0.5 g,
dimasukkan ke dalam erlenmeyer 500 ml, kemudian ditambahkan 10 ml K2 Cr2 O7
N, dan erlenmeyer tersebut digoyang sehingga larutan bercampur rata dengan
17
reagent atau pereaksi. Sebanyak 20 ml H2 SO4 pekat ditambahkan untuk
membentuk suspensi dengan cepat, kemudian erlenmeyer digoyang dengan cepat
sampai contoh bercampur dengan reagent selama 1 menit. Erlenmeyer did iamkan
hingga dingin selama 30 menit. Pencampuran dilakukan di ruang asap.
Diusahakan tidak ada zarah tanah yang terlempar ke dinding erlenmeyer sebelah
atas hingga tidak tercampur merata. Ditambahkan ± 200 ml air destilata ke dalam
erlenmeyer, jika terjadi kekeruhan akan menyebabkan titik akhir tidak terlihat.
Ditambahkan 4 tetes indikator ferroin 1 N, lalu dititrasi dengan larutan FeSO4 0.5
N. Titik akhir dicapai jika larutan berubah dari dari biru ke merah anggur.
Penetapan blanko dilakukan sama seperti cara di atas tetapi tanpa menggunakan
contoh. Penetapan diulang dengan contoh yang lebih sedikit jika lebih besar dari
75 % Cr2 O7 2- yang direduksi. C-organik total dihitung dengan menggunakan
rumus :
%C-organik =
(meK 2Cr2O7 − meFeSO4 ) × 0.003 × 1.33 × 100
BKM
........................ (7)
Dimana :
me
=NxV
V
= Volume
N
= Normalitas
BKM = Bobot kering oven 105º C contoh.
Analisis Kadar C-organik Menurut Metode Uji Cepat
Prinsip metode Uji Cepat ádalah sebagai berikut : Karbón (C) dalam tanah
dioksidasi menjadi CO2 yang mudah larut dalam air dan larutannya menjadi
sedikit asam karena terbentuk asam karbonat (H2 CO3 ). Selanjutnya, dilakukan
18
penetralan dengan basa yang mampu memberikan dua bentuk garam yaitu garam
karbonat dengan netralisasi sempurna, dan garam- garam bikarbonat yang
terbentuk dengan netralisasi parsial (Segal, 1989). Garam-garam karbonat seperti
Na2 CO3 sulit terurai, sedangkan garam-garam bikarbonat seperti NaHCO3 mudah
terurai oleh pemanasan atau pengoksidasian. Hasil akhir dari pengoksidasian
tersebut ádalah CO2. Karbón dioksida yang terbentuk membuat gelembunggelembung di atas permukaan larutan.
Contoh tanah dipersiapkan dan contoh tanah langsung sehingga berjumlah
200 buah tersebut dianalisis dengan dua kali ulangan (duplo), dengan
menggunakan dua jenis pereaksi I yaitu pereaksi IA dan pereaksi IB guna melihat
pengaruh jenis pereaksi terhadap kadar C-organik. Dalam metode Uji Cepat kadar
C-organik tersebut ± 0.5 g contoh tanah dimasukkan ke dalam tabung reaksi,
kemudian diberi 1 ml pereaksi I (A atau B), lalu diaduk dengan pengaduk kaca
sampai tercampur atau homogen. Setelah itu, ditetesi 3 tetes pereaksi II dan
dibiarkan bereaksi sampai terbentuk buih. Untuk mendapatkan waktu pengukuran
terbaik, tinggi buih yang terbentuk diamati setiap selang 5 menit sekali yakni pada
5', 10', 15', 20', 25', dan 30'. Pengukuran tinggi buih dilakukan dengan
menggunakan mistar, dan diukur mulai dari permukaan suspensi.
Interpretasi Data Hasil Analisis
Untuk melihat pengaruh persiapan contoh tanah dan pengaruh jenis
pereaksi, data tinggi buih metode Uji Cepat dikorelasikan dengan kadar C-organik
menurut metode Walkley dan Black sehingga dari koefisien korelasi tersebut
dapat ditetapkan jenis persiapan contoh tanah terbaik. Selanjutnya, untuk
menentukan waktu pengamatan terbaik dibuat grafik kadar rata-rata tinggi buih.
19
Untuk kalibrasi kadar C-organik menurut metode Uji Cepat, data tinggi buih
dikalibrasi dengan kadar C-organik metode Walkley dan Black. Dalam kalibrasi
tersebut angka-angka pencilan (outlier) dibuang dan kalibrasi dilakukan pada data
C-organik untuk pereaksi terpilih dengan contoh tanah langsung yang berasal dari
jenis penggunaan lahan sawah dan berdasarkan waktu pengamatan terpilih. Data
kadar C-organik metode Walkley dan Black ditempatkan sebagai sumbu x dan
tinggi buih sebagai sumbu y. Tinggi buih dibagi menjadi 3 kategori yaitu rendah
(R) untuk kadar C-organik Walkley dan Black = 2.00 %, sedang (S) untuk kadar
C-organik 2.01 – 3.00 %, dan tinggi (T) untuk kadar C-organik = 3.01 %.
HASIL DAN PEMBAHASAN
Jenis Tanah, Kadar C-organik, dan Jenis Penggunaan La han Contoh Tanah
yang Digunakan
Jenis tanah (Tabel Lampiran 1), sebaran kadar C-organik tanah metode
Walkley dan Black (Tabel Lampiran 2), serta jenis penggunaan lahan dari contoh
tanah yang digunakan (Tabel Lampiran 1) dalam penelitian ini disajikan pada
Tabel 2.
Tabel 2. Sebaran Kadar C-organik Tanah pada Berbagai Jenis Tanah dan Jenis
Penggunaan Lahan
No.
Jenis Tanah
(PPT, 1983)
Lahan Sawah
SR
R
S
T
? Contoh
Lahan
Sawah
Lahan Kering
SR
R
S
T
? Contoh
Lahan
Kering
1
Aluvial
1
15
17
1
34
2
-
-
-
2
2
Latosol
-
-
-
-
-
3
12
4
1
20
3
Grumusol
2
10
5
-
17
-
-
-
2
2
4
Regosol
-
6
6
-
12
-
-
-
-
-
8
2
-
-
-
2
-
2
5
6
7
Mediteran
2
5
1
-
Podsolik
-
-
-
-
-
-
2
-
Glei Humus
-
1
-
-
1
-
-
-
-
-
5
37
29
1
72
7
14
4
3
28
Jumlah
Keterangan : - = tidak ada contoh.
* = Kriteria Penilaian PPT (1983)
SR = sangat rendah, R = rendah, S = sedang, dan T = tinggi
Dari Tabel 2 tampak bahwa jenis tanah yang digunakan dalam penelitian
ini meliputi Aluvial (36 buah), Latosol (20 buah), Grumusol (19 buah), Regosol
(12 buah), Mediteran (10 buah), Podsolik (2 buah), dan Glei Humus (1 buah).
Contoh-contoh tanah tersebut diambil dari lahan sawah sebanyak 72 contoh serta
lahan kering sebanyak 28 contoh. Kadar C-organik berdasarkan kriteria penilaian
sifat-sifat tanah PPT, 1983 (Tabel Lampiran 3) pada lahan sawah tersebut dalam
klas sangat rendah (SR) 5 buah, rendah (R) 37 buah, sedang (S) 29 buah, dan
21
tinggi (T) hanya 1 buah. Sementara itu, contoh tanah dari lahan kering memiliki
sebaran kadar C-organik yang meliputi kelas sangat rendah 7 buah, rendah 14
buah, sedang 4 buah, serta tinggi 3 buah. Dari data di atas tampak bahwa contoh
tanah yang digunakan dalam penelitian ini didominasi oleh contoh tanah dengan
kadar C-organik rendah (51 buah), baik pada lahan sawah (37 buah) maupun pada
lahan kering (14 buah).
Jumlah contoh keseluruhan tanah Aluvial adalah 36 buah. Contoh tanah
Aluvial dari lahan sawah yang berjumlah 34 buah memiliki kisaran kadar Corganik mulai dari sangat rendah hingga tinggi, dan yang dominan adalah sedang
(17 buah). Contoh tanah Aluvial dari lahan kering berjumlah 2 buah dan kadarnya
tergolong sangat rendah.
Jenis penggunaan lahan contoh tana h Latosol yang berjumlah 20 buah
semuanya merupakan lahan kering. Kadar C-organiknya berkisar mulai dari
sangat rendah hingga tinggi, dan sebagian besar tergolong rendah (12 buah).
Contoh tanah jenis Grumusol berjumlah 19 buah, 17 buah di antaranya
berasal dari lahan sawah dan sisanya dari lahan kering. Lahan sawah memiliki
kisaran mulai dari sangat rendah hingga sedang, dan yang dominan adalah rendah
(10 buah). Sementara itu, untuk 2 buah contoh tanah jenis Grumusol yang berasal
dari lahan kering tergolong tinggi.
Jenis penggunaan lahan contoh tanah Regosol yang berjumlah 12 buah
semuanya merupakan lahan sawah. Kadar C-organiknya berkisar mulai dari
rendah (6 buah) hingga sedang (6 buah).
Jumlah keseluruhan contoh tanah Mediteran adalah 10 buah. Meliputi
penggunaan lahan dari lahan sawah 8 buah, dan sisanya (2 buah) dari lahan kering
22
Tanah Mediteran dari lahan sawah memiliki kisaran kadar C-organik mulai dari
sangat rendah hingga tinggi, dan sebagain besar tergolong rendah (5 buah). Tanah
Mediteran dari lahan kering berjumlah 2 buah memiliki kisaran kadar C-organik
sangat rendah.
Jumlah tanah Podsolik hanya 2 buah yang berasal dari lahan kering, dan
kadar C-organiknya tergolong rendah. Jenis tanah terakhir adalah Glei humus dari
lahan sawah, hanya 1 buah saja kadarnya tergolong rendah.
Pengaruh Persiapan Contoh Tanah terhadap Nilai Koefisien Korelasi (r)
antara Tinggi Buih dengan Kadar C-organik Metode Walkley dan Black
Untuk melihat pengaruh persiapan contoh tanah, data tinggi buih (Tabel
Lampiran 4-9) metode Uji Cepat dikorelasikan dengan kadar C-organik metode
Walkley dan Black. Hasil korelasi antara tinggi buih metode Uji Cepat dengan
kadar C-organik metode Walkley dan Black yang menggunakan pereaksi IA
maupun pereaksi IB dengan contoh tanah dipersiapkan serta
contoh tanah
langsung untuk seluruh contoh disajikan pada Tabel 3 (data disajikan pada Tabel
Lampiran 4-5). Selanjutnya, hasil korelasinya setelah contoh tanah dipisah
menurut jenis penggunaan lahan yaitu lahan sawah dan lahan kering disajikan
pada Tabel 4 (data disajikan pada Tabel Lampiran 6-9).
Tabel 3. Nilai Koefisien Korelasi (r) Tinggi Buih Metode Uji Cepat dengan Kadar
C-organik Metode Walkley dan Black Menggunakan Pereaksi IA dan IB
untuk Contoh Tanah Dipersiapkan serta Contoh Tanah Langsung pada
Berbagai Waktu Pengamatan
Pereaksi
Persiapan
Contoh Tanah
?n
IA
? Dipersiapkan
? Langsung
100
IB
? Dipersiapkan
? Langsung
100
Koefisien Korelasi (r) C-organik berdasarkan Waktu
Pengamatan
5'
10'
15'
20'
25'
30'
0.15
0.15
0.16
0.15
0.14
0.12
0.34**
0.34**
0.34**
0.35**
0.35** 0.35**
Keterangan : * = nyata pada a = 5 %
** = sangat nyata pada a = 1 %
0.22*
0.22*
0.34**
0.22*
0.25*
0.21*
0.25*
0.21*
0.25*
0.22*
0.26**
23
Tabel 4. Nilai Koefisien Korelasi (r) Tinggi Buih Metode Uji Cepat dengan Kadar
C-organik Metode Walkley dan Black Menggunakan Pereaksi IA dan IB
untuk Contoh Tanah Dipersiapkan serta Contoh Tanah Langsung
berdasarkan Jenis Penggunaan Lahan pada Berbagai Waktu Pengamatan
Jenis
Penggunaan
Lahan
Lahan
Sawah
Pereaksi
Persiapan
Contoh Tanah
Korelasi C-organik berdasarkan Waktu Pengamatan Tinggi
Buih
?n
5'
10'
15'
20'
25'
30'
IA
? Dipersiapkan
? Langsung
72
0.20
0.37**
0.24*
0.41**
0.25*
0.41**
0.25*
0.42**
0.22
0.43**
0.19
0.42**
IB
? Dipersiapkan
? Langsung
72
0.24*
0.31**
0.24*
0.32**
0.25*
0.29*
0.25*
0.29*
0.24*
0.29*
0.25*
0.29*
IA
? Dipersiapkan
? Langsung
28
0.15
0.33
0.09
0.26
0.08
0.23
0.05
0.24
0.07
0.24
0.05
0.23
IB
? Dipersiapkan
? Langsung
28
0.23
0.41*
0.19
0.25
0.18
0.19
0.15
0.16
0.16
0.18
0.16
0.21
Lahan
Kering
Keterangan : * = nyata pada a = 5 %
** = sangat nyata pada a = 1 %
Dari Tabel 3 tampak bahwa nilai koefisien korelasi (r) untuk contoh tanah
langsung dengan pereaksi IA maupun pereaksi IB lebih besar dibandingkan
dengan contoh tanah yang dipersiapkan. Nilai r pereaksi IA untuk contoh tanah
langsung pada berbagai waktu pengamatan adalah 0.34, 0.34, 0.34, 0.35, 0.35, dan
0.35. Sementara pereaksi IB untuk contoh tanah langsung memiliki nilai r sebesar
0.34, 0.29, 0.25, 0.25, 0.25, dan 0.36. Nilai r contoh tanah dipersiapkan untuk
pereaksi IA adalah 0.15, 0.15, 0.16, 0.15, 0.14, dan 0.12, dan untuk pereaksi IB
nilai r nya yaitu 0.22, 0.22, 0.22, 0.21, 0.21, serta 0.22. Selanjutnya, dari Tabel 4
tampak bahwa untuk pereaksi IA, nilai r pada contoh tanah langsung juga lebih
besar daripada contoh tanah dipersiapkan; baik untuk contoh dari lahan sawah
maupun dari lahan kering. Nilai- nilai r pereaksi IA yang berasal dari lahan sawah
untuk contoh tanah langsung adalah 0.37, 0.41, 0.41, 0.42, 0.43, dan 0.42. Angkaangka tersebut lebih besar daripada nilai r contoh tanah dipersiapkan yaitu 0.20,
2
Ya Allah…..tidak ada sesuatu yang mudah selain Engkau
membuat yang susah itu menjadi mudah.
Dengan penuh rasa syukur ke Hadirat-Mu Ya Rabb…..
Kupersembahkan apa yang telah kuperjuangkan untuk.....
Mama yang senantiasa memberi arti kehidupan melalui
kasih sayang, do’a yang tak henti-henti, dan kesabarannya.
Apa yang mengajariku sebuah keuletan, tanggung jawab,
dan bijaksana dalam menyikapi persoalan.
Adik-adikku (Yanti, Yesi, dan Neng Yusi) yang mewarnai
hari-hariku dengan cinta kasih dan keceriaan.
PENGUJIAN METODE UJI CEPAT PENETAPAN KADAR
C-ORGANIK
Oleh :
YAYU RAHAYU
A24102050
PROGRAM STUDI ILMU TANAH S1
DEPARTEMEN ILMU TANAH DAN SUMBERDAYA LAHAN
FAKULTAS PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
2007
SUMMARY
YAYU RAHAYU. Evaluation of Quick Test Method for Soil Organic Carbon
Content (Under guidance of SUWARNO, ARIEF HARTONO, and LADIYANI
RETNO WIDOWATI).
Before being introduced for wide application, the reliability of quick test
method for soil organic carbon content has to be evaluated. The objective of this
experiment was to evaluate quick test method for determining soil organic carbon
content developed by Indonesian Soil Research Institute.
In this research the effect of soil sample preparation (comparison between
prepared soil sample and unprepared/direct soil sample) and the effect of kinds of
reagent (IA or IB) were evaluated. For this purpose, froth height data of quick test
of soil organic carbon was correlated with organic carbon content of Walkley and
Black method. In addition,
the best time for froth height observation was
determined in this research. Calibration of froth height was conducted on organic
carbon content of Walkley and Black method (%) for categorizing froth height
into classes of low, médium, and high.
Research results indicated that the quick test method was better to be
applied on direct soil samples (without air drying, crushing, and sieving), both for
reagents IA and IB. Reagent IA was better than reagent IB, and both kinds of
reagent were better for analyzing organic carbon content of paddy soil. The best
observation time (the shortest time for observation of froth height which had not
undergone much change anymore) using reagent IA for direct soil sample of
paddy soils was 10 minutes. Calibration results showed that in the quick test
method, low class of was organic carbon for froth height < 42.0 mm, médium
class for froth height between 42.0 - 56.0 mm, and high class for froth height >
56.0 mm.
Dengan penuh rasa syukur ke Hadirat-Mu Ya Rabb…..
Kupersembahkan apa yang telah kuperjuangkan untuk.....
Mama yang senantiasa memberi arti kehidupan melalui
kasih sayang, do’a yang tak henti-henti, dan kesabarannya.
Apa yang mengajariku sebuah keuletan, tanggung jawab,
dan bijaksana dalam menyikapi persoalan.
Adik-adikku (Yanti, Yesi, dan Neng Yusi) yang mewarnai
hari-hariku dengan cinta kasih dan keceriaan.
RINGKASAN
YAYU RAHAYU. Pengujian Metode Uji Cepat Penetapan Kadar C-organik (Di
bawah bimbingan SUWARNO, ARIEF HARTONO, dan LADIYANI RETNO
WIDOWATI).
Sebelum digunakan secara luas, metode Uji Cepat penetapan kadar Corganik perlu diuji keterandalannya. Penelitian ini bertujuan untuk menguji
metode Uji Cepat penetapan kadar C-organik yang dikembangkan oleh Balai
Penelitian Tanah.
Dalam penelitian ini dipelajari pengaruh persiapan contoh tanah (untuk
membandingkan contoh tanah dipersiapkan dengan contoh tanah langsung) dan
pengaruh jenis pereaksi (IA atau IB). Untuk maksud tersebut, data tinggi buih
menurut metode Uji Cepat kadar C-organik dikorelasikan dengan data kadar Corganik metode Walkley dan Black, kemudian nilai koefisien korelasinya
dievaluasi. Selain itu, juga ditentukan waktu pengamatan tinggi buih terbaik serta
dilakukan kalibrasi tinggi buih (mm) terhadap kadar C-organik metode Walkley
dan Black (%) untuk mengelompokkan tinggi buih ke dalam klas rendah, sedang,
dan tinggi.
Hasil penelitian menunjukkan bahwa metode Uji Cepat ini lebih baik
diaplikasikan pada contoh tanah langsung (tanpa dikering udarakan, dihaluskan,
serta disaring), baik untuk pereaksi IA dan pereaksi IB. Pereaksi IA lebih baik
dibandingkan dengan pereaksi IB, dan kedua jenis pereaksi lebih baik digunakan
untuk menganalisis kadar C-organik contoh tanah dari lahan sawah. Waktu
pengamatan terbaik (waktu terpendek pengamatan tinggi buih yang sudah tidak
banyak mengalami perubahan lagi) bagi pereaksi IA dengan contoh tanah
langsung untuk lahan sawah adalah 10 menit. Hasil kalibrasi menunjukkan bahwa
kadar C-organik metode Uji Cepat memiliki kelas rendah pada tinggi buih < 42.0
mm, kelas sedang pada tinggi buih 42.0 mm – 56.0 mm, dan kelas tinggi pada
tinggi buih adalah > 56.0 mm.
PENGUJIAN METODE UJI CEPAT PENETAPAN KADAR
C-ORGANIK
Oleh :
YAYU RAHAYU
A24102050
Skripsi
Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Sarjana Pertanian pada
Fakultas Pertanian, Institut Pertanian Bogor
PROGRAM STUDI ILMU TANAH S1
DEPARTEMEN ILMU TANAH DAN SUMBERDAYA LAHAN
FAKULTAS PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
2007
Judul Penelitian
: PENGUJIAN METODE UJI CEPAT PENETAPAN
KADAR C-ORGANIK
Nama
: YAYU RAHAYU
NRP
: A24102050
Menyetujui ,
Dosen Pembimbing
Pembimbing I
Dr. Ir. Suwarno, M.Sc.
NIP. 131 803 642
Pembimbing II
Pembimbing III
Dr. Ir. Arief Hartono, M.Sc.
Ir. Ladiyani Retno Widowati, M.Sc.
NIP. 132 049 460
NIP. 080 118 973
Mengetahui,
Dekan Fakultas Pertanian
Prof. Dr. Ir. Didy Sopandie, M. Agr.
NIP. 131 124 019
Tanggal Lulus :
RIWAYAT HIDUP
Penulis lahir di Ciamis, Jawa Barat pada tanggal 11 Maret 1983 dari
pasangan Drs. Yahya Mulyana Anas dan Eti Setiawati. Penulis merupakan anak
pertama dari empat bersaudara (Yanti, Yesi dan Yusi).
Penulis menyelesaikan pendidikan Taman Kanak-kanak pada tahun 1990
di TK PGRI Babantar, Ciamis. Tahun 1996 lulus dari SDN Babantar, Ciamis.
Kemudian penulis melanjutkan pendidikan di MTsN Kawali, Ciamis lulus pada
tahun 1999. Selanjutnya, penulis lulus dari SMUN 2 Ciamis pada tahun 2002.
Pada tahun yang sama penulis diterima di IPB melalui jalur Undangan Seleksi
Masuk IPB (USMI) pada Program Studi Ilmu Tanah, Jurusan Tanah (sekarang
Departemen Ilmu Tanah dan Sumberdaya Lahan), Fakultas Pertanian, IPB.
Selama menyelesaikan studi, penulis aktif di Lembaga Struktural BEM-A
Fakultas Pertanian, yaitu Ladang Seni sebagai sekretaris pada periode 2003/2004,
pada periode yang sama penulis juga menjabat sebagai bendahara di Himpunan
Mahasiswa Ilmu Tanah (HMIT). Kemudian pada periode 2004/2005 menjabat
sebagai ketua umum Ladang Seni. Penulis juga pernah menjadi asisten Biologi
Tanah di Departemen Ilmu Tanah dan Sumberdaya Lahan, Fakultas Pertanian,
IPB.
KATA PENGANTAR
Alhamdulillah……..Ya Rabb.
Puji syukur ke Hadirat Allah SWT, yang telah melimpahkan rahmat dan
hidayah-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi yang berjudul ”
Pengujian Metode Uji Cepat Penetapan Kadar C-organik ”.
Pada kesempatan ini, penulis menyampaikan rasa hormat dan terima kasih
kepada Bapak Dr. Ir. Suwarno, M.Sc. selaku pembimbing akademik sekaligus
pembimbing skripsi, Bapak Dr. Ir. Arief Hartono, M.Sc., dan Ibu Ir. Ladiyani
Retno Widowati, M.Sc. selaku pembimbing skripsi atas semua ilmu, bimbingan,
petunjuk, nasehat dan perhatian yang telah diberikan selama penulis mengadakan
penelitian dan menyelesaikan skripsi ini. Terima kasih juga kepada Ibu Dr.
Rahayu Widyastuti, yang telah menguji serta memberikan saran untuk perbaikan
skripsi ini. Penulis juga menyampaikan terima kasih sebesar-besarnya kepada
pihak Badan Penelitian Tanah yang telah bekerjasama dan mendanai penelitian
ini; Bu Nanan yang selalu mempersiapkan pereaksi; Pak Agus, Pak Anda, Pak
Udin, Pak Wandi dkk. yang selalu menemani saat pengamatan; teman-teman
seperjuangan (Puji, Fika, Galuh, Vicky yang sudah jadi sarjana lebih dulu dan
soiler ‘39/”antilantanida”); Bu Tini, Pak Simon, Mbak Upi, serta semua pihak
yang telah membantu namun penulis tidak dapat menyebutkan satu persatu.
Penulis mengucapkan terima kasih yang tak terhingga kepada Mama, Apa,
Adik-adikku (Yanti, Yesi dan Neng Yusi) atas segala dorongan moril dan materil,
pengertian, do’a dan kasih sayang yang telah diberikan. Tak lupa penulis
berterima kasih kepada D. Agung N. sekeluarga atas support serta do’a yang telah
diberikan.
Penulis menyadari sepenuhnya, bahwa masih banyak kekurangan dalam
hal penulisan skripsi ini. Kendati demikian, penulis tetap berharap semoga tulisan
ini dapat memberikan manfaat meski hanya sebutir mutiara di antara untaian
permata.
Bogor, Mei 2007
Penulis
DAFTAR ISI
Halaman
DAFTAR TABEL……………………………………………………………..
xiv
DAFTAR GAMBAR………………………………………………..................
xvi
PENDAHULUAN……………………………………………………………..
1
Latar Belakang………………………………………………………...
1
Tujuan…………………………………………………………............
2
TINJAUAN PUSTAKA……………………………………………………….
3
Definisi Bahan Organik Tanah………………………………………..
3
Sumber Bahan Organik Tanah………………………………………...
4
Komposisi atau Susunan Bahan Organik Tanah……………………....
4
Hasil Dekomposisi Bahan Organik Tanah…………………….............
5
Faktor-faktor yang Mempengaruhi Dekomposisi Bahan Organik
Tanah…………………………………………………………………..
6
Faktor Penyebab Menurunnya Kadar C-organik dalam Tanah………..
8
Peranan Bahan Organik di dalam Tanah………………………………
9
Metode Analisis Bahan Organik Tanah……………….………………
10
Kelebihan dan Kekurangan Metode Walkley dan Black
Dibandingkan Metode Uji Cepat……………………………………...
12
Pengertian Korelasi dan Kalibrasi Uji Tanah………………………….
13
Unsur Hara Karbón (C)………………………………………………..
14
BAHAN DAN METODE……………………………………………………...
15
Tempat dan Waktu Penelitian…………………………………………
15
Bahan dan Alat Penelitian…………………..........................................
15
Metode Penelitian……………………………………………………..
16
HASIL DAN PEMBAHASAN………………………………………………..
20
Jenis Tanah, Kadar C-organik, dan Jenis Penggunaan Lahan Contoh
Tanah yang Digunakan………………………………………………..
20
Pengaruh Persiapan Contoh Tanah terhadap Nilai Koefisien Korelasi
(r) antara Tinggi Buih dengan Kadar C-organik Metode Walkley dan
Black…………………………………………………………………..
22
Pengaruh Jenis Pereaksi terhadap Nilai Koefisien Korelasi (r) antara
Tinggi Buih dengan Kadar C-organik Metode Walkley dan Black…...
25
xiii
Penetapan Waktu Pengamatan Tinggi Buih Metode Uji Cepat…..
26
Kalibrasi Kadar C-organik Metode Uji Cepat………………………...
29
KESIMPULAN DAN SARAN………………………………………………..
31
Kesimpulan……………………………………………………………
31
Saran…………………………………………………………………...
31
DAFTAR PUSTAKA………………………………………………………….
32
LAMPIRAN…………………………………………………………………...
34
xiv
DAFTAR TABEL
Nomor
Halaman
Teks
1.
2.
3.
4.
Kelebihan dan Kekurangan Metode Walkley dan Black dengan
Metode Uji Cepat…………………………………………………….
12
Sebaran Kadar C-organik Tanah pada Berbagai Jenis Tanah dan
Jenis Penggunaan Lahan……………………………………………..
20
Nilai Koefisien Korelasi (r) Tinggi Buih Metode Uji Cepat dengan
Kadar C-organik Metode Walkley dan Black Menggunakan Pereaksi
IA dan Pereaksi IB untuk Contoh Tanah Dipersiapkan serta Contoh
Tanah Langsung pada Berbagai Waktu Pengamatan………………...
23
Nilai Koefisien Korelasi (r) Tinggi Buih Metode Uji Cepat dengan
Kadar C-organik Metode Walkley dan Black Menggunakan Pereaksi
IA dan Pereaksi IB untuk Contoh Tanah Dipersiapkan serta Contoh
Tanah Langsung Berdasarkan Jenis Penggunaan Lahan pada
Berbagai Waktu Pengamatan………………………………………...
23
Lampiran
1.
Lokasi Pengambilan Contoh, Jenis Tanah, dan Penggunaan
Lahannya di 10 Kabupaten dari Jawa Tengah dan Jawa Barat………
35
Hasil Analisis Kadar C-organik Walkley dan Black Contoh Tanah
dari 10 Kabupaten di Jawa Tengah dan Jawa Barat serta
Sebarannya…………………………………………………………...
38
3.
Kriteria Penilaian C-organik Tanah Pusat Penelitian Tanah…………
41
4.
Data Tinggi Buih Metode Uji Cepat dengan Pereaksi IA untuk
Contoh Tanah Dipersiapkan dan Contoh Tanah Langsung pada
Berbagai Waktu Pengamatan………………………………………...
42
Data Tinggi Buih Metode Uji Cepat dengan Pereaksi IB untuk
Contoh Tanah Dipersiapkan dan Contoh Tanah Langsung pada
Berbagai Waktu Pengamatan………………………………………...
48
Data Tinggi Buih Metode Uji Cepat dengan Pereaksi IA untuk
Contoh Tanah Dipersiapkan dan Contoh Tanah Langsung yang
Berasal
dari
Lahan
Sawah
pada
Berbagai
Waktu
Pengamatan………………………………………..............................
54
2.
5.
6.
xv
Nomor
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
14.
Halaman
Data Tinggi Buih Metode Uji Cepat dengan Pereaksi IB untuk Contoh
Tanah Dipersiapkan dan Contoh Tanah Langsung yang Berasal dari
Lahan Sawah pada Berbagai Waktu Pengamatan……………………...
58
Data Tinggi Buih Metode Uji Cepat dengan Pereaksi IA untuk Contoh
Tanah Dipersiapkan dan Contoh Tanah Langsung yang Berasal dari
Lahan Kering pada Berbagai Waktu Pengamatan……………………...
62
Data Tinggi Buih Metode Uji Cepat dengan Pereaksi IB untuk Contoh
Tanah Dipersiapkan dan Contoh Tanah Langsung yang Berasal dari
Lahan Kering pada Berbagai Waktu Pengamatan……………………...
64
Data Tinggi Buih Metode Uji Cepat dengan Pereaksi IA dengan Pola
Menurun………………………………………………………………..
66
Data Tinggi Buih Metode Uji Cepat dengan Pereaksi IA dengan Pola
Mendatar…………………………………………………………….....
66
Data Tinggi Buih Metode Uji Cepat dengan Pereaksi IA dengan Pola
MenaikDrastis-Menurun………………………………………………..
67
Data Tinggi Buih Metode Uji Cepat dengan Pereaksi IA dengan Pola
Menaik-Mendatar-Menurun…………………………………………....
68
Data Tinggi Buih Metode Uji Cepat Menggunakan Pereaksi IA dengan
Contoh Tanah Langsung Berasal dari Lahan Sawah Berdasarkan
Waktu Pengamatan 10 Menit dalam Kalibrasi Kadar C-organik Metode
Uji Cepat…………………………………..............................................
69
xvi
DAFTAR GAMBAR
Nomor
Halaman
1.
Pola Tinggi Buih Menurun………………………………….
26
2.
Pola Tinggi Buih Mendatar…………………………………
27
3.
Pola Tinggi Buih yang Menaik Drastis-Menurun…………..
27
4.
Pola Tinggi Buih Menaik-Mendatar-Menurun……………...
28
5.
Hubungan antara Kadar C-organik Metode Walkley dan
Black (%) dengan Tinggi Buih (mm) dalam Kalibrasi
Kadar C-organik Metode Uji Cepat………………………...
30
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Bahan organik umumnya ditemukan di permukaan tana h dengan jumlah
sekitar 3 – 5 % saja (Hardjowigeno, 2003). Akan tetapi, peranannya dalam tanah
sangat besar baik langsung maupun tidak. Hal ini erat kaitannya dengan fungsi
bahan organik terhadap sifat fisik, sifat kimia, dan sifat biologi tanah. Reijntjes et
al. (1992) mengemukakan bahwa fungsi bahan organik tanah di antaranya sebagai
penyimpan unsur hara yang secara perlahan akan dilepaskan ke dalam larutan air
tanah dan disediakan untuk tanaman. Bahan organik di dalam atau di atas tanah
juga melindungi dan membantu mengatur suhu dan kelembaban tanah. Bahan
organik juga dapat meningkatkan daya sangga tanah (Kasno, Setyorini, dan
Nurjaya, 2003).
Permasalahan penurunan kadar C-organik dalam tanah dapat disebabkan
oleh banyak faktor di antaranya : pengaruh dari suhu dan curah hujan daerah
tropis, pembukaan dan pengelolaan lahan, serta pengaruh erosi akibat pembukaan
lahan (Kasno et al., 2003). Petani pada umumnya mengabaikan masalah
ketersediaan bahan organik dalam tanah dengan tidak mengembalikan sisa
tanaman ke lahan, sehingga sebagian besar bahan organik terangkut keluar.
Akibatnya kondisi kesuburan tanah pertanian saat ini mengalami penurunan
seiring dengan terus menurunnya kadar C-organik dalam tanah.
Kadar bahan organik tanah dapat diketahui melalui analisis C-organik
yang dilakukan di laboratorium di antaranya dengan metode Walkley dan Black,
metode Walkley dan Black modifikasi Kurmeis, dan CHNS analyzers. Saat ini di
Indonesia belum ada metode cepat untuk menganalisis kadar C-organik di lapang.
2
Balai Penelitian Tanah sedang mengembangkan metode Uji Cepat kadar Corganik tanah, yang dapat dipergunakan untuk mengidentifikasi kadar C-organik
tanah di lapang secara langsung serta mudah diaplikasikan. Namun, sebelum
diaplikasikan metode tersebut perlu diuji keterandalannya. Maka metode Uji
Cepat tersebut diuji melalui pengujian metode ekstraksi (Leiwakabessy dan
Sutandi, 1998) yang meliputi pengaruh jenis persiapan contoh tanah, jenis
pereaksi, penetapan waktu pengamatan, serta kalibrasi kadar C-organik metode
Uji Cepat. Untuk melihat pengaruh persiapan contoh tanah dan jenis pereaksi,
data tinggi buih metode Uji Cepat dikorelasikan dengan kadar C-organik menurut
metode Walkley dan Black. Begitupun untuk kalibrasi kadar C-organik menurut
metode Uji Cepat, data tinggi buih metode Uji Cepat dikalibrasi dengan kadar Corganik metode Walkley dan Black. Seharusnya korelasi dilakukan terhadap
jumlah hara yang diserap oleh tanaman, dan kalibrasi dilakukan terhadap produksi
tanaman (Westerman, 1990; Leiwakabessy dan Sut andi, 1998). Akan tetapi,
tanaman menyerap karbon (C) melalui daun dari udara. Oleh karena itu, untuk
korelasi dan kalibrasi dilakukan terhadap kadar C-organik metode Walkley dan
Black sebagai suatu metode baku untuk mengukur kadar C-organik yang
digunakan di laboratorium dan memiliki ketelitian yang cukup tinggi (Setyorini
dan Widowati, 2005). Kelebihan metode Walkley dan Black dibandingkan dengan
metode yang lain yaitu sederhana, cepat, digunakan secara luas, dan hanya
membutuhkan peralatan yang sedikit (Westerman, 1990).
Tujuan
Penelitian ini bertujuan untuk menguji metode Uji Cepat penetapan kadar
C-organik yang dikembangkan oleh Balai Penelitian Tanah.
TINJAUAN PUSTAKA
Definisi Bahan Organik Tanah
Bahan organik tanah merupakan kompleks gabungan antara jasad hidup,
mati, bahan terdekomposisi, dan senyawa anorganik. Sebagian besar dari bahan
organik tanah diperoleh hasil dekomposisi jaringan tanaman dan sisanya
merupakan hasil dekomposisi mikrofauna dan mikrobiota (Alexander, 1977
dalam Suriadikarta et al., 2002).
Soepardi (1983) menyatakan bahwa bahan organik tanah merupakan
penimbunan sisa tumbuhan dan binatang yang sebagian telah mengalami
pelapukan dan pembentukan kembali ke tanah. Bahan demikian berada dalam
proses pelapukan aktif dan menjadi mangsa jasad mikro. Sebagai akibat, bahan itu
berubah terus dan tidak mantap dan selalu harus diperbaharui melalui
penambahan sisa tanaman atau binatang.
Bahan organik tanah merupakan bagian dari fraksi organik tanah yang telah
mengalami degradasi dan dekomposisi baik sebagian ataupun keseluruhan dan
telah mengalami resintesis secara kimia dan biologi dalam tanah. Fraksi organik
tanah mencakup baik organisme hidup, residu tanaman dan hewan mati, serta
merupakan bagian tanah yang secara kimia paling aktif. Fraksi organik tanah yang
hidup dan belum mengalami dekomposisi tidak termasuk dalam kategori bahan
organik tanah (Anwar dan Sudadi, 2004). Fraksi organik yang terdekomposisi
biasanya disebut sebagai “humus”, yang terdiri dari : 1) bahan non humat dan 2)
bahan
humat.
Bahan
non
humat
mencakup
karbohidrat,
asam
amino
4
, lipida, lignin, dan lain- lain semuanya merupakan hasil metabolisme organisme.
Bahan humat meliputi asam humat dan asam fulvat (Tan, 1996).
Bahan organik tanah secara morfologi dapat dibedakan sebagai bahan
organik kasar (segar) yang masih memperlihatkan adanya serat-serat tanaman, dan
bahan organik halus (terdekomposisi) struktur tanaman sudah tidak dapat dikenali
lagi. Bahan organik kasar penting terutama dalam hubungannya dengan sifat fisik
tanah dan sifat biologi tanah. Hubungannya dengan sifat fisik tanah yakni
terhadap bobot isi, struktur, dan ruang pori tanah. Sementara itu hubungan
terhadap sifat biologi tanah penting dalam kegiatan mikroorganisme tanah. Bahan
organik halus terutama yang telah me miliki sifat-sifat koloidal dapat
mempengaruhi sifat fisik, sifat kimia, maupun sifat biologi tanah (Anwar dan
Sudadi, 2004).
Sumber Bahan Organik Tanah
Sumber asli bahan organik ialah jaringan tumbuhan. Di alam daun ranting,
cabang, batang, dan akar tumbuhan menyediakan sejumlah bahan organik tiap
tahunnya. Penyumbang bahan organik sekunder setelah tumbuhan adalah
binatang. Binatang tersebut akan menggunakan bahan organik sebagai sumber
energi dan bila mereka mati jasadnya merupakan sumber bahan organik baru
(Soepardi, 1983).
Komposisi atau Susunan Bahan Organik Tanah
Komposisi atau susunan jaringan tumbuhan akan berbeda dengan
komposisi jaringan binatang. Pada umumnya jaringan binatang lebih cepat hancur
daripada jaringan tumbuhan. Jaringan tumbuhan sebagian besar tersusun dari air
5
yang beragam mulai dari 60 – 90 % dan rata-rata kurang lebih 75 %. Bagian
padatan sekitar 25 % dari hidrat arang (60 %), protein (10 %), lignin (10 – 30 %)
dan lemak (1 – 8 %). Ditinjau dari susunan unsur, karbon merupakan bagian yang
terbesar (44 %), disusul oleh oksigen (40 %), hidrogen, dan abu masing- masing
sekitar 8 % (Hakim et al., 1986).
Hasil Dekomposisi Bahan Organik Tanah
Berdasarkan kecepatan reaksi dekomposisi, bahan organik dapat
dikelompokkan menjadi senyawa yang cepat dan yang lambat sekali
didekomposisikan. Bahan organik yang cepat didekomposisikan adalah gula, zat
pati, protein sederhana, protein kasar, dan hemiselulosa. Sementara, bahan
organik lambat sekali didekomposisikan adalah hemiselulosa, selulosa, lignin,
lemak, waks, dan lain- lain. Hemiselulosa merupakan senyawa yang berada di
antara cepat dan lambat didekomposisikan (Hakim et al., 1986).
Bahan organik tanah berdasarkan kemudahan didekomposisi dapat
dikelompokkan menjadi fraksi bahan organik tanah mudah didekomposisi atau
labil (labile pools) dan fraksi bahan organik tanah yang resisten (stabile pools).
Komponen sangat labil terdiri dari komponen hasil mineralisasi dengan masa daur
ulang beberapa hari hingga beberapa tahun. Sebagian fraksi ini terdiri dari sel
seperti karbohidrat, asam amino, peptida, gula amino, dan lipid yang mudah
terombak. Sementara, komponen bahan organik tanah yang resisten terhadap
dekomposisi (stabile pools) adalah senyawa humik polimer tinggi yang
merupakan hasil dekomposisi sisa tanaman seperti senyawa lignin atau
kondensasi dari senyawa organik larut hasil dekomposisi gula, asam amino,
polipenol dan lignin. Produk akhir yang sangat resisten dari sisa dekomposisi sisa
6
tanaman dan mikroba ini adalah asam humat (Duxbury et al., 1989 dalam
Suriadikarta et al., 2002).
Bahan organik yang lebih banyak mengandung selulosa, hemiselulosa, dan
senyawa-senyawa larut air lebih mudah terombak. Urutan senyawa organik mulai
dari yang paling mudah terombak sampai dengan yang paling sulit terombak ialah
(gula, amilum, protein sederhana) > (protein rumit, pektin, hemiselulosa) >
selulosa > (lignin, lilin, damar, tanin). Urutan ketahanan bahan tumbuhan ialah
tumbuhan padang < konifer < semak dan pohon berdaun lebar < rumput, rempah
< legum (Schroeder, 1984 dalam Notohadiprawiro, 1998).
Hasil sederhana dekomposisi bahan organik yang dihasilkan dari aktivitas
mikroba yakni karbon (CO2 , CO3 2-, HCO3 -, CH4 , dan C), nitrogen (NH4 +, NO2-,
NO3 -, gas nitrogen), sulfur (S, H2 S, SO32-, SO4 2-), fosfor (H2 PO4 -, HPO42-), lainnya
K+, Ca2+, Mg2+, H2 O, O 2 , H2 , H+, OH-, dan lain- lain (Buckman dan Brady, 1982).
Faktor-faktor yang Mempengaruhi Dekomposisi Bahan Organik Tanah
Faktor-faktor yang mempengaruhi dekomposisi bahan organik adalah
sebagai berikut :
(1) Ukuran partikel
Makin kecil ukuran partikel (potongan) bahan mentah tersebut maka
makin cepat proses pelapukannya. Tumpukan bahan organik yang
menggunakan sistem udara alami, ukuran partikel ± 5 cm. Sementara,
untuk sistem pengomposan yang menggunakan suplai udara, ukuran
partikel dapat kurang dari 1 cm. Untuk jerami padi ukuran yang biasa
dipakai adalah sepanjang 5-10 cm.
7
(2) Suhu dan ketinggian tumpukan
Timbunan yang terlalu dangkal akan kehilangan panas lebih cepat
daripada timbunan yang lebih tinggi, dan yang terlalu tinggi dapat terjadi
pemadatan sehingga suhu terlalu tinggi dan udara di dasar timbunan
berkurang. Kekurangan udara dapat menyebabkan tumbuhnya bakteri
anaerobik, yang dapat memberikan bau yang tidak enak. Tinggi timbunan
yang memenuhi syarat adalah sekitar 1.25-2.00 m.
(3) Nisbah C/N
Bahan organik dengan rasio C/N 25-40 cukup optimal untuk
pengomposan.
(4) Kelembaban
Timbunan kompos harus selalu lembab, tetapi tidak boleh terlalu basah.
Kadar air yang baik adalah 40-60 %.
(5) Bak penampungan
Bak tersebut ± menampung 1 m3 kompos. Setiap timbunan atau tumpukan
bahan kompos setebal ± 10 cm harus ditaburkan pupuk kandang dan
seterusnya sampai timbunan memenuhi bak. Selanjutnya, bagian atas
ditutup dengan tanah dan disiram hingga basah. Jika akan dilakukan
pengadukan, sisi bak dibuka lalu memasangnya lagi di dekat timbunan
yang masih berdiri. Setelah pengadukan selesai timbunan dimasukkan lagi
ke dalam bak. Timbunan yang tadinya di atas menjadi di bawah dan yang
di bawah jadi di atas.
8
(6) Pengadukan
Apabila tidak dilakukan pengadukan dan timbunan terlalu basah, maka
dapat menambah udara, mengeringkan bahan, serta muncul bakteri
anaerobik yang dapat memberikan bau tidak enak.
(7) Suplai unsur hara
Penambahan unsur hara yang diperlukan, seperti N, P, K, Ca, Mg, dan S,
atau menambah inokulum yang mengandung mikroorganisme.
(8) Derajat kemasaman (pH)
Mikroorganisme dapat hidup dengan baik pada kisaran pH tertentu.
Derajat kemasaman (pH) untuk bakteri berkisar antara 6.0-7.5, sedangkan
fungi masih dapat hidup pada kisaran 5.5-8.0.
(9) Mikroorganisme
Beberapa isolat fungi selulotik seperti Aspergillus sp., Pennicillium sp.,
Trichoderma viride, Trichurus spiralis, dan Chaetomium sp., diketahui
efisien dalam merombak jerami dan residu tanaman (Widyastuti,
Djuniwati, dan Virianita, 2005).
Faktor Penyebab Menurunnya Kadar C-organik dalam Tanah
Faktor penyebab menurunnya kadar C-organik dalam tanah menurut
Kasno et al., (2003) adalah suhu tinggi dan curah hujan daerah tropis, yang
merupakan faktor penting terhadap laju dekomposisi bahan organik. Pembukaan
dan pengelolaan lahan juga merupakan faktor yang berpengaruh terhadap
dekomposisi bahan organik. Pembukaan lahan menyebabkan tanah terkena sinar
matahari dan hujan secara langsung sehingga laju dekomposisi bahan organik
9
lebih cepat. Faktor lain yang tidak kalah pentingnya adalah pengaruh erosi akibat
pembukaan lahan yang menyebabkan bahan organik semakin rendah.
Bila ditinjau dari sumbernya, faktor lain penyebab menurunnya kadar Corganik tanah adalah susunan fraksi biokimia sumber bahan organik. Bahan
organik yang didominasi oleh lignin lebih sulit terombak sehingga laju
dekomposisi lambat (Schroeder, 1984 dalam Notohadiprawiro, 1998).
Peranan Bahan Organik di dalam Tanah
Peranan bahan organik di dalam tanah dibagi ke dalam 3 kelompok yakni
peranan terhadap sifat fisik, sifat kimia, dan sifat biologi tanah.
Peranan Bahan Organik terhadap Sifat Fisik Tanah
Bagian serat dari bahan organik memungkinkan pembentukan agregat atau
granulasi tanah. Perbaikan agregasi tanah akan memperbaiki permeabilitas dan
peredaran udara tanah liat. Granulasi butir-butir tanah memperbaiki daya pegang
hara dan air pada tanah pasir (Hsieh dan Hsieh, 1990 dalam Karama et al., 1990).
Terjadinya agregasi dan granulasi akan mengurangi aliran permukaan dan
memperkuat daya pegang tana h, sehingga erosi akan berkurang. Akar tanaman
mudah menembus lebih dalam dan luas, sehingga tanaman lebih kokoh dan lebih
mampu menyerap hara tanaman serta air lebih banyak (Jo, 1990 dalam Karama et
al., 1990).
Peranan lain bahan organik terhadap sifat fisik tanah yaitu dapat
meningkatkan kapasitas penyimpanan/penahanan air, menstabilkan struktur dan
mempermudah pengolahan tanah, melindungi permukaan, mengurangi pengerasan
10
dan meningkatkan infiltrasi, serta mengurangi pengaruh dari pemadatan (Tisdale
et al., 1990).
Peranan Bahan Organik terhadap Sifat Kimia Tanah
Bahan organik menyediakan sebagian dari kapasitas tukar kation (KTK)
tanah. Kapasitas tukar kation yang tinggi penting untuk memegang pupuk
inorganik yang diberikan dan meningkatkan daya sangga (buffer) dari tanah,
sehingga tanaman dapat terhindar dari beberapa tekanan seperti kemasaman tanah
dan keracunan hara. Bahan organik juga meningkatkan ketersediaan beberapa
unsur hara. Perombakan bahan organik akan melepaskan unsur-unsur hara seperti
N, P, K, S, dan beberapa unsur lain (Hsieh dan Hsieh, 1990 dalam Karama et al.,
1990).
Peranan Bahan Organik terhadap Sifat Biologi Tanah
Bahan organik adalah sumber energi dan makanan utama bagi makro serta
mikro organisme tanah. Dalam aktivitasnya, biota tanah tersebut merombak atau
mendekomposisi bahan organik segar menjadi senyawa yang lebih sederhana
(Suriadikarta et al., 2002). Hakim et al. (1986) menyatakan bahwa bahan organik
tanah dapat meningkatkan jumlah dan aktivitas metabolik organisme tanah, serta
meningkatkan kegiatan jasad mikro dalam membantu dekomposisi bahan organik.
Metode Analisis Bahan Organik Tanah
Analisis bahan organik tanah dilakukan dengan tujuan untuk menduga
kadar C-organiknya yang dilakukan menurut metode Walkley dan Black serta
metode Uji Cepat.
11
Analisis Kadar C-organik Tanah dengan Metode Walkley dan Black
Kandungan dan komposisi bahan organik dalam tanah keragamannya
besar, sehingga dalam penetapan secara kuantitatif dari bahan organik biasanya
dengan mengukur kandungan C-organik bukan kandungan total C dari tanah (Tan,
1996). Bahan organik di tanah bisa dioksidasi dengan perlakuan campuran panas
K2 Cr2 O7 dan H2 SO4, dengan persamaan sebagai berikut :
2 Cr2 O7 + 3 C + 16 H+
4 Cr3+ + 3 CO 2 + 8 H2O…………………………(1)
Selanjutnya, kelebihan Cr2 O72- dititrasi dengan FeSO4 dan Cr2 O72- yang tereduksi
ketika bereaksi dengan tanah dianggap setara dengan C-organik di dalam contoh
tanah (Page, 1982).
Analisis kadar C-organik Tanah dengan Metode Uji Cepat
Untuk mengetahui kadar bahan organik secara cepat, maka diperlukan
penetapan kadar karbón (C) secara cepat pula. Dasar penetapan metode Uji Cepat
ádalah sebagai berikut :
Karbón (C) dalam tanah dioksidasi menjadi CO2 yang mudah larut dalam
air dan larutannya menjadi sedikit asam karena terbentuk asam karbonat (H2 CO3 ).
Reaksinya ádalah sebagai berikut ;
C + O2
CO2 + H2O
CO2 …………………………………………………………………(2)
H2 CO3 …………………………………………………………...(3)
Penetralan dengan basa mampu memberikan dua bentuk garam yaitu garam
karbonat dengan netralisasi sempurna, dan garam- garam bikarbonat yang
terbentuk dengan netralisasi parsial (Segal, 1989). Reaksinya ádalah sebagai
berikut ;
NaOH + H2 CO3
Na2 CO3 + H2O…………………………………………...(4)
12
2 NaOH + H2 CO3
2 NaHCO3 + 2 H2 O……………………………………..(5)
Garam- garam karbonat seperti Na2 CO3 sulit terurai, sedangkan garam-garam
bikarbonat seperti NaHCO3 mudah terurai oleh pemanasan atau pengoksidasian.
Persamaan reaksinya ádalah ;
NaHCO3
Na2CO3 + H2 O + CO2 …………………………………………...(6)
CO2 yang terbentuk membuat gelembung-gelembung di atas permukaan larutan.
Cara kerja metode Uji Cepat tersebut ± 0.5 g tanah dimasukkan, kemudian
ditambahkan 1 ml larutan I, alau diaduk dengan pengaduk kaca sampai larut.
Setelah itu ditetesi larutan II sebanyak 3 tetes, lalu amati ketinggian gelembung.
Kelebihan dan Kekurangan Metode Walkley dan Black dibanding Metode
Uji Cepat
Setiap metode penetapan mempunyai kelebihan dan kekurangan.
Perbedaan kelebihan dan kekurangan penetapan C-organik menggunakan metode
Walkley dan Black dibanding metode Uji Cepat disajikan sebagai berikut :
Tabel 1. Kelebihan dan Kekurangan Metode Walkley dan Black dengan Metode
Uji Cepat
Metode
Perbedaan
Kelebihan
Metode Walkley dan Black
1.Mengekstrak berbagai
bentuk hara.
2.Pengukuran dengan
perubahan warna.
3.Angka kuantitatif, ketelitian
lebih tinggi.
4.Dapat menggunakan
berbagai jenis bahan kimia.
Kekurangan
1.Prosedur lama/baku.
13
Lanjutan...
Metode
Perbedaan
Kelebihan
Metode Uji Cepat
Kekurangan
1.Prosedur cepat
2.Pengukuran
1.Hanya
dengan
yang
mudah
tersedia.
tinggi buih.
3.Menggunakan
bentuk
mengekstrak
jenis
bahan
kimia/asam/basa/garam
tertentu.
(Setyorini dan Widowati, 2005)
Pengertian Korelasi dan Kalibrasi Uji Tanah
Korelasi uji tanah adalah proses penentuan, apakah ada hubungan antara
serapan hara oleh tanaman atau hasil dan jumlah hara yang terekstrak oleh suatu
uji tanah khusus (Westerman, 1990). Dengan demikian dapat diketahui apakah
terdapat hubungan antara apa yang dianalisis di laboratorium dengan apa ya ng
diserap oleh tanaman. Penilaiannya didasarkan pada nilai r atau r2 . Jadi tujuan
korelasi ini adalah untuk menentukan macam metode uji tanah yang paling baik
untuk mengukur jumlah suatu unsur yang tersedia bagi tanaman (Leiwakabessy
dan Sutandi, 1998). Hubungan uji tanah dapat ditentukan dengan cara : 1)
Matematik dan 2) Grafik. Untuk menentukan koefisien korelasi, dilakukan
analisis regresi untuk menggambarkan secara matematik perubahan serapan hara
seiring dengan perubahan uji tanah (Corey, 1987 dalam Westerman, 1990).
Koefisien korelasi untuk berbagai uji tanah dapat dibandingkan secara langsung.
14
Koefisien korelasi r = 1 menunjukkan bahwa korelasi sempurna, dan koefisien nol
menunjukkan tidak ada hubungan (Westerman, 1990).
Kalibrasi uji tanah adalah proses untuk mengetahui arti pengukuran uji
tanah dalam istilah respon tanaman. Tujuan kalibrasi tanah adalah untuk
mendeskripsikan hasil uji tanah dalam istilah yang mudah dimengerti untuk
menyederhanakan proses pembuatan rekomendasi pupuk menurut kategori kadar
hara tanah. Istilah yang sering digunakan untuk mendeskripsikan kategori kadar
hara adalah sangat rendah, rendah, sedang, tinggi, dan sangat tinggi. Prosedur
umum yang digunakan untuk menentukan kategori uji tanah salah satunya yaitu
dengan kurva kontinu. Tahapannya yaitu dengan menggambarkan titik-titik
produksi relatif atau produksi aktual terhadap uji tanah. Selanjutnya, membuat
kurva regresi dari titik-titik tersebut, kemudian kurva tersebut dibagi menjadi
beberapa kategori misalnya rendah, sedang, serta tinggi. Dasar pengelompokan
menjadi kelas-kelas bersifat subjektif dan berubah-ubah, karena model regresi
kontinu tidak mempunyai titik belok sebagai pedoman pengelompokan
(Westerman, 1990).
Unsur Hara Karbon (C)
Hara atau nutrien adalah zat yang diserap tanaman untuk makanannya.
Hara yang diserap dapat dalam bentuk molekul (CO2 ) dan ion. Karbon dioksida
diambil melalui daun dari udara. Dari CO2 tanaman memperoleh unsur hara C
yang termasuk sebagai unsur hara makro (Leiwakabessy dan Sutandi, 1998).
Karbon dioksida merupakan hasil sederhana dekomposisi bahan organik yang
dihasilkan dari aktivitas mikroba (Buckman dan Brady, 1982).
BAHAN DAN METODE
Tempat dan Waktu Penelitian
Penelitian ini dilaksanakan di Laboratorium Kimia dan Kesuburan Tanah,
Departemen Ilmu Tanah dan Sumberdaya Lahan, Fakultas Pertanian, Institut
Pertanian Bogor, dan Laboratorium Penelitian Balai Penelitian Tanah,
Sindangbarang. Penelitian dilaksanakan mulai bulan Agustus sampai dengan
bulan Oktober 2006.
Bahan dan Alat Penelitian
Bahan yang dipergunakan adalah contoh tanah komposit yang diambil
pada kedalaman 0–20 cm., serta bahan kimia untuk analisis C-organik metode
Walkley dan Black dan metode Uji Cepat. Contoh tanah komposit yang
digunakan adalah berbagai jenis tanah dari 5 kabupaten di Jawa Barat (Indramayu,
Karawang, Bogor, Cianjur, dan Majalengka) dan 5 kabupaten di Jawa Tengah
(Kebumen, Tegal, Boyolali, Rembang, dan Demak). Dari masing- masing
kabupaten diambil 10 contoh tanah, sehingga jumlah keseluruhan contoh tanah
yang digunakan adalah 100 buah. Bahan kimia untuk analisis C-organik metode
Walkley dan Black terdiri dari : K2 Cr2 O7 , H2 SO4 , air destilata, indikator ferroin,
dan FeSO4 . Sementara itu, bahan kimia untuk analisis kadar C-organik metode Uji
Cepat yakni pereaksi I terdiri dari pereaksi IA dan pereaksi IB serta pereaksi II
sebagai indikator. Alat-alat yang dipergunakan adalah peralatan laboratorium dan
alat tulis.
16
Metode Penelitian
Jenis Persiapan Contoh Tanah yang Digunakan
Analisis C-organik dilakukan dengan menggunakan metode Walkley dan
Black serta metode Uji Cepat terhadap 100 buah contoh. Persiapan contoh tanah
menurut metode Walkley dan Black menggunakan contoh tanah dipersiapkan
dengan perlakuan terhadap tanah adalah dikering udarakan, dihaluskan, lalu
disaring dengan saringan berdiameter 2 mm. Untuk mengetahui pengaruh
persiapan contoh terhadap kadar C-organik, Uji Cepat dilakukan terhadap 2
kelompok persiapan contoh tanah yaitu contoh tanah yang dipersiapkan dan
contoh tanah langsung, sehingga jumlah contoh yang dianalisis keseluruhannya
menjadi 200 buah. Hal ini dilakukan karena pembanding metode Uji Cepat untuk
mengukur kadar C-organik tanah yaitu metode Walkley dan Black menggunakan
contoh yang dipersiapkan. Sementara itu, contoh tanah langsung diharapkan
memiliki kondisi hampir mendekati kondisi tanah di lapang (ada yang kering dan
lembab), karena metode Uji Cepat adalah untuk diaplikasikan di lapang.
Analisis Kadar C-organik Menurut Metode Walkley dan Black
Prinsip metode Walkley dan Black ini adalah Cr2 O72- yang diberikan
berlebihan lalu tereduksi ketika bereaksi dengan tanah, dianggap setara dengan Corganik di dalam contoh tanah (Page, 1982).
Cara penetapan C-organik tanah dengan prosedur metode Walkley dan
Black (Walkley, 1946; Peech et al., 1947; Greweling dan Peech, 1960 dalam
Page, 1982) adalah sebagai berikut : Contoh tanah diambil sebanyak 0.5 g,
dimasukkan ke dalam erlenmeyer 500 ml, kemudian ditambahkan 10 ml K2 Cr2 O7
N, dan erlenmeyer tersebut digoyang sehingga larutan bercampur rata dengan
17
reagent atau pereaksi. Sebanyak 20 ml H2 SO4 pekat ditambahkan untuk
membentuk suspensi dengan cepat, kemudian erlenmeyer digoyang dengan cepat
sampai contoh bercampur dengan reagent selama 1 menit. Erlenmeyer did iamkan
hingga dingin selama 30 menit. Pencampuran dilakukan di ruang asap.
Diusahakan tidak ada zarah tanah yang terlempar ke dinding erlenmeyer sebelah
atas hingga tidak tercampur merata. Ditambahkan ± 200 ml air destilata ke dalam
erlenmeyer, jika terjadi kekeruhan akan menyebabkan titik akhir tidak terlihat.
Ditambahkan 4 tetes indikator ferroin 1 N, lalu dititrasi dengan larutan FeSO4 0.5
N. Titik akhir dicapai jika larutan berubah dari dari biru ke merah anggur.
Penetapan blanko dilakukan sama seperti cara di atas tetapi tanpa menggunakan
contoh. Penetapan diulang dengan contoh yang lebih sedikit jika lebih besar dari
75 % Cr2 O7 2- yang direduksi. C-organik total dihitung dengan menggunakan
rumus :
%C-organik =
(meK 2Cr2O7 − meFeSO4 ) × 0.003 × 1.33 × 100
BKM
........................ (7)
Dimana :
me
=NxV
V
= Volume
N
= Normalitas
BKM = Bobot kering oven 105º C contoh.
Analisis Kadar C-organik Menurut Metode Uji Cepat
Prinsip metode Uji Cepat ádalah sebagai berikut : Karbón (C) dalam tanah
dioksidasi menjadi CO2 yang mudah larut dalam air dan larutannya menjadi
sedikit asam karena terbentuk asam karbonat (H2 CO3 ). Selanjutnya, dilakukan
18
penetralan dengan basa yang mampu memberikan dua bentuk garam yaitu garam
karbonat dengan netralisasi sempurna, dan garam- garam bikarbonat yang
terbentuk dengan netralisasi parsial (Segal, 1989). Garam-garam karbonat seperti
Na2 CO3 sulit terurai, sedangkan garam-garam bikarbonat seperti NaHCO3 mudah
terurai oleh pemanasan atau pengoksidasian. Hasil akhir dari pengoksidasian
tersebut ádalah CO2. Karbón dioksida yang terbentuk membuat gelembunggelembung di atas permukaan larutan.
Contoh tanah dipersiapkan dan contoh tanah langsung sehingga berjumlah
200 buah tersebut dianalisis dengan dua kali ulangan (duplo), dengan
menggunakan dua jenis pereaksi I yaitu pereaksi IA dan pereaksi IB guna melihat
pengaruh jenis pereaksi terhadap kadar C-organik. Dalam metode Uji Cepat kadar
C-organik tersebut ± 0.5 g contoh tanah dimasukkan ke dalam tabung reaksi,
kemudian diberi 1 ml pereaksi I (A atau B), lalu diaduk dengan pengaduk kaca
sampai tercampur atau homogen. Setelah itu, ditetesi 3 tetes pereaksi II dan
dibiarkan bereaksi sampai terbentuk buih. Untuk mendapatkan waktu pengukuran
terbaik, tinggi buih yang terbentuk diamati setiap selang 5 menit sekali yakni pada
5', 10', 15', 20', 25', dan 30'. Pengukuran tinggi buih dilakukan dengan
menggunakan mistar, dan diukur mulai dari permukaan suspensi.
Interpretasi Data Hasil Analisis
Untuk melihat pengaruh persiapan contoh tanah dan pengaruh jenis
pereaksi, data tinggi buih metode Uji Cepat dikorelasikan dengan kadar C-organik
menurut metode Walkley dan Black sehingga dari koefisien korelasi tersebut
dapat ditetapkan jenis persiapan contoh tanah terbaik. Selanjutnya, untuk
menentukan waktu pengamatan terbaik dibuat grafik kadar rata-rata tinggi buih.
19
Untuk kalibrasi kadar C-organik menurut metode Uji Cepat, data tinggi buih
dikalibrasi dengan kadar C-organik metode Walkley dan Black. Dalam kalibrasi
tersebut angka-angka pencilan (outlier) dibuang dan kalibrasi dilakukan pada data
C-organik untuk pereaksi terpilih dengan contoh tanah langsung yang berasal dari
jenis penggunaan lahan sawah dan berdasarkan waktu pengamatan terpilih. Data
kadar C-organik metode Walkley dan Black ditempatkan sebagai sumbu x dan
tinggi buih sebagai sumbu y. Tinggi buih dibagi menjadi 3 kategori yaitu rendah
(R) untuk kadar C-organik Walkley dan Black = 2.00 %, sedang (S) untuk kadar
C-organik 2.01 – 3.00 %, dan tinggi (T) untuk kadar C-organik = 3.01 %.
HASIL DAN PEMBAHASAN
Jenis Tanah, Kadar C-organik, dan Jenis Penggunaan La han Contoh Tanah
yang Digunakan
Jenis tanah (Tabel Lampiran 1), sebaran kadar C-organik tanah metode
Walkley dan Black (Tabel Lampiran 2), serta jenis penggunaan lahan dari contoh
tanah yang digunakan (Tabel Lampiran 1) dalam penelitian ini disajikan pada
Tabel 2.
Tabel 2. Sebaran Kadar C-organik Tanah pada Berbagai Jenis Tanah dan Jenis
Penggunaan Lahan
No.
Jenis Tanah
(PPT, 1983)
Lahan Sawah
SR
R
S
T
? Contoh
Lahan
Sawah
Lahan Kering
SR
R
S
T
? Contoh
Lahan
Kering
1
Aluvial
1
15
17
1
34
2
-
-
-
2
2
Latosol
-
-
-
-
-
3
12
4
1
20
3
Grumusol
2
10
5
-
17
-
-
-
2
2
4
Regosol
-
6
6
-
12
-
-
-
-
-
8
2
-
-
-
2
-
2
5
6
7
Mediteran
2
5
1
-
Podsolik
-
-
-
-
-
-
2
-
Glei Humus
-
1
-
-
1
-
-
-
-
-
5
37
29
1
72
7
14
4
3
28
Jumlah
Keterangan : - = tidak ada contoh.
* = Kriteria Penilaian PPT (1983)
SR = sangat rendah, R = rendah, S = sedang, dan T = tinggi
Dari Tabel 2 tampak bahwa jenis tanah yang digunakan dalam penelitian
ini meliputi Aluvial (36 buah), Latosol (20 buah), Grumusol (19 buah), Regosol
(12 buah), Mediteran (10 buah), Podsolik (2 buah), dan Glei Humus (1 buah).
Contoh-contoh tanah tersebut diambil dari lahan sawah sebanyak 72 contoh serta
lahan kering sebanyak 28 contoh. Kadar C-organik berdasarkan kriteria penilaian
sifat-sifat tanah PPT, 1983 (Tabel Lampiran 3) pada lahan sawah tersebut dalam
klas sangat rendah (SR) 5 buah, rendah (R) 37 buah, sedang (S) 29 buah, dan
21
tinggi (T) hanya 1 buah. Sementara itu, contoh tanah dari lahan kering memiliki
sebaran kadar C-organik yang meliputi kelas sangat rendah 7 buah, rendah 14
buah, sedang 4 buah, serta tinggi 3 buah. Dari data di atas tampak bahwa contoh
tanah yang digunakan dalam penelitian ini didominasi oleh contoh tanah dengan
kadar C-organik rendah (51 buah), baik pada lahan sawah (37 buah) maupun pada
lahan kering (14 buah).
Jumlah contoh keseluruhan tanah Aluvial adalah 36 buah. Contoh tanah
Aluvial dari lahan sawah yang berjumlah 34 buah memiliki kisaran kadar Corganik mulai dari sangat rendah hingga tinggi, dan yang dominan adalah sedang
(17 buah). Contoh tanah Aluvial dari lahan kering berjumlah 2 buah dan kadarnya
tergolong sangat rendah.
Jenis penggunaan lahan contoh tana h Latosol yang berjumlah 20 buah
semuanya merupakan lahan kering. Kadar C-organiknya berkisar mulai dari
sangat rendah hingga tinggi, dan sebagian besar tergolong rendah (12 buah).
Contoh tanah jenis Grumusol berjumlah 19 buah, 17 buah di antaranya
berasal dari lahan sawah dan sisanya dari lahan kering. Lahan sawah memiliki
kisaran mulai dari sangat rendah hingga sedang, dan yang dominan adalah rendah
(10 buah). Sementara itu, untuk 2 buah contoh tanah jenis Grumusol yang berasal
dari lahan kering tergolong tinggi.
Jenis penggunaan lahan contoh tanah Regosol yang berjumlah 12 buah
semuanya merupakan lahan sawah. Kadar C-organiknya berkisar mulai dari
rendah (6 buah) hingga sedang (6 buah).
Jumlah keseluruhan contoh tanah Mediteran adalah 10 buah. Meliputi
penggunaan lahan dari lahan sawah 8 buah, dan sisanya (2 buah) dari lahan kering
22
Tanah Mediteran dari lahan sawah memiliki kisaran kadar C-organik mulai dari
sangat rendah hingga tinggi, dan sebagain besar tergolong rendah (5 buah). Tanah
Mediteran dari lahan kering berjumlah 2 buah memiliki kisaran kadar C-organik
sangat rendah.
Jumlah tanah Podsolik hanya 2 buah yang berasal dari lahan kering, dan
kadar C-organiknya tergolong rendah. Jenis tanah terakhir adalah Glei humus dari
lahan sawah, hanya 1 buah saja kadarnya tergolong rendah.
Pengaruh Persiapan Contoh Tanah terhadap Nilai Koefisien Korelasi (r)
antara Tinggi Buih dengan Kadar C-organik Metode Walkley dan Black
Untuk melihat pengaruh persiapan contoh tanah, data tinggi buih (Tabel
Lampiran 4-9) metode Uji Cepat dikorelasikan dengan kadar C-organik metode
Walkley dan Black. Hasil korelasi antara tinggi buih metode Uji Cepat dengan
kadar C-organik metode Walkley dan Black yang menggunakan pereaksi IA
maupun pereaksi IB dengan contoh tanah dipersiapkan serta
contoh tanah
langsung untuk seluruh contoh disajikan pada Tabel 3 (data disajikan pada Tabel
Lampiran 4-5). Selanjutnya, hasil korelasinya setelah contoh tanah dipisah
menurut jenis penggunaan lahan yaitu lahan sawah dan lahan kering disajikan
pada Tabel 4 (data disajikan pada Tabel Lampiran 6-9).
Tabel 3. Nilai Koefisien Korelasi (r) Tinggi Buih Metode Uji Cepat dengan Kadar
C-organik Metode Walkley dan Black Menggunakan Pereaksi IA dan IB
untuk Contoh Tanah Dipersiapkan serta Contoh Tanah Langsung pada
Berbagai Waktu Pengamatan
Pereaksi
Persiapan
Contoh Tanah
?n
IA
? Dipersiapkan
? Langsung
100
IB
? Dipersiapkan
? Langsung
100
Koefisien Korelasi (r) C-organik berdasarkan Waktu
Pengamatan
5'
10'
15'
20'
25'
30'
0.15
0.15
0.16
0.15
0.14
0.12
0.34**
0.34**
0.34**
0.35**
0.35** 0.35**
Keterangan : * = nyata pada a = 5 %
** = sangat nyata pada a = 1 %
0.22*
0.22*
0.34**
0.22*
0.25*
0.21*
0.25*
0.21*
0.25*
0.22*
0.26**
23
Tabel 4. Nilai Koefisien Korelasi (r) Tinggi Buih Metode Uji Cepat dengan Kadar
C-organik Metode Walkley dan Black Menggunakan Pereaksi IA dan IB
untuk Contoh Tanah Dipersiapkan serta Contoh Tanah Langsung
berdasarkan Jenis Penggunaan Lahan pada Berbagai Waktu Pengamatan
Jenis
Penggunaan
Lahan
Lahan
Sawah
Pereaksi
Persiapan
Contoh Tanah
Korelasi C-organik berdasarkan Waktu Pengamatan Tinggi
Buih
?n
5'
10'
15'
20'
25'
30'
IA
? Dipersiapkan
? Langsung
72
0.20
0.37**
0.24*
0.41**
0.25*
0.41**
0.25*
0.42**
0.22
0.43**
0.19
0.42**
IB
? Dipersiapkan
? Langsung
72
0.24*
0.31**
0.24*
0.32**
0.25*
0.29*
0.25*
0.29*
0.24*
0.29*
0.25*
0.29*
IA
? Dipersiapkan
? Langsung
28
0.15
0.33
0.09
0.26
0.08
0.23
0.05
0.24
0.07
0.24
0.05
0.23
IB
? Dipersiapkan
? Langsung
28
0.23
0.41*
0.19
0.25
0.18
0.19
0.15
0.16
0.16
0.18
0.16
0.21
Lahan
Kering
Keterangan : * = nyata pada a = 5 %
** = sangat nyata pada a = 1 %
Dari Tabel 3 tampak bahwa nilai koefisien korelasi (r) untuk contoh tanah
langsung dengan pereaksi IA maupun pereaksi IB lebih besar dibandingkan
dengan contoh tanah yang dipersiapkan. Nilai r pereaksi IA untuk contoh tanah
langsung pada berbagai waktu pengamatan adalah 0.34, 0.34, 0.34, 0.35, 0.35, dan
0.35. Sementara pereaksi IB untuk contoh tanah langsung memiliki nilai r sebesar
0.34, 0.29, 0.25, 0.25, 0.25, dan 0.36. Nilai r contoh tanah dipersiapkan untuk
pereaksi IA adalah 0.15, 0.15, 0.16, 0.15, 0.14, dan 0.12, dan untuk pereaksi IB
nilai r nya yaitu 0.22, 0.22, 0.22, 0.21, 0.21, serta 0.22. Selanjutnya, dari Tabel 4
tampak bahwa untuk pereaksi IA, nilai r pada contoh tanah langsung juga lebih
besar daripada contoh tanah dipersiapkan; baik untuk contoh dari lahan sawah
maupun dari lahan kering. Nilai- nilai r pereaksi IA yang berasal dari lahan sawah
untuk contoh tanah langsung adalah 0.37, 0.41, 0.41, 0.42, 0.43, dan 0.42. Angkaangka tersebut lebih besar daripada nilai r contoh tanah dipersiapkan yaitu 0.20,
2