Pengaruh kompos, pupuk fosfat dan kapur terhadap perbaikan sifat kimia tanah podzolik merah kuning, serapan fosfat dan kalsium serta pertumbuhan dan hasil tanaman jagung
PENGARUH KOMPOS, PUPUK FOSFAT DAN KAPUR
TERHADAP PERBAIKAN SIFAT KIMIA TANAH PODZOLIK
MERAH KUNING, SERAPAN FOSFAT DAN KALSIUM SERTA
PERTUMBUHAN DAN HASIL TANAMAN JAGUNG
TONY BASUKI
SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2007
i
PENGARUH KOMPOS, PUPUK FOSFAT DAN KAPUR
TERHADAP PERBAIKAN SIFAT KIMIA TANAH PODZOLIK
MERAH KUNING, SERAPAN FOSFAT DAN KALSIUM SERTA
PERTUMBUHAN DAN HASIL TANAMAN JAGUNG
TONY BASUKI
Tesis
Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Magister Sains pada
Program Studi Agronomi
SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2007
ii
RINGKASAN
TONY BASUKI. Pengaruh
Kompos, Pupuk Fosfat dan Kapur terhadap
Perbaikan Sifat Kimia Tanah Podzolik Merah Kuning, Serapan Fosfat dan Kalsium
serta Pertumbuhan
dan Hasil Tanaman Jagung. Dibimbing oleh B.H.
TAMPUBOLON, SUDIRMAN YAHYA dan KOMARUDIN IDRIS.
Ketersediaan fosfor yang sangat rendah bagi tanaman adalah salah satu
masalah penting pada Podzolik Merah Kuning (PMK). Kondisi ini menyebabkab
kelarutan Al dan Fe tinggi sehingga menurunkan mobilitas P dan cepatnya unsur P
dari pupuk dijerap tanah dalam bentuk Al-P, Fe-P, atau bentuk lain yang sulit
untuk diserap tanaman. Untuk mencegah ion fosfat dan atau melepaskan fosfat
yang telah terikat pada keadaan ini maka dua mekanisme yang memungkinkan
yakni (i) mengendapkan Fe dan Al menjadi tidak larut, melalui penetralan pH
tanah; dan (ii) mengkompleks Al atau Fe melalui pengkelatan oleh bahan organik
tanah. Penambahan pupuk fosfat juga merupakan salah satu cara umum yang
memungkinkan fosfor yang lebih banyak tersedia bagi tanaman.
Penelitian ini menggunakan metoda percobaan lapangan yang mengarah
pada pemecahan masalah tersebut dan telah dilaksanakan di kebun percobaan
Tajur, IPB sejak Agustus 2000 sampai Januari 2001. Tujuannya : (i) mengetahui
penampilan pertumbuhan dan hasil tanaman jagung, serta serapan fosfat dan
kalsium karena adanya perubahan-perubahan sifat kimia tanah PMK (ii)
mempelajari besaran perubahan dan keterkaitan sifat-sifat kimia tanah seperti pH
tanah, aluminium dapat ditukar (Al-dd), P-tersedia, kapasitas tukar kation (KTK)
tanah dan kalsium dapat ditukar (Ca-dd) akibat dari faktor kompos, pupuk fosfat
dan kapur. Rancangan percobaan adalah RAL secara faktorial, dengan tiga faktor
dan tiga ulangan. Faktor pertama adalah jenis kompos, terdiri dari Kompos Jerami
Alang-alang (KJA), Kompos Jerami Jagung (KJJ) dan Tanpa Kompos; faktor
kedua adalah jenis pupuk fosfat, yang terdiri dari SP-36, Fosfat Alam (FA) dan
Tanpa Pupuk; dan faktor ketiga adalah pemberian kapur, yang terdiri dari
Pemberian Kapur (0.5 Al-dd) dan Tanpa Kapur. Variabel-variabel yang diamati
adalah sifat kimia tanah, pertumbuhan dan hasil jagung serta kadar dan serapan
fosfat dan kalsium.
Hasil penelitian menunjukkan bahwa : (i) Kompos Jerami Alang-alang +
SP-36 + Kapur; dan Kompos Jerami Jagung + SP-36 + Kapur, mampu mengubah
sifat kimia tanah yang lebih baik sehingga dapat mengatasi gangguan defisiensi
fosfor dan keracunan aluminium pada awal pertumbuhan dan secara nyata
tanaman mampu memperoleh kalsium tanaman. Pengaruh perbaikan sifat kimia
tanah tersebut berimplikasi terhadap kenormalan waktu pembungaan, serta
peningkatan hasil biji secara nyata dari nihil menjadi cukup produktif. Peran dari
faktor-faktor tunggal, nyata menaikkan hasil biji, namun secara ideal hasil biji yang
tertinggi masih diperoleh dari kombinasi tiga faktor, . (ii), KJA atau KJJ memberi
peranan dalam mengendapkan aluminium dan melepaskan fosfat dari situs
jerapan menjadi P-tersedia bagi tanaman. KJA lebih kuat dibanding KJJ dalam
meningkatkan P-tersedia. Namun, jika KJA dikombinasi FA memperoleh P-tersedia
yang tertinggi. Sedangkan pupuk SP-36 dikombinasi KJA, diperlukan pemberian
kapur, walaupun besaran kenaikan P-tersedianya berada dibawah KJA + FA; (iii)
Pengendapan Al-dd tidak semata dapat ditekan melalui peningkatan pH tanah,
namun melalui pengkelatan oleh bahan organik dari KJA maupun KJJ, nyata
mempunyai kemampuan yang sama dengan kenaikan pH tanah.
iii
Judul Tesis
:
Pengaruh Kompos, Pupuk Fosfat dan Kapur terhadap
Perbaikan Sifat Kimia Tanah Podzolik Merah Kuning,
Serapan Fosfat dan Kalsium serta Pertumbuhan dan Hasil
Tanaman Jagung
Nama
:
Tony Basuki
NIM
:
AGR-98056
Disetujui
1. Komisi Pembimbing,
Dr. Ir. B.H. Tampubolon, M.Sc.
(Ketua)
Prof. Dr. Ir. Sudirman Yahya, M.Sc.
(Anggota)
Dr. Ir. Komarudin Idris, M.S.
(Anggota)
Diketahui,
2. Ketua Program Studi Agronomi
Dr. Ir. Satriyas Ilyas, M.S.
3. Dekan Sekolah Pasca Sarjana
Prof. Dr. Ir. Khairil A. Notodiputro, M.S.
Tanggal Ujian : 12 Oktober 2001
Tanggal Lulus : 12 Oktober 2001
iv
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Kupang pada tanggal 7 Juni 1966 dari ayah Stefanus
Basuki dan Ibu Charlota Basuki. Penulis merupakan anak kedua dari sembilan
bersaudara. Pada tahun 1997, telah menikah dengan Susana E. Dwiningrum dan
dikaruniakan seorang anak pada tahun 1998 bernama Kidung Ksatria Pratama
Basuki.
Tahun 1984 penulis lulus dari Sekolah Menengah Pembangunan
Persiapan (SMPP) 34 Kupang dan pada tahun yang sama diterima sebagai
mahasiswa Jurusan Agronomi pada Fakultas Pertanian (Faperta), Universitas
Nusa Cendana (Undana) melalui jalur Seleksi Penerimaan Mahasiswa Baru
(Sipenmaru) dan lulus pada tahun 1989.
Pada tahun 1989 bekerja sebagai staf peneliti pada proyek P3NT Badan
Litbang Pertanian yang ada di Kupang NTT yang akhirnya merupakan salah satu
unit terbentuknya Balai Pengkajian Teknologi Pertanian (BPTP) NTT, dan sampai
saat ini penulis bekerja sebagai Peneliti di balai ini. Selanjutnya, pada tahun 1998
memperoleh beasiswa dengan status pegawai tugas belajar Badan Litbang
Pertanian melalui Proyek NTAADP yang ada di BPTP NTT. Sejak tahun tersebut,
penulis tercatat sebagai mahasiswa Program Pasca Sarjana (PPs) pada program
studi Agronomi.
v
PRAKATA
Dengan memanjatkan syukur ke hadirat Tuhan Yang Maha Kuasa atas
segala berkat, anugerah dan campur-tanganNya, sehingga Tesis ini berhasil
diselesaikan. Penelitian ini berjudul “Pengaruh Kompos, Pupuk Fosfat dan Kapur
terhadap Perbaikan Sifat Kimia Tanah Podzolik Merah Kuning, Serapan Fosfat
dan Kalsium serta Pertumbuhan dan Hasil Tanaman Jagung” yang dilaksanakan
sejak bulan Agustus 2000 dan berakhir pada Januari 2001.
Terima kasih penulis ucapkan kepada Bapak Dr. Ir. B.H. Tampubolon,
M.Sc., Bapak Prof. Dr. Ir. Sudirman Yahya, M.Sc., dan Bapak Dr. Ir. Komarudin
Idris, M.S. selaku komisi pembimbing yang telah banyak memberikan saran dan
arahan. Di samping itu, penghargaan penulis sampaikan kepada Bapak Dr. Ir.
Abdullah Bamualim, M.Sc. selaku Kepala Balai Pengkajian Teknologi Pertanian
(BPTP) NTT dan Bapak Dr. Ir. Jacob Nulik, M.Sc. sebagai Pimpinan Proyek
NTAADP yang telah memberikan berbagai macam dukungan termasuk saransaran teknis.
Pada kesempatan ini, Penulis juga mengucapkan limpah terima kasih
kepada Bapak Kepala Badan Penelitian dan Pengembangan Pertanian dan Bapak
Kepala Pulitbang Sosek (PSE), Departemen Pertanian yang telah
mempercayakan penulis dalam melaksanakan studi Program Pasca Sarjana S2 di
Institut Pertanian Bogor (IPB). Ucapan terima kasih juga, pantas diberikan kepada
rekan-rekan kerja BPTP NTT yang senantiasa telah memberikan dorongan
semangat kerja kepada Penulis, termasuk Dr. Wirdahayati RB. sebagai salah satu
senior di Balai.
Kepada rekan-rekan seperjuangan angkatan 98 PS. Agronomi IPB juga
disampaikan terima kasih. Termasuk sahabat-sahabat di Jl. Sukajaya II/24B
Tajur, Bung Jery, Om Jepa, Bu Odi Polo, Om Olof, Pak Bruri dan Bu Ako Oematan
dan Sus Ece serta rekan-rekan yang lain.
Ungkapan terima kasih istimewa kepada ayahanda dan ibunda serta papi
Koenunu, kakak dan adik-adik yang di Oebobo dan di Tingkat I serta seluruh
keluarga atas segala dorongan motivasi dan kasih sayangnya. Dan akhirnya,
Tesis ini dipersembahkan kepada Istri dan Andanda tercinta mama Kiki dan
Kidung Kastria yang senantiasa mendampingi penulis dalam suka dan duka
selama ini, karena mereka berdua telah memberikan peran sebagai sumber
inspirasi.
Semoga karya ilmiah ini bermanfaat.
Bogor, Oktober 2001
Tony Basuki
vi
DAFTAR ISI
DAFTAR TABEL ..........................................................................
Halaman
viii
DAFTAR GAMBAR ......................................................................
ix
DAFTAR LAMPIRAN ...................................................................
xi
PENDAHULUAN ............................................................................
1
Latar Belakang..... ………………….............................................
1
Tujuan Penelitian …....................................................................
4
Hipotesis ……............................................................................
4
TINJAUAN PUSTAKA ...................................................................
5
Karakteristik Podzolik Merah Kuning dan Tanah Masam ..........
Perilaku Aluminium dan Pengaruhnya terhadap Pertumbuhan
Tanaman .……….............................……………………………....
Peranan Kapur pada Tanah Masam ..........................................
Perilaku Fosfat pada dan Pengaruhnya terhadap Pertumbuhan
Tanaman …………….........………………...........
5
6
8
9
Peranan Bahan Organik Tanah .................. …..………...………
15
Keberadaan Kalsium dan Pengaruhnya terhadap Pertumbuhan
Tanaman ...................................................................................
19
BAHAN DAN METODE .................................................................
24
Lokasi dan Waktu Penelitian ....................................................
24
Metode .........................……......................................................
24
Bahan dan Alat ...........................................................................
24
Pelaksanaan Percobaan ............................................................
26
Pelaksanaan Penanaman ...........................................................
27
Pengamatan dan Pengumpulan Data ……………………………
28
Analisis Data ……………………………....…………………………
30
HASIL DAN PEMBAHASAN ………………………………….............
31
Pertumbuhan dan Hasil Tanaman ............................................
31
Tinggi Tanaman, Jumlah Daun dan Luas Daun ...................
31
Umur Berbunga dan Umur Panen ......................................
38
Bobot 100 Biji dan Hasil Biji ………………....……...............
40
vii
Kadar Fosfat dan Kalsium Jaringan serta Serapannya ........
Analisis Pertumbuhan ...........................................................
44
46
Laju Tumbuh Mutlak (LTM), Laju Tumbuh Relatif (LTR) dan
Indeks Luas Daun (ILD) ......................................................
46
Sifat Kimia Tanah Setelah Percobaan …………………………...
51
Reaksi tanah (pH), Al-dd) dan P tersedia ............................
52
C organik, KTK dan Kalsium Dapat Ditukar...................
57
KESIMPULAN DAN SARAN .........................................................
61
Kesimpulan ..............................................................................
61
Saran .......................................................................................
62
DAFTAR PUSTAKA .......................................................................
63
LAMPIRAN ............................……………………………………........
67
viii
DAFTAR TABEL
Halaman
1
Komposisi Kimia Alang-alang ..............................................
19
2
Notasi dan Perlakuan pada Percobaan Lapangan..............
26
3
Daftar Metode serta Alat Pengukur Analisis Tanah dan
Tanaman …………………………..……………………………
29
4
Pengaruh Kompos, Fosfat dan Kapur terhadap Tinggi
Tanaman, Jumlah Daun dan Luas Daun, 49 hst ................
5
Pengaruh Kompos, Fosfat dan Kapur terhadap Umur
Berbunga dan Umur Panen ................................................
40
Pengaruh Kompos, Fosfat dan Kapur terhadap Bobot 100
Biji dan Hasil Biji .................................................................
42
Pengaruh Kompos, Fosfat dan Kapur terhadap Kadar Fosfat,
Kadar Kalsium, Serapan Fosfat dan Serapan Kuning
................................................................................
45
Pengaruh Kompos, Fosfat dan Kapur terhadap Laju Tumbuh
Mutlak (LTM), Laju Tumbuh Relatif (LTR) dan Indeks Luas
Daun (ILD) .....................................................
48
6
7
8
9
10
Pengaruh Kompos, Fosfat dan Kapur terhadap pH Tanah,
Aluminium Dapat Ditukar (Al-dd) dan P- tersedia, pada
Podzolik Merah Kuning .......................................................
Pengaruh Kompos, Fosfat dan Kapur terhadap C organik
Tanah, Kapasitas Tukar Kation (KTK) Tanah dan Kalsium
Dapat Ditukar .....................................................................
ix
34
53
59
DAFTAR LAMPIRAN
1.
Halaman
Rekapitulasi Sidik Ragam Akibat Pengaruh Interaksi
Pemberian Kompos, Pupuk Fosfat dan Kapur terhadap
Tinggi Tanaman 21, 35 dan 49 hst pada Podzolik Merah
Kuning ……………………….................................................
68
Rekapitulasi Sidik Ragam Akibat Pengaruh Interaksi
Pemberian Kompos, Pupuk Fosfat dan Kapur terhadap
Jumlah Daun 21, 35 dan 49 hst pada Podzolik Merah Kuning
................................................................................
68
Rekapitulasi Sidik Ragam Akibat Pengaruh Interaksi
Pemberian Kompos, Pupuk Fosfat dan Kapur terhadap
Luas Daun 21, 35 dan 49 hst pada Podzolik Merah Kuning
……………….......................................................................
69
Rekapitulasi Sidik Ragam Akibat Pengaruh Interaksi
Pemberian Kompos, Pupuk Fosfat dan Kapur terhadap
Umur Berbunga, Umur Panen, Bobot 100 biji dan Bobot Biji
(hasil) pada Podzolik Merah Kuning ……………………….
69
Rekapitulasi Sidik Ragam Akibat Pengaruh Interaksi
Pemberian Kompos, Pupuk Fosfat dan Kapur terhadap
Kadar Fosfat Jaringan, Kadar Kalsium Jaringan, Serapan
Fosfat dan Serapan Kalsium pada Podzolik Merah Kuning
............................................................................................
70
Rekapitulasi Sidik Ragam Akibat Pengaruh Interaksi
Pemberian Kompos, Pupuk Fosfat dan Kapur terhadap LTA
pada Periode antara 21 - 35 dan 35 - 49 hst, LTR pada
Periode antara 21 - 35 dan 35 - 49 hst; dan Indeks Luas
Daun
(ILD)
pada
Podzolik
Merah
Kuning
……………................................................................…....…
70
7.
Rekapitulasi Sidik Ragam Akibat Pengaruh Interaksi
Pemberian Kompos, Pupuk Fosfat dan Kapur terhadap pH,
Aluminium Dapat Ditukar (Al-dd) dan P Tersedia Kuning
pada Podzolik Merah Kuning ..................................
71
8.
Rekapitulasi Sidik Ragam Akibat Pengaruh Interaksi
Pemberian Kompos, Pupuk Fosfat dan Kapur terhadap C
Organik Tanah, KTK Tanah dan Ca Dapat Ditukar (Ca-dd)
pada Podzolik Merah Kuning ..............................................
71
Pengaruh Pemberian Kompos, Fosfat dan Kapur terhadap
Tinggi Tanaman 21, 35, dan 49 hst pada Podzolik Merah
Kuning .................................................................................
72
Pengaruh Pemberian Kompos, Fosfat dan Kapur terhadap
Jumlah Daun 21, 35 dan 49 hst pada Podzolik Merah
Kuning ................................................................................
72
2.
3.
4.
5.
6.
9.
10.
x
11.
Pengaruh Pemberian Kompos, Fosfat dan Kapur terhadap
Luas Daun 21, 35 dan 49 hst pada Podzolik Merah Kuning
.................................................................................
73
12.
Pengaruh Pemberian Kompos, Fosfat dan Kapur terhadap
Umur Berbunga, Umur Panen, Bobot 100 Biji dan Bobot Biji
(Hasil) pada Podzolik Merah Kuning .............................
73
Pengaruh Pemberian Kompos, Fosfat dan Kapur terhadap
Kadar Fosfat dan Kalsium Jaringan serta Serapan Fosfat
dan Kalsium pada Podzolik Merah Kuning ..........................
74
Pengaruh Pemberian Kompos, Fosfat dan Kapur terhadap
Laju Tumbuh Absolut (LTA), Laju Tumbuh Relatif (LTR) dan
Indeks Luas Daun (ILD) pada Podzolik Merah Kuning
............................................................................................
74
15.
Pengaruh Pemberian Kompos, Fosfat dan Kapur terhadap
pH Tanah,
Aluminium Dapat Ditukar (Al-dd) dan PTersedia, pada Podzolik Merah Kuning ..............................
75
16.
Pengaruh Pemberian Kompos, Fosfat dan Kapur terhadap C
organik Tanah, Kapasitas Tukar Kation (KTK) Tanah dan
Kalsium Dapat Ditukar pada Podzolik Merah Kuning
.............................................................................................
75
17
Status Hara Podzolik Merah Kuning Asal Gajruk ................
76
18
Komposisi Hara Kompos Jerami Alang-alang dan Kompos
Jerami Jagung ……………………………................
77
19
Kandungan Kimia Pupuk Fosfat Alam dan Pupuk SP-36 ...
77
20
Deskripsi Jagung Varietas Bisma ........................................
78
21
Teknik Pembuatan Kompos ...............................................
79
22
Penetapan pH dengan pH Meter .......................................
80
23
Penetapan Bahan Organik Tanah (berdasarkan jumlah
bahan organik yang mudah teroksidasi) ..............................
80
24
Penetapan P-total .............................................................
81
25
Penetapan P tersedia (Bray No.1) ......................................
82
26
Penetapan Kapasitas Tukar Kation (KTK) Tanah ...............
83
27
Penetapan Aluminium Dapat Ditukar (Al-dd) ......................
84
28
Penetapan Kapur (berdasarkan Al-dd) ................................
85
29
Penetapan C- asam Humat dan C- asam Fulvat .................
85
30
Penetapan Fosfor dan Kalsium dalam Jaringan Tanaman ..
86
13.
14.
xi
DAFTAR GAMBAR
Halaman
1
Skema Tahapan Pelaksanaan Penelitian ................................
31
2
Pertumbuhan Tinggi Tanaman menurut Umur Pada Berbagai
Perlakuan ...................................................................................
35
3
Pertumbuhan Jumlah Daun menurut Umur Pada Berbagai
Perlakuan ...................................................................................
4
Pertumbuhan Luas Daun menurut Umur Tanaman Pada
Berbagai Perlakuan …………………………………………………
37
5
Pengaruh Berbagai Perlakuan terhadap Hasil Biji ......................
43
6
Pengaruh Berbagai Perlakuan terhadap Bobot 100 Biji
.........................
43
7
Pengaruh Berbagai Perlakuan Terhadap Presentase Kenaikan
P-tersedia …………………………………………………………….
xii
36
56
Penguji pada Ujian Tertutup : 1. Dr. Ir. B.H. Tampubolon, M.Sc
2. Prof. Dr. Ir. Sudirman Yahya, M.Sc
3. Dr. Ir. Komarudin Idris, M.S
xiii
1
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Di Indonesia, Podzolik Merah Kuning (PMK) adalah tipe tanah yang
dianggap sebagai tanah bermasalah. Tanah ini dikelompokkan sebagai tanah
masam yang dicirikan oleh kejenuhan aluminium yang tinggi dan oksida
besi/mangan yang cenderung mengikat fosfat. Selain itu, tanah ini juga
bermasalah karena kekahatan Ca dan Mg serta rendahnya Kapasitas Tukar
Kation (KTK) dan kandungan bahan organik tanah. Pada kondisi demikian,
tanah ini dapat juga bersifat toksik terhadap tanaman karena Al, Mn dan Fe.
Menurut Buringh (1993), PMK yang memiliki padanan nama dengan
Orthic Acrisol (menurut penamaan Peta Tanah Dunia/PTD) atau berdasarkan
“Soil Taxonomi”, adalah tanah Ultisol. Tanah ini disebut sebagai tanah tropika
tua pada wilayah bermusim kering dan basah yang berkembang dari bahan
induk masam. Tanah-tanah ini mempunyai horison Argilik yang tegas, kejenuhan
basa
6.3 semua Al dalam bentuk hidroksida tidak terekstrak dengan NH4Oac; pH
larutan > 6.5 Al(OH)3 mengalami pengendapan.
Akibat dari Al yang larut yang lebih besar, maka pengaruh lain terhadap
sifat kimia tanah yakni cenderung mengikat ion fosfor. Reaksi kimianya yang
berlangsung antara ion fosfat dengan Al larut telah menghasilkan bentuk
hidroksi fosfat yang tidak larut. Konsekuensi dari reaksi di atas ini, akan selalu
terjadi bentuk fosfat yang tidak larut, atau hanya sedikit ion H2PO-4 yang tersedia
bagi tanaman. Mekanisme reaksinya yakni ion OH digantikan kedudukan oleh
ion fosfat dari koloid tanah atau mineral.
Pengaruh langsung Al terhadap pertumbuhan tanaman yakni : (i)
mengakibatkan
keracunan
terhadap
tanaman,
terutama
menyebabkan
kerusakan pada akar sehingga efisiensi akar dalam menyerap hara dan air
menjadi rendah. Hal ini akan mengganggu sistem translokasi hara; (ii) terjadinya
penimbunan/pengendapan
fosfat
dalam
jaringan
akar
sehingga
dapat
menghalangi translokasi unsur Ca dan P ke berbagai bagian tanaman. Dengan
demikian menyebabkan tanaman kekurangan unsur P; dan (iii) Al mencegah
penetrasi akar ke lapisan tanah bagian bawah.
Peranan Kapur pada Tanah Masam
Pengapuran adalah suatu istilah pertanian yang sering dipergunakan
untuk menyatakan penambahan bahan kapur dari senyawa oksida, hidroksida
atau karbonat Ca dan Mg dalam tanah. Pengapuran dilakukan pada tanah-tanah
yang mempunyai pH rendah (masam). Tujuan utama pengapuran untuk
menaikkan pH tanah dan meniadakan pengaruh racun Al dan Mn serta
menyediakan hara kalsium (Sulaeman et al. 1990) . Berkaitan dengan ini, maka
pemberian kapur dapat bermanfaat ganda yakni : pertama, kapur dapat
menggantikan dan mengendapkan Al, yang telah diikat sangat kuat dalam tanah
masam. Kedua, jika suatu tanah yang dikapur akan lebih banyak situs
pertukaran yang lebih aktif.
Selain itu menurut Kamprath dan Foy (1997), bahwa, pemberian kapur
pada tanah masam juga mempunyai kaitan dengan perbaikan terhadap KTK
efektif dan retensi kation.
KTK
yang tergantung pH dari tanah masam
berasosiasi dengan ionisasi H+ dari oksida-oksida hidrolisis Fe dan Al dan
hidrolisis ion-ion logam trivalent yang diikat oleh bahan organik. Dengan
9
demikian jika tanah masam dikapur, KTK efektifnya meningkat. Pada tanah
Ultisol KTK meningkat sebesar 60% jika pH tanah dinaikkan dari 4.9 menjadi
5.9.
Selain itu, menurut Sulaiman et al. (1990) pengapuran selain untuk
meniadakan pengaruh racun dari Al dan Mn, juga berperan dalam menyediakan
hara kalsium. Namun, tanggap tanaman terhadap kapur berbeda-beda )Al-Jabri
et al. 1998), dinyatakan bahwa kapur berpengaruh terhadap bobot kering jerami,
bahkan cenderung menurunkan hasil padi pada level 2.87 ton/ha, tetapi pada
sisi lain kapur berpengaruh positif terhadap bobot kering jerami di Barasang
(takaran 1/4 Al-dd= 2.56 – 2.62 ton.ha-1)
Pendugaan kebutuhan kapur pada tanah-tanah masam dapat dilakukan
dengan berbagai cara seperti :
•
pemberian kapur secara bertingkat di lapangan untuk mendapatkan
takaran kapur yang memberi hasil tanaman yang optimum;
•
inkubasi tanah dengan pemberian kapur bertingkat untuk mencapai
takaran pupuk yang dapat memberikan pH tanah yang diinginkan;
•
titrasi tanah menggunakan larutan basa;
•
titrasi tanah menggunakan larutan sangga;
•
menggunakan Al-dd sebagai indeks kebutuhan kapur (McLean 1973)
Perilaku Fosfat dan Pengaruhnya terhadap Pertumbuhan Tanaman
Sumber Fosfor dan Ketersediaannya dalam Tanah
Menurut Thompson and Troeh (1973), fosfor seperti halnya nitrogen dan
sulfur, membentuk anion kompleks dengan oksigen. Karena tingkat kelarutannya
yang rendah maka ketersediaannya bagi tanaman menjadi rendah, sehingga ini
merupakan hal yang tidak menguntungkan bagi pertumbuhan tanaman. Fosfor
dalam tanah ditemukan dalam dua bentuk, yakni pada kondisi fosfat anorganik
dan fosfat organik (Bennet, 1994). Fosfor yang berada dalam bahan organik
biasanya terikat dengan struktur senyawa lain. Sedangkan fosfor anorganik
biasanya berasal dari apatite Ca5(PO4)3. Apatite ini biasanya dikandung oleh
fosfat alam, dan di alam sumbernya sedikit, hanya pada tempat-tempat tertentu.
10
Kandungan fosfat dalam larutan tanah umumnya relatif rendah yakni
antara 0.02 hingga 0.10 % . Pada konsentrasi ini aliran massa tak cukup untuk
menjelaskan laju pengambilan oleh tanaman. Akan tetapi, konsentrasi P total
biasanya paling tinggi dalam lapisan permukaan, dan terendah dalam horizon A
bagian bawah atau pada horizon B bagian atas, yang merupakan hasil
pendauran P oleh tanaman yang tumbuh (Young et al.1997; Fisher dan Dunham
1992).
Tiga bentuk ion fosfor yang dapat diserap tanaman
adalah
H2PO4- ;
HPO42-, atau PO43- Ion-ion ini dibentuk dari ionisasi satu, dua dan tiga hidrogen
dari asam fosfat (H3PO4). Namun sebagian besar fosfor yang diserap tanaman
adalah dalam bentuk monovalen orto-fosfat seperti H2PO4- (ortofosfat primer).
Meskipun hanya sedikit, ada juga tanaman tertentu menggunakannya dalam
bentuk HPO42- (ortofosfat sekunder). Biasanya ion divalen orto-fosfat (HPO42-)
penting pada kondisi pH yang tinggi, atau ion ini akan lebih dominan jika larutan
tanahnya di atas pH 7.2 (Bennettt 1994; Maschner 1995; Thompson dan Troeh
1973; Young et al., 1997)
Ion-ion tersebut
bisanya bergerak secara difusi dan mengalami
intersepsi dengan akar dan hanya sedikit yang masuk secara aliran massa
bersama air. Laju transportasi menuju akar biasanya sangat lambat jika jarak
transportasinya lebih dari 5 sampai 10 mm (Maschner 1995; Thompson dan
Troeh 1973). Oleh sebab itu, tujuan pemupukan adalah menaikkan level
konsentrasi di mana penyerapan fosfor tidak lagi membatasi hasil.
Tiga variabel penting yang berkaitan dengan ketersediaan fosfor yakni
kelarutan, jumlah dan jarak pergerakan ion. Variabel ini masih tergantung dari
beberapa faktor, di antaranya, kelarutan dan macam ion fosfor yang hadir, serta
konsentrasi ion lain. Kedua faktor ini dipengaruhi oleh pH. Oleh karena itu
menurut Maschner (1995), bahwa, setiap tanaman berkemampuan berbeda
dalam menyerap fosfor dari tanah, karena berbeda dalam morfologi akar
(misalnya densitas rambut akar, diameter akar) dan karakter fisiologisnya.
Dua faktor berkaitan erat dengan ketersediaan P bagi tanaman yakni
faktor intensitas dan faktor relatif.
Faktor intensitas, adalah suatu ukuran
perbedaan potensial elektrokimia sepanjang permukaan akar tanaman yang
menyerap hara; sedangkan faktor relatif adalah pengaruh ion lain dalam larutan
terhadap serapan P. Faktor relatif untuk P mendekati satu karena ion lain tidak
11
begitu bersaing dengan serapan P. Faktor intensitas tidaklah memadai untuk
menggambarkan ketersediaan P bagi tanaman, karena jumlah P dalam larutan
tanah pada setiap saat kecil jika dibandingkan dengan kebutuhan P tanaman.
Sedangkan mekanisme yang terlibat dalam perbedaan serapan dan
penggunaan P oleh tanaman dikaitkan dengan tiga ciri akar : (i) kemampuan
menyerap P dari larutan encer; (ii) aktivitas metabolik yang dapat meningkatkan
ke larutan P tanah; dan (iii) kemampuan mengeksplorasi volume tanah.
Kemampuan menyerap P tampaknya terbentuk dalam beberapa jam setelah
akar lembaga (radikal) tumbuh, tetapi kemampuan untuk mentranslokasi P ke
bagian atas tanaman dapat menunggu beberapa minggu
pada berbagai
spesies tertentu.
Keberadaan Fosfor pada Tanah Masam
Seperti yang dikemukakan terdahulu bahwa bentuk ion fosfor yang
diserap tanaman dipengaruhi oleh pH tanah. Pengaruh pH tanah terhadap
ketersediaan P bagi tanaman adalah dengan dua cara. Pertama, pH larutan
tanah adalah yang paling menentukan bentuk ion yang ada. Kedua, pH tanah
juga mengendalikan tipe dan kelarutan mineral-mineral tanah. Mineral-mineral
ini dapat merubah produk-produk reaksi pupuk, mineral-mineral sekunder atau
primer. Menurut Young et al. (1997), ketika suatu pupuk ditambahkan pada
suatu tanah masam, ia bereaksi dengan senyawa-senyawa Fe dan Al
membentuk produk-produk kompleks yang
tidak begitu larut dan kurang
tersedia bagi tanaman. Senyawa-senyawa yang terbentuk dapat mengendap
dalam larutan, terjerap pada permukaan oksida Fe dan Al, atau terjerap pada
partikel-partikel lempung.
Berkaitan dengan tanah masam, Ruaysoongnern dan Keerativ-kasikorn
(1996), menyatakan bahwa, ketersediaan fosfor yang sangat terbatas adalah
salah satu masalah penting
pada tanah masam. Fosfor selalu menunjukkan
afinitas yang kuat dengan Al dan Fe pada tanah masam, sehingga
pengendapannya bersama aluminium dan besi atau dijerap pada permukaan liat
(clay). Reaksi kimianya yang berlangsung antara ion fosfat dengan Aluminium
yang larut, menghasilkan bentuk hidroksi fosfat yang tidak larut. Mekanisme
reaksinya yakni, ion fosfat menggantikan kedudukan ion OH dari koloid tanah
atau mineral. Reaksi yang terjadi digambarkan sebagai berikut :
Al+++
+ H2PO-4
AlPO4.2H2O + 2H+
12
Konsekuensi dari reaksi di atas ini, akan selalu terjadi bentuk fosfat yang tidak
larut, atau hanya sedikit ion H2PO-4 yang tersedia bagi tanaman.
Peranan Fosfor dalam Pertumbuhan Tanaman
Fosfor adalah hara makro yang esensial bagi pertumbuhan dan
perkembangan tanaman, dan sebagai salah satu faktor pembatas produksi
kedua setelah nitrogen (Willet et al. 1996, Bennett 1994). Karena pentingnya
fosfor bagi tanaman, oleh Thompson dan Troeh (1973) disebut sebagai “kunci
bagi kehidupan” karena secara langsung berpengaruh terhadap sebagian besar
proses kehidupan.
Konsentrasi fosfor untuk pertumbuhan yang optimal menurut Maschner
(1995)
adalah
antara
0,3-0,5%
dari
bobot
kering.
Namun
demikian,
kemungkinan akibat keracunan fosfor dapat terjadi ketika kandungan fosfor lebih
dari 1% dari bobot kering. Bahkan pada tanaman Cajanus cajan cukup sensitif
dan mengalami keracunan jika kandungan fosfor pada pucuk telah mencapai
antara 0.3 - 0.4% dan 0.6 – 0.7% (pada Vigna mungo). Selanjutnya Goswami et
al. (1990) melaporkan bahwa kandungan fosfor pada biji jagung 4.4 kg.ton-1 atau
setara kebutuhan pupuk fosfor 26 - 66 kg P.ha-1.
Tanaman yang menderita kahat fosfor, tampak pada laju penurunan luas
daun dan permukaan daun, serta jumlah daun. Namun demikian kondisi ini
tidak banyak berpengaruh terhadap kandungan protein daun serta kandungan
klorofilnya, bahkan sering kandungan klorofil bertambah di bawah kondisi ini.
Akan tetapi, efisiensi fotosintesis per unit klorofil semakin menurun pada kondisi
kahat fosfor. Gejala kahat fosfor khususnya pada jagung menurut Voss (1994),
yakni pada daun berwarna hijau gelap dengan ungu kemerahan pada bagian
ujung dan tepi daun.
Pada kondisi tanaman kahat fosfor, pertumbuhan akar sedikit banyak
dihambat
akibatnya penurunan nisbah pucuk/akar. Kasus ini terjadi
pada
tanaman kedelai yang nisbah pucuk/akarnya menurun dari 5.0 (pada kondisi
kecukupan fosfor) menjadi 1.9. Dalam kondisi ini, variabel ini berkorelasi dengan
kenaikan dalam pembagian (partitioning) karbohidrat akar. Pada species
tanaman tertentu, dalam kondisi defisiensi, maka total respirasi akar tidak
berubah, tetapi proporsi respirasi alternatif naik 40-50% pada kondisi kecukupan
menjadi 80-90% pada kondisi kekurangan. Pada pertumbuhan generatif,
defisiensi fosfor nampak pada tertundanya inisiasi pembungaan, jumlah bunga
13
menurun, formasi biji yang terganggu, produksi biji dan senesens daun yang
prematur. Namun demikian gejala defisiensi bervariasi antar spesies dan juga
tergantung dari kondisi pertumbuhan.
Secara seluler, defisiensi fosfor mengakibatkan terjadinya penurunan
kandungan fosfolipid yang berdampak pada kerusakan membran sel dan
berpengaruh juga terhadap transfer energi dalam sel. Ada juga gejala defisiensi
fosfor yang tidak kelihatan, karena kebutuhan P yang tinggi langsung
ditranslokasikan ke jaringan muda yang sedang mengalami metabolisme aktif.
Oleh karena itu, gejala defisiensi fosfor nampak pada jaringan tua.
Fisiologi Fosfor dalam Tanaman
Tidak seperti nitrat, fosfat tidak direduksi dalam tanaman akan tetapi
dioksidasi. Setelah diserap, terutama dalam bentuk H2PO4- yang selanjutnya
digunakan sebagai fosfat anorganik (Pi) atau diesterifikasi sebagai suatu
senyawa fosfat-ester sederhana
(C--O-(P) ) (misalnya gula fosfat) atau fosfat
bentuk lain seperti ikatan energi-pirofosfat
(P)∼(P) ) (misalnya ATP).
Fosfor diserap akar dan didistrubusi menuju sel hidup pada tanaman.
Sebagian besar ion fosfor terkonsentrasi pada bagian-bagian reproduktif
tanaman, seperti pada biji dan bunga. Bersama dengan C, H, O, N dan unsur
lainnya, fosfor di dalam sel bergabung membentuk senyawa organik kompleks.
Oleh karena itu, fosfor dianggap sebagai unsur yang esensial terutama bagi
material genetik dalam nukleus sel. Sel tidak dapat membelah jika terbatas
fosfornya. Kekahatan fosfor menyebabkan tanaman kerdil dan gagal dalam
pemasakan (Thompson dan Troeh 1973)
Dua peranan esensial yang dimainkan fosfor yakni: (i) sebagai
komponen strutural dan; (ii) sebagai relasi energi dari sel. Peranan struktural
terjadi pada asam nukleat (DNA dan RNA) di mana fosfor sebagai penghubung
antara molekul deoxyribosa atau ribosa dalam kontruksi molekul makro.
Peranan struktural lainnya yaitu pada fosfolipid yang merupakan komponen dari
membran sel. Di sini fosfor berperan sebagai agen penghubung struktural.
Menurut Maschner (1995), meskipun kehadiran fosfor dalam sel dengan
konsentrasi yang rendah, fosfat-ester dan energi-firofosfat berperan sebagai
mesin dari sel. Lebih dari 50 bentuk ester dari fosfat dan gula alkohol telah
diidentifikasi, dan kira-kira ada 10 bentuknya ditemukan dalam sel dalam jumlah
yang relatif tinggi. Misalnya glukosa-6-fosfat dan fosfogliseraldehida.
14
Salah satu bentuk fosfor yang ditemukan dalam jaringan tanaman adalah
fitat yang adalah suatu bentuk dari fosfat yang disimpan dalam jaringan
penyimpan seperti biji-bijian. Fitat adalah garam dari asam fitic, myoinositol,
1,2,3,4,5,6-hexabisphosphate. Asam fitic ini disintesis dari cyclic alcohol
myoinositol
melalui esterifikasi dari grup hidroksil dengan grup fosfat.
Kandungan fitat-fosfor dari total fosfor adalah 60-70% pada biji serealia atau
lebih dari 50% pada biji legum. Kandungan fitat pada serealia dan legum selama
awal pembentukan biji adalah rendah, tetapi kenaikannya jelas ketika mencapai
periode sintesis pati. Hal ini kontras dengan kandungan Pi selama tahapan
proses yang sama di mana kandungan Pi rendah dan menurun ketika
fitat
dibentuk.
Pupuk dan Sumber-sumber Fosfat
Pupuk fosfat yang sudah umum dikenal masyarakat Indonesia di
antaranya adalah TSP dan SP-36. Perbedaan kedua pupuk ini terutama pada
kandungan P2O5, di mana TSP mengandung 46% dan SP-36 adalah 36% P2O5.
Pupuk-pupuk ini sudah cukup populer bagi petani di Indonesia. Akhir-akhir ini,
pupuk SP-36
lebih dominan ditemukan di pasaran dibanding pupuk TSP.
Keadaan ini merupakan kebijakan pemerintah Indonesia, dalam rangka efisiensi
terhadap penggunaan pupuk fosfat oleh petani, sekaligus mengurangi dampak
buruk bagi lingkungan, di mana penggunaan
TSP selama ini, 20% diserap
tanaman dan sisanya 80% terfiksasi dalam tanah.
Bumi kaya dengan endapan fosfat. Hampir 40% dari batuan fosfat dunia
pada
tahun
1980
memasuki
perdagangan
dunia.
Maroko
merupakan
pengekspor yang utama, yang diikuti oleh Amerika Serikat. Sebagian besar
penambangan fosfat di dunia dilakukan dengan tambang terbuka (strip mining),
dan hanya sedikit saja yang menggunakan penambangan bawah tanah. Setelah
batuan fosfat ditambang dan diperkaya selanjutnya mengkonversi struktur
fluorapatit menjadi bentuk yang lebih melarut dan secara efektif digunakan oleh
tanaman (Weast et al. 1989),
Selain sumber pupuk fosfat tersebut, fosfat alam (FA) dalam dekade
terakhir ini telah menjadi perhatian penting dan sebagai salah satu sumber
pupuk fosfat yang mempunyai prospek yang baik, terutama ditinjau dari aspek
ekonomisnya (Hedley et al. 1990). Pupuk FA mengandung apatit yang
mempunyai nilai agronomik yang tinggi.
15
Batuan fosfat merupakan titik awal untuk semua pupuk P (Young et al.
1997). Menurutnya dengan beberapa perkecualian, endapan yang lebih besar di
dunia secara langsung ataupun tidak langsung berasal-usul dari sedimenter,
yang terhampar pada lapisan bawah laut dan kemudian terangkat ke massamassa daratan dan terendapkan kembali dari air permukaan yang terperkolasi
melalui lapisan tersebut. Fosfat tersebut biasanya dalam bentuk butiran kecil
yang terekat bersama oleh CaCO3. Bentuk utama mineral fosfat dalam
kebanyakkan endapan adalah fronkolit yang mer
TERHADAP PERBAIKAN SIFAT KIMIA TANAH PODZOLIK
MERAH KUNING, SERAPAN FOSFAT DAN KALSIUM SERTA
PERTUMBUHAN DAN HASIL TANAMAN JAGUNG
TONY BASUKI
SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2007
i
PENGARUH KOMPOS, PUPUK FOSFAT DAN KAPUR
TERHADAP PERBAIKAN SIFAT KIMIA TANAH PODZOLIK
MERAH KUNING, SERAPAN FOSFAT DAN KALSIUM SERTA
PERTUMBUHAN DAN HASIL TANAMAN JAGUNG
TONY BASUKI
Tesis
Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Magister Sains pada
Program Studi Agronomi
SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2007
ii
RINGKASAN
TONY BASUKI. Pengaruh
Kompos, Pupuk Fosfat dan Kapur terhadap
Perbaikan Sifat Kimia Tanah Podzolik Merah Kuning, Serapan Fosfat dan Kalsium
serta Pertumbuhan
dan Hasil Tanaman Jagung. Dibimbing oleh B.H.
TAMPUBOLON, SUDIRMAN YAHYA dan KOMARUDIN IDRIS.
Ketersediaan fosfor yang sangat rendah bagi tanaman adalah salah satu
masalah penting pada Podzolik Merah Kuning (PMK). Kondisi ini menyebabkab
kelarutan Al dan Fe tinggi sehingga menurunkan mobilitas P dan cepatnya unsur P
dari pupuk dijerap tanah dalam bentuk Al-P, Fe-P, atau bentuk lain yang sulit
untuk diserap tanaman. Untuk mencegah ion fosfat dan atau melepaskan fosfat
yang telah terikat pada keadaan ini maka dua mekanisme yang memungkinkan
yakni (i) mengendapkan Fe dan Al menjadi tidak larut, melalui penetralan pH
tanah; dan (ii) mengkompleks Al atau Fe melalui pengkelatan oleh bahan organik
tanah. Penambahan pupuk fosfat juga merupakan salah satu cara umum yang
memungkinkan fosfor yang lebih banyak tersedia bagi tanaman.
Penelitian ini menggunakan metoda percobaan lapangan yang mengarah
pada pemecahan masalah tersebut dan telah dilaksanakan di kebun percobaan
Tajur, IPB sejak Agustus 2000 sampai Januari 2001. Tujuannya : (i) mengetahui
penampilan pertumbuhan dan hasil tanaman jagung, serta serapan fosfat dan
kalsium karena adanya perubahan-perubahan sifat kimia tanah PMK (ii)
mempelajari besaran perubahan dan keterkaitan sifat-sifat kimia tanah seperti pH
tanah, aluminium dapat ditukar (Al-dd), P-tersedia, kapasitas tukar kation (KTK)
tanah dan kalsium dapat ditukar (Ca-dd) akibat dari faktor kompos, pupuk fosfat
dan kapur. Rancangan percobaan adalah RAL secara faktorial, dengan tiga faktor
dan tiga ulangan. Faktor pertama adalah jenis kompos, terdiri dari Kompos Jerami
Alang-alang (KJA), Kompos Jerami Jagung (KJJ) dan Tanpa Kompos; faktor
kedua adalah jenis pupuk fosfat, yang terdiri dari SP-36, Fosfat Alam (FA) dan
Tanpa Pupuk; dan faktor ketiga adalah pemberian kapur, yang terdiri dari
Pemberian Kapur (0.5 Al-dd) dan Tanpa Kapur. Variabel-variabel yang diamati
adalah sifat kimia tanah, pertumbuhan dan hasil jagung serta kadar dan serapan
fosfat dan kalsium.
Hasil penelitian menunjukkan bahwa : (i) Kompos Jerami Alang-alang +
SP-36 + Kapur; dan Kompos Jerami Jagung + SP-36 + Kapur, mampu mengubah
sifat kimia tanah yang lebih baik sehingga dapat mengatasi gangguan defisiensi
fosfor dan keracunan aluminium pada awal pertumbuhan dan secara nyata
tanaman mampu memperoleh kalsium tanaman. Pengaruh perbaikan sifat kimia
tanah tersebut berimplikasi terhadap kenormalan waktu pembungaan, serta
peningkatan hasil biji secara nyata dari nihil menjadi cukup produktif. Peran dari
faktor-faktor tunggal, nyata menaikkan hasil biji, namun secara ideal hasil biji yang
tertinggi masih diperoleh dari kombinasi tiga faktor, . (ii), KJA atau KJJ memberi
peranan dalam mengendapkan aluminium dan melepaskan fosfat dari situs
jerapan menjadi P-tersedia bagi tanaman. KJA lebih kuat dibanding KJJ dalam
meningkatkan P-tersedia. Namun, jika KJA dikombinasi FA memperoleh P-tersedia
yang tertinggi. Sedangkan pupuk SP-36 dikombinasi KJA, diperlukan pemberian
kapur, walaupun besaran kenaikan P-tersedianya berada dibawah KJA + FA; (iii)
Pengendapan Al-dd tidak semata dapat ditekan melalui peningkatan pH tanah,
namun melalui pengkelatan oleh bahan organik dari KJA maupun KJJ, nyata
mempunyai kemampuan yang sama dengan kenaikan pH tanah.
iii
Judul Tesis
:
Pengaruh Kompos, Pupuk Fosfat dan Kapur terhadap
Perbaikan Sifat Kimia Tanah Podzolik Merah Kuning,
Serapan Fosfat dan Kalsium serta Pertumbuhan dan Hasil
Tanaman Jagung
Nama
:
Tony Basuki
NIM
:
AGR-98056
Disetujui
1. Komisi Pembimbing,
Dr. Ir. B.H. Tampubolon, M.Sc.
(Ketua)
Prof. Dr. Ir. Sudirman Yahya, M.Sc.
(Anggota)
Dr. Ir. Komarudin Idris, M.S.
(Anggota)
Diketahui,
2. Ketua Program Studi Agronomi
Dr. Ir. Satriyas Ilyas, M.S.
3. Dekan Sekolah Pasca Sarjana
Prof. Dr. Ir. Khairil A. Notodiputro, M.S.
Tanggal Ujian : 12 Oktober 2001
Tanggal Lulus : 12 Oktober 2001
iv
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Kupang pada tanggal 7 Juni 1966 dari ayah Stefanus
Basuki dan Ibu Charlota Basuki. Penulis merupakan anak kedua dari sembilan
bersaudara. Pada tahun 1997, telah menikah dengan Susana E. Dwiningrum dan
dikaruniakan seorang anak pada tahun 1998 bernama Kidung Ksatria Pratama
Basuki.
Tahun 1984 penulis lulus dari Sekolah Menengah Pembangunan
Persiapan (SMPP) 34 Kupang dan pada tahun yang sama diterima sebagai
mahasiswa Jurusan Agronomi pada Fakultas Pertanian (Faperta), Universitas
Nusa Cendana (Undana) melalui jalur Seleksi Penerimaan Mahasiswa Baru
(Sipenmaru) dan lulus pada tahun 1989.
Pada tahun 1989 bekerja sebagai staf peneliti pada proyek P3NT Badan
Litbang Pertanian yang ada di Kupang NTT yang akhirnya merupakan salah satu
unit terbentuknya Balai Pengkajian Teknologi Pertanian (BPTP) NTT, dan sampai
saat ini penulis bekerja sebagai Peneliti di balai ini. Selanjutnya, pada tahun 1998
memperoleh beasiswa dengan status pegawai tugas belajar Badan Litbang
Pertanian melalui Proyek NTAADP yang ada di BPTP NTT. Sejak tahun tersebut,
penulis tercatat sebagai mahasiswa Program Pasca Sarjana (PPs) pada program
studi Agronomi.
v
PRAKATA
Dengan memanjatkan syukur ke hadirat Tuhan Yang Maha Kuasa atas
segala berkat, anugerah dan campur-tanganNya, sehingga Tesis ini berhasil
diselesaikan. Penelitian ini berjudul “Pengaruh Kompos, Pupuk Fosfat dan Kapur
terhadap Perbaikan Sifat Kimia Tanah Podzolik Merah Kuning, Serapan Fosfat
dan Kalsium serta Pertumbuhan dan Hasil Tanaman Jagung” yang dilaksanakan
sejak bulan Agustus 2000 dan berakhir pada Januari 2001.
Terima kasih penulis ucapkan kepada Bapak Dr. Ir. B.H. Tampubolon,
M.Sc., Bapak Prof. Dr. Ir. Sudirman Yahya, M.Sc., dan Bapak Dr. Ir. Komarudin
Idris, M.S. selaku komisi pembimbing yang telah banyak memberikan saran dan
arahan. Di samping itu, penghargaan penulis sampaikan kepada Bapak Dr. Ir.
Abdullah Bamualim, M.Sc. selaku Kepala Balai Pengkajian Teknologi Pertanian
(BPTP) NTT dan Bapak Dr. Ir. Jacob Nulik, M.Sc. sebagai Pimpinan Proyek
NTAADP yang telah memberikan berbagai macam dukungan termasuk saransaran teknis.
Pada kesempatan ini, Penulis juga mengucapkan limpah terima kasih
kepada Bapak Kepala Badan Penelitian dan Pengembangan Pertanian dan Bapak
Kepala Pulitbang Sosek (PSE), Departemen Pertanian yang telah
mempercayakan penulis dalam melaksanakan studi Program Pasca Sarjana S2 di
Institut Pertanian Bogor (IPB). Ucapan terima kasih juga, pantas diberikan kepada
rekan-rekan kerja BPTP NTT yang senantiasa telah memberikan dorongan
semangat kerja kepada Penulis, termasuk Dr. Wirdahayati RB. sebagai salah satu
senior di Balai.
Kepada rekan-rekan seperjuangan angkatan 98 PS. Agronomi IPB juga
disampaikan terima kasih. Termasuk sahabat-sahabat di Jl. Sukajaya II/24B
Tajur, Bung Jery, Om Jepa, Bu Odi Polo, Om Olof, Pak Bruri dan Bu Ako Oematan
dan Sus Ece serta rekan-rekan yang lain.
Ungkapan terima kasih istimewa kepada ayahanda dan ibunda serta papi
Koenunu, kakak dan adik-adik yang di Oebobo dan di Tingkat I serta seluruh
keluarga atas segala dorongan motivasi dan kasih sayangnya. Dan akhirnya,
Tesis ini dipersembahkan kepada Istri dan Andanda tercinta mama Kiki dan
Kidung Kastria yang senantiasa mendampingi penulis dalam suka dan duka
selama ini, karena mereka berdua telah memberikan peran sebagai sumber
inspirasi.
Semoga karya ilmiah ini bermanfaat.
Bogor, Oktober 2001
Tony Basuki
vi
DAFTAR ISI
DAFTAR TABEL ..........................................................................
Halaman
viii
DAFTAR GAMBAR ......................................................................
ix
DAFTAR LAMPIRAN ...................................................................
xi
PENDAHULUAN ............................................................................
1
Latar Belakang..... ………………….............................................
1
Tujuan Penelitian …....................................................................
4
Hipotesis ……............................................................................
4
TINJAUAN PUSTAKA ...................................................................
5
Karakteristik Podzolik Merah Kuning dan Tanah Masam ..........
Perilaku Aluminium dan Pengaruhnya terhadap Pertumbuhan
Tanaman .……….............................……………………………....
Peranan Kapur pada Tanah Masam ..........................................
Perilaku Fosfat pada dan Pengaruhnya terhadap Pertumbuhan
Tanaman …………….........………………...........
5
6
8
9
Peranan Bahan Organik Tanah .................. …..………...………
15
Keberadaan Kalsium dan Pengaruhnya terhadap Pertumbuhan
Tanaman ...................................................................................
19
BAHAN DAN METODE .................................................................
24
Lokasi dan Waktu Penelitian ....................................................
24
Metode .........................……......................................................
24
Bahan dan Alat ...........................................................................
24
Pelaksanaan Percobaan ............................................................
26
Pelaksanaan Penanaman ...........................................................
27
Pengamatan dan Pengumpulan Data ……………………………
28
Analisis Data ……………………………....…………………………
30
HASIL DAN PEMBAHASAN ………………………………….............
31
Pertumbuhan dan Hasil Tanaman ............................................
31
Tinggi Tanaman, Jumlah Daun dan Luas Daun ...................
31
Umur Berbunga dan Umur Panen ......................................
38
Bobot 100 Biji dan Hasil Biji ………………....……...............
40
vii
Kadar Fosfat dan Kalsium Jaringan serta Serapannya ........
Analisis Pertumbuhan ...........................................................
44
46
Laju Tumbuh Mutlak (LTM), Laju Tumbuh Relatif (LTR) dan
Indeks Luas Daun (ILD) ......................................................
46
Sifat Kimia Tanah Setelah Percobaan …………………………...
51
Reaksi tanah (pH), Al-dd) dan P tersedia ............................
52
C organik, KTK dan Kalsium Dapat Ditukar...................
57
KESIMPULAN DAN SARAN .........................................................
61
Kesimpulan ..............................................................................
61
Saran .......................................................................................
62
DAFTAR PUSTAKA .......................................................................
63
LAMPIRAN ............................……………………………………........
67
viii
DAFTAR TABEL
Halaman
1
Komposisi Kimia Alang-alang ..............................................
19
2
Notasi dan Perlakuan pada Percobaan Lapangan..............
26
3
Daftar Metode serta Alat Pengukur Analisis Tanah dan
Tanaman …………………………..……………………………
29
4
Pengaruh Kompos, Fosfat dan Kapur terhadap Tinggi
Tanaman, Jumlah Daun dan Luas Daun, 49 hst ................
5
Pengaruh Kompos, Fosfat dan Kapur terhadap Umur
Berbunga dan Umur Panen ................................................
40
Pengaruh Kompos, Fosfat dan Kapur terhadap Bobot 100
Biji dan Hasil Biji .................................................................
42
Pengaruh Kompos, Fosfat dan Kapur terhadap Kadar Fosfat,
Kadar Kalsium, Serapan Fosfat dan Serapan Kuning
................................................................................
45
Pengaruh Kompos, Fosfat dan Kapur terhadap Laju Tumbuh
Mutlak (LTM), Laju Tumbuh Relatif (LTR) dan Indeks Luas
Daun (ILD) .....................................................
48
6
7
8
9
10
Pengaruh Kompos, Fosfat dan Kapur terhadap pH Tanah,
Aluminium Dapat Ditukar (Al-dd) dan P- tersedia, pada
Podzolik Merah Kuning .......................................................
Pengaruh Kompos, Fosfat dan Kapur terhadap C organik
Tanah, Kapasitas Tukar Kation (KTK) Tanah dan Kalsium
Dapat Ditukar .....................................................................
ix
34
53
59
DAFTAR LAMPIRAN
1.
Halaman
Rekapitulasi Sidik Ragam Akibat Pengaruh Interaksi
Pemberian Kompos, Pupuk Fosfat dan Kapur terhadap
Tinggi Tanaman 21, 35 dan 49 hst pada Podzolik Merah
Kuning ……………………….................................................
68
Rekapitulasi Sidik Ragam Akibat Pengaruh Interaksi
Pemberian Kompos, Pupuk Fosfat dan Kapur terhadap
Jumlah Daun 21, 35 dan 49 hst pada Podzolik Merah Kuning
................................................................................
68
Rekapitulasi Sidik Ragam Akibat Pengaruh Interaksi
Pemberian Kompos, Pupuk Fosfat dan Kapur terhadap
Luas Daun 21, 35 dan 49 hst pada Podzolik Merah Kuning
……………….......................................................................
69
Rekapitulasi Sidik Ragam Akibat Pengaruh Interaksi
Pemberian Kompos, Pupuk Fosfat dan Kapur terhadap
Umur Berbunga, Umur Panen, Bobot 100 biji dan Bobot Biji
(hasil) pada Podzolik Merah Kuning ……………………….
69
Rekapitulasi Sidik Ragam Akibat Pengaruh Interaksi
Pemberian Kompos, Pupuk Fosfat dan Kapur terhadap
Kadar Fosfat Jaringan, Kadar Kalsium Jaringan, Serapan
Fosfat dan Serapan Kalsium pada Podzolik Merah Kuning
............................................................................................
70
Rekapitulasi Sidik Ragam Akibat Pengaruh Interaksi
Pemberian Kompos, Pupuk Fosfat dan Kapur terhadap LTA
pada Periode antara 21 - 35 dan 35 - 49 hst, LTR pada
Periode antara 21 - 35 dan 35 - 49 hst; dan Indeks Luas
Daun
(ILD)
pada
Podzolik
Merah
Kuning
……………................................................................…....…
70
7.
Rekapitulasi Sidik Ragam Akibat Pengaruh Interaksi
Pemberian Kompos, Pupuk Fosfat dan Kapur terhadap pH,
Aluminium Dapat Ditukar (Al-dd) dan P Tersedia Kuning
pada Podzolik Merah Kuning ..................................
71
8.
Rekapitulasi Sidik Ragam Akibat Pengaruh Interaksi
Pemberian Kompos, Pupuk Fosfat dan Kapur terhadap C
Organik Tanah, KTK Tanah dan Ca Dapat Ditukar (Ca-dd)
pada Podzolik Merah Kuning ..............................................
71
Pengaruh Pemberian Kompos, Fosfat dan Kapur terhadap
Tinggi Tanaman 21, 35, dan 49 hst pada Podzolik Merah
Kuning .................................................................................
72
Pengaruh Pemberian Kompos, Fosfat dan Kapur terhadap
Jumlah Daun 21, 35 dan 49 hst pada Podzolik Merah
Kuning ................................................................................
72
2.
3.
4.
5.
6.
9.
10.
x
11.
Pengaruh Pemberian Kompos, Fosfat dan Kapur terhadap
Luas Daun 21, 35 dan 49 hst pada Podzolik Merah Kuning
.................................................................................
73
12.
Pengaruh Pemberian Kompos, Fosfat dan Kapur terhadap
Umur Berbunga, Umur Panen, Bobot 100 Biji dan Bobot Biji
(Hasil) pada Podzolik Merah Kuning .............................
73
Pengaruh Pemberian Kompos, Fosfat dan Kapur terhadap
Kadar Fosfat dan Kalsium Jaringan serta Serapan Fosfat
dan Kalsium pada Podzolik Merah Kuning ..........................
74
Pengaruh Pemberian Kompos, Fosfat dan Kapur terhadap
Laju Tumbuh Absolut (LTA), Laju Tumbuh Relatif (LTR) dan
Indeks Luas Daun (ILD) pada Podzolik Merah Kuning
............................................................................................
74
15.
Pengaruh Pemberian Kompos, Fosfat dan Kapur terhadap
pH Tanah,
Aluminium Dapat Ditukar (Al-dd) dan PTersedia, pada Podzolik Merah Kuning ..............................
75
16.
Pengaruh Pemberian Kompos, Fosfat dan Kapur terhadap C
organik Tanah, Kapasitas Tukar Kation (KTK) Tanah dan
Kalsium Dapat Ditukar pada Podzolik Merah Kuning
.............................................................................................
75
17
Status Hara Podzolik Merah Kuning Asal Gajruk ................
76
18
Komposisi Hara Kompos Jerami Alang-alang dan Kompos
Jerami Jagung ……………………………................
77
19
Kandungan Kimia Pupuk Fosfat Alam dan Pupuk SP-36 ...
77
20
Deskripsi Jagung Varietas Bisma ........................................
78
21
Teknik Pembuatan Kompos ...............................................
79
22
Penetapan pH dengan pH Meter .......................................
80
23
Penetapan Bahan Organik Tanah (berdasarkan jumlah
bahan organik yang mudah teroksidasi) ..............................
80
24
Penetapan P-total .............................................................
81
25
Penetapan P tersedia (Bray No.1) ......................................
82
26
Penetapan Kapasitas Tukar Kation (KTK) Tanah ...............
83
27
Penetapan Aluminium Dapat Ditukar (Al-dd) ......................
84
28
Penetapan Kapur (berdasarkan Al-dd) ................................
85
29
Penetapan C- asam Humat dan C- asam Fulvat .................
85
30
Penetapan Fosfor dan Kalsium dalam Jaringan Tanaman ..
86
13.
14.
xi
DAFTAR GAMBAR
Halaman
1
Skema Tahapan Pelaksanaan Penelitian ................................
31
2
Pertumbuhan Tinggi Tanaman menurut Umur Pada Berbagai
Perlakuan ...................................................................................
35
3
Pertumbuhan Jumlah Daun menurut Umur Pada Berbagai
Perlakuan ...................................................................................
4
Pertumbuhan Luas Daun menurut Umur Tanaman Pada
Berbagai Perlakuan …………………………………………………
37
5
Pengaruh Berbagai Perlakuan terhadap Hasil Biji ......................
43
6
Pengaruh Berbagai Perlakuan terhadap Bobot 100 Biji
.........................
43
7
Pengaruh Berbagai Perlakuan Terhadap Presentase Kenaikan
P-tersedia …………………………………………………………….
xii
36
56
Penguji pada Ujian Tertutup : 1. Dr. Ir. B.H. Tampubolon, M.Sc
2. Prof. Dr. Ir. Sudirman Yahya, M.Sc
3. Dr. Ir. Komarudin Idris, M.S
xiii
1
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Di Indonesia, Podzolik Merah Kuning (PMK) adalah tipe tanah yang
dianggap sebagai tanah bermasalah. Tanah ini dikelompokkan sebagai tanah
masam yang dicirikan oleh kejenuhan aluminium yang tinggi dan oksida
besi/mangan yang cenderung mengikat fosfat. Selain itu, tanah ini juga
bermasalah karena kekahatan Ca dan Mg serta rendahnya Kapasitas Tukar
Kation (KTK) dan kandungan bahan organik tanah. Pada kondisi demikian,
tanah ini dapat juga bersifat toksik terhadap tanaman karena Al, Mn dan Fe.
Menurut Buringh (1993), PMK yang memiliki padanan nama dengan
Orthic Acrisol (menurut penamaan Peta Tanah Dunia/PTD) atau berdasarkan
“Soil Taxonomi”, adalah tanah Ultisol. Tanah ini disebut sebagai tanah tropika
tua pada wilayah bermusim kering dan basah yang berkembang dari bahan
induk masam. Tanah-tanah ini mempunyai horison Argilik yang tegas, kejenuhan
basa
6.3 semua Al dalam bentuk hidroksida tidak terekstrak dengan NH4Oac; pH
larutan > 6.5 Al(OH)3 mengalami pengendapan.
Akibat dari Al yang larut yang lebih besar, maka pengaruh lain terhadap
sifat kimia tanah yakni cenderung mengikat ion fosfor. Reaksi kimianya yang
berlangsung antara ion fosfat dengan Al larut telah menghasilkan bentuk
hidroksi fosfat yang tidak larut. Konsekuensi dari reaksi di atas ini, akan selalu
terjadi bentuk fosfat yang tidak larut, atau hanya sedikit ion H2PO-4 yang tersedia
bagi tanaman. Mekanisme reaksinya yakni ion OH digantikan kedudukan oleh
ion fosfat dari koloid tanah atau mineral.
Pengaruh langsung Al terhadap pertumbuhan tanaman yakni : (i)
mengakibatkan
keracunan
terhadap
tanaman,
terutama
menyebabkan
kerusakan pada akar sehingga efisiensi akar dalam menyerap hara dan air
menjadi rendah. Hal ini akan mengganggu sistem translokasi hara; (ii) terjadinya
penimbunan/pengendapan
fosfat
dalam
jaringan
akar
sehingga
dapat
menghalangi translokasi unsur Ca dan P ke berbagai bagian tanaman. Dengan
demikian menyebabkan tanaman kekurangan unsur P; dan (iii) Al mencegah
penetrasi akar ke lapisan tanah bagian bawah.
Peranan Kapur pada Tanah Masam
Pengapuran adalah suatu istilah pertanian yang sering dipergunakan
untuk menyatakan penambahan bahan kapur dari senyawa oksida, hidroksida
atau karbonat Ca dan Mg dalam tanah. Pengapuran dilakukan pada tanah-tanah
yang mempunyai pH rendah (masam). Tujuan utama pengapuran untuk
menaikkan pH tanah dan meniadakan pengaruh racun Al dan Mn serta
menyediakan hara kalsium (Sulaeman et al. 1990) . Berkaitan dengan ini, maka
pemberian kapur dapat bermanfaat ganda yakni : pertama, kapur dapat
menggantikan dan mengendapkan Al, yang telah diikat sangat kuat dalam tanah
masam. Kedua, jika suatu tanah yang dikapur akan lebih banyak situs
pertukaran yang lebih aktif.
Selain itu menurut Kamprath dan Foy (1997), bahwa, pemberian kapur
pada tanah masam juga mempunyai kaitan dengan perbaikan terhadap KTK
efektif dan retensi kation.
KTK
yang tergantung pH dari tanah masam
berasosiasi dengan ionisasi H+ dari oksida-oksida hidrolisis Fe dan Al dan
hidrolisis ion-ion logam trivalent yang diikat oleh bahan organik. Dengan
9
demikian jika tanah masam dikapur, KTK efektifnya meningkat. Pada tanah
Ultisol KTK meningkat sebesar 60% jika pH tanah dinaikkan dari 4.9 menjadi
5.9.
Selain itu, menurut Sulaiman et al. (1990) pengapuran selain untuk
meniadakan pengaruh racun dari Al dan Mn, juga berperan dalam menyediakan
hara kalsium. Namun, tanggap tanaman terhadap kapur berbeda-beda )Al-Jabri
et al. 1998), dinyatakan bahwa kapur berpengaruh terhadap bobot kering jerami,
bahkan cenderung menurunkan hasil padi pada level 2.87 ton/ha, tetapi pada
sisi lain kapur berpengaruh positif terhadap bobot kering jerami di Barasang
(takaran 1/4 Al-dd= 2.56 – 2.62 ton.ha-1)
Pendugaan kebutuhan kapur pada tanah-tanah masam dapat dilakukan
dengan berbagai cara seperti :
•
pemberian kapur secara bertingkat di lapangan untuk mendapatkan
takaran kapur yang memberi hasil tanaman yang optimum;
•
inkubasi tanah dengan pemberian kapur bertingkat untuk mencapai
takaran pupuk yang dapat memberikan pH tanah yang diinginkan;
•
titrasi tanah menggunakan larutan basa;
•
titrasi tanah menggunakan larutan sangga;
•
menggunakan Al-dd sebagai indeks kebutuhan kapur (McLean 1973)
Perilaku Fosfat dan Pengaruhnya terhadap Pertumbuhan Tanaman
Sumber Fosfor dan Ketersediaannya dalam Tanah
Menurut Thompson and Troeh (1973), fosfor seperti halnya nitrogen dan
sulfur, membentuk anion kompleks dengan oksigen. Karena tingkat kelarutannya
yang rendah maka ketersediaannya bagi tanaman menjadi rendah, sehingga ini
merupakan hal yang tidak menguntungkan bagi pertumbuhan tanaman. Fosfor
dalam tanah ditemukan dalam dua bentuk, yakni pada kondisi fosfat anorganik
dan fosfat organik (Bennet, 1994). Fosfor yang berada dalam bahan organik
biasanya terikat dengan struktur senyawa lain. Sedangkan fosfor anorganik
biasanya berasal dari apatite Ca5(PO4)3. Apatite ini biasanya dikandung oleh
fosfat alam, dan di alam sumbernya sedikit, hanya pada tempat-tempat tertentu.
10
Kandungan fosfat dalam larutan tanah umumnya relatif rendah yakni
antara 0.02 hingga 0.10 % . Pada konsentrasi ini aliran massa tak cukup untuk
menjelaskan laju pengambilan oleh tanaman. Akan tetapi, konsentrasi P total
biasanya paling tinggi dalam lapisan permukaan, dan terendah dalam horizon A
bagian bawah atau pada horizon B bagian atas, yang merupakan hasil
pendauran P oleh tanaman yang tumbuh (Young et al.1997; Fisher dan Dunham
1992).
Tiga bentuk ion fosfor yang dapat diserap tanaman
adalah
H2PO4- ;
HPO42-, atau PO43- Ion-ion ini dibentuk dari ionisasi satu, dua dan tiga hidrogen
dari asam fosfat (H3PO4). Namun sebagian besar fosfor yang diserap tanaman
adalah dalam bentuk monovalen orto-fosfat seperti H2PO4- (ortofosfat primer).
Meskipun hanya sedikit, ada juga tanaman tertentu menggunakannya dalam
bentuk HPO42- (ortofosfat sekunder). Biasanya ion divalen orto-fosfat (HPO42-)
penting pada kondisi pH yang tinggi, atau ion ini akan lebih dominan jika larutan
tanahnya di atas pH 7.2 (Bennettt 1994; Maschner 1995; Thompson dan Troeh
1973; Young et al., 1997)
Ion-ion tersebut
bisanya bergerak secara difusi dan mengalami
intersepsi dengan akar dan hanya sedikit yang masuk secara aliran massa
bersama air. Laju transportasi menuju akar biasanya sangat lambat jika jarak
transportasinya lebih dari 5 sampai 10 mm (Maschner 1995; Thompson dan
Troeh 1973). Oleh sebab itu, tujuan pemupukan adalah menaikkan level
konsentrasi di mana penyerapan fosfor tidak lagi membatasi hasil.
Tiga variabel penting yang berkaitan dengan ketersediaan fosfor yakni
kelarutan, jumlah dan jarak pergerakan ion. Variabel ini masih tergantung dari
beberapa faktor, di antaranya, kelarutan dan macam ion fosfor yang hadir, serta
konsentrasi ion lain. Kedua faktor ini dipengaruhi oleh pH. Oleh karena itu
menurut Maschner (1995), bahwa, setiap tanaman berkemampuan berbeda
dalam menyerap fosfor dari tanah, karena berbeda dalam morfologi akar
(misalnya densitas rambut akar, diameter akar) dan karakter fisiologisnya.
Dua faktor berkaitan erat dengan ketersediaan P bagi tanaman yakni
faktor intensitas dan faktor relatif.
Faktor intensitas, adalah suatu ukuran
perbedaan potensial elektrokimia sepanjang permukaan akar tanaman yang
menyerap hara; sedangkan faktor relatif adalah pengaruh ion lain dalam larutan
terhadap serapan P. Faktor relatif untuk P mendekati satu karena ion lain tidak
11
begitu bersaing dengan serapan P. Faktor intensitas tidaklah memadai untuk
menggambarkan ketersediaan P bagi tanaman, karena jumlah P dalam larutan
tanah pada setiap saat kecil jika dibandingkan dengan kebutuhan P tanaman.
Sedangkan mekanisme yang terlibat dalam perbedaan serapan dan
penggunaan P oleh tanaman dikaitkan dengan tiga ciri akar : (i) kemampuan
menyerap P dari larutan encer; (ii) aktivitas metabolik yang dapat meningkatkan
ke larutan P tanah; dan (iii) kemampuan mengeksplorasi volume tanah.
Kemampuan menyerap P tampaknya terbentuk dalam beberapa jam setelah
akar lembaga (radikal) tumbuh, tetapi kemampuan untuk mentranslokasi P ke
bagian atas tanaman dapat menunggu beberapa minggu
pada berbagai
spesies tertentu.
Keberadaan Fosfor pada Tanah Masam
Seperti yang dikemukakan terdahulu bahwa bentuk ion fosfor yang
diserap tanaman dipengaruhi oleh pH tanah. Pengaruh pH tanah terhadap
ketersediaan P bagi tanaman adalah dengan dua cara. Pertama, pH larutan
tanah adalah yang paling menentukan bentuk ion yang ada. Kedua, pH tanah
juga mengendalikan tipe dan kelarutan mineral-mineral tanah. Mineral-mineral
ini dapat merubah produk-produk reaksi pupuk, mineral-mineral sekunder atau
primer. Menurut Young et al. (1997), ketika suatu pupuk ditambahkan pada
suatu tanah masam, ia bereaksi dengan senyawa-senyawa Fe dan Al
membentuk produk-produk kompleks yang
tidak begitu larut dan kurang
tersedia bagi tanaman. Senyawa-senyawa yang terbentuk dapat mengendap
dalam larutan, terjerap pada permukaan oksida Fe dan Al, atau terjerap pada
partikel-partikel lempung.
Berkaitan dengan tanah masam, Ruaysoongnern dan Keerativ-kasikorn
(1996), menyatakan bahwa, ketersediaan fosfor yang sangat terbatas adalah
salah satu masalah penting
pada tanah masam. Fosfor selalu menunjukkan
afinitas yang kuat dengan Al dan Fe pada tanah masam, sehingga
pengendapannya bersama aluminium dan besi atau dijerap pada permukaan liat
(clay). Reaksi kimianya yang berlangsung antara ion fosfat dengan Aluminium
yang larut, menghasilkan bentuk hidroksi fosfat yang tidak larut. Mekanisme
reaksinya yakni, ion fosfat menggantikan kedudukan ion OH dari koloid tanah
atau mineral. Reaksi yang terjadi digambarkan sebagai berikut :
Al+++
+ H2PO-4
AlPO4.2H2O + 2H+
12
Konsekuensi dari reaksi di atas ini, akan selalu terjadi bentuk fosfat yang tidak
larut, atau hanya sedikit ion H2PO-4 yang tersedia bagi tanaman.
Peranan Fosfor dalam Pertumbuhan Tanaman
Fosfor adalah hara makro yang esensial bagi pertumbuhan dan
perkembangan tanaman, dan sebagai salah satu faktor pembatas produksi
kedua setelah nitrogen (Willet et al. 1996, Bennett 1994). Karena pentingnya
fosfor bagi tanaman, oleh Thompson dan Troeh (1973) disebut sebagai “kunci
bagi kehidupan” karena secara langsung berpengaruh terhadap sebagian besar
proses kehidupan.
Konsentrasi fosfor untuk pertumbuhan yang optimal menurut Maschner
(1995)
adalah
antara
0,3-0,5%
dari
bobot
kering.
Namun
demikian,
kemungkinan akibat keracunan fosfor dapat terjadi ketika kandungan fosfor lebih
dari 1% dari bobot kering. Bahkan pada tanaman Cajanus cajan cukup sensitif
dan mengalami keracunan jika kandungan fosfor pada pucuk telah mencapai
antara 0.3 - 0.4% dan 0.6 – 0.7% (pada Vigna mungo). Selanjutnya Goswami et
al. (1990) melaporkan bahwa kandungan fosfor pada biji jagung 4.4 kg.ton-1 atau
setara kebutuhan pupuk fosfor 26 - 66 kg P.ha-1.
Tanaman yang menderita kahat fosfor, tampak pada laju penurunan luas
daun dan permukaan daun, serta jumlah daun. Namun demikian kondisi ini
tidak banyak berpengaruh terhadap kandungan protein daun serta kandungan
klorofilnya, bahkan sering kandungan klorofil bertambah di bawah kondisi ini.
Akan tetapi, efisiensi fotosintesis per unit klorofil semakin menurun pada kondisi
kahat fosfor. Gejala kahat fosfor khususnya pada jagung menurut Voss (1994),
yakni pada daun berwarna hijau gelap dengan ungu kemerahan pada bagian
ujung dan tepi daun.
Pada kondisi tanaman kahat fosfor, pertumbuhan akar sedikit banyak
dihambat
akibatnya penurunan nisbah pucuk/akar. Kasus ini terjadi
pada
tanaman kedelai yang nisbah pucuk/akarnya menurun dari 5.0 (pada kondisi
kecukupan fosfor) menjadi 1.9. Dalam kondisi ini, variabel ini berkorelasi dengan
kenaikan dalam pembagian (partitioning) karbohidrat akar. Pada species
tanaman tertentu, dalam kondisi defisiensi, maka total respirasi akar tidak
berubah, tetapi proporsi respirasi alternatif naik 40-50% pada kondisi kecukupan
menjadi 80-90% pada kondisi kekurangan. Pada pertumbuhan generatif,
defisiensi fosfor nampak pada tertundanya inisiasi pembungaan, jumlah bunga
13
menurun, formasi biji yang terganggu, produksi biji dan senesens daun yang
prematur. Namun demikian gejala defisiensi bervariasi antar spesies dan juga
tergantung dari kondisi pertumbuhan.
Secara seluler, defisiensi fosfor mengakibatkan terjadinya penurunan
kandungan fosfolipid yang berdampak pada kerusakan membran sel dan
berpengaruh juga terhadap transfer energi dalam sel. Ada juga gejala defisiensi
fosfor yang tidak kelihatan, karena kebutuhan P yang tinggi langsung
ditranslokasikan ke jaringan muda yang sedang mengalami metabolisme aktif.
Oleh karena itu, gejala defisiensi fosfor nampak pada jaringan tua.
Fisiologi Fosfor dalam Tanaman
Tidak seperti nitrat, fosfat tidak direduksi dalam tanaman akan tetapi
dioksidasi. Setelah diserap, terutama dalam bentuk H2PO4- yang selanjutnya
digunakan sebagai fosfat anorganik (Pi) atau diesterifikasi sebagai suatu
senyawa fosfat-ester sederhana
(C--O-(P) ) (misalnya gula fosfat) atau fosfat
bentuk lain seperti ikatan energi-pirofosfat
(P)∼(P) ) (misalnya ATP).
Fosfor diserap akar dan didistrubusi menuju sel hidup pada tanaman.
Sebagian besar ion fosfor terkonsentrasi pada bagian-bagian reproduktif
tanaman, seperti pada biji dan bunga. Bersama dengan C, H, O, N dan unsur
lainnya, fosfor di dalam sel bergabung membentuk senyawa organik kompleks.
Oleh karena itu, fosfor dianggap sebagai unsur yang esensial terutama bagi
material genetik dalam nukleus sel. Sel tidak dapat membelah jika terbatas
fosfornya. Kekahatan fosfor menyebabkan tanaman kerdil dan gagal dalam
pemasakan (Thompson dan Troeh 1973)
Dua peranan esensial yang dimainkan fosfor yakni: (i) sebagai
komponen strutural dan; (ii) sebagai relasi energi dari sel. Peranan struktural
terjadi pada asam nukleat (DNA dan RNA) di mana fosfor sebagai penghubung
antara molekul deoxyribosa atau ribosa dalam kontruksi molekul makro.
Peranan struktural lainnya yaitu pada fosfolipid yang merupakan komponen dari
membran sel. Di sini fosfor berperan sebagai agen penghubung struktural.
Menurut Maschner (1995), meskipun kehadiran fosfor dalam sel dengan
konsentrasi yang rendah, fosfat-ester dan energi-firofosfat berperan sebagai
mesin dari sel. Lebih dari 50 bentuk ester dari fosfat dan gula alkohol telah
diidentifikasi, dan kira-kira ada 10 bentuknya ditemukan dalam sel dalam jumlah
yang relatif tinggi. Misalnya glukosa-6-fosfat dan fosfogliseraldehida.
14
Salah satu bentuk fosfor yang ditemukan dalam jaringan tanaman adalah
fitat yang adalah suatu bentuk dari fosfat yang disimpan dalam jaringan
penyimpan seperti biji-bijian. Fitat adalah garam dari asam fitic, myoinositol,
1,2,3,4,5,6-hexabisphosphate. Asam fitic ini disintesis dari cyclic alcohol
myoinositol
melalui esterifikasi dari grup hidroksil dengan grup fosfat.
Kandungan fitat-fosfor dari total fosfor adalah 60-70% pada biji serealia atau
lebih dari 50% pada biji legum. Kandungan fitat pada serealia dan legum selama
awal pembentukan biji adalah rendah, tetapi kenaikannya jelas ketika mencapai
periode sintesis pati. Hal ini kontras dengan kandungan Pi selama tahapan
proses yang sama di mana kandungan Pi rendah dan menurun ketika
fitat
dibentuk.
Pupuk dan Sumber-sumber Fosfat
Pupuk fosfat yang sudah umum dikenal masyarakat Indonesia di
antaranya adalah TSP dan SP-36. Perbedaan kedua pupuk ini terutama pada
kandungan P2O5, di mana TSP mengandung 46% dan SP-36 adalah 36% P2O5.
Pupuk-pupuk ini sudah cukup populer bagi petani di Indonesia. Akhir-akhir ini,
pupuk SP-36
lebih dominan ditemukan di pasaran dibanding pupuk TSP.
Keadaan ini merupakan kebijakan pemerintah Indonesia, dalam rangka efisiensi
terhadap penggunaan pupuk fosfat oleh petani, sekaligus mengurangi dampak
buruk bagi lingkungan, di mana penggunaan
TSP selama ini, 20% diserap
tanaman dan sisanya 80% terfiksasi dalam tanah.
Bumi kaya dengan endapan fosfat. Hampir 40% dari batuan fosfat dunia
pada
tahun
1980
memasuki
perdagangan
dunia.
Maroko
merupakan
pengekspor yang utama, yang diikuti oleh Amerika Serikat. Sebagian besar
penambangan fosfat di dunia dilakukan dengan tambang terbuka (strip mining),
dan hanya sedikit saja yang menggunakan penambangan bawah tanah. Setelah
batuan fosfat ditambang dan diperkaya selanjutnya mengkonversi struktur
fluorapatit menjadi bentuk yang lebih melarut dan secara efektif digunakan oleh
tanaman (Weast et al. 1989),
Selain sumber pupuk fosfat tersebut, fosfat alam (FA) dalam dekade
terakhir ini telah menjadi perhatian penting dan sebagai salah satu sumber
pupuk fosfat yang mempunyai prospek yang baik, terutama ditinjau dari aspek
ekonomisnya (Hedley et al. 1990). Pupuk FA mengandung apatit yang
mempunyai nilai agronomik yang tinggi.
15
Batuan fosfat merupakan titik awal untuk semua pupuk P (Young et al.
1997). Menurutnya dengan beberapa perkecualian, endapan yang lebih besar di
dunia secara langsung ataupun tidak langsung berasal-usul dari sedimenter,
yang terhampar pada lapisan bawah laut dan kemudian terangkat ke massamassa daratan dan terendapkan kembali dari air permukaan yang terperkolasi
melalui lapisan tersebut. Fosfat tersebut biasanya dalam bentuk butiran kecil
yang terekat bersama oleh CaCO3. Bentuk utama mineral fosfat dalam
kebanyakkan endapan adalah fronkolit yang mer