Correlation between Redox Potential (Eh) with Fate of Mn and Fe in Paddy Soil and its Relation to Potential of Mn Toxicity in Rice.

HUBUNGAN ANTARA POTENSIAL REDOKS (Eh) DENGAN PERILAKU Mn DAN Fe PADA TANAH SAWAH DAN KAITANNYA DENGAN

POTENSI KERACUNAN Mn PADA TANAMAN PADI

OLEH

DINA ALVA PRASTIWI A24104098

DEPARTEMEN ILMU TANAH DAN SUMBERDAYA LAHAN FAKULTAS PERTANIAN

INSTITUT PERTANIAN BOGOR 2009

SUMMARY

DINA ALVA PRASTIWI. Correlation between Redox Potential (Eh) with Fate of Mn and Fe in Paddy Soil and its Relation to Potential of Mn Toxicity in Rice. Supervised by Darmawan and Basuki Sumawinata.

Rice plantation using SRI technique gives higher yield production than conventional rice plantation system, but its application does not grow well in Indonesia. In some areas, SRI was reported to have almost similar yield with the conventional. It was particularly occurred in plantation in rainy season with high dosage of organic material. In that field, the plant shows reddish yellow colored leaves. This symptom is regarded as specific indicator of manganese toxicity in rice.

Organic material addition in high dosage decreases soil Eh and increases Fe and Mn solubility. However, Fe and Mn solubility does not always correlate with soil Eh and Fe2O3 and MnO2 content in soil. There were some areas which were estimated to have low content of MnO2 but the symptom is still observed. Therefore, the correlation of redox potential with Mn and Fe behavior in paddy soils which are enriched by organic material should be studied in order to determine measuring rod of potential Mn toxicity on rice.

Soil samples in this research were taken from Cihideung (Bogor), Bobojong (Cianjur), Margakaya (Karawang), and Kaserangan (Serang). Organic material was added in various comparison into each sample, then the mixtures were flooded for several days. Eh and pH measurements were done during the flooding period. Fe and Mn contents in dry soil were determined with extraction using citric acid 2%, DTPA 0.005M, HCl 0.1N, and DCB. After flooding, Fe and Mn contents in soil were determined with DTPA 0.005M and HCl 0.1N. Fe and Mn contents in soil solution were also determined by AAS.

The results showed that the decreasing of Eh was happened faster in soil having high value of pe+pH and low content of Fe2O3. Paddy soil of Cihideung (Bogor) which was added with organic material such as in SRI application has high potent to cause Mn toxicity in rice due to its high content of Mn and low Fe/Mn ratio. Fe and Mn in paddy soil from Margakaya (Karawang) and Kaserangan (Serang) were relatively low, so that those soils do not have potent to cause Mn toxicity on rice plant.

RINGKASAN

DINA ALVA PRASTIWI. Hubungan antara Potensial Redoks (Eh) dengan Perilaku Mn dan Fe pada Tanah Sawah dan Kaitannya dengan Potensi Keracunan Mn pada Tanaman Padi. Di bawah bimbingan Darmawan dan Basuki Sumawinata.

Penanaman padi metode SRI memberikan hasil yang jauh lebih tinggi daripada cara konvensional, namun perkembangan aplikasinya tidak menggembirakan. Di beberapa daerah produksi padi SRI relatif sama dengan konvensional. Hal ini terlihat pada padi yang ditanam di awal musim hujan dengan pemberian bahan organik yang tinggi dimana tanaman menunjukkan gejala daun tanaman berwarna kuning kemerahan. Gejala tersebut merupakan indikator khas keracunan mangan pada tanaman padi.

Penambahan bahan organik dalam dosis tinggi menurunkan nilai Eh tanah dan meningkatkan kelarutan Fe dan Mn. Namun, kelarutan Fe dan Mn tidak selalu berkorelasi langsung dengan nilai Eh dan kadar Fe2O3 dan MnO2 tanah. Ada tanah yang memiliki kadar Fe2O3 dan MnO2 yang diduga rendah tetapi muncul gejala keracunan Mn pada tanaman, sehingga perlu dipelajari hubungan antara potensial redoks dengan perilaku Mn dan Fe pada beberapa tanah sawah yang diperkaya bahan organik sebagai upaya mencari tolok ukur potensi keracunan Mn pada tanaman padi.

Bahan tanah untuk penelitian ini diambil dari daerah Cihideung (Bogor), Bobojong (Cianjur), Margakaya (Karawang), dan Kaserangan (Serang). Masing-masing tanah ditambahkan bahan organik dengan berbagai perbandingan dan digenangi selama beberapa hari. Selama penggenangan dilakukan pengukuran Eh dan pH. Kadar Fe dan Mn dalam tanah kering ditetapkan dengan pengekstrak asam sitrat 2%, DTPA 0,005 M, HCl 0,1 N, dan DCB. Setelah penggenangan, ditetapkan kadar Fe dan Mn dalam tanah dengan pengekstrak DTPA 0,005 M dan HCl 0,1 N. Selain Fe dan Mn dalam tanah ditetapkan juga Fe dan Mn dalam larutan tanah.

Hasil penelitian menunjukkan bahwa penurunan Eh lebih cepat terjadi pada tanah dengan pe+pH tinggi dan kadar Fe2O3 rendah. Tanah sawah di Cihideug (Bogor) yang ditambahkan bahan organik seperti pada aplikasi SRI berpotensi menyebabkan keracunan mangan pada tanaman padi karena memiliki kadar Mn tinggi dan rasio Fe/Mn rendah. Sementara kadar Fe dan Mn pada tanah Margakaya (Karawang) dan Kaserangan (Serang) relatif rendah sehingga kedua tanah tersebut tidak berpotensi menyebabkan keracunan Mn pada tanaman padi. Kata kunci : keracunan Mn, SRI, tanah sawah

HUBUNGAN ANTARA POTENSIAL REDOKS (Eh) DENGAN PERILAKU Mn DAN Fe PADA TANAH SAWAH DAN KAITANNYA DENGAN

POTENSI KERACUNAN Mn PADA TANAMAN PADI

SKRIPSI

Sebagai Salah Satu Syarat untuk Memperoleh Gelar Sarjana Pertanian

pada Fakultas Pertanian, Institut Pertanian Bogor

OLEH

DINA ALVA PRASTIWI

DEPARTEMEN ILMU TANAH DAN SUMBERDAYA LAHAN FAKULTAS PERTANIAN

INSTITUT PERTANIAN BOGOR 2009

LEMBAR PENGESAHAN

Judul Skripsi : Hubungan antara Potensial Redoks (Eh) dengan

Perilaku Mn Dan Fe pada Tanah Sawah dan Kaitannya dengan Potensi Keracunan Mn pada Tanaman Padi

Nama Mahasiswa : Dina Alva Prastiwi Nomor Pokok : A24104098

Menyetujui,

Dosen Pembimbing I, Dosen Pembimbing II,

Dr. Ir. Darmawan M.Sc Dr. Ir. Basuki Sumawinata M.Agr

NIP. 131 879 335 NIP. 130 937 095

Mengetahui,

Dekan Fakultas Pertanian IPB

Prof. Dr. Ir. Didy Sopandie, M.Agr NIP. 131 124 019

RIWAYAT HIDUP

Penulis dilahirkan di Majalengka pada tanggal 25 Februari 1986, dari

Ayahanda Adi Santoso dan Ibunda Nina Wiyantina, sebagai anak pertama dari

tiga bersaudara. Dua adik penulis ialah Ramadhani Dwi Santoso dan Dini Ratu

Fitria.

Pada tahun 1991 penulis memulai pendidikan di SDN Panaragan 2 Bogor

dan lulus pada tahun 1997. Pada tahun yang sama penulis melanjutkan pendidikan

ke SLTP Negeri 6 Bogor dan lulus pada tahun 2000. Kemudian penulis

melanjutkan pendidikan ke Sekolah Menengah Analis Kimia Bogor (SMAKBo)

dan lulus pada tahun 2004.

Pada bulan Agustus 2004, penulis diterima sebagai mahasiswa

Departemen Ilmu Tanah dan Sumberdaya Lahan, Fakultas Pertanian, Insitut

Pertanian Bogor melalui jalur Seleksi Penerimaan Mahasiswa Baru (SPMB).

Selama kuliah di IPB, penulis mendapat kesempatan menjadi asisten praktikum

mata kuliah Survei Tanah dan Evaluasi Lahan tahun ajaran 2007-2008. Penulis

juga bergabung dalam beberapa kepanitiaan yang diselenggarakan oleh Himpunan

KATA PENGANTAR Assalamualaikum Wr. Wb.

Alhamdulillahirobbil’alamin, puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat

Allah SWT atas segala rahmat dan karunia-Nya sehingga penulis dapat

menyelesaikan skripsi ini. Sholawat serta salam semoga dicurahkan kepada Nabi

Muhammad SAW, keluarganya, para sahabatnya dan pengikut-pengikutnya

sampai akhir zaman. Skripsi ini mengambil judul “Hubungan antara Potensial

Redoks (Eh) dengan Perilaku Mn dan Fe pada Tanah Sawah dan Kaitannya dengan Potensi Keracunan Mn pada Tanaman Padi”.

Penulis mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada Bapak

Dr. Ir. Darmawan M.Sc selaku dosen pembimbing akademik dan pembimbing

skripsi serta Bapak Dr. Ir. Basuki Sumawinata M.Agr selaku pembimbing skripsi

atas segala bimbingan, saran, motivasi, dan bantuannya selama penelitian dan

penyusunan skripsi ini.

Pada kesempatan ini, penulis juga mengucapkan terima kasih kepada:

1. Ibu Dr. Rahayu Widyastuti, MSc. selaku dosen penguji atas saran dan

masukannya.

2. Keluarga yang selalu mendukung penulis, terutama mama dan papa atas

segala doa, kasih sayang, pengorbanan, bimbingan, kepercayaan, kesabaran,

serta perjuangan yang tulus dan tiada hentinya, sehingga penulis dapat

menyelesaikan pendidikan hingga ke jenjang S1.

3. Seluruh staf dan dosen pengajar Departemen Ilmu Tanah dan Sumberdaya

4. Ibu Oktori K. Zaini dan Ibu Yani Maryani atas bantuannya selama penulis

melaksanakan penelitian.

5. Teman-teman seperjuangan di Laboratorium Pengembangan Sumberdaya

Fisik Lahan atas segala dukungan, bantuan, dan canda tawa selama ini.

6. Soilers lainnya yang tidak dapat disebutkan satu persatu.

Akhir kata penulis berharap semoga karya ilmiah ini dapat bermanfaat

bagi kita semua.

Wassalamualaikum Wr. Wb.

Bogor, Januari 2009

DAFTAR ISI

Teks Hlm

KATA PENGANTAR ... i

DAFTAR ISI ... iii

DAFTAR TABEL ... v

DAFTAR GAMBAR ... vi

I. PENDAHULUAN ... 1

1.1 Latar Belakang ... 1

1.2 Tujuan ... 2

II. TINJAUAN PUSTAKA ... 3

2.1 Penanaman Padi dengan Metode SRI ... 3

2.2 Karakteristik Tanah Sawah Secara Umum ... 6

2.3 Potensial Redoks Tanah ... 10

2.4 Besi di Dalam Tanah ... 12

2.5 Mangan di Dalam Tanah ... 13

III. METODOLOGI ... 16

3.1 Waktu dan Tempat Penelitian ... 16

3.2 Bahan dan Alat yang Digunakan ... 16

3.3 Pelaksanaan Penelitian ... 17

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN ... 19

4.1 Kadar Fe dan Mn dalam Tanah Kering ... 19

4.2 Nilai Eh dan pe+pH Tanah pada Berbagai Kondisi Reduksi ... 22

V. KESIMPULAN DAN SARAN ... 32

5.1 Kesimpulan ... 32

5.2 Saran... 32

DAFTAR PUSTAKA ... 33

HUBUNGAN ANTARA POTENSIAL REDOKS (Eh) DENGAN PERILAKU Mn DAN Fe PADA TANAH SAWAH DAN KAITANNYA DENGAN

POTENSI KERACUNAN Mn PADA TANAMAN PADI

OLEH

DINA ALVA PRASTIWI A24104098

DEPARTEMEN ILMU TANAH DAN SUMBERDAYA LAHAN FAKULTAS PERTANIAN

INSTITUT PERTANIAN BOGOR 2009

SUMMARY

DINA ALVA PRASTIWI. Correlation between Redox Potential (Eh) with Fate of Mn and Fe in Paddy Soil and its Relation to Potential of Mn Toxicity in Rice. Supervised by Darmawan and Basuki Sumawinata.

Rice plantation using SRI technique gives higher yield production than conventional rice plantation system, but its application does not grow well in Indonesia. In some areas, SRI was reported to have almost similar yield with the conventional. It was particularly occurred in plantation in rainy season with high dosage of organic material. In that field, the plant shows reddish yellow colored leaves. This symptom is regarded as specific indicator of manganese toxicity in rice.

Organic material addition in high dosage decreases soil Eh and increases Fe and Mn solubility. However, Fe and Mn solubility does not always correlate with soil Eh and Fe2O3 and MnO2 content in soil. There were some areas which were estimated to have low content of MnO2 but the symptom is still observed. Therefore, the correlation of redox potential with Mn and Fe behavior in paddy soils which are enriched by organic material should be studied in order to determine measuring rod of potential Mn toxicity on rice.

Soil samples in this research were taken from Cihideung (Bogor), Bobojong (Cianjur), Margakaya (Karawang), and Kaserangan (Serang). Organic material was added in various comparison into each sample, then the mixtures were flooded for several days. Eh and pH measurements were done during the flooding period. Fe and Mn contents in dry soil were determined with extraction using citric acid 2%, DTPA 0.005M, HCl 0.1N, and DCB. After flooding, Fe and Mn contents in soil were determined with DTPA 0.005M and HCl 0.1N. Fe and Mn contents in soil solution were also determined by AAS.

The results showed that the decreasing of Eh was happened faster in soil having high value of pe+pH and low content of Fe2O3. Paddy soil of Cihideung (Bogor) which was added with organic material such as in SRI application has high potent to cause Mn toxicity in rice due to its high content of Mn and low Fe/Mn ratio. Fe and Mn in paddy soil from Margakaya (Karawang) and Kaserangan (Serang) were relatively low, so that those soils do not have potent to cause Mn toxicity on rice plant.

RINGKASAN

DINA ALVA PRASTIWI. Hubungan antara Potensial Redoks (Eh) dengan Perilaku Mn dan Fe pada Tanah Sawah dan Kaitannya dengan Potensi Keracunan Mn pada Tanaman Padi. Di bawah bimbingan Darmawan dan Basuki Sumawinata.

Penanaman padi metode SRI memberikan hasil yang jauh lebih tinggi daripada cara konvensional, namun perkembangan aplikasinya tidak menggembirakan. Di beberapa daerah produksi padi SRI relatif sama dengan konvensional. Hal ini terlihat pada padi yang ditanam di awal musim hujan dengan pemberian bahan organik yang tinggi dimana tanaman menunjukkan gejala daun tanaman berwarna kuning kemerahan. Gejala tersebut merupakan indikator khas keracunan mangan pada tanaman padi.

Penambahan bahan organik dalam dosis tinggi menurunkan nilai Eh tanah dan meningkatkan kelarutan Fe dan Mn. Namun, kelarutan Fe dan Mn tidak selalu berkorelasi langsung dengan nilai Eh dan kadar Fe2O3 dan MnO2 tanah. Ada tanah yang memiliki kadar Fe2O3 dan MnO2 yang diduga rendah tetapi muncul gejala keracunan Mn pada tanaman, sehingga perlu dipelajari hubungan antara potensial redoks dengan perilaku Mn dan Fe pada beberapa tanah sawah yang diperkaya bahan organik sebagai upaya mencari tolok ukur potensi keracunan Mn pada tanaman padi.

Bahan tanah untuk penelitian ini diambil dari daerah Cihideung (Bogor), Bobojong (Cianjur), Margakaya (Karawang), dan Kaserangan (Serang). Masing-masing tanah ditambahkan bahan organik dengan berbagai perbandingan dan digenangi selama beberapa hari. Selama penggenangan dilakukan pengukuran Eh dan pH. Kadar Fe dan Mn dalam tanah kering ditetapkan dengan pengekstrak asam sitrat 2%, DTPA 0,005 M, HCl 0,1 N, dan DCB. Setelah penggenangan, ditetapkan kadar Fe dan Mn dalam tanah dengan pengekstrak DTPA 0,005 M dan HCl 0,1 N. Selain Fe dan Mn dalam tanah ditetapkan juga Fe dan Mn dalam larutan tanah.

Hasil penelitian menunjukkan bahwa penurunan Eh lebih cepat terjadi pada tanah dengan pe+pH tinggi dan kadar Fe2O3 rendah. Tanah sawah di Cihideug (Bogor) yang ditambahkan bahan organik seperti pada aplikasi SRI berpotensi menyebabkan keracunan mangan pada tanaman padi karena memiliki kadar Mn tinggi dan rasio Fe/Mn rendah. Sementara kadar Fe dan Mn pada tanah Margakaya (Karawang) dan Kaserangan (Serang) relatif rendah sehingga kedua tanah tersebut tidak berpotensi menyebabkan keracunan Mn pada tanaman padi. Kata kunci : keracunan Mn, SRI, tanah sawah

HUBUNGAN ANTARA POTENSIAL REDOKS (Eh) DENGAN PERILAKU Mn DAN Fe PADA TANAH SAWAH DAN KAITANNYA DENGAN

POTENSI KERACUNAN Mn PADA TANAMAN PADI

SKRIPSI

Sebagai Salah Satu Syarat untuk Memperoleh Gelar Sarjana Pertanian

pada Fakultas Pertanian, Institut Pertanian Bogor

OLEH

DINA ALVA PRASTIWI

DEPARTEMEN ILMU TANAH DAN SUMBERDAYA LAHAN FAKULTAS PERTANIAN

INSTITUT PERTANIAN BOGOR 2009

LEMBAR PENGESAHAN

Judul Skripsi : Hubungan antara Potensial Redoks (Eh) dengan

Perilaku Mn Dan Fe pada Tanah Sawah dan Kaitannya dengan Potensi Keracunan Mn pada Tanaman Padi

Nama Mahasiswa : Dina Alva Prastiwi Nomor Pokok : A24104098

Menyetujui,

Dosen Pembimbing I, Dosen Pembimbing II,

Dr. Ir. Darmawan M.Sc Dr. Ir. Basuki Sumawinata M.Agr

NIP. 131 879 335 NIP. 130 937 095

Mengetahui,

Dekan Fakultas Pertanian IPB

Prof. Dr. Ir. Didy Sopandie, M.Agr NIP. 131 124 019

RIWAYAT HIDUP

Penulis dilahirkan di Majalengka pada tanggal 25 Februari 1986, dari

Ayahanda Adi Santoso dan Ibunda Nina Wiyantina, sebagai anak pertama dari

tiga bersaudara. Dua adik penulis ialah Ramadhani Dwi Santoso dan Dini Ratu

Fitria.

Pada tahun 1991 penulis memulai pendidikan di SDN Panaragan 2 Bogor

dan lulus pada tahun 1997. Pada tahun yang sama penulis melanjutkan pendidikan

ke SLTP Negeri 6 Bogor dan lulus pada tahun 2000. Kemudian penulis

melanjutkan pendidikan ke Sekolah Menengah Analis Kimia Bogor (SMAKBo)

dan lulus pada tahun 2004.

Pada bulan Agustus 2004, penulis diterima sebagai mahasiswa

Departemen Ilmu Tanah dan Sumberdaya Lahan, Fakultas Pertanian, Insitut

Pertanian Bogor melalui jalur Seleksi Penerimaan Mahasiswa Baru (SPMB).

Selama kuliah di IPB, penulis mendapat kesempatan menjadi asisten praktikum

mata kuliah Survei Tanah dan Evaluasi Lahan tahun ajaran 2007-2008. Penulis

juga bergabung dalam beberapa kepanitiaan yang diselenggarakan oleh Himpunan

KATA PENGANTAR Assalamualaikum Wr. Wb.

Alhamdulillahirobbil’alamin, puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat

Allah SWT atas segala rahmat dan karunia-Nya sehingga penulis dapat

menyelesaikan skripsi ini. Sholawat serta salam semoga dicurahkan kepada Nabi

Muhammad SAW, keluarganya, para sahabatnya dan pengikut-pengikutnya

sampai akhir zaman. Skripsi ini mengambil judul “Hubungan antara Potensial

Redoks (Eh) dengan Perilaku Mn dan Fe pada Tanah Sawah dan Kaitannya dengan Potensi Keracunan Mn pada Tanaman Padi”.

Penulis mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada Bapak

Dr. Ir. Darmawan M.Sc selaku dosen pembimbing akademik dan pembimbing

skripsi serta Bapak Dr. Ir. Basuki Sumawinata M.Agr selaku pembimbing skripsi

atas segala bimbingan, saran, motivasi, dan bantuannya selama penelitian dan

penyusunan skripsi ini.

Pada kesempatan ini, penulis juga mengucapkan terima kasih kepada:

1. Ibu Dr. Rahayu Widyastuti, MSc. selaku dosen penguji atas saran dan

masukannya.

2. Keluarga yang selalu mendukung penulis, terutama mama dan papa atas

segala doa, kasih sayang, pengorbanan, bimbingan, kepercayaan, kesabaran,

serta perjuangan yang tulus dan tiada hentinya, sehingga penulis dapat

menyelesaikan pendidikan hingga ke jenjang S1.

3. Seluruh staf dan dosen pengajar Departemen Ilmu Tanah dan Sumberdaya

4. Ibu Oktori K. Zaini dan Ibu Yani Maryani atas bantuannya selama penulis

melaksanakan penelitian.

5. Teman-teman seperjuangan di Laboratorium Pengembangan Sumberdaya

Fisik Lahan atas segala dukungan, bantuan, dan canda tawa selama ini.

6. Soilers lainnya yang tidak dapat disebutkan satu persatu.

Akhir kata penulis berharap semoga karya ilmiah ini dapat bermanfaat

bagi kita semua.

Wassalamualaikum Wr. Wb.

Bogor, Januari 2009

DAFTAR ISI

Teks Hlm

KATA PENGANTAR ... i

DAFTAR ISI ... iii

DAFTAR TABEL ... v

DAFTAR GAMBAR ... vi

I. PENDAHULUAN ... 1

1.1 Latar Belakang ... 1

1.2 Tujuan ... 2

II. TINJAUAN PUSTAKA ... 3

2.1 Penanaman Padi dengan Metode SRI ... 3

2.2 Karakteristik Tanah Sawah Secara Umum ... 6

2.3 Potensial Redoks Tanah ... 10

2.4 Besi di Dalam Tanah ... 12

2.5 Mangan di Dalam Tanah ... 13

III. METODOLOGI ... 16

3.1 Waktu dan Tempat Penelitian ... 16

3.2 Bahan dan Alat yang Digunakan ... 16

3.3 Pelaksanaan Penelitian ... 17

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN ... 19

4.1 Kadar Fe dan Mn dalam Tanah Kering ... 19

4.2 Nilai Eh dan pe+pH Tanah pada Berbagai Kondisi Reduksi ... 22

V. KESIMPULAN DAN SARAN ... 32

5.1 Kesimpulan ... 32

5.2 Saran... 32

DAFTAR PUSTAKA ... 33

DAFTAR TABEL

No. Teks Hlm

1. Kadar Fe dalam Masing-masing Contoh Tanah ... 19

2. Kadar Mn dalam Masing-masing Contoh Tanah ... 20

3. Kadar Fe dan Mn Oksida (Ekstraksi dengan Metode DCB) ... 21

4. Nilai Eh Tanah Selama Beberapa Hari Setelah Penggenangan ... 23

DAFTAR GAMBAR

No. Teks Hlm

1. Diagram Alir Perlakuan Tanah untuk Memperoleh Berbagai Nilai Eh .. 17 2. Hasil Penghitungan Nilai pe+pH pada Masing-masing Tanah ... 24

3. Kadar Fe dalam Larutan Tanah ... 25

4. Kadar Mn dalam Larutan Tanah ... 26

5. Kadar Fe dalam Tanah pada Berbagai Nilai Eh (Ekstraksi dengan HCl 0.1N) ... 29

6. Kadar Mn dalam Tanah pada Berbagai Nilai Eh (Ekstraksi dengan HCl 0.1N) ... 30

I. PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang

Penanaman padi dengan metode SRI (System of Rice Intensification)

berkembang di Indonesia sejak awal tahun 2000-an. Metode SRI sangat berbeda

dengan penanaman padi secara konvensional (sawah), tetapi memberikan hasil

yang jauh lebih banyak. Pada SRI, penambahan bahan organik lebih banyak

daripada penanaman konvensional, pemberian air minimum, dan bibit ditanam

secara tunggal ketika bibit berumur 7 – 15 hari.

Dalam perkembangannya, aplikasi SRI di berbagai daerah dilaporkan

memberikan hasil yang jauh lebih tinggi dari penanaman konvensional dengan

produksi rata-rata mencapai 8 – 15 ton/ha. Akan tetapi, berdasarkan penelitian

yang dilakukan oleh Darmawan dan Sastiono (2007), aplikasi SRI di Sindang

Barang dan Cihideung, Bogor, memberikan hasil yang berbeda-beda. Ketika padi

ditanam di akhir musim hujan menuju musim kemarau, tanaman tumbuh dengan

baik dan memberikan hasil yang memuaskan. Tetapi, ketika padi ditanam di awal

musim hujan, produksi yang dihasilkan relatif sama dengan sistem konvensional;

dan pada masa tanamnya, tanaman menunjukkan gejala berupa daun tanaman

berwarna kuning kemerahan.

Beberapa ahli penyakit tanaman menyatakan bahwa tanaman tersebut

terserang penyakit tungro, tetapi pendapat tersebut tidak terbukti karena gejala ini

hanya muncul pada tanaman yang ditanam pada lahan dengan dosis bahan organik

tinggi dan tidak menulari tanaman lain yang ditanam pada lahan dengan dosis

Secara ilmu tanah, gejala tersebut sangat mirip dengan gejala keracunan

mangan pada tanaman padi. Setelah dilakukan analisis kimia, kadar mangan yang

terdapat di dalam tanah tidak melebihi batas kritis kadar mangan yang dapat

meracuni tanaman. Akan tetapi, berdasarkan gejala yang muncul, tetap diyakini

bahwa tanaman mengalami keracunan mangan. Mangan di dalam tanah memiliki

karakteristik yang unik, kelarutannya sangat dipengaruhi oleh nilai potensial

redoks (Eh), bentuk mangan dalam tanah dan penambahan bahan organik.

1.2 Tujuan

Tujuan penelitian ini adalah untuk mempelajari hubungan antara potensial

redoks dengan perilaku Mn dan Fe sebagai upaya mencari tolok ukur potensi

keracunan Mn pada tanaman padi pada tanah-tanah sawah yang diperkaya bahan

II. TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Penanaman Padi dengan Metode SRI

Metode SRI (System of Rice Intensification) dikembangkan oleh Henri de

Laulanie ketika masa kekeringan terjadi di Madagaskar pada awal tahun 1980. Di

Madagaskar, pada beberapa tanah kurang subur yang produksi normalnya 2

ton/ha, dengan metode SRI bisa mencapai 8 ton/ha, beberapa petani memperoleh

10 – 15 ton/ha, bahkan ada yang mencapai 20 ton/ha (Berkelaar 2001).

Pada tahun 1990 dibentuk Association Tefy Saina (ATS), sebuah LSM di

Malagasy untuk memperkenalkan SRI. Empat tahun kemudian, Cornell

International Institution for Food, Agriculture and Development (CIIFAD), mulai

bekerja sama dengan Tefy Saina untuk memperkenalkan SRI di sekitar

Ranomafana National Park di Madagaskar Timur, didukung oleh US Agency for

International Development. SRI telah diuji di Cina, India, Indonesia, Filipina, Sri

Langka dan Bangladesh dengan hasil yang positif (Mutakin 2008).

Penyebaran SRI dibawa oleh Norman Uphoff, ketua CIIFAD, ke luar

Madagaskar pada tahun 1997. Uphoff meyakini SRI sebagai salah satu pilihan

dalam metodologi intensifikasi pertanian yang murah, mudah, dan ramah

lingkungan. Setelah turut mengamati perkembangan petani Madagaskar

menerapkan SRI, Uphoff memutuskan untuk mempopulerkannya di belahan bumi

lain. Hingga saat ini, SRI telah diterapkan di India, Sri Lanka, Polandia, Vietnam,

Jepang, dan Kuba. Di Indonesia, SRI berkembang sejak awal tahun 2000, antara

laindi daerah Cianjur yang diprakarsai oleh Medco Foundation dan Yayasan Alik.

Metode SRI, seperti dijelaskan Uphoff, adalah pilihan yang bisa

sendiri. SRI mampu menghasilkan produksi padi hingga dua kali lipat dari hasil

produksi padi non SRI. Pengelolaan lahan sawah pun menjadi lebih bijak. Air dan

tanah dapat dikelola dengan lebih bijaksana dan ramah lingkungan (Anonim

2008).

Menurut Rabenandrasana (1999) dalam Uphoff dan Randriamiharisoa

(2002), pada SRI terdapat beberapa cara yang berbeda dengan penanaman yang

biasa dilakukan oleh para petani, di antaranya yaitu:

1. Bibit dipindah lapang (trasplantasi) lebih awal.

Transplantasi bibit muda, biasanya ketika berumur 8 – 12 hari, dan kurang

dari 15 hari. Sebenarnya, masa transplantasi ini lebih ditentukan oleh proses

biologi yang diukur dengan munculnya pilokron dan bukan oleh hitungan

kalender. Petani melakukan transplantasi ketika terdapat dua daun kecil pada

bibit. Tranplantasi awal mempertahankan kemampuan pertumbuhan akar

yang dapat hilang jika transplantasi dilakukan ketika pilokron keempat telah

muncul.

2. Bibit ditanam satu tiap lubang.

Penanaman bibit tunggal pada setiap lubang tanam. Pada kondisi tanah

tertentu, terkadang dilakukan juga penanaman dua bibit pada satu lubang. Hal

ini bertujuan agar tanaman memiliki ruang untuk menyebar dan

memperdalam perakaran sehingga tanaman tidak bersaing terlalu ketat untuk

memperoleh ruang tumbuh, cahaya atau nutrisi dalam tanah.

3. Jarak tanam yang lebar.

Penanaman bibit dilakukan dengan bentuk persegi dalam jarak yang cukup

tanah yang kaya akan sumber biologi, jarak tanam yang lebih lebar (30 x 30

cm atau 40 x 40 cm, sampai 50 x 50 cm) dengan jumlah tanaman lebih sedikit

per m2 memberikan hasil yang lebih tinggi. Menurut Berkelaar (2001), sebaiknya petani mencoba berbagai jarak tanam, karena jarak tanam yang

optimum tergantung pada struktur, nutrisi, suhu, kelembaban, dan kondisi

tanah yang lain.

4. Penanaman dilakukan dengan posisi akar horizontal secara cepat, dangkal dan

hati-hati.

Saat menanam, bibit dibenamkan dalam posisi horizontal agar ujung-ujung

akar tidak menghadap ke atas (ini terjadi jika bibit ditanam vertikal ke dalam

tanah). Ujung akar membutuhkan keleluasaan untuk tumbuh ke bawah.

Transplantasi bibit muda secara hati-hati dapat mengurangi guncangan dan

meningkatkan kemampuan tanaman dalam memproduksi batang dan akar

selama tahap pertumbuhan vegetatif.

5. Kondisi tanah tetap lembab tetapi tidak tergenang air.

Secara tradisional, penanaman padi biasanya selalu digenangi air. Padi

memang mampu bertahan dalam lahan yang tergenang, akan tetapi

sebenarnya penggenangan itu membuat sawah menjadi hypoxic (kekurangan

oksigen) bagi akar dan tidak ideal untuk pertumbuhan. Dengan SRI, tanah

cukup dijaga tetap lembab selama fase vegetatif untuk memberikan lebih

banyak oksigen bagi pertumbuhan akar. Sesekali tanah harus dikeringkan

sampai retak agar oksigen dari udara mampu masuk ke dalam tanah dan

menghasilkan lebih banyak udara masuk ke dalam tanah dan akar akan

berkembang lebih besar sehingga dapat menyerap nutrisi lebih banyak.

6. Pendagiran

Pendagiran (membersihkan gulma dan rumput) dilakukan minimal sebanyak

2x. Pendagiran pertama dilakukan 10 – 12 hari setelah transplantasi dan

diulangi pada 10 – 12 hari berikutnya. Tiga sampai empat kali pendagiran

direkomendasikan untuk meningkatkan aerasi tanah.

7. Asupan organik

Pada awalnya, SRI dikembangkan dengan menggunakan pupuk kimia untuk

meningkatkan hasil panen pada tanah-tanah tandus di Madagaskar. Tetapi

saat subsidi pupuk dicabut pada akhir tahun 1980-an, petani disarankan untuk

menggunakan kompos dan ternyata hasilnya lebih bagus. Pemberian kompos

dapat menambah nutrisi tanah secara perlahan-lahan, memperbaiki struktur

tanah, dan meningkatkan diversitas mikroorganisme dalam tanah.

2.2 Karakteristik Tanah Sawah Secara Umum

Tanah sawah merupakan tanah yang digunakan atau berpotensi digunakan

untuk penanaman padi. Berdasarkan definisi tersebut, setiap tanah pada zona

iklim apa pun dengan suhu yang sesuai untuk menanam padi satu masa tanam

dalam setahun dapat disebut tanah sawah jika tersedia air yang diperlukan untuk

memenuhi kebutuhan tanaman sepanjang pertumbuhannya (Kyuma 2004a). Tanah

sawah bukan merupakan salah satu jenis tanah, akan tetapi istilah ini lebih

merupakan salah satu jenis penggunaan lahan (Dudal 1958 dalam De Datta 1981).

Tanah sawah dapat berasal dari lahan kering dan lahan rawa.

di Indonesia, tanah sawah yang berasal dari bahan aluvial dan Regosol memiliki

keragaman dalam bahan induk dan berada pada daerah humid dan subarid. Selain

itu, tanah sawah juga tersebar pada tanah-tanah Regosol, Grumusol, Podsolik, dan

Latosol, serta sebagian lagi pada tanah Andosol dan Mediteranian.

Menurut Kyuma (2004b), pada umumnya tanah sawah digenangi selama

beberapa bulan dalam setahun, baik itu disebabkan oleh proses alami atau pun

karena perbuatan manusia. Beberapa manfaat yang diperoleh melalui proses

penggenangan pada tanah sawah di antaranya adalah:

1. Peningkatan ketersediaan nitrogen, basa-basa dan silika.

2. Peningkatan P tersedia dalam tanah.

3. Adanya perubahan sifat fisik tanah.

4. Detoksifikasi kelebihan unsur-unsur hara.

5. Detoksifikasi senyawa-senyawa kimia pertanian.

6. Tahan terhadap erosi tanah.

7. Relatif aman dari gulma.

Tanah yang disawahkan memiliki sifat fisik, kimia, dan biologi yang

berbeda dengan tanah yang tidak disawahkan. Menurut De Datta (1981),

perbedaan yang nyata dalam hal ini adalah munculnya horison berwarna keabuan

akibat proses reduksi di dalam tanah.

Menurut Moorman dan van Breemen (1978), perubahan sifat yang terjadi

pada tanah sawah dapat bersifat sementara atau permanen. Perubahan sifat tanah

yang bersifat sementara dipengaruhi oleh pelumpuran dan reduksi oksidasi

(redoks). Keuntungan proses pelumpuran di antaranya yaitu penanggulangan

kelarutan basa-basa. Tetapi, pelumpuran juga menimbulkan kerugian seperti

menurunkan laju perkolasi, menurunkan nilai potensial redoks dan merusak

struktur tanah. Penurunan nilai Eh menyebabkan mobilitas besi dan mangan lebih tinggi. Perubahan yang bersifat permanen terdiri dari perubahan sifat tanah akibat

penerasan, perubahan sifat fisik akibat pengolahan tanah, perubahan sifat kimia

dan mineralogi tanah akibat pengaruh air, dan perubahan regim kelembaban

tanah.

De Datta (1981) mengemukakan bahwa beberapa sifat fisik, kimia fisik,

dan biokimia mengalami perubahan seiring dengan proses penggenangan tanah.

Beberapa perubahan sifat kimia dan elektrokimia yang penting akibat

penggenangan tanah yaitu:

1. Keterbatasan oksigen dalam tanah.

Ketika tanah digenangi, air akan menggantikan udara dalam pori tanah.

Selain pada lapisan tipis di permukaan tanah, dan terkadang di lapisan bawah

tapak bajak, kebanyakan lapisan tanah berada dalam kondisi bebas oksigen

dalam beberapa jam setelah penggenangan. Pada kondisi seperti ini,

mikroorganisme tanah menggunakan bagian oksidatif tanah dan beberapa

metabolit organik untuk menggantikan peran oksigen sebagai aseptor elektron

pada proses respirasi mikroorganisme tersebut sehingga membentuk kondisi

reduktif dalam tanah. Kondisi anaerob ini mempengaruhi ketersediaan

beberapa unsur hara dan zat-zat bersifat racun dalam tanah.

2. Penurunan potensial redoks tanah.

Penggenangan tanah memberikan kondisi reduksi dan menurunkan nilai

tergantung pada tanah, tetapi nilai Eh di permukaan air dan beberapa mm dari top soil tetap berkisar antara +0,3 sampai +0,5 V (Ponnamperuma 1972

dalam De Datta 1981).

3. Perubahan nilai pH tanah

Penggenangan tanah dalam beberapa minggu menyebabkan peningkatan pH

pada tanah masam dan penurunan pH tanah berkapur dan tanah sodik.

Perubahan pH ini disebabkan oleh beberapa faktor, di antaranya yaitu

perubahan ferri menjadi ion Fe2+, akumulasi amonium, perubahan sulfat menjadi sulfida, dan perubahan karbon dioksida menjadi metana dalam

kondisi reduksi.

4. Reduksi Fe(III) menjadi Fe(II)

Setelah proses penggenangan, Fe(III) oksida hidrat tereduksi menjadi

senyawa Fe(II). Hal ini menyebabkan warna tanah mengalami perubahan dari

cokelat menjadi abu-abu, dan sejumlah besar Fe(II) terlarut ke dalam larutan

tanah. Faktor lain yang mempengaruhi kadar Fe(II) dalam tanah tergenang

yaitu alam dan kadar Fe(III) oksida hidrat, pH tanah, dan suhu.

5. Reduksi Mn(IV) menjadi Mn(II)

Pada tanah tergenang, reduksi mangan dengan bilangan oksidasi yang lebih

tinggi terjadi secara simultan dengan proses denitrifikasi. Dalam hal ini,

mangan berperan sebagai aseptor elektron dari proses respirasi

mikroorganisme dan oksidan bagi produk reduksi.

6. Peningkatan ketersediaan nitrogen.

Ketersediaan nitrogen dalam tanah tergenang lebih tinggi daripada tanah yang

seiring dengan peningkatan kadar nitrogen dalam tanah, pH tanah, suhu dan

lama waktu pengeringan tanah pada periode sebelumnya (Ponnamperuma

1965 dalam De Datta 1981).

2.3 Potensial Redoks Tanah

Oksidasi-reduksi merupakan reaksi pemindahan elektron dari donor

elektron kepada aseptor elektron. Donor elektron akan teroksidasi karena

pelepasan elektron, sedangkan aseptor elektron akan terduksi karena penambahan

elektron. Proses ini berlangsung secara simultan, sehingga sering disebut sebagai

reaksi redoks (Kyuma 2004a).

Menurut Tan (1982), keseimbangan redoks biasanya dinyatakan dengan

konsep potensial redoks (Eh). Secara umum, reaksi sel-paruh dari suatu sistem oksidasi-reduksi dapat digambarkan sebagai berikut:

Bentuk teroksidasi + ne- Bentuk tereduksi

Potensial sel-paruh dari reaksi di atas dapat dirumuskan menurut hukum

Nernst sebagai berikut:

Eh = E0 + RT/nF log (bentuk teroksidasi)/(bentuk tereduksi)

Potensial redoks (Eh) adalah potensial elektroda standar sel-paruh diukur terhadap suatu elektroda penunjuk standar, yaitu elektroda hidrogen. Sedangkan

E0 adalah suatu tetapan, yang disebut potensial redoks baku dari sistem, dan RT/F=0.0592 pada 25oC. Jika aktivitas dari spesies-spesies teroksidasi dan tereduksi sama dengan satu, rasio tersebut menjadi=1, dan nilai log-nya = 0, maka

Eh= E0. Oleh karena itu, potensial redoks baku didefinisikan sebagai potensial redoks dari sistem dengan aktivitas spesies teroksidasi dan tereduksi sama dengan

Selain Eh, reaksi redoks juga dicirikan oleh aktivitas elektron, e-. Jumlah e -atau aktivitas elektron menentukan proses oksidasi-reduksi. Berdasarkan reaksi di

atas, jika proses reduksi dominan, maka jumlah elektron akan meningkat.

Hubungan antara potensial redoks dengan aktivitas elektron dapat dirumuskan

sebagai berikut:

Eh = (2,3RT/F) pe

Aktivitas elektron dinyatakan dengan pe, dimana pe = -log [e-], R = konstanta gas, T = temperatur absolut(K), dan F = tetapan Faraday. Pada suhu 298

K (25oC), maka rumus tersebut menjadi: Eh = 0.059 pe

Menurut Ponnamperuma (1978), nilai Eh atau pe yang tinggi dan positif menunjukkan kondisi oksidatif, sebaliknya nilai Eh atau pe yang rendah bahkan

negatif menunjukkan kondisi reduktif. Potensial redoks mempengaruhi status N

dalam tanah, ketersediaan P dan Si, kadar Fe2+, Mn2+, dan SO42- secara langsung dan kadar Ca2+, Mg2+, Cu2+, Zn2+ dan MoO42- secara tidak langsung, dan dekomposisi bahan organik dan H2S.

Pengukuran Eh pada tanah-tanah reduktif memiliki beberapa keterbatasan. Sistem tanah sangat heterogen dan sulit untuk memperoleh potensial

keseimbangan yang tepat. Selain itu, beberapa pasangan redoks yang penting,

seperti NO3-/ NH4+, SO42-/S2-, CO2/CH4, dan pasangan redoks organik, tidak bersifat elektroaktif, tetapi dapat mengganggu pengukuran Eh dengan menghasilkan potensial campuran (Kyuma 2004a).

Menurut Stumm dan Morgan (1970) dalam Kyuma (2004a), pengukuran

dengan kadar lebih tinggi dari 10-5 M dalam air alami. Menurut Lindsay (1979), elektroda platina biasa digunakan untuk pengukuran potensial redoks dalam tanah.

Akan tetapi, elektroda tersebut tidak berfungsi dengan baik pada tanah yang

berada pada kondisi oksidatif.

Reaksi redoks terjadi pada hampir semua tanah. Biasanya, reaksi oksidasi

berkaitan dengan kondisi tanah berdrainase baik, sedangkan proses reduksi

berkaitan dengan kondisi tanah berdrainase buruk atau apabila terdapat air

berlebih. Kondisi redoks tanah mempengaruhi stabilitas senyawa-senyawa besi

dan mangan.

2.4 Besi di Dalam Tanah

Senyawa besi di dalam tanah terdiri dari berbagai bentuk. Besi merupakan

unsur utama berbagai mineral dan bahan organik tanah. Sumber unsur Fe di dalam

tanah bisa berupa batuan yang mengandung Fe-silikat, mineral sulfida, dan

senyawa Fe oksida atau hidroksida. Selain itu, pada beberapa bagian di dalam

tanah, Fe ditemukan di lapisan alumino-silikat: nontronit, montmorilonit,

vermikulit, dan klorit (Orlov 1992).

Senyawa Fe di dalam tanah diklasifikasikan oleh Zonn dalam Orlov

(1992), sebagai berikut:

1. Fe-silikat

2. Fe-nonsilikat (bebas)

Senyawa Fe terkristalisasi; terkristalisasi kuat dan lemah; Senyawa Fe amorf;

berikatan dan tidak berikatan dengan humus.

Reaksi senyawa Fe yang terjadi di dalam tanah yaitu mobilisasi senyawa

senyawa organik, reaksi oksidasi-reduksi, pembentukan senyawa organomineral

(umumnya merupakan senyawa kompleks), interaksi adsorpsi, dan pembentukan

senyawa-senyawa hidroksida, sulfida, dan fosfat.

Umumnya, Fe dalam bentuk Fe (II) dan Fe(III), ion hidroksida, beberapa

fosfat dan sulfida menjadi bagian dalam reaksi oksidasi-reduksi. Nilai potensial

oksidasi normal untuk Fe3+ - Fe2+ yaitu 0,771 V pada suhu 25oC. Berikut ini adalah persamaan reaksi redoks dalam tanah untuk senyawa Fe:

1. Fe(OH)3 + 4H+ + e- Fe2+ + 3H2O 2. α-FeOOH + 3H+ + e- Fe2+ + H2O 3. α-Fe2O3 + 6H+ + 2e- 2Fe2+ + 3H2O

Ponnamperuma (1978) menyatakan bahwa penggenangan membatasi

difusi oksigen ke dalam tanah, sehingga mereduksi Fe oksida dan meningkatkan

kadar Fe(II) dalam larutan tanah dari 0,07 sampai 6600 ppm. Peningkatan kadar

Fe2+ yang terlarut dalam tanah memberikan keuntungan pada tanah sawah karena mengatasi defisiensi Fe dan menekan keracunan Mn2+ pada tanah masam.

2.5 Mangan di Dalam Tanah

Mangan memiliki bilangan oksidasi yang bervariasi dengan kisaran +2

sampai +7. Mangan yang terdapat di alam umumnya yaitu mangan dengan

bilangan oksidasi +2, +3, dan +4 (Kyuma 2004a). Menurut Orlov (1992), mangan

ditemukan di dalam tanah dalam bentuk ion (Mn2+) dan oksida (MnO2). Sedangkan Mn3+ bersifat kurang stabil di dalam tanah. Senyawa Mn dengan bilangan oksidasi yang lebih tinggi seperti +5, +6, dan +7 tidak ditemukan di

Mn menyusun mineral-mineral dalam bentuk oksida, karbonat, silikat, dan

sulfat (Taylor et al. 1964 dalam Lindsay 1979). Sedangkan di dalam tanah, selain

terdapat sebagai senyawa oksida dan hidroksida yang mudah larut, Mn juga

membentuk garam-garam dengan senyawa organik dan silikat dengan berbagai

tingkat kelarutan (Orlov 1992). Senyawa Mn(II) meliputi garam-garam mudah

larut dan Mn2+ dapat dipertukarkan, yang umumnya ditemukan pada tanah-tanah masam dan agak masam.

Senyawa Mn juga dipengaruhi oleh sistem oksidasi-reduksi yang terjadi di

dalam tanah, terutama jika tanah berada dalam kondisi anaerob seperti tanah-tanah

yang tergenang (tanah sawah). Van Breemen dan Brinkman (1976) dalam Tan

(1982), menyatakan bahwa penggenangan tanah pada awalnya akan mereduksikan

NO3- dalam tanah, setelah NO3- hilang, Mn akan direduksi, kamudian disusul oleh Fe. Sistem Mn4+/Mn2+ mempunyai nilai Eh +1510 mV dan sistem Fe3+/Fe2+ mempunyai nilai Eh +771 mV, sehingga Mn lebih mudah tereduksi daripada Fe. Berikut ini adalah persamaan reaksi redoks dalam tanah untuk senyawa Fe:

1. MnO2 + 4H+ + 2e- = Mn2+ + H2O 2. Mn2O3 + 6H+ + 2e- = 2Mn2+ + 3H2O 3. Mn3O4 + 3H+ + 2e- = 3Mn2+ + 4H2O

Sebagaimana Fe, kelarutan Mn dalam tanah meningkat seiring dengan

peningkatan kemasaman dan kondisi reduksi. Ponnamperuma (1978) menyatakan

bahwa penggenangan dapat meningkatkan kadar Mn2+ dalam larutan tanah dari 1 sampai 100 ppm. Peningkatan kadar Mn dalam kondisi reduktif dapat bersifat

racun bagi tanaman, terutama apabila kadar Mn mudah direduksi di dalam tanah

(IRRI 2000 dalam FFTC 2001). Tanaman yang mengalami keracunan Mn,

khususnya padi, menunjukkan gejala seperti pertumbuhan lambat, adanya noda

berwarna coklat kekuningan diantara urat daun, ujung daun mengering pada saat

tanaman berumur 8 mst, klorosis pada daun muda, pertumbuhan yang lambat, dan

III. METODOLOGI 3.1 Waktu dan Tempat Penelitian

Bahan tanah yang digunakan sebagai contoh diambil dari Desa Cihideung

(Kec. Ciampea, Kab.Bogor), Desa Bobojong (Kec. Mande, Kab. Cianjur), Desa

Margakaya (Kec. Telukjambe, Kab. Karawang), dan Desa Kaserangan (Kec.

Kragilan, Kab. Serang). Penelitian dilaksanakan selama bulan Mei - Desember

2008 di Laboratorium Pengembangan Sumberdaya Fisik Lahan, Departemen Ilmu

Tanah dan Sumberdaya Lahan, Fakultas Pertanian, Institut Pertanian Bogor.

3.2 Bahan dan Alat yang Digunakan

Bahan-bahan yang digunakan terdiri dari contoh tanah, pereaksi untuk

analisis kimia, dan bahan organik. Contoh-contoh tanah yang diambil dari

berbagai tempat tersebut di atas dipilih untuk mewakili tanah-tanah dengan kadar

Fe dan Mn yang berbeda. Tanah Bobojong (Cianjur) merupakan tanah Latosol

dengan bahan induk batuan sedimen dan batuan volkanik kuarter yang berasal dari

erupsi Gunung Gede, tanah Cihideung (Bogor) merupakan tanah Latosol dengan

bahan induk batuan volkanik kuarter muda yang berasal dari erupsi Gunung

Salak, tanah Margakaya (Karawang) merupakan tanah Aluvial yang bahannya

berasal dari Sungai Citarum dan Cimalaya, sedangkan tanah Kaserangan (Serang)

merupakan tanah Planosol dengan bahan induk batuan Formasi Tufa Banten yang

berasal dari erupsi Gunung Danau (Yogaswara 1977). Bahan organik yang

digunakan yaitu kotoran sapi yang belum matang.

Alat-alat yang digunakan untuk persiapan perlakuan tanah yaitu ember,

wrap, plastik hitam, sedotan, dan kain kasa. Sedangkan alat yang digunakan untuk

analisis kimia di antaranya yaitu alat-alat gelas, Eh-meter, pH-meter, water-bath, dan AAS.

3.3 Pelaksanaan Penelitian

Penelitan ini dilakukan dengan tiga tahapan, yaitu:

a. Pengukuran kadar Fe dan Mn dalam tanah kering.

b. Perlakuan penambahan bahan organik dan penggenangan.

c. Pengukuran kadar Mn dan Fe dalam tanah dan larutan tanah pada berbagai

nilai Eh.

Sebagai persiapan, bahan tanah dikeringudarakan, kemudian ditumbuk

dan diayak sehingga diperoleh bahan tanah lolos saringan 2 mm. Analisis awal

yang dilakukan yaitu pengukuran kadar Fe dan Mn dalam tanah kering setelah

tanah diekstrak dengan dithionite-citrate-bicarbonate (DCB), asam sitrat 2%,

DTPA 0,005M, dan HCl 0,1N.

Selanjutnya, nilai Eh yang berbeda-beda diperoleh setelah penambahan bahan organik dan penggenangan tanah. Secara ringkas, tahapan ini digambarkan

pada Gambar 1.

Gambar 1. Diagram Alir Perlakuan Tanah untuk Memperoleh Berbagai Nilai Eh Ditempatkan ke dalam wadah, digenangi dan ditutup Kotoran sapi diencerkan Dicampurkan dengan perbandingan 1:1 sampai 1:10 Bahan tanah dilumpurkan Pengukuran Eh dilakukan mulai hari pertama (H+1) setelah perlakuan Diperoleh tanah dengan berbagai

Sekitar 6 - 7 kg bahan tanah dilumpurkan dengan ± 4 liter air. Disiapkan

juga kotoran sapi yang telah diencerkan. Kedua bahan tersebut kemudian

dicampurkan dengan berbagai perbandingan, mulai dari 1 : 10 (1 bagian kotoran

sapi dicampur dengan 10 bagian tanah) sampai 1 : 1 (1 bagian kotoran sapi

dicampur dengan 1 bagian tanah). Selain itu juga disiapkan kontrol, yaitu bahan

tanah yang telah dilumpurkan tanpa penambahan kotoran sapi. Campuran bahan

tanah dan kotoran sapi tersebut ditempatkan pada gelas plastik, digenangi air

sebanyak ± 30 ml (setinggi ± 2 cm di atas permukaan campuran bahan tanah dan

kotoran sapi) dan ditutup dengan plastik wrap. Begitu juga dengan kontrol.

Penggenangan dan penambahan bahan organik bertujuan untuk menurunkan nilai

Eh tanah. Nilai Eh masing-masing perlakuan diukur dengan Eh-meter mulai hari pertama setelah perlakuan (H+1) selama beberapa hari sampai diperoleh nilai Eh yang bervariasi.

Setelah tanah direduksi, dilakukan pengambilan larutan tanah dan tanah

dengan nilai Eh yang berbeda-beda. Larutan tanah yang diperoleh selanjutnya disaring, diasamkan, dan diukur kadar Fe dan Mn dengan AAS. Sementara itu,

pengukuran kadar Fe dan Mn dalam tanah dilakukan setelah tanah diekstrak

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1 Kadar Fe dan Mn dalam Tanah Kering

Analisis awal yang dilakukan yaitu pengukuran kadar Fe dan Mn dalam

tanah dengan pengekstrak DCB, asam sitrat 2%, HCl 0,1N, dan DTPA 0,005M.

DCB mengekstrak Fe dan Mn oksida yang mudah tereduksi. Asam sitrat 2%,

DTPA 0,005M, dan HCl 0,1N merupakan pengekstrak yang umum digunakan

dalam analisis tanah. Asam sitrat digunakan pada penetapan P dalam tanah karena

P terlarut di zona perakaran yang suasananya mirip dengan pH yang dihasilkan

asam sitrat 2%. Jika P tersedia dalam suasana tersebut, maka seharusnya Fe dan

Mn pun juga diserap tanaman dalam suasana yang sama. Akan tetapi, pengekstrak

yang biasa digunakan untuk penetapan unsur mikro tanah kering adalah HCl 0,1N

dan DTPA 0,005M, analisis awal dengan berbagai pengekstrak ini dimaksudkan

untuk membandingkan kadar Fe dan Mn terekstrak dalam hubungannya dengan

Fe dan Mn tersedia ketika tanah direduksi. Hasil analisis awal disajikan pada

Tabel 1 dan 2.

Tabel 1. Kadar Fe dalam Masing-masing Contoh Tanah

Asal Contoh Kadar Fe (ppm)

DCB Asam Sitrat 2% HCl 0,1N DTPA 0,005M

Bobojong (Cianjur) 19478.19 3479.13 1237.54 668.67

Cihideung (Bogor) 33947.06 370.24 138.55 77.32

Margakaya (Karawang) 15727.26 932.47 264.16 236.83

Kaserangan (Serang) 1738.03 242.86 117.58 41.45

Berdasarkan Tabel 1, diketahui bahwa untuk setiap tanah, DCB

mengekstrak Fe dalam jumlah tertinggi, kemudian diikuti asam sitrat 2%, HCl

0,1N, dan DTPA 0,005M. DCB mengekstrak Fe oksida bebas total yang direduksi

sitrat, karena itu, Fe yang terekstrak jauh lebih banyak daripada ketiga

pengekstrak lainnya. Asam sitrat dan HCl bersifat asam dan keduanya dapat

melarutkan Fe dalam tanah, akan tetapi asam sitrat juga membentuk senyawa

kompleks organo logam dengan Fe sehingga Fe yang terekstrak asam sitrat lebih

tinggi daripada HCl. DTPA hanya membentuk chelat dengan Fe sehingga Fe yang

terekstrak DTPA lebih sedikit daripada pengekstrak lainnya.

Tabel 2. Kadar Mn dalam Masing-masing Contoh Tanah

Asal Contoh Kadar Mn (ppm)

DCB Asam Sitrat 2% HCl 0,1N DTPA 0,005M

Bobojong (Cianjur) 510.64 175.53 262.51 156.42

Cihideung (Bogor) 546.33 179.64 78.81 69.70

Margakaya (Karawang) 231.77 42.33 103.61 76.67

Kaserangan (Serang) 893.74 416.83 113.21 69.94

Merujuk pada Tabel 2, diketahui bahwa kadar Mn yang terekstrak dari

setiap tanah memiliki pola yang bervariasi. Pada tanah Bobojong (Cianjur), kadar

Mn yang terekstrak DCB > HCl 0,1N > asam sitrat 2% > DTPA 0,005M. Pada

tanah Cihideung (Bogor) dan Kaserangan (Serang), kadar Mn yang terekstrak

DCB > asam sitrat 2% > HCl 0,1N > DTPA 0,005M. Pada tanah Margakaya

(Karawang), Kadar Mn yang terekstrak DCB > HCl 0,1N > DTPA 0,005M >

asam sitrat 2%.

Perbedaan yang nyata terlihat pada tanah Bobojong (Cianjur) dan

Margakaya (Karawang). Pada kedua tanah tersebut, kadar Mn yang terekstrak

asam sitrat relatif rendah. Hal ini dikarenakan asam sitrat telah membentuk

kompleks lebih dulu dengan Fe sehingga asam sitrat yang mengkompleks Mn

Berdasarkan data pada Tabel 1 dan 2, pengekstrak yang dapat

mencerminkan kadar Fe dan Mn dalam kondisi reduktif adalah DCB, karena Fe

dan Mn oksida akan tereduksi pada kondisi tersebut. Hasil penghitungan kadar Fe

dan Mn oksida ditampilkan pada Tabel 3.

Tabel 3. Kadar Fe dan Mn Oksida (ekstraksi dengan metode DCB) Asal Contoh % Fe2O3 % MnO2

Bobojong (Cianjur) 2.783 0.079 Cihideung (Bogor) 4.850 0.084 Margakaya (Karawang) 2.247 0.036 Kaserangan (Serang) 0.248 0.138

Berdasarkan data pada tabel 3, diketahui bahwa kadar Fe2O3 tertinggi terdapat pada tanah Cihideung (Bogor), diikuti tanah Bobojong (Cianjur),

Margakaya (Karawang), dan Kaserangan (Serang). Kadar Fe2O3 pada tanah Kaserangan (Serang) sangat rendah, bahkan dapat dikatakan bahwa tanah tersebut

mengalami defisiensi Fe karena hanya mengandung 0,248% Fe2O3. Menurut Kyuma (2004a), apabila tanah hanya mengandung 1 % Fe2O3, maka tanah tersebut mengalami defisiensi Fe.

Kadar MnO2 tertinggi terdapat pada tanah Kaserangan (Serang), diikuti tanah Cihideung (Bogor), Bobojong (Cianjur), dan Margakaya (Karawang).

Tingginya kadar Fe2O3 dan MnO2 ini dapat mengindikasikan adanya kemungkinan terganggunya pertumbuhan tanaman akibat tersedianya unsur mikro

dalam jumlah yang berlebih, dalam hal ini yaitu unsur Mn.

Seperti yang telah dicantumkan sebelumnya, tanah Bobojong (Cianjur)

dan Cihideung (Bogor) merupakan tanah Latosol yang mempunyai distribusi liat

kandungan Fe di dalamnya. Tanah Margakaya (Karawang) merupakan tanah

aluvial dengan karakteristik mempunyai susunan berlapis atau kadar C-organik

tidak teratur dan tidak memiliki horison diagnostik. Tanah Margakaya

(Karawang) yang dijadikan contoh juga berwarna merah kecoklatan. Ketiga

contoh berasal dari lahan yang digunakan sebagai area pesawahan secara intensif.

Sedangkan tanah Kaserangan (Serang) merupakan tanah Planosol. Tanah Planosol

merupakan tanah yang mempunyai horison E albik terletak di atas horison dengan

permeabilitas lambat (Hardjowigeno 1993). Horison E adalah horison mineral

yang telah kehilangan liat silikat, besi, atau alumunium atau kombinasinya

sehingga meninggalkan partikel debu dan pasir. Karakteristik tersebut

menyebabkan rendahnya kadar Fe2O3 di dalam tanah Kaserangan (Serang). Warna tanahnya pun pucat, dan hal ini juga menunjukkan rendahnya kadar Fe di dalam

tanah tersebut. Sedangkan kadar MnO2 dalam tanah Kaserangan (Serang) cukup tinggi jika dibandingkan dengan ketiga tanah lainnya. Hal ini disebabkan karena

tanah ini berasal dari lahan yang hanya sesekali saja disawahkan, akibatnya kadar

MnO2 di dalamnya masih cukup tinggi karena tanah tidak berada dalam kondisi reduktif yang dapat melarutkan senyawa tersebut.

4.2 Nilai Eh dan pe+pH Tanah pada Berbagai Kondisi Reduksi

Bahan organik yang digunakan berupa kotoran sapi yang masih segar

karena aktivitas mikroorganisme di dalamnya dapat membantu pembentukan

kondisi reduksi dalam tanah. Sebagaimana yang dinyatakan oleh Lindsay (1979),

tanah bersifat lebih reduktif karena organisme di dalamnya melepaskan elektron

kondisi tanah yang semakin reduktif. Kondisi reduksi tanah akibat penambahan

bahan organik dan penggenangan selama beberapa hari dapat dilihat pada tabel 4.

Tabel 4. Nilai Eh Tanah Selama Beberapa Hari setelah Perlakuan

Perbandingan BO : Tanah

Tanah Bobojong (Cianjur) Tanah Cihideung (Bogor) Tanah Margakaya (Karawang) Tanah Kaserangan (Serang) H+1 H+2 H+3 H+1 H+2 H+3 H+1 H+2 H+3 H+1 H+2 H+3 1 : 1 79 -90 -156 78 -25 -92 7 -200 -206 -135 -286 -236 1 : 2 105 -46 -125 80 10 -68 32 -191 -197 -135 -286 -249 1 : 3 142 -37 -85 115 32 -60 69 -175 -191 -145 -289 -256 1 : 4 151 -24 -84 130 42 -41 96 -148 -187 -146 -285 -253 1 : 5 173 10 -50 138 45 -30 134 -128 -172 -147 -289 -240 1 : 6 170 4 -45 146 49 -23 148 -114 -164 -144 -287 -244 1 : 7 188 21 -24 145 66 -5 171 -86 -144 -141 -273 -232 1 : 8 188 22 -17 130 60 11 181 -74 -119 -112 -256 -226 1 : 9 199 30 -25 105 63 26 202 -58 -104 -73 -236 -213 1 : 10 205 40 2 127 100 39 220 -16 -76 -1 -174 -180 Kontrol 272 113 88 211 149 76 297 150 42 96 115 102

Berdasarkan Tabel 4, dapat diketahui bahwa secara umum, semakin lama

tanah digenangi, maka Eh tanah semakin rendah. Tetapi, dapat juga dilihat pada tanah Kaserangan (Serang), setelah menurun secara drastis, nilai Eh kembali meningkat. Selain itu, diketahui bahwa kecepatan penurunan Eh masing-masing tanah berbeda-beda. Pada perlakuan dan hari penggenangan yang sama, terlihat

bahwa penurunan nilai Eh pada tanah Kaserangan (Serang), Margakaya

(Karawang) dan Bobojong (Cianjur) lebih cepat daripada tanah Cihideung

(Bogor).

Selanjutnya, dilakukan pengukuran pH tanah pada hari ke-3. Nilai Eh dan pH merupakan variabel untuk memperoleh konstanta pe+pH masing-masing

tanah yang diperoleh dari penghitungan Eh (mV)/59,2 (Lindsay 1979). Konstanta pe+pH tanah pada kondisi alami berbeda dengan kondisi reduktif. Semakin tinggi

pe+pH tanah pada kondisi alami menunjukkan kemampuan tanah berperan

sebagai oksidator, sementara semakin tinggi pe+pH pada kondisi tanah yang

direduksikan menunjukkan kemampuan tanah untuk bertahan dalam kondisi

oksidatif. Nilai pe+pH tanah pada kondisi oksidatif diperoleh dari pengukuran Eh dan pH kontrol, sedangkan nilai pe+pH tanah pada kondisi reduktif diperoleh dari

pengukuran Eh dan pH masing-masing perlakuan pada hari ketiga setelah perlakuan. Hasil penghitungan tersebut disajikan pada Gambar 2.

Gambar 2. Hasil Penghitungan Nilai pe+pH pada Masing-masing Tanah

Selanjutnya, Gambar 2 menunjukkan bahwa nilai pe+pH tanah

Kaserangan (Serang) pada kondisi oksidatif jauh lebih tinggi daripada ketiga

tanah lainnya, sehingga tanah berperan sebagai oksidator kuat yang ketika

ditambahkan bahan organik mengakibatkan peningkatan jumlah elektron bebas

dalam tanah. Tingginya jumlah elektron dalam tanah memudahkan tercapainya

Setelah direduksi, diketahui bahwa pe+pH tanah Cihideung (Bogor) >

tanah Bobojong (Cianjur) > tanah Margakaya (Karawang) > tanah Kaserangan

(Serang). Urutan nilai pe+pH tersebut menunjukkan bahwa tanah Cihideung

(Bogor) lebih sulit direduksi daripada ketiga tanah lainnya. Berdasarkan Tabel 3,

diketahui bahwa kadar Fe2O3 tanah Cihideung (Bogor) > tanah Bobojong (Cianjur) > tanah Margakaya (Karawang) > tanah Kaserangan (Serang). Tanah

dengan kadar Fe2O3 yang tinggi memiliki daya sangga untuk mempertahankan kondisi oksidatifnya ketika tanah ditambahkan bahan organik. Dengan demikian,

ada indikasi bahwa kecepatan penurunan Eh dipengaruhi oleh kadar Fe2O3 dan nilai pe+pH tanah pada kondisi oksidatif.

4.3 Ketersediaan Fe dan Mn pada Berbagai Kondisi Reduksi

Pada berbagai nilai Eh, larutan tanah dan tanah masing-masing contoh dianalisis. Hasil analisis larutan tanah dapat dilihat pada Gambar 3 dan 4.

Gambar 4. Kadar Mn dalam Larutan Tanah

Secara umum, penurunan nilai Eh diikuti dengan peningkatan kadar Fe dan Mn terlarut. Peningkatan kadar Fe dan Mn terlarut ini disebabkan karena dalam

kondisi tersebut, Fe dan Mn dalam tanah akan direduksikan menjadi Fe2+ dan Mn2+. Kadar Fe2+ tanah Margakaya (Karawang) lebih tinggi daripada ketiga tanah lainnya, hal ini disebabkan nilai pe+pH tanah Margakaya (Karawang) pada

kondisi oksidatif cukup tinggi sehingga ketika ditambahkan bahan organik, Fe

yang tereduksi lebih banyak daripada tanah Bobojong (Cianjur) dan Cihideung

(Bogor). Walaupun pe+pH tanah Kaserangan (Serang) lebih tinggi, kadar Fe2O3 tanah Kaserangan (Serang) sangat rendah sehingga Fe yang terlarut sedikit. Kadar

Mn2+ pada tanah Bobojong (Cianjur), Cihideung (Bogor), dan Margakaya (Karawang) pada nilai Eh tertentu berpotensi meracuni tanaman padi karena kadarnya > 2 ppm (IRRI 2000 dalam FFTC 2001).

Pada Eh yang sama, kadar Fe2+ untuk tanah Cihideung (Bogor) dan Bobojong (Cianjur) lebih rendah daripada kadar Mn2+, pada tanah Margakaya (Karawang) kadar Fe2+ lebih tinggi daripada kadar Mn2, sedangkan untuk tanah Kaserangan (Serang), pada Eh tertentu, kadar Fe2+ lebih tinggi daripada Mn2+ dan

pada kondisi sangat reduktif (Eh < -200 mV), kadar Mn2+ lebih tinggi daripada kadar Fe2+.

Jika dibandingkan dengan penelitian Nursyamsi (2000), penurunan Eh diikuti dengan peningkatan kandungan Fe2+ dan Mn2+, pada Eh yang sama, kandungan Fe2+ lebih rendah daripada Mn2+. Menurut Tan (1982), pada kondisi tanah yang digenangi, Mn akan direduksi lebih dulu daripada Fe sehingga kadar

Mn2+ akan lebih tinggi daripada Fe2+. Sedangkan menurut Bohn (1979), pada kondisi reduktif, kadar Fe2+ dalam larutan tanah dapat berkisar antara subppm sampai ratusan ppm. Peningkatan kadar Mn2+ dalam larutan tanah juga dapat mencapai ratusan ppm, akan tetapi peningkatan ini tidak sebanyak Fe2+.

Ketersediaan Fe dan Mn dalam tanah diekstrak dengan DTPA 0,005M dan

dibandingkan dengan HCl 0,1N. Data hasil analisis tanah dengan pengekstrak

DTPA 0,005M dapat dilihat pada Tabel 4, sedangkan hasil analisis tanah dengan

Tabel 5. Kadar Fe dan Mn dalam Tanah setelah Direduksi (Ektraksi dengan DTPA 0,005M)

Asal Tanah Perbandingan Eh (mV) ppm Fe ppm Mn Fe/Mn Bobojong

(Cianjur)

Kontrol1 189 222.45 158.60 1.40

Kontrol2 91 217.59 359.35 0.61

1 : 10 -84 1153.18 878.87 1.31 1 : 9 -101 1332.68 777.13 1.71 1 : 8 -125 1283.93 761.99 1.68

1 : 6 -164 1481.98 774.24 1.91

1 : 2 -189 1758.42 511.07 3.44

1 : 1 -204 1964.78 515.45 3.81

Cihideung (Bogor)

Kontrol 247 182.59 230.33 0.79

1 : 10 79 112.22 257.12 0.44 1 : 9 62 276.77 312.98 0.88 1 : 8 25 337.47 346.91 0.97

1 : 6 -16 611.19 573.33 1.07

1 : 5 -97 1120.41 585.17 1.91

1 : 4 -125 1219.84 565.76 2.16

1 : 2 -165 1588.70 504.04 3.15

1 : 1 -196 1766.47 490.44 3.60

Margakaya (Karawang)

Kontrol1 42 526.78 140.51 3.75

Kontrol2 29 604.75 141.61 4.27

1 : 10 -76 646.11 139.75 4.62

1 : 9 -144 717.21 132.14 5.43

1 : 4 -187 735.78 127.98 5.75

1 : 1 -206 824.14 129.18 6.38

Kaserangan (Serang)

Kontrol1 82 15.95 133.39 0.12

Kontrol2 42 26.23 195.37 0.13

1 : 10 -141 17.49 224.51 0.08

1 : 9 -200 105.53 437.63 0.24

1 : 8 -215 106.73 380.28 0.28

1 : 7 -231 148.54 445.60 0.33

1 : 5 -243 156.72 416.81 0.38

DTPA mengekstrak Fe dan Mn yang terdapat sebagai Fe dan Mn tersedia,

termasuk Fe dan Mn terlarut, dapat dipertukarkan, dan mudah tereduksi. Menurut

Orlov (1992), Mn terlarut dan Mn dapat dipertukarkan merupakan Mn tersedia

bagi tanaman. Senyawa Mn potensial tersedia merupakan Mn yang mudah

Berdasarkan Tabel 5, secara umum kadar Fe dalam tanah mengalami

peningkatan seiring dengan penurunan nilai Eh. Setelah direduksi, kadar Fe tertinggi ditemukan pada tanah Bobojong (Cianjur), kemudian tanah Cihideung

(Bogor), Margakaya (Karawang), dan Kaserangan (Serang). Sementara kadar Mn

dalam tanah meningkat sampai Eh tertentu kemudian mengalami penurunan pada kondisi sangat reduktif (Eh < -180). Kadar Mn pada tanah Bobojong (Cianjur) dan Cihideung (Bogor) cukup tinggi sehingga berpotensi meracuni tanaman padi.

Kadar Mn dalam tanah Margakaya (Karawang) relatif rendah (120 - 142 ppm).

Sedangkan kadar Mn tersedia dalam tanah Kaserangan (Serang) memiliki kisaran

yang cukup besar (133 – 446 ppm). Jika merujuk pada Eh tanah sawah secara umum (> -200 mV), maka Mn tersedia pada tanah Kaserangan (Serang) masih

dalam batas normal karena < 300 ppm (Kyuma 2004a). Sehingga dapat dikatakan

bahwa tanah Margakaya (Karawang) dan tanah Kaserangan (Serang) tidak

berpotensi menyebabkan keracunan Mn pada tanaman padi.

Gambar 5. Kadar Fe dalam Tanah pada Berbagai Nilai Eh (Ekstraksi dengan HCl)

Gambar 6. Kadar Mn dalam Tanah pada Berbagai Nilai Eh (Ekstraksi dengan HCl 0,1N)

Hasil ekstraksi menunjukkan terdapat perbedaan yang cukup tinggi antara

hasil ekstraksi dengan DTPA dan HCl, hal ini dikarenakan HCl akan melarutkan

Fe dan Mn yang ada di dalam tanah, sedangkan DTPA membentuk chelat dengan

kedua unsur tersebut.

Hasil ekstraksi menunjukkan terdapat perbedaan yang cukup tinggi antara

hasil ekstraksi dengan DTPA dan HCl, hal ini dikarenakan HCl akan melarutkan

Fe dan Mn yang ada di dalam tanah, sedangkan DTPA membentuk chelat dengan

Fe dan Mn yang terdapat sebagai Fe dan Mn tersedia, termasuk Fe dan Mn

terlarut, dapat dipertukarkan, dan mudah tereduksi. Terdapat indikasi bahwa Fe

dan Mn dalam tanah tidak membentuk chelat dengan DTPA. Menurut Motomura

(1969) dalam Kyuma (2004a), senyawa Fe dalam tanah dapat berupa fraksi inaktif

yang terjerap partikel tanah dan hanya bisa terekstrak dengan HCl. Hasil ekstraksi

DTPA lebih mencerminkan kadar Mn yang dapat diserap tanaman, sehingga

Pada kondisi lapang, bahan organik biasa ditambahkan dengan dosis 5 - 10

ton/ha. Akan tetapi, penambahan bahan organik tersebut tidak merata, di beberapa

titik sangat mungkin dijumpai kondisi pencampuran yang hampir setara dengan

perbandingan 1 : 10 sampai 1 : 8 pada penelitian ini. Sebagaimana yang

ditampilkan Tabel 5, pada tanah Bobojong (Cianjur), penambahan bahan organik

dalam dosis tersebut mampu mereduksikan tanah sampai Eh nya < -20. Walaupun Mn tersedia sangat tinggi dan berpotensi meracuni tanaman (> 300 ppm), tidak

pernah dilaporkan adanya keracunan Mn pada padi yang ditanam di Bobojong

(Cianjur). Menurut Ponnamperuma (1978), tingginya kadar Fe dalam tanah dapat

menekan keracunan Mn. Setelah dianalisis, diketahui kadar Fe tersedia pada tanah

Bobojong (Cianjur) pun tinggi sehingga mampu mengimbangi jumlah Mn yang

dapat terserap tanaman. Dengan kata lain, potensi Mn meracuni tanaman pada

tanah Bobojong (Cianjur) relatif rendah.

Pada tanah Cihideung (Bogor), Eh yang dicapai tanah dengan penambahan bahan organik pada perbandingan 1 : 10 sampai 1 : 8 masih bernilai positif atau

mendekati nol. Pada kondisi tersebut, Mn yang tersedia cukup tinggi, sedangkan

Fe tersedia lebih rendah daripada Mn, sehingga tanah ini berpotensi menyebabkan

V. KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan

Dari hasil penelitian, diketahui bahwa kecepatan penurunan Eh setiap tanah berbeda-beda. Penurunan Eh lebih cepat terjadi pada tanah dengan pe+pH tinggi dan kadar Fe2O3 rendah.

Setelah direduksi, kadar Fe dan Mn tanah terekstrak DTPA dan HCl serta

dalam larutan tanah meningkat sejalan dengan penurunan Eh, kecuali Mn pada tanah Margakaya (Karawang). Kadar Mn tanah sawah di Cihideung (Bogor) dan

Bobojong (Cianjur) tergolong tinggi tapi tanah sawah Cihideung (Bogor) lebih

berpotensi menyebabkan keracunan Mn pada tanaman padi ketika ditambahkan

bahan organik seperti pada aplikasi SRI karena memiliki rasio Fe/Mn rendah.

Kadar Mn pada tanah Margakaya (Karawang) dan Kaserangan (Serang) relatif

rendah sehingga tidak berpotensi menyebabkan keracunan Mn pada tanaman padi.

5.2 Saran

Penambahan bahan organik pada aplikasi SRI perlu dilakukan secara

merata agar tidak terjadi akumulasi bahan organik di beberapa titik yang dapat

menimbulkan keracunan Mn pada tanaman padi. Selain itu, jika penanaman

dilakukan pada musim hujan, pengaturan air perlu diperhatikan agar tidak

DAFTAR PUSTAKA

Anonim, 2008. SRI, Teknologi Ramah Lingkungan. //www.portalhr.com/cetak.php?cid=1&id=1033&url=http%3A%2F%2Fw

ww.portalhr.com%2Fmajalah%2Fedisiterbaru%2Fteknologi%2F1id1033. html [09.01.09]

Berkelaar, D., 2001. Sistem Intensifikasi Padi (The System of Rice Intensification – SRI): Sedikit dapat Memberi Lebih Banyak. www.elsppat.or.id/download/file/SRI-echo%20note.htm [05 Jan 2009]

Bohn, H. L., McNeal, B. L., and O’Connor, G. A., 1979. Soil Chemistry. John Wiley & Sons, Canada.

Darmawan dan Sastiono, A., 2007. Uji Keunggulan Sistem Tanam Padi “SRI” (System of Rice Intensification) dalam Rangka Peningkatan Produksi Padi. LPPM, IPB.

De Datta, S. K., 1981. Principles and Practices of Rice Production. John Wiley & Sons, Singapore.

FFTC, 2001. Asian Crops and Micronutrient Toxicity. //www.agnet.org/library/bc/51008/ [19 Jan 2009].

Hardjowigeno, S., 1993. Klasifikasi Tanah dan Pedogenesis. Akademika Presindo, Jakarta.

Kyuma, K., 2004a. Paddy Soil Science. Kyoto University Press and Trans Pasific Press, Tokyo and Melbourne.

Kyuma, K., 2004b. Paddy Soils Around The World. In Rice is Life: Scientific Perspective for The 21st Century. Proceedings of The World Rice Research Conference, Tsukuba-Japan.

Lindsay, W. L., 1979. Chemical Equilibria in Soils. John Wiley & Sons, New York.

Moorman, F. R., and van Breemen, N., 1978. Rice: Soil, Water, Land. International Rice Research Institute, Los Banos – Philippines.

Mutakin, J., 2008. Budidaya dan Keunggulan Padi Organik Metode SRI

(System of Rice Intensification).

www.garutkab.go.id/download_files/article/ARTIKEL%20SRI.pdf [10 Jan 2009]

Nursyamsi, D., dan Suryadi, M. E., 2000. Pengaruh Drainase Terputus dan Pemupukan Terhadap pH, Eh, Fe dan Mn pada Sawah Baru di Ultisol Bandar Abung (Lampung) dan Tapin (Kalsel). Jurnal Ilmu Tanah dan Lingkungan: 3(2): 8 – 17.

Orlov, D. S., 1992. Soil Chemistry. A. A. Balkema Publishers, Brookfield.

Ponnamperuma, F. N., 1976. Physicochemical Properties of Submerged Soils in Relation to Fertility. In The Fertility of Paddy Soils and Fertilizer Appplications For Rice. Food and Fertilizer Technology Center, Taipei.

Tan, K. H., 1982. Principles of Soil Chemistry. Marcel Dekker, Inc., New York.

Uphoff, N. and Randriamiharisoa, R., 2002. Reducing Water Use in Irrigated Rice Production with The Madagaskar System of Rice Intensification (SRI). In Water-wise Rice Production. IRRI, Phillipines.

Yogaswara, S. A., 1977. Seri-seri Tanah di Tujuh Tempat di Jawa Barat. Tesis. Departemen Ilmu Tanah dan Sumberdaya Lahan, Fakultas Pertanian-Institut Pertanian Cihideung (Bogor).

Lampiran 1. Hasil Pengukuran Eh Tanah Sawah di Lapang Titik ke- Eh (mV) Titik ke- Eh (mV) Titik ke- Eh (mV) Titik ke- Eh (mV) Titik ke- Eh (mV)

1 91 21 -26 41 -66 61 -90 81 -112

2 68 22 -28 42 -68 62 -90 82 -114

3 63 23 -30 43 -70 63 -90 83 -117

4 55 24 -33 44 -72 64 -94 84 -121

5 53 25 -36 45 -73 65 -94 85 -121

6 53 26 -39 46 -74 66 -97 86 -122

7 48 27 -39 47 -76 67 -98 87 -123

8 42 28 -40 48 -76 68 -98 88 -125

9 36 29 -45 49 -76 69 -98 89 -128

10 23 30 -45 50 -78 70 -100 90 -129

11 21 31 -48 51 -80 71 -100 91 -132

12 14 32 -48 52 -84 72 -101 92 -136

13 4 33 -49 53 -84 73 -102 93 -140

14 1 34 -51 54 -86 74 -105 94 -141

15 -14 35 -53 55 -86 75 -105 95 -147 16 -17 36 -53 56 -87 76 -107 96 -156 17 -17 37 -55 57 -88 77 -107 97 -157 18 -18 38 -57 58 -88 78 -108 98 -165 19 -19 39 -57 59 -88 79 -110 99 -169 20 -21 40 -58 60 -88 80 -110 100 -175

Lampiran 2. Hasil Analisis Larutan Tanah

Tanah Eh Fe (ppm) Mn (ppm)

Bobojong (Cianjur)

-26 0.63 3.08

-122 0.31 3.36

-159 0.73 9.92

-197 1.11 10.04

-215 3.33 10.20

Cihideung (Bogor)

-85 0.19 2.42

-120 0.41 3.42

-154 1.56 3.46

-206 1.77 4.64

-231 1.41 5.78

Margakaya (Karawang)

-76 4.30 1.79

-172 5.59 3.20

-187 5.86 3.02

-197 7.60 3.89

-206 9.07 3.20

Kaserangan (Serang)

82 0.65 0.04

-141 0.93 0.22

-206 1.35 4.76

-239 0.61 7.28

Gambar 7. Proses Pelumpuran Tanah

Gambar 8. Kotoran Sapi yang Telah Diencerkan

Gambar 10. Penempatan Masing-masing Perlakuan Tanah

Gambar 11. Pengukuran Nilai Eh Tanah

Lampiran 1. Hasil Pengukuran Eh Tanah Sawah di Lapang Titik ke- Eh (mV) Titik ke- Eh (mV) Titik ke- Eh (mV) Titik ke- Eh (mV) Titik ke- Eh (mV)

1 91 21 -26 41 -66 61 -90 81 -112

2 68 22 -28 42 -68 62 -90 82 -114

3 63 23 -30 43 -70 63 -90 83 -117

4 55 24 -33 44 -72 64 -94 84 -121

5 53 25 -36 45 -73 65 -94 85 -121

6 53 26 -39 46 -74 66 -97 86 -122

7 48 27 -39 47 -76 67 -98 87 -123

8 42 28 -40 48 -76 68 -98 88 -125

9 36 29 -45 49 -76 69 -98 89 -128

10 23 30 -45 50 -78 70 -100 90 -129 11 21 31 -48 51 -80 71 -100 91 -132 12 14 32 -48 52 -84 72 -101 92 -136 13 4 33 -49 53 -84 73 -102 93 -140 14 1 34 -51 54 -86 74 -105 94 -141 15 -14 35 -53 55 -86 75 -105 95 -147 16 -17 36 -53 56 -87 76 -107 96 -156 17 -17 37 -55 57 -88 77 -107 97 -157 18 -18 38 -57 58 -88 78 -108 98 -165 19 -19 39 -57 59 -88 79 -110 99 -169 20 -21 40 -58 60 -88 80 -110 100 -175

Lampiran 2. Hasil Analisis Larutan Tanah

Tanah Eh Fe (ppm) Mn (ppm)

Bobojong (Cianjur)

-26 0.63 3.08

-122 0.31 3.36

-159 0.73 9.92

-197 1.11 10.04

-215 3.33 10.20

Cihideung (Bogor)

-85 0.19 2.42

-120 0.41 3.42

-154 1.56 3.46

-206 1.77 4.64

-231 1.41 5.78

Margakaya (Karawang)

-76 4.30 1.79

-172 5.59 3.20

-187 5.86 3.02

-197 7.60 3.89

-206 9.07 3.20

Kaserangan (Serang)

82 0.65 0.04

-141 0.93 0.22

-206 1.35 4.76

-239 0.61 7.28

Gambar 7. Proses Pelumpuran Tanah

Gambar 8. Kotoran Sapi yang Telah Diencerkan

Gambar 10. Penempatan Masing-masing Perlakuan Tanah

Gambar 11. Pengukuran Nilai Eh Tanah