Respon Tanaman terhadap Nitrogen

30 Keselarasan juga dapat ditingkatkan melalui pengelolaan pembenah organik. Manipulasi kualitas bahan organik dapat dilakukan untuk mengatur pelepasan hara agar mendekati waktu keperluan hara tersebut oleh tanaman Swift, 1984. Dia juga mengemukakan hipotesis bahwa campuran bahan kualitas tinggi dan rendah dapat menghasilkan keselarasan penyediaan N dan permintaan tanaman lebih baik. Hipotesis tersebut telah didukung oleh hasil penelitian Broadbent dan Nakashima 1965 cit Murphy et al., 2004 bahwa penambahan jerami dan pupuk N menghasilkan remineralisasi dari N yang diimobilisasi lebih cepat daripada mineralisasi N dalam tanah tanpa pupuk N. Hal itu mendukung konsep keselarasan. Walaupun demikian, beberapa penelitian pencampuran bahan organik kualitas tinggi dan rendah tidak mendukung hipotesis tersebut Handayanto et al., 1997; Sakala et al., 2000. Pada berbagai jenis tanah di tropik, pengambilan N pupuk berkisar antara 12 dan 45 Chotte et al., 1990 cit. Myers et al., 1994, sedangkan Myers et al. 1994 mengemukakan bahwa pengambilan N pupuk di daerah tropik basah sering kurang dari 25 dari N yang diaplikasi. Hal tersebut menunjukkan bahwa penyediaan N dan permintaan tanaman tidak selaras, karena proses kehilangan N tersedia sebelum pengambilan terjadi. Lebih lanjut ditunjukkan oleh penelitian Sisworo et al. 1990 bahwa dalam musim hujan N dalam residu cowpea lebih efisien digunakan oleh padi gogo dibanding N yang diaplikasi sebagai pupuk buatan. Sebaliknya, pada musim kemarau N dari pupuk buatan lebih efisien daripada N dari residu tanaman. Keselarasan juga dapat dicapai melalui pengelolaan pupuk untuk meningkatkan serapannya oleh tanaman. Pemisahan jumlah total N pupuk atas sejumlah aplikasi sesuai tahap pertumbuhan tanaman bisa dilakukan, yang memaksimumkan kesempatan pengambilan tanaman pada waktu yang tepat dan meminimumkan bahaya kehilangan Murphy et al., 2004. Waktu pelepasan N dari pupuk dalam hubungannya dengan efisiensi penggunaan tanaman juga dapat dimanipulasi melalui pemilihan yang teliti produk pupuk dan metode aplikasi yang sesuai. Penggunaan inhibitor nitrifikasi, pupuk lepas terkedali Shaviv, 2003, penempatan dalam Angus, 2001 merupakan praktek pengelolaan pupuk lainnya yang dapat meningkatkan keselarasan.

2.5. Respon Tanaman terhadap Nitrogen

Nitrogen adalah unsur esensial yang paling penting dalam kaitannya dengan pertumbuhan tanaman. Peranan esensial N dalam pertumbuhan tanaman meliputi i 31 komponen asam amino, pembangun protein, ii komponen penyusun asam nukleat, iii komponen enzim, iv bagian integral dari klorofil, v mempengaruhi penggunaan karbohidrat Havlin et al., 1999. Pengambilan N oleh tanaman yang ditanam di lapangan tidak hanya bergantung pada permintaan, tetapi juga pada ketersediaan N secara kimia bagi tanaman dan ketersediaan spasialnya terhadap akar Engels and Marschner, 1995. Tanaman dapat mengambil N dalam bentuk NO 3 - , NH 4 + , Urea dan asam amino. Laju pengambilan bentuk N berbeda dari larutan tanah. Hal ini bergantung pada kinetika pengambilan dari pengangkut berbeda dan proporsi relatif bentuk-bentuk N dalam larutan tanah. Faktor utama yang mempengaruhi pengambilan N oleh tanaman adalah: 1 ketergantungan pengambilan nitrat dalam kehadiran amonium, 2 pengaruh konsentrasi pada permukaan akar terhadap laju pengambilan, 3 ketergantungan pengambilan pada permintaan tanaman, dan 4 luas dan penyebaran sistem perakaran Breteler et al., 1981 Karakteristik pengambilan N sepanjang musim tanam bervariasi untuk setiap jenis tanaman dan bahkan berbeda di antara varitas tanaman Schepers dan Mosier, 1991. Namun, secara umum pola pengambilan N oleh tanaman sesuai dengan pola pertumbuhan tanaman tersebut Havlin et al., 1999. Olson dan Kurtz 1982 menyatakan bahwa pengambilan N oleh tanaman sangat cepat selama periode pertumbuhan vegetatif cepat. Hasil penelitian Stute dan Posner 1995 menunjukkan bahwa terjadi perbedaan pola pengambilan N oleh tanaman jagung pada tahun yang berbeda. Hal itu disebabkan oleh perbedaan suhu dan curah hujan. Selain itu, dalam musim tanam yang sama juga terdapat perbedaan pola pengambilan N antara perlakuan pupuk N, residu tanaman legum dengan tanpa pemupukan. Perbedaan tersebut terjadi karena perbedaan ketersediaan N mineral dalam tanah. Menurut Marschner 1999 tergantung pada spesies tanaman, tahap perkem- bangan, dan organ, kadar nitrogen yang diperlukan untuk pertumbuhan optimal bervariasi antara 2 dan 5 dari berat kering tanaman. Bila suplai N sub optimal pertumbuhan terhambat, N dimobilisasi dalam daun-daun matang dan diretranslokasi ke tempat-tempat pertumbuhan baru. Gejala defisiensi N khas segera terlihat seperti percepatan pematangan daun-daun tua. Peningkatan suplai N tidak hanya mem- perlambat penuaan dan merangsang pertumbuhan tetapi juga merubah morfologi tanaman dalam keadaan khas, khususnya jika ketersediaan N tinggi dalam medium 32 perakaran selama pertumbuhan awal. Perpanjangan tajuk ditingkatkan dan perpan- jangan akar agak terhambat. Beberapa hasil penelitian menunjukkan bahwa pengambilan N oleh tanaman jagung meningkat secara nyata dengan aplikasi pupuk hijau kekacangan Lupwayi et al ., 1999; Hood et al., 1999; Akinnifesi et al., 1997. Aplikasi pupuk hijau kekacangan juga meningkatkan hasil biji jagung Lupwayi et al., 1999; Utomo et al., 1990; Akinnifesi et al., 1997; dan Bruulsema dan Christie, 1987. Hasil penelitian Bruulsema dan Christie 1987 menunjukkan bahwa pembenaman alfalfa dan semanggi merah red clover pada lapisan olah memberikan hasil jagung setara dengan yang diperoleh 90 sampai 125 kg ha -1 pupuk N, sedangkan Utomo et al. 1990 melaporkan bahwa hasil biji jagung tanpa N pupuk pada perlakuan pupuk hijau hairy vetch setara dengan yang diperoleh 170 kg N ha -1 . Akinnifesi et al. 1997 menemukan bahwa aplikasi pangkasan Leucaena leucocephala meningkatkan hasil jagung sebesar 82 dan N biji sebesar 50 di atas perlakuan tanpa pangkasan. Nitrogen memainkan peranan utama dalam menjamin hasil tinggi melalui : 1 pembangunan secara cepat tajuk besar untuk fotosintesis, sebagai contoh indeks luas daun tinggi, 2 mempertahankan tajuk tersebut, yakni lamanya luas daun tinggi, 3 pembangunan organ penyimpanan, yakni kapasitas wadah sink besar. Namun, dalam banyak kasus, pengaruh suplai N terhadap pertumbuhan dan hasil tanaman tidak seluruhnya dapat dijelaskan oleh pengaruh hara, sebagai contoh, pertumbuhan dan pembungaan pohon apel sangat dipengaruhi bentuk N yang disuplai Gao et al., 1992. Bentuk N-NH 4 + merangsang inisiasi bunga dalam pohon apel Grasmanis and Edwards, 1974. Perharaan NH 4 + mengarah pada peningkatan sitokinin Gao et al., 1992 dan arginin prekursor berbagai poliamin dengan fungsi pengatur pertumbuhan, seperti putrescine dan spermidin dalam pembuluh xylem, dan sitokinin dan poliamin terlibat dalam pengaturan inisiasi bunga. Untuk setiap spesies tanaman tertentu, pengambilan dan penggunaan NH 4 + lebih tinggi daripada NO 3 - pada temperatur rendah Clarkson and Warner, 1979. Schrader et al . 1972 melaporkan bahwa berat segar dan kering per tanaman jagung meningkat lebih cepat bila tanaman diberi 100 ppm N berupa kombinasi N-nitrat dan N-amonium daripada bila diberi 100 ppm N-nitrat atau N-amonium saja. Dalam beberapa kasus, laju pertumbuhan tertinggi diperoleh dengan kombinasi NH 4 + dan NO 3 - atau dengan hanya NH 4 + Gashaw dan Mugwira, 1981. 33 Tanaman jagung yang ditanam dengan ke dua bentuk N NH 4 + dan NO 3 - menghasilkan floret dan jumlah kernel yang lebih tinggi dibanding dengan hanya perharaan NO 3 - . Tanaman jagung yang ditanam dengan ke dua bentuk N memiliki konsentrasi sitokinin lebih tinggi dalam akar dan aplikasi sitokinin ke tanaman yang diberi NO 3 - meningkatkan hasil biji seperti yang terjadi pada tanaman yang diberi NH 4 + dan NO 3 - Camberato dan Bock, 1989; Smiciklas dan Below, 1989. Pengaruh yang bertentangan dari dua sumber N terhadap pertumbuhan tanaman berkaitan dengan alasan-alasan lain, seperti perbedaan pengaruh terhadap keseim- bangan kation-anion Kurvits and Kirkby, 1980, perubahan pH yang disebabkan akar dalam rizosfir dan pada metabolisme energi Middleton dan Smith, 1979. Amonium umumnya menghambat pengambilan kation dan dapat menekan pertumbuhan tanaman yang menginduksi defisiensi magnesium atau kalsium Marschner, 1999. Penghambatan pertumbuhan oleh perharaan NH 4 + erat berhubungan dengan jatuhnya pH substrat yang disebabkan oleh pengambilan NH 4 + . Pada pH substrat rendah, pengambilan NH 4 + tidak setertekan pengambilan kation lain, yang lebih lanjut meningkatkan ketidakseimbangan kation-anion. Pada kondisi lapangan dalam tanah-tanah tersangga baik di dalam kisaran pH 5 sampai 7, efek samping dari perharaan NH 4 + tersebut kurang penting. Namun, dalam tanah dengan KTK sangat rendah atau dengan nilai pH 5 dan di atas 7,5, perharaan NH 4 + dapat berpengaruh buruk terhadap pertumbuhan Marschner, 1999. 34 III. METODOLOGI PENELITIAN Sesuai dengan tujuan penelitian telah dilakukan 3 percobaan. Percobaan Pencucian-inkubasi mempelajari pola penyediaan N dari pupuk hijau, Urea dan kombinasinya serta keselarasannya dengan model serapan N jagung. Percobaan Rumah Kaca mempelajari pengaruh aplikasi pupuk hijau, Urea dan kombinasinya terhadap keselarasan penyediaan N dengan pertumbuhan jagung pada kondisi tanpa dan dengan pencucian. Percobaan Lapang mempelajari pengaruh aplikasi pupuk hijau, Urea dan kombinasinya terhadap pertumbuhan dan produksi jagung serta pencucian N amonium dan nitrat.

3.1. Tempat dan Waktu Penelitian