Dinamika N-NH4 dan N-NO3 Akibat Pemberian Pupuk Urea dan Kapur CaCO3 pada Tanah Inceptisol Kwala Bekala dan Kaitannya terhadap Pertumbuhan Tanaman Jagung
DINAMIKA N-NH4 DAN N-NO3 AKIBAT PEMBERIAN PUPUK UREA DAN KAPUR CaCO3 PADA TANAH INCEPTISOL KWALA BEKALA DAN KAITANNYA TERHADAP PERTUMBUHAN TANAMAN JAGUNG ________ SKRIPSI OLEH : ABDUL RASYID B DAMANIK 090301170 AGROEKOTEKNOLOGI ILMU TANAH
DEPARTEMEN AGROEKOTEKNOLOGI FAKULTAS PERTANIAN
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2013
Universitas Sumatera Utara
DINAMIKA N-NH4 DAN N-NO3 AKIBAT PEMBERIAN PUPUK UREA DAN KAPUR CaCO3 PADA TANAH INCEPTISOL KWALA BEKALA DAN KAITANNYA TERHADAP PERTUMBUHAN TANAMAN JAGUNG
________ SKRIPSI OLEH : ABDUL RASYID B DAMANIK 090301170 AGROEKOTEKNOLOGI ILMU TANAH
Penelitian Sebagai Salah Satu Syarat untuk Dapat Memperoleh Gelar Sarjana (S1) pada Fakultas Pertanian Universitas Sumatera Utara Medan
DEPARTEMEN AGROEKOTEKNOLOGI FAKULTAS PERTANIAN
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2013
Universitas Sumatera Utara
Judul Penelitian : Dinamika N-NH4 dan N-NO3 Akibat Pemberian Pupuk Urea
dan Kapur CaCO3 pada Tanah Inceptisol Kwala Bekala dan
Kaitannya terhadap Pertumbuhan Tanaman Jagung
Nama
: Abdul Rasyid B Damanik
NIM
: 090301170
Program Studi : Agroekoteknologi
Disetujui Komisi Pembimbing
(Dr. Ir. Hamidah Hanum, MP) Ketua
Mengetahui
(Ir. Sarifuddin, MS) Anggota
(Ir. T. Sabrina, M.Agr.Sc., PhD) Ketua Program Studi Agroekoteknologi
Universitas Sumatera Utara
ABSTRAK
ABDUL RASYID B DAMANIK: Dinamika N-NH4 dan N-NO3 Akibat Pemberian Pupuk Urea dan Kapur CaCO3 pada Tanah Inceptisol Kwala Bekala dan Kaitannya Terhadap Pertumbuhan Tanaman Jagung. Dibimbing oleh Dr. Ir. Hamidah Hanum, MP dan Ir. Sarifuddin, MS.
Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui dinamika N-NH4 dan N-NO3 serta perubahan pH tanah Inceptisol dari aplikasi pupuk Urea dan kapur CaCO3 selama pertumbuhan vegetatif tanaman jagung dan untuk mengetahui pengaruh pupuk Urea dan kapur CaCO3 serta interaksinya terhadap N-NH4 dan N-NO3, pH dan pertumbuhan tanaman jagung. Penelitian ini dilaksanakan di Rumah Kaca, Laboratorium Kimia dan Kesuburan Tanah dan Laboratorium Riset dan Teknologi, di Fakultas Pertannian, Universitas Sumatera Utara, Medan. Penelitian ini menggunakan Rancangan Acak Kelompok (RAK) Faktorial yang terdiri dari dua faktor dan tiga ulangan, sehingga diperoleh empat puluh delapan unit percobaan. Faktor pertama pupuk urea (U) yang terdiri dari beberapa dosis, 0, 75, 150 dan 225 kg N/ha dan faktor kedua kapur CaCO3 (K) yang terdiri dari beberapa dosis, 0, 2.032, 4.064, 6.096 ton CaCO3/ha. Hasil penelitian menunjukkan bahwa pupuk urea dan kapur CaCO3 serta interaksinya cenderung menaikkan N-NH4 pada minggu pertama namun cenderung menurun hingga minggu keempat yang kemudian stabil hingga minggu keenam pengukuran. Namun setiap perlakuan cenderung meningkatkan jumlah N-NO3 tanah hingga minggu kelima dan kembali menurun pada minggu keenam. Setiap perlakuan menunjukkan semakin tinggi dosis yang diaplikasikan maka pH tanah cnderung meningkat hingga minggu ketiga dan cenderung menurun hingga minggu keenam pengukuran. Pemberian pupuk Urea dengan beberapa dosis berbeda nyata pada tinggi tanaman, diameter batang, bobot kering tajuk, bobot kering akar dan serapan N-tanaman sedangkan pemberian kapur CaCO3 dengan beberapa dosis berbeda nyata pada tinggi tanaman, jumlah daun, diameter batang, bobot kering tajuk dan bobot kering akar, sedangkan interaksi pupuk urea dan kapur CaCO3 berpengaruh nyata terhadap parameter diameter batang dan bobot kering tajuk.
Kata kunci : Pupuk Urea, Kapur CaCO3, Dinamika N-NH4 dan N-NO3
Universitas Sumatera Utara
RIWAYAT HIDUP Penulis dilahirkan di Medan pada tanggal 20 Desember 1991 dari Ayahanda Ir.MMB Damanik, MSc dan Ibunda Sri Mulyati, merupakan anak ketiga dari empat bersaudara. Tahun 2009 penulis lulus dari SMA Negeri 2 Medan dan pada tahun yang sama lulus seleksi masuk Perguruann Tinggi Negeri Universitas Sumatera Utara melalui jalur SNMPTN. Penulis memilih program studi Agroekoteknologi minat Ilmu Tanah, Fakultas Pertanian. Selama perkuliahan, penulis aktif sebagai Asisten Praktikum Dasar Ilmu Tanah pada tahun 2011, 2012, 2013, sebagai Asisten Praktikum Pengelolaan Tanah dan Air pada tahun 2012 dan 2013, sebagai Asisten Praktikum Kesuburan Tanah dan Pemupukan pada tahun 2012 dan 2013, sebagai Asisten Praktikum Kimia Tanah pada tahun 2013, sebagai Asisten Praktikum Analisis Tanah dan Tanaman pada tahun 2013, sebagai Asisten Praktikum Kualitas Tanah pada tahun 2013, sebagai anggota Departemen Minat dan Olahraga di Himpunan Mahasiswa Agroekoteknologi (HIMAGROTEK) pada tahun 2011-2012, sebagai anggota di Ikatan Mahasiswa Ilmu Tanah (IMILTA) dan pengajian Al-Bayan, sebagai anggota muda (2009-2010, 2010-2011), Ketua Bidang Kewirausahaan dan Pengembangan Profesi (2012-2013) dan Majelis Pengawas dan Konsultasi Pengurus Komisariat (MPKPK) (2013-2014) di Himpunan Mahasiswa Islam (HMI) Komisariat Fakultas Pertanian Universitas Sumatera Utara, sebagai anggota pada KAM Madani dan penerima beasiswa PPA selama 3 tahun berturutturut. Penulis melaksanakan Praktek Kerja Lapangan di PT. Paya Pinang Group pada tahun 2012.
Universitas Sumatera Utara
KATA PENGANTAR Puji dan Syukur penulis ucapkan ke Hadirat Allah SWT, karena atas berkat dan rahmat-Nya penulis dapat menyelesaikan skripsi ini dengan baik. Adapun judul dari skripsi ini adalah “Dinamika N-NH4 dan N-NO3 Akibat Pemberian Pupuk Urea dan Kapur CaCO3 pada Tanah Inceptisol Kwala Bekala dan Kaitannya terhadap Pertumbuhan Tanaman Jagung”, yang merupakan salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Pertanian di Fakultas Pertanian, Universitas Sumatera Utara, Medan. Pada kesempatan ini, penulis mengucapkan terima kasih kepada Ibu Dr. Ir. Hamidah Hanum, MP dan Bapak Ir. Sarifuddin, MS, selaku ketua dan anggota komisi pembimbing yang telah memberi bimbingan dan sarannya, serta kepada rekan-rekan yang terlibat dalam penyelesaian tugas akhir penulis ini. Penulis juga menyadari bahwa skripsi ini masih jauh dari sempurna, oleh sebab itu penulis mengharapkan saran yang membangun kesempurnaan skripsi ini. Akhir kata, penulis mengucapkan terima kasih, semoga informasi dari skripsi ini bermanfaat.
Medan, November 2013
Penulis
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR ISI
ABSTRAK ....................................................................................................i
ABSTRACT ..................................................................................................ii
RIWAYAT HIDUP ......................................................................................iii
KATA PENGANTAR ..................................................................................iv
DAFTAR ISI ................................................................................................v
DAFTAR TABEL ........................................................................................vi
DAFTAR GAMBAR ....................................................................................vii
DAFTAR LAMPIRAN ................................................................................viii
PENDAHULUAN Latar Belakang ..................................................................................1 Tujuan Penelitian ...............................................................................3 Hipotesis Penelitian ...........................................................................3 Kegunaan Penelitian ..........................................................................4
TINJAUAN PUSTAKA Sifat dan Ciri Tanah Ultisol ..............................................................5 Pupuk Urea .......................................................................................6 Nitrogen dalam Tanah ......................................................................9 Kapur CaCO3 ....................................................................................11 Tanaman Jagung (Zea mays L.) ........................................................14
BAHAN DAN METODE Tempat dan Waktu Penelitian ..........................................................16 Bahan dan Alat .................................................................................16 Metode Penelittian ............................................................................16 Pelaksanaan Penelitian ......................................................................18 Parameter yang diukur ……………………………………………..19
HASIL DAN PEMBAHASAN Hasil ..................................................................................................21 Pembahasan .......................................................................................39
Universitas Sumatera Utara
KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan ........................................................................................47 Saran ………………………………………………………………..47
DAFTAR PUSTAKA ………………………………………………………48 LAMPIRAN ………………………………………………………………...50
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR TABEL
NO
Judul Tabel
Hal.
1 Rataan hasil analisis N-NH4 pada tanah Inceptisol dengan 21 pemberian beberapa dosis pupuk urea
2 Rataan hasil analisis N-NH4 pada tanah Inceptisol dengan 23 pemberian beberapa dosis kapur CaCO3
3 Rataan hasil analisis N-NH4 pada tanah Inceptisol dengan interaksi 24 beberapa dosis pupuk urea dan kapur CaCO3
4 Rataan hasil analisis N-NO3 pada tanah Inceptisol dengan 25 pemberian beberapa dosis pupuk urea
5 Rataan hasil analisis N-NO3 pada tanah Inceptisol dengan 27 pemberian beberapa dosis kapur CaCO3
6 Rataan hasil analisis N-NO3 pada tanah Inceptisol dengan interaksi 28 beberapa dosis pupuk urea dan kapur CaCO3
7 Rataan hasil analisis pH pada tanah Inceptisol dengan pemberian 29 beberapa dosis pupuk urea
8 Rataan hasil analisis pH pada tanah Inceptisol dengan pemberian 31 beberapa dosis kapur CaCO3
9 Rataan hasil analisis pH pada tanah Inceptisol dengan interaksi 32 beberapa dosis pupuk urea dan kapur CaCO3
10 Tinggi tanaman akibat aplikasi pupuk urea dan kapur CaCO3 serta 33 interaksinya
11 Jumlah daun akibat aplikasi pupuk urea dan kapur CaCO3 serta 34 interaksinya
12 Diameter batang akibat aplikasi pupuk urea dan kapur CaCO3 35 serta interaksinya
13 Bobot kering tajuk akibat aplikasi pupuk urea dan kapur CaCO3 36 serta interaksinya
14 Bobot kering akar akibat aplikasi pupuk urea dan kapur CaCO3 37 serta interaksinya
15 Kadar N daun akibat aplikasi pupuk urea dan kapur CaCO3 serta 38 interaksinya
16 Serapan N tanaman akibat aplikasi pupuk urea dan kapur CaCO3 38 serta interaksinya
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR GAMBAR
NO
Judul Gambar
Hal.
1 Dinamika N-NH4 dengan pemberian beberapa dosis pupuk Urea 22 yang diukur selama 6 Minggu
2 Dinamika N-NH4 dengan pemberian beberapa dosis kapur CaCO3 23 yang diukur selama 6 Minggu
3 Dinamika N-NO3 dengan pemberian beberapa dosis pupuk Urea 26 yang diukur selama 6 Minggu
4 Dinamika N-NO3 dengan pemberian beberapa dosis kapur CaCO3 27 yang diukur selama 6 Minggu
5 Pengukuran perubahan pH tanah dengan pemberian beberapa 30 dosis pupuk Urea yang diukur selama 6 Minggu
6 Pengukuran perubahan pH tanah dengan pemberian beberapa 31 dosis kapur CaCO3 yang diukur selama 6 Minggu
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR LAMPIRAN
NO
Judul Lampiran
Hal.
1 Bagan Percobaan
50
2 Deskripsi Varietas jagung
51
3 Penetapan Perlakuan Kapur CaCO3
52
4 Analisis Awal Tanah Inceptisol Kwala Bekala
53
5 Kriteria Sifat Tanah
54
6 Pembuatan Pereaksi
55
7 Perhitungan
56
8 Kurva Standart NH4 dan NO3
57
9 Data dan Tabel Sidik Ragam pH 1 Minggu Setelah Aplikasi Kapur 59
CaCO3
10 Data Hasil Analisa dan Tabel Sidik Ragam N-NH4 1MST-6MST 60
11 Data Hasil Analisa dan Tabel Sidik Ragam N-NO3 1MST-6MST 63
12 Data Hasil Analisa dan Tabel Sidik Ragam pH tanah 1MST-6MST 66
13 Data dan Tabel Sidik Ragam Tinggi Tanaman Jagung
69
14 Data dan Tabel Sidik Ragam Jumlah Daun Tanaman Jagung
70
15 Data dan Tabel Sidik Ragam Diameter Batang Tanaman Jagung 71
16 Data dan Tabel Sidik Ragam Bobot Kering Tajuk Tanaman 72
Jagung
17 Data dan Tabel Sidik Ragam Bobot Kering Akar Tanaman Jagung 73
18 Kadar N Tanaman Jagung
74
19 Serapan N Tanaman Jagung
75
20 Foto Tanaman Jagung
76
21 Foto Beberapa Sampel Tanaman dengan Gejala Defisiensi Phosfat 80
Universitas Sumatera Utara
ABSTRAK
ABDUL RASYID B DAMANIK: Dinamika N-NH4 dan N-NO3 Akibat Pemberian Pupuk Urea dan Kapur CaCO3 pada Tanah Inceptisol Kwala Bekala dan Kaitannya Terhadap Pertumbuhan Tanaman Jagung. Dibimbing oleh Dr. Ir. Hamidah Hanum, MP dan Ir. Sarifuddin, MS.
Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui dinamika N-NH4 dan N-NO3 serta perubahan pH tanah Inceptisol dari aplikasi pupuk Urea dan kapur CaCO3 selama pertumbuhan vegetatif tanaman jagung dan untuk mengetahui pengaruh pupuk Urea dan kapur CaCO3 serta interaksinya terhadap N-NH4 dan N-NO3, pH dan pertumbuhan tanaman jagung. Penelitian ini dilaksanakan di Rumah Kaca, Laboratorium Kimia dan Kesuburan Tanah dan Laboratorium Riset dan Teknologi, di Fakultas Pertannian, Universitas Sumatera Utara, Medan. Penelitian ini menggunakan Rancangan Acak Kelompok (RAK) Faktorial yang terdiri dari dua faktor dan tiga ulangan, sehingga diperoleh empat puluh delapan unit percobaan. Faktor pertama pupuk urea (U) yang terdiri dari beberapa dosis, 0, 75, 150 dan 225 kg N/ha dan faktor kedua kapur CaCO3 (K) yang terdiri dari beberapa dosis, 0, 2.032, 4.064, 6.096 ton CaCO3/ha. Hasil penelitian menunjukkan bahwa pupuk urea dan kapur CaCO3 serta interaksinya cenderung menaikkan N-NH4 pada minggu pertama namun cenderung menurun hingga minggu keempat yang kemudian stabil hingga minggu keenam pengukuran. Namun setiap perlakuan cenderung meningkatkan jumlah N-NO3 tanah hingga minggu kelima dan kembali menurun pada minggu keenam. Setiap perlakuan menunjukkan semakin tinggi dosis yang diaplikasikan maka pH tanah cnderung meningkat hingga minggu ketiga dan cenderung menurun hingga minggu keenam pengukuran. Pemberian pupuk Urea dengan beberapa dosis berbeda nyata pada tinggi tanaman, diameter batang, bobot kering tajuk, bobot kering akar dan serapan N-tanaman sedangkan pemberian kapur CaCO3 dengan beberapa dosis berbeda nyata pada tinggi tanaman, jumlah daun, diameter batang, bobot kering tajuk dan bobot kering akar, sedangkan interaksi pupuk urea dan kapur CaCO3 berpengaruh nyata terhadap parameter diameter batang dan bobot kering tajuk.
Kata kunci : Pupuk Urea, Kapur CaCO3, Dinamika N-NH4 dan N-NO3
Universitas Sumatera Utara
PENDAHULUAN Latar Belakang
Tanah Inceptisol termasuk tanah pertanian utama di Indonesia karena mempunyai sebaran yang luas. Luasannya sekitar 70.52 juta ha (37.5%) (Puslittanak, 2000). Tanah tersebut mempunyai prospek cukup besar untuk dikembangkan sebagai sentra produksi tanaman pangan terutama padi, jagung, dan kedelai apabila pengelolaan tanah dan tanaman tepat. Pemupukan NPK, penambahan bahan organik, dan pengapuran memegang peranan yang sangat penting dalam meningkatkan produksi pertanian tanaman pangan.
Meskipun penyebaran cukup luas dan potensial, tetapi bukan berarti Inceptisol dalam pemanfaatannya tidak mengalami permasalahan di lapangan. Hasil penelitian Nursyamsi dan Suprihati (2005) menyatakan bahwa kebutuhan pupuk N pada tanah Inceptisol lebih tinggi dibandingkan pada tanah Oksisol dan Andisol. Karena unsur N pada tanah Inceptisol tergolong rendah. Ketersediaan unsur hara seperti N yang rendah, merupakan kendala penting dalam kaitannya terhadap pertumbuhan tanaman. Kendala lain yaitu unsur N mudah tercuci sehingga serapan-N tanaman rendah.
Upaya peningkatan unsur N adalah dengan pemberian pupuk urea, tetapi, pemberian pupuk Urea pada dosis tinggi, dapat menurunkan pH tanah Inceptisol karena Urea merupakan pupuk bereaksi masam. Pada Damanik dkk., (2010) menjelaskan bahwa, beberapa hasil penelitian yang telah dilakukan oleh beberapa peneliti pupuk mengenai pupuk urea seperti Gaylord M Volk dari Universitas Florida mendapatkan bahwa perubahan amida ke bentuk amonia membutuhkan waktu 1 - 3 hari sesudah pemupukan. Allison (1939) dalam Muhali (1939)
Universitas Sumatera Utara
mendapatkan bahwa pupuk urea mengalami pencucian dari tanah selama 4 hari dari pemupukan, dengan kata lain, bahwa perubahan seluruh amida ke amonia membutuhkan waktu 4 hari. Universitas Wisconsin (Amerika) mendapatkan bahwa senyawa N dari Urea akan berubah menjadi bentuk nitrat dalam waktu lebih kurang 7 hari. Teucher dan Adler menyatakan bahwa perubahan dari urea ke bentuk amonium karbonat lalu ke asam dan akhirnya ke bentuk nitrat membutuhkan waktu lebih kurang 3 - 4 minggu (Damanik dkk, 2010)
Salah satu upaya untuk menetralisir kemasaman akibat pemberian pupuk Urea adalah dengan pemberian kapur. Salah satu kapur yang umum digunakan oleh petani ialah Kapur Pertanian (CaCO3). Dengan penambahan kapur diharapkan dapat menetralisir reaksi masam pupuk Urea serta dapat menaikkan pH tanah Inceptisol.
Hasil penelitian Ibrahim dan Kasno (2008), pada tanah dengan tekstur berbeda yaitu lempung berpasir dan lempung berliat, pemberizn urea 125 kg, 250 kg, 375 kg dan 500 kg per ha menunjukkan respon yang cukup penting terhadap perubahan pH pada perlakuan control (tanpa perlakuan kapur), sebaliknya bila diberikan kapur, perubahan pH tampak tidak nyata. Nilai pH tanah tertinggi 5,4 pada tanah lempung berpasir dan 5.5 pada tanah lempung berliat akibat pemberian 125 kg urea/ha dan pH terendah pada pemberian 375 kg urea/ha pada tanah lempung berpasir dan 500 kg urea/ha pada tanah lempung berliat. Pengapuran juga dapat menurunkan jumlah N-NO3.
Namun, pada penelitian tersebut, tidak ditentukan berapakah dosis kapur maksimum dan interaksinya dengan pupuk Urea yang tepat dalam melihat
Universitas Sumatera Utara
dinamika N-NH4 dan N-NO3 dan mengendalikan penurunan pH akibat pupuk Urea serta kaitannya terhadap pertumbuhan tanaman jagung.
Nitrogen diserap oleh tanaman dalam bentuk N-NH4 dan N-NO3. Ion-ion nitrat dan amonium jumlahnya bergantung pada jumlah pupuk yang diberikan dan kecepatan dekomposisi bahan tanah. Defisiensi nitrogen selama masa vegetatif dapat menurunkan hasil produksi tanaman. Di sisi lain, kelebihan nitrogen dapat menyebabkan masalah lingkungan akibat adanya pencucian nitrat. Oleh sebab itu perlu dilihat, bagaimana pengaruh aplikasi urea dan kapur CaCO3 terhadap dinamika N-NH4 dan N-NO3 yang terjadi di dalam tanah, pH tanah dan pertumbuhan tanaman. Tujuan Penelitian 1. Untuk mengetahui dinamika N-NH4 dan N-NO3 serta perubahan pH tanah
Inceptisol akibat aplikasi pupuk Urea dan kapur CaCO3 selama pertumbuhan vegetatif tanaman jagung. 2. Untuk mengetahui pengaruh pupuk Urea dan kapur CaCO3 serta interaksinya terhadap N-NH4 dan N-NO3, pH dan pertumbuhan tanaman jagung. Hipotesa Penelitian 1. Aplikasi pupuk Urea berpengaruh terhadap N-NH4 dan N-NO3, pH tanah dan Pertumbuhan tanaman jagung di tanah Inceptisol. 2. Aplikasi kapur CaCO3 berpengaruh terhadap N-NH4 dan N-NO3, pH tanah dan pertumbuhan tanaman jagung di tanah Inceptisol. 3. Interaksi antara aplikasi pupuk Urea dan kapur CaCO3 mempengaruhi N-NH4 dan N-NO3, pH tanah dan pertumbuhan tanaman jagung di tanah Inceptisol.
Universitas Sumatera Utara
Kegunaan Penelitian - Sebagai bahan informasi mengenai upaya meningkatkan ketersediaan unsur N
pada tanah Inceptisol dan pertumbuhan tanaman jagung (Zea mays L) dengan pemberian pupuk Urea dan kapur CaCO3. - Sebagai salah satu syarat untuk mendapatkan gelar Sarjana Pertanian di Fakultas Pertanian Universitas Sumatera Utara Medan.
Universitas Sumatera Utara
TINJAUAN PUSTAKA Sifat dan Ciri Tanah Inceptisol
Inceptisol adalah tanah yang memiliki epipedon okrik dan albik seperti tanah Entisol dan memiliki beberapa sifat penciri lain seperti horison kambik tetapi belum memenuhi bagi ordo tanah lain (Hardjowigeno, 1993). Menurut Soil Survey Staff (2010), konsep sentral Inceptisol adalah tanah-tanah dari daerah dingin atau sangat panas, lembab, sub lembab dan yang mempunyai horison kambik dan epipedon okrik. Informasi sifat tanah ini membantu dalam sistem klasifikasi tanah baku, sehingga dapat memberikan pengetahuan awal tentang pengelolaan tanah ini, terutama dalam ekosistem lahan kering.
Tanah Inceptisol yang terdapat di dataran rendah solum yang terbentuk pada umumnya tebal sedangkan pada daerah-daerah berlereng curam solum yang terbentuk tipis. Warna tanah Inceptisol beraneka ragam tergantung dari jenis bahan induknya (Wambeke, 1992).
Sebagian besar Inceptisol menunjukkan kelas besar butir berliat dengan kandungan liat cukup tinggi (35-78%), tetapi sebagian termasuk berlempung halus dengan kandungan liat lebih rendah (18-35%). Reaksi tanah masam sampai agak masam (4.6-5.5), sebagian khususnya pada Eutrudepts reaksi tanahmya lebiih tinggi, agak masam sampai netral (5.6-6.8). Kandungan bahan organic sebagian rendah sampai sedang dan sebagian lagi sedang sampai tinggi. Kandungann lapisan atas selalu lebih tinggi daripada lapisan bawah, dengan rasio C/N tergolong rendah (5-10) sampai sedang (10-18) (Puslittanak, 2000). Meskipun penyebaran cukup luas dan potensial, tetapi bukan berarti Inceptisol dalam pemanfaatannya tidak mengalami permasalahan di lapangan. Menurut
Universitas Sumatera Utara
Abdurachman et al. (2008), umumnya lahan kering seperti Inceptisol memiliki tingkat kesuburan tanah yang rendah (NPK rendah).
Jumlah basa-basa dapat tukar di seluruh lapisan tanah Inceptisol tergolong sedang sampai tinggi. Kompleks absorbsi didominasi ion Mg dan Ca, dengan kandungan ion K relatif rendah. Kapasitas tukar kation (KTK) sedang sampai tinggi di semua lapisan. Kejenuan basa (KB) rendah sampai tinggi (Damanik,dkk., 2010). Pupuk Urea [CO(NH2)2]
Pupuk Urea adalah pupuk kimia yang mengandung Nitrogen (N) berkadar tinggi. Unsur Nitrogen merupakan zat hara yang sangat diperlukan tanaman. Pupuk Urea berbentuk butir-butir kristal berwarna putih, dengan rumus kimia CO(NH2)2, merupakan pupuk yang mudah larut dalam air dan sifatnya sangat mudah menghisap air (higroskopis), karena itu sebaiknya disimpan di tempat kering dan tertutup rapat. Pupuk Urea mengandung unsur hara N sebesar 46% dengan pengertian setiap 100 kg Urea mengandung 46 kg Nitrogen (Damanik,dkk, 2010).
Urea dibuat secara komersil dari amoniak dan karbon dioksida melalui senyawa intermedier ammonium karbonat. Reaksi sebagai berikut: 2NH3 +CO2 ↔ NH2COONH4 ↔ NH2CONH2+ H2O Reaksi ini berlangsung pada suhu dan tekanan tinggi, serta menghasilkan banyak panas. Reaksi berikut dari karbonat ke Urea hanya terjadi dalam suasana cairan atau padat dan perubahan keseimbangan menurun karena adanya air. Larutan yang keluar dari reaksi Urea sangat pekat (lebih tinggi dari 99.5% Urea) untuk
Universitas Sumatera Utara
membuatnya jadi butiran, larutan tersebut disemprot dengan prilling tower seperti
halnya pembuatan nitrat secara prilling (Lubis, dkk, 1985).
Beberapa hasil penelitian yang telah dilakukan oleh beberapa pakar
pupuk mengenai pupuk urea seperti berikut (Damanik,dkk, 2010) :
- Gaylord M Volk dari Universitas Florida mendapatkan bahwa perubahan
amida ke bentuk amonia membutuhkan waktu 1 - 3 hari sesudah pemupukan.
- Allison (1939) dalam Muhali (1980) mendapatkan bahwa pupuk urea
mengalami pencucian dari tanah selama 4 hari dari pemupukan, berarti bahwa
perubahan seluruh amida ke amonia membutuhkan waktu 4 hari
- Universitas Wisconsin (Amerika) mendapatkan bahwa senyawa N dari Urea
akan berubah menjadi bentuk nitrat dalam waktu lebih kurang 7 hari.
- Teucher dan Adler menyatakan bahwa perubahan dari urea ke bentuk amonium
karbonat lalu ke asam dan akhirnya ke bentuk nitrat membutuhkan waktu lebih
kurang 3 - 4 minggu.
Sifat urea yang lain yang tidak menguntungkan adalah urea bersifat mobil
dalam larutan tanah sehingga mudah mengalami pencucian., karena tidak dapat
terjerap oleh koloid tanah. Untuk dapat diserap tanaman urea harus mengalami
proses amonifikasi dan nitrifikasi terlebih dahulu. Cepat dan lambatnya perubahan
bentuk amide dari Urea ke bentuk senyawa N yang dapat diserap tanaman sangat
tergantung pada beberapa faktor antara lain populasi, aktifitas mikroorganisme,
kadar air dari tanah, temperatur tanah dan banyaknya pupuk Urea yang diberikan.
Proses perubahan tersebut terlihat dalam reaksi berikut :
CO(NH2)2 + H2O
2NH3 +H2CO3 hidrolisis enzimatik 2NH4+ +CO32-
2NH4+ + 3O2 Oksidasi enzimatik 2NO2- + 4H+ + E
Universitas Sumatera Utara
2NO2- + O2 Oksidasi enzimatik 2NO3- + E
Sebelum hidrolisis terjadi, Urea bersifat mobil seperti nitrat dan ada kemungkinan
tercuci kebawah zona perakaran. Kejadian ini dimungkinkan terutama jika curah
hujan tinggi dan struktur tanah yang kurang baik. (Hasibuan, 2008).
Pada tanah masam dan netral: kehilangan urea lebih besar dibanding
pupuk NH4+ , reaksi awal NH4+ bersifat asam. Hidrolisis Urea meningkatkan pH
sekitar butiran:
CO(NH2) 2 (urea) + H+ + 2H2O
2NH4+ +HCO3-
ini memerlukan H+ dan menaikkan pH, dapat mencapai > 7
mendorong reaksi : NH4+ + HCO3-
NH3 + H2O + CO2
Pada tanah kapuran (calcareous soils), kehilangan Urea secara potensial tetap tinggi. Pupuk NH4+ lebih mudah menguap dibanding dalam suasana asam, karena bereaksi dengan karbonat, NH4+ + HCO3- , NH3 + H2O + CO2 , kehilangan
ammonium fosfat and sulfat lebih tinggi dibanding garam ammonium yang
terlarut seperti klorida dan nitrat (Rosmarkam dan Yuwono, 2002).
Defisiensi nitrogen (N) pada tanaman lebih sering dijumpai daripada
unsur lainnya. Namun demikian, uji hara N sulit dilakukan dan kurang
berkembang dibandingkan uji P dan K. Indikator yang saat ini digunakan adalah
dengan mengukur N-NO3 dan N-NH4 yang tersisa dalam tanah. Sekitar 97-99% N
di dalam tanah berada dalam bentuk senyawa N-organik yang ketersediaannya
relatif lambat, karena tergantung pada tingkat dekomposisi mikroorganisme.
Kendala pengembangan uji N antara lain: (1) tingkat atau laju dekomposisi bahan
organik oleh mikroba sangat tergantung pada suhu, kelembapan, aerasi, jenis
bahan organik, dan pH; (2) bentuk anorganik dalam tanah merupakan hasil dari
Universitas Sumatera Utara
proses pencucian, fiksasi, denitrifikasi, dan lainnya. Kondisi tersebut mempersulit
pendugaan tentang kapan dan berapa jumlah N yang dapat tersedia (Dahnke and
Johnson, 1990).
Nitrogen Dalam Tanah
Nitrogen merupakan salah satu unsur hara makro bagi pertumbuhan
tanaman yang sangat diperlukan untuk pembentukan atau pertumbuhan seperti
daun, batang, dan akar (Hakim,1986). Nitrogen diserap oleh tanaman dengan
kuantitas terbanyak dibandingkan dengan unsur lain yang didapatkan dari tanah.
Sumber nitrogen di dalam tanah adalah dari fiksasi oleh mikroorganisme, air
irigasi dan hujan, absorpsi amoniak, perombakan bahan organik, dan pemupukan.
Nitrogen di dalam tanah mempunyai dua bentuk utama, yaitu nitrogen organik
dan nitrogen anorganik berupa amonium (NH4), amoniak (NH3), nitrit (NO2), dan nitrat ( NO3) (Stevenson, 1982).
Mineralisasi merupakan proses konversi nitrogen bentuk organik menjadi
bentuk mineral. Amonifikasi adalah proses enzimatik yang mengubah senyawa
amino menjadi amonium dengan bantuan bakteri heterotrof. Kecenderungan NH4
terbentuk karena kehadiran ion-ion hidrogen dalam tanah, dan ikatan yang kuat
terbentuk antara amonia dan hidrogen dari penyatuan elektron (Foth, 1998).
Reaksi yang terjadi sebagai berikut:
R-NH2 + H2O NH3 + H+
R-OH + NH3 + energi NH4
Amonium yang terbentuk pada proses ini : (1) diubah menjadi N-NO3 melalui
nitrifikasi; (2) diserap oleh tanaman; (3) digunakan langsung oleh
mikroorganisme heterotrof dalam dekomposisi C-organik untuk proses
Universitas Sumatera Utara
selanjutnya; (4) fiksasi dalam kisi-kisi mineral liat; dan (5) diubah menjadi N2 dan dilepaskan perlahan kembali ke atmosfer (Havlin et al., 1999).
Bila dalam tanah lebih banyak ion NH4+ dari pada K+ maka serapan K berkurang karena mobilitasnya dihalangi ion NH4+. Oleh sebab itu, pupuk amonium berlebihan dapat menyebabkan defisiensi kalium, khususnya pada tanah masam miskin K (Rosmarkam dan Yuwono, 2002).
Kondisi aerob akan menyebabkan nitrifikasi. Nitrifikasi akan mengubah NH4 menjadi NO3 sehingga meningkatkan konsentrasi N-NO3 di dalam tanah. Pengubahan bentuk NH4 menjadi NO3 dibantu oleh bakteri Nitrosomonas dan Nitrobacter. Sebagian besar bakteri tanah merupakan kemoheterotrof, yang bergantung pada bahan organik dan bersifat non-fotosintetik (Hanafiah, 2005).
Konsentrasi N-NO3 di dalam tanah sangat tidak stabil. Selama berlangsungnya inkubasi konsentrasi N-NO3 selalu mengalami peningkatan dan penurunan sehingga laju mineralisasinya tidak dapat ditentukan secara tepat. Peningkatan konsentrasi N-NO3 disebabkan oleh tersedianya oksigen yang cukup sehingga menyebabkan kondisi aerob. Kondisi aerob menyebabkan terjadinya nitrifikasi menghasilkan nitrat dengan bahan baku amonium yang ada di dalam tanah dan dibantu oleh ketersediaan air sebagai media bagi mikroorganisme untuk proses tersebut sehingga konsentrasi N-NO3 meningkat (Noviardi, 2008).
Ketidak tersediaan N dari dalam tanah dapat melalui proses pencucian/terlindi (leaching) NO3¯ , denitrifikasi NO3¯ menjadi N2, volatilisasi NH4+ menjadi NH3, terfiksasi oleh mineralliat atau dikonsumsi oleh mikroorganisme tanah. Bentuk NO3- lah yang selalu terlindi dan mudah larut,
Universitas Sumatera Utara
maka dikaji pergerakannya ke permukaan akar agar tidak hilang sehingga
merupakan suatu usaha ke arab efisiensi pemupukan (Mukhlis dan Fauzi, 2003).
Ancaman kehilangan hara N dari aplikasi pupuk sangat besar, sehingga
sekitar 50 - 90 % dari total hara N yang dibutuhkan oleh tanaman jagung
diaplikasikan dalam bentuk pupuk secara sidedress ketika tanaman jagung sudah
tumbuh tingginya mencapai 10 - 20 inci (Soemarno, 2011).
Kapur CaCO3
Kalsium karbonat diperoleh dari batu kapur (kalsit), merupakan mineral
primer. Kalsium karbonat mengandung lebih kurang 80 % Ca0. Dengan
menggiling batu kapur sampai kehalusan 80 mesh sampai 100 mesh batu kapur
sudah dapat dipakai sebagai bahan kapur untuk pengapuran pada tanah-tanah
masam (Damanik,dkk, 2010).
Suasana masam dalam tanah dapat ditanggulangi dengan pemberian
kapur. Mekanisme reaksi dari bahan kapur pada komplek tanah masam dapat
dilukiskan sebagai berikut :
H+ + CaCO3
Ca++ + CO2 + H2O
H+ koloid Ca++
H+ + CaO
Ca++ + H2O
H+ koloid Ca++
H+ + Ca(OH)2
Ca++ + 2 H2O
H+ koloid Ca++
(Buckman and Brady, 1982)
Pernberian kapur kalsit (CaCO,) dapat meningkatkan pertumbuhan semai
sarnpai dosis A1 (1.5 gram/polybag) dengan peningkatan perturnbuhan tinggi
sebesar 18.18% dan pertumbuhan diameter sebesar 8.57% dibanding kontrol.
Universitas Sumatera Utara
Kemudian cenderung menurun pada dosis 3 dan 4.5 gram/polybag dengan penurunan tinggi sebesar 9.16% dan 20.30% dan penurunan diameter sebesar 13.9% dan 20.68%. Hal ini disebabkan karena pada saat pH mendekati netral, tanaman dapat leluasa tumbuh dengan baik tanpa mendapat gangguan akibat unsur-unsur toksik yang tirnbul akibat kemasaman tanah (Nugroho, 2000).
Dengan pemberian kapur dapat meningkatkan pH tanah dan menciptakan kondisi lingkungan tanah yang baik untuk kehidupan mikroorganisme didalam tanah sehingga akan mempercepat proses mineralisasi N dari sumber pupuk N dan kadar N-NH4 yang dihasilkanpun meningkat (Ibrahim dan Kasno, 2008). Mineralisasi merupakan proses konversi nitrogen bentuk organik menjadi bentuk mineral. Menurut Soepardi (1996) ion-ion nitrat, nitrit, dan amonium jumlahnya bergantung pada jumlah pupuk yang diberikan dan kecepatan dekomposisi bahan tanah. Laju mineralisasi nitrogen bergantung pada suhu, rasio C/N, pH tanah, dan susunan mineral lempung (Sanchez 1992).
Pada penelitian Sumarwoto (2002) dinyatakan bahwa pemberian kapur yang tinggi ini berdampak negatif terhadap ketersediaan P terutama pada 2 Al .
-dd
Kadar P turun dari 20,89 ppm (0 Al- ), menjadi 16,44 ppm (1 Al ) dan 6,63 dd -dd
ppm (2 Al ). Pada Sanchez (1992) menyatakan bahwa kapur juga melepaskan Ca -dd
yang selanjutnya membentuk ikatan dengan P sehingga peningkatan P dari Al-P menjadi semakin rendah.
Namun dalam pemanfaatan kapur, kelebihan kalsium, seperti pada tanah berkapur, dapat merangsang timbulnya kekurangan kalium dan unsur mikro, seperti besi, boron, seng, tembaga dan mangan. Pemberian kapur yang berlebihan pada tanah masam dapat menimbulkan masalah seperti tersebut di atas.
Universitas Sumatera Utara
Kelainan hara dapat timbul karena kelebihan kalsium, seperti terjadi pada tanah berkadar kalsium karbonat tinggi, pengapuran yang berlebihan pada tanah masam atau terjadinya akumulasi garam kalsium, baik melalui aliran kapiler, maupun karena tidak adanya pencucian yang intensif (BPLP,1991).
Pada tanah masam, kelarutan kation-kation Fe, Al, Mn, Cu, Zn tinggi; sedang pada tanah alkalin Ca dan Mg berada dalam jumlah banyak. Ion fosfor sangat mudah bereaksi dengan kation-kation tersebut membentuk ikatan kompleks yang mengendap dan sukar tersedia. Dengan besi, aluminium, dan mangan, ion P membentuk mineral strengit, varasit, dan manganifosfat yaitu bentuk-bentuk fiksasi fosfat utama pada tanah-tanah masam. Ikatan P dengan kalsium membentuk mineral apatit, merupakan bentuk fiksasi P pada tanah alkalin atau kalkareus. Hubungan pH dengan penyerapan unsur hara oleh akar tanaman ditunjukkan oleh gambar berikut:
Gambar. Skema hubungan pH tanah terhadap penyerapan unnsur hara oleh tanaman.
Universitas Sumatera Utara
Kelebihan Ca tidak secara langsung meracuni tanaman atau organisme lain, tanah yang memiliki Ca tinggi dapat menghambat serapan hara yang lain, dapat juga menyebabkan kekahatan K atau Mg (Rosmarkam dan Yuwono, 2002). Tanaman Jagung (Zea mays L.)
Jagung dapat tumbuh di daratan rendah sampai dengan ketinggian 1800 m diatas permukaan laut, pada semua jenis tanah asalkan gembur, subur, aerasi dan draenase yang baik. Tekstur yang paling baik untuk tanaman jagung adalah lempung berdebu dengan tingkat kemasaman 5 – 7 kekeringan di bawah 8 %. Tanaman jagung sangat efisien dalam penggunan energi matahari, membutuhkan lebih banyak air pada massa pertumbuhan vegetatif (Kuswara, 1982).
Suhu udara ideal untuk perkecambahan benih jagung adalah 30oC-32oC dengan kapsitas air tanah 25%-60% Selama pertumbuhan tanaman jagung membututhkan suhu optimum 23oC-27oC. Curah hujan ideal untuk tanaman jagung adalah antara 100-200mm/bulan. Curah hujan paling optimum adalah sekitar 100mm-125mm/bulan dengan distribusi hujan merata. Unsur iklim penting yang berpengaruh terhadap pertumbuhan dan produksi jagung adalah faktor penyinaran matahari. Tanaman jagung membutuhkan penyinaran matahari penuh, maka tempat penanamannya harus terbuka (Rukmana, 1997).
Menurut Margaretha, dkk. (2004), tanaman jagung untuk dapat tumbuh dan berproduksi secara optimal memerlukan cukup hara utamanya N, P, dan K. Jagung membutuhkan pupuk nitrogen terbanyak setelah padi. Beberapa hasil penelitian menunjukkan bahwa tanpa pemberian pupuk nitrogen, tanaman jagung tidak akan mendapatkan hasil sesuai yang diharapkan. Untuk mempertahankan kesuburan tanah yang cukup dan berimbang, diperlukan pemberian pupuk.
Universitas Sumatera Utara
Kekurangan atau ketidaktepatan pemberian pupuk N sangat merugikan bagi tanaman dan lingkungan. Secara umum pupuk N dapat meningkatkan produksi jagung. Nitrogen diperlukan oleh tanaman jagung sepanjang pertumbuhannya. Pada awal pertumbuhannya akumulasi N dalam tanaman relatif lambat dan setelah tanaman berumur 4 minggu akumulasi N berlangsung sangat cepat. Pada saat pembungaan (bunga jantan muncul) tanaman jagung telah mengabsorbsi N sebanyak 50% dari seluruh kebutuhannya. Oleh karena itu, untuk memperoleh hasil jagung yang baik, unsur hara N dalam tanah harus cukup tersedia pada fase pertumbuhan tersebut (Sutoro, dkk, 1988).
Bahan tanaman kering mengandung sekitar 2 sampai 4 % N; jauh lebih rendah dari kandungan C yang berkisar 40 %. Namun hara N merupakan komponen protein (asam amino) dan khlorofil. Bentuk ion yang diserap oleh tanaman umumnya dalam bentuk NO3¯ dan NH4+ bagi tanaman padi sawah (Russell, 1973 dalam Mukhlis dan Fauzi, 2003).
Universitas Sumatera Utara
BAHAN DAN METODE Tempat dan Waktu Penelitian
Penelitian ini dilaksanakan di rumah kaca dan Laboratorium Kimia Kesuburan Tanah Fakultas Pertanian Universitas Sumatera Utara Medan dengan ketinggian + 25 m dpl. Penelitian ini dimulai pada bulan April 2013 sampai dengan September 2013. Bahan dan Alat
Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah : Benih jagung varietas Pioneer P-23 sebagai tanaman indikator, tanah Inceptisol Kwala Bekala, pupuk urea (45% N) sebagai bahan perlakuan, kapur CaCO3 sebagai bahan perlakuan, Pupuk SP-36 dan KCl sebagai pupuk dasar, air untuk kebutuhan tanaman, Bahan-bahan kimia untuk keperluan analisa.
Alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah cangkul untuk mengambil contoh tanah dari lapangan, timbangan untuk menimbang tanah, polibag dengan kapasitas 10 kg untuk wadah tanaman jagung, karung plastik, meteran untuk mengukur tinggi tanaman, ayakan untuk mengayak tanah, peralatan laboratorium untuk keperluan analisa. Metode Penelitian
Penelitian ini menggunakan Rancangan Acak Kelompok (RAK) faktorial dengan 2 faktor perlakuan yaitu : Faktor pupuk Urea dengan 4 taraf dan Faktor kapur CaCO3 dengan 4 taraf. Faktor 1. Pemberian Pupuk Urea (U) dengan 4 taraf yaitu :
U0 = 0 kg N/ha setara dengan 0 g Urea / 10 kg BTKO U1 = 75 kg N/ha setara dengan 0.82 g Urea / 10 kg BTKO
Universitas Sumatera Utara
U2 = 150 kg N/ha setara dengan 1.64 g Urea / 10 kg BTKO
U3 = 225 kg N/ha setara dengan 2.46 g Urea / 10 kg BTKO
Faktor 2. Pemberian Kapur CaCO3 (K) dengan 4 taraf yaitu :
K0 = 0 ton kapur CaCO3/ha setara 0 g Kapur CaCO3/ 10 kg BTKO
K1 = 2.032 ton kapur CaCO3/ha setara 10.16 g Kapur CaCO3/10 kg BTKO K2 = 4.064 ton kapur CaCO3/ha setara 20.32 g Kapur CaCO3/ 10 kg BTKO K3 = 6.096 ton kapur CaCO3/ha setara 30.48 g Kapur CaCO3/ 10 kg BTKO
Perlakuan kapur tersebut ditentukan setelah analisis awal dengan menggunakan
metode kurva Ca(OH)2, dimana pH yang diinginkan yaitu 6.5
Masing-masing perlakuan dilakukan dengan 3 ulangan sehingga diperoleh 48
satuan percobaan.
Sehingga diperoleh 16 kombinasi perlakuan yaitu
U0K0 U1K0 U2K0 U3K0
U0K1 U1K1 U2K1 U3K1
U0K2 U1K2 U2K2 U3K2
U0K3 U1K3 U2K3 U3K3
Bagan percobaan dapat dilihat pada lampiran 1.
Dengan model linier aditif sebagai berikut :
Yij =
µ + σi + αj + βk + (αβ)jk + Σijk
Yij : Hasil pengamatan yang diperoleh pada pemberian pupuk urea pada taraf
ke-j dan kapur kalsit pada taraf ke-k pada ulangan ke-i
µ : Nilai tengah
σi : Pengaruh ulangan ke-i (i : 1,2,3) αij : Pengaruh pemberian pupuk urea pada taraf ke-j (j : 1,2,3,4)
Universitas Sumatera Utara
βjk : Pengaruh pemberian kapur kalsit pada taraf ke-k (k : 1,2,3,4) (αβ)jk : Pengaruh interaksi dari pemberian pupuk urea pada taraf ke-j dan kapur
kalsit pada taraf ke-k pada ulangan ke-i Σijk : Faktor galat dari perlakuan Pelaksanaan Penelitian
a) Pengambilan contoh tanah Bahan tanah diambil secara komposit dari Kwala Bekala, Medan dari kedalaman 0-20 cm dari permukaan tanah. Kemudian tanah dikering udarakan dan diayak, selanjutnya dihitung kadar air tanah kering udara dan kapasitas lapang.
b) Analisis awal Diambil sampel bahan tanah kering udara untuk analisis awal yaitu : tekstur, C-organik, pH dan penetapan kebutuhan kapur metode kurva Ca(OH)2 untuk menetapkan perlakuan kapur CaCO3 dengan pH yang di inginkan yaitu pH 6.5. Hasil analisis awal dapat dilihat pada lampiran 2.
c) Aplikasi bahan kapur CaCO3 Tanah dimasukkan ke polibag setara dengan 10 kg tanah kering oven, lalu ditambahkan kapur CaCO3 sesuai dengan dosis yang ditentukan. penambahan kapur di inkubasi selama 1 minggu dalam keadaan kapasitas lapang.
d) Aplikasi pupuk Urea dan penanaman Setelah inkubasi kapur CaCO3 1 minggu, maka dilakukan aplikasi pupuk Urea sesuai perlakuan serta pupuk dasar dengan dosis SP-36 150 ppm dan
Universitas Sumatera Utara
KCl 100 ppm dengan cara dicampurkan dengan tanah, kemudian dilakukan penanaman benih jagung sebanyak 3 benih / polibag. e) Pemeliharaan Penjarangan tanaman dilakukan sesudah 2-3 minggu sesudah tanam, penyiraman dilakukan setiap hari agar kondisi tanah tetap dalam keadaan kapasitas lapang, penyemprotan hama, pembersihan dari gulma. f) Pemanenan Pemanenan dilakukan pada akhir masa vegetatif ( + 80 % telah berbunga ) dengan memisahkan tanaman bagian bawah (akar) dan bagian atas (tajuk). Akar dicuci dengan air hingga bersih dan dimasukkan ke dalam amplop, tanaman bagian atas juga dimasukkan ke dalam amplop. Kemudian diovenkan pada suhu 70oC selama + 24 jam. Pengamatan Parameter 1. Analisa Awal a) Penetapan tekstur tanah dengan metode analisa mekanis (Hydrometer) b) pH H2O dengan metode elektrometri c) C-organik tanah dengan menggunakan metode Wakley and Black d) Penetapan kebutuhan kapur Ca(OH)2 pada pH 6.5 e) Penetapan N-total tanah dengan metode Kjehldal 2. Analisa Tanah a) pH H2O dengan metode elektrometri diukur setiap minggu setelah
tanam sampai pada akhir fase vegetatif. b) N-NH4 dan N-NO3 diekstrak dengan KCl 1 N dan diukur dengan
spectrophotometer masing-masing pada panjang gelombang 636 nm
Universitas Sumatera Utara
dan 432 nm diukur setiap minggu setelah tanam sampai pada akhir fase vegetatif. 3. Analisa Tanaman a) Tinggi tanaman Tinggi tanaman diukur pada akhir Pertumbuhan vegetatif menggunakan meteran mulai dari permukaan tanah sampai daun yang paling tinggi. b) Bobot kering tajuk Bobot kering tajuk tanaman setelah diovenkan 70oC selama + 24 jam kemudian ditimbang berat keringnya. c) Bobot kering akar Bobot kering akar tanaman setelah diovenkan 70oC selama + 24 jam kemudian ditimbang berat keringnya. d) Kadar N tanaman dengan metode destruksi basa. e) Serapan N tanaman yaitu hasil perkalian kadar N tanaman dengan berat kering tajuk.
Universitas Sumatera Utara
HASIL DAN PEMBAHASAN
Hasil
Adapun hasil analisis dan pengamatan yang dilakukan adalah N-NH4, N-NO3, pH tanah, tinggi tanaman, jumlah daun, diameter batang, bobot kering tajuk, bobot kering akar dan serapan N tanaman.
N-NH4 Tanah (ppm) Dari hasil sidik ragam pada lampiran 10 menunjukkan bahwa aplikasi
pupuk Urea berpengaruh nyata terhadap dinamika pelepasan N-NH4 pada pengukuran setiap minggunya. Sedangkan aplikasi kapur CaCO3 berpengaruh nyata terhadap dinamika pelepasan N-NH4 pada pengukuran minggu kedua, ketiga, keempat dan keenam dan berpengaruh tidak nyata pada pengukuran
minggu pertama dan kelima. Interaksi antara pupuk Urea dan kapur CaCO3 berpengaruh nyata terhadap dinamika pelepasan N-NH4 hanya pada pengukuran minggu ketiga. Dinamika pelepasan N-NH4 pada tanah Inceptisol akibat aplikasi pupuk Urea, kapur CaCO3 dan interaksinya disajikan pada Tabel 1, Tabel 2, Tabel 3, Gambar 1 dan Gambar 2.
Tabel 1. Rataan hasil analisis N-NH4 pada tanah Inceptisol dengan pemberian beberapa dosis pupuk Urea.
Perlakuan
I
Minggu keII III IV V VI
---ppm---
U0 73.2 d 63.3 d 41.4 d 71.4 d 55.5 c 71.8 d U1 322.4 c 204.0 c 67.6 c 90.3 c 85.3 b 85.7 c U2 404.5 b 320.3 b 129.4 b 104.2 b 105.6 ab 100.2 b U3 511.4 a 354.8 a 193.9 a 111.3 a 115.2 a 112.9 a
Keterangan: Angka yang diikuti oleh huruf sama berarti berbeda tidak nyata (5%)
menurut uji DMRT
Universitas Sumatera Utara
ppm N-NH4
Grafik dinamika N-NH4 dengan pemberian beberapa dosis pupuk urea
550 500 450 400 350 300 250 200 150 100
50 0
01234567
Series1
U0 SeUri1es2 SeUri2es3 SeUri3es4
Minggu ke-
Gambar 1. Dinamika N-NH4 dengan pemberian beberapa dosis pupuk urea yang diukur selama 6 minggu Dari tabel dan grafik di atas menunjukkan bahwa semakin tinggi dosis
pupuk Urea yang diaplikasikan, maka cenderung semakin tinggi N-NH4 yang tersedia. Hal tersebut ditunjukkan pada setiap minggunya dimana N-NH4 tertinggi yaitu perlakuan U3 pada minggu pertama (511.44 ppm), minggu kedua (354.8 ppm), minggu ketiga (193.9 ppm), minggu keempat (111.29 ppm), minggu kelima (115.24 ppm) dan minggu keenam (112.89 ppm). Sedangkan N-NH4 terendah yaitu pada perlakuan U0 pada minggu pertama (73.217 ppm), minggu kedua (63.315 ppm), minggu ketiga (41.405 ppm), minggu keempat (71.357 ppm), minggu kelima (55.536 ppm) dan minggu keenam (71.767 ppm). Dan dari setiap pengukuran pada setiap minggunya menunjukkan aplikasi pupuk Urea dengan berbagai dosis berpengaruh nyata terhadap dinamika pelepasan N-NH4 tanah. Pada grafik dapat dilihat dinamika N-NH4 yang mengalami penurunan jumlah pada semua dosis pupuk urea dimulai setelah minggu pertama. Pada minggu ketiga dan seterusnya, dinamika N-NH4 mulai tampak lebih stabil.
Universitas Sumatera Utara
Tabel 2. Rataan hasil analisis N-NH4 pada tanah Inceptisol dengan pemberian beberapa dosis kapur CaCO3.
Perlakuan
I
II
Minggu keIII IV
V
VI
---ppm---
K0 299.4 211.1b 91.3 c
88.7 b 85.8 87.4 b
K1 320.0 222.5b 97.5 c
91.6 b 90.5 88.8 b
K2 340.7 250.8 a 117.2 ab 97.8 a 91.4 96.0 a
K3 351.4 258.0 a 126.3 a
98.9 a 94.1 98.3 a
Keterangan: Angka yang diikuti oleh huruf sama berarti berbeda tidak nyata (5%)
menurut uji DMRT
Gambar 2. Dinamika N-NH4 dengan pemberian beberapa dosis kapur CaCO3 yang diukur selama 6 minggu
Dari tabel dan grafik di atas menunjukkan bahwa semakin tinggi dosis kapur CaCO3 yang diaplikasikan, maka cenderung semakin tinggi N-NH4 yang tersedia. Hal tersebut ditunjukkan pada setiap minggunya dimana N-NH4 tertinggi yaitu perlakuan K3 pada minggu pertama (351.41 ppm), minggu kedua (258.04 ppm), minggu ketiga (126.26 ppm), minggu keempat (98.911 ppm), minggu kelima (94.071 ppm) dan minggu keenam (98.328 ppm). Sedangkan N-NH4 terendah yaitu pada perlakuan K0 pada minggu pertama (299.412 ppm), minggu kedua (211.141 ppm), minggu ketiga (91.31 ppm), minggu keempat (88.374
Universitas Sumatera Utara
ppm), minggu kelima (85.776 ppm) dan minggu keenam (87.404 ppm). Dan dari
setiap pengukuran pada setiap minggunya menunjukkan aplikasi kapur CaCO3
membantu pelepasan N-NH4 tanah walaupun aplikasi kapur CaCO3 tidak
berpengaruh nyata setiap minggunya. Aplikasi kapur CaCO3 berpengaruh nyata
terhadap dinamika pelepasan N-NH4 pada minggu kedua, minggu ketiga, minggu keempat dan minggu keenam. Grafik menunjukkan dinamika N-NH4 yang mengalami penurunan jumlah yang signifikan hingga minggu ketiga dan
kemudian mulai stabil pada minggu keempat dan seterusnya.
Tabel 3. Rataan hasil analisis N-NH4 pada tanah Inceptisol dengan interaksi beberapa dosis pupuk Urea dan kapur CaCO3.
Perlakuan
I II
Minggu keIII IV V VI
---ppm---
K0 70.81 48.06 32.59 e
66.9 45.41 64.56
U0
K1 57.56 52.18 35.76 e K2 82.32 70.9 42.12 e
67.68 50.24 67.99 72.42 61.8 74.24
K3 82.18 82.12 55.16 de 78.42 64.69 80.27
K0 284.6 159.5 62.59 d
81.31 79.12 81.55
U1
K1 330.6 187.4 66.43 d
K2 331
217 67.29 d
89.28 82.82 80.65 93.78 86.45 88.08
K3 343.2 252.1 73.97 cd 96.71 92.88 92.4
K0 392.5 286.2 84.61 c
99.84 106.7 94.96
U2
K1 402 K2 410
310.9 98.16 c 354.1 158.3 ab
98.88 105.7 95.03 110.1 101.4 105.3
K3 413.6 330.1 176.6 ab 108
108.7 105.5
K0 449.8 350.8 185.5 a
106.9 111.8 108.6
U3
K1 489.9 339.4 189.6 a K2 539.3 361.2 201.2 a
K3 566.7 367.8 199.3 a
110.7 115 112.5
123.1 115.9 110
111.5 116.4 115.2
Keterangan: Angka yang diikuti oleh huruf sama berarti berbeda tidak nyata (5%)
menurut uji DMRT
Dari tabel di atas menunjukkan bahwa dinamika pelepasan N-NH4 akibat
interaksi pupuk Urea dan kapur CaCO3 tidak berpengaruh nyata kecuali pada
minggu ketiga. Dapat dilihat bahwa semakin tinggi dosis interaksi antara pupuk
Urea dan kapur CaCO3, maka N-NH4 cenderung lebih meningkat. Pada minggu
Universitas Sumatera Utara
ketiga dapat dilihat bahwa N-NH4 tertinggi yaitu pada perlakuan U3K0 (185.5 ppm), U3K1 (189.6 ppm), U3K2 (201.2 ppm) dan U3K3 (199.3 ppm) dan N-NH4 terendah yaitu pada perlakuan U0K0 (32.59 ppm), U0K1 (35.76 ppm) dan U0K2 (42.12 ppm).
N-NO3 Tanah (ppm) Dari hasil sidik ragam pada lampiran 11 menunjukkan bahwa aplikasi
pupuk Urea berpengaruh nyata terhadap dinamika pelepasan N-NO3 pada pengukuran setiap minggunya. Sedangkan aplikasi kapur CaCO3 berpengaruh nyata terhadap dinamika pelepasan N-NO3 pada pengukuran minggu kedua, keempat dan keenam dan berpengaruh tidak nyata pada pengukuran minggu
pertama, ketiga dan kelima. Interaksi antara pupuk Urea dan kapur CaCO3 berpengaruh nyata terhadap dinamika pelepasan N-NO3 hanya pada pengukuran minggu pertama. Dinamika pelepasan N-NO3 pada tanah Inceptisol akibat aplikasi pupuk Urea, kapur CaCO3 dan interaksinya disajikan pada Tabel 4, Tabel 5, Tabel 6, Gambar 3 dan Gambar 4.
Tabel 4. Rataan hasil analisis N-NO3 pada tanah Inceptisol dengan pemberian beberapa dosis pupuk Urea.
Perlakuan
I
II
Minggu keIII IV V VI
---ppm---
U0 4.63 a 15.29 c 17.08 d 25.15 d 27.35 d 24.09 c U1 4.42 a 17.92 b 22.10 c 27.53 c 29.47 c 25.96 c U2 4.09 a 29.41 a 29.27 b 31.09 b 32.94 b 30.62 b U3 3.56 b 31.43 a 32.13 a 33.54 a 35.45 a 35.04 a
Keterangan: Angka yang diikuti oleh huruf sama berarti berbeda tidak nyata (5%)
menurut uji DMRT
Universitas Sumatera Utara
Gambar 3. Dinamika N-NO3 dengan pemberian beberapa dosis pupuk urea yang diukur selama 6 minggu Dari tabel dan grafik di atas menunjukkan bahwa beberapa dosis pupuk
Urea yang diaplikasikan, berpengaruh nyata terhadap dinamika pelepasan N-NO3. Hal tersebut ditunjukkan pada setiap minggunya dimana N-NO3 tertinggi yaitu perlakuan U0 pada minggu pertama (4.63 ppm) dan pada perla
DEPARTEMEN AGROEKOTEKNOLOGI FAKULTAS PERTANIAN
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2013
Universitas Sumatera Utara
DINAMIKA N-NH4 DAN N-NO3 AKIBAT PEMBERIAN PUPUK UREA DAN KAPUR CaCO3 PADA TANAH INCEPTISOL KWALA BEKALA DAN KAITANNYA TERHADAP PERTUMBUHAN TANAMAN JAGUNG
________ SKRIPSI OLEH : ABDUL RASYID B DAMANIK 090301170 AGROEKOTEKNOLOGI ILMU TANAH
Penelitian Sebagai Salah Satu Syarat untuk Dapat Memperoleh Gelar Sarjana (S1) pada Fakultas Pertanian Universitas Sumatera Utara Medan
DEPARTEMEN AGROEKOTEKNOLOGI FAKULTAS PERTANIAN
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2013
Universitas Sumatera Utara
Judul Penelitian : Dinamika N-NH4 dan N-NO3 Akibat Pemberian Pupuk Urea
dan Kapur CaCO3 pada Tanah Inceptisol Kwala Bekala dan
Kaitannya terhadap Pertumbuhan Tanaman Jagung
Nama
: Abdul Rasyid B Damanik
NIM
: 090301170
Program Studi : Agroekoteknologi
Disetujui Komisi Pembimbing
(Dr. Ir. Hamidah Hanum, MP) Ketua
Mengetahui
(Ir. Sarifuddin, MS) Anggota
(Ir. T. Sabrina, M.Agr.Sc., PhD) Ketua Program Studi Agroekoteknologi
Universitas Sumatera Utara
ABSTRAK
ABDUL RASYID B DAMANIK: Dinamika N-NH4 dan N-NO3 Akibat Pemberian Pupuk Urea dan Kapur CaCO3 pada Tanah Inceptisol Kwala Bekala dan Kaitannya Terhadap Pertumbuhan Tanaman Jagung. Dibimbing oleh Dr. Ir. Hamidah Hanum, MP dan Ir. Sarifuddin, MS.
Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui dinamika N-NH4 dan N-NO3 serta perubahan pH tanah Inceptisol dari aplikasi pupuk Urea dan kapur CaCO3 selama pertumbuhan vegetatif tanaman jagung dan untuk mengetahui pengaruh pupuk Urea dan kapur CaCO3 serta interaksinya terhadap N-NH4 dan N-NO3, pH dan pertumbuhan tanaman jagung. Penelitian ini dilaksanakan di Rumah Kaca, Laboratorium Kimia dan Kesuburan Tanah dan Laboratorium Riset dan Teknologi, di Fakultas Pertannian, Universitas Sumatera Utara, Medan. Penelitian ini menggunakan Rancangan Acak Kelompok (RAK) Faktorial yang terdiri dari dua faktor dan tiga ulangan, sehingga diperoleh empat puluh delapan unit percobaan. Faktor pertama pupuk urea (U) yang terdiri dari beberapa dosis, 0, 75, 150 dan 225 kg N/ha dan faktor kedua kapur CaCO3 (K) yang terdiri dari beberapa dosis, 0, 2.032, 4.064, 6.096 ton CaCO3/ha. Hasil penelitian menunjukkan bahwa pupuk urea dan kapur CaCO3 serta interaksinya cenderung menaikkan N-NH4 pada minggu pertama namun cenderung menurun hingga minggu keempat yang kemudian stabil hingga minggu keenam pengukuran. Namun setiap perlakuan cenderung meningkatkan jumlah N-NO3 tanah hingga minggu kelima dan kembali menurun pada minggu keenam. Setiap perlakuan menunjukkan semakin tinggi dosis yang diaplikasikan maka pH tanah cnderung meningkat hingga minggu ketiga dan cenderung menurun hingga minggu keenam pengukuran. Pemberian pupuk Urea dengan beberapa dosis berbeda nyata pada tinggi tanaman, diameter batang, bobot kering tajuk, bobot kering akar dan serapan N-tanaman sedangkan pemberian kapur CaCO3 dengan beberapa dosis berbeda nyata pada tinggi tanaman, jumlah daun, diameter batang, bobot kering tajuk dan bobot kering akar, sedangkan interaksi pupuk urea dan kapur CaCO3 berpengaruh nyata terhadap parameter diameter batang dan bobot kering tajuk.
Kata kunci : Pupuk Urea, Kapur CaCO3, Dinamika N-NH4 dan N-NO3
Universitas Sumatera Utara
RIWAYAT HIDUP Penulis dilahirkan di Medan pada tanggal 20 Desember 1991 dari Ayahanda Ir.MMB Damanik, MSc dan Ibunda Sri Mulyati, merupakan anak ketiga dari empat bersaudara. Tahun 2009 penulis lulus dari SMA Negeri 2 Medan dan pada tahun yang sama lulus seleksi masuk Perguruann Tinggi Negeri Universitas Sumatera Utara melalui jalur SNMPTN. Penulis memilih program studi Agroekoteknologi minat Ilmu Tanah, Fakultas Pertanian. Selama perkuliahan, penulis aktif sebagai Asisten Praktikum Dasar Ilmu Tanah pada tahun 2011, 2012, 2013, sebagai Asisten Praktikum Pengelolaan Tanah dan Air pada tahun 2012 dan 2013, sebagai Asisten Praktikum Kesuburan Tanah dan Pemupukan pada tahun 2012 dan 2013, sebagai Asisten Praktikum Kimia Tanah pada tahun 2013, sebagai Asisten Praktikum Analisis Tanah dan Tanaman pada tahun 2013, sebagai Asisten Praktikum Kualitas Tanah pada tahun 2013, sebagai anggota Departemen Minat dan Olahraga di Himpunan Mahasiswa Agroekoteknologi (HIMAGROTEK) pada tahun 2011-2012, sebagai anggota di Ikatan Mahasiswa Ilmu Tanah (IMILTA) dan pengajian Al-Bayan, sebagai anggota muda (2009-2010, 2010-2011), Ketua Bidang Kewirausahaan dan Pengembangan Profesi (2012-2013) dan Majelis Pengawas dan Konsultasi Pengurus Komisariat (MPKPK) (2013-2014) di Himpunan Mahasiswa Islam (HMI) Komisariat Fakultas Pertanian Universitas Sumatera Utara, sebagai anggota pada KAM Madani dan penerima beasiswa PPA selama 3 tahun berturutturut. Penulis melaksanakan Praktek Kerja Lapangan di PT. Paya Pinang Group pada tahun 2012.
Universitas Sumatera Utara
KATA PENGANTAR Puji dan Syukur penulis ucapkan ke Hadirat Allah SWT, karena atas berkat dan rahmat-Nya penulis dapat menyelesaikan skripsi ini dengan baik. Adapun judul dari skripsi ini adalah “Dinamika N-NH4 dan N-NO3 Akibat Pemberian Pupuk Urea dan Kapur CaCO3 pada Tanah Inceptisol Kwala Bekala dan Kaitannya terhadap Pertumbuhan Tanaman Jagung”, yang merupakan salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Pertanian di Fakultas Pertanian, Universitas Sumatera Utara, Medan. Pada kesempatan ini, penulis mengucapkan terima kasih kepada Ibu Dr. Ir. Hamidah Hanum, MP dan Bapak Ir. Sarifuddin, MS, selaku ketua dan anggota komisi pembimbing yang telah memberi bimbingan dan sarannya, serta kepada rekan-rekan yang terlibat dalam penyelesaian tugas akhir penulis ini. Penulis juga menyadari bahwa skripsi ini masih jauh dari sempurna, oleh sebab itu penulis mengharapkan saran yang membangun kesempurnaan skripsi ini. Akhir kata, penulis mengucapkan terima kasih, semoga informasi dari skripsi ini bermanfaat.
Medan, November 2013
Penulis
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR ISI
ABSTRAK ....................................................................................................i
ABSTRACT ..................................................................................................ii
RIWAYAT HIDUP ......................................................................................iii
KATA PENGANTAR ..................................................................................iv
DAFTAR ISI ................................................................................................v
DAFTAR TABEL ........................................................................................vi
DAFTAR GAMBAR ....................................................................................vii
DAFTAR LAMPIRAN ................................................................................viii
PENDAHULUAN Latar Belakang ..................................................................................1 Tujuan Penelitian ...............................................................................3 Hipotesis Penelitian ...........................................................................3 Kegunaan Penelitian ..........................................................................4
TINJAUAN PUSTAKA Sifat dan Ciri Tanah Ultisol ..............................................................5 Pupuk Urea .......................................................................................6 Nitrogen dalam Tanah ......................................................................9 Kapur CaCO3 ....................................................................................11 Tanaman Jagung (Zea mays L.) ........................................................14
BAHAN DAN METODE Tempat dan Waktu Penelitian ..........................................................16 Bahan dan Alat .................................................................................16 Metode Penelittian ............................................................................16 Pelaksanaan Penelitian ......................................................................18 Parameter yang diukur ……………………………………………..19
HASIL DAN PEMBAHASAN Hasil ..................................................................................................21 Pembahasan .......................................................................................39
Universitas Sumatera Utara
KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan ........................................................................................47 Saran ………………………………………………………………..47
DAFTAR PUSTAKA ………………………………………………………48 LAMPIRAN ………………………………………………………………...50
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR TABEL
NO
Judul Tabel
Hal.
1 Rataan hasil analisis N-NH4 pada tanah Inceptisol dengan 21 pemberian beberapa dosis pupuk urea
2 Rataan hasil analisis N-NH4 pada tanah Inceptisol dengan 23 pemberian beberapa dosis kapur CaCO3
3 Rataan hasil analisis N-NH4 pada tanah Inceptisol dengan interaksi 24 beberapa dosis pupuk urea dan kapur CaCO3
4 Rataan hasil analisis N-NO3 pada tanah Inceptisol dengan 25 pemberian beberapa dosis pupuk urea
5 Rataan hasil analisis N-NO3 pada tanah Inceptisol dengan 27 pemberian beberapa dosis kapur CaCO3
6 Rataan hasil analisis N-NO3 pada tanah Inceptisol dengan interaksi 28 beberapa dosis pupuk urea dan kapur CaCO3
7 Rataan hasil analisis pH pada tanah Inceptisol dengan pemberian 29 beberapa dosis pupuk urea
8 Rataan hasil analisis pH pada tanah Inceptisol dengan pemberian 31 beberapa dosis kapur CaCO3
9 Rataan hasil analisis pH pada tanah Inceptisol dengan interaksi 32 beberapa dosis pupuk urea dan kapur CaCO3
10 Tinggi tanaman akibat aplikasi pupuk urea dan kapur CaCO3 serta 33 interaksinya
11 Jumlah daun akibat aplikasi pupuk urea dan kapur CaCO3 serta 34 interaksinya
12 Diameter batang akibat aplikasi pupuk urea dan kapur CaCO3 35 serta interaksinya
13 Bobot kering tajuk akibat aplikasi pupuk urea dan kapur CaCO3 36 serta interaksinya
14 Bobot kering akar akibat aplikasi pupuk urea dan kapur CaCO3 37 serta interaksinya
15 Kadar N daun akibat aplikasi pupuk urea dan kapur CaCO3 serta 38 interaksinya
16 Serapan N tanaman akibat aplikasi pupuk urea dan kapur CaCO3 38 serta interaksinya
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR GAMBAR
NO
Judul Gambar
Hal.
1 Dinamika N-NH4 dengan pemberian beberapa dosis pupuk Urea 22 yang diukur selama 6 Minggu
2 Dinamika N-NH4 dengan pemberian beberapa dosis kapur CaCO3 23 yang diukur selama 6 Minggu
3 Dinamika N-NO3 dengan pemberian beberapa dosis pupuk Urea 26 yang diukur selama 6 Minggu
4 Dinamika N-NO3 dengan pemberian beberapa dosis kapur CaCO3 27 yang diukur selama 6 Minggu
5 Pengukuran perubahan pH tanah dengan pemberian beberapa 30 dosis pupuk Urea yang diukur selama 6 Minggu
6 Pengukuran perubahan pH tanah dengan pemberian beberapa 31 dosis kapur CaCO3 yang diukur selama 6 Minggu
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR LAMPIRAN
NO
Judul Lampiran
Hal.
1 Bagan Percobaan
50
2 Deskripsi Varietas jagung
51
3 Penetapan Perlakuan Kapur CaCO3
52
4 Analisis Awal Tanah Inceptisol Kwala Bekala
53
5 Kriteria Sifat Tanah
54
6 Pembuatan Pereaksi
55
7 Perhitungan
56
8 Kurva Standart NH4 dan NO3
57
9 Data dan Tabel Sidik Ragam pH 1 Minggu Setelah Aplikasi Kapur 59
CaCO3
10 Data Hasil Analisa dan Tabel Sidik Ragam N-NH4 1MST-6MST 60
11 Data Hasil Analisa dan Tabel Sidik Ragam N-NO3 1MST-6MST 63
12 Data Hasil Analisa dan Tabel Sidik Ragam pH tanah 1MST-6MST 66
13 Data dan Tabel Sidik Ragam Tinggi Tanaman Jagung
69
14 Data dan Tabel Sidik Ragam Jumlah Daun Tanaman Jagung
70
15 Data dan Tabel Sidik Ragam Diameter Batang Tanaman Jagung 71
16 Data dan Tabel Sidik Ragam Bobot Kering Tajuk Tanaman 72
Jagung
17 Data dan Tabel Sidik Ragam Bobot Kering Akar Tanaman Jagung 73
18 Kadar N Tanaman Jagung
74
19 Serapan N Tanaman Jagung
75
20 Foto Tanaman Jagung
76
21 Foto Beberapa Sampel Tanaman dengan Gejala Defisiensi Phosfat 80
Universitas Sumatera Utara
ABSTRAK
ABDUL RASYID B DAMANIK: Dinamika N-NH4 dan N-NO3 Akibat Pemberian Pupuk Urea dan Kapur CaCO3 pada Tanah Inceptisol Kwala Bekala dan Kaitannya Terhadap Pertumbuhan Tanaman Jagung. Dibimbing oleh Dr. Ir. Hamidah Hanum, MP dan Ir. Sarifuddin, MS.
Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui dinamika N-NH4 dan N-NO3 serta perubahan pH tanah Inceptisol dari aplikasi pupuk Urea dan kapur CaCO3 selama pertumbuhan vegetatif tanaman jagung dan untuk mengetahui pengaruh pupuk Urea dan kapur CaCO3 serta interaksinya terhadap N-NH4 dan N-NO3, pH dan pertumbuhan tanaman jagung. Penelitian ini dilaksanakan di Rumah Kaca, Laboratorium Kimia dan Kesuburan Tanah dan Laboratorium Riset dan Teknologi, di Fakultas Pertannian, Universitas Sumatera Utara, Medan. Penelitian ini menggunakan Rancangan Acak Kelompok (RAK) Faktorial yang terdiri dari dua faktor dan tiga ulangan, sehingga diperoleh empat puluh delapan unit percobaan. Faktor pertama pupuk urea (U) yang terdiri dari beberapa dosis, 0, 75, 150 dan 225 kg N/ha dan faktor kedua kapur CaCO3 (K) yang terdiri dari beberapa dosis, 0, 2.032, 4.064, 6.096 ton CaCO3/ha. Hasil penelitian menunjukkan bahwa pupuk urea dan kapur CaCO3 serta interaksinya cenderung menaikkan N-NH4 pada minggu pertama namun cenderung menurun hingga minggu keempat yang kemudian stabil hingga minggu keenam pengukuran. Namun setiap perlakuan cenderung meningkatkan jumlah N-NO3 tanah hingga minggu kelima dan kembali menurun pada minggu keenam. Setiap perlakuan menunjukkan semakin tinggi dosis yang diaplikasikan maka pH tanah cnderung meningkat hingga minggu ketiga dan cenderung menurun hingga minggu keenam pengukuran. Pemberian pupuk Urea dengan beberapa dosis berbeda nyata pada tinggi tanaman, diameter batang, bobot kering tajuk, bobot kering akar dan serapan N-tanaman sedangkan pemberian kapur CaCO3 dengan beberapa dosis berbeda nyata pada tinggi tanaman, jumlah daun, diameter batang, bobot kering tajuk dan bobot kering akar, sedangkan interaksi pupuk urea dan kapur CaCO3 berpengaruh nyata terhadap parameter diameter batang dan bobot kering tajuk.
Kata kunci : Pupuk Urea, Kapur CaCO3, Dinamika N-NH4 dan N-NO3
Universitas Sumatera Utara
PENDAHULUAN Latar Belakang
Tanah Inceptisol termasuk tanah pertanian utama di Indonesia karena mempunyai sebaran yang luas. Luasannya sekitar 70.52 juta ha (37.5%) (Puslittanak, 2000). Tanah tersebut mempunyai prospek cukup besar untuk dikembangkan sebagai sentra produksi tanaman pangan terutama padi, jagung, dan kedelai apabila pengelolaan tanah dan tanaman tepat. Pemupukan NPK, penambahan bahan organik, dan pengapuran memegang peranan yang sangat penting dalam meningkatkan produksi pertanian tanaman pangan.
Meskipun penyebaran cukup luas dan potensial, tetapi bukan berarti Inceptisol dalam pemanfaatannya tidak mengalami permasalahan di lapangan. Hasil penelitian Nursyamsi dan Suprihati (2005) menyatakan bahwa kebutuhan pupuk N pada tanah Inceptisol lebih tinggi dibandingkan pada tanah Oksisol dan Andisol. Karena unsur N pada tanah Inceptisol tergolong rendah. Ketersediaan unsur hara seperti N yang rendah, merupakan kendala penting dalam kaitannya terhadap pertumbuhan tanaman. Kendala lain yaitu unsur N mudah tercuci sehingga serapan-N tanaman rendah.
Upaya peningkatan unsur N adalah dengan pemberian pupuk urea, tetapi, pemberian pupuk Urea pada dosis tinggi, dapat menurunkan pH tanah Inceptisol karena Urea merupakan pupuk bereaksi masam. Pada Damanik dkk., (2010) menjelaskan bahwa, beberapa hasil penelitian yang telah dilakukan oleh beberapa peneliti pupuk mengenai pupuk urea seperti Gaylord M Volk dari Universitas Florida mendapatkan bahwa perubahan amida ke bentuk amonia membutuhkan waktu 1 - 3 hari sesudah pemupukan. Allison (1939) dalam Muhali (1939)
Universitas Sumatera Utara
mendapatkan bahwa pupuk urea mengalami pencucian dari tanah selama 4 hari dari pemupukan, dengan kata lain, bahwa perubahan seluruh amida ke amonia membutuhkan waktu 4 hari. Universitas Wisconsin (Amerika) mendapatkan bahwa senyawa N dari Urea akan berubah menjadi bentuk nitrat dalam waktu lebih kurang 7 hari. Teucher dan Adler menyatakan bahwa perubahan dari urea ke bentuk amonium karbonat lalu ke asam dan akhirnya ke bentuk nitrat membutuhkan waktu lebih kurang 3 - 4 minggu (Damanik dkk, 2010)
Salah satu upaya untuk menetralisir kemasaman akibat pemberian pupuk Urea adalah dengan pemberian kapur. Salah satu kapur yang umum digunakan oleh petani ialah Kapur Pertanian (CaCO3). Dengan penambahan kapur diharapkan dapat menetralisir reaksi masam pupuk Urea serta dapat menaikkan pH tanah Inceptisol.
Hasil penelitian Ibrahim dan Kasno (2008), pada tanah dengan tekstur berbeda yaitu lempung berpasir dan lempung berliat, pemberizn urea 125 kg, 250 kg, 375 kg dan 500 kg per ha menunjukkan respon yang cukup penting terhadap perubahan pH pada perlakuan control (tanpa perlakuan kapur), sebaliknya bila diberikan kapur, perubahan pH tampak tidak nyata. Nilai pH tanah tertinggi 5,4 pada tanah lempung berpasir dan 5.5 pada tanah lempung berliat akibat pemberian 125 kg urea/ha dan pH terendah pada pemberian 375 kg urea/ha pada tanah lempung berpasir dan 500 kg urea/ha pada tanah lempung berliat. Pengapuran juga dapat menurunkan jumlah N-NO3.
Namun, pada penelitian tersebut, tidak ditentukan berapakah dosis kapur maksimum dan interaksinya dengan pupuk Urea yang tepat dalam melihat
Universitas Sumatera Utara
dinamika N-NH4 dan N-NO3 dan mengendalikan penurunan pH akibat pupuk Urea serta kaitannya terhadap pertumbuhan tanaman jagung.
Nitrogen diserap oleh tanaman dalam bentuk N-NH4 dan N-NO3. Ion-ion nitrat dan amonium jumlahnya bergantung pada jumlah pupuk yang diberikan dan kecepatan dekomposisi bahan tanah. Defisiensi nitrogen selama masa vegetatif dapat menurunkan hasil produksi tanaman. Di sisi lain, kelebihan nitrogen dapat menyebabkan masalah lingkungan akibat adanya pencucian nitrat. Oleh sebab itu perlu dilihat, bagaimana pengaruh aplikasi urea dan kapur CaCO3 terhadap dinamika N-NH4 dan N-NO3 yang terjadi di dalam tanah, pH tanah dan pertumbuhan tanaman. Tujuan Penelitian 1. Untuk mengetahui dinamika N-NH4 dan N-NO3 serta perubahan pH tanah
Inceptisol akibat aplikasi pupuk Urea dan kapur CaCO3 selama pertumbuhan vegetatif tanaman jagung. 2. Untuk mengetahui pengaruh pupuk Urea dan kapur CaCO3 serta interaksinya terhadap N-NH4 dan N-NO3, pH dan pertumbuhan tanaman jagung. Hipotesa Penelitian 1. Aplikasi pupuk Urea berpengaruh terhadap N-NH4 dan N-NO3, pH tanah dan Pertumbuhan tanaman jagung di tanah Inceptisol. 2. Aplikasi kapur CaCO3 berpengaruh terhadap N-NH4 dan N-NO3, pH tanah dan pertumbuhan tanaman jagung di tanah Inceptisol. 3. Interaksi antara aplikasi pupuk Urea dan kapur CaCO3 mempengaruhi N-NH4 dan N-NO3, pH tanah dan pertumbuhan tanaman jagung di tanah Inceptisol.
Universitas Sumatera Utara
Kegunaan Penelitian - Sebagai bahan informasi mengenai upaya meningkatkan ketersediaan unsur N
pada tanah Inceptisol dan pertumbuhan tanaman jagung (Zea mays L) dengan pemberian pupuk Urea dan kapur CaCO3. - Sebagai salah satu syarat untuk mendapatkan gelar Sarjana Pertanian di Fakultas Pertanian Universitas Sumatera Utara Medan.
Universitas Sumatera Utara
TINJAUAN PUSTAKA Sifat dan Ciri Tanah Inceptisol
Inceptisol adalah tanah yang memiliki epipedon okrik dan albik seperti tanah Entisol dan memiliki beberapa sifat penciri lain seperti horison kambik tetapi belum memenuhi bagi ordo tanah lain (Hardjowigeno, 1993). Menurut Soil Survey Staff (2010), konsep sentral Inceptisol adalah tanah-tanah dari daerah dingin atau sangat panas, lembab, sub lembab dan yang mempunyai horison kambik dan epipedon okrik. Informasi sifat tanah ini membantu dalam sistem klasifikasi tanah baku, sehingga dapat memberikan pengetahuan awal tentang pengelolaan tanah ini, terutama dalam ekosistem lahan kering.
Tanah Inceptisol yang terdapat di dataran rendah solum yang terbentuk pada umumnya tebal sedangkan pada daerah-daerah berlereng curam solum yang terbentuk tipis. Warna tanah Inceptisol beraneka ragam tergantung dari jenis bahan induknya (Wambeke, 1992).
Sebagian besar Inceptisol menunjukkan kelas besar butir berliat dengan kandungan liat cukup tinggi (35-78%), tetapi sebagian termasuk berlempung halus dengan kandungan liat lebih rendah (18-35%). Reaksi tanah masam sampai agak masam (4.6-5.5), sebagian khususnya pada Eutrudepts reaksi tanahmya lebiih tinggi, agak masam sampai netral (5.6-6.8). Kandungan bahan organic sebagian rendah sampai sedang dan sebagian lagi sedang sampai tinggi. Kandungann lapisan atas selalu lebih tinggi daripada lapisan bawah, dengan rasio C/N tergolong rendah (5-10) sampai sedang (10-18) (Puslittanak, 2000). Meskipun penyebaran cukup luas dan potensial, tetapi bukan berarti Inceptisol dalam pemanfaatannya tidak mengalami permasalahan di lapangan. Menurut
Universitas Sumatera Utara
Abdurachman et al. (2008), umumnya lahan kering seperti Inceptisol memiliki tingkat kesuburan tanah yang rendah (NPK rendah).
Jumlah basa-basa dapat tukar di seluruh lapisan tanah Inceptisol tergolong sedang sampai tinggi. Kompleks absorbsi didominasi ion Mg dan Ca, dengan kandungan ion K relatif rendah. Kapasitas tukar kation (KTK) sedang sampai tinggi di semua lapisan. Kejenuan basa (KB) rendah sampai tinggi (Damanik,dkk., 2010). Pupuk Urea [CO(NH2)2]
Pupuk Urea adalah pupuk kimia yang mengandung Nitrogen (N) berkadar tinggi. Unsur Nitrogen merupakan zat hara yang sangat diperlukan tanaman. Pupuk Urea berbentuk butir-butir kristal berwarna putih, dengan rumus kimia CO(NH2)2, merupakan pupuk yang mudah larut dalam air dan sifatnya sangat mudah menghisap air (higroskopis), karena itu sebaiknya disimpan di tempat kering dan tertutup rapat. Pupuk Urea mengandung unsur hara N sebesar 46% dengan pengertian setiap 100 kg Urea mengandung 46 kg Nitrogen (Damanik,dkk, 2010).
Urea dibuat secara komersil dari amoniak dan karbon dioksida melalui senyawa intermedier ammonium karbonat. Reaksi sebagai berikut: 2NH3 +CO2 ↔ NH2COONH4 ↔ NH2CONH2+ H2O Reaksi ini berlangsung pada suhu dan tekanan tinggi, serta menghasilkan banyak panas. Reaksi berikut dari karbonat ke Urea hanya terjadi dalam suasana cairan atau padat dan perubahan keseimbangan menurun karena adanya air. Larutan yang keluar dari reaksi Urea sangat pekat (lebih tinggi dari 99.5% Urea) untuk
Universitas Sumatera Utara
membuatnya jadi butiran, larutan tersebut disemprot dengan prilling tower seperti
halnya pembuatan nitrat secara prilling (Lubis, dkk, 1985).
Beberapa hasil penelitian yang telah dilakukan oleh beberapa pakar
pupuk mengenai pupuk urea seperti berikut (Damanik,dkk, 2010) :
- Gaylord M Volk dari Universitas Florida mendapatkan bahwa perubahan
amida ke bentuk amonia membutuhkan waktu 1 - 3 hari sesudah pemupukan.
- Allison (1939) dalam Muhali (1980) mendapatkan bahwa pupuk urea
mengalami pencucian dari tanah selama 4 hari dari pemupukan, berarti bahwa
perubahan seluruh amida ke amonia membutuhkan waktu 4 hari
- Universitas Wisconsin (Amerika) mendapatkan bahwa senyawa N dari Urea
akan berubah menjadi bentuk nitrat dalam waktu lebih kurang 7 hari.
- Teucher dan Adler menyatakan bahwa perubahan dari urea ke bentuk amonium
karbonat lalu ke asam dan akhirnya ke bentuk nitrat membutuhkan waktu lebih
kurang 3 - 4 minggu.
Sifat urea yang lain yang tidak menguntungkan adalah urea bersifat mobil
dalam larutan tanah sehingga mudah mengalami pencucian., karena tidak dapat
terjerap oleh koloid tanah. Untuk dapat diserap tanaman urea harus mengalami
proses amonifikasi dan nitrifikasi terlebih dahulu. Cepat dan lambatnya perubahan
bentuk amide dari Urea ke bentuk senyawa N yang dapat diserap tanaman sangat
tergantung pada beberapa faktor antara lain populasi, aktifitas mikroorganisme,
kadar air dari tanah, temperatur tanah dan banyaknya pupuk Urea yang diberikan.
Proses perubahan tersebut terlihat dalam reaksi berikut :
CO(NH2)2 + H2O
2NH3 +H2CO3 hidrolisis enzimatik 2NH4+ +CO32-
2NH4+ + 3O2 Oksidasi enzimatik 2NO2- + 4H+ + E
Universitas Sumatera Utara
2NO2- + O2 Oksidasi enzimatik 2NO3- + E
Sebelum hidrolisis terjadi, Urea bersifat mobil seperti nitrat dan ada kemungkinan
tercuci kebawah zona perakaran. Kejadian ini dimungkinkan terutama jika curah
hujan tinggi dan struktur tanah yang kurang baik. (Hasibuan, 2008).
Pada tanah masam dan netral: kehilangan urea lebih besar dibanding
pupuk NH4+ , reaksi awal NH4+ bersifat asam. Hidrolisis Urea meningkatkan pH
sekitar butiran:
CO(NH2) 2 (urea) + H+ + 2H2O
2NH4+ +HCO3-
ini memerlukan H+ dan menaikkan pH, dapat mencapai > 7
mendorong reaksi : NH4+ + HCO3-
NH3 + H2O + CO2
Pada tanah kapuran (calcareous soils), kehilangan Urea secara potensial tetap tinggi. Pupuk NH4+ lebih mudah menguap dibanding dalam suasana asam, karena bereaksi dengan karbonat, NH4+ + HCO3- , NH3 + H2O + CO2 , kehilangan
ammonium fosfat and sulfat lebih tinggi dibanding garam ammonium yang
terlarut seperti klorida dan nitrat (Rosmarkam dan Yuwono, 2002).
Defisiensi nitrogen (N) pada tanaman lebih sering dijumpai daripada
unsur lainnya. Namun demikian, uji hara N sulit dilakukan dan kurang
berkembang dibandingkan uji P dan K. Indikator yang saat ini digunakan adalah
dengan mengukur N-NO3 dan N-NH4 yang tersisa dalam tanah. Sekitar 97-99% N
di dalam tanah berada dalam bentuk senyawa N-organik yang ketersediaannya
relatif lambat, karena tergantung pada tingkat dekomposisi mikroorganisme.
Kendala pengembangan uji N antara lain: (1) tingkat atau laju dekomposisi bahan
organik oleh mikroba sangat tergantung pada suhu, kelembapan, aerasi, jenis
bahan organik, dan pH; (2) bentuk anorganik dalam tanah merupakan hasil dari
Universitas Sumatera Utara
proses pencucian, fiksasi, denitrifikasi, dan lainnya. Kondisi tersebut mempersulit
pendugaan tentang kapan dan berapa jumlah N yang dapat tersedia (Dahnke and
Johnson, 1990).
Nitrogen Dalam Tanah
Nitrogen merupakan salah satu unsur hara makro bagi pertumbuhan
tanaman yang sangat diperlukan untuk pembentukan atau pertumbuhan seperti
daun, batang, dan akar (Hakim,1986). Nitrogen diserap oleh tanaman dengan
kuantitas terbanyak dibandingkan dengan unsur lain yang didapatkan dari tanah.
Sumber nitrogen di dalam tanah adalah dari fiksasi oleh mikroorganisme, air
irigasi dan hujan, absorpsi amoniak, perombakan bahan organik, dan pemupukan.
Nitrogen di dalam tanah mempunyai dua bentuk utama, yaitu nitrogen organik
dan nitrogen anorganik berupa amonium (NH4), amoniak (NH3), nitrit (NO2), dan nitrat ( NO3) (Stevenson, 1982).
Mineralisasi merupakan proses konversi nitrogen bentuk organik menjadi
bentuk mineral. Amonifikasi adalah proses enzimatik yang mengubah senyawa
amino menjadi amonium dengan bantuan bakteri heterotrof. Kecenderungan NH4
terbentuk karena kehadiran ion-ion hidrogen dalam tanah, dan ikatan yang kuat
terbentuk antara amonia dan hidrogen dari penyatuan elektron (Foth, 1998).
Reaksi yang terjadi sebagai berikut:
R-NH2 + H2O NH3 + H+
R-OH + NH3 + energi NH4
Amonium yang terbentuk pada proses ini : (1) diubah menjadi N-NO3 melalui
nitrifikasi; (2) diserap oleh tanaman; (3) digunakan langsung oleh
mikroorganisme heterotrof dalam dekomposisi C-organik untuk proses
Universitas Sumatera Utara
selanjutnya; (4) fiksasi dalam kisi-kisi mineral liat; dan (5) diubah menjadi N2 dan dilepaskan perlahan kembali ke atmosfer (Havlin et al., 1999).
Bila dalam tanah lebih banyak ion NH4+ dari pada K+ maka serapan K berkurang karena mobilitasnya dihalangi ion NH4+. Oleh sebab itu, pupuk amonium berlebihan dapat menyebabkan defisiensi kalium, khususnya pada tanah masam miskin K (Rosmarkam dan Yuwono, 2002).
Kondisi aerob akan menyebabkan nitrifikasi. Nitrifikasi akan mengubah NH4 menjadi NO3 sehingga meningkatkan konsentrasi N-NO3 di dalam tanah. Pengubahan bentuk NH4 menjadi NO3 dibantu oleh bakteri Nitrosomonas dan Nitrobacter. Sebagian besar bakteri tanah merupakan kemoheterotrof, yang bergantung pada bahan organik dan bersifat non-fotosintetik (Hanafiah, 2005).
Konsentrasi N-NO3 di dalam tanah sangat tidak stabil. Selama berlangsungnya inkubasi konsentrasi N-NO3 selalu mengalami peningkatan dan penurunan sehingga laju mineralisasinya tidak dapat ditentukan secara tepat. Peningkatan konsentrasi N-NO3 disebabkan oleh tersedianya oksigen yang cukup sehingga menyebabkan kondisi aerob. Kondisi aerob menyebabkan terjadinya nitrifikasi menghasilkan nitrat dengan bahan baku amonium yang ada di dalam tanah dan dibantu oleh ketersediaan air sebagai media bagi mikroorganisme untuk proses tersebut sehingga konsentrasi N-NO3 meningkat (Noviardi, 2008).
Ketidak tersediaan N dari dalam tanah dapat melalui proses pencucian/terlindi (leaching) NO3¯ , denitrifikasi NO3¯ menjadi N2, volatilisasi NH4+ menjadi NH3, terfiksasi oleh mineralliat atau dikonsumsi oleh mikroorganisme tanah. Bentuk NO3- lah yang selalu terlindi dan mudah larut,
Universitas Sumatera Utara
maka dikaji pergerakannya ke permukaan akar agar tidak hilang sehingga
merupakan suatu usaha ke arab efisiensi pemupukan (Mukhlis dan Fauzi, 2003).
Ancaman kehilangan hara N dari aplikasi pupuk sangat besar, sehingga
sekitar 50 - 90 % dari total hara N yang dibutuhkan oleh tanaman jagung
diaplikasikan dalam bentuk pupuk secara sidedress ketika tanaman jagung sudah
tumbuh tingginya mencapai 10 - 20 inci (Soemarno, 2011).
Kapur CaCO3
Kalsium karbonat diperoleh dari batu kapur (kalsit), merupakan mineral
primer. Kalsium karbonat mengandung lebih kurang 80 % Ca0. Dengan
menggiling batu kapur sampai kehalusan 80 mesh sampai 100 mesh batu kapur
sudah dapat dipakai sebagai bahan kapur untuk pengapuran pada tanah-tanah
masam (Damanik,dkk, 2010).
Suasana masam dalam tanah dapat ditanggulangi dengan pemberian
kapur. Mekanisme reaksi dari bahan kapur pada komplek tanah masam dapat
dilukiskan sebagai berikut :
H+ + CaCO3
Ca++ + CO2 + H2O
H+ koloid Ca++
H+ + CaO
Ca++ + H2O
H+ koloid Ca++
H+ + Ca(OH)2
Ca++ + 2 H2O
H+ koloid Ca++
(Buckman and Brady, 1982)
Pernberian kapur kalsit (CaCO,) dapat meningkatkan pertumbuhan semai
sarnpai dosis A1 (1.5 gram/polybag) dengan peningkatan perturnbuhan tinggi
sebesar 18.18% dan pertumbuhan diameter sebesar 8.57% dibanding kontrol.
Universitas Sumatera Utara
Kemudian cenderung menurun pada dosis 3 dan 4.5 gram/polybag dengan penurunan tinggi sebesar 9.16% dan 20.30% dan penurunan diameter sebesar 13.9% dan 20.68%. Hal ini disebabkan karena pada saat pH mendekati netral, tanaman dapat leluasa tumbuh dengan baik tanpa mendapat gangguan akibat unsur-unsur toksik yang tirnbul akibat kemasaman tanah (Nugroho, 2000).
Dengan pemberian kapur dapat meningkatkan pH tanah dan menciptakan kondisi lingkungan tanah yang baik untuk kehidupan mikroorganisme didalam tanah sehingga akan mempercepat proses mineralisasi N dari sumber pupuk N dan kadar N-NH4 yang dihasilkanpun meningkat (Ibrahim dan Kasno, 2008). Mineralisasi merupakan proses konversi nitrogen bentuk organik menjadi bentuk mineral. Menurut Soepardi (1996) ion-ion nitrat, nitrit, dan amonium jumlahnya bergantung pada jumlah pupuk yang diberikan dan kecepatan dekomposisi bahan tanah. Laju mineralisasi nitrogen bergantung pada suhu, rasio C/N, pH tanah, dan susunan mineral lempung (Sanchez 1992).
Pada penelitian Sumarwoto (2002) dinyatakan bahwa pemberian kapur yang tinggi ini berdampak negatif terhadap ketersediaan P terutama pada 2 Al .
-dd
Kadar P turun dari 20,89 ppm (0 Al- ), menjadi 16,44 ppm (1 Al ) dan 6,63 dd -dd
ppm (2 Al ). Pada Sanchez (1992) menyatakan bahwa kapur juga melepaskan Ca -dd
yang selanjutnya membentuk ikatan dengan P sehingga peningkatan P dari Al-P menjadi semakin rendah.
Namun dalam pemanfaatan kapur, kelebihan kalsium, seperti pada tanah berkapur, dapat merangsang timbulnya kekurangan kalium dan unsur mikro, seperti besi, boron, seng, tembaga dan mangan. Pemberian kapur yang berlebihan pada tanah masam dapat menimbulkan masalah seperti tersebut di atas.
Universitas Sumatera Utara
Kelainan hara dapat timbul karena kelebihan kalsium, seperti terjadi pada tanah berkadar kalsium karbonat tinggi, pengapuran yang berlebihan pada tanah masam atau terjadinya akumulasi garam kalsium, baik melalui aliran kapiler, maupun karena tidak adanya pencucian yang intensif (BPLP,1991).
Pada tanah masam, kelarutan kation-kation Fe, Al, Mn, Cu, Zn tinggi; sedang pada tanah alkalin Ca dan Mg berada dalam jumlah banyak. Ion fosfor sangat mudah bereaksi dengan kation-kation tersebut membentuk ikatan kompleks yang mengendap dan sukar tersedia. Dengan besi, aluminium, dan mangan, ion P membentuk mineral strengit, varasit, dan manganifosfat yaitu bentuk-bentuk fiksasi fosfat utama pada tanah-tanah masam. Ikatan P dengan kalsium membentuk mineral apatit, merupakan bentuk fiksasi P pada tanah alkalin atau kalkareus. Hubungan pH dengan penyerapan unsur hara oleh akar tanaman ditunjukkan oleh gambar berikut:
Gambar. Skema hubungan pH tanah terhadap penyerapan unnsur hara oleh tanaman.
Universitas Sumatera Utara
Kelebihan Ca tidak secara langsung meracuni tanaman atau organisme lain, tanah yang memiliki Ca tinggi dapat menghambat serapan hara yang lain, dapat juga menyebabkan kekahatan K atau Mg (Rosmarkam dan Yuwono, 2002). Tanaman Jagung (Zea mays L.)
Jagung dapat tumbuh di daratan rendah sampai dengan ketinggian 1800 m diatas permukaan laut, pada semua jenis tanah asalkan gembur, subur, aerasi dan draenase yang baik. Tekstur yang paling baik untuk tanaman jagung adalah lempung berdebu dengan tingkat kemasaman 5 – 7 kekeringan di bawah 8 %. Tanaman jagung sangat efisien dalam penggunan energi matahari, membutuhkan lebih banyak air pada massa pertumbuhan vegetatif (Kuswara, 1982).
Suhu udara ideal untuk perkecambahan benih jagung adalah 30oC-32oC dengan kapsitas air tanah 25%-60% Selama pertumbuhan tanaman jagung membututhkan suhu optimum 23oC-27oC. Curah hujan ideal untuk tanaman jagung adalah antara 100-200mm/bulan. Curah hujan paling optimum adalah sekitar 100mm-125mm/bulan dengan distribusi hujan merata. Unsur iklim penting yang berpengaruh terhadap pertumbuhan dan produksi jagung adalah faktor penyinaran matahari. Tanaman jagung membutuhkan penyinaran matahari penuh, maka tempat penanamannya harus terbuka (Rukmana, 1997).
Menurut Margaretha, dkk. (2004), tanaman jagung untuk dapat tumbuh dan berproduksi secara optimal memerlukan cukup hara utamanya N, P, dan K. Jagung membutuhkan pupuk nitrogen terbanyak setelah padi. Beberapa hasil penelitian menunjukkan bahwa tanpa pemberian pupuk nitrogen, tanaman jagung tidak akan mendapatkan hasil sesuai yang diharapkan. Untuk mempertahankan kesuburan tanah yang cukup dan berimbang, diperlukan pemberian pupuk.
Universitas Sumatera Utara
Kekurangan atau ketidaktepatan pemberian pupuk N sangat merugikan bagi tanaman dan lingkungan. Secara umum pupuk N dapat meningkatkan produksi jagung. Nitrogen diperlukan oleh tanaman jagung sepanjang pertumbuhannya. Pada awal pertumbuhannya akumulasi N dalam tanaman relatif lambat dan setelah tanaman berumur 4 minggu akumulasi N berlangsung sangat cepat. Pada saat pembungaan (bunga jantan muncul) tanaman jagung telah mengabsorbsi N sebanyak 50% dari seluruh kebutuhannya. Oleh karena itu, untuk memperoleh hasil jagung yang baik, unsur hara N dalam tanah harus cukup tersedia pada fase pertumbuhan tersebut (Sutoro, dkk, 1988).
Bahan tanaman kering mengandung sekitar 2 sampai 4 % N; jauh lebih rendah dari kandungan C yang berkisar 40 %. Namun hara N merupakan komponen protein (asam amino) dan khlorofil. Bentuk ion yang diserap oleh tanaman umumnya dalam bentuk NO3¯ dan NH4+ bagi tanaman padi sawah (Russell, 1973 dalam Mukhlis dan Fauzi, 2003).
Universitas Sumatera Utara
BAHAN DAN METODE Tempat dan Waktu Penelitian
Penelitian ini dilaksanakan di rumah kaca dan Laboratorium Kimia Kesuburan Tanah Fakultas Pertanian Universitas Sumatera Utara Medan dengan ketinggian + 25 m dpl. Penelitian ini dimulai pada bulan April 2013 sampai dengan September 2013. Bahan dan Alat
Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah : Benih jagung varietas Pioneer P-23 sebagai tanaman indikator, tanah Inceptisol Kwala Bekala, pupuk urea (45% N) sebagai bahan perlakuan, kapur CaCO3 sebagai bahan perlakuan, Pupuk SP-36 dan KCl sebagai pupuk dasar, air untuk kebutuhan tanaman, Bahan-bahan kimia untuk keperluan analisa.
Alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah cangkul untuk mengambil contoh tanah dari lapangan, timbangan untuk menimbang tanah, polibag dengan kapasitas 10 kg untuk wadah tanaman jagung, karung plastik, meteran untuk mengukur tinggi tanaman, ayakan untuk mengayak tanah, peralatan laboratorium untuk keperluan analisa. Metode Penelitian
Penelitian ini menggunakan Rancangan Acak Kelompok (RAK) faktorial dengan 2 faktor perlakuan yaitu : Faktor pupuk Urea dengan 4 taraf dan Faktor kapur CaCO3 dengan 4 taraf. Faktor 1. Pemberian Pupuk Urea (U) dengan 4 taraf yaitu :
U0 = 0 kg N/ha setara dengan 0 g Urea / 10 kg BTKO U1 = 75 kg N/ha setara dengan 0.82 g Urea / 10 kg BTKO
Universitas Sumatera Utara
U2 = 150 kg N/ha setara dengan 1.64 g Urea / 10 kg BTKO
U3 = 225 kg N/ha setara dengan 2.46 g Urea / 10 kg BTKO
Faktor 2. Pemberian Kapur CaCO3 (K) dengan 4 taraf yaitu :
K0 = 0 ton kapur CaCO3/ha setara 0 g Kapur CaCO3/ 10 kg BTKO
K1 = 2.032 ton kapur CaCO3/ha setara 10.16 g Kapur CaCO3/10 kg BTKO K2 = 4.064 ton kapur CaCO3/ha setara 20.32 g Kapur CaCO3/ 10 kg BTKO K3 = 6.096 ton kapur CaCO3/ha setara 30.48 g Kapur CaCO3/ 10 kg BTKO
Perlakuan kapur tersebut ditentukan setelah analisis awal dengan menggunakan
metode kurva Ca(OH)2, dimana pH yang diinginkan yaitu 6.5
Masing-masing perlakuan dilakukan dengan 3 ulangan sehingga diperoleh 48
satuan percobaan.
Sehingga diperoleh 16 kombinasi perlakuan yaitu
U0K0 U1K0 U2K0 U3K0
U0K1 U1K1 U2K1 U3K1
U0K2 U1K2 U2K2 U3K2
U0K3 U1K3 U2K3 U3K3
Bagan percobaan dapat dilihat pada lampiran 1.
Dengan model linier aditif sebagai berikut :
Yij =
µ + σi + αj + βk + (αβ)jk + Σijk
Yij : Hasil pengamatan yang diperoleh pada pemberian pupuk urea pada taraf
ke-j dan kapur kalsit pada taraf ke-k pada ulangan ke-i
µ : Nilai tengah
σi : Pengaruh ulangan ke-i (i : 1,2,3) αij : Pengaruh pemberian pupuk urea pada taraf ke-j (j : 1,2,3,4)
Universitas Sumatera Utara
βjk : Pengaruh pemberian kapur kalsit pada taraf ke-k (k : 1,2,3,4) (αβ)jk : Pengaruh interaksi dari pemberian pupuk urea pada taraf ke-j dan kapur
kalsit pada taraf ke-k pada ulangan ke-i Σijk : Faktor galat dari perlakuan Pelaksanaan Penelitian
a) Pengambilan contoh tanah Bahan tanah diambil secara komposit dari Kwala Bekala, Medan dari kedalaman 0-20 cm dari permukaan tanah. Kemudian tanah dikering udarakan dan diayak, selanjutnya dihitung kadar air tanah kering udara dan kapasitas lapang.
b) Analisis awal Diambil sampel bahan tanah kering udara untuk analisis awal yaitu : tekstur, C-organik, pH dan penetapan kebutuhan kapur metode kurva Ca(OH)2 untuk menetapkan perlakuan kapur CaCO3 dengan pH yang di inginkan yaitu pH 6.5. Hasil analisis awal dapat dilihat pada lampiran 2.
c) Aplikasi bahan kapur CaCO3 Tanah dimasukkan ke polibag setara dengan 10 kg tanah kering oven, lalu ditambahkan kapur CaCO3 sesuai dengan dosis yang ditentukan. penambahan kapur di inkubasi selama 1 minggu dalam keadaan kapasitas lapang.
d) Aplikasi pupuk Urea dan penanaman Setelah inkubasi kapur CaCO3 1 minggu, maka dilakukan aplikasi pupuk Urea sesuai perlakuan serta pupuk dasar dengan dosis SP-36 150 ppm dan
Universitas Sumatera Utara
KCl 100 ppm dengan cara dicampurkan dengan tanah, kemudian dilakukan penanaman benih jagung sebanyak 3 benih / polibag. e) Pemeliharaan Penjarangan tanaman dilakukan sesudah 2-3 minggu sesudah tanam, penyiraman dilakukan setiap hari agar kondisi tanah tetap dalam keadaan kapasitas lapang, penyemprotan hama, pembersihan dari gulma. f) Pemanenan Pemanenan dilakukan pada akhir masa vegetatif ( + 80 % telah berbunga ) dengan memisahkan tanaman bagian bawah (akar) dan bagian atas (tajuk). Akar dicuci dengan air hingga bersih dan dimasukkan ke dalam amplop, tanaman bagian atas juga dimasukkan ke dalam amplop. Kemudian diovenkan pada suhu 70oC selama + 24 jam. Pengamatan Parameter 1. Analisa Awal a) Penetapan tekstur tanah dengan metode analisa mekanis (Hydrometer) b) pH H2O dengan metode elektrometri c) C-organik tanah dengan menggunakan metode Wakley and Black d) Penetapan kebutuhan kapur Ca(OH)2 pada pH 6.5 e) Penetapan N-total tanah dengan metode Kjehldal 2. Analisa Tanah a) pH H2O dengan metode elektrometri diukur setiap minggu setelah
tanam sampai pada akhir fase vegetatif. b) N-NH4 dan N-NO3 diekstrak dengan KCl 1 N dan diukur dengan
spectrophotometer masing-masing pada panjang gelombang 636 nm
Universitas Sumatera Utara
dan 432 nm diukur setiap minggu setelah tanam sampai pada akhir fase vegetatif. 3. Analisa Tanaman a) Tinggi tanaman Tinggi tanaman diukur pada akhir Pertumbuhan vegetatif menggunakan meteran mulai dari permukaan tanah sampai daun yang paling tinggi. b) Bobot kering tajuk Bobot kering tajuk tanaman setelah diovenkan 70oC selama + 24 jam kemudian ditimbang berat keringnya. c) Bobot kering akar Bobot kering akar tanaman setelah diovenkan 70oC selama + 24 jam kemudian ditimbang berat keringnya. d) Kadar N tanaman dengan metode destruksi basa. e) Serapan N tanaman yaitu hasil perkalian kadar N tanaman dengan berat kering tajuk.
Universitas Sumatera Utara
HASIL DAN PEMBAHASAN
Hasil
Adapun hasil analisis dan pengamatan yang dilakukan adalah N-NH4, N-NO3, pH tanah, tinggi tanaman, jumlah daun, diameter batang, bobot kering tajuk, bobot kering akar dan serapan N tanaman.
N-NH4 Tanah (ppm) Dari hasil sidik ragam pada lampiran 10 menunjukkan bahwa aplikasi
pupuk Urea berpengaruh nyata terhadap dinamika pelepasan N-NH4 pada pengukuran setiap minggunya. Sedangkan aplikasi kapur CaCO3 berpengaruh nyata terhadap dinamika pelepasan N-NH4 pada pengukuran minggu kedua, ketiga, keempat dan keenam dan berpengaruh tidak nyata pada pengukuran
minggu pertama dan kelima. Interaksi antara pupuk Urea dan kapur CaCO3 berpengaruh nyata terhadap dinamika pelepasan N-NH4 hanya pada pengukuran minggu ketiga. Dinamika pelepasan N-NH4 pada tanah Inceptisol akibat aplikasi pupuk Urea, kapur CaCO3 dan interaksinya disajikan pada Tabel 1, Tabel 2, Tabel 3, Gambar 1 dan Gambar 2.
Tabel 1. Rataan hasil analisis N-NH4 pada tanah Inceptisol dengan pemberian beberapa dosis pupuk Urea.
Perlakuan
I
Minggu keII III IV V VI
---ppm---
U0 73.2 d 63.3 d 41.4 d 71.4 d 55.5 c 71.8 d U1 322.4 c 204.0 c 67.6 c 90.3 c 85.3 b 85.7 c U2 404.5 b 320.3 b 129.4 b 104.2 b 105.6 ab 100.2 b U3 511.4 a 354.8 a 193.9 a 111.3 a 115.2 a 112.9 a
Keterangan: Angka yang diikuti oleh huruf sama berarti berbeda tidak nyata (5%)
menurut uji DMRT
Universitas Sumatera Utara
ppm N-NH4
Grafik dinamika N-NH4 dengan pemberian beberapa dosis pupuk urea
550 500 450 400 350 300 250 200 150 100
50 0
01234567
Series1
U0 SeUri1es2 SeUri2es3 SeUri3es4
Minggu ke-
Gambar 1. Dinamika N-NH4 dengan pemberian beberapa dosis pupuk urea yang diukur selama 6 minggu Dari tabel dan grafik di atas menunjukkan bahwa semakin tinggi dosis
pupuk Urea yang diaplikasikan, maka cenderung semakin tinggi N-NH4 yang tersedia. Hal tersebut ditunjukkan pada setiap minggunya dimana N-NH4 tertinggi yaitu perlakuan U3 pada minggu pertama (511.44 ppm), minggu kedua (354.8 ppm), minggu ketiga (193.9 ppm), minggu keempat (111.29 ppm), minggu kelima (115.24 ppm) dan minggu keenam (112.89 ppm). Sedangkan N-NH4 terendah yaitu pada perlakuan U0 pada minggu pertama (73.217 ppm), minggu kedua (63.315 ppm), minggu ketiga (41.405 ppm), minggu keempat (71.357 ppm), minggu kelima (55.536 ppm) dan minggu keenam (71.767 ppm). Dan dari setiap pengukuran pada setiap minggunya menunjukkan aplikasi pupuk Urea dengan berbagai dosis berpengaruh nyata terhadap dinamika pelepasan N-NH4 tanah. Pada grafik dapat dilihat dinamika N-NH4 yang mengalami penurunan jumlah pada semua dosis pupuk urea dimulai setelah minggu pertama. Pada minggu ketiga dan seterusnya, dinamika N-NH4 mulai tampak lebih stabil.
Universitas Sumatera Utara
Tabel 2. Rataan hasil analisis N-NH4 pada tanah Inceptisol dengan pemberian beberapa dosis kapur CaCO3.
Perlakuan
I
II
Minggu keIII IV
V
VI
---ppm---
K0 299.4 211.1b 91.3 c
88.7 b 85.8 87.4 b
K1 320.0 222.5b 97.5 c
91.6 b 90.5 88.8 b
K2 340.7 250.8 a 117.2 ab 97.8 a 91.4 96.0 a
K3 351.4 258.0 a 126.3 a
98.9 a 94.1 98.3 a
Keterangan: Angka yang diikuti oleh huruf sama berarti berbeda tidak nyata (5%)
menurut uji DMRT
Gambar 2. Dinamika N-NH4 dengan pemberian beberapa dosis kapur CaCO3 yang diukur selama 6 minggu
Dari tabel dan grafik di atas menunjukkan bahwa semakin tinggi dosis kapur CaCO3 yang diaplikasikan, maka cenderung semakin tinggi N-NH4 yang tersedia. Hal tersebut ditunjukkan pada setiap minggunya dimana N-NH4 tertinggi yaitu perlakuan K3 pada minggu pertama (351.41 ppm), minggu kedua (258.04 ppm), minggu ketiga (126.26 ppm), minggu keempat (98.911 ppm), minggu kelima (94.071 ppm) dan minggu keenam (98.328 ppm). Sedangkan N-NH4 terendah yaitu pada perlakuan K0 pada minggu pertama (299.412 ppm), minggu kedua (211.141 ppm), minggu ketiga (91.31 ppm), minggu keempat (88.374
Universitas Sumatera Utara
ppm), minggu kelima (85.776 ppm) dan minggu keenam (87.404 ppm). Dan dari
setiap pengukuran pada setiap minggunya menunjukkan aplikasi kapur CaCO3
membantu pelepasan N-NH4 tanah walaupun aplikasi kapur CaCO3 tidak
berpengaruh nyata setiap minggunya. Aplikasi kapur CaCO3 berpengaruh nyata
terhadap dinamika pelepasan N-NH4 pada minggu kedua, minggu ketiga, minggu keempat dan minggu keenam. Grafik menunjukkan dinamika N-NH4 yang mengalami penurunan jumlah yang signifikan hingga minggu ketiga dan
kemudian mulai stabil pada minggu keempat dan seterusnya.
Tabel 3. Rataan hasil analisis N-NH4 pada tanah Inceptisol dengan interaksi beberapa dosis pupuk Urea dan kapur CaCO3.
Perlakuan
I II
Minggu keIII IV V VI
---ppm---
K0 70.81 48.06 32.59 e
66.9 45.41 64.56
U0
K1 57.56 52.18 35.76 e K2 82.32 70.9 42.12 e
67.68 50.24 67.99 72.42 61.8 74.24
K3 82.18 82.12 55.16 de 78.42 64.69 80.27
K0 284.6 159.5 62.59 d
81.31 79.12 81.55
U1
K1 330.6 187.4 66.43 d
K2 331
217 67.29 d
89.28 82.82 80.65 93.78 86.45 88.08
K3 343.2 252.1 73.97 cd 96.71 92.88 92.4
K0 392.5 286.2 84.61 c
99.84 106.7 94.96
U2
K1 402 K2 410
310.9 98.16 c 354.1 158.3 ab
98.88 105.7 95.03 110.1 101.4 105.3
K3 413.6 330.1 176.6 ab 108
108.7 105.5
K0 449.8 350.8 185.5 a
106.9 111.8 108.6
U3
K1 489.9 339.4 189.6 a K2 539.3 361.2 201.2 a
K3 566.7 367.8 199.3 a
110.7 115 112.5
123.1 115.9 110
111.5 116.4 115.2
Keterangan: Angka yang diikuti oleh huruf sama berarti berbeda tidak nyata (5%)
menurut uji DMRT
Dari tabel di atas menunjukkan bahwa dinamika pelepasan N-NH4 akibat
interaksi pupuk Urea dan kapur CaCO3 tidak berpengaruh nyata kecuali pada
minggu ketiga. Dapat dilihat bahwa semakin tinggi dosis interaksi antara pupuk
Urea dan kapur CaCO3, maka N-NH4 cenderung lebih meningkat. Pada minggu
Universitas Sumatera Utara
ketiga dapat dilihat bahwa N-NH4 tertinggi yaitu pada perlakuan U3K0 (185.5 ppm), U3K1 (189.6 ppm), U3K2 (201.2 ppm) dan U3K3 (199.3 ppm) dan N-NH4 terendah yaitu pada perlakuan U0K0 (32.59 ppm), U0K1 (35.76 ppm) dan U0K2 (42.12 ppm).
N-NO3 Tanah (ppm) Dari hasil sidik ragam pada lampiran 11 menunjukkan bahwa aplikasi
pupuk Urea berpengaruh nyata terhadap dinamika pelepasan N-NO3 pada pengukuran setiap minggunya. Sedangkan aplikasi kapur CaCO3 berpengaruh nyata terhadap dinamika pelepasan N-NO3 pada pengukuran minggu kedua, keempat dan keenam dan berpengaruh tidak nyata pada pengukuran minggu
pertama, ketiga dan kelima. Interaksi antara pupuk Urea dan kapur CaCO3 berpengaruh nyata terhadap dinamika pelepasan N-NO3 hanya pada pengukuran minggu pertama. Dinamika pelepasan N-NO3 pada tanah Inceptisol akibat aplikasi pupuk Urea, kapur CaCO3 dan interaksinya disajikan pada Tabel 4, Tabel 5, Tabel 6, Gambar 3 dan Gambar 4.
Tabel 4. Rataan hasil analisis N-NO3 pada tanah Inceptisol dengan pemberian beberapa dosis pupuk Urea.
Perlakuan
I
II
Minggu keIII IV V VI
---ppm---
U0 4.63 a 15.29 c 17.08 d 25.15 d 27.35 d 24.09 c U1 4.42 a 17.92 b 22.10 c 27.53 c 29.47 c 25.96 c U2 4.09 a 29.41 a 29.27 b 31.09 b 32.94 b 30.62 b U3 3.56 b 31.43 a 32.13 a 33.54 a 35.45 a 35.04 a
Keterangan: Angka yang diikuti oleh huruf sama berarti berbeda tidak nyata (5%)
menurut uji DMRT
Universitas Sumatera Utara
Gambar 3. Dinamika N-NO3 dengan pemberian beberapa dosis pupuk urea yang diukur selama 6 minggu Dari tabel dan grafik di atas menunjukkan bahwa beberapa dosis pupuk
Urea yang diaplikasikan, berpengaruh nyata terhadap dinamika pelepasan N-NO3. Hal tersebut ditunjukkan pada setiap minggunya dimana N-NO3 tertinggi yaitu perlakuan U0 pada minggu pertama (4.63 ppm) dan pada perla