Tempat dan Waktu Penelitian Latar Belakang Tujuan Kesimpulan

34 III. METODOLOGI PENELITIAN Sesuai dengan tujuan penelitian telah dilakukan 3 percobaan. Percobaan Pencucian-inkubasi mempelajari pola penyediaan N dari pupuk hijau, Urea dan kombinasinya serta keselarasannya dengan model serapan N jagung. Percobaan Rumah Kaca mempelajari pengaruh aplikasi pupuk hijau, Urea dan kombinasinya terhadap keselarasan penyediaan N dengan pertumbuhan jagung pada kondisi tanpa dan dengan pencucian. Percobaan Lapang mempelajari pengaruh aplikasi pupuk hijau, Urea dan kombinasinya terhadap pertumbuhan dan produksi jagung serta pencucian N amonium dan nitrat.

3.1. Tempat dan Waktu Penelitian

Percobaan Pencucian-inkubasi dilaksanakan di Laboratorium Kimia dan Kesuburan Tanah, Departemen Ilmu Tanah dan Sumberdaya Lahan, Fakultas Pertanian, Institut Pertanian Bogor. Percobaan pot dan lapangan masing-masing dilaksanakan di rumah kaca dan kebun percobaan Fakultas Pertanian Institut Pertanian Bogor, Cikabayan Darmaga. Penelitian berlangsung dari bulan Juli 2004 sampai Agustus 2005.

3.2. Tanah yang Digunakan

Dalam percobaan pencucian-inkubasi dan rumah kaca semua contoh tanah diambil pada kedalaman 0-20 cm dari lahan kebun percobaan Cikabayan, Darmaga. Untuk percobaan lapang tanah yang digunakan terletak pada lahan di bawah penge- lolaan Program Studi Pemuliaan Tanaman, kebun percobaan Cikabayan Darmaga. Contoh tanah dari lapangan langsung dikeringudarakan, ditumbuk dan diayak hingga lolos saringan 2 mm dan 5 mm. Contoh tanah lolos saringan 2 mm digunakan untuk analisis sifat tanah sebelum diberi perlakuan, sedangkan yang lolos saringan 5 mm digunakan untuk percobaan inkubasi dan rumah kaca. 3.3. Metode Umum

3.3.1. Analisis sifat tanah awal dan pupuk hijau

Sifat tanah awal sebelum diberi perlakuan yang dianalisis meliputi pH H 2 O, C-organik, kadar N total, N-NH 4 + , N-NO 3 - , P, K, Ca, Mg, Fe, Zn, Cu dan Mn tersedia. Nilai pH H 2 O diukur dengan pH meter, dengan nisbah tanah terhadap air 1 : 1. Kadar 35 C-organik tanah ditetapkan dengan metode Walkley and Black. Kadar N total ditetapkan dengan metode Kjeldahl sedangkan N-NH 4 + dan N-NO 3 - + NO 2 - dite- tapkan dengan “Flow Injections Autoanalyzer”. Fosfor tersedia ditetapkan dengan metode Bray-2. Kadar K, Ca, Mg, dan Na tersedia diekstrak dengan NH 4 OAc 1N pH 7,0, sedangkan Fe, Cu, Zn dan Mn tersedia diekstrak dengan HCl, 0,05N selanjutnya diukur dengan AAS. Pupuk hijau yang digunakan sebagai perlakuan dianalisis karakteristik kimianya yang meliputi: kadar N total dengan metode Kjeldahl, C-organik dengan metode Walkley dan Black, lignin dengan metode Goering dan van Soest dan polifenol diekstrak dalam metanol 50 panas 80 o C dan ditentukan secara kolorimetri dengan menggunakan pereaksi Folin-Denis dengan asam tanik sebagai standar Anderson dan Ingram, 1993.

3.3.2. Analisis NH

4 + dan NO 3 - + NO 2 - air cucian Analisis ammonium dalam air cucian dilakukan dengan menggunakan “Flow Injection Autoanalyzer FIASTAR 5000 ”. Prinsip metode ini adalah contoh cair yang mengandung ion amonium disuntikan ke dalam aliran pembawa, yang bergabung dengan aliran natrium hidroksida. Dalam aliran yang alkalin, ammonia gas terbentuk yang dapat berdifusi melalui membran permiabel gas ke dalam aliran indikator. Aliran indikator terdiri dari campuran indikator asam-basa, yang akan bereaksi dengan gas ammonia. Perubahan warna yang dihasilkan dapat diukur secara fotometri. Analisis gabungan nitrat dan nitrit dalam air cucian juga dilakukan dengan menggunakan “Flow Injection Autoanalyzer FIASTAR 5000”. Prinsip metode ini adalah contoh yang mengandung nitrat dicampur dengan larutan penyangga. Nitrat dalam contoh direduksi ke nitrit dalam reduktor Cadmium. Melalui penambahan larutan sulfanilamid masam, nitrit yang awalnya ada dan nitrit yang terbentuk dari reduksi nitrat akan membentuk senyawa diazo. Senyawa tersebut digabung dengan N- 1-naphtyl-Ethylene Diamine Dihydrochloride NED untuk membentuk celupan azo ungu. Celupan azo tersebut diukur pada 540 nm.

3.3.3. Analisis NH

4 + dan NO 3 - + NO 2 - tanah Analisis ammonium dalam tanah dilakukan dengan menggunakan “Flow Injection Autoanalyzer FIASTAR 5000 ”. Prinsip metode ini adalah ammonium dalam contoh tanah diekstrak dengan KCl 2M. Suspensi disentrifus dan disaring, selanjutnya 36 dimasukan dalam sistem suntikan aliran. Proses selanjutnya sama seperti analisis NH 4 + air cucian. Analisis gabungan nitrat dan nitrit dalam tanah juga dilakukan dengan menggunakan “Flow Injection Autoanalyzer FIASTAR 5000”. Prinsip metode ini adalah nitrat dalam contoh tanah diekstrak dengan KCl 2M. Suspensi disentrifus dan disaring, selanjutnya dimasukan dalam sistem suntikan aliran. Proses selanjutnya sama seperti analisis NO 3 - dalam air cucian.

3.3.4. Analisis N total tanaman

Analisis N total tanaman dilakukan dengan metode Kjeldahl. Contoh tanaman halus 0,25 g ditempatkan ke dalam labu semimikro Kjeldahl ditambah 1,1 g campuran katalis K 2 SO 4 + CuSO 4 + Se dan 5 ml H 2 SO 4 . Didestruksi sampai diperoleh cairan bening lalu didinginkan. Ditambahkan 20 ml air destilasi dan diukur pada alat semi mikro Kjeldahl.

3.3.5. Analisis statistik

Data kadar N-NH 4 + dan N-NO 3 - + NO 2 - air cucian percobaan pencucian- inkubasi, pengambilan N oleh tanaman jagung dan kadar N-NH 4 + dan N- NO 3 - + NO 2 - tanah pada waktu pengambilan contoh berbeda, tinggi tanaman dan berat kering tana- man percobaan rumah kaca dan lapangan dan berat pipilan kering jagung percobaan lapangan dianalisis dengan menggunakan sidik ragam Mattjik dan Sumertajaya, 2000. Nilai rata-rata pengaruh perlakuan dibandingkan dengan menggunakan uji DMRT pada taraf nyata 5. Keselarasan pola penyediaan N dengan serapan N dan pertumbuhan jagung dianalisis dengan menggunakan uji korelasi. 37 IV. POLA PENYEDIAAN N DARI PUPUK HIJAU DAN UREA

4.1. Latar Belakang

Pupuk hijau telah lama digunakan dalam sistem pertanian di daerah tropika. Namun, penggunaannya mengalami penurunan seiring dengan semakin meningkatnya penggunaan pupuk N buatan. Walaupun demikian, akhir-akhir ini harga pupuk semakin meningkat sehingga tidak terbeli oleh petani miskin. Kondisi ini telah menyebabkan petani untuk kembali memanfaatkan pupuk alam seperti pupuk hijau sebagai sumber hara khususnya nitrogen. Oleh karena pupuk hijau mengandung N relatif rendah dibanding pupuk N buatan, sehingga untuk memenuhi kebutuhan tanaman diperlukan jumlah pupuk hijau yang relatif banyak. Hal tersebut juga sering menyulitkan petani. Walaupun demikian tersedia beberapa pilihan bagi para petani yaitu dapat menggunakan pupuk hijau saja, kombinasi pupuk hijau dan pupuk buatan atau pupuk buatan saja tergantung kemampuan yang dimilikinya. Permasalahannya, apakah pilihan penggunaan pupuk N tersebut efektif dan efisien? Pemupukan N dapat dikatakan efektif dan efisien bila dalam proses dekomposisinya melepaskan N selaras dengan permintaan tanaman dan menghasilkan pertumbuhan dan produksi tanaman yang tinggi. Oleh karena itu, untuk menilai keselarasan perlu diketahui pola penyediaan N dari sumber N dan pengaturan aplikasinya.

4.2. Tujuan

Percobaan Pencucian-Inkubasi bertujuan untuk menentukan sumber N dan pengaturan aplikasinya yang memiliki pola penyediaan N selaras dengan model pola serapan N jagung. 4.3. Bahan dan Metode 4.3.1. Bahan Bahan yang digunakan adalah contoh tanah Inceptisol seri Darmaga, pupuk hijau Glirisidia dan Flemingia, pupuk Urea, pasir kuarsa, larutan bebas N [CaSO 4 .2H 2 O 0,002 M; MgSO 4 0,002 M; CaH 2 PO 4 2 .H 2 O 0,005 M; K 2 SO 4 0,0025 M], dan larutan CaCl 2 0,01 M. Selain itu juga digunakan bahan kimia untuk analisis tanah. 38

4.3.2. Metode Persiapan tanah, pupuk hijau dan pasir kuarsa.

Contoh tanah permukaan diambil sampai kedalaman lapisan olah 15–20 cm, langsung dikeringudarakan, ditumbuk dan diayak hingga lolos saringan 5 mm. Pupuk hijau yang digunakan adalah Glirisidia dan Flemingia. Pupuk hijau dikeringkan, dihaluskan kemudian diayak hingga lolos saringan 0,5 mm. Pasir kuarsa lolos saringan 16 mesh dicuci kemudian dikeringkan. Penentuan Pola Penyediaan N. Untuk mengetahui pola penyediaan N dari pupuk hijau Flemingia, Glirisidia, Urea dan kombinasinya yang diaplikasi sekaligus atau dipisah telah dilakukan percobaan laboratorium mengikuti teknik pencucian- inkubasi Stanford dan Smith 1972. Untuk melakukan proses pencucian-inkubasi digunakan tabung pencucian yang dilengkapi kasa dan bantalan glass wool, selanjutnya dihubungkan dengan vacumflask menggunakan corong PVC, tabung kaca dan penutup karet Gambar 3. Bantalan glass wool Pipa PVC Tanah, pasir kuarsa dan pupuk N sesuai perlakuan Kasa plastik dan glass wool Corong PVC + pipa kaca dan alas karet Penutup karet Dihubungkan ke alat vakum Vacumflask Pipa kaca Gambar 3. Skema peralatan percobaan pencucian-inkubasi Lima puluh gram tanah dengan pupuk hijau sesuai perlakuan Tabel 1 ditambah 50 gram pasir kuarsa dilembabkan dengan air destilasi, dicampur merata, dan 39 ditransfer ke tabung pencucian. Penambahan Urea sesuai perlakuan dilakukan setelah pencucian pertama. Nitrogen yang ditambahkan ditentukan berdasarkan kadar N mineral di dalam tanah, yang jumlahnya 86,5 kg ha -1 . Takaran pupuk hijau dan Urea ditentukan berdasarkan kadar N masing-masing pupuk hijau dan Urea yang ditam- bahkan dan efisiensinya. Bantalan glass wool berketebalan 1 cm ditempatkan di atas tanah untuk mencegah pemercikan tanah ketika larutan ditumpahkan ke dalam tabung. Empat belas perlakuan 13 perlakuan sumber N beserta pengaturan aplikasinya dan satu kontrol diulang tiga kali dan disusun dalam rancangan acak lengkap. Tabel 1. Perlakuan dan simbolnya yang digunakan dalam penelitian No. P e r l a k u a n Simbol 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. Tanpa pemberian pupuk N kontrol Pupuk hijau Flemingia 100 daun diberikan sekaligus saat inkubasi. Pupuk hijau Flemingia 65 daun dan 35 batang diberikan sekaligus saat inkubasi. Pupuk hijau Flemingia 50 daun dan 50 batang diberikan sekaligus saat inkubasi. Pupuk hijau Glirisidia 100 daun diberikan sekaligus saat inkubasi. Pupuk hijau Glirisidia 85 daun dan 15 batang diberikan sekaligus saat inkubasi. Pupuk hijau Glirisidia 70 daun dan 30 batang diberikan sekaligus saat inkubasi. Flemingia 100 daun dan glirisidia 100 daun diberikan sekaligus saat inkubasi. Flemingia 100 daun saat inkubasi dan Glirisidia 100 daun 3 minggu setelah inkubasi. Glirisidia 100 daun saat inkubasitanam dan Glirisidia 100 daun 3 minggu setelah inkubasitanam. Glirisidia 100 daun saat inkubasitanam dan Urea 3 minggu setelah inkubasitanam. Urea dan Glirisidia 100 daun saat inkubasitanam . Urea saat inkubasitanam dan Glirisidia 100 daun 3 minggu setelah inkubasitanam Urea saat inkubasitanamdan Urea 3 minggu setelah inkubasi tanam. 0N F1 F2 F3 G1 G2 G3 F1 o G1 o F1 o G1 3 G1 o G1 3 G1 o U 3 U o G1 o U o G1 3 U o U 3 Keterangan: Pemisahan pemberian sumber N terdiri dari saat tanam 20 dan pada 3 minggu setelah inkubasi 80 dari takaran N yang digunakan. : Berlaku untuk percobaan rumah kaca dan lapang. Nitrogen mineral yang awalnya sudah ada dihilangkan melalui pencucian pencucian I dengan 100 ml CaCl 2 0,01 M dalam penambahan 10 ml, diikuti dengan penambahan 25 ml larutan hara bebas N CaSO 4 . 2H 2 O 0,002 M; MgSO 4 0,002 M; 40 CaH 2 PO 4 .2H 2 O 0,005 M; K 2 SO 4 0,0025 M. Kelebihan air dihilangkan melalui pemakuman 60 mm Hg. Botol kemudian ditutup dan diinkubasi dalam inkubator dengan suhu dijaga 30 o C. Pada 1, 3, 4, 7, 8, 10, dan 14 minggu setelah inkubasi, dilakukan pencucian dengan CaCl 2 0,01 M dan larutan bebas N, diikuti oleh pemakuman seperti digambarkan di atas. Air cucian ditampung kemudian ditetapkan kadar N mineral NH 4 + , NO 3 - + NO 2 - dengan “Flow Injections Autoanalyzer”. Nitrogen dalam air cucian merupakan N yang dilepaskan hasil proses mineralisasi. Nitrogen yang dimineralisasi dihitung dengan mengurangkan N mineral yang dilepaskan dari tanah yang diberi perlakuan dengan N mineral yang dilepaskan dari tanah tanpa pemupukan N. 4.4. Hasil dan Pembahasan 4.4.1. Nitrogen Mineral yang Dilepaskan Analisis ragam menunjukkan bahwa pemupukan secara nyata mempengaruhi konsentrasi N-NH 4 + , N-NO 3 - + NO 2 - dan total N mineral [N-NH 4 + + NO 3 - + NO 2 - ] yang dilepaskan hampir pada semua waktu pengamatan. Konsentrasi N-NH 4 + , N-NO 3 - + NO 2 - dan total N mineral yang dilepaskan akibat aplikasi Glirisidia, Urea dan kombinasinya pada 1 sampai 14 MSI disajikan pada Gambar 4. Secara umum pupuk hijau Glirisidia, Urea dan kombinasinya G1, G2, G3, F1 o G1 3 , G1 o G1 3 , G1 o U 3 , U o G1 o , U o G1 3 , dan U o U 3 melepaskan N-NH 4 + relatif tinggi pada 1 minggu setelah inkubasi MSI, dan yang menerima perlakuan G1 o G1 3 , G1 o U 3 , U o G1 o , U o G1 3 , dan U o U 3 melepaskan N-NH 4 + relatif tinggi pada empat MSI. Berbeda dengan itu pupuk hijau Flemingia F1, F2 dan F3 dan kombinasinya dengan Glirisidia yang diaplikasi sekaligus F1 o G1 o melepaskan N-NH 4 + relatif rendah sampai 14 MSI. Selain itu terjadi sedikit peningkatan N-NH 4 + antara delapan MSI dan 10 MSI. Hal sebaliknya terjadi pada pelepasan N-NO 3 - + NO 2 - , semua perlakuan pemupukan melepaskan N-NO 3 - + NO 2 - yang rendah dan tidak berbeda nyata dari saat inkubasi sampai 4 MSI. Setelah empat MSI, kombinasi Urea dan Glirisidia yang diaplikasi sekaligus U o G1 o atau dipisah G1 o G1 3 , G1 o U 3 dan U o G1 3 dan Urea yang diaplikasi dipisah U o U 3 mele-paskan N-NO 3 - + NO 2 - yang terus meningkat dan mencapai puncak pada tujuh MSI, menurun pada delapan MSI, kemudian bersama dengan perlakuan lainnya 0N, F1, F2, F3, G1, G2, G3, F1 o G1 o dan F1 o G1 3 melepaskan N- NO 3 - + NO 2 - yang terus meningkat sampai 14 MSI. 41 Total N mineral yang dilepaskan merupakan penjumlahan dari pelepasan N-NH 4 + dan N-NO 3 - + NO 2 - . Total N mineral dilepaskan dalam tanah yang menerima perlakuan G1, G2 dan G3 dan F1 o G1 o , F1 o G1 3 , G1 o G1 3 , G1 o U 3 , U o G1 o , U o G1 3 , dan U o U 3 relatif tinggi pada satu MSI, yang menerima perlakuan G1 o G1 3 , G1 o U 3 , U o G1 o , U o G1 3 , dan U o U 3 relatif tinggi pada 4 sampai 7 MSI dan semua perlakuan pemupukan melepaskan N yang terus meningkat dari 8 sampai 14 MSI. Pelepasan N awal cepat yang diikuti oleh pelepasan N yang jauh berkurang sesuai dengan fase pencucian awal dalam proses dekomposisi juga digambarkan oleh peneliti lain Hood et al., 2002; Zaharah dan Bah, 1999; Jama dan Nair, 1996; Schroth et al ., 1992; Swift et al., 1981; Harmsen dan Kolenbrander, 1965. Pelepasan hara dalam tahap awal berkaitan dengan pencucian fisik dan kegiatan mikroba terhadap komponen larut air Berg dan Staaf, 1981; Huang dan Schoenau, 1997. Laju pelepasan hara relatif lebih lambat setelah fase pencucian dapat disebabkan oleh peningkatan dalam fraksi sukar larut Swift et al., 1979, sedangkan Harmsen dan Lindenbergh 1949 menyatakan bahwa penurunan tersebut disebabkan oleh pening- katan imobilisasi akibat peningkatan konsentrasi N tersedia. Pola pelepasan N dari Urea yang ditemukan dalam penelitian ini perlakuan U o U 3 dalam Gambar 4 berada dalam kisaran yang ditemukan Ferreira-Azcona 1972. Hasil penelitiannya mencatat bahwa Urea terhidrolisis cepat dan konsentrasi N-NH 4 + meningkat dan mencapai puncak pada hari ke 2 sampai ke 14, kemudian menurun setelah itu. Peningkatan pelepasan N pada periode akhir inkubasi 8 sampai 14 MSI, juga teramati dalam penelitian yang dilakukan oleh Stute dan Posner 1995. Peningkatan pelepasan N tersebut diduga oleh peningkatan populasi dan aktivitas mikroorganisme tanah akibat lebih sedikitnya gangguan oleh kegiatan pencucian dan remineralisasi dari N yang diimobilisasi oleh mikroorganisme tanah. Nitrogen yang dilepaskan cukup beragam. Tampak keragaman tersebut dipe- ngaruhi oleh jenis pupuk hijau, kadar batang dari campuran daun dan batang, kombinasi pupuk hijau dan Urea, dan pemisahan pemberian pupuk Gambar 4 dan Lampiran 4a-c. 42 5 10 15 20 25 30 35 2 4 6 8 10 12 14 16 N -N H 4 + di le pa sk an u g g . 3 6 9 12 15 18 2 4 6 8 10 12 14 16 5 10 15 20 25 30 35 2 4 6 8 10 12 14 16 N- NO3 - d il e p a sk a n u g g . 4 8 12 16 20 2 4 6 8 10 12 14 16 5 10 15 20 25 30 35 2 4 6 8 10 12 14 16 MSI N mi n er a l di le pa ska n u g g . G1oG13 G1oU3 UoG1o UoG13 UoU3 5 10 15 20 25 30 35 2 4 6 8 10 12 14 16 MSI 0N F1 F2 F3 G1 G2 G3 F1oG1o F1o Gambar 4. Konsentrasi N-NH 4 + A, N-NO 3 - + NO 2 - B dan total N mineral C dilepaskan akibat aplikasi Flemingia, Glirisidia, Urea dan kombinasinya dari 1 sampai 14 MSI. A A B B C C 43 Di antara perlakuan pupuk hijau, pemberian Glirisidia G1 melepaskan N-NH 4 + dan total N mineral nyata lebih tinggi daripada Flemingia dan perlakuan tanpa pemupukan N Gambar 4. Daun Glirisidia memiliki konsentrasi N tinggi; nisbah CN, lignin dan polifenol rendah, sedangkan daun Flemingia memiliki konsentrasi N lebih rendah, nisbah CN, lignin dan polifenol lebih tinggi dibanding Glirisidia Lampiran 2. Banyak literatur menyatakan bahwa pupuk hijau dengan konsentrasi N tinggi, nisbah CN rendah Vigil dan Kissel, 1991; Constantinides dan Fownes, 1994; Wivstad, 1999; Quemada dan Cabrera, 1995; Trinsoutrot et al., 2000; Hood et al., 2000 dan dengan lignin dan polifenol rendah De Neve dan Hofman, 1996; Palm dan Sanchez, 1991; Hood et al., 2002 melepaskan N tinggi. Korelasi nyata antara proporsi N termineralisasi bersih dari bahan tanaman kacang-kacangan dengan konsentrasi N jaringannya atau nisbah CN terdokumentasi dengan baik dalam literatur Iritani dan Arnold, 1960; Marstorp dan Kirchmann, 1991; Quemada dan Cabrerra, 1995; Vanlauwe et al., 1996; Wivstad, 1999. Konsentrasi lignin dan polifenol dari bahan tanaman juga faktor penting dalam penentuan pelepasan N bersih kacang-kacangan Frankenberger dan Abdelmagid, 1985; Fox et al., 1990. Lignin tumbuhan menurunkan mineralisasi N bersih karena lignin terdegradasi ke polifenol, kemudian berkombinasi dengan senyawa yang mengandung N membentuk polimer humik sukar larut Haynes, 1986. Dalam satu jenis pupuk hijau baik Flemingia maupun Glirisidia terlihat bahwa peningkatan kadar batang dari F1 ke F2 dan F3, atau dari G1 ke G2 dan G3 menurunkan pelepasan N-NH 4 + dan total N mineral Gambar 4. Hal itu disebabkan batang memiliki kandungan N lebih rendah, nisbah CN, konsentrasi lignin dan polifenol lebih tinggi daripada daun Lampiran 2. Mineralisasi N batang yang lebih rendah daripada daun telah dilaporkan untuk spesies kacang-kacangan lain Wivstad, 1999; Frankenberger dan Abdelmagid, 1985; Quemada dan Cabrerra, 1995 dan untuk tanaman sayuran De Neve dan Hofman, 1996. Hasil penelitian menunjukkan bahwa pemberian pupuk dipisah dua kali G1 o G1 3 , G1 o U 3 , U o G1 3 dan U o U 3 melepaskan N relatif tinggi seminggu setelah aplikasi sebanyak dua kali. Sebaliknya, aplikasi pupuk sekaligus kecuali U o G1 o melepaskan N relatif tinggi seminggu setelah aplikasi hanya satu kali. Aplikasi Glirisidia 80 dari dosis N G1 o G1 3 dan U o G1 3 tidak meningkatkan konsentrasi N-NH 4 + sesuai yang diharapkan Gambar 4. Hal itu terjadi karena defisiensi N, yakni tanah mengandung N 44 cukup untuk mendekomposisi penambahan bahan organik sedikit, namun tidak untuk penambahan banyak. Pemberian pupuk hijau melepaskan N-NH 4 + dan total N mineral lebih rendah daripada Urea pada 1 dan 4 MSI. Hal itu berhubungan dengan ketahanan senyawa organik tertentu seperti lignin dan polifenol terhadap dekomposisi dan secara potensial lebih tinggi imobilisasi N pupuk hijau dengan penambahan C yang di- milikinya. Input pupuk anorganik menghasilkan lonjakan N mineral tanah besar dan cepat Groffman et al., 1987; Ferreira-Azcona, 1972, namun lonjakan tersebut dalam waktu singkat dan konsentrasi N mineral lebih tinggi dalam perlakuan N-kacang- kacangan daripada perlakuan N mineral pada periode selanjutnya dalam satu musim Groffman et al., 1987. Kombinasi Urea dan pupuk hijau Glirisidia yang diaplikasi sekaligus U o G1 o melepaskan N-NH 4 + dan total N mineral lebih tinggi daripada kombinasi pupuk yang sama namun diaplikasi secara terpisah U o G1 3 , dan pupuk hijau tanpa kombinasi atau Urea yang diaplikasi secara terpisah G1 o G1 3 dan U o U 3 . Goyal et al. 1999 melaporkan bahwa penambahan pupuk N anorganik dan organik dapat meningkatkan jumlah N yang dimineralisasi. Hal itu disebabkan penambahan pupuk N anorganik meningkatkan aktivitas mikroba yang kemudian mempercepat mineralisasi N organik Kwabiah et al., 1999. Secara umum aplikasi pupuk hijau sekaligus tanpa kombinasi memiliki pola pelepasan N-NO 3 - + NO 2 - yang rendah pada awal kemudian meningkat antara 8 MSI dan 14 MSI, sedangkan aplikasi pupuk sekaligus berupa kombinasi Urea dan Glirisidia U o G1 o pada awal rendah kemudian meningkat antara 6 dan 14 MSI. Aplikasi pupuk dipisah memiliki pola pelepasan N-NO 3 - + NO 2 - relatif rendah pada awal kemudian meningkat antara 4 dan 14 MSI dengan sedikit fluktuasi khususnya dalam perlakuan G1 o G1 3 , G1 o U 3 , U o G1 o , U o G1 3 dan U o U 3 Gambar 4 . Pupuk hijau baik Glirisidia maupun Flemingia yang diaplikasi sekaligus, segera setelah aplikasi didekomposisi oleh mikroba dan melepaskan NH 4 + . Amonium tersebut sebagian besar tercuci bersama air cucian, hanya sebagian kecil yang mungkin tertinggal di dalam tanah. Oleh karena terbatasnya NH 4 + sebagai substrat bagi mikroba penitrifikasi, maka pada beberapa minggu setelah inkubasi proses nitrifikasi berjalan sangat lambat, sehingga N-NO 3 - + NO 2 - yang dihasilkan juga rendah. Dengan lebih sedikitnya gangguan pencucian dan pemakuman serta dengan bertambahnya waktu, 45 maka populasi mikroba penitrifikasi makin meningkat sehingga dari 8 sampai 14 MSI proses nitrifikasi terus meningkat. Oleh karena itu, N-NO 3 - + NO 2 - yang dihasilkan dari 8 sampai 14 MSI juga terus meningkat. Sedikit berbeda dengan yang dikemukakan di atas, aplikasi Urea dan Glirisidia sekaligus saat inkubasi U o G1 o menghasilkan pelepasan NO 3 - yang meningkat lebih cepat dua minggu daripada aplikasi pupuk hijau sekaligus tanpa kombinasi dengan pupuk N mineral. Hal itu mudah dipahami karena Urea yang ditambahkan segera terhidrolisis dan melepaskan NH 4 + yang segera digunakan oleh mikroba termasuk mikroba penitrifikasi untuk memperbanyak diri. Dengan demikian populasi mikroba penitrifikasi meningkat lebih cepat sehingga proses nitrifikasi juga berjalan lebih cepat. Aplikasi dipisah Glirisidia, Urea dan kombinasinya G1 o G1 3 , G1 o U 3 , U o G1 3 dan U o U 3 dan aplikasi Urea dan Glirisidia sekaligus saat inkubasi U o G1 o menghasilkan peningkatan pelepasan N-NO 3 - + NO 2 - lebih cepat daripada perlakuan lainnya yakni dari empat MSI. Hal itu berkaitan dengan penambahan sedikit pupuk hijau atau Urea justru menghasilkan pelepasan NH 4 + relatif tinggi daripada penambahan pupuk hijau yang banyak Gambar 3. Kondisi tersebut mendorong peningkatan populasi mikroba penitrifikasi sejak awal. Penambahan Glirisidia atau Urea tiga MSI melepaskan NH 4 + pada empat MSI lebih tinggi daripada perlakuan lainnya. Peningkatan substrat dan populasi mikroba penitrifikasi lebih lanjut menyebabkan proses nitrifikasi berjalan lebih cepat. Dengan demikian dari empat MSI pelepasan N-NO 3 - + NO 2 - terus meningkat dan mencapai puncak pada tujuh MSI, turun pada delapan MSI, kemudian meningkat terus sampai 14 MSI.

4.4.2. Produksi N mineral kumulatif dan Kapasitas Penyediaan N

Produksi N mineral kumulatif merupakan penjumlahan dari N mineral yang dilepaskan pada setiap waktu pengamatan. Dengan demikian, produksi N mineral kumulatif sangat ditentukan oleh besarnya N mineral yang dilepaskan pada setiap waktu pengamatan. Selain itu, perlakuan yang melepaskan N mineral tinggi juga menghasilkan produksi N mineral kumulatif tinggi. Analisis ragam menunjukkan bahwa pemupukan secara nyata mempengaruhi N mineral kumulatif yang dilepaskan pada semua waktu pengamatan. Konsentrasi N-NH 4 + , N-NO 3 - + NO 2 - dan total N mineral kumulatif akibat aplikasi pupuk hijau Flemingia, Glirisidia, Urea dan kombinasinya disajikan pada Gambar 4. 46 Perlakuan G1 o G1 3 , G1 o U 3 , U o G1 o , U o G1 3 dan U o U 3 menghasilkan peningkatan akumulasi N-NH 4 + dari 1 sampai 3 MSI, kemudian terjadi lonjakan pada empat MSI. Selanjutnya dari 4 sampai 14 MSI terus meningkat namun dengan laju peningkatan yang terus menurun. Sebaliknya perlakuan 0N, F1-F3, G1-G3, F o G o dan F o G1 3 meng- hasilkan peningkatan N-NO 3 - + NO 2 - kumulatif yang rendah dari 1 sampai 4 MSI. Sejak enam MSI, secara umum semua perlakuan pemupukan menghasilkan N-NO 3 - + NO 2 - kumulatif yang terus meningkat. Walaupun demikian, perlakuan G1 o G1 3 , G1 o U 3 , U o G1 o , U o G1 3 dan U o U 3 terlihat jelas memiliki N-NO 3 - + NO 2 - kumulatif lebih tinggi dibanding yang dihasilkan perlakuan lainnya pada 7 sampai 14 MSI. Perlakuan G1 o G1 3 , G1 o U 3 , U o G1 o , U o G1 3 dan U o U 3 sedikit meningkatkan N mineral kumulatif dari 1 sampai 3 MSI, kemudian meningkat dengan laju yang tinggi pada empat MSI. Peningkatan N mineral kumulatif yang nyata terus berlangsung sampai 14 MSI dengan laju peningkatan yang relatif tinggi terjadi dari 6 MSI ke 7 MSI. Berbeda dengan itu, perlakuan 0N, F1-F3, G1-G3, F o G o dan F o G1 3 menghasilkan peningkatan N mineral kumulatif yang rendah sampai 14 MSI. Di antara perlakuan G1 o G1 3 , G1 o U 3 , U o G1 o , U o G1 3 dan U o U 3 , N mineral kumulatif yang dihasilkan U o G1 o tertinggi dibandingkan perlakuan lainnya. Oleh karena pemberian pupuk hijau Glirisidia dan Urea dengan dan tanpa kombinasi yang diaplikasi sekaligus atau dipisah menghasilkan N mineral yang dilepaskan pada 1 dan 3 MSI lebih tinggi daripada perlakuan Flemingia dan kontrol, maka produksi N mineral kumulatifnya juga lebih tinggi. Demikian pula dengan perlakuan U o G1 o yang melepaskan N mineral tertinggi pada 1 dan 4 MSI maka produksi N mineral kumulatifnya juga tertinggi. Kapasitas penyediaan N dari tanah yang mendapat berbagai perlakuan pemu- pukan pada waktu tertentu merupakan produksi N kumulatif pada waktu tersebut. Rata-rata umur panen tanaman jagung di Indonesia sekitar 14 sampai 15 minggu. Oleh karena itu kapasitas penyediaan N sampai 14 MSI penting untuk partum- buhan dan produksi tanaman jagung yang tinggi. Pada 14 MSI kapasitas penyediaan N dari berbagai perlakuan pemupukan berkisar dari 20,46 µg g -1 sampai 168,52 µg g -1 . Perlakuan G1 o G1 3 , G1 o U 3 , U o G1 o , U o G1 3 dan U o U 3 menghasilkan kapasitas penye- diaan N nyata lebih tinggi daripada perlakuan lain dan kontrol. Pemberian kombinasi Urea dan Glirisidia G1 sekaligus saat tanam U o G1 o menghasilkan kapasitas penye- diaan N tertinggi, dan menurun menurut urutan U o U 3 , U o G1 3 , G1 o U 3 dan G1 o G1 3 . 47 20 40 60 80 100 120 2 4 6 8 10 12 14 16 N -N H 4 k um u la ti f di le pa sk a n u g g t a na h . 10 20 30 40 50 60 2 4 6 8 10 12 14 16 20 40 60 80 100 120 2 4 6 8 10 12 14 16 N -N O 3 ku mul a ti f d il e pa sk an u g g t an a h . 10 20 30 40 50 60 2 4 6 8 10 12 14 16 30 60 90 120 150 180 2 4 6 8 10 12 14 16 MSI N m in e ra l k u m u lati f u g g tan a h G1oG13 G1oU3 UoG1o UoG13 UoU3 15 30 45 60 75 90 2 4 6 8 10 12 14 16 MSI 0N F1 F2 F3 G1 G2 G3 F1oG1o F1oG13 Gambar 5. Konsentrasi N-NH 4 + A, N-NO 3 - + NO 2 - B dan total N mineral kumulatif C akibat aplikasi Flemingia, Glirisidia, Urea dan kombina- sinya dari 1 sampai 14 MSI. A A B B C C 48

4.4.3. Pola Penyediaan N selaras

Kurva produksi N kumulatif dari 0 sampai 14 MSI menggambarkan pola penyediaan N dari tanah yang mendapat perlakuan pemupukan. Pola penyediaan N tersebut beragam Gambar 5. Keragaman tersebut tentu saja sangat dipengaruhi oleh kemampuan melepaskan N dari masing-masing pupuk yang ditambahkan. Hasil pembandingan kurva pola penyediaan N berbagai perlakuan dengan kurva model pola serapan N jagung didapatkan bahwa perlakuan G1 o G1 3 , G1 o U 3 , U o G1 o , U o G1 3 dan U o U 3 menghasilkan keselarasan pola penyediaan N dengan model pola serapan N jagung Gambar 6. 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 2 4 6 8 10 12 14 16 MST Pr o d u k si N m in e ra l k u m u la tif . S e ra p a n N m g . G1oG13 G1oU3 UoG1o UoG13 UoU3 Serapan N 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 2 4 6 8 10 12 14 16 MST 0N F1 F2 F3 G1 G2 G3 F1oG1o F1oG13 Serapan N Gambar 6. Produksi N mineral kumulatif yang selaras A dan yang tidak selaras B dengan model serapan N jagung Hasil uji korelasi antara N mineral kumulatif yang dilepaskan dengan model serapan N jagung juga menunjukkan bahwa perlakuan G1 o G1 3 , G1 o U 3 , U o G1 o , U o G1 3 dan U o U 3 memiliki koefisien korelasi yang tinggi dan lebih tinggi daripada perlakuan lainnya serta secara statistik nyata Tabel 2. Berdasarkan pembandingan kurva dan hasil uji korelasi tersebut, dapat disimpulkan bahwa perlakuan G1 o G1 3 , G1 o U 3 , U o G1 o , U o G1 3 dan U o U 3 memiliki keselarasan pola penyediaan N dengan model pola serapan N jagung. Hal itu disebabkan Glirisidia, Urea dan kombinasinya terutama yang diaplikasi dipisah melepaskan N tinggi dua kali yaitu satu minggu setelah aplikasi pupuk pertama dan ke dua. Kondisi tersebut memungkinkan kurva pola penyediaan N mirip dengan kurva model pola serapan N jagung Gambar 6. A B 49 Tabel 2. Hasil uji korelasi antara jumlah N mineral kumulatif dilepaskan dengan model serapan N jagung. Perlakuan Nilai r Signifikansi 0N 0.9552 0.0448 F1 o 0.8476 0.1524 F2 o 0.9227 0.0773 F3 o 0.8991 0.1000 G1 o 0.9672 0.0328 G2 o 0.9187 0.0813 G3 o 0.9350 0.0650 F1 o G1 o 0.9198 0.0802 F1 o G1 3 0.9542 0.0458 G1 o G1 3 0.9757 0.0243 G1 o U 3 0.9920 0.0080 U o G1 o 0.9837 0.0163 U o G1 3 0.9798 0.0202 U o U 3 0.9949 0.0051 Keterangan: = nyata pada P 0,05 = nyata pada P 0,01

4.5. Kesimpulan

Berdasarkan hasil percobaan pencucian-inkubasi dan pembahasan yang diuraikan di atas dapat disimpulkan sebagai berikut: 1. Pola pelepasan N-NH 4 + relatif tinggi pada 1 dan 4 minggu setelah inkubasi, setelah itu menurun, sedangkan pelepasan N-NO 3 - + NO 2 - meningkat terus dari 4 sampai 14 minggu setelah inkubasi. 2. Glirisidia, Urea dan kombinasinya yang diaplikasi dipisah dan kombinasi Urea dan Glirisidia yang diaplikasi sekaligus menghasilkan pola penyediaan N selaras dengan model pola serapan N jagung. 3. Pupuk hijau Flemingia baik yang diaplikasi sekaligus maupun dipisah, dan Glirisidia kualitas dua dan tiga yang diaplikasi sekaligus menghasilkan pola penyediaan N tidak selaras dengan model serapan N jagung. 50 V. PENGARUH PENCUCIAN DAN APLIKASI GLIRISIDIA, UREA DAN KOMBINASINYA TERHADAP KESELARASAN PENYEDIAAN NITROGEN DENGAN PERTUMBUHAN JAGUNG

5.1. Latar Belakang