Pengaruh pemberian fosfat alam dan pupuk N terhadap kelarutan P, ciri kimia tanah dan respons tanaman pada typic dystrudepts Darmaga
PENGARUH PEMBERIAN FOSFAT ALAM DAN
PUPUK N TERHADAP KELARUTAN P, CIRI KIMIA
TANAH DAN RESPONS TANAMAN PADA TYPIC
DYSTRUDEPTS DARMAGA
RAFLI IRLAND KAWULUSAN
SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
2007
PERNYATAAN MENGENAI TESIS DAN
SUMBER INFORMASI
Dengan ini saya menyatakan bahwa tesis Pengaruh Pemberian Fosfat
Alam dan Pupuk N terhadap Kelarutan P, Ciri Kimia Tanah dan Respons
Tanaman pada Typic Dystrudepts Darmaga adalah benar-benar merupakan hasil
karya sendiri dan belum pernah digunakan untuk memperoleh gelar sejenis.
Semua sumber data dan informasi yang digunakan telah dinyatakan secara jelas
dan dapat diperiksa kebenarannya.
Bogor, Mei 2007
Rafli Irland Kawulusan
NIM A225010101
ABSTRAK
RAFLI IRLAND KAWULUSAN. Pengaruh Pemberian Fosfat Alam dan Pupuk
N terhadap Kelarutan P, Ciri Kimia Tanah dan Respons Tanaman pada Typic
Dystrudepts Darmaga. Dibimbing oleh KOMARUDDIN IDRIS, RYKSON
SITUMORANG, dan ELSJE L. SISWORO.
Rendahnya produksi pertanian pada tanah-tanah masam di Indonesia secara
umum disebabkan oleh rendahnya ketersediaan unsur hara fosfor dan nitrogen.
Salah satu alternatif untuk mengatasi masalah tersebut yaitu dengan cara
melakukan pemupukan P dan N. Penggunaan fosfat alam sebagai sumber pupuk P
memiliki prospek yang baik di masa depan karena adanya beberapa kelebihan,
yaitu murah dalam hal pengadaan dan mengandung unsur-unsur hara yang lain
terutama Ca dan Mg serta beberapa unsur mikro seperti Fe, Cu dan Zn. Tujuan
dari penelitian ini adalah untuk mengetahui pemberian fosfat alam dan pupuk N
terhadap ciri kimia tanah dan respons tanaman jagung.
Penelitian ini dilaksanakan mulai bulan Juni 2004 – April 2005 dengan
menggunakan bahan tanah Typic Dystrudepts Darmaga yang diambil dari kebun
percobaan Cikabayan pada kedalaman 0-30 cm. Penelitian ini terdiri dari
percobaan inkubasi dan percobaan pot. Percobaan inkubasi bertujuan untuk (1)
mengetahui pengaruh fosfat alam dan pupuk N terhadap kelarutan P dari fosfat
alam dan (2) mengetahui pengaruh fosfat alam dan pupuk N terhadap ciri kimia
tanah. Percobaan pot dilakukan untuk mengetahui pengaruh fosfat alam dan
pupuk N terhadap respons tanaman, serapan P dan N, serta efisiensi pemupukan P
dan N.
Hasil percobaan inkubasi menunjukkan bahwa (1) pemberian pupuk N satu
minggu sebelum fosfat alam memberikan kelarutan P yang lebih baik daripada
pemberian pupuk N yang bersamaan dengan fosfat alam, (2) kombinasi antara ZA
dengan fosfat alam memberikan kelarutan P dari fosfat alam yang lebih tinggi
pada minggu ke-1 dan ke-3 setelah inkubasi dibanding kombinasi Urea dengan
FA, (3) pemberian pupuk N dan fosfat alam berpengaruh nyata meningkatkan
kadar P-tersedia, pH tanah, menurunkan kadar Al-dd serta meningkatkan kadar
kation basa dapat dipertukarkan (Ca dan Mg). Hasil percobaan pot menunjukkan
bahwa pemberian fosfat alam dan pupuk N berpengaruh nyata meningkatkan
bobot kering tanaman, serapan P dan N, serta efisiensi pemupukan P dan N
terutama pada kombinasi antara ZA dengan FA.
Kata Kunci : Fosfat alam, Urea. ZA, Typic Dystrudepts, Jagung.
PENGARUH PEMBERIAN FOSFAT ALAM DAN
PUPUK N TERHADAP KELARUTAN P, CIRI KIMIA
TANAH DAN RESPONS TANAMAN PADA TYPIC
DYSTRUDEPTS DARMAGA
RAFLI IRLAND KAWULUSAN
Tesis
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Magister Sains pada
Program Studi Ilmu Tanah
SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2007
Judul Tesis :
Pengaruh Pemberian Fosfat Alam dan Pupuk N
terhadap Kelarutan P, Ciri Kimia Tanah dan Respons
Tanaman pada Typic Dystrudepts Darmaga
Nama
:
Rafli Irland Kawulusan
NIM
:
A225010101
Disetujui,
Komisi pembimbing
Dr. Ir. Komaruddin Idris, MS
Ketua
Prof. Dr. Ir. Rykson Situmorang, MS
Anggota
Prof Res. Ir. Elsje L.Sisworo, MS APU
Anggota
Diketahui,
Ketua Program Studi Ilmu Tanah
Dekan Sekolah Pascasarjana
Dr. Ir. Komaruddin Idris, MS
Prof. Dr. Ir. Khairil Anwar Notodiputro, MS
Tanggal Ujian : 08 Mei 2007
Tanggal Lulus : 28 Mei 2007
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Manado, Sulawesi Utara pada tanggal 7 Oktober
1975 sebagai anak dari pasangan Ayahanda Hasan Kawulusan (Alm) dan Ibunda
Hairia Arbie.
Pada tahun 1988 penulis menyelesaikan pendidikan dasar di SDN 8
Manado dan melanjutkan ke SMPN 1 Manado selama tiga tahun dan lulus pada
tahun 1991. Selanjutnya penulis melanjutkan ke SMAN 2 Manado dan lulus pada
tahun 1994. Penulis memperoleh gelar Sarjana Pertanian dari Fakultas Pertanian
Jurusan Tanah, Universitas Sam Ratulangi, di Manado pada tahun 1999. Dan di
tahun 2001 penulis melanjutkan studi di Program Studi Ilmu Tanah Sekolah Pasca
Sarjana, Institut Pertanian Bogor. Sejak tahun 2003 penulis diterima sebagai staf
pengajar di jurusan Ilmu Tanah Fakultas Pertanian Universitas Sam Ratulangi
Manado.
PRAKATA
Puji dan syukur penulis panjatkan pada Allah SWT atas segala karunia- Nya
sehingga penelitian dan penulisan tesis yang merupakan salah satu syarat untuk
meraih gelar Magister Sains di Sekolah Pasca Sarjana, Institut Pertanian Bogor
dapat diselesaikan. Penelitian ini dilaksanakan dari bulan Juli 2004 sampai dengan
April 2005, dengan judul “Pengaruh Pemberian Fosfat Alam dan Pupuk N
terhadap Kelarutan P, Ciri Kimia Tanah dan Respons Tanaman pada Typic
Dystrudepts Darmaga”.
Penulis menyampaikan terima kasih dan penghargaan yang sebesar-besarnya
kepada Dr. Ir. Komaruddin Idris, MS selaku ketua komisi pembimbing sekaligus
ketua program studi Ilmu Tanah SPs IPB atas dorongan, nasehat dan bimbingan
selama penulis menjalani pendidikan dan penelitian. Terima kasih kepada Prof.
Dr. Ir. Rykson Situmorang, MS dan Prof. Res. Ir. Elsje L. Sisworo, MS APU
selaku anggota komisi pembimbing yang telah banyak bersabar dan banyak
membimbing serta mengarahkan penulis selama penelitian dan penulisan tesis.
Terimakasih juga kepada Dr. Ir. Sri Djuniwati, MSc selaku dosen penguji pada
ujian tesis yang telah banyak memberikan masukan yang akan menyempurnakan
tesis ini.
Penulis juga mengungkapkan terima kasih yang setulus-tulusnya serta
syukur atas kesabaran dan pengertian Ayahanda (Alm) Ir. Hasan Kawulusan, MS
semasa hidupnya yang telah banyak mengarahkan dan menyemangati penulis
selama penulis menjalani studi di IPB ini dan Ibunda Hairia Arbie, Kakakku
Syafrizal Kawulusan dan keluarga, terima kasih untuk doa, dorongan, motivasi,
kasih sayang sehingga penulis dapat menyelesaikan studi dan penelitian. Untuk
dinda Diana Novianti, SP MSi atas cinta dan kasih sayang serta kesetiaan
mendampingi penulis dalam menyelesaikan studi ini.
Tidak lupa terima kasih buat rekan-rekan seperjuangan Ilmu Tanah 2001,
teman kos sekaligus teman diskusi Dr. Ir. Khairil Anwar, MS atas masukanmasukan yang bermanfaat kepada penulis dalam menyelesaikan penulisan ini.
Serta lab’s crew yang tidak dapat disebutkan satu persatu tetapi telah banyak
membantu penulis terutama dalam penyediaan fasilitas untuk jalannya penelitian.
Penulis menyadari bahwa di dalam penyusunan tulisan ini masih banyak
kekurangan dan kelemahan. Oleh sebab itu penulis sangat berharap adanya kritik
dan saran dari pembaca demi perbaikan tulisan ini. Semoga karya ilmiah ini dapat
bermanfaat di kemudian hari. Amiin.
Bogor, Mei 2007
Rafli Irland Kawulusan
DAFTAR ISI
Halaman
DAFTAR TABEL .....................................................................................
DAFTAR GAMBAR ................................................................................
ix
xii
PENDAHULUAN .....................................................................................
1
Latar Belakang ..............................................................................
Tujuan ...........................................................................................
Hipotesis ........................................................................................
1
4
4
TINJAUAN PUSTAKA ...........................................................................
5
Bentuk P di Dalam Tanah .............................................................
Ketersediaan Fosfor Tanah dan Jerapan P ....................................
Sumber, Sifat Kimia dan Kelarutan Fosfat Alam .........................
Pengaruh Fosfat Alam terhadap Tanah dan Tanaman ..................
Pengaruh Pupuk N terhadap Tanah dan Tanaman ........................
5
6
8
11
13
BAHAN DAN METODE .........................................................................
16
Tempat dan Waktu Penelitian .......................................................
Bahan dan Alat ..............................................................................
Persiapan Tanah .............................................................................
Penentuan Takaran Fosfat Alam ...................................................
Kelarutan P dari Fosfat Alam ........................................................
Perubahan Ciri Kimia Tanah dan Respons Tanaman ...................
Pengolahan Data ...........................................................................
16
16
16
17
18
19
20
HASIL DAN PEMBAHASAN .................................................................
21
Kelarutan P dari Fosfat Alam ........................................................
Reaksi Tanah ................................................................................
Aluminium Dapat Dipertukarkan ..................................................
P-tersedia .......................................................................................
Basa Dapat Dipertukarkan ............................................................
Bobot Kering Tanaman .................................................................
Serapan P-Tanaman ......................................................................
Serapan N-Tanaman ......................................................................
Efisiensi Pemupukan P ..................................................................
Efisiensi pemupukan N .................................................................
21
23
26
27
29
32
33
36
37
40
PEMBAHASAN UMUM .........................................................................
KESIMPULAN .........................................................................................
42
44
DAFTAR PUSTAKA ...............................................................................
LAMPIRAN ..............................................................................................
45
50
DAFTAR TABEL
No
Teks
Hal
1
Pengaruh Pupuk N dan FA terhadap Kelarutan P.............................
21
2
Pengaruh Pupuk N dan FA terhadap pH Tanah................................
24
3
Pengaruh Pupuk N dan FA terhadap Al-dd......................................
26
4
Pengaruh Pupuk N dan FA terhadap P-tersedia................................
28
5
Pengaruh Pupuk N dan FA terhadap Ca-dd dan Mg-dd...................
30
6
Pengaruh Pupuk N dan FA terhadap Bobot Kering Tanaman..........
32
7
Pengaruh Pupuk N dan FA terhadap Serapan P-bdt dan Pbdp.....................................................................................................
34
Pengaruh Pupuk N dan FA terhadap Serapan N-bdt dan Nbdp.....................................................................................................
37
9
Pengaruh Pupuk N dan FA terhadap Efisiensi Pemupukan P...........
37
10
Pengaruh Pupuk N dan FA terhadap Efisiensi Pemupukan N..........
40
8
Lampiran
1
Kadar Hara FA Bojonegoro..............................................................
50
2
Sifat Kimia dan Fisik Tanah Percobaan............................................
51
3
Analisis Perlakuan Pupuk N dan FA terhadap Kelarutan P pada 1
MSI...................................................................................................
52
Analisis Ragam Perlakuan Pupuk N dan FA terhadap Kelarutan P
pada 1 MSI........................................................................................
52
Analisis Perlakuan Pupuk N dan FA terhadap Kelarutan P pada 3
MSI...................................................................................................
53
Analisis Ragam Perlakuan Pupuk N dan FA terhadap Kelarutan P
pada 3 MSI........................................................................................
53
Analisis Perlakuan Pupuk N dan FA terhadap Kelarutan P pada 5
MSI...................................................................................................
54
4
5
6
7
8
Analisis Ragam Perlakuan Pupuk N dan FA terhadap Kelarutan P
pada 5 MSI .......................................................................................
54
9
Analisis Perlakuan Pupuk N dan FA terhadap pH............................
55
10
Analisis Ragam Perlakuan Pupuk N dan FA terhadap pH...............
55
11
Analisis Perlakuan Pupuk N dan FA terhadap Al-dd ......................
56
12
Analisis Ragam Perlakuan Pupuk N dan FA terhadap Al-dd...........
56
13
Analisis Perlakuan Pupuk N dan FA terhadap P-tersedia.................
57
14
Analisis Ragam Perlakuan Pupuk N dan FA terhadap P-tersedia....
57
15
Analisis Perlakuan Pupuk N dan FA terhadap Ca-dd.......................
58
16
Analisis Ragam Perlakuan Pupuk N dan FA terhadap Ca-dd...........
58
17
Analisis Perlakuan Pupuk N dan FA terhadap Mg-dd......................
59
18
Analisis Ragam Perlakuan Pupuk N dan FA terhadap Mg-dd.........
59
19
Analisis Perlakuan Pupuk N dan FA terhadap Bobot Kering
Tanaman............................................................................................
60
Analisis Ragam Perlakuan Pupuk N dan FA terhadap Bobot
Kering Tanaman................................................................................
60
21
Analisis Perlakuan Pupuk N dan FA terhadap Serapan P-bdt..........
61
22
Analisis Ragam Perlakuan Pupuk N dan FA terhadap Serapan Pbdt.....................................................................................................
61
23
Analisis Perlakuan Pupuk N dan FA terhadap Serapan P-bdp.........
62
24
Analisis Ragam Perlakuan Pupuk N dan FA terhadap Serapan Pbdp.....................................................................................................
62
25
Analisis Perlakuan Pupuk N dan FA terhadap Serapan N-bdt.........
63
26
Analisis Ragam Perlakuan Pupuk N dan FA terhadap Serapan Nbdt.....................................................................................................
63
27
Analisis Perlakuan Pupuk N dan FA terhadap Serapan N-bdp.........
64
28
Analisis Ragam Perlakuan Pupuk N dan FA thdp Serapan N-bdp...
64
20
PENGARUH PEMBERIAN FOSFAT ALAM DAN
PUPUK N TERHADAP KELARUTAN P, CIRI KIMIA
TANAH DAN RESPONS TANAMAN PADA TYPIC
DYSTRUDEPTS DARMAGA
RAFLI IRLAND KAWULUSAN
SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
2007
PERNYATAAN MENGENAI TESIS DAN
SUMBER INFORMASI
Dengan ini saya menyatakan bahwa tesis Pengaruh Pemberian Fosfat
Alam dan Pupuk N terhadap Kelarutan P, Ciri Kimia Tanah dan Respons
Tanaman pada Typic Dystrudepts Darmaga adalah benar-benar merupakan hasil
karya sendiri dan belum pernah digunakan untuk memperoleh gelar sejenis.
Semua sumber data dan informasi yang digunakan telah dinyatakan secara jelas
dan dapat diperiksa kebenarannya.
Bogor, Mei 2007
Rafli Irland Kawulusan
NIM A225010101
ABSTRAK
RAFLI IRLAND KAWULUSAN. Pengaruh Pemberian Fosfat Alam dan Pupuk
N terhadap Kelarutan P, Ciri Kimia Tanah dan Respons Tanaman pada Typic
Dystrudepts Darmaga. Dibimbing oleh KOMARUDDIN IDRIS, RYKSON
SITUMORANG, dan ELSJE L. SISWORO.
Rendahnya produksi pertanian pada tanah-tanah masam di Indonesia secara
umum disebabkan oleh rendahnya ketersediaan unsur hara fosfor dan nitrogen.
Salah satu alternatif untuk mengatasi masalah tersebut yaitu dengan cara
melakukan pemupukan P dan N. Penggunaan fosfat alam sebagai sumber pupuk P
memiliki prospek yang baik di masa depan karena adanya beberapa kelebihan,
yaitu murah dalam hal pengadaan dan mengandung unsur-unsur hara yang lain
terutama Ca dan Mg serta beberapa unsur mikro seperti Fe, Cu dan Zn. Tujuan
dari penelitian ini adalah untuk mengetahui pemberian fosfat alam dan pupuk N
terhadap ciri kimia tanah dan respons tanaman jagung.
Penelitian ini dilaksanakan mulai bulan Juni 2004 – April 2005 dengan
menggunakan bahan tanah Typic Dystrudepts Darmaga yang diambil dari kebun
percobaan Cikabayan pada kedalaman 0-30 cm. Penelitian ini terdiri dari
percobaan inkubasi dan percobaan pot. Percobaan inkubasi bertujuan untuk (1)
mengetahui pengaruh fosfat alam dan pupuk N terhadap kelarutan P dari fosfat
alam dan (2) mengetahui pengaruh fosfat alam dan pupuk N terhadap ciri kimia
tanah. Percobaan pot dilakukan untuk mengetahui pengaruh fosfat alam dan
pupuk N terhadap respons tanaman, serapan P dan N, serta efisiensi pemupukan P
dan N.
Hasil percobaan inkubasi menunjukkan bahwa (1) pemberian pupuk N satu
minggu sebelum fosfat alam memberikan kelarutan P yang lebih baik daripada
pemberian pupuk N yang bersamaan dengan fosfat alam, (2) kombinasi antara ZA
dengan fosfat alam memberikan kelarutan P dari fosfat alam yang lebih tinggi
pada minggu ke-1 dan ke-3 setelah inkubasi dibanding kombinasi Urea dengan
FA, (3) pemberian pupuk N dan fosfat alam berpengaruh nyata meningkatkan
kadar P-tersedia, pH tanah, menurunkan kadar Al-dd serta meningkatkan kadar
kation basa dapat dipertukarkan (Ca dan Mg). Hasil percobaan pot menunjukkan
bahwa pemberian fosfat alam dan pupuk N berpengaruh nyata meningkatkan
bobot kering tanaman, serapan P dan N, serta efisiensi pemupukan P dan N
terutama pada kombinasi antara ZA dengan FA.
Kata Kunci : Fosfat alam, Urea. ZA, Typic Dystrudepts, Jagung.
PENGARUH PEMBERIAN FOSFAT ALAM DAN
PUPUK N TERHADAP KELARUTAN P, CIRI KIMIA
TANAH DAN RESPONS TANAMAN PADA TYPIC
DYSTRUDEPTS DARMAGA
RAFLI IRLAND KAWULUSAN
Tesis
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Magister Sains pada
Program Studi Ilmu Tanah
SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2007
Judul Tesis :
Pengaruh Pemberian Fosfat Alam dan Pupuk N
terhadap Kelarutan P, Ciri Kimia Tanah dan Respons
Tanaman pada Typic Dystrudepts Darmaga
Nama
:
Rafli Irland Kawulusan
NIM
:
A225010101
Disetujui,
Komisi pembimbing
Dr. Ir. Komaruddin Idris, MS
Ketua
Prof. Dr. Ir. Rykson Situmorang, MS
Anggota
Prof Res. Ir. Elsje L.Sisworo, MS APU
Anggota
Diketahui,
Ketua Program Studi Ilmu Tanah
Dekan Sekolah Pascasarjana
Dr. Ir. Komaruddin Idris, MS
Prof. Dr. Ir. Khairil Anwar Notodiputro, MS
Tanggal Ujian : 08 Mei 2007
Tanggal Lulus : 28 Mei 2007
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Manado, Sulawesi Utara pada tanggal 7 Oktober
1975 sebagai anak dari pasangan Ayahanda Hasan Kawulusan (Alm) dan Ibunda
Hairia Arbie.
Pada tahun 1988 penulis menyelesaikan pendidikan dasar di SDN 8
Manado dan melanjutkan ke SMPN 1 Manado selama tiga tahun dan lulus pada
tahun 1991. Selanjutnya penulis melanjutkan ke SMAN 2 Manado dan lulus pada
tahun 1994. Penulis memperoleh gelar Sarjana Pertanian dari Fakultas Pertanian
Jurusan Tanah, Universitas Sam Ratulangi, di Manado pada tahun 1999. Dan di
tahun 2001 penulis melanjutkan studi di Program Studi Ilmu Tanah Sekolah Pasca
Sarjana, Institut Pertanian Bogor. Sejak tahun 2003 penulis diterima sebagai staf
pengajar di jurusan Ilmu Tanah Fakultas Pertanian Universitas Sam Ratulangi
Manado.
PRAKATA
Puji dan syukur penulis panjatkan pada Allah SWT atas segala karunia- Nya
sehingga penelitian dan penulisan tesis yang merupakan salah satu syarat untuk
meraih gelar Magister Sains di Sekolah Pasca Sarjana, Institut Pertanian Bogor
dapat diselesaikan. Penelitian ini dilaksanakan dari bulan Juli 2004 sampai dengan
April 2005, dengan judul “Pengaruh Pemberian Fosfat Alam dan Pupuk N
terhadap Kelarutan P, Ciri Kimia Tanah dan Respons Tanaman pada Typic
Dystrudepts Darmaga”.
Penulis menyampaikan terima kasih dan penghargaan yang sebesar-besarnya
kepada Dr. Ir. Komaruddin Idris, MS selaku ketua komisi pembimbing sekaligus
ketua program studi Ilmu Tanah SPs IPB atas dorongan, nasehat dan bimbingan
selama penulis menjalani pendidikan dan penelitian. Terima kasih kepada Prof.
Dr. Ir. Rykson Situmorang, MS dan Prof. Res. Ir. Elsje L. Sisworo, MS APU
selaku anggota komisi pembimbing yang telah banyak bersabar dan banyak
membimbing serta mengarahkan penulis selama penelitian dan penulisan tesis.
Terimakasih juga kepada Dr. Ir. Sri Djuniwati, MSc selaku dosen penguji pada
ujian tesis yang telah banyak memberikan masukan yang akan menyempurnakan
tesis ini.
Penulis juga mengungkapkan terima kasih yang setulus-tulusnya serta
syukur atas kesabaran dan pengertian Ayahanda (Alm) Ir. Hasan Kawulusan, MS
semasa hidupnya yang telah banyak mengarahkan dan menyemangati penulis
selama penulis menjalani studi di IPB ini dan Ibunda Hairia Arbie, Kakakku
Syafrizal Kawulusan dan keluarga, terima kasih untuk doa, dorongan, motivasi,
kasih sayang sehingga penulis dapat menyelesaikan studi dan penelitian. Untuk
dinda Diana Novianti, SP MSi atas cinta dan kasih sayang serta kesetiaan
mendampingi penulis dalam menyelesaikan studi ini.
Tidak lupa terima kasih buat rekan-rekan seperjuangan Ilmu Tanah 2001,
teman kos sekaligus teman diskusi Dr. Ir. Khairil Anwar, MS atas masukanmasukan yang bermanfaat kepada penulis dalam menyelesaikan penulisan ini.
Serta lab’s crew yang tidak dapat disebutkan satu persatu tetapi telah banyak
membantu penulis terutama dalam penyediaan fasilitas untuk jalannya penelitian.
Penulis menyadari bahwa di dalam penyusunan tulisan ini masih banyak
kekurangan dan kelemahan. Oleh sebab itu penulis sangat berharap adanya kritik
dan saran dari pembaca demi perbaikan tulisan ini. Semoga karya ilmiah ini dapat
bermanfaat di kemudian hari. Amiin.
Bogor, Mei 2007
Rafli Irland Kawulusan
DAFTAR ISI
Halaman
DAFTAR TABEL .....................................................................................
DAFTAR GAMBAR ................................................................................
ix
xii
PENDAHULUAN .....................................................................................
1
Latar Belakang ..............................................................................
Tujuan ...........................................................................................
Hipotesis ........................................................................................
1
4
4
TINJAUAN PUSTAKA ...........................................................................
5
Bentuk P di Dalam Tanah .............................................................
Ketersediaan Fosfor Tanah dan Jerapan P ....................................
Sumber, Sifat Kimia dan Kelarutan Fosfat Alam .........................
Pengaruh Fosfat Alam terhadap Tanah dan Tanaman ..................
Pengaruh Pupuk N terhadap Tanah dan Tanaman ........................
5
6
8
11
13
BAHAN DAN METODE .........................................................................
16
Tempat dan Waktu Penelitian .......................................................
Bahan dan Alat ..............................................................................
Persiapan Tanah .............................................................................
Penentuan Takaran Fosfat Alam ...................................................
Kelarutan P dari Fosfat Alam ........................................................
Perubahan Ciri Kimia Tanah dan Respons Tanaman ...................
Pengolahan Data ...........................................................................
16
16
16
17
18
19
20
HASIL DAN PEMBAHASAN .................................................................
21
Kelarutan P dari Fosfat Alam ........................................................
Reaksi Tanah ................................................................................
Aluminium Dapat Dipertukarkan ..................................................
P-tersedia .......................................................................................
Basa Dapat Dipertukarkan ............................................................
Bobot Kering Tanaman .................................................................
Serapan P-Tanaman ......................................................................
Serapan N-Tanaman ......................................................................
Efisiensi Pemupukan P ..................................................................
Efisiensi pemupukan N .................................................................
21
23
26
27
29
32
33
36
37
40
PEMBAHASAN UMUM .........................................................................
KESIMPULAN .........................................................................................
42
44
DAFTAR PUSTAKA ...............................................................................
LAMPIRAN ..............................................................................................
45
50
DAFTAR TABEL
No
Teks
Hal
1
Pengaruh Pupuk N dan FA terhadap Kelarutan P.............................
21
2
Pengaruh Pupuk N dan FA terhadap pH Tanah................................
24
3
Pengaruh Pupuk N dan FA terhadap Al-dd......................................
26
4
Pengaruh Pupuk N dan FA terhadap P-tersedia................................
28
5
Pengaruh Pupuk N dan FA terhadap Ca-dd dan Mg-dd...................
30
6
Pengaruh Pupuk N dan FA terhadap Bobot Kering Tanaman..........
32
7
Pengaruh Pupuk N dan FA terhadap Serapan P-bdt dan Pbdp.....................................................................................................
34
Pengaruh Pupuk N dan FA terhadap Serapan N-bdt dan Nbdp.....................................................................................................
37
9
Pengaruh Pupuk N dan FA terhadap Efisiensi Pemupukan P...........
37
10
Pengaruh Pupuk N dan FA terhadap Efisiensi Pemupukan N..........
40
8
Lampiran
1
Kadar Hara FA Bojonegoro..............................................................
50
2
Sifat Kimia dan Fisik Tanah Percobaan............................................
51
3
Analisis Perlakuan Pupuk N dan FA terhadap Kelarutan P pada 1
MSI...................................................................................................
52
Analisis Ragam Perlakuan Pupuk N dan FA terhadap Kelarutan P
pada 1 MSI........................................................................................
52
Analisis Perlakuan Pupuk N dan FA terhadap Kelarutan P pada 3
MSI...................................................................................................
53
Analisis Ragam Perlakuan Pupuk N dan FA terhadap Kelarutan P
pada 3 MSI........................................................................................
53
Analisis Perlakuan Pupuk N dan FA terhadap Kelarutan P pada 5
MSI...................................................................................................
54
4
5
6
7
8
Analisis Ragam Perlakuan Pupuk N dan FA terhadap Kelarutan P
pada 5 MSI .......................................................................................
54
9
Analisis Perlakuan Pupuk N dan FA terhadap pH............................
55
10
Analisis Ragam Perlakuan Pupuk N dan FA terhadap pH...............
55
11
Analisis Perlakuan Pupuk N dan FA terhadap Al-dd ......................
56
12
Analisis Ragam Perlakuan Pupuk N dan FA terhadap Al-dd...........
56
13
Analisis Perlakuan Pupuk N dan FA terhadap P-tersedia.................
57
14
Analisis Ragam Perlakuan Pupuk N dan FA terhadap P-tersedia....
57
15
Analisis Perlakuan Pupuk N dan FA terhadap Ca-dd.......................
58
16
Analisis Ragam Perlakuan Pupuk N dan FA terhadap Ca-dd...........
58
17
Analisis Perlakuan Pupuk N dan FA terhadap Mg-dd......................
59
18
Analisis Ragam Perlakuan Pupuk N dan FA terhadap Mg-dd.........
59
19
Analisis Perlakuan Pupuk N dan FA terhadap Bobot Kering
Tanaman............................................................................................
60
Analisis Ragam Perlakuan Pupuk N dan FA terhadap Bobot
Kering Tanaman................................................................................
60
21
Analisis Perlakuan Pupuk N dan FA terhadap Serapan P-bdt..........
61
22
Analisis Ragam Perlakuan Pupuk N dan FA terhadap Serapan Pbdt.....................................................................................................
61
23
Analisis Perlakuan Pupuk N dan FA terhadap Serapan P-bdp.........
62
24
Analisis Ragam Perlakuan Pupuk N dan FA terhadap Serapan Pbdp.....................................................................................................
62
25
Analisis Perlakuan Pupuk N dan FA terhadap Serapan N-bdt.........
63
26
Analisis Ragam Perlakuan Pupuk N dan FA terhadap Serapan Nbdt.....................................................................................................
63
27
Analisis Perlakuan Pupuk N dan FA terhadap Serapan N-bdp.........
64
28
Analisis Ragam Perlakuan Pupuk N dan FA thdp Serapan N-bdp...
64
20
29
Analisis Perlakuan Pupuk N dan FA thd Efisiensi Pemupukan P....
65
30
Analisis Ragam Perlakuan Pupuk N dan FA terhadap Efisiensi
Pemupukan P....................................................................................
65
Analisis Perlakuan Pupuk N dan FA terhadap Efisiensi
Pemupukan N....................................................................................
66
Analisis Ragam Perlakuan Pupuk N dan FA terhadap Efisiensi
Pemupukan N....................................................................................
66
31
32
DAFTAR GAMBAR
No
Teks
Hal
1
Hubungan FA dengan Kadar P-larut Air..........................................
17
2
Pengaruh Pemberian Pupuk N terhadap Kelarutan P dari FA..........
22
3
Pengaruh Waktu Pemberian Pupuk N & FA terhadap Kelarutan P..
23
4
Pengaruh Perlakuan FA yang Dikombinasikan dengan Urea atau
ZA terhadap pH.................................................................................
25
Pengaruh Perlakuan FA yang Dikombinasikan dengan Urea atau
ZA terhadap Al-dd............................................................................
27
Pengaruh Perlakuan FA yang Dikombinasikan dengan Urea atau
ZA terhadap P-tersedia.....................................................................
29
Pengaruh Perlakuan FA yang Dikombinasikan dengan Urea atau
ZA terhadap Ca-dd dan Mg-dd.........................................................
31
5
6
7
8
Pengaruh Perlakuan FA yang Dikombinasikan dengan Urea atau
ZA terhadap Bobot Kering Tanaman................................................
9
Pengaruh Perlakuan FA yang Dikombinasikan dengan Urea atau
ZA terhadap Serapan P-bdt dan P-bdp..............................................
35
Pengaruh Perlakuan FA yang Dikombinasikan dengan Urea atau
ZA terhadap Serapan N-bdt dan N-bdp............................................
38
Pengaruh Perlakuan FA yang Dikombinasikan dengan Urea atau
ZA terhadap Efisiensi Pemupukan P................................................
39
Pengaruh Perlakuan FA yang Dikombinasikan dengan Urea atau
ZA terhadap Efisiensi Pemupukan N................................................
41
10
11
12
33
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Di daerah tropik seperti Indonesia, masalah kekurangan hara yang biasa
dihadapi dalam usaha pertanian adalah kekahatan P. Hingga saat ini pemupukan P
dalam usaha pertanian pangan umumnya diberikan dalam bentuk pupuk P larut
air.
Penggunaan pupuk P larut air, akan meningkatkan biaya produksi pertanian
disebabkan mahalnya harga pupuk tersebut akibat bahan baku untuk pembuatan
pupuk P masih dipenuhi dari impor dan juga adanya penghapusan subsidi pupuk
ini oleh pemerintah. Disamping itu dari segi agronomik, P larut air akan sangat
cepat menurun efektifitasnya (Muller 1986) terutama bila digunakan di tanah
masam yang tidak mendapatkan pengapuran terlebih dahulu. Sebagai alternatif
pengganti pupuk buatan ini dapat digunakan pupuk fosfat alam.
Penggunaan pupuk fosfat alam sebagai pupuk mempunyai prospek yang
baik di masa depan, selain biaya pengadaannya yang lebih murah juga
mempunyai efektivitas relatif sama atau bahkan lebih tinggi dari pupuk TSP
(Diamond et al. 1986). Disamping itu fosfat alam mempunyai kandungan unsurunsur hara lain terutama Ca dan Mg serta beberapa unsur mikro seperti Fe, Cu,
dan Zn yang relatif tinggi dibanding pupuk buatan, sehingga pupuk fosfat alam
dapat digunakan sebagai bahan untuk memperbaiki sifat fisik dan kimia tanah.
Diduga deposit fosfat alam di Indonesia jumlahnya cukup banyak, meskipun
ditemukan tersebar di beberapa lokasi. Lokasi endapan sebagian besar terdapat di
pulau Jawa dan sisanya di luar pulau Jawa, yaitu Kalimantan, Sulawesi dan Irian
Jaya. Dugaan cadangan fosfat alam di Indonesia sangat bervariasi. Menurut
Hardjanto (1986) cadangan fosfat alam yang ada di Pulau Jawa sekitar 700.000
ton. Sedangkan Prian dalam Idris (1992) yang meneliti cadangan fosfat alam
terutama di Pulau Jawa menduga sekitar 7 hingga 10 juta ton. Sementara itu
sumber dari PPTM (Pusat Pengembangan Teknologi Mineral) Bandung
memperkirakan cadangan fosfat alam di Pulau Jawa dan Madura berjumlah
sekitar 9.5 hingga 20 juta ton (Bisri dan Permana 1991).
Sifat penting fosfat alam dalam kaitan dengan tanaman adalah kelarutannya.
Kelarutan atau reaktivitas fosfat alam tergantung pada karakteristik kimia dan
mineraloginya. Khasawneh dan Doll (1978) berpendapat bahwa ada tiga faktor
utama yang mempengaruhi pelarutan fosfat alam didalam tanah yaitu pH tanah,
Ca dapat ditukar, aktifitas H2PO4- atau HPO42-/kapasitas retensi tanah dan bahan
organik.
Pengaruh faktor pH tanah, Ca dapat ditukar dan aktifitas H2PO4- atau HPO42/kapasitas retensi tanah tersebut, terlihat dari reaksi pelarutan fosfat alam yang
dapat digambarkan sebagai berikut (Hammond et al. 1986):
Ca10(PO4)6F2
+ 12 H+
____________
> 10 Ca2+ + 6 H2PO4 + 2 F-
Reaksi diatas menunjukkan bahwa pelarutan fosfat alam membutuhkan
lingkungan yang masam (Khasawneh dan Doll 1978; Hammond dan Diamond
1987). Penggunaan fosfat alam yang digiling halus umumnya direkomendasikan
hanya di tanah dengan pH kurang dari 5.5 (Hammond dan Diamond 1987).
Beberapa tanah tropika masam mempunyai Ca dapat dipertukarkan dan
konsentrasi P relatif rendah sehingga memberikan kondisi yang sesuai untuk
pemakaian fosfat alam (Hammond et al. 1986). Pengapuran tanah masam
menyebabkan penurunan kelarutan fosfat alam, akibat peningkatan pH dan Ca
dapat ditukar (Hammond et al. 1986; Hammond dan Diamond 1987).
Nitrogen merupakan salah satu unsur hara yang penting bagi pertumbuhan
tanaman. Jumlah nitrogen di dalam tanah tidak mencukupi kebutuhan nitrogen
tanaman. Oleh karena itu untuk mencukupi kebutuhan tersebut diperlukan
pemupukan nitrogen.
Bentuk nitrogen yang diabsorbsi tanaman berbeda-beda. Ada tanaman yang
lebih baik tumbuh bila diberi NO3- dan ada pula yang lebih baik bila NH4+ dan ada
pula tanaman yang tidak terpengaruh oleh bentuk-bentuk ini. Tanaman padi sawah
mengambil nitrogen biasanya dalam bentuk NH4+. Sebaliknya tanaman-tanaman
lahan kering biasanya mengabsorbsi bentuk NO3- yang terbanyak. Jumlah
nitrogen yang dapat diambil oleh tanaman dari pupuk nitrogen yang diberikan
adalah hanya sebagian saja, sedangkan sebagiannya lagi digunakan oleh jasad
mikro, diretensi oleh tanah, hilang karena pencucian dan penguapan dalam bentuk
gas-gas nitrogen.
Pemupukan
nitrogen
dengan
menggunakan
pupuk
nitrogen
yang
mengandung ammonium dapat menyebabkan terjadinya pemasaman tanah. Hal ini
disebabkan karena terjadinya proses nitrifikasi dari ion ammonium yang akan
menghasilkan H+ sehingga menyebabkan penurunan pH tanah (Kennedy 1992).
-
Ammonium nitrat
NH4NO3 + 2O2
-
____________
Urea
(NH2)2CO + 4O2
-
> 2NO3- + 2H+ + H2O
__________
> 2NO3- + 2H+ + CO2 + H2O
Ammonium sulfat
(NH4)2SO4 + 4O2
__________
> 2NO3- + SO42- + 4H+ + 2H2O
Hasil penelitian dari Purbopuspito dan Wuntu (1997) terhadap perubahan
sementara pH tanah Andosol akibat pemberian Urea menunjukkan bahwa
pemberian Urea setara dosis 100 kg Urea/ha pH tanah maksimum dicapai pada
hari kedua, yaitu pada pH 6.17 dari pH awal sebesar 5.68 dan selanjutnya pH
tanah menurun hingga 5.27 pada pengukuran hari terakhir (hari ke-9). Sedangkan
pH tanah maksimum untuk pemberian Urea setara dosis 200 kg Urea/ha juga
dicapai pada hari kedua, yaitu pada pH 6.28 dan pada pengukuran hari terakhir
dicapai pH 5.23.
Tujuan
Secara umum penelitian ini bertujuan :
1. Mempelajari pengaruh fosfat alam dan pupuk Urea atau ZA terhadap
perubahan ciri kimia tanah dan respons tanaman.
2. Mempelajari waktu pemberian pupuk Urea atau ZA dengan fosfat alam
terhadap kelarutan P dari fosfat alam.
3. Mempelajari serapan P dan N serta efisiensi P dan N dengan teknik isotop.
Hipotesis
Hipotesis yang digunakan dalam penelitian ini adalah :
1. Pemberian fosfat alam dan pupuk N dapat mempengaruhi perubahan ciri
kimia tanah, di antaranya adalah meningkatkan pH, P-tersedia, kation
dapat dipertukarkan (Ca, Mg, K, dan Na) dan menurunkan kadar Al-dd
serta mempengaruhi respons tanaman dan meningkatkan serapan P dan N
serta efisiensi pemupukan P dan N.
2. Pemberian fosfat alam yang didahului oleh pemberian berbagai jenis
pupuk N menghasilkan kelarutan fosfat alam yang lebih tinggi
dibandingkan pemberian jenis pupuk N bersamaan dengan fosfat alam.
3. Pemberian pupuk ZA dapat meningkatkan kelarutan P dari fosfat alam
lebih tinggi dibandingkan dengan pemberian pupuk Urea.
4. Efisiensi P dan N pada pemberian ZA lebih tinggi dibandingkan dengan
pemberian Urea dan fosfat alam.
TINJAUAN PUSTAKA
Bentuk P di Dalam Tanah
Di dalam tanah fosfor di jumpai dalam bentuk organik dan anorganik.
Perbandingan jumlah antara P-organik dan P-anorganik sangat bervariasi. Pada
tanah permukaan variasi itu berkisar antara 3 persen P-organik dan 97 persen Panorganik sampai 75 persen P-organik dan 25 persen P-anorganik (Black 1968).
Dalam bentuk anorganik, satu hingga tiga atom hidrogen dari asam fosfat
digantikan oleh kation logam. Sebagai bentuk organik, satu mungkin lebih atom
hidrogen dari asam fosfat hilang karena ikatan ester. Sisa dari atom hidrogen,
seluruhnya atau sebagian digantikan kation logam. Kedua bentuk fosfor ini
merupakan sumber P yang penting untuk tanaman (Hakim et al. 1986).
Fosfor organik tanah dijumpai dalam bentuk asam nukleat, inositol fosfat,
dan fosfolipid (Havlin et al. 1999). Sedangkan fosfat anorganik menurut Chang
dan Jackson (1957) dibedakan menjadi empat kelompok utama yaitu kalsium
fosfat (Ca-P), aluminium fosfat (Al-P), besi fosfat (Fe-P), dan reductant soluble P
(RS-P) atau P larut dalam keadaan tereduksi.
Ditinjau dari segi kebutuhan tanaman, P-anorganik berperan lebih besar
dibandingkan dengan P-organik, karena P yang diambil akar tanaman paling
banyak dalam bentuk P ini (Black 1968).
Sumber utama P-anorganik tanah ialah mineral apatit. Mineral ini
mengandung 95 % P dan dapat ditemukan pada batuan beku, batuan metamorf
dan terutama pada batu kapur. Mineral ini akan semakin berkurang dengan
semakin lanjut tingkat pelapukan tanah (Black 1968; Blair 1979).
Penyebaran fosfat anorganik tanah dapat digunakan untuk mengukur tingkat
pelapukan kimia. Urutan penyebarannya sesuai dengan tingkat hancuran iklim
dari tanah yang berumur muda hingga lanjut adalah Ca-P > Al-P > Fe-P > Pterselubung (Djokosudardjo 1974). Pada tanah-tanah yang telah mengalami
hancuran iklim agak lanjut, sebagian besar P berada dalam bentuk Al-P, kemudian
Fe-P, sedangkan Ca-P relatif sedikit. Pratt dan Garber (1964) berpendapat bahwa
bentuk Al-P merupakan bentuk P yang paling penting disamping bentuk P larut
dalam air bagi tanaman pada tanah masam. Lebih lanjut Kudeyarova (1981)
menjelaskan bahwa bentuk Al-P yang mempunyai ketersediaan P yang cukup
tinggi tersebut merupakan bentuk Al-P yang baru diendapkan dan mempunyai
derajat kristalisasi yang masih rendah.
Ketersediaan Fosfor Tanah dan Jerapan P
Fosfor tanah pada umumnya berada dalam bentuk yang tidak tersedia bagi
tanaman. Tanaman akan menyerap fosfor dalam bentuk orthofosfat (H2PO4-,
HPO42-, dan PO43-). Jumlah masing-masing bentuk tergantung pada pH tanah,
tetapi umumnya bentuk H2PO4- terbanyak dijumpai pada pH tanah berkisar 5.0 –
7.2 (Hakim et al. 1986). Ketersediaan fosfat anorganik tanah sangat ditentukan
oleh faktor-faktor sebagai berikut : 1) pH tanah, 2) ion Fe, Al, dan Mn larut, 3)
adanya mineral yang mengandung Fe, Al, dan Mn, 4) tersedianya Ca, 5) jumlah
dan tingkat dekomposisi bahan organik dan 6) kegiatan jasad renik.
Pada tanah masam, fosfat yang berasal dari pupuk P akan diretensi atau
difiksasi oleh Al, Fe dan liat silikat (Tisdale et al. 1985; Tan 1998). Menurut Tan
(1998) pada tanah masam terdapat dengan jumlah yang nyata ion-ion Al, Fe, dan
Mn, baik larut maupun dapat dipertukarkan, sehingga fosfat dijerap oleh
kompleks jerapan, dimana ion-ion itu bertindak sebagai jembatan. Fosfat yang
diretensi dengan cara ini dapat digunakan tanaman. Retensi fosfat dapat pula
terjadi karena fosfat bereaksi dengan ion-ion larut tersebut, yang persamaan
reaksinya oleh Tan (1998) dinyatakan sebagai berikut :
Al3+ + 3 H2PO4-
Al (H2PO4)3
Fosfat yang terbentuk sukar larut dalam air, dan dengan waktu menjadi kurang
tersedia bagi tanaman. Lebih lanjut dikemukakannya bahwa fiksasi fosfat pada
tanah masam dilakukan oleh hidro-oksida Al dan Fe serta liat silikat. Fiksasi
fosfat oleh hidro-oksida Al itu, secara sederhana digambarkan sebagai berikut:
OH
Al
OH
OH
OH
+ H2PO4
-
Al
H2PO4
OH
Hasil reaksi hidro-oksida Al dan Fe dengan fosfat pada akhirnya akan membentuk
varisit (AlPO4.2H2O) dan strengit (FePO4.2H2O). Sedangkan fiksasi fosfat oleh
liat sillikat terutama terjadi pada liat silikat yang mempunyai banyak gugus OH
yang tersembul keluar seperti kaolinit. Ion fosfat akan menggantikan kedudukan
OH yang tersembul itu, sehingga dapat bereaksi dengan Al oktahedral liat yang
bersangkutan. Fosfat yang difiksasi dengan cara ini lebih tinggi pada liat tipe 1 : 1
dibanding dengan liat tipe 2 : 1, karena liat yang disebut pertama disamping
memiliki banyak gugus OH yang tersembul, juga mempunyai nisbah SiO2 : R2O3
(seskuioksida) dan kapasitas tukar kation yang lebih rendah dari liat yang disebut
terakhir (Tan 1998).
Djokosudardjo (1974) mengemukakan bahwa pemberian pupuk fosfat ke
dalam tanah menyebabkan terjadinya perubahan kimia sehingga terbentuk
senyawa-senyawa Al-P, Fe-P, Ca-P dan P-organik. Senyawa-senyawa ini berada
dalam keseimbangan dengan fosfat dalam larutan tanah membentuk suatu sistem
keseimbangan yang kompleks. Fosfat dalam larutan tanah akan diserap tanaman,
lalu terbentuk keseimbangan baru lagi. Tanaman lebih mudah mengambil P dari
bentuk Al-P. Bila bentuk Al-P tinggal sedikit maka ia akan menggunakan P dari
bentuk Fe-P. Pada tanah masam jumlah P dalam bentuk Fe-P jauh lebih sedikit
dibandingkan dengan bentuk Al-P.
Jerapan P meningkat sejalan dengan semakin tingginya kadar liat tanah. Fox
dan Kamprath (1970 dalam Sanchez dan Uehara 1980) melaporkan bahwa jerapan
P sebesar 390 ppm terjadi pada Oxisol Columbia dengan kadar liat 38 %. Oxisol
Brasil dengan kandungan liat 45 % dapat menjerap P sebesar 750 ppm, sedangkan
Oxisol Hawai dengan kadar liat 70 % dapat menjerap P sebesar 900 ppm.
Disamping kadar liat yang tinggi Oxisol dari Hawai juga didominasi oleh mineral
kaolinit.
Tanah-tanah yang memiliki mineral liat bebas Al dan Fe, jerapan P
menunjukkan pola yang sama dengan jerapan pada Al- dan Fe-oksida. Pada tahap
awal jerapan P yang terjadi mula-mula berjalan sangat cepat dan pada tahap
berikutnya jerapan ini berjalan sangat lambat. Pada kenaikan pH dari 4.5 menjadi
7.0 jerapan pada gibsit menurun secara linier, sedangkan pada goetit sifat-sifat ini
terjadi pada pH antara 4.0 – 10.0. Gejala ini sebagai akibat adanya kompetisi ion
OH pada tapak-tapak jerapan serta meningkatnya muatan negatif diatas pH 6.0.
Pada gibsit nilai ini akan meningkat apabila di dalam tanah terdapat garam-garam
Ca dan dengan adanya ion Al, Ca, dan O akan terbentuk krandalit
[CaAl3(PO4)2(OH)5.H2O] atau senyawa deltait [Ca2Al2(PO4)2(OH)4.H2O] (Sample
et al. 1986).
Sumber, Sifat Kimia dan Kelarutan Fosfat Alam
Fosfat alam merupakan produk yang berasal dari deposit alam yang
kemudian digiling/dihaluskan dengan ukuran tertentu. Penggunaan fosfat alam
sebagai sumber pupuk P yang digunakan secara langsung perlu memperhatikan
beberapa faktor utama yang dapat mempengaruhi efektifitasnya, diantaranya
yaitu: sifat mineralogi dan kimia fosfat alam, kelarutannya dalam tanah,
kandungan P, tanggap tanaman, dan efisiensi penggunaannya.
Tiga sumber primer fosfat alam adalah marine fosforit, apatit dari batuan
beku dan endapan guano. Endapan sekunder juga ditemukan dan merupakan
turunan dari ketiga bahan tersebut (Cathcart 1987). Diantara ketiga deposit
tersebut deposit sedimen marine yang paling banyak ditemukan (Khasawneh dan
Doll 1978; Cathcart 1987).
Deposit fosfat alam dari batuan beku dijumpai di alam sebagai terobosan
magma dari batuan alkalin. Fosfat alam sedimen umumnya tersusun dari karbonat
fluorapatit yang mempunyai kristal berukuran mikro dan dikenal sebagai frankolit
(Khasawneh dan Doll 1978). Endapan fosforit ini umumnya ditemukan pada
formasi-formasi tua. Fosfat alam tersebut dideposisikan di perairan dangkal di
lempeng benua atau perairan yang lebih dalam di perbatasan lempeng benua dan
samudra. Endapan guano merupakan endapan yang lebih sedikit dijumpai diantara
ketiganya. Fosfat guano terbentuk melalui perembesan fosfat dari guano (kotoran
burung laut atau kelelawar) ke batuan kapur atau batuan beku dibawahnya. Pada
umumnya deposit ini kecil dan tersebar tidak merata (Catchart 1987).
Cadangan deposit fosfat alam di Indonesia sekitar 7 - 8 juta ton. Di Jawa dan
Madura, sebagian besar fosfat alam terdapat di daerah pegunungan karang, batu
gamping atau dolomitik. Eksplorasi tahun 1990 oleh Direktorat Geologi dan
Mineral, Departemen Pertambangan menemukan cadangan baru fosfat alam dari
endapan laut di Kalipucang Ciamis, Jawa Barat dengan kadar 20 – 38 % P2O5.
Besarnya cadangan fosfat alam tersebut adalah sebesar 2 juta ton. Stratifikasi
fosfat alam pada lokasi tersebut adalah batu gamping masif, batu gamping
bioklastik, berpasir, dan terakhir adalah batu gamping berkarbon dengan kadar
P2O5 secara berurutan adalah 0.39 – 3.22, 27.8 – 39.1, 3.0 – 18.3, dan 0.1 – 11.6
% (Moersidi 1999).
Berdasarkan komposisi umum mineral penyusun yang ditemukan dalam
tambang, fosfat alam dapat dikelompokkan kedalam tiga kelompok yaitu: besialuminium fosfat; kalsium-aluminium-besi-fosfat dan kalsium fosfat (McClellan
1978; Khasawneh dan Doll 1978).
Kelompok kalsium fosfat merupakan kelompok fosfat alam komersial
terpenting. Kelompok ini mempunyai ciri umum bersusun ion-ion menyerupai
mineral-mineral yang dikategorikan sebagai apatit. Diluar kemiripan struktur,
mineral-mineral dalam kelompok tersebut berbeda dan fluorapatit diasumsikan
sebagai komposisi umum fosfat alam (McClellan 1978; Khasawneh dan Doll
1978).
Penilaian kualitas fosfat alam sebagai pupuk dapat dilakukan secara kimia
yang ditetapkan dengan pengekstrak asam lemah, seperti asam sitrat 2% atau
asam format 2% atau dapat juga ditetapkan dengan asam kuat seperti HCl untuk
mengetahui kadar total P2O5.
Hughes dan Gilkes (1984) mengembangkan metode untuk memperkirakan
kelarutan fosfat alam dari peningkatan Ca dapat ditukar (ΔCa) dari tanah yang
dipupuk dengan fosfat alam dikurangi dengan tanpa fosfat alam. Pada metode ini
diasumsikan bahwa Ca yang dilepas oleh fosfat alam terakumulasi dalam tanah
sebagai Ca yang dapat dipertukarkan yang diekstrak dengan pengekstrak tertentu.
Hughes dan Gilkes (1984) menyarankan menggunakan pengekstrak BaCl2 yang
disangga pada pH 8.2. Penggunaan pengekstrak yang tidak disangga pada pH
alkalin dapat melarutkan Al dapat dipertukarkan atau H dapat dipertukarkan ke
dalam tanah pada saat dilakukan ekstraksi. Metoda ΔCa adalah metoda yang
sederhana dan tidak disarankan digunakan pada percobaan rumah kaca, lapang
atau inkubasi yang terbuka yang dimungkinkannya Ca dapat dipertukarkan dapat
hilang diserap tanaman ataupun tercuci (Rajan et al. 1996).
Kelarutan fosfat alam dapat juga ditentukan dengan pengekstrak 0.5 M
NaHCO3 (Olsen dan Watanabe 1957). Kelarutan fosfat alam ditetapkan berdasar
selisih kadar P dari tanah yang diperlakukan dengan fosfat alam dan tanpa fosfat
alam (ΔBicp-P). Metode ini kemudian dimodifikasi dan dikembangkan Hughes
dan Gilkes (1994) untuk menilai kelarutan fosfat alam pada tanah di Barat Daya
Australia.
Fosfat alam yang digunakan secara langsung reaktifitasnya dipengaruhi oleh
ukuran butir. Makin halus ukuran butir fosfat alam makin reaktif, karena semakin
tinggi permukaan fosfat alam yang bersentuhan dengan permukaan koloid tanah.
Hammond dan Diamond ( 1987) menegaskan bahwa penggunaan fosfat alam
yang digiling halus umumnya direkomendasikan hanya di tanah dengan pH
kurang dari 5.5.
McClellan dan Kauwenberg (1992), Chien (1992), dan Moersidi (1999)
mengemukakan bahwa besarnya karbonat yang mensubstitusi fosfat berpengaruh
besar terhadap kelarutan fosfat alam apatit. Semakin tinggi jumlah karbonat yang
mensubstitusi
fosfat
menyebabkan
reaktivitas
semakin
tinggi.
Hal
ini
berhubungan dengan panjang sumbu a dari kristal hexagonal mineral apatit, makin
banyak substitusi karbonat makin pendek sumbu a-nya. Substitusi karbonat pada
batuan apatit bila diurut dari rendah ke tinggi adalah fluorapatit, batuan metamorf,
dan tertinggi adalah batuan sedimen.
Disamping sifat internal, faktor lingkungan juga menentukan tingkat
kelarutan fosfat alam. Ditegaskan oleh Khasawneh dan Doll (1978) bahwa ada
tiga faktor utama yang mempengaruhi pelarutan fosfat alam di dalam tanah yaitu
pH tanah, konsentrasi Ca dan P di dalam larutan tanah. Disamping itu pelaruta
PUPUK N TERHADAP KELARUTAN P, CIRI KIMIA
TANAH DAN RESPONS TANAMAN PADA TYPIC
DYSTRUDEPTS DARMAGA
RAFLI IRLAND KAWULUSAN
SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
2007
PERNYATAAN MENGENAI TESIS DAN
SUMBER INFORMASI
Dengan ini saya menyatakan bahwa tesis Pengaruh Pemberian Fosfat
Alam dan Pupuk N terhadap Kelarutan P, Ciri Kimia Tanah dan Respons
Tanaman pada Typic Dystrudepts Darmaga adalah benar-benar merupakan hasil
karya sendiri dan belum pernah digunakan untuk memperoleh gelar sejenis.
Semua sumber data dan informasi yang digunakan telah dinyatakan secara jelas
dan dapat diperiksa kebenarannya.
Bogor, Mei 2007
Rafli Irland Kawulusan
NIM A225010101
ABSTRAK
RAFLI IRLAND KAWULUSAN. Pengaruh Pemberian Fosfat Alam dan Pupuk
N terhadap Kelarutan P, Ciri Kimia Tanah dan Respons Tanaman pada Typic
Dystrudepts Darmaga. Dibimbing oleh KOMARUDDIN IDRIS, RYKSON
SITUMORANG, dan ELSJE L. SISWORO.
Rendahnya produksi pertanian pada tanah-tanah masam di Indonesia secara
umum disebabkan oleh rendahnya ketersediaan unsur hara fosfor dan nitrogen.
Salah satu alternatif untuk mengatasi masalah tersebut yaitu dengan cara
melakukan pemupukan P dan N. Penggunaan fosfat alam sebagai sumber pupuk P
memiliki prospek yang baik di masa depan karena adanya beberapa kelebihan,
yaitu murah dalam hal pengadaan dan mengandung unsur-unsur hara yang lain
terutama Ca dan Mg serta beberapa unsur mikro seperti Fe, Cu dan Zn. Tujuan
dari penelitian ini adalah untuk mengetahui pemberian fosfat alam dan pupuk N
terhadap ciri kimia tanah dan respons tanaman jagung.
Penelitian ini dilaksanakan mulai bulan Juni 2004 – April 2005 dengan
menggunakan bahan tanah Typic Dystrudepts Darmaga yang diambil dari kebun
percobaan Cikabayan pada kedalaman 0-30 cm. Penelitian ini terdiri dari
percobaan inkubasi dan percobaan pot. Percobaan inkubasi bertujuan untuk (1)
mengetahui pengaruh fosfat alam dan pupuk N terhadap kelarutan P dari fosfat
alam dan (2) mengetahui pengaruh fosfat alam dan pupuk N terhadap ciri kimia
tanah. Percobaan pot dilakukan untuk mengetahui pengaruh fosfat alam dan
pupuk N terhadap respons tanaman, serapan P dan N, serta efisiensi pemupukan P
dan N.
Hasil percobaan inkubasi menunjukkan bahwa (1) pemberian pupuk N satu
minggu sebelum fosfat alam memberikan kelarutan P yang lebih baik daripada
pemberian pupuk N yang bersamaan dengan fosfat alam, (2) kombinasi antara ZA
dengan fosfat alam memberikan kelarutan P dari fosfat alam yang lebih tinggi
pada minggu ke-1 dan ke-3 setelah inkubasi dibanding kombinasi Urea dengan
FA, (3) pemberian pupuk N dan fosfat alam berpengaruh nyata meningkatkan
kadar P-tersedia, pH tanah, menurunkan kadar Al-dd serta meningkatkan kadar
kation basa dapat dipertukarkan (Ca dan Mg). Hasil percobaan pot menunjukkan
bahwa pemberian fosfat alam dan pupuk N berpengaruh nyata meningkatkan
bobot kering tanaman, serapan P dan N, serta efisiensi pemupukan P dan N
terutama pada kombinasi antara ZA dengan FA.
Kata Kunci : Fosfat alam, Urea. ZA, Typic Dystrudepts, Jagung.
PENGARUH PEMBERIAN FOSFAT ALAM DAN
PUPUK N TERHADAP KELARUTAN P, CIRI KIMIA
TANAH DAN RESPONS TANAMAN PADA TYPIC
DYSTRUDEPTS DARMAGA
RAFLI IRLAND KAWULUSAN
Tesis
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Magister Sains pada
Program Studi Ilmu Tanah
SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2007
Judul Tesis :
Pengaruh Pemberian Fosfat Alam dan Pupuk N
terhadap Kelarutan P, Ciri Kimia Tanah dan Respons
Tanaman pada Typic Dystrudepts Darmaga
Nama
:
Rafli Irland Kawulusan
NIM
:
A225010101
Disetujui,
Komisi pembimbing
Dr. Ir. Komaruddin Idris, MS
Ketua
Prof. Dr. Ir. Rykson Situmorang, MS
Anggota
Prof Res. Ir. Elsje L.Sisworo, MS APU
Anggota
Diketahui,
Ketua Program Studi Ilmu Tanah
Dekan Sekolah Pascasarjana
Dr. Ir. Komaruddin Idris, MS
Prof. Dr. Ir. Khairil Anwar Notodiputro, MS
Tanggal Ujian : 08 Mei 2007
Tanggal Lulus : 28 Mei 2007
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Manado, Sulawesi Utara pada tanggal 7 Oktober
1975 sebagai anak dari pasangan Ayahanda Hasan Kawulusan (Alm) dan Ibunda
Hairia Arbie.
Pada tahun 1988 penulis menyelesaikan pendidikan dasar di SDN 8
Manado dan melanjutkan ke SMPN 1 Manado selama tiga tahun dan lulus pada
tahun 1991. Selanjutnya penulis melanjutkan ke SMAN 2 Manado dan lulus pada
tahun 1994. Penulis memperoleh gelar Sarjana Pertanian dari Fakultas Pertanian
Jurusan Tanah, Universitas Sam Ratulangi, di Manado pada tahun 1999. Dan di
tahun 2001 penulis melanjutkan studi di Program Studi Ilmu Tanah Sekolah Pasca
Sarjana, Institut Pertanian Bogor. Sejak tahun 2003 penulis diterima sebagai staf
pengajar di jurusan Ilmu Tanah Fakultas Pertanian Universitas Sam Ratulangi
Manado.
PRAKATA
Puji dan syukur penulis panjatkan pada Allah SWT atas segala karunia- Nya
sehingga penelitian dan penulisan tesis yang merupakan salah satu syarat untuk
meraih gelar Magister Sains di Sekolah Pasca Sarjana, Institut Pertanian Bogor
dapat diselesaikan. Penelitian ini dilaksanakan dari bulan Juli 2004 sampai dengan
April 2005, dengan judul “Pengaruh Pemberian Fosfat Alam dan Pupuk N
terhadap Kelarutan P, Ciri Kimia Tanah dan Respons Tanaman pada Typic
Dystrudepts Darmaga”.
Penulis menyampaikan terima kasih dan penghargaan yang sebesar-besarnya
kepada Dr. Ir. Komaruddin Idris, MS selaku ketua komisi pembimbing sekaligus
ketua program studi Ilmu Tanah SPs IPB atas dorongan, nasehat dan bimbingan
selama penulis menjalani pendidikan dan penelitian. Terima kasih kepada Prof.
Dr. Ir. Rykson Situmorang, MS dan Prof. Res. Ir. Elsje L. Sisworo, MS APU
selaku anggota komisi pembimbing yang telah banyak bersabar dan banyak
membimbing serta mengarahkan penulis selama penelitian dan penulisan tesis.
Terimakasih juga kepada Dr. Ir. Sri Djuniwati, MSc selaku dosen penguji pada
ujian tesis yang telah banyak memberikan masukan yang akan menyempurnakan
tesis ini.
Penulis juga mengungkapkan terima kasih yang setulus-tulusnya serta
syukur atas kesabaran dan pengertian Ayahanda (Alm) Ir. Hasan Kawulusan, MS
semasa hidupnya yang telah banyak mengarahkan dan menyemangati penulis
selama penulis menjalani studi di IPB ini dan Ibunda Hairia Arbie, Kakakku
Syafrizal Kawulusan dan keluarga, terima kasih untuk doa, dorongan, motivasi,
kasih sayang sehingga penulis dapat menyelesaikan studi dan penelitian. Untuk
dinda Diana Novianti, SP MSi atas cinta dan kasih sayang serta kesetiaan
mendampingi penulis dalam menyelesaikan studi ini.
Tidak lupa terima kasih buat rekan-rekan seperjuangan Ilmu Tanah 2001,
teman kos sekaligus teman diskusi Dr. Ir. Khairil Anwar, MS atas masukanmasukan yang bermanfaat kepada penulis dalam menyelesaikan penulisan ini.
Serta lab’s crew yang tidak dapat disebutkan satu persatu tetapi telah banyak
membantu penulis terutama dalam penyediaan fasilitas untuk jalannya penelitian.
Penulis menyadari bahwa di dalam penyusunan tulisan ini masih banyak
kekurangan dan kelemahan. Oleh sebab itu penulis sangat berharap adanya kritik
dan saran dari pembaca demi perbaikan tulisan ini. Semoga karya ilmiah ini dapat
bermanfaat di kemudian hari. Amiin.
Bogor, Mei 2007
Rafli Irland Kawulusan
DAFTAR ISI
Halaman
DAFTAR TABEL .....................................................................................
DAFTAR GAMBAR ................................................................................
ix
xii
PENDAHULUAN .....................................................................................
1
Latar Belakang ..............................................................................
Tujuan ...........................................................................................
Hipotesis ........................................................................................
1
4
4
TINJAUAN PUSTAKA ...........................................................................
5
Bentuk P di Dalam Tanah .............................................................
Ketersediaan Fosfor Tanah dan Jerapan P ....................................
Sumber, Sifat Kimia dan Kelarutan Fosfat Alam .........................
Pengaruh Fosfat Alam terhadap Tanah dan Tanaman ..................
Pengaruh Pupuk N terhadap Tanah dan Tanaman ........................
5
6
8
11
13
BAHAN DAN METODE .........................................................................
16
Tempat dan Waktu Penelitian .......................................................
Bahan dan Alat ..............................................................................
Persiapan Tanah .............................................................................
Penentuan Takaran Fosfat Alam ...................................................
Kelarutan P dari Fosfat Alam ........................................................
Perubahan Ciri Kimia Tanah dan Respons Tanaman ...................
Pengolahan Data ...........................................................................
16
16
16
17
18
19
20
HASIL DAN PEMBAHASAN .................................................................
21
Kelarutan P dari Fosfat Alam ........................................................
Reaksi Tanah ................................................................................
Aluminium Dapat Dipertukarkan ..................................................
P-tersedia .......................................................................................
Basa Dapat Dipertukarkan ............................................................
Bobot Kering Tanaman .................................................................
Serapan P-Tanaman ......................................................................
Serapan N-Tanaman ......................................................................
Efisiensi Pemupukan P ..................................................................
Efisiensi pemupukan N .................................................................
21
23
26
27
29
32
33
36
37
40
PEMBAHASAN UMUM .........................................................................
KESIMPULAN .........................................................................................
42
44
DAFTAR PUSTAKA ...............................................................................
LAMPIRAN ..............................................................................................
45
50
DAFTAR TABEL
No
Teks
Hal
1
Pengaruh Pupuk N dan FA terhadap Kelarutan P.............................
21
2
Pengaruh Pupuk N dan FA terhadap pH Tanah................................
24
3
Pengaruh Pupuk N dan FA terhadap Al-dd......................................
26
4
Pengaruh Pupuk N dan FA terhadap P-tersedia................................
28
5
Pengaruh Pupuk N dan FA terhadap Ca-dd dan Mg-dd...................
30
6
Pengaruh Pupuk N dan FA terhadap Bobot Kering Tanaman..........
32
7
Pengaruh Pupuk N dan FA terhadap Serapan P-bdt dan Pbdp.....................................................................................................
34
Pengaruh Pupuk N dan FA terhadap Serapan N-bdt dan Nbdp.....................................................................................................
37
9
Pengaruh Pupuk N dan FA terhadap Efisiensi Pemupukan P...........
37
10
Pengaruh Pupuk N dan FA terhadap Efisiensi Pemupukan N..........
40
8
Lampiran
1
Kadar Hara FA Bojonegoro..............................................................
50
2
Sifat Kimia dan Fisik Tanah Percobaan............................................
51
3
Analisis Perlakuan Pupuk N dan FA terhadap Kelarutan P pada 1
MSI...................................................................................................
52
Analisis Ragam Perlakuan Pupuk N dan FA terhadap Kelarutan P
pada 1 MSI........................................................................................
52
Analisis Perlakuan Pupuk N dan FA terhadap Kelarutan P pada 3
MSI...................................................................................................
53
Analisis Ragam Perlakuan Pupuk N dan FA terhadap Kelarutan P
pada 3 MSI........................................................................................
53
Analisis Perlakuan Pupuk N dan FA terhadap Kelarutan P pada 5
MSI...................................................................................................
54
4
5
6
7
8
Analisis Ragam Perlakuan Pupuk N dan FA terhadap Kelarutan P
pada 5 MSI .......................................................................................
54
9
Analisis Perlakuan Pupuk N dan FA terhadap pH............................
55
10
Analisis Ragam Perlakuan Pupuk N dan FA terhadap pH...............
55
11
Analisis Perlakuan Pupuk N dan FA terhadap Al-dd ......................
56
12
Analisis Ragam Perlakuan Pupuk N dan FA terhadap Al-dd...........
56
13
Analisis Perlakuan Pupuk N dan FA terhadap P-tersedia.................
57
14
Analisis Ragam Perlakuan Pupuk N dan FA terhadap P-tersedia....
57
15
Analisis Perlakuan Pupuk N dan FA terhadap Ca-dd.......................
58
16
Analisis Ragam Perlakuan Pupuk N dan FA terhadap Ca-dd...........
58
17
Analisis Perlakuan Pupuk N dan FA terhadap Mg-dd......................
59
18
Analisis Ragam Perlakuan Pupuk N dan FA terhadap Mg-dd.........
59
19
Analisis Perlakuan Pupuk N dan FA terhadap Bobot Kering
Tanaman............................................................................................
60
Analisis Ragam Perlakuan Pupuk N dan FA terhadap Bobot
Kering Tanaman................................................................................
60
21
Analisis Perlakuan Pupuk N dan FA terhadap Serapan P-bdt..........
61
22
Analisis Ragam Perlakuan Pupuk N dan FA terhadap Serapan Pbdt.....................................................................................................
61
23
Analisis Perlakuan Pupuk N dan FA terhadap Serapan P-bdp.........
62
24
Analisis Ragam Perlakuan Pupuk N dan FA terhadap Serapan Pbdp.....................................................................................................
62
25
Analisis Perlakuan Pupuk N dan FA terhadap Serapan N-bdt.........
63
26
Analisis Ragam Perlakuan Pupuk N dan FA terhadap Serapan Nbdt.....................................................................................................
63
27
Analisis Perlakuan Pupuk N dan FA terhadap Serapan N-bdp.........
64
28
Analisis Ragam Perlakuan Pupuk N dan FA thdp Serapan N-bdp...
64
20
PENGARUH PEMBERIAN FOSFAT ALAM DAN
PUPUK N TERHADAP KELARUTAN P, CIRI KIMIA
TANAH DAN RESPONS TANAMAN PADA TYPIC
DYSTRUDEPTS DARMAGA
RAFLI IRLAND KAWULUSAN
SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
2007
PERNYATAAN MENGENAI TESIS DAN
SUMBER INFORMASI
Dengan ini saya menyatakan bahwa tesis Pengaruh Pemberian Fosfat
Alam dan Pupuk N terhadap Kelarutan P, Ciri Kimia Tanah dan Respons
Tanaman pada Typic Dystrudepts Darmaga adalah benar-benar merupakan hasil
karya sendiri dan belum pernah digunakan untuk memperoleh gelar sejenis.
Semua sumber data dan informasi yang digunakan telah dinyatakan secara jelas
dan dapat diperiksa kebenarannya.
Bogor, Mei 2007
Rafli Irland Kawulusan
NIM A225010101
ABSTRAK
RAFLI IRLAND KAWULUSAN. Pengaruh Pemberian Fosfat Alam dan Pupuk
N terhadap Kelarutan P, Ciri Kimia Tanah dan Respons Tanaman pada Typic
Dystrudepts Darmaga. Dibimbing oleh KOMARUDDIN IDRIS, RYKSON
SITUMORANG, dan ELSJE L. SISWORO.
Rendahnya produksi pertanian pada tanah-tanah masam di Indonesia secara
umum disebabkan oleh rendahnya ketersediaan unsur hara fosfor dan nitrogen.
Salah satu alternatif untuk mengatasi masalah tersebut yaitu dengan cara
melakukan pemupukan P dan N. Penggunaan fosfat alam sebagai sumber pupuk P
memiliki prospek yang baik di masa depan karena adanya beberapa kelebihan,
yaitu murah dalam hal pengadaan dan mengandung unsur-unsur hara yang lain
terutama Ca dan Mg serta beberapa unsur mikro seperti Fe, Cu dan Zn. Tujuan
dari penelitian ini adalah untuk mengetahui pemberian fosfat alam dan pupuk N
terhadap ciri kimia tanah dan respons tanaman jagung.
Penelitian ini dilaksanakan mulai bulan Juni 2004 – April 2005 dengan
menggunakan bahan tanah Typic Dystrudepts Darmaga yang diambil dari kebun
percobaan Cikabayan pada kedalaman 0-30 cm. Penelitian ini terdiri dari
percobaan inkubasi dan percobaan pot. Percobaan inkubasi bertujuan untuk (1)
mengetahui pengaruh fosfat alam dan pupuk N terhadap kelarutan P dari fosfat
alam dan (2) mengetahui pengaruh fosfat alam dan pupuk N terhadap ciri kimia
tanah. Percobaan pot dilakukan untuk mengetahui pengaruh fosfat alam dan
pupuk N terhadap respons tanaman, serapan P dan N, serta efisiensi pemupukan P
dan N.
Hasil percobaan inkubasi menunjukkan bahwa (1) pemberian pupuk N satu
minggu sebelum fosfat alam memberikan kelarutan P yang lebih baik daripada
pemberian pupuk N yang bersamaan dengan fosfat alam, (2) kombinasi antara ZA
dengan fosfat alam memberikan kelarutan P dari fosfat alam yang lebih tinggi
pada minggu ke-1 dan ke-3 setelah inkubasi dibanding kombinasi Urea dengan
FA, (3) pemberian pupuk N dan fosfat alam berpengaruh nyata meningkatkan
kadar P-tersedia, pH tanah, menurunkan kadar Al-dd serta meningkatkan kadar
kation basa dapat dipertukarkan (Ca dan Mg). Hasil percobaan pot menunjukkan
bahwa pemberian fosfat alam dan pupuk N berpengaruh nyata meningkatkan
bobot kering tanaman, serapan P dan N, serta efisiensi pemupukan P dan N
terutama pada kombinasi antara ZA dengan FA.
Kata Kunci : Fosfat alam, Urea. ZA, Typic Dystrudepts, Jagung.
PENGARUH PEMBERIAN FOSFAT ALAM DAN
PUPUK N TERHADAP KELARUTAN P, CIRI KIMIA
TANAH DAN RESPONS TANAMAN PADA TYPIC
DYSTRUDEPTS DARMAGA
RAFLI IRLAND KAWULUSAN
Tesis
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Magister Sains pada
Program Studi Ilmu Tanah
SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2007
Judul Tesis :
Pengaruh Pemberian Fosfat Alam dan Pupuk N
terhadap Kelarutan P, Ciri Kimia Tanah dan Respons
Tanaman pada Typic Dystrudepts Darmaga
Nama
:
Rafli Irland Kawulusan
NIM
:
A225010101
Disetujui,
Komisi pembimbing
Dr. Ir. Komaruddin Idris, MS
Ketua
Prof. Dr. Ir. Rykson Situmorang, MS
Anggota
Prof Res. Ir. Elsje L.Sisworo, MS APU
Anggota
Diketahui,
Ketua Program Studi Ilmu Tanah
Dekan Sekolah Pascasarjana
Dr. Ir. Komaruddin Idris, MS
Prof. Dr. Ir. Khairil Anwar Notodiputro, MS
Tanggal Ujian : 08 Mei 2007
Tanggal Lulus : 28 Mei 2007
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Manado, Sulawesi Utara pada tanggal 7 Oktober
1975 sebagai anak dari pasangan Ayahanda Hasan Kawulusan (Alm) dan Ibunda
Hairia Arbie.
Pada tahun 1988 penulis menyelesaikan pendidikan dasar di SDN 8
Manado dan melanjutkan ke SMPN 1 Manado selama tiga tahun dan lulus pada
tahun 1991. Selanjutnya penulis melanjutkan ke SMAN 2 Manado dan lulus pada
tahun 1994. Penulis memperoleh gelar Sarjana Pertanian dari Fakultas Pertanian
Jurusan Tanah, Universitas Sam Ratulangi, di Manado pada tahun 1999. Dan di
tahun 2001 penulis melanjutkan studi di Program Studi Ilmu Tanah Sekolah Pasca
Sarjana, Institut Pertanian Bogor. Sejak tahun 2003 penulis diterima sebagai staf
pengajar di jurusan Ilmu Tanah Fakultas Pertanian Universitas Sam Ratulangi
Manado.
PRAKATA
Puji dan syukur penulis panjatkan pada Allah SWT atas segala karunia- Nya
sehingga penelitian dan penulisan tesis yang merupakan salah satu syarat untuk
meraih gelar Magister Sains di Sekolah Pasca Sarjana, Institut Pertanian Bogor
dapat diselesaikan. Penelitian ini dilaksanakan dari bulan Juli 2004 sampai dengan
April 2005, dengan judul “Pengaruh Pemberian Fosfat Alam dan Pupuk N
terhadap Kelarutan P, Ciri Kimia Tanah dan Respons Tanaman pada Typic
Dystrudepts Darmaga”.
Penulis menyampaikan terima kasih dan penghargaan yang sebesar-besarnya
kepada Dr. Ir. Komaruddin Idris, MS selaku ketua komisi pembimbing sekaligus
ketua program studi Ilmu Tanah SPs IPB atas dorongan, nasehat dan bimbingan
selama penulis menjalani pendidikan dan penelitian. Terima kasih kepada Prof.
Dr. Ir. Rykson Situmorang, MS dan Prof. Res. Ir. Elsje L. Sisworo, MS APU
selaku anggota komisi pembimbing yang telah banyak bersabar dan banyak
membimbing serta mengarahkan penulis selama penelitian dan penulisan tesis.
Terimakasih juga kepada Dr. Ir. Sri Djuniwati, MSc selaku dosen penguji pada
ujian tesis yang telah banyak memberikan masukan yang akan menyempurnakan
tesis ini.
Penulis juga mengungkapkan terima kasih yang setulus-tulusnya serta
syukur atas kesabaran dan pengertian Ayahanda (Alm) Ir. Hasan Kawulusan, MS
semasa hidupnya yang telah banyak mengarahkan dan menyemangati penulis
selama penulis menjalani studi di IPB ini dan Ibunda Hairia Arbie, Kakakku
Syafrizal Kawulusan dan keluarga, terima kasih untuk doa, dorongan, motivasi,
kasih sayang sehingga penulis dapat menyelesaikan studi dan penelitian. Untuk
dinda Diana Novianti, SP MSi atas cinta dan kasih sayang serta kesetiaan
mendampingi penulis dalam menyelesaikan studi ini.
Tidak lupa terima kasih buat rekan-rekan seperjuangan Ilmu Tanah 2001,
teman kos sekaligus teman diskusi Dr. Ir. Khairil Anwar, MS atas masukanmasukan yang bermanfaat kepada penulis dalam menyelesaikan penulisan ini.
Serta lab’s crew yang tidak dapat disebutkan satu persatu tetapi telah banyak
membantu penulis terutama dalam penyediaan fasilitas untuk jalannya penelitian.
Penulis menyadari bahwa di dalam penyusunan tulisan ini masih banyak
kekurangan dan kelemahan. Oleh sebab itu penulis sangat berharap adanya kritik
dan saran dari pembaca demi perbaikan tulisan ini. Semoga karya ilmiah ini dapat
bermanfaat di kemudian hari. Amiin.
Bogor, Mei 2007
Rafli Irland Kawulusan
DAFTAR ISI
Halaman
DAFTAR TABEL .....................................................................................
DAFTAR GAMBAR ................................................................................
ix
xii
PENDAHULUAN .....................................................................................
1
Latar Belakang ..............................................................................
Tujuan ...........................................................................................
Hipotesis ........................................................................................
1
4
4
TINJAUAN PUSTAKA ...........................................................................
5
Bentuk P di Dalam Tanah .............................................................
Ketersediaan Fosfor Tanah dan Jerapan P ....................................
Sumber, Sifat Kimia dan Kelarutan Fosfat Alam .........................
Pengaruh Fosfat Alam terhadap Tanah dan Tanaman ..................
Pengaruh Pupuk N terhadap Tanah dan Tanaman ........................
5
6
8
11
13
BAHAN DAN METODE .........................................................................
16
Tempat dan Waktu Penelitian .......................................................
Bahan dan Alat ..............................................................................
Persiapan Tanah .............................................................................
Penentuan Takaran Fosfat Alam ...................................................
Kelarutan P dari Fosfat Alam ........................................................
Perubahan Ciri Kimia Tanah dan Respons Tanaman ...................
Pengolahan Data ...........................................................................
16
16
16
17
18
19
20
HASIL DAN PEMBAHASAN .................................................................
21
Kelarutan P dari Fosfat Alam ........................................................
Reaksi Tanah ................................................................................
Aluminium Dapat Dipertukarkan ..................................................
P-tersedia .......................................................................................
Basa Dapat Dipertukarkan ............................................................
Bobot Kering Tanaman .................................................................
Serapan P-Tanaman ......................................................................
Serapan N-Tanaman ......................................................................
Efisiensi Pemupukan P ..................................................................
Efisiensi pemupukan N .................................................................
21
23
26
27
29
32
33
36
37
40
PEMBAHASAN UMUM .........................................................................
KESIMPULAN .........................................................................................
42
44
DAFTAR PUSTAKA ...............................................................................
LAMPIRAN ..............................................................................................
45
50
DAFTAR TABEL
No
Teks
Hal
1
Pengaruh Pupuk N dan FA terhadap Kelarutan P.............................
21
2
Pengaruh Pupuk N dan FA terhadap pH Tanah................................
24
3
Pengaruh Pupuk N dan FA terhadap Al-dd......................................
26
4
Pengaruh Pupuk N dan FA terhadap P-tersedia................................
28
5
Pengaruh Pupuk N dan FA terhadap Ca-dd dan Mg-dd...................
30
6
Pengaruh Pupuk N dan FA terhadap Bobot Kering Tanaman..........
32
7
Pengaruh Pupuk N dan FA terhadap Serapan P-bdt dan Pbdp.....................................................................................................
34
Pengaruh Pupuk N dan FA terhadap Serapan N-bdt dan Nbdp.....................................................................................................
37
9
Pengaruh Pupuk N dan FA terhadap Efisiensi Pemupukan P...........
37
10
Pengaruh Pupuk N dan FA terhadap Efisiensi Pemupukan N..........
40
8
Lampiran
1
Kadar Hara FA Bojonegoro..............................................................
50
2
Sifat Kimia dan Fisik Tanah Percobaan............................................
51
3
Analisis Perlakuan Pupuk N dan FA terhadap Kelarutan P pada 1
MSI...................................................................................................
52
Analisis Ragam Perlakuan Pupuk N dan FA terhadap Kelarutan P
pada 1 MSI........................................................................................
52
Analisis Perlakuan Pupuk N dan FA terhadap Kelarutan P pada 3
MSI...................................................................................................
53
Analisis Ragam Perlakuan Pupuk N dan FA terhadap Kelarutan P
pada 3 MSI........................................................................................
53
Analisis Perlakuan Pupuk N dan FA terhadap Kelarutan P pada 5
MSI...................................................................................................
54
4
5
6
7
8
Analisis Ragam Perlakuan Pupuk N dan FA terhadap Kelarutan P
pada 5 MSI .......................................................................................
54
9
Analisis Perlakuan Pupuk N dan FA terhadap pH............................
55
10
Analisis Ragam Perlakuan Pupuk N dan FA terhadap pH...............
55
11
Analisis Perlakuan Pupuk N dan FA terhadap Al-dd ......................
56
12
Analisis Ragam Perlakuan Pupuk N dan FA terhadap Al-dd...........
56
13
Analisis Perlakuan Pupuk N dan FA terhadap P-tersedia.................
57
14
Analisis Ragam Perlakuan Pupuk N dan FA terhadap P-tersedia....
57
15
Analisis Perlakuan Pupuk N dan FA terhadap Ca-dd.......................
58
16
Analisis Ragam Perlakuan Pupuk N dan FA terhadap Ca-dd...........
58
17
Analisis Perlakuan Pupuk N dan FA terhadap Mg-dd......................
59
18
Analisis Ragam Perlakuan Pupuk N dan FA terhadap Mg-dd.........
59
19
Analisis Perlakuan Pupuk N dan FA terhadap Bobot Kering
Tanaman............................................................................................
60
Analisis Ragam Perlakuan Pupuk N dan FA terhadap Bobot
Kering Tanaman................................................................................
60
21
Analisis Perlakuan Pupuk N dan FA terhadap Serapan P-bdt..........
61
22
Analisis Ragam Perlakuan Pupuk N dan FA terhadap Serapan Pbdt.....................................................................................................
61
23
Analisis Perlakuan Pupuk N dan FA terhadap Serapan P-bdp.........
62
24
Analisis Ragam Perlakuan Pupuk N dan FA terhadap Serapan Pbdp.....................................................................................................
62
25
Analisis Perlakuan Pupuk N dan FA terhadap Serapan N-bdt.........
63
26
Analisis Ragam Perlakuan Pupuk N dan FA terhadap Serapan Nbdt.....................................................................................................
63
27
Analisis Perlakuan Pupuk N dan FA terhadap Serapan N-bdp.........
64
28
Analisis Ragam Perlakuan Pupuk N dan FA thdp Serapan N-bdp...
64
20
29
Analisis Perlakuan Pupuk N dan FA thd Efisiensi Pemupukan P....
65
30
Analisis Ragam Perlakuan Pupuk N dan FA terhadap Efisiensi
Pemupukan P....................................................................................
65
Analisis Perlakuan Pupuk N dan FA terhadap Efisiensi
Pemupukan N....................................................................................
66
Analisis Ragam Perlakuan Pupuk N dan FA terhadap Efisiensi
Pemupukan N....................................................................................
66
31
32
DAFTAR GAMBAR
No
Teks
Hal
1
Hubungan FA dengan Kadar P-larut Air..........................................
17
2
Pengaruh Pemberian Pupuk N terhadap Kelarutan P dari FA..........
22
3
Pengaruh Waktu Pemberian Pupuk N & FA terhadap Kelarutan P..
23
4
Pengaruh Perlakuan FA yang Dikombinasikan dengan Urea atau
ZA terhadap pH.................................................................................
25
Pengaruh Perlakuan FA yang Dikombinasikan dengan Urea atau
ZA terhadap Al-dd............................................................................
27
Pengaruh Perlakuan FA yang Dikombinasikan dengan Urea atau
ZA terhadap P-tersedia.....................................................................
29
Pengaruh Perlakuan FA yang Dikombinasikan dengan Urea atau
ZA terhadap Ca-dd dan Mg-dd.........................................................
31
5
6
7
8
Pengaruh Perlakuan FA yang Dikombinasikan dengan Urea atau
ZA terhadap Bobot Kering Tanaman................................................
9
Pengaruh Perlakuan FA yang Dikombinasikan dengan Urea atau
ZA terhadap Serapan P-bdt dan P-bdp..............................................
35
Pengaruh Perlakuan FA yang Dikombinasikan dengan Urea atau
ZA terhadap Serapan N-bdt dan N-bdp............................................
38
Pengaruh Perlakuan FA yang Dikombinasikan dengan Urea atau
ZA terhadap Efisiensi Pemupukan P................................................
39
Pengaruh Perlakuan FA yang Dikombinasikan dengan Urea atau
ZA terhadap Efisiensi Pemupukan N................................................
41
10
11
12
33
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Di daerah tropik seperti Indonesia, masalah kekurangan hara yang biasa
dihadapi dalam usaha pertanian adalah kekahatan P. Hingga saat ini pemupukan P
dalam usaha pertanian pangan umumnya diberikan dalam bentuk pupuk P larut
air.
Penggunaan pupuk P larut air, akan meningkatkan biaya produksi pertanian
disebabkan mahalnya harga pupuk tersebut akibat bahan baku untuk pembuatan
pupuk P masih dipenuhi dari impor dan juga adanya penghapusan subsidi pupuk
ini oleh pemerintah. Disamping itu dari segi agronomik, P larut air akan sangat
cepat menurun efektifitasnya (Muller 1986) terutama bila digunakan di tanah
masam yang tidak mendapatkan pengapuran terlebih dahulu. Sebagai alternatif
pengganti pupuk buatan ini dapat digunakan pupuk fosfat alam.
Penggunaan pupuk fosfat alam sebagai pupuk mempunyai prospek yang
baik di masa depan, selain biaya pengadaannya yang lebih murah juga
mempunyai efektivitas relatif sama atau bahkan lebih tinggi dari pupuk TSP
(Diamond et al. 1986). Disamping itu fosfat alam mempunyai kandungan unsurunsur hara lain terutama Ca dan Mg serta beberapa unsur mikro seperti Fe, Cu,
dan Zn yang relatif tinggi dibanding pupuk buatan, sehingga pupuk fosfat alam
dapat digunakan sebagai bahan untuk memperbaiki sifat fisik dan kimia tanah.
Diduga deposit fosfat alam di Indonesia jumlahnya cukup banyak, meskipun
ditemukan tersebar di beberapa lokasi. Lokasi endapan sebagian besar terdapat di
pulau Jawa dan sisanya di luar pulau Jawa, yaitu Kalimantan, Sulawesi dan Irian
Jaya. Dugaan cadangan fosfat alam di Indonesia sangat bervariasi. Menurut
Hardjanto (1986) cadangan fosfat alam yang ada di Pulau Jawa sekitar 700.000
ton. Sedangkan Prian dalam Idris (1992) yang meneliti cadangan fosfat alam
terutama di Pulau Jawa menduga sekitar 7 hingga 10 juta ton. Sementara itu
sumber dari PPTM (Pusat Pengembangan Teknologi Mineral) Bandung
memperkirakan cadangan fosfat alam di Pulau Jawa dan Madura berjumlah
sekitar 9.5 hingga 20 juta ton (Bisri dan Permana 1991).
Sifat penting fosfat alam dalam kaitan dengan tanaman adalah kelarutannya.
Kelarutan atau reaktivitas fosfat alam tergantung pada karakteristik kimia dan
mineraloginya. Khasawneh dan Doll (1978) berpendapat bahwa ada tiga faktor
utama yang mempengaruhi pelarutan fosfat alam didalam tanah yaitu pH tanah,
Ca dapat ditukar, aktifitas H2PO4- atau HPO42-/kapasitas retensi tanah dan bahan
organik.
Pengaruh faktor pH tanah, Ca dapat ditukar dan aktifitas H2PO4- atau HPO42/kapasitas retensi tanah tersebut, terlihat dari reaksi pelarutan fosfat alam yang
dapat digambarkan sebagai berikut (Hammond et al. 1986):
Ca10(PO4)6F2
+ 12 H+
____________
> 10 Ca2+ + 6 H2PO4 + 2 F-
Reaksi diatas menunjukkan bahwa pelarutan fosfat alam membutuhkan
lingkungan yang masam (Khasawneh dan Doll 1978; Hammond dan Diamond
1987). Penggunaan fosfat alam yang digiling halus umumnya direkomendasikan
hanya di tanah dengan pH kurang dari 5.5 (Hammond dan Diamond 1987).
Beberapa tanah tropika masam mempunyai Ca dapat dipertukarkan dan
konsentrasi P relatif rendah sehingga memberikan kondisi yang sesuai untuk
pemakaian fosfat alam (Hammond et al. 1986). Pengapuran tanah masam
menyebabkan penurunan kelarutan fosfat alam, akibat peningkatan pH dan Ca
dapat ditukar (Hammond et al. 1986; Hammond dan Diamond 1987).
Nitrogen merupakan salah satu unsur hara yang penting bagi pertumbuhan
tanaman. Jumlah nitrogen di dalam tanah tidak mencukupi kebutuhan nitrogen
tanaman. Oleh karena itu untuk mencukupi kebutuhan tersebut diperlukan
pemupukan nitrogen.
Bentuk nitrogen yang diabsorbsi tanaman berbeda-beda. Ada tanaman yang
lebih baik tumbuh bila diberi NO3- dan ada pula yang lebih baik bila NH4+ dan ada
pula tanaman yang tidak terpengaruh oleh bentuk-bentuk ini. Tanaman padi sawah
mengambil nitrogen biasanya dalam bentuk NH4+. Sebaliknya tanaman-tanaman
lahan kering biasanya mengabsorbsi bentuk NO3- yang terbanyak. Jumlah
nitrogen yang dapat diambil oleh tanaman dari pupuk nitrogen yang diberikan
adalah hanya sebagian saja, sedangkan sebagiannya lagi digunakan oleh jasad
mikro, diretensi oleh tanah, hilang karena pencucian dan penguapan dalam bentuk
gas-gas nitrogen.
Pemupukan
nitrogen
dengan
menggunakan
pupuk
nitrogen
yang
mengandung ammonium dapat menyebabkan terjadinya pemasaman tanah. Hal ini
disebabkan karena terjadinya proses nitrifikasi dari ion ammonium yang akan
menghasilkan H+ sehingga menyebabkan penurunan pH tanah (Kennedy 1992).
-
Ammonium nitrat
NH4NO3 + 2O2
-
____________
Urea
(NH2)2CO + 4O2
-
> 2NO3- + 2H+ + H2O
__________
> 2NO3- + 2H+ + CO2 + H2O
Ammonium sulfat
(NH4)2SO4 + 4O2
__________
> 2NO3- + SO42- + 4H+ + 2H2O
Hasil penelitian dari Purbopuspito dan Wuntu (1997) terhadap perubahan
sementara pH tanah Andosol akibat pemberian Urea menunjukkan bahwa
pemberian Urea setara dosis 100 kg Urea/ha pH tanah maksimum dicapai pada
hari kedua, yaitu pada pH 6.17 dari pH awal sebesar 5.68 dan selanjutnya pH
tanah menurun hingga 5.27 pada pengukuran hari terakhir (hari ke-9). Sedangkan
pH tanah maksimum untuk pemberian Urea setara dosis 200 kg Urea/ha juga
dicapai pada hari kedua, yaitu pada pH 6.28 dan pada pengukuran hari terakhir
dicapai pH 5.23.
Tujuan
Secara umum penelitian ini bertujuan :
1. Mempelajari pengaruh fosfat alam dan pupuk Urea atau ZA terhadap
perubahan ciri kimia tanah dan respons tanaman.
2. Mempelajari waktu pemberian pupuk Urea atau ZA dengan fosfat alam
terhadap kelarutan P dari fosfat alam.
3. Mempelajari serapan P dan N serta efisiensi P dan N dengan teknik isotop.
Hipotesis
Hipotesis yang digunakan dalam penelitian ini adalah :
1. Pemberian fosfat alam dan pupuk N dapat mempengaruhi perubahan ciri
kimia tanah, di antaranya adalah meningkatkan pH, P-tersedia, kation
dapat dipertukarkan (Ca, Mg, K, dan Na) dan menurunkan kadar Al-dd
serta mempengaruhi respons tanaman dan meningkatkan serapan P dan N
serta efisiensi pemupukan P dan N.
2. Pemberian fosfat alam yang didahului oleh pemberian berbagai jenis
pupuk N menghasilkan kelarutan fosfat alam yang lebih tinggi
dibandingkan pemberian jenis pupuk N bersamaan dengan fosfat alam.
3. Pemberian pupuk ZA dapat meningkatkan kelarutan P dari fosfat alam
lebih tinggi dibandingkan dengan pemberian pupuk Urea.
4. Efisiensi P dan N pada pemberian ZA lebih tinggi dibandingkan dengan
pemberian Urea dan fosfat alam.
TINJAUAN PUSTAKA
Bentuk P di Dalam Tanah
Di dalam tanah fosfor di jumpai dalam bentuk organik dan anorganik.
Perbandingan jumlah antara P-organik dan P-anorganik sangat bervariasi. Pada
tanah permukaan variasi itu berkisar antara 3 persen P-organik dan 97 persen Panorganik sampai 75 persen P-organik dan 25 persen P-anorganik (Black 1968).
Dalam bentuk anorganik, satu hingga tiga atom hidrogen dari asam fosfat
digantikan oleh kation logam. Sebagai bentuk organik, satu mungkin lebih atom
hidrogen dari asam fosfat hilang karena ikatan ester. Sisa dari atom hidrogen,
seluruhnya atau sebagian digantikan kation logam. Kedua bentuk fosfor ini
merupakan sumber P yang penting untuk tanaman (Hakim et al. 1986).
Fosfor organik tanah dijumpai dalam bentuk asam nukleat, inositol fosfat,
dan fosfolipid (Havlin et al. 1999). Sedangkan fosfat anorganik menurut Chang
dan Jackson (1957) dibedakan menjadi empat kelompok utama yaitu kalsium
fosfat (Ca-P), aluminium fosfat (Al-P), besi fosfat (Fe-P), dan reductant soluble P
(RS-P) atau P larut dalam keadaan tereduksi.
Ditinjau dari segi kebutuhan tanaman, P-anorganik berperan lebih besar
dibandingkan dengan P-organik, karena P yang diambil akar tanaman paling
banyak dalam bentuk P ini (Black 1968).
Sumber utama P-anorganik tanah ialah mineral apatit. Mineral ini
mengandung 95 % P dan dapat ditemukan pada batuan beku, batuan metamorf
dan terutama pada batu kapur. Mineral ini akan semakin berkurang dengan
semakin lanjut tingkat pelapukan tanah (Black 1968; Blair 1979).
Penyebaran fosfat anorganik tanah dapat digunakan untuk mengukur tingkat
pelapukan kimia. Urutan penyebarannya sesuai dengan tingkat hancuran iklim
dari tanah yang berumur muda hingga lanjut adalah Ca-P > Al-P > Fe-P > Pterselubung (Djokosudardjo 1974). Pada tanah-tanah yang telah mengalami
hancuran iklim agak lanjut, sebagian besar P berada dalam bentuk Al-P, kemudian
Fe-P, sedangkan Ca-P relatif sedikit. Pratt dan Garber (1964) berpendapat bahwa
bentuk Al-P merupakan bentuk P yang paling penting disamping bentuk P larut
dalam air bagi tanaman pada tanah masam. Lebih lanjut Kudeyarova (1981)
menjelaskan bahwa bentuk Al-P yang mempunyai ketersediaan P yang cukup
tinggi tersebut merupakan bentuk Al-P yang baru diendapkan dan mempunyai
derajat kristalisasi yang masih rendah.
Ketersediaan Fosfor Tanah dan Jerapan P
Fosfor tanah pada umumnya berada dalam bentuk yang tidak tersedia bagi
tanaman. Tanaman akan menyerap fosfor dalam bentuk orthofosfat (H2PO4-,
HPO42-, dan PO43-). Jumlah masing-masing bentuk tergantung pada pH tanah,
tetapi umumnya bentuk H2PO4- terbanyak dijumpai pada pH tanah berkisar 5.0 –
7.2 (Hakim et al. 1986). Ketersediaan fosfat anorganik tanah sangat ditentukan
oleh faktor-faktor sebagai berikut : 1) pH tanah, 2) ion Fe, Al, dan Mn larut, 3)
adanya mineral yang mengandung Fe, Al, dan Mn, 4) tersedianya Ca, 5) jumlah
dan tingkat dekomposisi bahan organik dan 6) kegiatan jasad renik.
Pada tanah masam, fosfat yang berasal dari pupuk P akan diretensi atau
difiksasi oleh Al, Fe dan liat silikat (Tisdale et al. 1985; Tan 1998). Menurut Tan
(1998) pada tanah masam terdapat dengan jumlah yang nyata ion-ion Al, Fe, dan
Mn, baik larut maupun dapat dipertukarkan, sehingga fosfat dijerap oleh
kompleks jerapan, dimana ion-ion itu bertindak sebagai jembatan. Fosfat yang
diretensi dengan cara ini dapat digunakan tanaman. Retensi fosfat dapat pula
terjadi karena fosfat bereaksi dengan ion-ion larut tersebut, yang persamaan
reaksinya oleh Tan (1998) dinyatakan sebagai berikut :
Al3+ + 3 H2PO4-
Al (H2PO4)3
Fosfat yang terbentuk sukar larut dalam air, dan dengan waktu menjadi kurang
tersedia bagi tanaman. Lebih lanjut dikemukakannya bahwa fiksasi fosfat pada
tanah masam dilakukan oleh hidro-oksida Al dan Fe serta liat silikat. Fiksasi
fosfat oleh hidro-oksida Al itu, secara sederhana digambarkan sebagai berikut:
OH
Al
OH
OH
OH
+ H2PO4
-
Al
H2PO4
OH
Hasil reaksi hidro-oksida Al dan Fe dengan fosfat pada akhirnya akan membentuk
varisit (AlPO4.2H2O) dan strengit (FePO4.2H2O). Sedangkan fiksasi fosfat oleh
liat sillikat terutama terjadi pada liat silikat yang mempunyai banyak gugus OH
yang tersembul keluar seperti kaolinit. Ion fosfat akan menggantikan kedudukan
OH yang tersembul itu, sehingga dapat bereaksi dengan Al oktahedral liat yang
bersangkutan. Fosfat yang difiksasi dengan cara ini lebih tinggi pada liat tipe 1 : 1
dibanding dengan liat tipe 2 : 1, karena liat yang disebut pertama disamping
memiliki banyak gugus OH yang tersembul, juga mempunyai nisbah SiO2 : R2O3
(seskuioksida) dan kapasitas tukar kation yang lebih rendah dari liat yang disebut
terakhir (Tan 1998).
Djokosudardjo (1974) mengemukakan bahwa pemberian pupuk fosfat ke
dalam tanah menyebabkan terjadinya perubahan kimia sehingga terbentuk
senyawa-senyawa Al-P, Fe-P, Ca-P dan P-organik. Senyawa-senyawa ini berada
dalam keseimbangan dengan fosfat dalam larutan tanah membentuk suatu sistem
keseimbangan yang kompleks. Fosfat dalam larutan tanah akan diserap tanaman,
lalu terbentuk keseimbangan baru lagi. Tanaman lebih mudah mengambil P dari
bentuk Al-P. Bila bentuk Al-P tinggal sedikit maka ia akan menggunakan P dari
bentuk Fe-P. Pada tanah masam jumlah P dalam bentuk Fe-P jauh lebih sedikit
dibandingkan dengan bentuk Al-P.
Jerapan P meningkat sejalan dengan semakin tingginya kadar liat tanah. Fox
dan Kamprath (1970 dalam Sanchez dan Uehara 1980) melaporkan bahwa jerapan
P sebesar 390 ppm terjadi pada Oxisol Columbia dengan kadar liat 38 %. Oxisol
Brasil dengan kandungan liat 45 % dapat menjerap P sebesar 750 ppm, sedangkan
Oxisol Hawai dengan kadar liat 70 % dapat menjerap P sebesar 900 ppm.
Disamping kadar liat yang tinggi Oxisol dari Hawai juga didominasi oleh mineral
kaolinit.
Tanah-tanah yang memiliki mineral liat bebas Al dan Fe, jerapan P
menunjukkan pola yang sama dengan jerapan pada Al- dan Fe-oksida. Pada tahap
awal jerapan P yang terjadi mula-mula berjalan sangat cepat dan pada tahap
berikutnya jerapan ini berjalan sangat lambat. Pada kenaikan pH dari 4.5 menjadi
7.0 jerapan pada gibsit menurun secara linier, sedangkan pada goetit sifat-sifat ini
terjadi pada pH antara 4.0 – 10.0. Gejala ini sebagai akibat adanya kompetisi ion
OH pada tapak-tapak jerapan serta meningkatnya muatan negatif diatas pH 6.0.
Pada gibsit nilai ini akan meningkat apabila di dalam tanah terdapat garam-garam
Ca dan dengan adanya ion Al, Ca, dan O akan terbentuk krandalit
[CaAl3(PO4)2(OH)5.H2O] atau senyawa deltait [Ca2Al2(PO4)2(OH)4.H2O] (Sample
et al. 1986).
Sumber, Sifat Kimia dan Kelarutan Fosfat Alam
Fosfat alam merupakan produk yang berasal dari deposit alam yang
kemudian digiling/dihaluskan dengan ukuran tertentu. Penggunaan fosfat alam
sebagai sumber pupuk P yang digunakan secara langsung perlu memperhatikan
beberapa faktor utama yang dapat mempengaruhi efektifitasnya, diantaranya
yaitu: sifat mineralogi dan kimia fosfat alam, kelarutannya dalam tanah,
kandungan P, tanggap tanaman, dan efisiensi penggunaannya.
Tiga sumber primer fosfat alam adalah marine fosforit, apatit dari batuan
beku dan endapan guano. Endapan sekunder juga ditemukan dan merupakan
turunan dari ketiga bahan tersebut (Cathcart 1987). Diantara ketiga deposit
tersebut deposit sedimen marine yang paling banyak ditemukan (Khasawneh dan
Doll 1978; Cathcart 1987).
Deposit fosfat alam dari batuan beku dijumpai di alam sebagai terobosan
magma dari batuan alkalin. Fosfat alam sedimen umumnya tersusun dari karbonat
fluorapatit yang mempunyai kristal berukuran mikro dan dikenal sebagai frankolit
(Khasawneh dan Doll 1978). Endapan fosforit ini umumnya ditemukan pada
formasi-formasi tua. Fosfat alam tersebut dideposisikan di perairan dangkal di
lempeng benua atau perairan yang lebih dalam di perbatasan lempeng benua dan
samudra. Endapan guano merupakan endapan yang lebih sedikit dijumpai diantara
ketiganya. Fosfat guano terbentuk melalui perembesan fosfat dari guano (kotoran
burung laut atau kelelawar) ke batuan kapur atau batuan beku dibawahnya. Pada
umumnya deposit ini kecil dan tersebar tidak merata (Catchart 1987).
Cadangan deposit fosfat alam di Indonesia sekitar 7 - 8 juta ton. Di Jawa dan
Madura, sebagian besar fosfat alam terdapat di daerah pegunungan karang, batu
gamping atau dolomitik. Eksplorasi tahun 1990 oleh Direktorat Geologi dan
Mineral, Departemen Pertambangan menemukan cadangan baru fosfat alam dari
endapan laut di Kalipucang Ciamis, Jawa Barat dengan kadar 20 – 38 % P2O5.
Besarnya cadangan fosfat alam tersebut adalah sebesar 2 juta ton. Stratifikasi
fosfat alam pada lokasi tersebut adalah batu gamping masif, batu gamping
bioklastik, berpasir, dan terakhir adalah batu gamping berkarbon dengan kadar
P2O5 secara berurutan adalah 0.39 – 3.22, 27.8 – 39.1, 3.0 – 18.3, dan 0.1 – 11.6
% (Moersidi 1999).
Berdasarkan komposisi umum mineral penyusun yang ditemukan dalam
tambang, fosfat alam dapat dikelompokkan kedalam tiga kelompok yaitu: besialuminium fosfat; kalsium-aluminium-besi-fosfat dan kalsium fosfat (McClellan
1978; Khasawneh dan Doll 1978).
Kelompok kalsium fosfat merupakan kelompok fosfat alam komersial
terpenting. Kelompok ini mempunyai ciri umum bersusun ion-ion menyerupai
mineral-mineral yang dikategorikan sebagai apatit. Diluar kemiripan struktur,
mineral-mineral dalam kelompok tersebut berbeda dan fluorapatit diasumsikan
sebagai komposisi umum fosfat alam (McClellan 1978; Khasawneh dan Doll
1978).
Penilaian kualitas fosfat alam sebagai pupuk dapat dilakukan secara kimia
yang ditetapkan dengan pengekstrak asam lemah, seperti asam sitrat 2% atau
asam format 2% atau dapat juga ditetapkan dengan asam kuat seperti HCl untuk
mengetahui kadar total P2O5.
Hughes dan Gilkes (1984) mengembangkan metode untuk memperkirakan
kelarutan fosfat alam dari peningkatan Ca dapat ditukar (ΔCa) dari tanah yang
dipupuk dengan fosfat alam dikurangi dengan tanpa fosfat alam. Pada metode ini
diasumsikan bahwa Ca yang dilepas oleh fosfat alam terakumulasi dalam tanah
sebagai Ca yang dapat dipertukarkan yang diekstrak dengan pengekstrak tertentu.
Hughes dan Gilkes (1984) menyarankan menggunakan pengekstrak BaCl2 yang
disangga pada pH 8.2. Penggunaan pengekstrak yang tidak disangga pada pH
alkalin dapat melarutkan Al dapat dipertukarkan atau H dapat dipertukarkan ke
dalam tanah pada saat dilakukan ekstraksi. Metoda ΔCa adalah metoda yang
sederhana dan tidak disarankan digunakan pada percobaan rumah kaca, lapang
atau inkubasi yang terbuka yang dimungkinkannya Ca dapat dipertukarkan dapat
hilang diserap tanaman ataupun tercuci (Rajan et al. 1996).
Kelarutan fosfat alam dapat juga ditentukan dengan pengekstrak 0.5 M
NaHCO3 (Olsen dan Watanabe 1957). Kelarutan fosfat alam ditetapkan berdasar
selisih kadar P dari tanah yang diperlakukan dengan fosfat alam dan tanpa fosfat
alam (ΔBicp-P). Metode ini kemudian dimodifikasi dan dikembangkan Hughes
dan Gilkes (1994) untuk menilai kelarutan fosfat alam pada tanah di Barat Daya
Australia.
Fosfat alam yang digunakan secara langsung reaktifitasnya dipengaruhi oleh
ukuran butir. Makin halus ukuran butir fosfat alam makin reaktif, karena semakin
tinggi permukaan fosfat alam yang bersentuhan dengan permukaan koloid tanah.
Hammond dan Diamond ( 1987) menegaskan bahwa penggunaan fosfat alam
yang digiling halus umumnya direkomendasikan hanya di tanah dengan pH
kurang dari 5.5.
McClellan dan Kauwenberg (1992), Chien (1992), dan Moersidi (1999)
mengemukakan bahwa besarnya karbonat yang mensubstitusi fosfat berpengaruh
besar terhadap kelarutan fosfat alam apatit. Semakin tinggi jumlah karbonat yang
mensubstitusi
fosfat
menyebabkan
reaktivitas
semakin
tinggi.
Hal
ini
berhubungan dengan panjang sumbu a dari kristal hexagonal mineral apatit, makin
banyak substitusi karbonat makin pendek sumbu a-nya. Substitusi karbonat pada
batuan apatit bila diurut dari rendah ke tinggi adalah fluorapatit, batuan metamorf,
dan tertinggi adalah batuan sedimen.
Disamping sifat internal, faktor lingkungan juga menentukan tingkat
kelarutan fosfat alam. Ditegaskan oleh Khasawneh dan Doll (1978) bahwa ada
tiga faktor utama yang mempengaruhi pelarutan fosfat alam di dalam tanah yaitu
pH tanah, konsentrasi Ca dan P di dalam larutan tanah. Disamping itu pelaruta