Formulation of Slow Release Nitrogen Fertilizer from Urea, Zeolite and Humic Acid and Its Effect on Corn Growth
FORMULASI PUPUK NITROGEN LAMBAT TERSEDIA DARI
BAHAN UREA, ZEOLIT, SERTA ASAM HUMAT DAN
PENGARUHNYA TERHADAP PERTUMBUHAN JAGUNG
EMMA PUSPITA SARI
SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2013
PERNYATAAN MENGENAI TESIS DAN
SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA
Dengan ini saya menyatakan bahwa tesis Formulasi Pupuk Nitrogen
Lambat Tersedia dari Bahan Urea, Zeolit, serta Asam Humat dan Pengaruhnya
terhadap Pertumbuhan Jagung adalah benar karya saya sendiri dengan arahan dari
komisi pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apapun kepada perguruan
tinggi mana pun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang
diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks
dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir tesis ini.
Dengan ini saya melimpahkan hak cipta karya tulis saya kepada Institut
Pertanian Bogor.
Bogor, Agustus 2013
Emma Puspita Sari
NRP A152090011
RINGKASAN
EMMA PUSPITA SARI. Formulasi Pupuk Nitrogen Lambat Tersedia dari
Bahan Urea, Zeolit, dan Asam Humat serta Pengaruhnya terhadap Pertumbuhan
Jagung. Dibimbing oleh SUWARDI, BUDI NUGROHO, dan SRI
DJUNIWATI.
Kualitas lahan pertanian di Indonesia semakin menurun yang ditandai oleh
penurunan kadar bahan organik tanah sehingga produksi berbagai jenis tanaman
pertanian semakin rendah. Pada kondisi tanah seperti itu efisiensi pemupukan
nitrogen semakin rendah. Telah diketahui pupuk nitrogen yang diberikan ke
dalam tanah akan segera menguap ke atmosfer dan tercuci ke perairan. Oleh
karena itu diperlukan usaha untuk mengurangi kehilangan nitrogen melalui
pembuatan formulasi pupuk tersedia lambat. Saat ini beberapa jenis pupuk
tersedia lambat dibuat dengan menambahkan bahan penyelimut dari bahan kimia
sehingga penggunaan dalam jangka panjang akan bermasalah bagi lingkungan.
Oleh karena itu perlu dicari bahan pupuk tersedia lambat dari bahan alami yang
lebih ramah lingkungan seperti zeolit, asam humat dan arabic gum.
Tujuan dari penelitian ini adalah Memodifikasi campuran fisik pupuk urea
dengan menggunakan zeolit, asam humat dan polimer sehingga berperan sebagai
pupuk N tersedia lambat. Mempelajari pola pelepasan nitrogen (amonium dan
nitrat) pupuk N tersedia lambat yang telah dibuat.Mempelajari serapan hara N dari
berbagai pupuk N tersedia lambat terhadap pertumbuhan tanaman jagung. Pupuk
slow release dipersiapkan dengan perbandingan urea zeolit 7:3 dan 8:2, asam
humat diberikan sebanyak 2 dan 2,5% dan arabic gum sebagai perekat sebanyak
6%. Jumlah N-NH4+ dan N-NO3- yang tercuci dari pupuk yang telah dibuat diamati
selama 30 hari inkubasi dengan metode perkolasi. Konsentrasi N-NH4+ + N-NO3dianalisis dengan metode Kjeldahl. Pupuk yang telah dibuat selanjutnya
digunakan untuk mempelajari pengaruh pupuk tersedia lambat terhadap
pertumbuhan tanaman jagung pada percobaan di rumah kaca.
Hasil penelitian menunjukkan bahwa enam komposisi pupuk N yang
dibuat dengan cara penyalutan dengan zeolit, senyawa humat dan gum arab
berkarakter sebagai pupuk slow release. Zeolite, bahan humat dan gum arab atau
kombinasinya sebagai bahan penyalut mampu menurunkan puncak pelepasan NNH4+ dan N-NO3- dan mengubah pola pelepasannya hingga menjadi masih
tersedia sampai pada akhir masa pengujian. Berdasarkan dari data pertumbuhan
bentuk slow release fertilizer yang diperoleh itu tidak cocok dengan kebutuhan N
tanaman jagung sesuai dengan pertumbuhan fisiologisnya sehingga pertumbuhan
terbaik diperoleh hanya oleh urea yang mempunyai kelarutan yang tinggi.
Senyawa humat berpengaruh dari segi sifat fisiologis jagung dibandingkan
peranannya sebagai bahan pengkapsul pada slow release fertilizer.
.
Kata kunci: Amonium, Asam humat, Nitrat, Pupuk lambat tersedia, Zeolit.
SUMMARY
EMMA PUSPITA SARI. Formulation of Slow Release Nitrogen Fertilizer
from Urea, Zeolite and Humic Acid and Its Effect on Corn Growth. Under the
direction of Suwardi, Budi Nugroho, and Sri Djuniwati.
The quality of agricultural land in Indonesia was declining progressively
and it affect to the decrease of crop production. It is well known that N fertilizer is
inefficient due to evaporation into atmosphere and leached into the grown water.
The objectives of this research were to study the formulation of slow release Nfertilizer made from urea, zeolite, humic acid, and polymer; to study the pattern of
nitrogen release from this modified slow release fertilizer; and to evaluate the
effect of modified slow release fertilizer on corn growth.
The ratio of urea and zeolite used in this experiment was prepared with the
ratio of urea (U) and zeolite (Z) 7:3 and 8: 2, humic acid (HA) of 2 and 2.5% and
arabic gum as the binding material. The modified fertilizers were put into the
percolation column. The volume and concentration of ammonium-N and nitrate-N
were collected and measured during one month percolation with Kjeldahl
methode. The modified fertilizers then used to evaluate the effect of the fertilizers
on growth of corn in greenhouse experiment.
The results showed that the composition of the six N fertilizer were
prepared by coating with zeolite, humic substance, and gum arabic characterized
as a slow release fertilizer. Zeolite, humic substance, and gum arabic or
combinations there of as coating agent is able to reduce the peak release of NNH4+ and N-NO3- and change the pattern of release to be still available until the
end of the test period. Based on the data of corn’s growth, slow release fertilizer
forms obtained did not match the corn crop N requirement in accordance with the
physiological growth so that the best growth is obtained only by urea which has a
high solubility. Humic substance influential in terms of the physiological
properties of corn compared to its role as an encapsulation on slow release
fertilizer.
Keywords: ammonium-N, humic acid, nitrate-N, slow release fertilizer, zeolite,
c Hak Cipta milik IPB, tahun 2013
Hak Cipta dilindungi Undang-undang
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan atau
menyebutkan sumbernya. Pengutipan hanya untuk kepentingan pendidikan,
penelitian, penulisan karya ilmiah, penyusunan laporan, penulisan kritik, atau
tinjauan suatu masalah; dan pengutipan tersebut tidak merugikan kepentingan
yang wajar IPB.
Dilarang mengumumkan dan memperbanyak sebagian atau seluruh Karya Tulis
dalam bentuk apapun tanpa ijin IPB.
FORMULASI PUPUK NITROGEN LAMBAT TERSEDIA DARI
BAHAN UREA, ZEOLIT, DAN ASAM HUMAT DAN
PENGARUHNYA TERHADAP PERTUMBUHAN JAGUNG
EMMA PUSPITA SARI
Tesis
Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Magister Sains
pada
Program Studi Agroteknologi Tanah
SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
2013
Penguji Luar Komisi pada Ujian Tesis: Dr Ir Lilik Tri Indriyati, MSc.
Judul Tesis
:
Nama
:
Formulasi Pupuk Nitrogen Lambat Tersedia dari
Bahan Urea, Zeolit, serta Asam Humat dan
Pengaruhnya Terhadap Pertumbuhan Jagung
Emma Puspita Sari
NRP
:
A152090011
Disetujui,
Komisi Pembimbing
Dr Ir Suwardi, MAgr
Ketua
Dr Ir Sri Djuniwati, MSc.
Anggota
Dr Ir Budi Nugroho, Msi
Anggota
Diketahui oleh
Ketua Program Studi
Agroteknologi Tanah
Dekan Sekolah Pascasarjana IPB
Dr Ir Suwardi, Magr
Dr Ir Dahrul Syah, MSc.Agr
Tanggal Ujian: 2 Agustus 2013
Tanggal Lulus:
PRAKATA
Assalamu’alaikum Wr.Wb.
Puji syukur kehadirat Allah SWT, atas berkat rahmat dan karunia-Nya
penulis berhasil menyelesaikan penelitian dan tesis dengan judul “Formulasi
Pupuk Nitrogen Lambat Tersedia dari Bahan Urea, Zeolit, serta Asam Humat dan
Pengaruhnya terhadap Pertumbuhan Jagung”.
Terima kasih dan salam hormat yang sebesar-besarnya penulis haturkan
kepada Dr Ir Suwardi M. Agr selaku Ketua Komisi Pembimbing,
Dr Ir Budi Nugroho, MSi dan Dr Ir Sri Djuniwati, MSc sebagai Anggota Komisi
Pembimbing atas segala ilmu, perhatian, bimbingan, arahan, motivasi, kesabaran,
petunjuk serta bantuannya selama penelitian dan penyusunan tesis ini. Ucapan
terima kasih dan penghargaan yang tinggi penulis sampaikan kepada PT.
Parisonna Alam Sejahtera yang telah memberikan bantuan dana untuk penelitian
ini. Penulis juga menyampaikan terima kasih kepada Dr Ir Lilik Tri Indriyati, MSc
selaku penguji luar komisi atas segala masukan dan saran untuk kesempurnaan
tesis ini.
Penulis juga menyampaikan rasa terima kasih kepada seluruh staf dan
rekan-rekan, sahabat DITSL dan Bagian Pengembangan Fisik dan Sumberdaya
Lahan atas segala bantuan, pemberian semangat, ilmu dan persahabatan selama
proses penelitian dan penulisan tesis. Terima kasih kepada seluruh Staf pengajar
dan administrasi SPS IPB dan Program Studi Agroteknologi Tanah atas bantuan
administasi yang diberikan. Kepada kedua orangtua tercinta Supardi, Wiwik
Sarmiati dan saudariku Nofiana Wikdi Astuti, Amd serta seluruh keluarga besar
atas seluruh do’a, pengorbanan, kasih sayang, kesabaran, dukungan secara moril
dan materiil serta perjuangan yang tulus dan tiada henti sehingga penulis dapat
menyelesaikan pendidikan hingga jenjang S2 ini. Semoga karya ilmiah ini dapat
memberikan manfaat untuk kemajuan ilmu pengetahuan di Indonesia.
Wassalamu’alaikum Wr. Wb.
Bogor, Agustus 2013
Penulis
FORMULASI PUPUK NITROGEN LAMBAT TERSEDIA DARI
BAHAN UREA, ZEOLIT, SERTA ASAM HUMAT DAN
PENGARUHNYA TERHADAP PERTUMBUHAN JAGUNG
EMMA PUSPITA SARI
SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2013
PERNYATAAN MENGENAI TESIS DAN
SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA
Dengan ini saya menyatakan bahwa tesis Formulasi Pupuk Nitrogen
Lambat Tersedia dari Bahan Urea, Zeolit, serta Asam Humat dan Pengaruhnya
terhadap Pertumbuhan Jagung adalah benar karya saya sendiri dengan arahan dari
komisi pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apapun kepada perguruan
tinggi mana pun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang
diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks
dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir tesis ini.
Dengan ini saya melimpahkan hak cipta karya tulis saya kepada Institut
Pertanian Bogor.
Bogor, Agustus 2013
Emma Puspita Sari
NRP A152090011
RINGKASAN
EMMA PUSPITA SARI. Formulasi Pupuk Nitrogen Lambat Tersedia dari
Bahan Urea, Zeolit, dan Asam Humat serta Pengaruhnya terhadap Pertumbuhan
Jagung. Dibimbing oleh SUWARDI, BUDI NUGROHO, dan SRI
DJUNIWATI.
Kualitas lahan pertanian di Indonesia semakin menurun yang ditandai oleh
penurunan kadar bahan organik tanah sehingga produksi berbagai jenis tanaman
pertanian semakin rendah. Pada kondisi tanah seperti itu efisiensi pemupukan
nitrogen semakin rendah. Telah diketahui pupuk nitrogen yang diberikan ke
dalam tanah akan segera menguap ke atmosfer dan tercuci ke perairan. Oleh
karena itu diperlukan usaha untuk mengurangi kehilangan nitrogen melalui
pembuatan formulasi pupuk tersedia lambat. Saat ini beberapa jenis pupuk
tersedia lambat dibuat dengan menambahkan bahan penyelimut dari bahan kimia
sehingga penggunaan dalam jangka panjang akan bermasalah bagi lingkungan.
Oleh karena itu perlu dicari bahan pupuk tersedia lambat dari bahan alami yang
lebih ramah lingkungan seperti zeolit, asam humat dan arabic gum.
Tujuan dari penelitian ini adalah Memodifikasi campuran fisik pupuk urea
dengan menggunakan zeolit, asam humat dan polimer sehingga berperan sebagai
pupuk N tersedia lambat. Mempelajari pola pelepasan nitrogen (amonium dan
nitrat) pupuk N tersedia lambat yang telah dibuat.Mempelajari serapan hara N dari
berbagai pupuk N tersedia lambat terhadap pertumbuhan tanaman jagung. Pupuk
slow release dipersiapkan dengan perbandingan urea zeolit 7:3 dan 8:2, asam
humat diberikan sebanyak 2 dan 2,5% dan arabic gum sebagai perekat sebanyak
6%. Jumlah N-NH4+ dan N-NO3- yang tercuci dari pupuk yang telah dibuat diamati
selama 30 hari inkubasi dengan metode perkolasi. Konsentrasi N-NH4+ + N-NO3dianalisis dengan metode Kjeldahl. Pupuk yang telah dibuat selanjutnya
digunakan untuk mempelajari pengaruh pupuk tersedia lambat terhadap
pertumbuhan tanaman jagung pada percobaan di rumah kaca.
Hasil penelitian menunjukkan bahwa enam komposisi pupuk N yang
dibuat dengan cara penyalutan dengan zeolit, senyawa humat dan gum arab
berkarakter sebagai pupuk slow release. Zeolite, bahan humat dan gum arab atau
kombinasinya sebagai bahan penyalut mampu menurunkan puncak pelepasan NNH4+ dan N-NO3- dan mengubah pola pelepasannya hingga menjadi masih
tersedia sampai pada akhir masa pengujian. Berdasarkan dari data pertumbuhan
bentuk slow release fertilizer yang diperoleh itu tidak cocok dengan kebutuhan N
tanaman jagung sesuai dengan pertumbuhan fisiologisnya sehingga pertumbuhan
terbaik diperoleh hanya oleh urea yang mempunyai kelarutan yang tinggi.
Senyawa humat berpengaruh dari segi sifat fisiologis jagung dibandingkan
peranannya sebagai bahan pengkapsul pada slow release fertilizer.
.
Kata kunci: Amonium, Asam humat, Nitrat, Pupuk lambat tersedia, Zeolit.
SUMMARY
EMMA PUSPITA SARI. Formulation of Slow Release Nitrogen Fertilizer
from Urea, Zeolite and Humic Acid and Its Effect on Corn Growth. Under the
direction of Suwardi, Budi Nugroho, and Sri Djuniwati.
The quality of agricultural land in Indonesia was declining progressively
and it affect to the decrease of crop production. It is well known that N fertilizer is
inefficient due to evaporation into atmosphere and leached into the grown water.
The objectives of this research were to study the formulation of slow release Nfertilizer made from urea, zeolite, humic acid, and polymer; to study the pattern of
nitrogen release from this modified slow release fertilizer; and to evaluate the
effect of modified slow release fertilizer on corn growth.
The ratio of urea and zeolite used in this experiment was prepared with the
ratio of urea (U) and zeolite (Z) 7:3 and 8: 2, humic acid (HA) of 2 and 2.5% and
arabic gum as the binding material. The modified fertilizers were put into the
percolation column. The volume and concentration of ammonium-N and nitrate-N
were collected and measured during one month percolation with Kjeldahl
methode. The modified fertilizers then used to evaluate the effect of the fertilizers
on growth of corn in greenhouse experiment.
The results showed that the composition of the six N fertilizer were
prepared by coating with zeolite, humic substance, and gum arabic characterized
as a slow release fertilizer. Zeolite, humic substance, and gum arabic or
combinations there of as coating agent is able to reduce the peak release of NNH4+ and N-NO3- and change the pattern of release to be still available until the
end of the test period. Based on the data of corn’s growth, slow release fertilizer
forms obtained did not match the corn crop N requirement in accordance with the
physiological growth so that the best growth is obtained only by urea which has a
high solubility. Humic substance influential in terms of the physiological
properties of corn compared to its role as an encapsulation on slow release
fertilizer.
Keywords: ammonium-N, humic acid, nitrate-N, slow release fertilizer, zeolite,
c Hak Cipta milik IPB, tahun 2013
Hak Cipta dilindungi Undang-undang
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan atau
menyebutkan sumbernya. Pengutipan hanya untuk kepentingan pendidikan,
penelitian, penulisan karya ilmiah, penyusunan laporan, penulisan kritik, atau
tinjauan suatu masalah; dan pengutipan tersebut tidak merugikan kepentingan
yang wajar IPB.
Dilarang mengumumkan dan memperbanyak sebagian atau seluruh Karya Tulis
dalam bentuk apapun tanpa ijin IPB.
FORMULASI PUPUK NITROGEN LAMBAT TERSEDIA DARI
BAHAN UREA, ZEOLIT, DAN ASAM HUMAT DAN
PENGARUHNYA TERHADAP PERTUMBUHAN JAGUNG
EMMA PUSPITA SARI
Tesis
Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Magister Sains
pada
Program Studi Agroteknologi Tanah
SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
2013
Penguji Luar Komisi pada Ujian Tesis: Dr Ir Lilik Tri Indriyati, MSc.
Judul Tesis
:
Nama
:
Formulasi Pupuk Nitrogen Lambat Tersedia dari
Bahan Urea, Zeolit, serta Asam Humat dan
Pengaruhnya Terhadap Pertumbuhan Jagung
Emma Puspita Sari
NRP
:
A152090011
Disetujui,
Komisi Pembimbing
Dr Ir Suwardi, MAgr
Ketua
Dr Ir Sri Djuniwati, MSc.
Anggota
Dr Ir Budi Nugroho, Msi
Anggota
Diketahui oleh
Ketua Program Studi
Agroteknologi Tanah
Dekan Sekolah Pascasarjana IPB
Dr Ir Suwardi, Magr
Dr Ir Dahrul Syah, MSc.Agr
Tanggal Ujian: 2 Agustus 2013
Tanggal Lulus:
PRAKATA
Assalamu’alaikum Wr.Wb.
Puji syukur kehadirat Allah SWT, atas berkat rahmat dan karunia-Nya
penulis berhasil menyelesaikan penelitian dan tesis dengan judul “Formulasi
Pupuk Nitrogen Lambat Tersedia dari Bahan Urea, Zeolit, serta Asam Humat dan
Pengaruhnya terhadap Pertumbuhan Jagung”.
Terima kasih dan salam hormat yang sebesar-besarnya penulis haturkan
kepada Dr Ir Suwardi M. Agr selaku Ketua Komisi Pembimbing,
Dr Ir Budi Nugroho, MSi dan Dr Ir Sri Djuniwati, MSc sebagai Anggota Komisi
Pembimbing atas segala ilmu, perhatian, bimbingan, arahan, motivasi, kesabaran,
petunjuk serta bantuannya selama penelitian dan penyusunan tesis ini. Ucapan
terima kasih dan penghargaan yang tinggi penulis sampaikan kepada PT.
Parisonna Alam Sejahtera yang telah memberikan bantuan dana untuk penelitian
ini. Penulis juga menyampaikan terima kasih kepada Dr Ir Lilik Tri Indriyati, MSc
selaku penguji luar komisi atas segala masukan dan saran untuk kesempurnaan
tesis ini.
Penulis juga menyampaikan rasa terima kasih kepada seluruh staf dan
rekan-rekan, sahabat DITSL dan Bagian Pengembangan Fisik dan Sumberdaya
Lahan atas segala bantuan, pemberian semangat, ilmu dan persahabatan selama
proses penelitian dan penulisan tesis. Terima kasih kepada seluruh Staf pengajar
dan administrasi SPS IPB dan Program Studi Agroteknologi Tanah atas bantuan
administasi yang diberikan. Kepada kedua orangtua tercinta Supardi, Wiwik
Sarmiati dan saudariku Nofiana Wikdi Astuti, Amd serta seluruh keluarga besar
atas seluruh do’a, pengorbanan, kasih sayang, kesabaran, dukungan secara moril
dan materiil serta perjuangan yang tulus dan tiada henti sehingga penulis dapat
menyelesaikan pendidikan hingga jenjang S2 ini. Semoga karya ilmiah ini dapat
memberikan manfaat untuk kemajuan ilmu pengetahuan di Indonesia.
Wassalamu’alaikum Wr. Wb.
Bogor, Agustus 2013
Penulis
DAFTAR ISI
DAFTAR TABEL
xi
DAFTAR GAMBAR
xii
DAFTAR LAMPIRAN
xiii
1 PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
1
1.2 Tujuan
2
2 TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Nitrogen
3
2.2 Pupuk Urea dan Permasalahannya
5
2.3 Slow Release Fertilizer
5
2.4 Alternatif Bahan Slow Release Fertilizer
5
2.5 Zeolit
6
2.6 Senyawa Humat
6
2.7 Polimer
8
3 BAHAN METODE
3.1 Waktu dan Tempat Penelitian
11
3.2 Bahan dan Alat
11
3.3 Prosedur Penelitian
11
3.4 Pembuatan Formulasi Pupuk N Lambat Tersedia
+
11
-
3.5 Pelepasan Amonium (NH4 ) dan Nitrat (NO3 ) dengan Metode
Perkolasi
3.6 Percobaan di Rumah Kaca
13
13
4 HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Pembuatan Formula Pupuk N Lambat Tersedia
15
4.2 Pola Pelepasan Nitrogen pada Pupuk Lambat Tersedia
16
4.3 Mekanisme Slow Release dari Slow Release Fertilizer
22
4.4 Pengaruh Beberapa Formulasi Pupuk N Lambat Tersedia terhadap
Pertumbuhan Tanaman Jagung
23
5 SIMPULAN
25
DAFTAR PUSTAKA
26
LAMPIRAN
29
DAFTAR TABEL
Halaman
1.
Beberapa Contoh Polimer Alam
8
2.
Beberapa Contoh Polimer Sintetis
9
3.
Jenis Pupuk Perbandingan Urea:Zeolit, Konsentrasi Humat dalam
Pupuk dan Kandungan Nitrogen dalam Pupuk
11
4.
Dosis Pupuk N per Polibag
14
5.
Total N-NH4+ yang Terlepas (mg) Selama Uji Perkolasi 1 Bulan
16
6.
Total N-NO3- yang terlepas (mg) Selama Uji Perkolasi 1 Bulan
19
7.
Total Nitrogen dalam Bentuk Amonium dan Nitrat dari Pupuk N
Lambat Tersedia dan Pupuk Urea Selama 1 Bulan Uji Perkolasi
20
8.
9.
Pengaruh Pupuk N Lambat Tersedia terhadap Tinggi Tanaman,
Jumlah Daun dan Lebar Daun pada 1 MST, 2 MST, 3MST dan
4MST
23
Data Serapan Hara Tanaman Jagung
23
DAFTAR GAMBAR
Halaman
1.
Gejala Defisiensi Nitrogen pada Tanaman
3
2.
Daur N secara Global
4
3.
Diagram Pemisahan Senyawa-senyawa Humat ke dalam Fraksifraksi Humat yang Berbeda
7
4.
Pembuatan Formulasi Pupuk Lambat Tersedia
12
5.
Model Uji Perkolasi
13
6.
Hasil Pembuatan Pupuk Lambat Tersedia
15
7.
Konsentrasi N-NH4+ Dilepaskan Akibat Aplikasi Urea (a), Pupuk
P1 (b), dan Pupuk P2 (c), P3 (d), P4 (e) , P5 (f), P6 (g) Selama 1
Bulan Uji Perkolasi
8.
Konsentrasi N-NO3- Dilepaskan Akibat Aplikasi Urea (a), Pupuk
P1 (b), dan Pupuk P2 (c), P3 (d), P4 (e) , P5 (f), P6 (g) Selama 1
Bulan Uji Perkolasi
18
21
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
1.
Metode Analisis Tanah yang Digunakan dalam Penelitian
30
2.
Hasil Analisis Kandungan Nitrogen (%) Pupuk Urea dan Pupuk
N Lambat Tersedia
30
3.
Data Analisis Awal Tanah Percobaan Uji Perkolasi
30
4.
Data Analisis Amonium dan Nitrat pada Pupuk
30
5.
Data pH Tanah setelah Uji Perkolasi 1 Bulan
31
6.
Data N-Total Tanah setelah Uji Perkolasi 1 Bulan (Metode
Kjeldhal)
31
7.
Data Analisis Awal Tanah Percobaan Rumah Kaca
31
8.
Pupuk yang Digunakan dalam Penelitian
32
9.
Arabic Gum (a) dan Zeolit lolos saringan 100 mesh (b)
32
10. Percobaan Perkolasi
32
11. Uji Kelarutan Udara
33
12
33
Pertumbuhan Tanaman Jagung hingga 4 MST
13. Jumlah Kebutuhan Air pada Percobaan Perkolasi
34
1
1 PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Kualitas lahan pertanian di Indonesia semakin lama semakin menurun
yang ditandai oleh penurunan kadar bahan organik tanah sehingga produksi
berbagai tanaman pertanian semakin menurun. Seperti yang dinyatakan Van
Noordwjik dan De Willigen (1987) bahwa masalah umum yang dijumpai pada
lahan pertanian di daerah tropika basah adalah rendahnya keseimbangan antara
jumlah hara saat tersedia hara dengan jumlah hara yang dibutuhkan tanaman.
Sebagaimana diketahui bahwa tanaman membutuhkan berbagai macam hara
makro dan unsur hara mikro. Salah satu unsur makro tersebut adalah unsur
nitrogen. Nitrogen mendapatkan perhatian yang lebih besar dibanding unsur hara
yang lain dikarenakan sifatnya yang mobile. Pada saat ini, ketidakseimbangan
penggunaan pupuk N sering terjadi karena penggunaannya secara berlebih.
Ketidakseimbangan ini menyebabkan N tercuci ke lapisan di bawah jangkauan
akar tanaman sehingga mengakibatkan pencemaran NO3- pada air tanah dan
perairan (Brady dan Weil 2002).
Pupuk nitrogen yang umum digunakan petani di Indonesia adalah urea.
Urea adalah senyawa yang terdiri dari unsur karbon, hidrogen, oksigen dan
nitrogen dengan rumus CO(NH2)2. Penyerapan nitrogen oleh tanaman akan terjadi
setelah urea diurai menjadi amonium. Senyawa urea harus diubah terlebih dahulu
menjadi amonium (N-NH4+) dengan bantuan enzim urease melalui proses
hidrolisis. Apabila diberikan ke tanah, proses hidrolisis tersebut akan berlangsung
dengan cepat sehingga sebagian menguap sebagai amoniak (Soepardi 1983). De
Datta (1987) melaporkan bahwa penggunaan pupuk N pada tanah sawah hanya
30-40% yang dapat dimanfaatkan oleh tanaman pertanian sehingga umumnya
kurang efisien, sedangkan kisaran 60-70% nya hilang. Kehilangan N pada
pemupukan hortikultura dapat mencapai 60%. Kehilangan N dalam proses
pemupukan tanaman terjadi melalui volatilisasi, nitrifikasi-denitrifikasi, aliran
permukaan, dan pencucian (De Datta et al. 1991).
Salah satu tantangan dalam kegiatan pertanian saat ini adalah rendahnya
efisiensi pupuk urea. Salah satu upaya untuk menjawab tantangan tersebut adalah
dengan meningkatkan efisiensi pupuk urea melalui modifikasi pupuk urea
menjadi bentuk slow release fertilizer dengan bahan alami. Terdapat beberapa
metode yang dapat digunakan untuk membuat slow release fertilizer. Trenkel
(1997) mengemukakan bahwa pupuk slow release dapat dibuat dengan mengubah
senyawanya menjadi bahan yang memiliki kelarutan rendah karena memiliki
bobot, molekul yang tinggi, pelapisan (coating), pembungkusan (encapsulasi),
pembungkusan dengan mencampurkan dalam matriks pupuk, memperbesar
ukuran butir pupuk (memperkecil permukaan kontak) dan menambahkan
penghambat amonifikasi dan nitrifikasi.
Beberapa bahan yang dapat digunakan sebagai bahan untuk modifikasi,
antara lain zeolit, asam humat (humic acid) dan polimer. Suwardi dan Darmawan
(2009) juga menyebutkan zeolit dan asam humat dalam urea-zeolit-asam humat,
2
mempunyai kemampuan memperlambat proses transformasi N-ammonium
menjadi bentuk N-nitrat, mengurangi penguapan nitrogen menjadi gas amoniak
serta merangsang perkembangan akar tanaman. Zeolit digunakan sebagai bahan
dalam pembuatan pupuk lambat tersedia karena memiliki KTK yang tinggi (antara
120-180 me/100 g) yang berguna sebagai pengadsorbsi, pengikat dan penukar
kation (Suwardi 2002). Penelitian lain menyebutkan bahwa penambahan zeolit
dapat meningkatkan efisiensi urea, sehingga mengurangi kehilangan urea karena
pencucian (Ahmed et al. 2009), sedangkan bahan humat dipilih karena humat
memiliki KTK yang tinggi serta secara langsung memiliki fungsi merangsang
pertumbuhan tanaman melalui pengaruhnya terhadap metabolisme dan terhadap
sejumlah proses fisiologis lainnya.
Penggunaan polimer dalam pelapisan urea dapat dilakukan dengan
mekanisme dimana unsur hara yang ada di dalam pupuk lambat tersedia
dilindungi secara mekanis. Salah satu hasil penelitian menunjukkan bahwa
aplikasi urea yang dilapisi polimer pada tanaman barley memberikan pangaruh
penurunan hilangnya akumulasi pupuk-N nitrat dan pada musim semi dapat
meningkatkan serapan N tanaman (Nyborg et al. 1993). Penelitian lain
menyebutkan bahwa penggunaan bahan hidrokoloid memperlambat pelepasan
urea (Marchaban 2000). Saraswati (1999) menyebutkan bahwa penambahan
bahan perekat gum arabic, tapioka atau mineral klei kaolin dapat meningkatkan
jumlah mikrob, bobot kering, serta serapan N dan P tanaman kedelai.
1.2 Tujuan
Tujuan penelitian ini yaitu :
1. Memodifikasi campuran fisik pupuk urea dengan menggunakan zeolit,
asam humat dan polimer sehingga berperan sebagai pupuk N lambat
tersedia.
2. Mempelajari pola pelepasan nitrogen (amonium dan nitrat) pupuk N
lambat tersedia yang telah dibuat.
3. Mempelajari serapan hara N dari berbagai pupuk N lambat tersedia
terhadap pertumbuhan tanaman jagung.
3
2 TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Nitrogen
Nitrogen (N) merupakan salah satu dari hara makro utama dalam
pertumbuhan tanaman. Menurut Soepardi (1983), nitrogen dalam tanah berasal
dari: (1) mineralisasi N dari bahan organik dan immobilisasinya, (2) fiksasi N
dari udara oleh mikroorganisme (penambatan N2 atmosfer oleh mikroorganisme
secara simbiotik maupun non simbiotik), (3) melalui hujan dan bentuk presipitasi
yang lain, dan (4) pemupukan.
Nitrogen di dalam tanah terbagi dalam dua bentuk, yaitu untuk Ninorganik dan N-organik. Bentuk N-organik adalah bentuk yang terbanyak seperti
asam-asam amino, protein, gula amino, senyawa kompleks yang sukar ditentukan,
dan lain-lain. Bentuk N-inorganik seperti ion NO3- (nitrat), dan NH4+ (ammonium)
merupakan bentuk tersedia bagi tanaman, serta nitrit (NO2-), oksida nitrous (N2O),
oksida nitrit (NO), dan gas N2 akibat perombakan mikroba. Kadar nitrogen dalam
tanah sangat bervariasi, tergantung pada pengelolaan dan penggunaan tanah
tersebut. Kandungan nitrogen akan menurun seiring dengan kedalaman tanah.
Pemupukan nitrogen dengan dosis dibawah optimal menyebabkan
tanaman mengalami klorosis pada daun tua dan semakin parah akan terjadi juga
pada daun muda. Mula-mula daun menguning dan mengering, lalu rontok. Daun
yang menguning diawali dari daun bagian bawah, lalu disusul daun bagian atas.
Gejala lain yang ditunjukkan oleh tanaman yang kekurangan N yaitu pertumbuhan
lambat/kerdil, daun hijau kekuningan, daun sempit, pendek dan tegak, daun-daun
tua cepat menguning dan mati. Pada daun muda akan memperlihatkan ciri-ciri
yang kurang berkembang di banding daun normal yaitu kaku, percabangannya
tertahan karena dormansi tunas lateral yang berkepanjangan.
Gambar 1. Gejala defisiensi Nitrogen pada tanaman:
Daun berwarna kuning pada ujung daun dan melebar menuju tulang daun.
Warna kuning membentuk huruf V 1)
1)
http://sulsel.litbang.deptan.go.id/ind/index.php [diakses 20 agustus 2013]
4
Bila hal sebaliknya terjadi, pemupukan nitrogen terjadi secara berlebih
menyebabkan penurunan kualitas tanaman karena penurunan kadar karbohidrat
(Romaskam dan Yuwono 2002), pertumbuhan vegetatif akan sangat tinggi dan
warna daun menjadi hijau tua. Hal ini menyebabkan perpanjangan umur tanaman
dan memperlambat proses kematangan karena ketidak seimbangan dengan unsur
lain seperti P, K, dan S. Unsur nitrogen ini sangat mobil sehingga mudah hilang
dari tanah. Kehilangan nitrogen dalam tanah terutama karena denitrifikasi,
volatilisasi, penguraian, pencucian dan diserap oleh tanaman (Tisdale et al. 1985).
Gambar 2. Daur N secara global 2)
N bergerak dari tanah memasuki jaringan tumbuhan, dan kembali lagi dari
tumbuhan ke tanah, seringkali dengan adanya peranan binatang atau manusia.
Pada kenyataannya, situasinya jauh lebih kompleks, karena senyawa-senyawa N
mengalami berbagai transformasi dalam tanah (mineralisasi, immobilisasi, fiksasi,
nitrifikasi dan denitrifikasi). Senyawa-senyawa ini mengalami proses pertukaran
antara tanah dan atmosfir (melalui proses-proses volatilisasi, denitrifikasi, fiksasi
biologi N) dan antara tanah dengan hidrosfer (melalui proses-proses pencucian,
erosion/runoff, drainase, irrigasi).
2)
Http://Www.Fertilizer.Org/Ifa/Homepage/Sustainability/Climatechange/ Nitrogen-Cycle.Html)
.The soil nitrogen cycle [ diakses tanggal 19 agustus 2013]
5
2.2 Pupuk Urea dan Permasalahannya
Urea ditemukan pertama kali oleh Roelle pada tahun 1773 dalam urine.
Pembuatan urea dari amonia dan asam sianida untuk pertama kalinya ditemukan
oleh F.Wohler pada tahun 1828. Disamping penggunaannya sebagai pupuk, urea
juga digunakan sebagai tambahan makanan protein untuk hewan pemamah
biak, juga dalam produksi melamin, pembuatan resin, plastik, adhesif, bahan
pelapis, tekstil, dan resin perpindahan ion. Bahan ini merupakan bahan antara
dalam pembuatan amonium sulfat, asam sulfanat, dan ftalosianina.
Urea merupakan senyawa yang mengandung nitrogen paling tinggi (46%)
diantara semua pupuk padat dan mudah larut air. Urea mudah dibuat menjadi pelet
atau granul (butiran) dan mudah diangkut dalam bentuk curah maupun dalam
kantong dan tidak mengandung bahaya ledakan. Pada musim kemarau hampir 55
% dari dosis urea yang ditaburkan hilang oleh penguapan. Pada dimusim hujan,
urea akan larut dalam air mencapai 79% dan hilang dalam proses pencucian.
Maka sangat tidak menguntungkan jika urea ditaburkan pada saat matahari sangat
terik atau saat jumlah air melimpah. (Cooke 1982).
2.3 Slow Release Fertilizer (SRF)
Slow dan controlled-release fertilizer adalah pupuk yang mengandung
unsur hara, dalam suatu bentuk yang menyebabkan a) penundaan ketersediaannya
beberapa saat setelah aplikasi sehingga akhirnya diserap tanaman, atau b) yang
tersedia dalam waktu yang lebih lama dibandingkan “pupuk cepat tersedia”
seperti pada amonium nitrat atau urea, amonium fosfat atau kalium klorida
(AAPFCO 1995).
Slow release merupakan tingkat pelepasan dari bahan kimia menjadi
bentuk nutrisi yang tersedia bagi tanaman secara nyata dengan laju pelepasan
lebih lambat. Pupuk lambat tersedia yang dibuat menggunakan campuran unsur
hara nitrogen akan memberikan ketersediaan yang lambat dibandingkan dengan
pupuk pada umumnya. Hasil ini diperoleh dikarenakan proses coating pupuk yang
ada (nitrogen dan NPK) dengan sulfur atau dengan polimer (semipermiable) atau
dengan formulasi khusus senyawa nitrogen. Proses pelepasan ini juga dipengaruhi
oleh temperatur dan kelembaban tanah, karena itu nitrogen akan tersedia seiring
dengan pertumbuhan tanaman (FA0 2000).
Peningkatkan efektifitas pupuk, menurut Leiwakabessy dan Sutandi
(2004) dapat dilakukan beberapa cara, antara lain: (1) dengan senyawa pupuk
berkelarutan rendah relatif tahan akan pelapukan, dengan jalan memberikan
selaput atau membran, pencampuran pembungkus dengan matriks pupuk, dan
mengecilkan ruang kontak tanah dengan memperbesar ukuran, (2) memberikan
penghambat nitrifikasi atau penghambat urease seperti fenil fosforodiamida,
disiandiamida, N-serve, dan terrazole.
2.4 Alternatif Bahan Slow Release Fertilizer
Usaha mengurangi kehilangan N banyak berkembang sekarang ini. Mulai
dari pencampuran urea dengan zeolit, bahan yang memiliki KTK tinggi, peng-
6
coated-an urea dengan suatu senyawa (misalnya asam humat) dan dengan
penggunaan polimer (arabic gum).
Zeolit terbentuk dari tufa yang berasal dari bahan piroklastik halus (abu)
yang disemburkan oleh aktifitas gunung api yang kemudian terendapkan pada
lingkungan yang bersifat basa. Terbentuk bersamaan bahan galian mineral industri
lainnya seperti bentonit, toseki, dan kaolin. Secara empiris, rumus molekul zeolit
adalah Mx/n.(AlO2)x.(SiO2)y.xH2O. Zeolit umumnya didefinisikan sebagai kristal
alumina silika yang berstruktur tiga dimensi, yang terbentuk dari tetrahedral
alumina dan silika dengan rongga-rongga di dalam yang berisi ion-ion logam,
2.5 Zeolit
biasanya alkali atau alkali tanah dan molekul air yang dapat bergerak bebas.
Struktur zeolit sejauh ini diketahui bermacam-macam, tetapi secara garis besar
strukturnya terbentuk dari unit bangun primer, berupa tetrahedral yang kemudian
menjadi unit bangun sekunder polihedral dan membentuk polihedral dan akhirnya
unit struktur zeolit.Sifat-sifat zeolit antara lain berongga, ber-KTK tinggi,
menyerap ion amonium dan dapat digunakan sebagai bahan pembenah tanah dan
campuran pupuk. Dikarenakan sifat khas zeolit yang berstruktur tiga dimensi,
bermuatan negatif, dan memiliki pori-pori yang terisi ion-ion K, Na, Ca, Mg dan
molekul H2O, sehingga memungkinkan terjadinya pertukaran ion dan pelepasan
air secara bolak-balik.
Menurut (Suwardi 1999) rongga-rongga di dalam zeolit mempunyai
ukuran yang sesuai dengan ukuran ion amonium sehingga zeolit mempunyai daya
jerap yang tinggi terhadap amonium. Zeolit berdiameter rongga klinoptilotit 3,95,4 Å sedangkan ukuran diameter NH4+ 1,4 Å. Zeolit mempunyai kerangka
terbuka dengan jaringan pori-pori yang mempunyai permukaan bermuatan negatif
yang dapat mencegah pencucian unsur hara NH4+-urea keluar dari daerah
perakaran. Hasil penelitian Prakoso (2006) menunjukkan bahwa kehilangan pupuk
N dalam tanah dapat ditekan dengan pembuatan pupuk slow release fertilizer
(SRF) yang dibuat dari campuran urea dan zeolit dengan perbandingan urea:zeolit
(50:50) memiliki nilai efisiensi yang lebih tinggi karena menghemat 30%
penggunaan pupuk urea. Berdasarkan hal tersebut, maka digunakanlah zeolit
sebagai bahan pupuk penyedia lambat (slow release fertilizer).
2.6 Senyawa Humat
Senyawa humat mengandung asam humat, asam fulvat, humin, dan asam
himatomelanat, yang dapat diekstrak dengan cara berbeda (Tan, 1982). Asam
humat dan fulvat merupakan senyawa utama dalam bahan organik tanah, karena
konsentrasinya di dalam tanah paling tinggi dibandingkan asam – asam organik
yang belum terhumuskan. Bahan humat merupakan bahan makromolekul
polielektrolit yang memiliki gugus fungsional seperti –COOH, -OH fenolat
maupun –OH alkoholat sehingga bahan humat memiliki peluang untuk
membentuk kompleks dengan ion logam karena gugus ini dapat mengalami
deprotonasi pada pH yang relatif tinggi (Alimin et.al, 2005).
7
Senyawa humat tidak hanya terdapat di dalam tanah, tetapi juga terdapat di
dalam batuan, endapan sedimen sungai, laut, dan danau. Berdasarkan hal tersebut
senyawa humat diklasifikasikan ke dalam 5 tipe (Tan 2003), yaitu :
1. Senyawa humat yang berasal dari Terrestrial atau tanah, dibedakan berdasarkan
asal dari bahan organiknya; kayu daun jarum (softwood), kayu daun lebar
(hardwood), rumput dan bambu.
2. Senyawa humat dari aquatic, merupakan senyawa humat yang berasal dari
endapan sungai, laut dan danau, yang materialnya dapat berasal dari luar
maupun dalam cekungan. Jika bahannya berasal dari luar cekungan, maka
komposisi senyawa humatnya mirip dengan terrestrial.
3. Senyawa humat dari gambut atau endapan rawa.
4. Senyawa humat dari endapan geologi, berupa batubara dan serpih (shale)
5. Senyawa humat dari Anthropogenic; senyawa humat yang berasal dari aktivitas
pertanian, industri, ternak, unggas dan sisa pembuangan (sampah).
Asam humat merupakan bahan aktif yang diekstrak dari bahan organik. Asam
humat memiliki KTK sangat tinggi (lebih dari 200 meq/100g) sehingga dapat
digunakan sebagai bahan urea-zeolit-humic acid dengan cara diselimutkan pada
urea (Suwardi, Darmawan 2009). Unsur atau penyusun utama humat ialah
karbon. Kandungan karbon yang dimiliki asam humat berfluktuasi pada kisaran
56-62%. Sementara kandungan hydrogen dan nitrogen berturut-turut berada pada
kisaran 2-5.5% dan 2-8% (Orlov 1985; Orlov 1992). Asam humat tidak hanya
mengandung C, N, H dan O tapi juga terdapat sulfur dan fosfor. Asam humat juga
mengandung unit aromatik dengan ikatan asam amino (organik N), peptide, asam
alipatik dan bahan campuran lain yang tipe dan jumlahnya akan tergantung pada
jenis tanaman (Orlov 1985).
Bahan Organik Tanah
Ekstraksi dengan Alkali atau Larutan Na4P2O7
Bahan Humat
(Larut)
Humin Bahan bukan
Humat (tidak larut)
Perlakuan dengan asam
Asam fulvat (larut)
Asam Humat (tidak larut)
Perlakuan dengan alkohol
Asam Humat (tidak larut)
Asam Himatomelanik
(larut)
Perlakuan dengan garam netral
Asam Humat coklat
(larut)
Asam Humat kelabu
(tidak larut)
Gambar 3 Diagram Pemisahan Senyawa-senyawa Humat ke dalam Fraksifraksi Humat yang berbeda
8
Asam humat adalah zat organik yang memiliki struktur molekul kompleks
dengan berat molekul tinggi (makromolekul) atau dapat disebut sebagai polimer
organik yang mengandung gugus aktif. Di alam, asam humat terbentuk melalui
proses fisika, kimia, dan biologi dari bahan-bahan yang berasal dari tumbuhan
maupun hewan, yang disebut proses humifikasi. Oleh karena struktur asam humat
terdiri dari campuran senyawa organik alifatik dan aromatik (diantaranya
ditunjukkan dengan adanya gugus aktif asam karboksilat dan quinoid), maka asam
humat memiliki kemampuan untuk menstimulasi dan mengaktifkan proses biologi
dan fisiologi pada organisme hidup dalam tanah. Ciri fisik asam humat yaitu
merupakan fraksi humat yang larut dalam alkali,namun tidak larut (mengendap)
dalam asam dan alkohol (Tan 1992).
Beberapa sifat penting lain dari asam humat yang berhubungan dengan
peranannya dalam memperbaiki kondisi tanah dan pertumbuhan tanaman adalah
kapasitas tukar kation (Cation Exchange Capacity) yang tinggi, memiliki
kemampuan mengikat air (Water Holding Capacity) yang besar, sebagai zat
pengompleks (Chelating/Complexing Agent), dan kemampuan untuk mengikat
(fiksasi) polutan dalam tanah. Schnitzer (1978), menyatakan bahwa pada
prinsipnya interaksi bahan humik dengan fraksi anorganik tanah dapat dinyatakan
sebagai reaksi pertukaran ion, jerapan permukaan dan pembentukan
kompleks/khelat.
2.7 Polymer
Polimer dapat dibedakan atas polimer alam dan polimer sintesis. Polimer
alam adalah polimer yang terdapat di alam dan berasal dari makhluk hidup.
Contoh polimer alam antara lain sebagai berikut
Tabel 1 Beberapa contoh polimer alam
No
1.
2.
3.
Polimer
Pati/amilum
Selulosa
Protein
4.
Asam
nukleat
Karet alam
5.
Monomer
Glukosa
Glukosa
Asam
amino
Nukleotida
Polimerisasi
Kondensasi
Kondensasi
Kondensasi
Isoprena
Adisi
Kondensasi
Contoh
Biji-bijian, akar umbi
Sayur, Kayu, Kapas
Susu, daging, telur, wol,
sutera
Molekul DNA dan RNA
(sel)
Getah pohon karet
Polimer sintesis atau polimer buatan adalah polimer yang tidak terdapat di
alam dan harus dibuat oleh manusia. Sampai saat ini, para ahli kimia polimer telah
melakukan penelitian struktur molekul alam guna mengembangkan polimer
sintesisnya. Penggunaan polimer untuk industri pupuk pertama kali dikembangkan
di Amerika serikat oleh Archer Daniels Midland Company dengan pelapis
berkomponen utama disiklopentadiena dan suatu ester gliserol yang dihasilkan
oleh kedelai sekitar 60-an (Leiwakabessy dan Sutandi 2004).
9
Contoh polimer sintesis dapat dilihat pada Tabel 2 di bawah ini :
Tabel 2 Beberapa contoh polimer sintesis
No
1.
2.
Polimer
Polietena
Polipropena
Monomer
Etena
Propena
3.
PVC
Vinilklorida
4.
5.
Polivinil alcohol
Teflon
Vinil alcohol
Tetrafluoroetena
6.
Dakron
Metiltereftalatdan
etilenaglikol
7.
Nilon
8.
9.
10.
11.
Polibutadiena
Poliester
Melamin
Epoksi resin
Asam adipat dan
heksametilena diamin
Butadiena
Ester dan etilena glikol
Fenol formaldehida
Metoksi benzena dan
alcohol sekunder
Terdapat pada
Kantung, kabel plastik
(Tali, karung, botol)
plastik
Pipa paralon, pelapis
lantai
Bak air
Wajan atau panci anti
lengket
Pipa rekam magnetik,
kain atau tekstil (wol
sintetis)
Tekstil
Ban motor
Ban mobil
Piring dan gelas melamin
Penyalut cat (cat epoksi)
Selama ini penelitian yang banyak dilakukan berfokus pada seleksi
bahan membran. Bahan membran yang dikembangkan dapat dibagi menjadi dua
jenis utama, yaitu mineral anorganik dan polimer organik. Mineral anorganik
adalah silikon, belerang, gips, fosfat, zeolit, bentonit, maifanitum, diatomite, dan
lain-lain, sedangkan polimer organik terdiri dari bahan makromolekul alam
(misalnya pati, fibrin, alami karet), bahan sintetis molekul tinggi (misalnya
polietilena, polivinil klorida), dan bahan semi-sintetik molekul tinggi (misalnya
selulosa etil).
Mineral anorganik sebagai bahan membran dapat dengan mudah
ditemukan dengan harga murah dan membran yang tersisa di tanah mungkin akan
terurai secara alami, namun apabila terdapat dalam konsentrasi yang tinggi dapat
memberikan efek buruk terhadap tanah. Sebaliknya, polimer organik sebagai
bahan membran telah menunjukkan kontrol yang baik dari hara yang dilepaskan.
Meskipun demikian, membran polimer organik membutuhkan proses teknis yang
canggih dengan biaya yang relatif tinggi. Selain itu, membran tidak mudah terurai
secara alami, menyebabkan resiko pencemaran tanah (Zou et al, 2009).
Alternatif bahan yang bisa ditambahkan pada pelapis pupuk atau perekat
salah satunya adalah arabic gum atau gum arab. Gum arab berasal dari getah atau
eksudat yang dihasilkan tanaman akasia (Acacia sp.). Pada dasarnya Gum arab
merupakan polimer yang sangat banyak bercabang terdiri atas rangkaian satuansatuan D-galaktosa, L-arabinosa,asam D-glukoronat, dan L-Ramnosa (Tranggono
dkk 1991). Arabic gum adalah senyawa komplek yang terdiri dari senyawa
arabinogalaktan, oligosakarida, dan polisakarida. Keunggulan Arabic gum adalah
dapat larut dalam air dingin, kelarutannya dalam air cukup tinggi (>50%),
10
pengemulsi yang baik dan dapat menstabilkan emulsi, berviskositas rendah pada
konsentrasi tinggi, dan memiliki pH berkisar antara 4.0-4.8 (Fennema 1996).
11
3 METODE PENELITIAN
3.1 Waktu dan Tempat
Penelitian ini dilakukan pada bulan Januari sampai Juni 2013. Penelitian
ini dilaksanakan di Laboratorium Pengembangan Sumberdaya Fisik Lahan,
Departemen Ilmu Tanah dan Sumberdaya Lahan, Fakultas Pertanian, Institut
Pertanian Bogor dan Rumah Kaca Cikabayan, Institut Pertanian Bogor.
3.2 Bahan dan Alat
Bahan-bahan yang diperlukan pada penelitian ini adalah bahan tanah
Latosol Cikabayan, urea, zeolit, polimer (arabic gum), asam humat, pupuk KCl,
SP36, polibag (ukuran 5 kg), benih jagung manis dan bahan kimia untuk
keperluan analisis, sedangkan alat-alat yang digunakan yaitu granulator (skala
laboratorium), timbangan digital, cawan porselin, ball mill, mesin pengocok,
toples, oven, pipa paralon ukuran 6 inchi (tinggi 30 cm dan diameter 16 cm), glass
wool, gelas kimia, dan lain-lain.
3.3 Prosedur Penelitian
Penelitian ini dilaksanakan dalam tiga tahap kegiatan meliputi: 1)
Pembuatan formulasi pupuk N lambat tersedia. 2) Pelepasan amonium dan nitrat
dari pupuk N lambat tersedia menggunakan metode perkolasi. 3) Aplikasi pupuk
N lambat tersedia terhadap pertumbuhan tanaman jagung.
3.4 Pembuatan Formulasi Pupuk N Lambat Tersedia
Pada tahap pembuatan pupuk ini dilakukan dengan mempersiapkan semua
bahan-bahan yang dibutuhkan yaitu : urea, zeolit, asam humat dan polimer (arabic
gum). Jenis pupuk yang dihasilkan berdasarkan perbandingan dan jumlah bahanbahan yang tertera pada Tabel 3.
Tabel 3. Jenis Pupuk, Perbandingan Urea:Zeolit, Konsentrasi Humat Dalam
Pupuk dan Kandungan Nitrogen dalam Pupuk
Jenis Pupuk
Perbandingan
campuran
Urea : Zeolit
Konsentrasi
arabic gum
(%)
P1
P2
P3
P4
P5
P6
7:3
8:2
7:3
7:3
8:2
8:2
6
6
6
6
6
6
Konsentrasi
Humat
dalam
pupuk
(%)
2
2.5
2
2.5
Nitrogen
dalam pupuk
(%)
25.14
28.05
28.79
22.02
28.36
32.15
12
Pembuatan formulasi pupuk lambat tersedia dilakukan menurut skala
laboratorium. Cara pembuatannya dapat dilihat pada Gambar 4.
Pada tahapan pembuatan pupuk ini dilakukan dengan mempersiapkan
semua bahan-bahan yang dibutuhkan yaitu: urea, zeolit, asam humat dan polimer
(arabic gum).Urea digunakan sebagai kontrol. Proses yang dilakukan adalah
membuat modifikasi campuran pupuk dari beberapa bahan yang digunakan sesuai
dengan Tabel 3. Ukuran zeolit yang digunakan adalah 100 mesh.
Bahan-bahan tersebut kemudian ditambahkan lalu dicampur gum arab
dalam jumlah seragam lau dibentuk granul dan dikeringkan pada suhu ≤ 60ºC
dengan kisaran waktu 15-30 menit. Pupuk yang digunakan berukuran sedang
(tidak lolos saringan < 2 mm). Pupuk dianalisis kadar N-total dengan metode
Kjeldahl untuk mengetahui kadar nitrogen. Selanjutnya data ini digunakan untuk
menentukan besarnya dosis yang diberikan pada percobaan perkolasi untuk tiaptiap perlakuan. Dasar pembuatan pupuk ini diawali oleh Nainggolan (2010) yang
menyatakan bahwa pupuk dengan perbandingan urea : zeolit 70:30 (P1) ini
merupakan perbandingan yang memiliki kemampuan menahan keberadaan nitrat
hingga minggu ke-14.
Urea dihaluskan
hingga lolos 500 μm
Masukkan urea
ke dalam
granulator
pupuk
lambat
tersedia
Semprotkan arabic
gum yang sudah
dilarutkan dengan
perbandingan
(1: 4) = sebanyak 10
ml dan penambahan
asam humat sesuai
dengan perlakuan
Kemudian oven
pada suhu ≤
60ºC selama 1530 menit
Tambahkan zeolit
(lolos saringan
100 mesh)
Masukkan zeolit
sedikit demi sedikit
ke dalam granulator
hingga terbentuk
granul
Gambar 4. Pembuatan Formulasi Pupuk Lambat Tersedia
13
3.5 Pelepasan Amonium (NH4+ ) dan Nitrat (NO3-) dengan Metode Perkolasi
Penelitian ini dilakukan untuk mengetahui pelepasan NH4+ dan NO3-.
Sebanyak 5 kg tanah (berat kering udara) lolos ayakan 2 mm dimasukkan ke
dalam pipa ø 6 inchi (tinggi 30 cm, diameter 16 cm). Jumlah pupuk yang
ditambahkan pada setiap kolom setara dengan 270 mg N. Tanah dalam kolom
mendapatkan perlakuan yang sama, yaitu dipadatkan sebanyak 100x ketukan.
Setelah itu, dilakukan pencucian dengan aquades untuk mendapatkan perkolat.
Percobaan perkolasi ini terdiri dari 1 kontrol dengan 6 perlakuan jenis pupuk yang
dibuat (Tabel 3). Masing-masing diulang dua kali (duplo), sehingga total terdapat
14 unit. Model perkolasi dapat dilihat pada Gambar 5.
Jumlah air yang diberikan (pencucian) sesuai dengan data curah hujan
wilayah Darmaga yaitu sebesar 584.7 ml dan diaplikasikan setiap 3 hari sekali
selama satu bulan. Penetapan konsentrasi NH4+ dan NO3- (perkolat) dilakukan
dengan menggunakan metode destilasi kemudian dititrasi, sedangkan bahan tanah
pada kolom perkolasi di akhir waktu (1 bulan) uji perkolasi dianalis pH dan kadar
N-Totalnya
aquades
t = 30
cm
d = 16
cm
Glass wool
Gambar 5 Model Uji Perkolasi
3.6 Percobaan di Rumah Kaca
Aplikasi pupuk yang dibuat dilakukan pada tanaman jagung manis seleksi
Darmaga 3 IPB untuk mengevaluasi respon tanaman jagung manis yang
diaplikasikan pada beberapa jenis pupuk lambat tersedia. Model rancangan
menggunakan pendekatan statistik yaitu rancangan acak lengkap (RAL) sebagai
berikut:
Yij = μ + ti + ε ij atau Yij = μ i + ε ij
Dimana :
i
= 1, 2,3, 4, 5, 6, 7 dan j = 1, 2, 3
Yij
= Pengamatan pada perlakuan ke- i dan ulangan ke –j
14
μ
= Rataan umum
ti
= Pengaruh Perlakuan ke-i
ε ij
= Pengaruh acak pada perlakuan ke-i ulangan ke-j
Percobaan ini terdiri dari 7 perlakuan, 1 standar, dan 6 pupuk N tersedia
lambat, masing-masing terdiri dari 3 ulangan sehingga total unit satuan percobaan
adalah sebanyak 21 unit. Bahan tanah yang digunakan sebanyak 5 kg (BKU)/
polibag, masing-masing diberi perlakuan kapur (10 g/ polibag), pupuk SP-36
300kg/Ha (3 gr/polibag) dan KCl 200 kg/ Ha (2 g/ polibag). Pupuk nitrogen
diberikan dosis setara dengan urea 300 kg/ Ha dosis pupuk per polibag tertera
pada Tabel 4. Pada tiap polibag ditanam dua benih jagung, dan setelah 1 MST
dilakukan penjarangan, dan dipertahankan satu tanaman/polibag. Tinggi tanaman
dan jumlah daun diamati setiap minggu. Pemupukan dilakukan 3 hari setelah
tanam. Penyiangan dan pengendalian hama penyakit dilakukan sesuai dengan
kebutuhan. Pengamatan ini dilakukan sampai selama empat minggu setelah
tanam.
Tabel 4. Dosis Pupuk N per Polibag
No
Perlakuan
1
Standard
2
P1
3
P2
4
P3
5
P4
6
P5
7
P6
Keterangan : *) urea
Pupuk N
3.00 *)
5.49
4.92
4.79
6.72
4.87
4.25
Dosis /polibag
(g)
SP-36
3.00
3.00
3.00
3.00
3.00
3.00
3.00
KCl
2.00
2.00
2.00
2.00
2.00
2.00
2.00
15
4 HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Pembuatan Formula Pupuk N Lambat Tersedia
Pupuk lambat tersedia dalam penelitian ini dibuat melalui pencampuran 6
kombinasi urea, zeolit, dan asam humat dan dinotasikan sebagai P1, P2, P3, P4,
P5, dan P6. Hasil pupuk lambat tersedia tersebut disajikan pada Gambar 6.
P1
P2
P4
P5
P3
P6
Gambar 6 Hasil pembuatan pupuk lambat tersedia
Gambar 6 menunjukkan bahwa dihasilkan pupuk padat berbentuk granul
dengan ukuran butir 2 – 4 mm. Pupuk P1 dan P2 berwarna hijau keabu-abuan,
sedangkan pupuk P3, P4, P5, dan P6 berwarna coklat gelap. Warna hijau keabuabuan berasal dari warna zeolit yang telah dihaluskan yang kemudian dicampur
dengan urea dan arabic gum. Warna coklat gelap ini berasal dari warna bahan
humat yang secara homogen tercampur pada pupuk tersebut. Kadar air pupuk
berkisar 5.02% hingga 8.20 %. Gum arab (arabic gum) dipilih karena merupakan
polimer alam, yang memiliki keunggulan sebagai bahan pengental emulsi yang
efektif karena kemampuannya melindungi koloid dan stabil dalam larutan asam.
Arabic gum dikenal pula sebagai gum acacia adalah salah satu produk getah
(resin) yan
BAHAN UREA, ZEOLIT, SERTA ASAM HUMAT DAN
PENGARUHNYA TERHADAP PERTUMBUHAN JAGUNG
EMMA PUSPITA SARI
SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2013
PERNYATAAN MENGENAI TESIS DAN
SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA
Dengan ini saya menyatakan bahwa tesis Formulasi Pupuk Nitrogen
Lambat Tersedia dari Bahan Urea, Zeolit, serta Asam Humat dan Pengaruhnya
terhadap Pertumbuhan Jagung adalah benar karya saya sendiri dengan arahan dari
komisi pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apapun kepada perguruan
tinggi mana pun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang
diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks
dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir tesis ini.
Dengan ini saya melimpahkan hak cipta karya tulis saya kepada Institut
Pertanian Bogor.
Bogor, Agustus 2013
Emma Puspita Sari
NRP A152090011
RINGKASAN
EMMA PUSPITA SARI. Formulasi Pupuk Nitrogen Lambat Tersedia dari
Bahan Urea, Zeolit, dan Asam Humat serta Pengaruhnya terhadap Pertumbuhan
Jagung. Dibimbing oleh SUWARDI, BUDI NUGROHO, dan SRI
DJUNIWATI.
Kualitas lahan pertanian di Indonesia semakin menurun yang ditandai oleh
penurunan kadar bahan organik tanah sehingga produksi berbagai jenis tanaman
pertanian semakin rendah. Pada kondisi tanah seperti itu efisiensi pemupukan
nitrogen semakin rendah. Telah diketahui pupuk nitrogen yang diberikan ke
dalam tanah akan segera menguap ke atmosfer dan tercuci ke perairan. Oleh
karena itu diperlukan usaha untuk mengurangi kehilangan nitrogen melalui
pembuatan formulasi pupuk tersedia lambat. Saat ini beberapa jenis pupuk
tersedia lambat dibuat dengan menambahkan bahan penyelimut dari bahan kimia
sehingga penggunaan dalam jangka panjang akan bermasalah bagi lingkungan.
Oleh karena itu perlu dicari bahan pupuk tersedia lambat dari bahan alami yang
lebih ramah lingkungan seperti zeolit, asam humat dan arabic gum.
Tujuan dari penelitian ini adalah Memodifikasi campuran fisik pupuk urea
dengan menggunakan zeolit, asam humat dan polimer sehingga berperan sebagai
pupuk N tersedia lambat. Mempelajari pola pelepasan nitrogen (amonium dan
nitrat) pupuk N tersedia lambat yang telah dibuat.Mempelajari serapan hara N dari
berbagai pupuk N tersedia lambat terhadap pertumbuhan tanaman jagung. Pupuk
slow release dipersiapkan dengan perbandingan urea zeolit 7:3 dan 8:2, asam
humat diberikan sebanyak 2 dan 2,5% dan arabic gum sebagai perekat sebanyak
6%. Jumlah N-NH4+ dan N-NO3- yang tercuci dari pupuk yang telah dibuat diamati
selama 30 hari inkubasi dengan metode perkolasi. Konsentrasi N-NH4+ + N-NO3dianalisis dengan metode Kjeldahl. Pupuk yang telah dibuat selanjutnya
digunakan untuk mempelajari pengaruh pupuk tersedia lambat terhadap
pertumbuhan tanaman jagung pada percobaan di rumah kaca.
Hasil penelitian menunjukkan bahwa enam komposisi pupuk N yang
dibuat dengan cara penyalutan dengan zeolit, senyawa humat dan gum arab
berkarakter sebagai pupuk slow release. Zeolite, bahan humat dan gum arab atau
kombinasinya sebagai bahan penyalut mampu menurunkan puncak pelepasan NNH4+ dan N-NO3- dan mengubah pola pelepasannya hingga menjadi masih
tersedia sampai pada akhir masa pengujian. Berdasarkan dari data pertumbuhan
bentuk slow release fertilizer yang diperoleh itu tidak cocok dengan kebutuhan N
tanaman jagung sesuai dengan pertumbuhan fisiologisnya sehingga pertumbuhan
terbaik diperoleh hanya oleh urea yang mempunyai kelarutan yang tinggi.
Senyawa humat berpengaruh dari segi sifat fisiologis jagung dibandingkan
peranannya sebagai bahan pengkapsul pada slow release fertilizer.
.
Kata kunci: Amonium, Asam humat, Nitrat, Pupuk lambat tersedia, Zeolit.
SUMMARY
EMMA PUSPITA SARI. Formulation of Slow Release Nitrogen Fertilizer
from Urea, Zeolite and Humic Acid and Its Effect on Corn Growth. Under the
direction of Suwardi, Budi Nugroho, and Sri Djuniwati.
The quality of agricultural land in Indonesia was declining progressively
and it affect to the decrease of crop production. It is well known that N fertilizer is
inefficient due to evaporation into atmosphere and leached into the grown water.
The objectives of this research were to study the formulation of slow release Nfertilizer made from urea, zeolite, humic acid, and polymer; to study the pattern of
nitrogen release from this modified slow release fertilizer; and to evaluate the
effect of modified slow release fertilizer on corn growth.
The ratio of urea and zeolite used in this experiment was prepared with the
ratio of urea (U) and zeolite (Z) 7:3 and 8: 2, humic acid (HA) of 2 and 2.5% and
arabic gum as the binding material. The modified fertilizers were put into the
percolation column. The volume and concentration of ammonium-N and nitrate-N
were collected and measured during one month percolation with Kjeldahl
methode. The modified fertilizers then used to evaluate the effect of the fertilizers
on growth of corn in greenhouse experiment.
The results showed that the composition of the six N fertilizer were
prepared by coating with zeolite, humic substance, and gum arabic characterized
as a slow release fertilizer. Zeolite, humic substance, and gum arabic or
combinations there of as coating agent is able to reduce the peak release of NNH4+ and N-NO3- and change the pattern of release to be still available until the
end of the test period. Based on the data of corn’s growth, slow release fertilizer
forms obtained did not match the corn crop N requirement in accordance with the
physiological growth so that the best growth is obtained only by urea which has a
high solubility. Humic substance influential in terms of the physiological
properties of corn compared to its role as an encapsulation on slow release
fertilizer.
Keywords: ammonium-N, humic acid, nitrate-N, slow release fertilizer, zeolite,
c Hak Cipta milik IPB, tahun 2013
Hak Cipta dilindungi Undang-undang
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan atau
menyebutkan sumbernya. Pengutipan hanya untuk kepentingan pendidikan,
penelitian, penulisan karya ilmiah, penyusunan laporan, penulisan kritik, atau
tinjauan suatu masalah; dan pengutipan tersebut tidak merugikan kepentingan
yang wajar IPB.
Dilarang mengumumkan dan memperbanyak sebagian atau seluruh Karya Tulis
dalam bentuk apapun tanpa ijin IPB.
FORMULASI PUPUK NITROGEN LAMBAT TERSEDIA DARI
BAHAN UREA, ZEOLIT, DAN ASAM HUMAT DAN
PENGARUHNYA TERHADAP PERTUMBUHAN JAGUNG
EMMA PUSPITA SARI
Tesis
Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Magister Sains
pada
Program Studi Agroteknologi Tanah
SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
2013
Penguji Luar Komisi pada Ujian Tesis: Dr Ir Lilik Tri Indriyati, MSc.
Judul Tesis
:
Nama
:
Formulasi Pupuk Nitrogen Lambat Tersedia dari
Bahan Urea, Zeolit, serta Asam Humat dan
Pengaruhnya Terhadap Pertumbuhan Jagung
Emma Puspita Sari
NRP
:
A152090011
Disetujui,
Komisi Pembimbing
Dr Ir Suwardi, MAgr
Ketua
Dr Ir Sri Djuniwati, MSc.
Anggota
Dr Ir Budi Nugroho, Msi
Anggota
Diketahui oleh
Ketua Program Studi
Agroteknologi Tanah
Dekan Sekolah Pascasarjana IPB
Dr Ir Suwardi, Magr
Dr Ir Dahrul Syah, MSc.Agr
Tanggal Ujian: 2 Agustus 2013
Tanggal Lulus:
PRAKATA
Assalamu’alaikum Wr.Wb.
Puji syukur kehadirat Allah SWT, atas berkat rahmat dan karunia-Nya
penulis berhasil menyelesaikan penelitian dan tesis dengan judul “Formulasi
Pupuk Nitrogen Lambat Tersedia dari Bahan Urea, Zeolit, serta Asam Humat dan
Pengaruhnya terhadap Pertumbuhan Jagung”.
Terima kasih dan salam hormat yang sebesar-besarnya penulis haturkan
kepada Dr Ir Suwardi M. Agr selaku Ketua Komisi Pembimbing,
Dr Ir Budi Nugroho, MSi dan Dr Ir Sri Djuniwati, MSc sebagai Anggota Komisi
Pembimbing atas segala ilmu, perhatian, bimbingan, arahan, motivasi, kesabaran,
petunjuk serta bantuannya selama penelitian dan penyusunan tesis ini. Ucapan
terima kasih dan penghargaan yang tinggi penulis sampaikan kepada PT.
Parisonna Alam Sejahtera yang telah memberikan bantuan dana untuk penelitian
ini. Penulis juga menyampaikan terima kasih kepada Dr Ir Lilik Tri Indriyati, MSc
selaku penguji luar komisi atas segala masukan dan saran untuk kesempurnaan
tesis ini.
Penulis juga menyampaikan rasa terima kasih kepada seluruh staf dan
rekan-rekan, sahabat DITSL dan Bagian Pengembangan Fisik dan Sumberdaya
Lahan atas segala bantuan, pemberian semangat, ilmu dan persahabatan selama
proses penelitian dan penulisan tesis. Terima kasih kepada seluruh Staf pengajar
dan administrasi SPS IPB dan Program Studi Agroteknologi Tanah atas bantuan
administasi yang diberikan. Kepada kedua orangtua tercinta Supardi, Wiwik
Sarmiati dan saudariku Nofiana Wikdi Astuti, Amd serta seluruh keluarga besar
atas seluruh do’a, pengorbanan, kasih sayang, kesabaran, dukungan secara moril
dan materiil serta perjuangan yang tulus dan tiada henti sehingga penulis dapat
menyelesaikan pendidikan hingga jenjang S2 ini. Semoga karya ilmiah ini dapat
memberikan manfaat untuk kemajuan ilmu pengetahuan di Indonesia.
Wassalamu’alaikum Wr. Wb.
Bogor, Agustus 2013
Penulis
FORMULASI PUPUK NITROGEN LAMBAT TERSEDIA DARI
BAHAN UREA, ZEOLIT, SERTA ASAM HUMAT DAN
PENGARUHNYA TERHADAP PERTUMBUHAN JAGUNG
EMMA PUSPITA SARI
SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2013
PERNYATAAN MENGENAI TESIS DAN
SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA
Dengan ini saya menyatakan bahwa tesis Formulasi Pupuk Nitrogen
Lambat Tersedia dari Bahan Urea, Zeolit, serta Asam Humat dan Pengaruhnya
terhadap Pertumbuhan Jagung adalah benar karya saya sendiri dengan arahan dari
komisi pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apapun kepada perguruan
tinggi mana pun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang
diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks
dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir tesis ini.
Dengan ini saya melimpahkan hak cipta karya tulis saya kepada Institut
Pertanian Bogor.
Bogor, Agustus 2013
Emma Puspita Sari
NRP A152090011
RINGKASAN
EMMA PUSPITA SARI. Formulasi Pupuk Nitrogen Lambat Tersedia dari
Bahan Urea, Zeolit, dan Asam Humat serta Pengaruhnya terhadap Pertumbuhan
Jagung. Dibimbing oleh SUWARDI, BUDI NUGROHO, dan SRI
DJUNIWATI.
Kualitas lahan pertanian di Indonesia semakin menurun yang ditandai oleh
penurunan kadar bahan organik tanah sehingga produksi berbagai jenis tanaman
pertanian semakin rendah. Pada kondisi tanah seperti itu efisiensi pemupukan
nitrogen semakin rendah. Telah diketahui pupuk nitrogen yang diberikan ke
dalam tanah akan segera menguap ke atmosfer dan tercuci ke perairan. Oleh
karena itu diperlukan usaha untuk mengurangi kehilangan nitrogen melalui
pembuatan formulasi pupuk tersedia lambat. Saat ini beberapa jenis pupuk
tersedia lambat dibuat dengan menambahkan bahan penyelimut dari bahan kimia
sehingga penggunaan dalam jangka panjang akan bermasalah bagi lingkungan.
Oleh karena itu perlu dicari bahan pupuk tersedia lambat dari bahan alami yang
lebih ramah lingkungan seperti zeolit, asam humat dan arabic gum.
Tujuan dari penelitian ini adalah Memodifikasi campuran fisik pupuk urea
dengan menggunakan zeolit, asam humat dan polimer sehingga berperan sebagai
pupuk N tersedia lambat. Mempelajari pola pelepasan nitrogen (amonium dan
nitrat) pupuk N tersedia lambat yang telah dibuat.Mempelajari serapan hara N dari
berbagai pupuk N tersedia lambat terhadap pertumbuhan tanaman jagung. Pupuk
slow release dipersiapkan dengan perbandingan urea zeolit 7:3 dan 8:2, asam
humat diberikan sebanyak 2 dan 2,5% dan arabic gum sebagai perekat sebanyak
6%. Jumlah N-NH4+ dan N-NO3- yang tercuci dari pupuk yang telah dibuat diamati
selama 30 hari inkubasi dengan metode perkolasi. Konsentrasi N-NH4+ + N-NO3dianalisis dengan metode Kjeldahl. Pupuk yang telah dibuat selanjutnya
digunakan untuk mempelajari pengaruh pupuk tersedia lambat terhadap
pertumbuhan tanaman jagung pada percobaan di rumah kaca.
Hasil penelitian menunjukkan bahwa enam komposisi pupuk N yang
dibuat dengan cara penyalutan dengan zeolit, senyawa humat dan gum arab
berkarakter sebagai pupuk slow release. Zeolite, bahan humat dan gum arab atau
kombinasinya sebagai bahan penyalut mampu menurunkan puncak pelepasan NNH4+ dan N-NO3- dan mengubah pola pelepasannya hingga menjadi masih
tersedia sampai pada akhir masa pengujian. Berdasarkan dari data pertumbuhan
bentuk slow release fertilizer yang diperoleh itu tidak cocok dengan kebutuhan N
tanaman jagung sesuai dengan pertumbuhan fisiologisnya sehingga pertumbuhan
terbaik diperoleh hanya oleh urea yang mempunyai kelarutan yang tinggi.
Senyawa humat berpengaruh dari segi sifat fisiologis jagung dibandingkan
peranannya sebagai bahan pengkapsul pada slow release fertilizer.
.
Kata kunci: Amonium, Asam humat, Nitrat, Pupuk lambat tersedia, Zeolit.
SUMMARY
EMMA PUSPITA SARI. Formulation of Slow Release Nitrogen Fertilizer
from Urea, Zeolite and Humic Acid and Its Effect on Corn Growth. Under the
direction of Suwardi, Budi Nugroho, and Sri Djuniwati.
The quality of agricultural land in Indonesia was declining progressively
and it affect to the decrease of crop production. It is well known that N fertilizer is
inefficient due to evaporation into atmosphere and leached into the grown water.
The objectives of this research were to study the formulation of slow release Nfertilizer made from urea, zeolite, humic acid, and polymer; to study the pattern of
nitrogen release from this modified slow release fertilizer; and to evaluate the
effect of modified slow release fertilizer on corn growth.
The ratio of urea and zeolite used in this experiment was prepared with the
ratio of urea (U) and zeolite (Z) 7:3 and 8: 2, humic acid (HA) of 2 and 2.5% and
arabic gum as the binding material. The modified fertilizers were put into the
percolation column. The volume and concentration of ammonium-N and nitrate-N
were collected and measured during one month percolation with Kjeldahl
methode. The modified fertilizers then used to evaluate the effect of the fertilizers
on growth of corn in greenhouse experiment.
The results showed that the composition of the six N fertilizer were
prepared by coating with zeolite, humic substance, and gum arabic characterized
as a slow release fertilizer. Zeolite, humic substance, and gum arabic or
combinations there of as coating agent is able to reduce the peak release of NNH4+ and N-NO3- and change the pattern of release to be still available until the
end of the test period. Based on the data of corn’s growth, slow release fertilizer
forms obtained did not match the corn crop N requirement in accordance with the
physiological growth so that the best growth is obtained only by urea which has a
high solubility. Humic substance influential in terms of the physiological
properties of corn compared to its role as an encapsulation on slow release
fertilizer.
Keywords: ammonium-N, humic acid, nitrate-N, slow release fertilizer, zeolite,
c Hak Cipta milik IPB, tahun 2013
Hak Cipta dilindungi Undang-undang
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan atau
menyebutkan sumbernya. Pengutipan hanya untuk kepentingan pendidikan,
penelitian, penulisan karya ilmiah, penyusunan laporan, penulisan kritik, atau
tinjauan suatu masalah; dan pengutipan tersebut tidak merugikan kepentingan
yang wajar IPB.
Dilarang mengumumkan dan memperbanyak sebagian atau seluruh Karya Tulis
dalam bentuk apapun tanpa ijin IPB.
FORMULASI PUPUK NITROGEN LAMBAT TERSEDIA DARI
BAHAN UREA, ZEOLIT, DAN ASAM HUMAT DAN
PENGARUHNYA TERHADAP PERTUMBUHAN JAGUNG
EMMA PUSPITA SARI
Tesis
Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Magister Sains
pada
Program Studi Agroteknologi Tanah
SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
2013
Penguji Luar Komisi pada Ujian Tesis: Dr Ir Lilik Tri Indriyati, MSc.
Judul Tesis
:
Nama
:
Formulasi Pupuk Nitrogen Lambat Tersedia dari
Bahan Urea, Zeolit, serta Asam Humat dan
Pengaruhnya Terhadap Pertumbuhan Jagung
Emma Puspita Sari
NRP
:
A152090011
Disetujui,
Komisi Pembimbing
Dr Ir Suwardi, MAgr
Ketua
Dr Ir Sri Djuniwati, MSc.
Anggota
Dr Ir Budi Nugroho, Msi
Anggota
Diketahui oleh
Ketua Program Studi
Agroteknologi Tanah
Dekan Sekolah Pascasarjana IPB
Dr Ir Suwardi, Magr
Dr Ir Dahrul Syah, MSc.Agr
Tanggal Ujian: 2 Agustus 2013
Tanggal Lulus:
PRAKATA
Assalamu’alaikum Wr.Wb.
Puji syukur kehadirat Allah SWT, atas berkat rahmat dan karunia-Nya
penulis berhasil menyelesaikan penelitian dan tesis dengan judul “Formulasi
Pupuk Nitrogen Lambat Tersedia dari Bahan Urea, Zeolit, serta Asam Humat dan
Pengaruhnya terhadap Pertumbuhan Jagung”.
Terima kasih dan salam hormat yang sebesar-besarnya penulis haturkan
kepada Dr Ir Suwardi M. Agr selaku Ketua Komisi Pembimbing,
Dr Ir Budi Nugroho, MSi dan Dr Ir Sri Djuniwati, MSc sebagai Anggota Komisi
Pembimbing atas segala ilmu, perhatian, bimbingan, arahan, motivasi, kesabaran,
petunjuk serta bantuannya selama penelitian dan penyusunan tesis ini. Ucapan
terima kasih dan penghargaan yang tinggi penulis sampaikan kepada PT.
Parisonna Alam Sejahtera yang telah memberikan bantuan dana untuk penelitian
ini. Penulis juga menyampaikan terima kasih kepada Dr Ir Lilik Tri Indriyati, MSc
selaku penguji luar komisi atas segala masukan dan saran untuk kesempurnaan
tesis ini.
Penulis juga menyampaikan rasa terima kasih kepada seluruh staf dan
rekan-rekan, sahabat DITSL dan Bagian Pengembangan Fisik dan Sumberdaya
Lahan atas segala bantuan, pemberian semangat, ilmu dan persahabatan selama
proses penelitian dan penulisan tesis. Terima kasih kepada seluruh Staf pengajar
dan administrasi SPS IPB dan Program Studi Agroteknologi Tanah atas bantuan
administasi yang diberikan. Kepada kedua orangtua tercinta Supardi, Wiwik
Sarmiati dan saudariku Nofiana Wikdi Astuti, Amd serta seluruh keluarga besar
atas seluruh do’a, pengorbanan, kasih sayang, kesabaran, dukungan secara moril
dan materiil serta perjuangan yang tulus dan tiada henti sehingga penulis dapat
menyelesaikan pendidikan hingga jenjang S2 ini. Semoga karya ilmiah ini dapat
memberikan manfaat untuk kemajuan ilmu pengetahuan di Indonesia.
Wassalamu’alaikum Wr. Wb.
Bogor, Agustus 2013
Penulis
DAFTAR ISI
DAFTAR TABEL
xi
DAFTAR GAMBAR
xii
DAFTAR LAMPIRAN
xiii
1 PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
1
1.2 Tujuan
2
2 TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Nitrogen
3
2.2 Pupuk Urea dan Permasalahannya
5
2.3 Slow Release Fertilizer
5
2.4 Alternatif Bahan Slow Release Fertilizer
5
2.5 Zeolit
6
2.6 Senyawa Humat
6
2.7 Polimer
8
3 BAHAN METODE
3.1 Waktu dan Tempat Penelitian
11
3.2 Bahan dan Alat
11
3.3 Prosedur Penelitian
11
3.4 Pembuatan Formulasi Pupuk N Lambat Tersedia
+
11
-
3.5 Pelepasan Amonium (NH4 ) dan Nitrat (NO3 ) dengan Metode
Perkolasi
3.6 Percobaan di Rumah Kaca
13
13
4 HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Pembuatan Formula Pupuk N Lambat Tersedia
15
4.2 Pola Pelepasan Nitrogen pada Pupuk Lambat Tersedia
16
4.3 Mekanisme Slow Release dari Slow Release Fertilizer
22
4.4 Pengaruh Beberapa Formulasi Pupuk N Lambat Tersedia terhadap
Pertumbuhan Tanaman Jagung
23
5 SIMPULAN
25
DAFTAR PUSTAKA
26
LAMPIRAN
29
DAFTAR TABEL
Halaman
1.
Beberapa Contoh Polimer Alam
8
2.
Beberapa Contoh Polimer Sintetis
9
3.
Jenis Pupuk Perbandingan Urea:Zeolit, Konsentrasi Humat dalam
Pupuk dan Kandungan Nitrogen dalam Pupuk
11
4.
Dosis Pupuk N per Polibag
14
5.
Total N-NH4+ yang Terlepas (mg) Selama Uji Perkolasi 1 Bulan
16
6.
Total N-NO3- yang terlepas (mg) Selama Uji Perkolasi 1 Bulan
19
7.
Total Nitrogen dalam Bentuk Amonium dan Nitrat dari Pupuk N
Lambat Tersedia dan Pupuk Urea Selama 1 Bulan Uji Perkolasi
20
8.
9.
Pengaruh Pupuk N Lambat Tersedia terhadap Tinggi Tanaman,
Jumlah Daun dan Lebar Daun pada 1 MST, 2 MST, 3MST dan
4MST
23
Data Serapan Hara Tanaman Jagung
23
DAFTAR GAMBAR
Halaman
1.
Gejala Defisiensi Nitrogen pada Tanaman
3
2.
Daur N secara Global
4
3.
Diagram Pemisahan Senyawa-senyawa Humat ke dalam Fraksifraksi Humat yang Berbeda
7
4.
Pembuatan Formulasi Pupuk Lambat Tersedia
12
5.
Model Uji Perkolasi
13
6.
Hasil Pembuatan Pupuk Lambat Tersedia
15
7.
Konsentrasi N-NH4+ Dilepaskan Akibat Aplikasi Urea (a), Pupuk
P1 (b), dan Pupuk P2 (c), P3 (d), P4 (e) , P5 (f), P6 (g) Selama 1
Bulan Uji Perkolasi
8.
Konsentrasi N-NO3- Dilepaskan Akibat Aplikasi Urea (a), Pupuk
P1 (b), dan Pupuk P2 (c), P3 (d), P4 (e) , P5 (f), P6 (g) Selama 1
Bulan Uji Perkolasi
18
21
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
1.
Metode Analisis Tanah yang Digunakan dalam Penelitian
30
2.
Hasil Analisis Kandungan Nitrogen (%) Pupuk Urea dan Pupuk
N Lambat Tersedia
30
3.
Data Analisis Awal Tanah Percobaan Uji Perkolasi
30
4.
Data Analisis Amonium dan Nitrat pada Pupuk
30
5.
Data pH Tanah setelah Uji Perkolasi 1 Bulan
31
6.
Data N-Total Tanah setelah Uji Perkolasi 1 Bulan (Metode
Kjeldhal)
31
7.
Data Analisis Awal Tanah Percobaan Rumah Kaca
31
8.
Pupuk yang Digunakan dalam Penelitian
32
9.
Arabic Gum (a) dan Zeolit lolos saringan 100 mesh (b)
32
10. Percobaan Perkolasi
32
11. Uji Kelarutan Udara
33
12
33
Pertumbuhan Tanaman Jagung hingga 4 MST
13. Jumlah Kebutuhan Air pada Percobaan Perkolasi
34
1
1 PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Kualitas lahan pertanian di Indonesia semakin lama semakin menurun
yang ditandai oleh penurunan kadar bahan organik tanah sehingga produksi
berbagai tanaman pertanian semakin menurun. Seperti yang dinyatakan Van
Noordwjik dan De Willigen (1987) bahwa masalah umum yang dijumpai pada
lahan pertanian di daerah tropika basah adalah rendahnya keseimbangan antara
jumlah hara saat tersedia hara dengan jumlah hara yang dibutuhkan tanaman.
Sebagaimana diketahui bahwa tanaman membutuhkan berbagai macam hara
makro dan unsur hara mikro. Salah satu unsur makro tersebut adalah unsur
nitrogen. Nitrogen mendapatkan perhatian yang lebih besar dibanding unsur hara
yang lain dikarenakan sifatnya yang mobile. Pada saat ini, ketidakseimbangan
penggunaan pupuk N sering terjadi karena penggunaannya secara berlebih.
Ketidakseimbangan ini menyebabkan N tercuci ke lapisan di bawah jangkauan
akar tanaman sehingga mengakibatkan pencemaran NO3- pada air tanah dan
perairan (Brady dan Weil 2002).
Pupuk nitrogen yang umum digunakan petani di Indonesia adalah urea.
Urea adalah senyawa yang terdiri dari unsur karbon, hidrogen, oksigen dan
nitrogen dengan rumus CO(NH2)2. Penyerapan nitrogen oleh tanaman akan terjadi
setelah urea diurai menjadi amonium. Senyawa urea harus diubah terlebih dahulu
menjadi amonium (N-NH4+) dengan bantuan enzim urease melalui proses
hidrolisis. Apabila diberikan ke tanah, proses hidrolisis tersebut akan berlangsung
dengan cepat sehingga sebagian menguap sebagai amoniak (Soepardi 1983). De
Datta (1987) melaporkan bahwa penggunaan pupuk N pada tanah sawah hanya
30-40% yang dapat dimanfaatkan oleh tanaman pertanian sehingga umumnya
kurang efisien, sedangkan kisaran 60-70% nya hilang. Kehilangan N pada
pemupukan hortikultura dapat mencapai 60%. Kehilangan N dalam proses
pemupukan tanaman terjadi melalui volatilisasi, nitrifikasi-denitrifikasi, aliran
permukaan, dan pencucian (De Datta et al. 1991).
Salah satu tantangan dalam kegiatan pertanian saat ini adalah rendahnya
efisiensi pupuk urea. Salah satu upaya untuk menjawab tantangan tersebut adalah
dengan meningkatkan efisiensi pupuk urea melalui modifikasi pupuk urea
menjadi bentuk slow release fertilizer dengan bahan alami. Terdapat beberapa
metode yang dapat digunakan untuk membuat slow release fertilizer. Trenkel
(1997) mengemukakan bahwa pupuk slow release dapat dibuat dengan mengubah
senyawanya menjadi bahan yang memiliki kelarutan rendah karena memiliki
bobot, molekul yang tinggi, pelapisan (coating), pembungkusan (encapsulasi),
pembungkusan dengan mencampurkan dalam matriks pupuk, memperbesar
ukuran butir pupuk (memperkecil permukaan kontak) dan menambahkan
penghambat amonifikasi dan nitrifikasi.
Beberapa bahan yang dapat digunakan sebagai bahan untuk modifikasi,
antara lain zeolit, asam humat (humic acid) dan polimer. Suwardi dan Darmawan
(2009) juga menyebutkan zeolit dan asam humat dalam urea-zeolit-asam humat,
2
mempunyai kemampuan memperlambat proses transformasi N-ammonium
menjadi bentuk N-nitrat, mengurangi penguapan nitrogen menjadi gas amoniak
serta merangsang perkembangan akar tanaman. Zeolit digunakan sebagai bahan
dalam pembuatan pupuk lambat tersedia karena memiliki KTK yang tinggi (antara
120-180 me/100 g) yang berguna sebagai pengadsorbsi, pengikat dan penukar
kation (Suwardi 2002). Penelitian lain menyebutkan bahwa penambahan zeolit
dapat meningkatkan efisiensi urea, sehingga mengurangi kehilangan urea karena
pencucian (Ahmed et al. 2009), sedangkan bahan humat dipilih karena humat
memiliki KTK yang tinggi serta secara langsung memiliki fungsi merangsang
pertumbuhan tanaman melalui pengaruhnya terhadap metabolisme dan terhadap
sejumlah proses fisiologis lainnya.
Penggunaan polimer dalam pelapisan urea dapat dilakukan dengan
mekanisme dimana unsur hara yang ada di dalam pupuk lambat tersedia
dilindungi secara mekanis. Salah satu hasil penelitian menunjukkan bahwa
aplikasi urea yang dilapisi polimer pada tanaman barley memberikan pangaruh
penurunan hilangnya akumulasi pupuk-N nitrat dan pada musim semi dapat
meningkatkan serapan N tanaman (Nyborg et al. 1993). Penelitian lain
menyebutkan bahwa penggunaan bahan hidrokoloid memperlambat pelepasan
urea (Marchaban 2000). Saraswati (1999) menyebutkan bahwa penambahan
bahan perekat gum arabic, tapioka atau mineral klei kaolin dapat meningkatkan
jumlah mikrob, bobot kering, serta serapan N dan P tanaman kedelai.
1.2 Tujuan
Tujuan penelitian ini yaitu :
1. Memodifikasi campuran fisik pupuk urea dengan menggunakan zeolit,
asam humat dan polimer sehingga berperan sebagai pupuk N lambat
tersedia.
2. Mempelajari pola pelepasan nitrogen (amonium dan nitrat) pupuk N
lambat tersedia yang telah dibuat.
3. Mempelajari serapan hara N dari berbagai pupuk N lambat tersedia
terhadap pertumbuhan tanaman jagung.
3
2 TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Nitrogen
Nitrogen (N) merupakan salah satu dari hara makro utama dalam
pertumbuhan tanaman. Menurut Soepardi (1983), nitrogen dalam tanah berasal
dari: (1) mineralisasi N dari bahan organik dan immobilisasinya, (2) fiksasi N
dari udara oleh mikroorganisme (penambatan N2 atmosfer oleh mikroorganisme
secara simbiotik maupun non simbiotik), (3) melalui hujan dan bentuk presipitasi
yang lain, dan (4) pemupukan.
Nitrogen di dalam tanah terbagi dalam dua bentuk, yaitu untuk Ninorganik dan N-organik. Bentuk N-organik adalah bentuk yang terbanyak seperti
asam-asam amino, protein, gula amino, senyawa kompleks yang sukar ditentukan,
dan lain-lain. Bentuk N-inorganik seperti ion NO3- (nitrat), dan NH4+ (ammonium)
merupakan bentuk tersedia bagi tanaman, serta nitrit (NO2-), oksida nitrous (N2O),
oksida nitrit (NO), dan gas N2 akibat perombakan mikroba. Kadar nitrogen dalam
tanah sangat bervariasi, tergantung pada pengelolaan dan penggunaan tanah
tersebut. Kandungan nitrogen akan menurun seiring dengan kedalaman tanah.
Pemupukan nitrogen dengan dosis dibawah optimal menyebabkan
tanaman mengalami klorosis pada daun tua dan semakin parah akan terjadi juga
pada daun muda. Mula-mula daun menguning dan mengering, lalu rontok. Daun
yang menguning diawali dari daun bagian bawah, lalu disusul daun bagian atas.
Gejala lain yang ditunjukkan oleh tanaman yang kekurangan N yaitu pertumbuhan
lambat/kerdil, daun hijau kekuningan, daun sempit, pendek dan tegak, daun-daun
tua cepat menguning dan mati. Pada daun muda akan memperlihatkan ciri-ciri
yang kurang berkembang di banding daun normal yaitu kaku, percabangannya
tertahan karena dormansi tunas lateral yang berkepanjangan.
Gambar 1. Gejala defisiensi Nitrogen pada tanaman:
Daun berwarna kuning pada ujung daun dan melebar menuju tulang daun.
Warna kuning membentuk huruf V 1)
1)
http://sulsel.litbang.deptan.go.id/ind/index.php [diakses 20 agustus 2013]
4
Bila hal sebaliknya terjadi, pemupukan nitrogen terjadi secara berlebih
menyebabkan penurunan kualitas tanaman karena penurunan kadar karbohidrat
(Romaskam dan Yuwono 2002), pertumbuhan vegetatif akan sangat tinggi dan
warna daun menjadi hijau tua. Hal ini menyebabkan perpanjangan umur tanaman
dan memperlambat proses kematangan karena ketidak seimbangan dengan unsur
lain seperti P, K, dan S. Unsur nitrogen ini sangat mobil sehingga mudah hilang
dari tanah. Kehilangan nitrogen dalam tanah terutama karena denitrifikasi,
volatilisasi, penguraian, pencucian dan diserap oleh tanaman (Tisdale et al. 1985).
Gambar 2. Daur N secara global 2)
N bergerak dari tanah memasuki jaringan tumbuhan, dan kembali lagi dari
tumbuhan ke tanah, seringkali dengan adanya peranan binatang atau manusia.
Pada kenyataannya, situasinya jauh lebih kompleks, karena senyawa-senyawa N
mengalami berbagai transformasi dalam tanah (mineralisasi, immobilisasi, fiksasi,
nitrifikasi dan denitrifikasi). Senyawa-senyawa ini mengalami proses pertukaran
antara tanah dan atmosfir (melalui proses-proses volatilisasi, denitrifikasi, fiksasi
biologi N) dan antara tanah dengan hidrosfer (melalui proses-proses pencucian,
erosion/runoff, drainase, irrigasi).
2)
Http://Www.Fertilizer.Org/Ifa/Homepage/Sustainability/Climatechange/ Nitrogen-Cycle.Html)
.The soil nitrogen cycle [ diakses tanggal 19 agustus 2013]
5
2.2 Pupuk Urea dan Permasalahannya
Urea ditemukan pertama kali oleh Roelle pada tahun 1773 dalam urine.
Pembuatan urea dari amonia dan asam sianida untuk pertama kalinya ditemukan
oleh F.Wohler pada tahun 1828. Disamping penggunaannya sebagai pupuk, urea
juga digunakan sebagai tambahan makanan protein untuk hewan pemamah
biak, juga dalam produksi melamin, pembuatan resin, plastik, adhesif, bahan
pelapis, tekstil, dan resin perpindahan ion. Bahan ini merupakan bahan antara
dalam pembuatan amonium sulfat, asam sulfanat, dan ftalosianina.
Urea merupakan senyawa yang mengandung nitrogen paling tinggi (46%)
diantara semua pupuk padat dan mudah larut air. Urea mudah dibuat menjadi pelet
atau granul (butiran) dan mudah diangkut dalam bentuk curah maupun dalam
kantong dan tidak mengandung bahaya ledakan. Pada musim kemarau hampir 55
% dari dosis urea yang ditaburkan hilang oleh penguapan. Pada dimusim hujan,
urea akan larut dalam air mencapai 79% dan hilang dalam proses pencucian.
Maka sangat tidak menguntungkan jika urea ditaburkan pada saat matahari sangat
terik atau saat jumlah air melimpah. (Cooke 1982).
2.3 Slow Release Fertilizer (SRF)
Slow dan controlled-release fertilizer adalah pupuk yang mengandung
unsur hara, dalam suatu bentuk yang menyebabkan a) penundaan ketersediaannya
beberapa saat setelah aplikasi sehingga akhirnya diserap tanaman, atau b) yang
tersedia dalam waktu yang lebih lama dibandingkan “pupuk cepat tersedia”
seperti pada amonium nitrat atau urea, amonium fosfat atau kalium klorida
(AAPFCO 1995).
Slow release merupakan tingkat pelepasan dari bahan kimia menjadi
bentuk nutrisi yang tersedia bagi tanaman secara nyata dengan laju pelepasan
lebih lambat. Pupuk lambat tersedia yang dibuat menggunakan campuran unsur
hara nitrogen akan memberikan ketersediaan yang lambat dibandingkan dengan
pupuk pada umumnya. Hasil ini diperoleh dikarenakan proses coating pupuk yang
ada (nitrogen dan NPK) dengan sulfur atau dengan polimer (semipermiable) atau
dengan formulasi khusus senyawa nitrogen. Proses pelepasan ini juga dipengaruhi
oleh temperatur dan kelembaban tanah, karena itu nitrogen akan tersedia seiring
dengan pertumbuhan tanaman (FA0 2000).
Peningkatkan efektifitas pupuk, menurut Leiwakabessy dan Sutandi
(2004) dapat dilakukan beberapa cara, antara lain: (1) dengan senyawa pupuk
berkelarutan rendah relatif tahan akan pelapukan, dengan jalan memberikan
selaput atau membran, pencampuran pembungkus dengan matriks pupuk, dan
mengecilkan ruang kontak tanah dengan memperbesar ukuran, (2) memberikan
penghambat nitrifikasi atau penghambat urease seperti fenil fosforodiamida,
disiandiamida, N-serve, dan terrazole.
2.4 Alternatif Bahan Slow Release Fertilizer
Usaha mengurangi kehilangan N banyak berkembang sekarang ini. Mulai
dari pencampuran urea dengan zeolit, bahan yang memiliki KTK tinggi, peng-
6
coated-an urea dengan suatu senyawa (misalnya asam humat) dan dengan
penggunaan polimer (arabic gum).
Zeolit terbentuk dari tufa yang berasal dari bahan piroklastik halus (abu)
yang disemburkan oleh aktifitas gunung api yang kemudian terendapkan pada
lingkungan yang bersifat basa. Terbentuk bersamaan bahan galian mineral industri
lainnya seperti bentonit, toseki, dan kaolin. Secara empiris, rumus molekul zeolit
adalah Mx/n.(AlO2)x.(SiO2)y.xH2O. Zeolit umumnya didefinisikan sebagai kristal
alumina silika yang berstruktur tiga dimensi, yang terbentuk dari tetrahedral
alumina dan silika dengan rongga-rongga di dalam yang berisi ion-ion logam,
2.5 Zeolit
biasanya alkali atau alkali tanah dan molekul air yang dapat bergerak bebas.
Struktur zeolit sejauh ini diketahui bermacam-macam, tetapi secara garis besar
strukturnya terbentuk dari unit bangun primer, berupa tetrahedral yang kemudian
menjadi unit bangun sekunder polihedral dan membentuk polihedral dan akhirnya
unit struktur zeolit.Sifat-sifat zeolit antara lain berongga, ber-KTK tinggi,
menyerap ion amonium dan dapat digunakan sebagai bahan pembenah tanah dan
campuran pupuk. Dikarenakan sifat khas zeolit yang berstruktur tiga dimensi,
bermuatan negatif, dan memiliki pori-pori yang terisi ion-ion K, Na, Ca, Mg dan
molekul H2O, sehingga memungkinkan terjadinya pertukaran ion dan pelepasan
air secara bolak-balik.
Menurut (Suwardi 1999) rongga-rongga di dalam zeolit mempunyai
ukuran yang sesuai dengan ukuran ion amonium sehingga zeolit mempunyai daya
jerap yang tinggi terhadap amonium. Zeolit berdiameter rongga klinoptilotit 3,95,4 Å sedangkan ukuran diameter NH4+ 1,4 Å. Zeolit mempunyai kerangka
terbuka dengan jaringan pori-pori yang mempunyai permukaan bermuatan negatif
yang dapat mencegah pencucian unsur hara NH4+-urea keluar dari daerah
perakaran. Hasil penelitian Prakoso (2006) menunjukkan bahwa kehilangan pupuk
N dalam tanah dapat ditekan dengan pembuatan pupuk slow release fertilizer
(SRF) yang dibuat dari campuran urea dan zeolit dengan perbandingan urea:zeolit
(50:50) memiliki nilai efisiensi yang lebih tinggi karena menghemat 30%
penggunaan pupuk urea. Berdasarkan hal tersebut, maka digunakanlah zeolit
sebagai bahan pupuk penyedia lambat (slow release fertilizer).
2.6 Senyawa Humat
Senyawa humat mengandung asam humat, asam fulvat, humin, dan asam
himatomelanat, yang dapat diekstrak dengan cara berbeda (Tan, 1982). Asam
humat dan fulvat merupakan senyawa utama dalam bahan organik tanah, karena
konsentrasinya di dalam tanah paling tinggi dibandingkan asam – asam organik
yang belum terhumuskan. Bahan humat merupakan bahan makromolekul
polielektrolit yang memiliki gugus fungsional seperti –COOH, -OH fenolat
maupun –OH alkoholat sehingga bahan humat memiliki peluang untuk
membentuk kompleks dengan ion logam karena gugus ini dapat mengalami
deprotonasi pada pH yang relatif tinggi (Alimin et.al, 2005).
7
Senyawa humat tidak hanya terdapat di dalam tanah, tetapi juga terdapat di
dalam batuan, endapan sedimen sungai, laut, dan danau. Berdasarkan hal tersebut
senyawa humat diklasifikasikan ke dalam 5 tipe (Tan 2003), yaitu :
1. Senyawa humat yang berasal dari Terrestrial atau tanah, dibedakan berdasarkan
asal dari bahan organiknya; kayu daun jarum (softwood), kayu daun lebar
(hardwood), rumput dan bambu.
2. Senyawa humat dari aquatic, merupakan senyawa humat yang berasal dari
endapan sungai, laut dan danau, yang materialnya dapat berasal dari luar
maupun dalam cekungan. Jika bahannya berasal dari luar cekungan, maka
komposisi senyawa humatnya mirip dengan terrestrial.
3. Senyawa humat dari gambut atau endapan rawa.
4. Senyawa humat dari endapan geologi, berupa batubara dan serpih (shale)
5. Senyawa humat dari Anthropogenic; senyawa humat yang berasal dari aktivitas
pertanian, industri, ternak, unggas dan sisa pembuangan (sampah).
Asam humat merupakan bahan aktif yang diekstrak dari bahan organik. Asam
humat memiliki KTK sangat tinggi (lebih dari 200 meq/100g) sehingga dapat
digunakan sebagai bahan urea-zeolit-humic acid dengan cara diselimutkan pada
urea (Suwardi, Darmawan 2009). Unsur atau penyusun utama humat ialah
karbon. Kandungan karbon yang dimiliki asam humat berfluktuasi pada kisaran
56-62%. Sementara kandungan hydrogen dan nitrogen berturut-turut berada pada
kisaran 2-5.5% dan 2-8% (Orlov 1985; Orlov 1992). Asam humat tidak hanya
mengandung C, N, H dan O tapi juga terdapat sulfur dan fosfor. Asam humat juga
mengandung unit aromatik dengan ikatan asam amino (organik N), peptide, asam
alipatik dan bahan campuran lain yang tipe dan jumlahnya akan tergantung pada
jenis tanaman (Orlov 1985).
Bahan Organik Tanah
Ekstraksi dengan Alkali atau Larutan Na4P2O7
Bahan Humat
(Larut)
Humin Bahan bukan
Humat (tidak larut)
Perlakuan dengan asam
Asam fulvat (larut)
Asam Humat (tidak larut)
Perlakuan dengan alkohol
Asam Humat (tidak larut)
Asam Himatomelanik
(larut)
Perlakuan dengan garam netral
Asam Humat coklat
(larut)
Asam Humat kelabu
(tidak larut)
Gambar 3 Diagram Pemisahan Senyawa-senyawa Humat ke dalam Fraksifraksi Humat yang berbeda
8
Asam humat adalah zat organik yang memiliki struktur molekul kompleks
dengan berat molekul tinggi (makromolekul) atau dapat disebut sebagai polimer
organik yang mengandung gugus aktif. Di alam, asam humat terbentuk melalui
proses fisika, kimia, dan biologi dari bahan-bahan yang berasal dari tumbuhan
maupun hewan, yang disebut proses humifikasi. Oleh karena struktur asam humat
terdiri dari campuran senyawa organik alifatik dan aromatik (diantaranya
ditunjukkan dengan adanya gugus aktif asam karboksilat dan quinoid), maka asam
humat memiliki kemampuan untuk menstimulasi dan mengaktifkan proses biologi
dan fisiologi pada organisme hidup dalam tanah. Ciri fisik asam humat yaitu
merupakan fraksi humat yang larut dalam alkali,namun tidak larut (mengendap)
dalam asam dan alkohol (Tan 1992).
Beberapa sifat penting lain dari asam humat yang berhubungan dengan
peranannya dalam memperbaiki kondisi tanah dan pertumbuhan tanaman adalah
kapasitas tukar kation (Cation Exchange Capacity) yang tinggi, memiliki
kemampuan mengikat air (Water Holding Capacity) yang besar, sebagai zat
pengompleks (Chelating/Complexing Agent), dan kemampuan untuk mengikat
(fiksasi) polutan dalam tanah. Schnitzer (1978), menyatakan bahwa pada
prinsipnya interaksi bahan humik dengan fraksi anorganik tanah dapat dinyatakan
sebagai reaksi pertukaran ion, jerapan permukaan dan pembentukan
kompleks/khelat.
2.7 Polymer
Polimer dapat dibedakan atas polimer alam dan polimer sintesis. Polimer
alam adalah polimer yang terdapat di alam dan berasal dari makhluk hidup.
Contoh polimer alam antara lain sebagai berikut
Tabel 1 Beberapa contoh polimer alam
No
1.
2.
3.
Polimer
Pati/amilum
Selulosa
Protein
4.
Asam
nukleat
Karet alam
5.
Monomer
Glukosa
Glukosa
Asam
amino
Nukleotida
Polimerisasi
Kondensasi
Kondensasi
Kondensasi
Isoprena
Adisi
Kondensasi
Contoh
Biji-bijian, akar umbi
Sayur, Kayu, Kapas
Susu, daging, telur, wol,
sutera
Molekul DNA dan RNA
(sel)
Getah pohon karet
Polimer sintesis atau polimer buatan adalah polimer yang tidak terdapat di
alam dan harus dibuat oleh manusia. Sampai saat ini, para ahli kimia polimer telah
melakukan penelitian struktur molekul alam guna mengembangkan polimer
sintesisnya. Penggunaan polimer untuk industri pupuk pertama kali dikembangkan
di Amerika serikat oleh Archer Daniels Midland Company dengan pelapis
berkomponen utama disiklopentadiena dan suatu ester gliserol yang dihasilkan
oleh kedelai sekitar 60-an (Leiwakabessy dan Sutandi 2004).
9
Contoh polimer sintesis dapat dilihat pada Tabel 2 di bawah ini :
Tabel 2 Beberapa contoh polimer sintesis
No
1.
2.
Polimer
Polietena
Polipropena
Monomer
Etena
Propena
3.
PVC
Vinilklorida
4.
5.
Polivinil alcohol
Teflon
Vinil alcohol
Tetrafluoroetena
6.
Dakron
Metiltereftalatdan
etilenaglikol
7.
Nilon
8.
9.
10.
11.
Polibutadiena
Poliester
Melamin
Epoksi resin
Asam adipat dan
heksametilena diamin
Butadiena
Ester dan etilena glikol
Fenol formaldehida
Metoksi benzena dan
alcohol sekunder
Terdapat pada
Kantung, kabel plastik
(Tali, karung, botol)
plastik
Pipa paralon, pelapis
lantai
Bak air
Wajan atau panci anti
lengket
Pipa rekam magnetik,
kain atau tekstil (wol
sintetis)
Tekstil
Ban motor
Ban mobil
Piring dan gelas melamin
Penyalut cat (cat epoksi)
Selama ini penelitian yang banyak dilakukan berfokus pada seleksi
bahan membran. Bahan membran yang dikembangkan dapat dibagi menjadi dua
jenis utama, yaitu mineral anorganik dan polimer organik. Mineral anorganik
adalah silikon, belerang, gips, fosfat, zeolit, bentonit, maifanitum, diatomite, dan
lain-lain, sedangkan polimer organik terdiri dari bahan makromolekul alam
(misalnya pati, fibrin, alami karet), bahan sintetis molekul tinggi (misalnya
polietilena, polivinil klorida), dan bahan semi-sintetik molekul tinggi (misalnya
selulosa etil).
Mineral anorganik sebagai bahan membran dapat dengan mudah
ditemukan dengan harga murah dan membran yang tersisa di tanah mungkin akan
terurai secara alami, namun apabila terdapat dalam konsentrasi yang tinggi dapat
memberikan efek buruk terhadap tanah. Sebaliknya, polimer organik sebagai
bahan membran telah menunjukkan kontrol yang baik dari hara yang dilepaskan.
Meskipun demikian, membran polimer organik membutuhkan proses teknis yang
canggih dengan biaya yang relatif tinggi. Selain itu, membran tidak mudah terurai
secara alami, menyebabkan resiko pencemaran tanah (Zou et al, 2009).
Alternatif bahan yang bisa ditambahkan pada pelapis pupuk atau perekat
salah satunya adalah arabic gum atau gum arab. Gum arab berasal dari getah atau
eksudat yang dihasilkan tanaman akasia (Acacia sp.). Pada dasarnya Gum arab
merupakan polimer yang sangat banyak bercabang terdiri atas rangkaian satuansatuan D-galaktosa, L-arabinosa,asam D-glukoronat, dan L-Ramnosa (Tranggono
dkk 1991). Arabic gum adalah senyawa komplek yang terdiri dari senyawa
arabinogalaktan, oligosakarida, dan polisakarida. Keunggulan Arabic gum adalah
dapat larut dalam air dingin, kelarutannya dalam air cukup tinggi (>50%),
10
pengemulsi yang baik dan dapat menstabilkan emulsi, berviskositas rendah pada
konsentrasi tinggi, dan memiliki pH berkisar antara 4.0-4.8 (Fennema 1996).
11
3 METODE PENELITIAN
3.1 Waktu dan Tempat
Penelitian ini dilakukan pada bulan Januari sampai Juni 2013. Penelitian
ini dilaksanakan di Laboratorium Pengembangan Sumberdaya Fisik Lahan,
Departemen Ilmu Tanah dan Sumberdaya Lahan, Fakultas Pertanian, Institut
Pertanian Bogor dan Rumah Kaca Cikabayan, Institut Pertanian Bogor.
3.2 Bahan dan Alat
Bahan-bahan yang diperlukan pada penelitian ini adalah bahan tanah
Latosol Cikabayan, urea, zeolit, polimer (arabic gum), asam humat, pupuk KCl,
SP36, polibag (ukuran 5 kg), benih jagung manis dan bahan kimia untuk
keperluan analisis, sedangkan alat-alat yang digunakan yaitu granulator (skala
laboratorium), timbangan digital, cawan porselin, ball mill, mesin pengocok,
toples, oven, pipa paralon ukuran 6 inchi (tinggi 30 cm dan diameter 16 cm), glass
wool, gelas kimia, dan lain-lain.
3.3 Prosedur Penelitian
Penelitian ini dilaksanakan dalam tiga tahap kegiatan meliputi: 1)
Pembuatan formulasi pupuk N lambat tersedia. 2) Pelepasan amonium dan nitrat
dari pupuk N lambat tersedia menggunakan metode perkolasi. 3) Aplikasi pupuk
N lambat tersedia terhadap pertumbuhan tanaman jagung.
3.4 Pembuatan Formulasi Pupuk N Lambat Tersedia
Pada tahap pembuatan pupuk ini dilakukan dengan mempersiapkan semua
bahan-bahan yang dibutuhkan yaitu : urea, zeolit, asam humat dan polimer (arabic
gum). Jenis pupuk yang dihasilkan berdasarkan perbandingan dan jumlah bahanbahan yang tertera pada Tabel 3.
Tabel 3. Jenis Pupuk, Perbandingan Urea:Zeolit, Konsentrasi Humat Dalam
Pupuk dan Kandungan Nitrogen dalam Pupuk
Jenis Pupuk
Perbandingan
campuran
Urea : Zeolit
Konsentrasi
arabic gum
(%)
P1
P2
P3
P4
P5
P6
7:3
8:2
7:3
7:3
8:2
8:2
6
6
6
6
6
6
Konsentrasi
Humat
dalam
pupuk
(%)
2
2.5
2
2.5
Nitrogen
dalam pupuk
(%)
25.14
28.05
28.79
22.02
28.36
32.15
12
Pembuatan formulasi pupuk lambat tersedia dilakukan menurut skala
laboratorium. Cara pembuatannya dapat dilihat pada Gambar 4.
Pada tahapan pembuatan pupuk ini dilakukan dengan mempersiapkan
semua bahan-bahan yang dibutuhkan yaitu: urea, zeolit, asam humat dan polimer
(arabic gum).Urea digunakan sebagai kontrol. Proses yang dilakukan adalah
membuat modifikasi campuran pupuk dari beberapa bahan yang digunakan sesuai
dengan Tabel 3. Ukuran zeolit yang digunakan adalah 100 mesh.
Bahan-bahan tersebut kemudian ditambahkan lalu dicampur gum arab
dalam jumlah seragam lau dibentuk granul dan dikeringkan pada suhu ≤ 60ºC
dengan kisaran waktu 15-30 menit. Pupuk yang digunakan berukuran sedang
(tidak lolos saringan < 2 mm). Pupuk dianalisis kadar N-total dengan metode
Kjeldahl untuk mengetahui kadar nitrogen. Selanjutnya data ini digunakan untuk
menentukan besarnya dosis yang diberikan pada percobaan perkolasi untuk tiaptiap perlakuan. Dasar pembuatan pupuk ini diawali oleh Nainggolan (2010) yang
menyatakan bahwa pupuk dengan perbandingan urea : zeolit 70:30 (P1) ini
merupakan perbandingan yang memiliki kemampuan menahan keberadaan nitrat
hingga minggu ke-14.
Urea dihaluskan
hingga lolos 500 μm
Masukkan urea
ke dalam
granulator
pupuk
lambat
tersedia
Semprotkan arabic
gum yang sudah
dilarutkan dengan
perbandingan
(1: 4) = sebanyak 10
ml dan penambahan
asam humat sesuai
dengan perlakuan
Kemudian oven
pada suhu ≤
60ºC selama 1530 menit
Tambahkan zeolit
(lolos saringan
100 mesh)
Masukkan zeolit
sedikit demi sedikit
ke dalam granulator
hingga terbentuk
granul
Gambar 4. Pembuatan Formulasi Pupuk Lambat Tersedia
13
3.5 Pelepasan Amonium (NH4+ ) dan Nitrat (NO3-) dengan Metode Perkolasi
Penelitian ini dilakukan untuk mengetahui pelepasan NH4+ dan NO3-.
Sebanyak 5 kg tanah (berat kering udara) lolos ayakan 2 mm dimasukkan ke
dalam pipa ø 6 inchi (tinggi 30 cm, diameter 16 cm). Jumlah pupuk yang
ditambahkan pada setiap kolom setara dengan 270 mg N. Tanah dalam kolom
mendapatkan perlakuan yang sama, yaitu dipadatkan sebanyak 100x ketukan.
Setelah itu, dilakukan pencucian dengan aquades untuk mendapatkan perkolat.
Percobaan perkolasi ini terdiri dari 1 kontrol dengan 6 perlakuan jenis pupuk yang
dibuat (Tabel 3). Masing-masing diulang dua kali (duplo), sehingga total terdapat
14 unit. Model perkolasi dapat dilihat pada Gambar 5.
Jumlah air yang diberikan (pencucian) sesuai dengan data curah hujan
wilayah Darmaga yaitu sebesar 584.7 ml dan diaplikasikan setiap 3 hari sekali
selama satu bulan. Penetapan konsentrasi NH4+ dan NO3- (perkolat) dilakukan
dengan menggunakan metode destilasi kemudian dititrasi, sedangkan bahan tanah
pada kolom perkolasi di akhir waktu (1 bulan) uji perkolasi dianalis pH dan kadar
N-Totalnya
aquades
t = 30
cm
d = 16
cm
Glass wool
Gambar 5 Model Uji Perkolasi
3.6 Percobaan di Rumah Kaca
Aplikasi pupuk yang dibuat dilakukan pada tanaman jagung manis seleksi
Darmaga 3 IPB untuk mengevaluasi respon tanaman jagung manis yang
diaplikasikan pada beberapa jenis pupuk lambat tersedia. Model rancangan
menggunakan pendekatan statistik yaitu rancangan acak lengkap (RAL) sebagai
berikut:
Yij = μ + ti + ε ij atau Yij = μ i + ε ij
Dimana :
i
= 1, 2,3, 4, 5, 6, 7 dan j = 1, 2, 3
Yij
= Pengamatan pada perlakuan ke- i dan ulangan ke –j
14
μ
= Rataan umum
ti
= Pengaruh Perlakuan ke-i
ε ij
= Pengaruh acak pada perlakuan ke-i ulangan ke-j
Percobaan ini terdiri dari 7 perlakuan, 1 standar, dan 6 pupuk N tersedia
lambat, masing-masing terdiri dari 3 ulangan sehingga total unit satuan percobaan
adalah sebanyak 21 unit. Bahan tanah yang digunakan sebanyak 5 kg (BKU)/
polibag, masing-masing diberi perlakuan kapur (10 g/ polibag), pupuk SP-36
300kg/Ha (3 gr/polibag) dan KCl 200 kg/ Ha (2 g/ polibag). Pupuk nitrogen
diberikan dosis setara dengan urea 300 kg/ Ha dosis pupuk per polibag tertera
pada Tabel 4. Pada tiap polibag ditanam dua benih jagung, dan setelah 1 MST
dilakukan penjarangan, dan dipertahankan satu tanaman/polibag. Tinggi tanaman
dan jumlah daun diamati setiap minggu. Pemupukan dilakukan 3 hari setelah
tanam. Penyiangan dan pengendalian hama penyakit dilakukan sesuai dengan
kebutuhan. Pengamatan ini dilakukan sampai selama empat minggu setelah
tanam.
Tabel 4. Dosis Pupuk N per Polibag
No
Perlakuan
1
Standard
2
P1
3
P2
4
P3
5
P4
6
P5
7
P6
Keterangan : *) urea
Pupuk N
3.00 *)
5.49
4.92
4.79
6.72
4.87
4.25
Dosis /polibag
(g)
SP-36
3.00
3.00
3.00
3.00
3.00
3.00
3.00
KCl
2.00
2.00
2.00
2.00
2.00
2.00
2.00
15
4 HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Pembuatan Formula Pupuk N Lambat Tersedia
Pupuk lambat tersedia dalam penelitian ini dibuat melalui pencampuran 6
kombinasi urea, zeolit, dan asam humat dan dinotasikan sebagai P1, P2, P3, P4,
P5, dan P6. Hasil pupuk lambat tersedia tersebut disajikan pada Gambar 6.
P1
P2
P4
P5
P3
P6
Gambar 6 Hasil pembuatan pupuk lambat tersedia
Gambar 6 menunjukkan bahwa dihasilkan pupuk padat berbentuk granul
dengan ukuran butir 2 – 4 mm. Pupuk P1 dan P2 berwarna hijau keabu-abuan,
sedangkan pupuk P3, P4, P5, dan P6 berwarna coklat gelap. Warna hijau keabuabuan berasal dari warna zeolit yang telah dihaluskan yang kemudian dicampur
dengan urea dan arabic gum. Warna coklat gelap ini berasal dari warna bahan
humat yang secara homogen tercampur pada pupuk tersebut. Kadar air pupuk
berkisar 5.02% hingga 8.20 %. Gum arab (arabic gum) dipilih karena merupakan
polimer alam, yang memiliki keunggulan sebagai bahan pengental emulsi yang
efektif karena kemampuannya melindungi koloid dan stabil dalam larutan asam.
Arabic gum dikenal pula sebagai gum acacia adalah salah satu produk getah
(resin) yan