Penyediaan N dari Input yang Ditambahkan

26 ditambahkan, ii permintaan tanaman, dan iii faktor pengelolaan Myers et al., 1994.

2.2. Penyediaan N dari Input yang Ditambahkan

Sumber N yang sering ditambahkan ke dalam tanah adalah pupuk N anorganik atau pupuk N buatan, residu tanaman, dan pupuk organik seperti pupuk hijau dan pupuk kandang. Penyediaan N dari pupuk N buatan lebih mudah diprediksi dibanding yang berasal dari bahan organik. Dekomposisi dan mineralisasi N dari bahan organik ditentukandiatur oleh komposisi kimia kualitas sumber dari bahan organik; komunitas dekomposer, amonifier, dan nitrifier; dan lingkungan fisiko-kimia Palm et al., 2001. De Neve dan Hofman 1996 melaporkan bahwa jumlah N organik yang dapat dimineralisasi berkorelasi lebih baik dengan komposisi kimia daripada jumlah N total yang dapat dimineralisasi. Karakteristik atau komposisi kimia dari residu tanaman yang mempe- ngaruhi laju dan jumlah N yang dapat dimineralisasi adalah kadar N Vigil dan Kissel, 1991; Constantinides dan Fownes, 1994; Wivstad, 1999; Trinsoutrot et al., 2000, nisbah CN Vigil dan Kissel, 1991; Quemada dan Cabrera, 1995; Hood et al., 2000; Trinsoutrot et al., 2000, kadar lignin atau C lignin Honeycut et al., 1993; De Neve dan Hofman, 1996, kadar polifenol Palm dan Sanchez, 1991, konsentrasi fenol terekstrak total Hood et al., 2002 atau kombinasi faktor-faktor tersebut seperti nisbah lignin terhadap N Vigil dan Kissel, 1991; Constantinides dan Fownes, 1994 atau nisbah lignin dan polifenol terhadap N Fox et al., 1990; Constantinides dan Fownes, 1994; Handayanto et al., 1994. Seneviratne 2000 dalam sintesisnya menyatakan bahwa nisbah CN merupakan determinan terbaik pelepasan N untuk kisaran luas konsentrasi N residu, sedangkan konsentrasi N dan nisbah polifenol terhadap N merupakan determinan pelepasan N dari residu tanaman dengan konsentrasi N terbatas yakni masing-masing 2 dan 1. Nisbah CN dari bahan organik yang sedang didekomposisi oleh mikroor- ganisme tanah akan mempengaruhi mineralisasi atau imobilisasinya. Nisbah CN kira- kira 20 merupakan garis pembagi antara imobilisasi dan mineralisasi Havlin et al., 1999. Lebih lanjut dinyatakan bahwa umumnya bila bahan organik dengan nisbah CN lebih besar daripada 30 ditambahkan pada tanah, N tanah diimobilisasi selama dekomposisi awal. Untuk nisbah antara 20 dan 30, terjadi keseimbangan antara imobilisasi dengan mineralisasi N. Jika bahan organik mempunyai nisbah CN kurang 27 dari 20, biasanya ada pelepasan N mineral awal dalam proses dekomposisinya. Namun, hasil penelitian akhir-akhir ini menunjukkan bahwa nilai kritis tersebut adalah 40 Vigil dan Kissel, 1991 dan 44 De Neve dan Hofman, 1996. Kadar N residu bahan yang ditambahkan ke tanah juga dapat digunakan untuk menduga apakah N diimobilisasi atau dimineralisasi. Pada kondisi aerobik kadar N residu 2 merupakan nilai batas antara imobilisasi dan mineralisasi. Kadar N residu lebih dari 2 maka N akan dimineralisasi, sedangkan kurang dari 2 N akan diimobilisasi Havlin et al., 1999. Ukuran partikel bahan organik juga mempengaruhi laju mineralisasinya Ambus dan Jensen, 1997; Bending dan Turner, 1999. Hasil penelitian Ambus dan Jensen 1997 menunjukkan bahwa mineralisasi N bersih dari barley halus 3 mm sebesar 3,3 mg N kg -1 tanah, sedangkan dari barley kasar 25 mm sebesar 2,7 mg N kg -1 tanah. Lebih tingginya mineralisasi N bersih dari bahan organik berukuran lebih halus pada awal dekomposisi disebabkan lebih tingginya kontak residu tanaman dengan tanah. Namun, hasil penelitian Bending dan Turner 1999 menunjukkan bahwa untuk bahan berkualitas tinggi seperti tajuk kentang nisbah CN = 10 : 1, ukuran partikel tidak mempunyai pengaruh terhadap respirasi mikrobia dan mineralisasi N bersih. Sedangkan untuk residu berkualitas rendah, seperti akar gandum nisbah CN = 38 : 1, pengurangan ukuran partikel menyebabkan respirasi mikroba mencapai puncak lebih lambat dan meningkatkan imobilisasi N bersih. Faktor lingkungan yang mempengaruhi mineralisasi N organik meliputi: unsur hara esensial, aerasi, temperatur, kadar kelembaban, dan pH Harmsen dan Kolenbrander, 1965. Rice dan Havlin 1994 mengemukakan bahwa jumlah nitrogen organik menentukan jumlah N yang secara potensial dapat dimineralisasi, tetapi substrat, kadar air tanah dan aerasi, temperatur dan aksesibilitas akan memodifikasi laju mineralisasi. Kepekaan terhadap reaksi tanah dari organisme yang terlibat dalam mineralisasi N organik berbeda. Organisme penitrifikasi spesifik jauh lebih peka terhadap reaksi tanah daripada kompleks populasi mikroba pengamonifikasi. Mineralisasi berlangsung sampai pembentukan nitrat hanya di dalam kisaran nilai pH antara 5,0 dan 8,0, sedangkan pada nilai pH rendah dan tinggi proses berhenti pada pembentukan senyawa amonium Harmsen dan Kolenbrander, 1965. Hasil penelitian Haryanto 2001 menunjukkan bahwa aktivitas nitrifikasi tertinggi dicapai pada pH 8. Walaupun 28 demikian, De Boer dan Kowalchuk 2001 dalam tinjauannya menyimpulkan bahwa nitrifikasi dapat berlangsung pada tanah bereaksi masam, dan bakteri kemolito- autotrof sebagai agen penitrifikasi utama pada tanah-tanah sangat masam. Kadar air tanah merupakan faktor kunci yang mengatur mineralisasi N. Aktivitas mikroba aerobik optimal pada ruang pori terisi air ~ 60 Linn dan Doran, 1984. Mineralisasi dan imobilisasi N maksimum akan terjadi pada nilai tersebut. Bila kadar air tanah meningkat, aerasi menjadi terbatas, yang menyebabkan aktivitas anaerobik. Mineralisasi dan imobilisasi masih terjadi, tetapi pada laju yang lebih lambat daripada yang terjadi pada kondisi aerobik. Karena keperluan N mikroba lebih rendah pada kondisi anaerobik, NH 4 + biasanya terakumulasi Rice dan Havlin, 1994. Kelembaban tanah optimum untuk mineralisasi N adalah antara –1,0 dan –0,03 MPa Doel et al., 1990 dalam kisaran kapasitas lapang -0,03 MPa dengan titik layu -1,5 MPa. Cassman dan Munns 1980 menemukan bahwa keragaman kelembaban menyebabkan keragaman mineralisasi N. Mineralisasi N merupakan proses biologi, sehingga temperatur mengaturnya. Zak et al . 1999 melaporkan bahwa mineralisasi N bersih nyata meningkat dengan temperatur. Mineralisasi meningkat secara terus menerus dengan peningkatan tem- peratur dari 10 o C sampai 25 o C dan penurunan potensial air dari 1700 ke 30 kPa Sierra, 1997; Sierra dan Marban, 2000. Pengaruh temperatur terhadap mineralisasi N berdasarkan pada perubahan dalam laju reaksi untuk setiap kenaikan temperatur 10 o , Q 10 = 2 untuk kisaran temperatur 5 sampai 35 o C Havlin et al., 1999. Tekstur merupakan faktor tanah lainnya yang mempengaruhi mineralisasi atau imobilisasi. Hal itu dilaporkan oleh Sakala et al. 2000 bahwa total N kumulatif bersih yang dimineralisasi lebih besar pada tanah yang mengandung liat lebih tinggi daripada tanah yang mengandung liat lebih rendah. Selain itu, imobilisasi N yang berasal dari residu tanaman berlangsung lebih lama dalam tanah dengan kadar liat lebih tinggi Mafongoya et al., 1997b; Sakala et al., 2000.

2.3. Permintaan Nitrogen Tanaman