PENGARUH TINGGI GENANGAN AIR TERHADAP LAJU PERTUMBUHAN DAN DEKOMPOSISI AZOLLA PADA TANAH SAWAH

ABSTRACT

THE EFFECT OF HIGH WATER INUNDATION TO THE RATE OF GROWTH AND THE DECOMPOSITION OF AZZOLA

IN RICE FIELD SOIL

By

M. Kharmain Asyari

Indonesia is an agricultural country which makes rice as the main food source and will always be a strategic commodity. Therefore, the research of increasing the rice production continued. Meanwhile, research on the biology of soil and water inundation of wetland has not been done, especially the use of Azolla as an organic fertilizer in paddy field soil and tropical soil during rice cropping. The use of Azolla in rice field soil could be the indicator of changes in wetland rice ecosystems.

This research was conducted at the Faculty of Agriculture Greenhouse Lampung University, this research is related to the SRI (System of Rice Intensification), organic rice cultivation methods that gives priority to local potential or known as the environmental friendly agriculture. SRI methods strongly support the restoration of soil health and the health of users of their products. Organic farming in principle, emphasizing the principle of nutrient recycling through crop with how to restore some biomass into the soil, and the water conservation is able to provide a higher yield.

This research aims to study the rate of growth and decomposition of Azolla at different water levels. This research uses randomized block design (RAK) with four treatments and four replications, the treatment using different water levels on each -each test, namely: 0 cm, 3 cm, 5 cm, and 10 cm and 5-day observation of the day to-3, 5, 7, 14, and 21. The data obtained were tested homogeneity with Bartlet and aditifitas test with Tukey test. Analysis of variance performed with 5% significance level, followed by BNT test at level 5%.

The results find that the pool of water 10 cm high Azolla grows faster than the high pool o

The decomposition of Azolla seen from the observation of Azolla dry weight, easily decomposed by high standing water 0 cm because the decomposition process will occur faster in moist soil conditions than land flooded by water.

ABSTRAK

PENGARUH TINGGI GENANGAN AIR TERHADAP LAJU

PERTUMBUHAN DAN DEKOMPOSISI AZOLLA PADA TANAH SAWAH

Oleh

M. Kharmain Asyari

Indonesia merupakan negara agraris yang menjadikan padi sebagai sumber pangan utama dan akan tetap menjadi komoditas strategis. Oleh karena itu penelitian tentang peningkatan produksi padi terus dilanjutkan. Sementara itu penelitian tentang biologi pada tanah dan air genangan tanah sawah belum banyak dilakukan, terutama tentang penggunaan Azolla sebagai pupuk organik pada tanah sawah dan juga tanah tropika selama pertanaman padi sawah.

Penelitian ini dilakukan di Rumah kaca Fakultas Pertanian Universitas Lampung, Penelitian ini berkaitan dengan SRI (System Rice of Intensification) yaitu budidaya padi organik dengan metode yang mengutamakan potensi lokal atau disebut pertanian ramah lingkungan. Metode SRI sangat mendukung pemulihan kesehatan tanah dan kesehatan pengguna produknya. Pertanian organik pada prinsipnya menitik beratkan prinsip daur ulang hara melalui panen dengan cara mengembalikan sebagian biomasa ke dalam tanah, dan konservasi air mampu memberikan hasil yang lebih tinggi. Penelitian ini bertujuan untuk mempelajari laju pertumbuhan dan dekomposisi Azolla pada ketinggian air yang berbeda. Penelitian ini menggunakan Rancangan Acak Kelompok (RAK) dengan empat perlakuan dan empat ulangan, perlakuannya menggunakan tinggi permukaan air yang berbeda pada tiap tiap ulangan, yaitu : 0 cm, 3 cm, 5 cm, dan 10 cm, 5 hari pengamatan yaitu pada hari ke- 3, 5, 7, 14, dan 21. Data yang diperoleh diuji homogenitasnya dengan uji Bartlet dan aditifitas dengan uji Tukey. Analisis ragam dilakukan dengan taraf nyata 5 % yang dilanjutkan dengan Uji BNT pada taraf 5 %.

Hasil penelitian menunjukan bahwa pertumbuhan Azolla lebih cepat pada tinggi genangan air 10 cm dibandingkan dengan tinggi genangan air 0 cm, 3 cm, dan 5 cm. Azolla mudah terdekomposisi pada tinggi genangan air 0 cm karena proses dekomposisi akan lebih cepat terjadi pada tanah dengan keadaan macak - macak daripada tanah yang digenangi oleh air.

V. KESIMPULAN DAN SARAN

A. Kesimpulan

1. Laju pertumbuhan Azolla pada tinggi genangan air 10 cm lebih cepat dibandingkan dengan tinggi genangan air 0 cm, 3 cm, dan 5 cm.

2. Laju dekomposisi Azolla pada tinggi genangan 0 cm lebih cepat dibandingkan dengan tinggi genangan 3 cm, 5 cm, dan 10 cm.

B. Saran

Penggunaan Azolla sebagai substitusi pupuk kimia / anorganik pada tanah sawah harus lebih dikembangkan, karena Azolla berguna sebagai bahan organik yang mampu menjaga kesuburan tanah, Azolla juga mampu menyuplai nitrogen sebagai pengganti pupuk kimia sehingga dapat mengurangi penggunaan pupuk kimia / anorganik.

Dalam praktik di lapangan petani yang ingin menggunakan Azolla sebagai sumber pupuk N, dapat membuat kolam Azolla yang berguna untuk memperbanyak Azolla dan menyediakan Azolla, cara lain dalam menggunakan Azolla adalah dengan menanam Azolla secara bersamaan dengan tanaman utama, apabila Azolla

34

sudah tumbuh maka proses pengeringan air dilakukan hingga azolla dapat diaplikasikan kedalam tanah.

Perlu diadakannya penelitian lebih lanjut tentang pengaruh tinggi genangan air terhadap laju pertumbuhan dan dekomposisi Azolla atau proses pelepasan NH4 ke dalam tanah oleh Azolla pada media tanam di lapang guna mendapatkan hasil yang lebih maksimal.

I .PENDAHULUAN

A. Latar Belakang dan Masalah

Produksi pertanian harus selalu ditingkatkan seiring dengan bertambahnya penduduk dunia, untuk itu penggunaan pupuk tetap digunakan untuk menambah unsur hara bagi tanaman. Pupuk yang sering digunakan adalah pupuk kimia yang diproduksi dengan energi fosil yang membutuhkan biaya tinggi sehingga harganya semakin mahal, dan pengaruhnya pun terhadap tanah semakin rendah. Untuk mengatasi dan menyubtitusi penggunaan pupuk kimia, diperlukan penggunaan pupuk organik. Salah satu pupuk organik yang dapat digunakan oleh petani adalah pupuk hijau yang juga berperan meningkatkan bahan organik dalam tanah. Bahan organik tanah merupakan bagian penting dalam struktur tanah baik fisik, kimia maupun biologi. Lahan pertanian di Indonesia (baik lahan kering maupun sawah) banyak yang mempunyai kadar bahan organik < 1 %. Sedangkan kadar bahan organik yang optimum untuk pertumbuhan tanaman sekitar 3 - 5% (Adiningsih, 2005).

Sebelum tahun lima puluhan penggunaan pupuk organik pada lahan pertanian relatif tinggi dibandingkan dengan pupuk anorganik. Namun sejak tahun 1960-an penggunaan pupuk anorganik mulai mendominasi, bahkan peran dari pupuk organik seolah terabaikan, akibatnya lahan yang terdegradasi semakin luas, yang

2

disebabkan turunnya kadar bahan organik tanah (Kurnia dkk., 2005). Jenis pupuk organik tertua yang digunakan pada budidaya pertanian adalah pupuk hijau, yaitu pupuk organik yang berasal dari tanaman/tumbuhan atau sisa panen. Bahan tanaman ini dibenamkan pada waktu masih hijau atau segera setelah dikomposkan. Salah satu pupuk hijau yang dapat digunakan adalah Azolla.

Penggunaan Azolla sebagai pupuk sudah banyak dipraktikan atau diaplikasikan pada sawah sawah di Negara Cina. Hasil penelitian dan percobaan menunjukan bahwa pemanfaatan sebagai pupuk dasar dan pupuk susulan sebelum dan sesudah tanam secara nyata meningkatkan hasil gabah secara nyata (Immanudin, 2009). Hasil penelitian di China menunjukan bahwa penggunaan Azolla sebagai pupuk dasar meningkatkan hasil padi sekitar 600 700 kg ha-1_{. Penanaman Azolla di} tanah sawah tidak hanya meningkatkan hasil saja tetapi juga meningkatkan kualitas beras karena kandungan protein meningkat. Kualitas Azolla berpengaruh pada kesuburan tanah, apabila pertumbuhan Azolla baik, maka nitrogen yang dikandung Azolla akan lebih banyak, karena kandungan nitrogen dalam Azolla memengaruhi hasil padi. Nisbah C/N merupakan indikator kualitas Azolla. Hasil dekomposisi Azolla akan memasok nitrogen lebih cepat apabila nisbah C/N rendah. Pada umumnya pertumbuhan tanaman yang berumur lebih panjang memanfaatkan nitrogen yang dipasok Azolla lebih baik daripada yang berumur pendek. Oleh sebab itu Azolla dapat digunakan sebagai pupuk hijau sebelum tanam atau sesudah tanam padi.

Azolla merupakan kelompok paku air yang tumbuh mengapung di permukaan perairan yang subur, habitat utama tanaman Azolla adalah di daerah persawahan. Tanaman Azolla bersimbiosis dengan alga hijau-biru Anabaena azollae, melalui

3

proses fiksasi nitrogen yang terjadi dapat membuat tanah menjadi subur dan kaya akan nutrisi, khususnya unsur hara Nitrogen. Selain itu, Azolla dapat menyerap limbah cair, bahan uji ekotoksikologi, dan merupakan salah satu bahan pakan ternak yang mempunyai nilai nutrisi tinggi. Banyaknya manfaat yang dapat diambil dari tanaman Azolla ini belum dapat diberdayakan secara optimal. Keberadaannya secara alami memang melimpah, namun tidak mendapat perhatian yang baik. Diperlukan penelitian yang mengeksplorasi pertumbuhan Azolla melalui ketinggian air yang berbeda dan diharapkan terjadi produksi tinggi pada padi sawah, terjadinya proses penghematan air dan juga penggunaan pupuk organik secara maksimal (Nugrahapraja, 2008).

Penghematan air dalam pengelolaan air pada padi sawah harus diterapkan karena pada umumnya pemberian air yang dipraktikkan petani pada padi sawah adalah dengan digenangi secara terus menerus. Selain tidak efisien, cara ini juga berpotensi, (1) mengurangi efisiensi serapan hara nitrogen, (2) meningkatkan emisi gas metan ke atmosfer, dan (3) menaikkan rembesan yang menyebabkan makin banyak air irigasi yang dibutuhkan. Pengelolaan air pada padi sawah merupakan upaya untuk menekan kehilangan air di petakan sawah guna mempertahankan atau meningkatkan hasil gabah per satuan luas dan volume air. Pengurangan air akibat perkolasi, rembesan dan aliran permukaan dapat meningkatkan penggunaan air irigasi. Ketersediaan air irigasi untuk budidaya padi sawah makin terbatas karena, (1) bertambahnya penggunaan air untuk sektor industri dan rumah tangga, (2) durasi curah hujan makin pendek akibat perubahan iklim, (3) cadangan sumber air lokal juga berkurang, dan terjadinya pendangkalan waduk (Batan, 2009).

4

Dewasa ini penghematan penggunaan air terus disarankan oleh para ahli, salah satunya dengan program SRI (System Rice Intensification), merupakan sistem pertanian padi sawah yang mampu meningkatkan produktifitas padi dengan cara mengubah pengelolaan tanaman, tanah, air dan unsur hara, terbukti telah berhasil meningkatkan produktifitas padi sebesar 50 % , bahkan di beberapa tempat mencapai lebih dari 100%.

B. Tujuan Penelitian

Penelitian ini bertujuan untuk mempelajari laju pertumbuhan dan dekomposisi Azolla pada ketinggian air yang berbeda.

C. Kerangka Pemikiran

Dari beberapa penelitian diperoleh bahwa laju pertumbuhan Azolla adalah 0,36 -0,39 gram pada hari pertama di laboratorium dan 0,144 - 0,860 gram pada hari pertama di lapangan, pada umumnya biomassa Azolla maksimum tercapai setelah 14 - 28 hari setelah inokulasi, dalam 20 - 30 hari selapis Azolla yang menutupi 1 ha sawah mengandung kira-kira 15 ton 25 ton biomassa (Kannaiyan, 1986, 1992). Selanjutnya dari hasil penelitian Batan (2006) diketahui bahwa dengan menginokulasikan 200 gram Azolla segar m-2 _{maka setelah 3 minggu Azolla} tersebut akan menutupi seluruh permukaan lahan tempat Azolla tersebut ditumbuhkan. Dalam keadaan ini dapat dihasilkan 30 - 45 kg N ha-1 _{berarti sama} dengan 100 kg urea (Batan, 2006).

5

Pertumbuhan Azolla dipengaruhi oleh faktor lingkungan seperti air, temperatur, dan cahaya. Air merupakan prasarat bagi kelangsungan hidup Azolla karena merupakan tempat untuk mengambil mineral. Dalam proses pertumbuhan dan fiksasi N2 di pengaruhi oleh temperatur, kualitas dan kuantitas cahaya, gas alam, dan lain-lain. Pada siang hari dengan cuaca cerah, aktivasi fiksasi N2udara sekitar 8 - 10 %, lebih tinggi daripada dalam keadaan berawan atau hujan. Pada malam hari, aktivasi fiksasi N2 udara hanya 25 - 30 %. Adapun faktor lingkungan yang menjadi syarat utama dalam pertumbuhan Azolla adalah air. Ketersediaan air harus terjamin dan mencukupi selama pertumbuhan Azolla, disebabkan Azolla merupakan tumbuhan air yang tumbuh dan berkembang diatas permukaan air. Air yang cukup selama pertumbuhannya dapat meningkatkan laju pertumbuhan relatif, total biomas, dan kandungan nitrogen. Di samping itu, Azolla menghendaki kualitas air yang baik dan bebas dari pencemaran (Arifin, 1996).

Azolla tidak dapat bertahan pada kondisi kering sehingga selalu diperlukan genangan air. Karena Azolla berkembang secara vegetatif, inokulumnya harus selalu dipertahankan dalam persemaian sepanjang tahun dan diperbanyak untuk disebarkan sebelum diinokulasikan ke lapang. Suhu tinggi mengakibatkan meningkatnya serangan hama dan penyakit pada Azolla. Cuaca dingin merupakan kunci sukses pemanfaatan Azolla. Dalam kondisi kering Azolla mudah terdekomposisi dan lebih cepat melepaskan N ke udara disebabkan oleh mikroorganisme tanah yang sangat berperan terhadap dekomposisi bahan organik tanah dan sebagai produk akhir dari proses ini adalah pelepasan CO2 ke udara (Arifin, 1996).

6

1. Laju pertumbuhan Azolla paling cepat pada tanah sawah dengan genangan air setinggi 10 cm.

2. Laju dekomposisi Azolla yang dibenamkan dalam tanah semakin tinggi pada tanah sawah dengan tinggi genangan air 0 cm.

A. Latar Belakang dan Masalah

Produksi pertanian harus selalu ditingkatkan seiring dengan bertambahnya penduduk dunia, untuk itu penggunaan pupuk tetap digunakan untuk menambah unsur hara bagi tanaman. Pupuk yang sering digunakan adalah pupuk kimia yang diproduksi dengan energi fosil yang membutuhkan biaya tinggi sehingga harganya semakin mahal, dan pengaruhnya pun terhadap tanah semakin rendah. Untuk mengatasi dan menyubtitusi penggunaan pupuk kimia, diperlukan penggunaan pupuk organik. Salah satu pupuk organik yang dapat digunakan oleh petani adalah pupuk hijau yang juga berperan meningkatkan bahan organik dalam tanah. Bahan organik tanah merupakan bagian penting dalam struktur tanah baik fisik, kimia maupun biologi. Lahan pertanian di Indonesia (baik lahan kering maupun sawah) banyak yang mempunyai kadar bahan organik < 1 %. Sedangkan kadar bahan organik yang optimum untuk pertumbuhan tanaman sekitar 3 - 5% (Adiningsih, 2005).

Sebelum tahun lima puluhan penggunaan pupuk organik pada lahan pertanian relatif tinggi dibandingkan dengan pupuk anorganik. Namun sejak tahun 1960-an penggunaan pupuk anorganik mulai mendominasi, bahkan peran dari pupuk organik seolah terabaikan, akibatnya lahan yang terdegradasi semakin luas, yang

disebabkan turunnya kadar bahan organik tanah (Kurnia dkk., 2005). Jenis pupuk organik tertua yang digunakan pada budidaya pertanian adalah pupuk hijau, yaitu pupuk organik yang berasal dari tanaman/tumbuhan atau sisa panen. Bahan tanaman ini dibenamkan pada waktu masih hijau atau segera setelah dikomposkan. Salah satu pupuk hijau yang dapat digunakan adalah Azolla.

Penggunaan Azolla sebagai pupuk sudah banyak dipraktikan atau diaplikasikan pada sawah sawah di Negara Cina. Hasil penelitian dan percobaan menunjukan bahwa pemanfaatan sebagai pupuk dasar dan pupuk susulan sebelum dan sesudah tanam secara nyata meningkatkan hasil gabah secara nyata (Immanudin, 2009). Hasil penelitian di China menunjukan bahwa penggunaan Azolla sebagai pupuk dasar meningkatkan hasil padi sekitar 600 700 kg ha-1_{. Penanaman Azolla di}

tanah sawah tidak hanya meningkatkan hasil saja tetapi juga meningkatkan kualitas beras karena kandungan protein meningkat. Kualitas Azolla berpengaruh pada kesuburan tanah, apabila pertumbuhan Azolla baik, maka nitrogen yang dikandung Azolla akan lebih banyak, karena kandungan nitrogen dalam Azolla memengaruhi hasil padi. Nisbah C/N merupakan indikator kualitas Azolla. Hasil dekomposisi Azolla akan memasok nitrogen lebih cepat apabila nisbah C/N rendah. Pada umumnya pertumbuhan tanaman yang berumur lebih panjang memanfaatkan nitrogen yang dipasok Azolla lebih baik daripada yang berumur pendek. Oleh sebab itu Azolla dapat digunakan sebagai pupuk hijau sebelum tanam atau sesudah tanam padi.

Azolla merupakan kelompok paku air yang tumbuh mengapung di permukaan perairan yang subur, habitat utama tanaman Azolla adalah di daerah persawahan. Tanaman Azolla bersimbiosis dengan alga hijau-biru Anabaena azollae, melalui

proses fiksasi nitrogen yang terjadi dapat membuat tanah menjadi subur dan kaya akan nutrisi, khususnya unsur hara Nitrogen. Selain itu, Azolla dapat menyerap limbah cair, bahan uji ekotoksikologi, dan merupakan salah satu bahan pakan ternak yang mempunyai nilai nutrisi tinggi. Banyaknya manfaat yang dapat diambil dari tanaman Azolla ini belum dapat diberdayakan secara optimal. Keberadaannya secara alami memang melimpah, namun tidak mendapat perhatian yang baik. Diperlukan penelitian yang mengeksplorasi pertumbuhan Azolla melalui ketinggian air yang berbeda dan diharapkan terjadi produksi tinggi pada padi sawah, terjadinya proses penghematan air dan juga penggunaan pupuk organik secara maksimal (Nugrahapraja, 2008).

Penghematan air dalam pengelolaan air pada padi sawah harus diterapkan karena pada umumnya pemberian air yang dipraktikkan petani pada padi sawah adalah dengan digenangi secara terus menerus. Selain tidak efisien, cara ini juga berpotensi, (1) mengurangi efisiensi serapan hara nitrogen, (2) meningkatkan emisi gas metan ke atmosfer, dan (3) menaikkan rembesan yang menyebabkan makin banyak air irigasi yang dibutuhkan. Pengelolaan air pada padi sawah merupakan upaya untuk menekan kehilangan air di petakan sawah guna mempertahankan atau meningkatkan hasil gabah per satuan luas dan volume air. Pengurangan air akibat perkolasi, rembesan dan aliran permukaan dapat meningkatkan penggunaan air irigasi. Ketersediaan air irigasi untuk budidaya padi sawah makin terbatas karena, (1) bertambahnya penggunaan air untuk sektor industri dan rumah tangga, (2) durasi curah hujan makin pendek akibat perubahan iklim, (3) cadangan sumber air lokal juga berkurang, dan terjadinya pendangkalan waduk (Batan, 2009).

Dewasa ini penghematan penggunaan air terus disarankan oleh para ahli, salah satunya dengan program SRI (System Rice Intensification), merupakan sistem pertanian padi sawah yang mampu meningkatkan produktifitas padi dengan cara mengubah pengelolaan tanaman, tanah, air dan unsur hara, terbukti telah berhasil meningkatkan produktifitas padi sebesar 50 % , bahkan di beberapa tempat mencapai lebih dari 100%.

B. Tujuan Penelitian

Penelitian ini bertujuan untuk mempelajari laju pertumbuhan dan dekomposisi Azolla pada ketinggian air yang berbeda.

C. Kerangka Pemikiran

Dari beberapa penelitian diperoleh bahwa laju pertumbuhan Azolla adalah 0,36 -0,39 gram pada hari pertama di laboratorium dan 0,144 - 0,860 gram pada hari pertama di lapangan, pada umumnya biomassa Azolla maksimum tercapai setelah 14 - 28 hari setelah inokulasi, dalam 20 - 30 hari selapis Azolla yang menutupi 1 ha sawah mengandung kira-kira 15 ton 25 ton biomassa (Kannaiyan, 1986, 1992). Selanjutnya dari hasil penelitian Batan (2006) diketahui bahwa dengan menginokulasikan 200 gram Azolla segar m-2 _{maka setelah 3 minggu Azolla}

tersebut akan menutupi seluruh permukaan lahan tempat Azolla tersebut ditumbuhkan. Dalam keadaan ini dapat dihasilkan 30 - 45 kg N ha-1 _{berarti sama}

Pertumbuhan Azolla dipengaruhi oleh faktor lingkungan seperti air, temperatur, dan cahaya. Air merupakan prasarat bagi kelangsungan hidup Azolla karena merupakan tempat untuk mengambil mineral. Dalam proses pertumbuhan dan fiksasi N2 di pengaruhi oleh temperatur, kualitas dan kuantitas cahaya, gas alam,

dan lain-lain. Pada siang hari dengan cuaca cerah, aktivasi fiksasi N2udara sekitar

8 - 10 %, lebih tinggi daripada dalam keadaan berawan atau hujan. Pada malam hari, aktivasi fiksasi N2 udara hanya 25 - 30 %. Adapun faktor lingkungan yang

menjadi syarat utama dalam pertumbuhan Azolla adalah air. Ketersediaan air harus terjamin dan mencukupi selama pertumbuhan Azolla, disebabkan Azolla merupakan tumbuhan air yang tumbuh dan berkembang diatas permukaan air. Air yang cukup selama pertumbuhannya dapat meningkatkan laju pertumbuhan relatif, total biomas, dan kandungan nitrogen. Di samping itu, Azolla menghendaki kualitas air yang baik dan bebas dari pencemaran (Arifin, 1996).

Azolla tidak dapat bertahan pada kondisi kering sehingga selalu diperlukan genangan air. Karena Azolla berkembang secara vegetatif, inokulumnya harus selalu dipertahankan dalam persemaian sepanjang tahun dan diperbanyak untuk disebarkan sebelum diinokulasikan ke lapang. Suhu tinggi mengakibatkan meningkatnya serangan hama dan penyakit pada Azolla. Cuaca dingin merupakan kunci sukses pemanfaatan Azolla. Dalam kondisi kering Azolla mudah terdekomposisi dan lebih cepat melepaskan N ke udara disebabkan oleh mikroorganisme tanah yang sangat berperan terhadap dekomposisi bahan organik tanah dan sebagai produk akhir dari proses ini adalah pelepasan CO2 ke udara

(Arifin, 1996).

1. Laju pertumbuhan Azolla paling cepat pada tanah sawah dengan genangan air setinggi 10 cm.

2. Laju dekomposisi Azolla yang dibenamkan dalam tanah semakin tinggi pada tanah sawah dengan tinggi genangan air 0 cm.