N inorganik N organik

Fageria and Virupax 1999 menyatakan bahwa nitrogen merupakan faktor kunci dan masukan produksi yang termahal pada padi sawah dan apabila penggunaannya tidak tepat akan mencemari air tanah. Berdasarkan anjuran, N cukup diberikan 90-120 kg ha -1 setara dengan 200-260 kg Urea ha -1

1. N inorganik

. Pupuk nitrogen yang berwarna putih mengandung 45 – 46 persen nitrogen. Urea didefinisikan sebagai senyawa organik sintetis non- protein larut dalam air lebih dari 50 persen. Rumus kimia urea adalah CONH 2 2 atau dengan rumus bangun sebagai berikut : Urea yang diberikan pada bahan organik serasah dapat didekomposisikan oleh enzim urease dan sebagian dari padanya dapat hilang sebagai gas nitrogen. Namun pada tanah olahan berdrainase baik sedikit yang hilang sebagai gas. Faktor yang mempengaruhi laju penguraian urea adalah waktu antara pemberian urea pertama datangnya air hujan dan suhu. Enzim urease kurang baik pada cuaca dingin dan aktif pada suhu 27 – 29 Urea bila dibenamkan kedalam tanah akan dihidrolisis menjadi ammonium karbonat dengan cepat. Amonium karbonat yang merupakan senyawa tidak stabil mengurai menjadi gas amonia dan karbon dioksida, selanjutnya gas ammonia dapat berubah menjadi amonium Tisdale and Nelson, 1975. Melalui nitrifikasi amonium dapat diubah menjadi nitrit dan kemudian nitrat Russel, 1973. C. Untuk efisiensi penggunaan urea semestinya disatukan dengan tanah Jones, 1979. NH 2 NH 2 C O Universitas Sumatera Utara Urea yang dibenamkan dalam tanah, akan dihidrolisis menjadi ammonium karbonat oleh enzim urease dengan reaksi sebagai berikut : CO NH 2 2 + H 2 O NH 4 2 CO Ammonium karbonat dengan air berdisosiasi menjadi ion karbonat dan ion ammonium. Sebelum dihidrolisis, urea sama mobil seperti nitrat dan dapat tercuci dibawah daerah jelajah akar tanaman Sanchez, 1976. 3

2. N organik

Selain berasal dari pupuk buatan, N bersumber dari bahan organik. N di dalam jaringan tanaman yang mati diperoleh dari dalam tanah maupun dari atmosfer. Pupuk hijau yang dibenamkan kedalam tanah akan mengalami serangkaian reaksi yang mengubahnya dari susunan kompleks menjadi susunan yang sederhana. Proses tersebut dinamakan mineralisasi dan berlangsung melalui tiga tahapan yaitu aminisasi dan amonifikasi yang diakibatkan oleh mikro organisme heterotrop, nitrifikasi yang sebagian besar disebabkan oleh bakteri autotrop tanah. Bakteri heterotrop membutuhkan senyawa karbon organik sebagai sumber energi. Sedangkan bakteri autotrop memperoleh energi dari oksidasi garam anorganik dan karbon dari CO 2 Aminisasi merupakan perubahan protein dan senyawa serupa menjadi senyawa amino seperti peptida, pepton dan akhirnya asam amino melalui proses enzimatik yang dilakukan oleh jasad renik tanah. Proses tersebut dapat digambarkan sebagai berikut : yang berasal dari udara disekitarnya Tisdale and Nelson, 1975. Protein dan + Pencernaan Senyawa Komplek + CO 2 Senyawa Serupa Enzimatik + E Universitas Sumatera Utara Amonifikasi merupakan perubahan senyawa amino menjadi senyawa amonium. Proses ini dapat berlangsung pada tanah berdrainase baik maupun pada tanah tergenang karena organisme anaerobik dapat melangsungkan proses tersebut. Amonifikasi digambarkan dalam reaksi sebagai berikut : R – NH 2 + HOH R – OH + NH 3 NH + Energi 3 + HOH NH 4 OH NH 4 + OH Amonium yang dibebaskan dapat dikonversikan kedalam bentuk nitrat melalui nitrifikasi, diambil langsung oleh tanaman atau difiksasi oleh mineral liat yang dapat mengembang. Nitrifikasi dibedakan dalam dua tahap, tahap pertama adalah oksidasi amonium menjadi nitrit oleh bakteri Nitrosomonas, disusul reaksi tahap kedua yaitu oksidasi nitrit menjadi nitrat, dilakukan oleh bakteri autotrop lain yaitu Nitrobakter Tisdale and Nelson, 1975. - Bakteri nitrifikasi sangat peka terhadap lingkungannya, lebih peka dibandingkan dengan organisme heterotrop aminisasi dan amonifikasi, akibatnya nitrifikasi merupakan titik lemah dalam peredaran nitrogen Buckman and Brady, 1969. Proses nitrifikasi digambarkan dalam persamaan sebagai berikut : 2NH 4 + + 3O 2 2NO 2 - + 2H 2 O 2NO 2 + O 2 2NO 3 - Dari persamaan diatas dapat dikemukakan tiga hal penting yang perlu diperhatikan jika menambahkan pupuk N-organik maupun N-anorganik ke dalam tanah. Pertama reaksi nitrifikasi membutuhkan oksigen sehingga proses ini berlangsung baik pada tanah yang beraerasi baik kedua reaksi tersebut Hidrolisis Enzimatik Universitas Sumatera Utara membebaskan sejumlah H + Kecepatan mineralisasi N-organik dari pupuk hijau sebagai bahan organik sumber nitrogen selain tergantung pada keadaan bahan tanaman juga sangat tergantung pada keadaan lingkungan Alexander, 1977. Sanchez 1976 mengemukakan bahwa kecepatan mineralisasi N- Organik tergantung pada kemasaman tanah, temperatur, nisbah CN, kandungan air tanah dan kandungan liat. Jumlah nitrogen yang dibebaskan selama inkubasi dalam suasana anaerob sangat dipengaruhi oleh perlakuan contoh tanah sebelum diinkubasikan Soepardi, 1979. yang menyebabkan terjadinya pemasaman tanah bila dipupuk dengan pupuk – pupuk amonium atau pupuk buatan N-organik, ketiga terbentuknya persenyawaan nitrat sangat tidak menguntungkan sebab akan mudah mengalami pencucian. Dalam proses tersebut peranan mikro organisme sangat besar sehingga kecepatan perubahan dan seberapa jauh perubahan ini berlangsung sangat dipengaruhi oleh keadaan lingkungan Buckman and Brady, 1969. Dari uraian diatas dapat dikatakan bahwa sumber nitrogen baik yang berasal dari urea atau Azolla, melalui mineralisasi N-organik akan diubah dalam bentuk N-tersedia bagi tanaman baik sebagai NH 4 + maupun NO 3 - . Seperti halnya pada tanaman lain, nitrogen merupakan faktor-faktor pembatas pertumbuhan padi dan merupakan unsur terpenting untuk penyusunan tumbuhan. Padi dapat mengasorbsi nitrogen baik dalam bentuk NH 4 + maupun NO 3 - . Pada umur muda bentuk nitrogen yang diabsorbsi terutama NH 4 + maupun NO 3 - Russel, 1973. Universitas Sumatera Utara Menurut Simanjuntak 2005 menyatakan bahwa tumbuhan A. pinnata dalam taksonomi tumbuhan mempunyai klasifikasi sebagai berikut: Klasifikasi Azolla pinnata Divisi : Pteridophyta Kelas : Leptosporangiopsida heterosporous Ordo : Salviniales Family : Salviniaceae Genus : Azolla Spesies : Azolla pinnata Faktor lingkungan yang menjadi syarat untuk pertumbuhan A. pinnata adalah sebagai berikut: Syarat Tumbuh Tanaman Azolla pinnata - Air Ketersediaan air harus mencukupi selama pertumbuhan A. pinnata. Ini disebabkan A. pinnata merupakan tanaman air yang tumbuh dan berkembang di atas permukaan air. Air yang cukup selama pertumbuhannya dapat meningkatkan laju pertumbuhan relatif, total biomassa dan kandungan nitrogen Arifin, 2003. - Unsur Hara Unsur hara sangat dibutuhkan dalam pertumbuhan A. pinnata, terutama unsur Phospor P. Kekurangan phosphat pada A. pinnata ditandai oleh penampilan tumbuhan yang kecil, warna daun agak merah tua, vigor rendah. Kekurangan total nitrogen N tanaman A. pinnata daun mengerut dan berwarna merah kehitam-hitaman, pertumbuhan akar menjadi keriting. Bila kebutuhan Universitas Sumatera Utara unsur hara kurang tersedia dalam kultur air maka akar tanaman mengalami pemanjangan untuk mengambil unsur hara yang dibutuhkan Arifin, 2003. - Derajat Keasaman pH Air Perubahan pH yang terdapat di air dapat mempengaruhi pertumbuhan dan proses fiksasi nitrogen dari tumbuhan A. pinnata. Kisaran pH optimum yang dibutuhkan A. pinnata untuk tumbuh dengan baik adalah 4.5-7. Namun beberapa jenis Azolla dapat tumbuh dan bertahan hidup pada kisaran 3.5-10 Lumpkin Plucknett 1982. Sebagian besar biota akuatik sensitif terhadap perubahan pH dan menyukai nilai pH sekitar 7- 8.5. Reduksi nitrat dapat berlangsung secara optimal pada pH 4.5 dan suhu 30 C. Fiksasi nitrogen pada A. pinnata dapat berjalan optimal pada kondisi pH 6.0 dan suhu 20 - Cahaya C Khan 1988. Cahaya sangat dibutuhkan oleh tanaman A. pinnata untuk pertumbuhan dan perkembangan selain itu diperlukan dalam proses fotosintesis dan penambatan nitrogen diudara. Oleh karena itu kecepatan pertumbuhan dan aktivitas dalam penambatan nitrogen dipengaruhi oleh cahaya yang diterima oleh tanaman A. pinnata. Kisaran cahaya yang dibutuhkan tanaman A. pinnata adalah antara 25- 50 Lumpkin and Plucknet, 1982. - Perbanyakkan Azolla pinnata A. pinnata dapat berkembangbiak dengan 2 cara, yaitu secara vegetatif dan generatif fragmentasi. Perbanyakan vegetatif terjadi dengan cara pemisahan cabang samping dari cabang utama, yang dapat membentuk tumbuhan baru. Waktu penggandaan biomassa A. pinnata terjadi sekitar 3-5 hari. Pertumbuhan cabang samping sampai menjadi A. pinnata memerlukan waktu 10-15 hari. Djojosuwito, 2000. Universitas Sumatera Utara Pada tumbuhan yang sudah tua Azolla sp dapat membentuk sporacarp seperti kapsul, yang terletak dibawah daun. Pada umumnya terdapat sepasang sporacarp yaitu mikrosporocarp dan megasporocrap. Microsporocrap berisi 7- 100 microsporangium dan tiap microsporocrap, berisi microspora. Megasporocrap hanya membentuk satu megasporocrap, yang berisi megaspora. Megaspora dan microspora berkecambah membentuk microgametofit gametofit jantan dan megagametofit gametofit betina. Kemudian, gametofit jantan berkembang menjadi sel sperma yang dapat membuahi sel telur gametofit betina. Sel-sel hasil peleburan gametofit jantan dan gametofit betina tumbuh menjadi sporofit, yang berkembang menjadi tumbuhan A. pinnata diploid proses terjadi pertumbuhan ini di dalam air Djojosuwito, 2000. Dari beberapa penelitian diperoleh bahwa laju pertumbuhan Azolla adalah 0.36 – 0.39 gram per hari di laboratorium dan 0.144 – 0.860 gram per hari di lapang. 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 15-25 ton biomassa Kannaiyan, 1986, 1992. Ditemukan juga bahwa Azolla tumbuh kembang lebih baik pada musim penghujan dari pada musim kemarau. Penelitian- penelitian Mengenai Pengujian azolla Azolla termasuk tumbuhan berkualitas tinggi, sebagai green manure memiliki kandungan N tinggi, kandungan lignin dan polifenol rendah Handayanto, 1993. Suatu bahan organik akan mudah terdekomposisi jika nisbah CN ratio 20. Bahan organik yang memiliki kandungan N 2.5, kandungan lignin 15 dan kandungan polifenol 4 dikatakan berkualitas tinggi Hairiah et al., 2000. Universitas Sumatera Utara Azolla mempunyai kecepatan pertumbuhan yang tinggi sehingga mampu menghasilkan biomassa yang cukup besar dan mampu menambat nitrogen udara. Azolla yang diberikan sebagai pupuk organik akan mengalami mineralisasi pada saat terjadi dekomposisi sehingga nitrogen yang ditambat dari udara dapat dimanfaatkan tanaman padi dan diperkirakan azolla yang tumbuh bersama tanaman padi mampu menghasilkan N sekitar 20-100 kg NHa Simanungkalit, 2001. Sebagai pupuk hijau dan sumber N, N dalam jaringan azolla baru dapat dimanfaatkan tanaman padi setelah jaringan azolla mengalami dekomposisi. Penguraian Azolla yang dibenamkan dalam tanah secara giat terjadi pada masa 9 hari pertama Brotonegaro dan Abdulkadir, 1977. Pada waktu itu C0 2 Pada prinsipnya cara pemanfaatan azolla dilakukan dengan jalan pembenaman kedalam tanah setelah azolla menutup permukaan tanah secara penuh, baik sebelum maupun selama penanaman padi. Pembenaman dapat yang dilepas dan senyawa amonium yang terbentuk dari penguraian Azolla yang dibenamkan dalam tanah berkadar air pada kapasitas lapang telah mencapai kadar yang tinggi. Setelah itu kadar amonium dari Azolla yang terus mengurai naik terus sampai akhirnya pada hari ke 17 rnencapai kadar yang tertinggi dan kadar amonium tetap tinggi sampai hari ke 31. Pada saat itu peristiwa nitrifikasi mulai menunjukkan kecepatan yang menyolok. Sejak itu secara berangsur-angsur kadar ammonium turun diikuti oleh kenaikan kadar N-nitrat. Pembentukan nitrat ini tidak dikehendaki dalam pemupukan karena senyawa ini mudah hilang dari tanah baik melalui pencucian atau denitrifikasi. Pembentukan senyawa ini dapat dicegah dengan menggenangi sawah. Universitas Sumatera Utara dilakukan satu kali atau lebih. Pembenaman dua kali umur 10 dan 25 hari sesudah tanam menunjukkan adanya peningkatan hasil dibandingkan pembenaman satu kali pada umur 10, 20 dan 30 hari sesudah tanam Chu, 1979. Dari percobaan BATAN 2006 pemberian sebagian azolla pada saat tanam dan sebagian lainnya pada saat anakan maksimum merupakan cara yang baik bagi kenaikan produksi padi. Pengaruh Azolla yang dibenamkan ke dalam tanah terhadap produksi padi bergantung pada nitrogen Azolla yang dihasilkan, cara pembenaman, dan respon padi terhadap nitrogen Kikuchi et al., 1984. Mineralisasi N asal azolla berlangsung cepat sampai 8 minggu setelah pembenaman dan mencapai puncaknya pada 60 hari setelah pembenaman. Setelah waktu tersebut pelepasan ammonium ke dalam tanah adalah konstan Watanabe et al., 1981. Yusnaini 1995 juga menambahkan bahwa pelepasan N dari azolla berlangsung setelah 7 hari dan mineralisasi lengkap terjadi sampai 12 minggu. Nuraini 2000 menyatakan bahwa laju mineralisasi bahan organik tanaman menunjukkan pada minggu ke 0-2 terjadi penurunan kadar ammonium dan nitrat tanah, tetapi jumlah ini meningkat sampai minggu ke 8, dan setelah itu hasil akan konstan. Dari beberapa pernyataan di atas dapat disimpulkan bahwa pada umumnya dekomposisi pupuk hijau mulai terjadi pada hari ke-7 dan mengalami puncaknya pada 60 hari setelah pembenaman. Pembenaman azolla mampu meningkatkan jumlah anakan produktif dan anakan produktif paling tinggi pada pembenaman azolla 4 minggu setelah tanam Sutoto, 2008. Dari berbagai percobaan yang telah dilakukan BATAN 2006, N- Azolla yang dapat menggantikan pupuk-N anorganik berkisar antara 30 - 45 kgha. Dengan menggantikan sebagian dari pupuk-N anorganik dengan Azolla, Universitas Sumatera Utara diharapkan takaran pupuk-N anorganik seperti urea, dapat dikurangi, tanpa mempunyai pengaruh yang negatif terhadap produksi padi. Hasil lain yang ditunjukkan oleh percobaan yang dilakukan oleh Kikuchi et al 1984 adalah bahwa ketersediaan azolla-N bagi tanaman setara dengan 60 ZA. Selain itu, kegunaan azolla sebagai pupuk buatan terutama bergantung pada jumlah nitrogen yang dapat disediakan. Bila kedua pernyataan tersebut dipertimbangkan dan diperbandingkan dengan percobaan yang telah dilakukan BATAN jelaslah bahwa azolla yang diberikan bersama-sama dengan pupuk N- anorganik mampu meningkatkan produksi padi Azolla merupakan salah satu pupuk organik yang dapat dikembangkan. Berbagai penelitian tanggapan tanaman padi sawah terhadap pemberian Azolla telah dilakukan. Hasil penelitian Havid et al 2000 diketahui bahwa lnokulasi Azolla sesudah tanam baik pada musim kemarau MK maupun pada musim penghujan MP umumya labih baik dalam meningkatkan efisiensi penggunaan pupuk urea dibanding azolla yang dibenamkan sebelum tanam. Arifin 2003 melaporkan hasil penelitiannya bahwa pembenaman azolla saat tanaman padi berumur 40 hari setelah tanam, pada musim kemarau meningkatkan hasil padi IR 36 sebesar 12 - 25 dibandingkan dengan tanpa pemberian azolla. Arimbi 1991 mendapatkan bahwa inokulasi 300 gr Azollam 2 meningkatkan hasil padi IR 64 sebesar 18.2. Pembenaman azolla dari inokulum 500 gm 2 meningkatkan hasil padi IR 30, IR 36, Cipunagara dan Cimandiri masing- masing sebesar 12 Watanabe, et al., 1981, 10 Prihatini et al., 1985, 47-55 dan 36-49 Hendrik et al., 1987. Universitas Sumatera Utara Hasil penelitian Naim 2004 diperoleh hasil bahwa perlakuan 6 ton azolla ha -1 + 100 kg N ha -1 Selanjutnya dari hasil penelitian Batan 2006 diketahui bahwa dengan menginokulasikan 200 gr azolla segar per m memberikan hasil terbaik terhadap berat kering tanaman per rumpun, hasil gabah 63.60 g per rumpun dan indeks panen sebesar 192.3. Terdapat kecendrungan bahwa peningkatan hasil gabah kering seiring dengan meningkatnya dosis azolla. 2 maka setelah 3 minggu, azolla tersebut akan menutupi seluruh permukaan lahan tempat azolla tersebut ditumbuhkan. Dalam keadaan ini dapat dihasilkan 30 – 45 kg Nha berarti sama dengan 100 kg urea. Universitas Sumatera Utara BAHAN DAN METODE PENELITIAN Penelitian ini dilaksanakan di lahan sawah Desa Matang Cengai Kecamatan Langsa Timur Kota Langsa Provinsi Aceh. Penelitian dilaksanakan pada bulan Nopember 2012 sampai dengan Maret 2013. Tempat Dan Waktu Penelitian Bahan yang digunakan dalam penelitian ini meliputi : benih padi Ciherang, azolla segar, dan pupuk Urea. Bahan dan Alat Alat-alat yang digunakan dalam penelitian ini meliputi : alat-alat untuk budidaya, cangkul, garpu, sabit, plat nama, ajir, meteran, terpal, karung, mistar, alat tulis, timbangan 15 kg, kayu balok yang dipergunakan sebagai bak penampung air serta plastik hitam tebal sebagai penyangga air . Dalam penelitian ini digunakan Rancangan Petak Terbagi Split Plot Design dengan 3 tiga ulangan. Data yang diperoleh di uji dengan menggunakan analisis keragaman uji F. Bila dari hasil analisis ragam terdapat pengaruh perbedaan nyata di antara perlakuan yang diteliti, maka dilakukan uji lanjut dengan uji DMRT jenjang nyata 5. Ada dua faktor yang diteliti yaitu waktu aplikasi pupuk N W dan faktor kedua yaitu kombinasi urea dan azolla U. Metode Penelitian Universitas Sumatera Utara Faktor pertama yaitu waktu aplikasi pupuk N W terdiri dari 3 kombinasi pada petak utama, yaitu : - 0 dan 21 Hari Setelah Pindah Tanam HSPT W 1 - 5 dan 23 Hari Setelah Pindah Tanam HSPT W 2 - 10 dan 25 Hari Setelah Pindah Tanam HSPT W 3 Faktor kedua yaitu pemberian kombinasi pupuk urea kg ha -1 yang dikombinasikan dengan azolla ton ha -1 - terdiri dari 5 perlakuan pada anak petak, yaitu: 200 kg ha -1 urea tanpa azolla U - 150 kg ha -1 urea + 2 ton ha -1 azolla segar U 1 - 100 kg ha -1 urea + 4 ton ha -1 azolla segar U 2 - 50 kg ha -1 urea + 6 ton ha -1 azolla segar U 3 - 8 ton ha -1 azolla segar tanpa urea U 4 Dengan demikian diperoleh 45 kombinasi perlakuan seperti disajikan pada Tabel 2. Universitas Sumatera Utara Tabel 2. Kombinasi Perlakuan A. pinnata dan Urea No Kombinasi Perlakuan Waktu Aplikasi Pupuk N Pada Petak Utama Urea + Azolla segar Pada Anak Petak 1. W 1 U 0 dan 21 HSPT Urea 200 kg ha -1 , setara 0.18 kg per plot tanpa azolla 2. W 1 U 1 0 dan 21 HSPT Urea 150 kg ha -1 , setara 0.135 kg per plot + 2 ton ha -1 3. azolla segar W 1 U 2 0 dan 21 HSPT Urea 100 kg ha -1 , setara 0.09 kg per plot + 4 ton ha -1 4. azolla segar W 1 U 0 dan 21 HSPT 3 Urea 50 kg ha -1 , setara 0.045 kg per plot + 6 ton ha -1 5. azolla segar W 1 U 0 dan 21 HSPT 4 8 ton ha -1 6. azolla segar tanpa urea W 2 U 5 dan 23 HSPT Urea 200 kg ha -1 7. , setara 0.18 kg per plot tanpa azolla W 2 U 5 dan 23 HSPT 1 Urea 150 kg ha -1 , setara 0.135 kg per plot + 2 ton ha -1 8. azolla segar W 2 U 5 dan 23 HSPT 2 Urea 100 kg ha -1 , setara 0.09 kg per plot + 4 ton ha -1 9. azolla segar W 2 U 5 dan 23 HSPT 3 Urea 50 kg ha -1 , setara 0.045 kg per plot + 6 ton ha -1 10. azolla segar W 2 U 5 dan 23 HSPT 4 8 ton ha -1 11. azolla segar tanpa urea W 3 U 10 dan 25 HSPT Urea 200 kg ha -1 12. , setara 0.18 kg per plot tanpa azolla W 3 U 10 dan 25 HSPT 1 Urea 150 kg ha -1 , setara 0.135 kg per plot + 2 ton ha -1 13. azolla segar W 3 U 10 dan 25 HSPT 2 Urea 100 kg ha -1 , setara 0.09 kg per plot + 4 ton ha -1 14. azolla segar W 3 U 10 dan 25 HSPT 3 Urea 50 kg ha -1 , setara 0.045 kg per plot + 6 ton ha -1 15. azolla segar W 3 U 10 dan 25 HSPT 4 8 ton ha -1 azolla segar tanpa urea Keterangan : HSPT : Hari Setelah Pindah Tanam Universitas Sumatera Utara Model matematika yang digunakan dalam penelitian ini yaitu : Y ijk = µ + ρ k + W i + U j + γ ik + WU ij + ε ijk Dimana : Y ijk µ = Nilai tengah = Hasil pengamatan diperoleh pada perlakuan waktu aplikasi pupuk N jenis ke- i i = 1, 2 dan 3 kombinasi urea dengan azolla ke- j j = 1, 2 dan 3 dalam ulangan ke- k l = 1, 2, dan 3. ρ k = W Pengaruh blok atau ulangan ke-k i U = Pengaruh waktu aplikasi pupuk N W yang ke-i j WU = Pengaruh kombinasi urea dengan azolla jenis ke- j i j γ = Pengaruh interaksi waktu aplikasi pupuk N jenis ke- i dengan kombinasi urea dengan azolla jenis ke- j ik ε = Galat pada petak utama ijk = Galat pada anak petak Pelaksanaan Penelitian Perbanyakan Azolla pinnata Perbanyakan A. pinnata dilakukan dengan cara membuat stok dengan bak plastik. Sebagai acuan untuk mengetahui tingkat pertumbuhan biomassa A. pinnata di daerah penelitian, dibuat bak plastik berukuran 1x1 m 2 dengan tinggi bak plastik 30 cm dan ketinggian air 20 cm, tanah sawah yang berasal dari daerah penelitian diambil dari beberapa titik. Kemudian bibit A. pinnata diinokulasikan sebanyak 0.2 kgm 2 , dan setelah 3 minggu A. pinnata telah menutupi seluruh areal permukaan bak plastik tersebut. Bibit A. pinnata yang telah diinokulasikan sebanyak 0.2 kgm 2 setelah 3 minggu bertambah ± 0.8 kgm 2 berat segar, dan pada lapisan ini dapat menghasilkan 30 – 45 kg Nha Lampiran 5. Universitas Sumatera Utara Persiapan Lahan Pengolahan tanah untuk tanaman padi sawah yaitu pembajakan dan penggaruan, pengeringan dan pembuatan bedengan penanaman serta persemaian. Plot penanaman dibuat panjang 3 meter, lebar 3 meter serta jarak antar plot adalah 50 cm dan antar ulangan 50 cm. Ketinggian pematang sekat antar plot dibuat setinggi 50 cm. Penyemaian Benih yang digunakan adalah benih unggul, bersertifikat. Benih bernas yang tenggelam dibilas dengan air bersih dan kemudian direndam dalam air selama 24 jam. Selanjutnya diperam dalam karung selama 48 jam dan dijaga kelembabannya dengan cara membasahi karung dengan air. Bedengan persemaian dibuat dengan lebar bedengan 1.0- 1.2 m. Antar bedengan dibuat parit 25- 30 cm, pembuatan parit ini dimaksud untuk mempermudah : penaburan benih, pencabutan bibit, dan pemeliharaan bibit dipersemaian. Pemberian Perlakuan Urea dan azolla diberikan sebanyak dua kali aplikasi yaitu dosisnya sesuai perlakuan percobaan. Pemupukan dasar menggunakan SP36 150 kgha dan KCl 75kg ha. Satu hari sebelum tanam dilakukan penyebaran Pupuk SP36 100 dan KCl 50. Pemupukan KCl 50 selanjutnya dilakukan pada umur 30 HST. Analisis Awal Pengambilan contoh tanah untuk analisa awal, unsur yang dianalisis meliputi : N – Total, K-dd, C-organik, P-tersedia, dan pH. Universitas Sumatera Utara Penanaman Padi Penanaman dilakukan dengan jarak tanam tandur jajar legowo 2 : 1, membuat 2 barisan kemudian diselingi oleh 1 barisan kosong dimana pada setiap baris pinggir mempunyai jarak tanam 12 kali jarak tanam antar barisan. Dengan demikian, jarak tanam pada tipe legowo 2 : 1 adalah 20 cm antar barisan x 10 cm barisan pinggir x 40 cm barisan kosong. Pengamatan Pertumbuhan Pengamatan pertumbuhan dilakukan terhadap : tinggi tanaman cm, dan jumlah anakan produktif. Tinggi Tanaman Pengamatan dilakukan pada 10 tanaman yang dipilih secara acak pada setiap petak percobaan. Tinggi tanaman diukur mulai dari permukaan tanah sampai ujung daun tertinggi pada fase vegetatif. Jumlah Anakan Produktif Jumlah anakan tanaman padi produktif dihitung berdasarkan jumlah anakan tanaman padi yang menghasilkan malai dan bulir padi. Perhitungan dilakukan satu minggu sebelum panen, dengan satuan pengukuran dalam batang. Cara menghitung adalah apabila dalam rumpun tanaman padi terdapat 20 anakan, kemudian lima anakan tanaman padi tidak bermalai, maka jumlah anakan tanaman padi produktif adalah 15 batang. Universitas Sumatera Utara Produksi Pengamatan komponen produksi padi varietas Ciherang terdiri dari : panjang malai, jumlah gabah isi tiap malai, berat gabah 1000 biji, berat gabah kering tiap plot. Panjang Malai Panjang malai dilakukan satu minggu sebelum panen berdasarkan jumlah anakan tanaman padi yang menghasilkan malai serta diukur panjang malai cm. Jumlah Gabah Isi Tiap Malai Jumlah gabah isi tiap malai adalah jumlah gabah bernas dalam setiap malai. Jumah gabah isi tiap malai ditentukan dengan cara memberi nomor dan diambil secara acak, kemudian dihitung jumlah gabah bernasnya. Hasil perhitungan dinyatakan dalam biji. Berat Gabah 1000 Biji Berat 1000 biji gabah tiap plot diperoleh dengan menimbang gabah bernas sebanyak 1000 biji yang diambil secara acak menggunakan alat timbang analitik. Hasil perhitungan berat gabah 1000 biji dinyatakan dalam kg petak -1 Berat Gabah Kering Tiap Plot . Berat gabah kering adalah hasil gabah bersih setelah dikeringkan dalam oven pada suhu 60°C selama 24 jam, dengan kadar air gabah dikonversi pada kadar air 14 agar gabah disimpan tahan lama, warna beras tidak berubah serta biji beras tidak patah saat penggilingan. Cara menghitungnya adalah dengan cara menimbang dengan alat timbang. Satuan penimbangan dinyatakan dalam kg petak -1 . Universitas Sumatera Utara Serapan Hara N Setiap plot perlakuan dan setiap ulangan diambil satu tanaman sampel. Tanaman dicabut, kemudian dipotong pada pangkal batang. Selanjutnya dimasukkan ke dalam oven pada 70 C selama 48 jam. Bagian tanaman di analisis serapan haranya dengan metode destruksi basah. Serapan hara dihitung dengan cara mengalikan persen kadar hara dengan berat kering tanaman dan dikonversikan ke grm 2 Kandungan N Tanah . dengan metode Kjeldahl dengan alat titrasi. Serapan hara dihitung dengan mengalikan bobot kering x kandungan hara. Analisis N tanah akhir dilakukan dengan mengambil contoh tiap petakan. Analisis N digunakan untuk mengetahui kandungan N – Total tanah. Universitas Sumatera Utara HASIL DAN PEMBAHASAN 1. Pertumbuhan Tanaman Hasil analisis sidik ragam menunjukkan bahwa tidak terdapat pengaruh interaksi antara waktu aplikasi pupuk N dengan kombinasi urea dan azolla terhadap tinggi tanaman padi umur 2, 4, 6 Minggu Setelah Tanam MST dan jumlah anakan produktif per rumpun. Waktu aplikasi pupuk N tidak berpengaruh nyata terhadap semua komponen pengamatan pertumbuhan tanaman yaitu pada tinggi tanaman dan jumlah anakan produktif. Kombinasi urea dan azolla berbeda nyata terhadap tinggi tanaman 2 MST, dan berbeda sangat nyata terhadap tinggi tanaman 6 MST dan jumlah anakan produktif, tetapi kombinasi urea dan azolla tidak berbeda nyata terhadap tinggi tanaman 4 MST Lampiran 8, 9, 10 dan 11. Rata- rata tinggi tanaman padi umur 2, 4, 6 MST dan jumlah anakan produktif per rumpun dapat dilihat pada Tabel 3. Tabel 3. Rata- rata Tinggi Tanaman Padi Umur 2, 4, 6 MST dan Jumlah Anakan Produktif Pada Perlakuan Waktu Aplikasi Pupuk N Serta Kombinasi Urea dan Azolla Perlakuan Tinggi Tanaman Jumlah Anakan Produktif 2 MST 4 MST 6 MST Waktu Aplikasi Pupuk N HSPT ---------------cm-------------- -anakan- 0 dan 21 40.45 58.19 71.28 11.87 5 dan 23 39.41 55.40 68.19 11.96 10 dan 25 40.93 58.08 70.20 13.06 Kombinasi Urea dan Azolla Urea 200 kg ha -1 40.71ab , tanpa azolla 57.95 69.74b 13.48b Urea 150 kg ha -1 + 2 ton ha -1 40.01b azolla segar 57.39 71.11bc 12.73b Urea 100 kg ha -1 + 4 ton ha -1 41.10b azolla segar 57.90 72.48c 12.40b Urea 50 kg ha -1 + 6 ton ha -1 39.45ab azolla segar 56.94 70.13bc 12.68b 8 ton ha -1 39.05a Azolla segar tanpa urea 55.95 66.00a 10.19a Keterangan : Angka diikuti notasi huruf pada kolom dan faktor perlakuan yang sama tidak berbeda nyata pada taraf 5 menurut uji DMRT. Universitas Sumatera Utara Tinggi Tanaman Padi Umur 2, 4 dan 6 MST cm Rata- rata tinggi tanaman padi Tabel 3 pada waktu aplikasi pupuk N 0 dan 21 hari setelah tanam pindah HSPT mampu meningkatkan tinggi tanaman lebih tinggi pada padi berumur 4 Minggu Setelah Tanam MST dan 6 MST dibandingkan dengan perlakuan waktu aplikasi pupuk N 5 dan 23 serta 10 dan 25 HSPT, tetapi pada padi berumur 2 MST, waktu aplikasi pupuk N 10 dan 25 HSPT mampu meningkatkan tinggi tanaman lebih tinggi dibandingkan dengan 0 dan 21 serta 5 dan 23 HSPT. Namun hasil analisis sidik ragam Lampiran 8, 9 dan 10 menunjukkan bahwa ketiga waktu aplikasi pupuk N tidak berbeda nyata terhadap komponen pertumbuhan tinggi tanaman 2, 4 dan 6 MST. Hal ini menunjukkan bahwa waktu aplikasi pupuk N dapat dilakukan dalam rentang waktu tersebut. Sebagaimana bahan organik atau pupuk hijau lainnya N- azolla baru dapat digunakan tanaman apabila sudah termineralisasi atau terdekomposisi, karenanya kecepatan mineralisasi sangat penting. Pada waktu aplikasi pupuk N 0 dan 21 HSPT, 5 dan 23 HSPT serta waktu aplikasi pupuk N pada 10 dan 25 HSPT, diduga azolla telah termineralisasi dengan baik sehingga nitrogen yang diikat oleh azolla dapat digunakan untuk pertumbuhan tinggi tanaman. Hasil penelitian Brotonegaro dan Abdulkadir 1977 menunjukkan bahwa penguraian azolla yang dibenamkan dalam tanah secara giat terjadi pada masa 9 hari pertama. Pada waktu itu CO 2 yang dilepas dan senyawa amonium yang terbentuk dari penguraian azolla yang dibenamkan dalam tanah berkadar air pada kapasitas lapang telah mencapai kadar yang tinggi. Setelah itu kadar amonium dari azolla yang terus mengurai naik sampai akhirnya Universitas Sumatera Utara pada hari ke 17 mencapai kadar yang tertinggi dan kadar amonium tetap tinggi sampai hari ke 31. Menurut Tian et al 1992, Handayanto 1993 kecepatan mineralisasi sangat ditentukan oleh kualitas bahan organik tersebut, yakni kandungan nitrogen, lignin, polifenol dan faktor-faktor lingkungan lainnya. Kualitas bahan organik dikatakan tinggi apabila kandungan N tinggi, kandungan lignin dan polifenol yang rendah sehingga proses pelepasan unsur haranya cepat dan bertepatan pada saat tanaman membutuhkan Young, 1989. Sebaliknya kualitas bahan organik dikatakan rendah bila kandungan N rendah serta kandungan lignin dan polifenolnya tinggi. Hal ini akan mengkibatkan proses pelepasan unsur hara berjalan lambat dan membutuhkan waktu yang lama Young, 1989. Azolla termasuk tumbuhan berkualitas tinggi, sebagai pupuk hijau memiliki kandungan N tinggi, kandungan lignin dan polifenol rendah Handayanto, 1999. Menurut Kesmayanti 1999 Azolla mempunyai laju mineralisasi yang cukup baik yaitu dengan rasio CN 10. Sutedjo 1996 menyatakan bahwa tanaman yang memiliki rasio CN mendekati rasio CN tanah 10 akan lebih cepat terdekomposisi dari pada tanaman yang mempunyai rasio CN tinggi. Selain hal tersebut diatas, azolla yang dibenamkan sebagai bahan organik adalah dalam bentuk azolla segar sehingga diduga bahwa dalam proses mineralisasi, azolla segar lebih cepat melepas N- ammonium. Hal ini sesuai dengan Kesmayanti 1999 yang menyatakan bahwa azolla segar melepas N- ammonium 2.5 kali lebih cepat dari azolla yang dikeringkan. Menurut Dobermann and Fairhurst 2000 unsur N pada tanaman merupakan unsur penyusun asam amino, asam nukleat, dan klorofil yang bagi tanaman padi sawah mempercepat Universitas Sumatera Utara pertumbuhan pertumbuhan tinggi dan jumlah daun dan meningkatkan ukuran daun, jumlah gabah per malai, persentase gabah isi dan kandungan protein gabah. Kombinasi urea 100 kg ha -1 + 4 ton ha -1 azolla segar, menunjukkan Tinggi tanaman umur 2 dan 6 MST yang tertinggi yaitu masing- masing 41.10 cm dan 72.48 cm dan berbeda nyata terhadap perlakuan 8 ton ha -1 Hal ini diduga pada tinggi tanaman 4 MST, tanaman memasuki fase generatif, fotosintat yang dihasilkan tanaman pada kelima perlakuan kombinasi urea dan azolla ditranslokasikan untuk pembentukan malai dan gabah. Hal ini sesuai dengan pendapat Novizan 2002 yang menyatakan nitrogen dibutuhkan pada setiap pertumbuhan tanaman, khususnya pada tahap pertumbuhan vegetatif, seperti pembentukan tunas atau perkembangan batang dan daun. Menurut Darwis 1979 bahwa setelah fase vegetatif lambat, dilanjutkan dengan fase generatif yang dimulai dari inisisasi malai sampai masak penuh. Fase ini dibagi dua, yaitu ; 1 fase perkembangan malai ditandai dengan ruas-ruas yang makin memanjang yang akan membentuk malai, pada fase ini akan terjadi kecepatan pertumbuhan dan diakhiri pada fase masa pengisian malai. 2 Fase masak, dimulai dari stadia atau masa pengisian malai, stadia masak kuning, stadia masak penuh sampai stadia mati. azolla segar tanpa urea yang menunjukkan tinggi tanaman terendah yaitu masing-masing 39.05 cm dan 66.00 cm Tabel 3. Hasil análisis sidik ragam yang disajikan pada lampiran 7 dan 9, dapat ditunjukkan bahwa kombinasi urea dan azolla berbeda nyata dalam meningkatkan tinggi tanaman 2 MST dan berbeda sangat nyata pada 6 MST. Tetapi tidak berbeda nyata dalam meningkatkan tinggi tanaman 4 MST Lampiran 8. Universitas Sumatera Utara Dari tabel rata-rata tinggi tanaman Tabel 3 yang disajikan, menunjukkan penggunaan 8 ton ha -1 Jumlah Anakan Produktif azolla segar tanpa urea jelas sekali kurang berarti terhadap pertumbuhan tinggi tanaman, sehingga secara visual sumber pupuk yang berasal sepenuhnya dari azolla kurang berpengaruh terhadap tinggi tanaman padi varietas Ciherang. Rata- rata jumlah anakan produktif padi yang dihasilkan Tabel 3 pada waktu aplikasi pupuk N 10 dan 25 HSPT menghasilkan jumlah anakan terbanyak yaitu 13.06 anakan per rumpun dibandingkan dengan waktu aplikasi pupuk N 0 dan 21 serta 5 dan 23 HSPT yaitu masing- masing 11.87 anakan per rumpun dan 11.96 anakan per rumpun. Namun hasil analisis sidik ragam Lampiran 10 menunjukkan bahwa ketiga waktu aplikasi pupuk N tidak berbeda nyata dalam menghasilkan anakan produktif. Waktu aplikasi pupuk N pada 0 dan 21 HSPT, 5 dan 23 HSPT serta 10 dan 25 HSPT, diduga mampu mendorong terjadinya fotosintesis yang lebih baik, sehingga menghasilkan fotosintat yang tinggi yang digunakan pada pembentukan malai dan pada akhirnya mampu membentuk anakan produktif yang tidak berbeda nyata. Anakan padi yang terbentuk selama pertumbuhan vegetatif tidak semuanya mampu menghasilkan malai. Anakan yang mendapatkan fotosintat yang cukup pada fase primordia mampu menghasilkan malai yang lebih baik Sutoto, 2008. Hal ini juga sejalan dengan pendapat Tyasmoro 2006 yang menyatakan bahwa pemberian azolla mengakibatkan peningkatan pertumbuhan tanaman padi. Universitas Sumatera Utara Jumlah anakan produktif pada perlakuan urea 200 kg ha -1 tanpa azolla tidak berbeda secara nyata terhadap perlakuan urea 150 kg ha -1 + 2 ton ha -1 azolla segar, urea 100 kg ha -1 + 4 ton ha -1 azolla segar dan urea 50 kg ha -1 + 6 ton ha -1 azolla segar, tetapi berbeda secara nyata pada perlakuan 8 ton ha -1 Hal ini diduga pada perlakuan tersebut tanaman mampu meningkatkan serapan hara N dengan baik sehingga tidak terdapat perbedaan dalam menghasilkan jumlah anakan produktif. Hal tersebut juga sesuai dengan uji korelasi yang dilakukan dan menunjukkan adanya korelasi yang signifikan lampiran 20 antara jumlah anakan produktif dengan serapan hara N dengan nilai korelasi r = 0.635. azolla segar tanpa urea. Menurut De Datta 1981 jumlah anakan semakin banyak dengan meningkatnya serapan N selama fase vegetatif. Dobermann and Fairhurst 2000 menyatakan kandungan N yang tinggi meningkatkan tinggi tanaman dan jumlah anakan. Namun hal ini berbeda dengan perlakuan 8 ton ha -1 Berdasarkan hasil tersebut maka dapat dijelaskan bahwa azolla masih dapat digunakan sebagai sumber pupuk N tetapi berapa jumlah yang harus dikombinasikan dengan urea merupakan faktor penting yang harus diperhatikan hal ini dikarenakan dari hasil penelitian menunjukkan bahwa penggunaan sepenuhnya azolla tanpa kombinasi urea yang tepat tidak mampu memenuhi kebutuhan tanaman akan unsur N sehingga masih dibutuhkan pupuk anorganik. azolla segar tanpa urea yang menghasilkan jumlah anakan produktif paling sedikit Tabel 3 dan berbeda sangat nyata terhadap keempat perlakuan kombinasi azolla dan urea lainnya. Universitas Sumatera Utara Dari kelima kombinasi urea dan azolla, perlakuan urea 200 kg ha -1 , tanpa azolla menghasilkan jumlah anakan produktif terbanyak yaitu sebanyak 13.48 anakan per rumpun dan berbeda nyata dengan perlakuan 8 ton ha -1

2. Produksi