Kajian Sifat Fisika dan Kimia Tanah Ultisol pada Lahan Kelapa Tahun Tanam 2003 dengan Beberapa Jenis Vegetasi yang Tumbuh di Kebun PTP. Nusantara II Pagar Merbau
TINJAUAN PUSTAKA
Kebun PTP Nusantara II Pagar Merbau
Kebun Tanjung Garbus Pagar Merbau PTPN II pada letak geografis
98°53’20” - 98°55’50” BT dan 03°28’40” – 03°32’28” LU. Kebun Tanjung
Garbus – Pagar Merbau secara geografis terletak di Kabupaten Deli Serdang
dengan pusat kota di Lubuk Pakam, di sebelah Timur Kota Madya Medan. Jarak
Kebun Tanjung Garbus – Pagar Merbau ke Kotamadya Medan +/- 27 km.
Hamparan lahan Kebun Tanjung Garbus – Pagar Merbau mempunyai topografi
dominan rata, hanya sekitar 1,5 % berbukit di Afdeling I dan II dengan
kemiringan 30 %. Jumlah curah hujan setahun di Kebun Tanjung Garbus – Pagar
Merbau pada status sedang sampai dengan cukup yaitu berkisar 1500 mm - 2500
mm per tahun. Tanjung Garbus Pagar Merbau merupakan salah satu lahan
perkebunan yang dimiliki perusahaan PTPN II yang memiliki komoditi kelapa
sawit. Daerah Tanjung Garbus memiliki jenis tanah ultisol dan entisol dengan
topografi 85 % sedangkan yang berbukit 15 % (Simanjuntak, 2007).
Tanaman perkebunan, seperti: karet, kelapa sawit, tebu, tembakau, cokelat
dan teh merupakan tanaman yang dibudidayakan di Sumatera Utara, baik
perkebunan negara (BUMN), swasta nasional, swasta asing maupun perkebunan
rakyat. Saat ini perkebunan kelapa sawit menjadi primadona dan semua
perkebunan negara (PTPN) di Sumatera Utara ada membudidayakan tanaman
kelapa sawit, baik secara monokultur ataupun campuran dengan komoditi
perkebunan lainnya seperti PT. Perkebunan Negara II, selain mengusahakan
tanaman kelapa sawit juga mengusahakan tanaman tebu dan tembakau. Salah satu
5
Universitas Sumatera Utara
6
perkebunan PTPN II yang mengusahakan tanaman kelapa sawit adalah kebun
Pagar Merbau.
Tanaman Kelapa Sawit
Taksonomi kelapa sawit yang umum diterima sekarang adalah sebagai berikut:
Divisi
: Tracheophyta
Anak Divisi (Subdivisi)
: Pteropsida
Kelas
: Angiospermae
Anak Kelas (Subkelas)
: Monocotyledoneae
Bangsa (Ordo)
: Spadiciflorae (Arecales)
Suku (Familia)
: Palmae (Arecaceae)
Anak Suku (Subfamilia)
: Cocoideae
Marga (Genus)
: Elaeis
Jenis (Spesies)
: Elaeis guineensis Jacq.
(Mangoensoekarjo dan Semangun, 2008).
Kelapa sawit dapat tumbuh dengan baik pada daerah tropika basah di
sekitar lintang Utara – Selatan 12° dan kelapa sawit juga tumbuh pada beberapa
jenis tanah seperti podsolik, latosol, hidromorfik kelabu, andosol, dan alluvial.
Tanah yang baik untuk kelapa sawit berada pada pH 4,0 - 6,0. Kelapa sawit
merupakan tanaman monokotil, tanaman ini berumah satu atau monocious,
dimana bunga jantan dan betina terdapat satu pohon. Bagian tanaman kelapa
sawit, yaitu akar, batang, daun, bunga, buah dan biji (Selian, 2008).
Tanaman kelapa sawit (Elaeis guineesis Jacq) merupakan tanaman
tahunan dari famili Palmae yang hidup di daerah tropis, dan mampu tumbuh baik
pada suhu optimum antara 29 sampai 30 °C. Curah hujan optimum yang
Universitas Sumatera Utara
7
dikehendaki tanaman ini adalah antara 2000 sampai 2500 mm pertahun dengan
distribusi hujan merata sepanjang tahun tanpa ada bulan kering yang
berkepanjangan. Kondisi lahan ideal untuk kelapa sawit adalah yang memiliki
tanah yang subur dan gembur, kedalaman efektif yang dalam tanpa ada lapisan
padas, serta kelerengan antara 0 sampai 15 %. Ketinggian tempat yang
dikehendaki tanaman kelapa sawit adalah antara 0 sampai 400 m dari permukaan
laut (Pambudi dan Hermawan, 2010).
Tanaman kelapa sawit tumbuh baik pada tanah yang memiliki kandungan
unsur hara yang tinggi, dengan C/N mendekati 10, dimana C 1 % dan N 0,1 %.
Namun, faktor pengolahan budi daya atau teknis agronomis dan sifat genetis
induk tanaman kelapa sawit juga menentukan produksi kelapa sawit. Tanaman
kelapa sawit tidak memerlukan tanah dengan sifat kimia yang istimewa sebab
kekurangan suatu unsur hara dapat diatasi dengan pemupukan. Walaupun
demikian, tanah yang mengandung unsur hara dalam jumlah yang besar sangat
baik untuk pertumbuhan vegetatif dan generatif tanaman (Fauzi, 2008).
Tanah
Tanah adalah hasil pelapukan batuan induk yang tidak sederhana
(kompleks) karena, melalui proses kombinasi dari berbagai faktor fisik yang
dikendalikan iklim dan vegetasi yang dapat mempengaruhi sifat-sifat tanah
tersebut, yakni melalui penambahan bahan organik. Unsur – unsur hara di dalam
tanah akan berkembang dengan melibatkan mikrobiologi dalam mekanisme
dekomposisi dan akumulasi bahan organik tanah (Yulipriyatno, 2010).
Kelapa sawit dapat tumbuh baik pada sejumlah besar jenis tanah di
wilayah toprika. Pentingnya jenis-jenis tanah untuk menjamin ketersediaan air,
Universitas Sumatera Utara
8
dengan catatan tidak termasuk tanah-tanah yang selalu kelebihan air karena pada
tanah-tanah seperti ini akar tidak mendapat cukup oksigen sehingga berdampak
buruk bagi tanaman karena udara yang dibutuhkan oleh tanaman tidak dapat
masuk disebabkan kelebihan air. Para ahli lain lebih menekankan pentingnya
ketersediaan bahan organik dalam jumlah besar, yang sedikit banyak mempunyai
kaitan dengan jaminan ketersediaan air. Delapan jenis tanah yang dapat dipakai
untuk usaha tani kelapa sawit, yaitu tanah-tanah organosol, regosol, andosol,
aluvial, latosol, podsolik merah kuning, dan podsolik cokelat (Mangoensoekarjo
dan Semangun, 2008).
Golongan ultisol merupakan kelompok besar tanah yang sebelumnya, juga
masuk podzolik merah-kuning, lateritik coklat kemerahan, latosol berhumus,
planosol tergabung, dan beberapa tanah setengah Rawa, latosol, lateritik terra
roxa, dan laterit air-tanah (Sanchez, 1992).
Tanah Ultisol
Ultisol adalah jenis tanah yang umum pada iklim tropis, secara
pedogenesis sudah matang (tingkat perkembangan senil). Tanah yang sudah
berkembang mempunyai kedalaman (solum tanah) yang baik untuk diolah
(> 90 cm). Kelemahan tanah berkembang (tingkat senil) seperti ultisol adalah
kemasaman yang tinggi karena basa-basa pendukung kesuburan tanah seperti Ca,
K, dan Mg sudah tercuci (leached) selama perkembangan ultisol atau terpakai
oleh tanaman yang tumbuh diatasnya. Tanah ini selalu dijumpai dengan pH < 5.5.
Komposisi fraksi utama liat yang tinggi sehingga dapat mengurangi daya resap air
dan tanah cepat padu (padat) sehingga akar sulit berkembang untuk mendapatkan
oksigen dan elemen hara (Bintang, dkk, 2012).
Universitas Sumatera Utara
9
Ciri tanah ultisol yang terutama menjadi kendala bagi budidaya tanaman
antara lain pH rendah, kejenuhan Al tinggi, lempung beraktifitas rendah, daya
serap terhadap posfat kuat, kejenuhan basa rendah, kadar bahan organik rendah
sampai sedang dan itu pun terdapat dalam lapisan permukaan tipis (horison A
tipis) dan dengan sendirinya kadar N pun rendah serta terbatas dalam lapisan
permukaan tipis itu, daya simpan air terbatas, derajat agregasi rendah dan
kemantapan agregat lemah, miskin kandungan bahan organik, kapasitas tukar
kation rendah, dan peka terhadap erosi (Notohadiprawiro, 1986).
Tekstur tanah
Tekstur tanah adalah persentase perbandingan dari masing-masing fraksi
butir-butir pasir, debu dan liat dalam suatu masa tanah. Dalam klasifikasi tanah
(taksonomi tanah) tingkat famili, kasar halusnya tanah ditunjukkan oleh sebaran
ukuran butir (particle size distribution) yang merupakan penyederhanaan dari
kelas tekstur tanah dengan memperhatikan pula fraksi tanah yang lebih besar dari
pasir (lebih dari 2 mm). Tekstur tanah berhubungan erat dengan plastisitas,
permeabilitas, kekerasan, kemudahan olah, kesuburan dan produktifitas tanah
pada daerah-daerah geografis tertentu (Yunus, 2004).
Tekstur tanah menunjukkan komposisi partikel penyusun tanah yang
dinyatakan sebagai perbandingan proporsi (%) relatif antara fraksi pasir (sand)
(berdiameter 2,00 – 0,20 mm atau 2000 – 200 µm), debu (silt) (berdiameter 0,20 –
0,002 mm atau 200 – 2 µm) dan liat (clay) (< 2 µm). Partikel berukuran di atas 2
mm seperti kerikil dan bebatuan kecil tidak tergolong sebagai fraksi tanah
(Hanafiah, 2005).
Universitas Sumatera Utara
10
Berdasarkan partikel pasir, debu, dan liat, tanah dibagi dalam 3 golongan
atau kelas dasar, yaitu: a) Tanah berpasir (sandy soil) yaitu tanah yaitu tanah yang
kandungan pasirnya > 70 % yang dalam keadaan lembab tanah berpasir terasa
kasar dan tidak lekat, termasuk dalam kategori ini tanah pasir dan tanah lempung
berpasir (sandy and loamy sand soils), b) Tanah berlempung (loamy soil) yaitu
tanah yang kandungan debu – liat relatif sama, tanah demikian tidak terlalu lepas
dan juga tidak terlalu lekat. Sepanjang tidak ada gejala penggaraman tanah
demikian sangat baik untuk pelaksanaan usaha tani, c) Tanah liat, yaitu tanah
yang kandungan liatnya > 35 %. Tanah liat ini bagi usaha tani padi - pesawahan
dapat dikatakan sangat cocok, tetapi apabila hendak dijadikan sebagai tempat
usaha tani kering (dry – farming) hendaknya dipertahankan agar kelembaban
tanahnya selalu berada dalam kelembaban yang optimal, dengan demikian dapat
terjamin pertumbuhan tanaman dengan baik (Kartasapoetra, dkk, 1987).
Tanah yang didominasi pasir banyak mempunyai pori-pori makro
(besar/disebut lebih poreus), tanah yang didominasi oleh debu banyak mempunyai
pori-pori meso (sedang/agak poreus), sedangkan yang didominasi liat banyak
mempunyai pori-pori mikro (kecil/tidak poreus). Fraksi pasir umumnya
didominasi oleh mineral kuarsa (SiO2) yang sangat tahan terhadap pelapukan,
sedangkan fraksi debu berasal dari mineral feldspar dan mika yang cepat lapuk,
pada saat pelapukannya akan membebaskan sejumlah hara, sehingga tanah
bertekstur debu umumnya lebih subur dibandingkan pasir (Hanafiah, 2005).
Secara skematis klasifikasi tanah tersebut dapat dilihat melalui
klasifikasi segitiga USDA (Gambar 1).
Universitas Sumatera Utara
11
Gambar 1. Diagram segitiga tekstur tanah menurut USDA (Foth, 1951).
Tanah yang didominasi pasir akan banyak mempunyai pori-pori makro
(besar/disebut lebih porous), tanah yang didominasi oleh debu akan banyak
mempunyai pori-pori meso (sedang/agak porous), sedangkan yang didominasi liat
akan banyak mempunyai pori-pori mikro (kecil/tidak porous) (Hanafiah, 2005).
Pembentukan kelas tekstur ini penting dilihat dari segi fisik kesuburan dan
pengolahan tanah. Dari segi kesuburan tanah penting sekali artinya dalam
hubungan dengan pertukaran dan penyanggaan (penahanan) ion-ion hara tanaman
dalam tanah. Makin tinggi kandungan liat makin tinggi kesuburannya. Dari segi
praktis pengolahan tanah, tanah liat pada umumnya berat untuk dikerjakan karena
mempunyai sifat sangat lekat dan keras, tanah pasir ringan untuk dikerjakan
karena sifatnya yang lepas sedang tanah berlempung sifatnya berada di tengah-
Universitas Sumatera Utara
12
tengah di antara keduanya. Terhadap segi fisik tanah, tekstur ini berperanan
terhadap struktur tanah, tata air, tata udara dan temperatur (suhu) tanah
(Kartasapoetra, dkk, 1987).
Bahan Organik Tanah
Bahan organik adalah cadangan nitrogen yang penting yang diperoleh dari
proses dekomposisi oleh mikrobiologi tanah, yang fungsinya dapat memperbaiki
persediaan fosfor dan sulfur tanah, melindungi tanah dari erosi, menyediakan
substansi semacam semen untuk pembentukan agregat tanah yang diinginkan, dan
memperbaiki aerasi dan pergerakan air. Agar fungsi bahan organik menjadi
maksimal, maka bahan organik harus siap didekomposisi dan secara terus
menerus
dicampur
dengan
residu-residu
organik
yang
masih
segar
(Yulipriyatno, 2010).
Sumber primer bahan organik tanah adalah jaringan organik tanaman, baik
berupa daun, batang/cabang, ranting, buah maupun akar, sedangkan sumber
sekunder berupa jaringan organik fauna termasuk kotorannya (Hanafiah, 2005).
Pengaruh bahan organik pada ciri fisika tanah antara lain kemampuan
menahan air meningkat, warna tanah menjadi coklat hingga hitam, merangsang
granulasi agregat dan memantapkannya, menurunkan plastisitas, kohesi dan sifat
buruk lainnya dari liat. Pengaruh bahan organik pada kimia tanah antara lain
meningkatnya daya jerap dan kapasitas tukar kation, kation yang mudah
dipertukarkan meningkat, unsur N, P, S diikat dalam bentuk organik atau dalam
tubuh mikroorganisme, sehingga terhindar dari pencucian dan jumlah unsur hara
yang terkandun g tidak hilang dan pelarutan sejumlah unsur hara dari mineral oleh
asam humus dapat berlangsung dengan baik. Pengaruh bahan organik pada
Universitas Sumatera Utara
13
biologi tanah yaitu semakin banyak jumlah dan aktivitas metabolik organisme
tanah, dan kegiatan jasad mikro maka semakin meningkat proses dekomposisi
bahan organik di dalam tanah (Hakim, dkk, 1986).
Kadar bahan organik dalam tanah sangat dipengaruhi oleh faktor-faktor
lingkungan dan partikel yang ada di dalam tanah. Semakin tinggi bahan organik,
ruang antar partikel nya semakin tinggi. Makin tinggi elevasi dan/atau makin
rendah suhu, maka kadar bahan organik makin tinggi disertai dengan nisbah C/N
makin besar. Pada umumnya kadar bahan organik akan semakin rendah ke arah
bagian profil tanah. Hal ini dikarenakan sumber bahan organik yang terbanyak
terutama ialah serasah dan akar tumbuhan berada di atas permukaan tanah. Faktor
yang berpengaruh atas dekomposisi/mineralisasi bahan organik adalah suhu;
makin rendah suhu, dekomposisi/mineralisasi makin lemah karena kegiatan jasad
pengurai didalam tanah akan menurun. Hubungan antara elevasi dan kadar bahan
organik bersifat tak langsung. Bahan organik tanah (BOT) meningkatkan struktur
dan konsistensi tanah, dan dengan memperbaiki, aerasi, permeabilitas, dan daya
tanah menyimpan air (Notohadiprawiro,1998).
Penetapan bahan organik di laboratorium dapat dilakukan dengan metode
pembakaran (metode Walkley dan Black). Prinsip metode Walkley dan Black
adalah C-organik dihancurkan oleh oksidasi Kalium bikromat yang berlebih
akibat penambahan asam sulfat. Kelebihan kromat yang tidak direduksi oleh Corganik tanah kemudian ditetapkan dengan jalan titrasi dengan larutan ferro.
Untuk menghitung kandungan bahan organik tanah dapat dihitung dengan
menggunakan rumus:
Universitas Sumatera Utara
14
Bahan organik = % C Organik x 1,724 ………………………………………(1)
(Mukhlis, 2007).
Faktor 1,724 adalah asumsi yang digunakan bahwa bahan organik
mengandung 58 % karbon. Kriteria bahan organik dapat dilihat pada Tabel 1.
Tabel 1. Kriteria bahan organik tanah
Bahan Organik (%)
6,00
(Puslittanak, 2005).
Kriteria
Sangat Rendah
Rendah
Sedang
Tinggi
Sangat Tinggi
Kerapatan Massa Tanah (Bulk Density)
Kerapatan massa tanah (bulk density) adalah berat tanah kering udara
dibagi dengan volumenya. Nilai kerapatan massa dari tanah dapat dituliskan
sebagai:
Kerapatan massa tanah (Db) =
Berat Tanah Kering Oven (g)
………………….. (2)
volume tanah total (cm3 )
(Dingus, 1999).
Bulk density dilapangan tersusun atas tanah-tanah mineral yang umumnya
berkisar 1,0-1,6 g/cm3. Tanah organik memiliki nilai bulk density yang lebih
rendah, misalnya dapat mencapai 0,1 g/cm3-0,9 g/cm3 pada bahan organik. Bulk
density atau kerapatan massa tanah banyak mempengaruhi sifat fisik tanah, seperti
porositas, kekuatan, daya dukung, kemampuan tanah menyimpan air, dll. Sifat
fisika tanah ini banyak bersangkutan dengan penggunaan tanah dalam berbagai
keadaaan (Hardjowigeno, 2003).
Universitas Sumatera Utara
15
Kerapatan Partikel Tanah (Particle Density)
Kerapatan partikel (particle density) dari tanah adalah massa tanah kering
udara dibagi dengan volume dari partikel tanah.
Kerapatan Partikel Tanah (Dp) =
Berat Tanah Kering Oven (g)
………........ (3)
Volume dari partikel tanah (cm3 )
Berat jenis partikel merupakan fungsi perbandingan antara komponen
bahan mineral dan bahan organik. Berat jenis partikel untuk tanah-tanah mineral
berkisar antara 2,6 - 2,7 g/cm3, dengan nilai rata-rata 2,65 g/cm3, sedang berat
jenis partikel tanah organik berkisar 1,30 - 1,50 g/cm3 (Pandutama, dkk., 2003).
Porositas Tanah
Porositas total atau ruang pori total adalah volume seluruh pori dalam
suatu volume tanah utuh yang dinyatakan dalam persen. Porositas total
merupakan indikator awal yang paling mudah untuk mengetahui apakah suatu
tanah mempunyai struktur baik atau jelek. Pengukuran porositas total dilakukan
pada kedalaman 0 – 25 cm.
Data porositas total perlu dilengkapi dengan
distribusi ukuran pori yang perhitungannya berdasarkan kurva karakteristik air
tanah (Gambar 2) dimana pada kadar air tanah yang sama, tanaman akan lebih
besar menyerap air untuk tanaman pada tanah liat (pori-pori kecil) daripada tanah
pasir (pori-pori besar) sedangkan pada tegangan yang sama kemampuan menyerap
air adalah sama (tanah pasir dan liat) walaupun kadar air liat lebih besar dari kadar
air pasir (Yunus, 2004).
Porositas tanah adalah hasil dari kerapatan massa tanah (bulk density) dan
kerapatan partikel tanah (particle density) yang ditentukan berdasarkan:
Db
Porositas (%) = (1- ) x 100……………............………………………....... (4)
Dp
Universitas Sumatera Utara
16
Dimana: Db
Dp
= kerapatan massa tanah (bulk density)
= kerapatan partikel tanah (particle density)
(Hausenbuiller, 1982).
Adapun kelas porositas tanah dapat dilihat dari Tabel 2
Tabel 2. Kelas porositas tanah
Porositas (%)
100
60-80
50-60
40-50
30-40
< 30
(Arsyad, 1989).
Kelas
Sangat porous
Porous
Baik
Kurang baik
Buruk
Sangat buruk
Permeabilitas Tanah
Permeabilitas adalah kemampuan tanah untuk mentransfer air atau udara.
Permeabilitas biasanya diukur berdasarkan jumlah air yang mengalir melalui
tanah dalam waktu tertentu dan ditetapkan sebagai cm/jam (Hakim, dkk., 1986).
Kelas permeabilitas tanah tertera pada Tabel 3.
Tabel 3. Kelas permebilitas tanah
Kelas
Sangat lambat
Lambat
Agak lambat
Sedang
Agak cepat
Cepat
Sangat cepat
(Uhland dan O’neal, 1951).
Permeabilitas (cm/jam)
< 0,125
0,125-0,50
0,50-2,00
2,00-6,25
6,25-12,50
12,50-25,00
> 25,00
Berdasarkan Hukum Darcy besarnya permeabilitas tanah (k) dengan uji
constant head test yaitu:
k=
ql
AhL
…………………………………………………………………….(5)
Universitas Sumatera Utara
17
dimana: k
= nilai koefisien permeabilitas (cm/jam)
q
= debit (cm3/jam)
hL
= gradient hidrolik (cm)
A
= luas penampang (cm2)
l
= tebal kedalaman tanah (cm)
(Craig, 1987).
Pada kondisi jenuh tanah pasir mempunyai hantaran hidroliknya lebih
besar dari tanah liat, yaitu 0,001 – 0,01 cm/det untuk tanah pasir dan 10-7 – 10-4
cm/det untuk tanah liat. Hal ini menunjukkan tanah yang mempunyai kandungan
liat lebih banyak memiliki permebialitas yang lebih rendah (Hillel, 1971).
pH Tanah
pH tanah merupakan suatu ukuran intensitas kemasaman, bukan ukuran
total asam yang ada di tanah tersebut. Nilai pH tanah tidak sekedar menunjukkan
suatu tanah asam atau alkali, tetapi juga memberikan informasi tentang sifat-sifat
tanah yang lain, seperti ketersediaan fosfor, status kation-kation basa, status
kation atau unsur racun, dsb (Mukhlis, 2014).
Kriteria pH tanah dapat dilihat pada Tabel 5.
Tabel 5. Kriteria pH tanah
Kriteria
Sangat Masam
Masam
Agak Masam
Netral
Agak Alkalis
Alkalis
(BPP Medan, 1982).
pH H2O
< 4,5
4,5-5,5
5,6-6,5
6,6-7,5
7,6-8,5
> 8,5
Universitas Sumatera Utara
18
Kadar Air Kapasitas Lapang
Kadar air kapasitas lapang adalah kemampuan tanah menahan air sama
dengan potensial gravitasi. Metode gravimetrik adalah metode yang paling
sederhana secara konseptual dalam menentukan kadar air tanah. Pada prinsipnya
mencakup pengukuran kehilangan air dengan menimbang contoh tanah sebelum
dan sesudah dikeringkan pada suhu 105 – 110
o
C dalam oven. Hasilnya
dinyatakan dalam presentase air dalam tanah, yang dapat diekspresikan dalam
presentase terhadap berat kering, berat basah atau terhadap volume. Presentase
kadar air yang diekspresikan terhadap berat kering dapat ditentukan berdasarkan
persamaan berikut:
Kandungan air tanah (%) =
berat basah-berat kering
berat kering
x 100% ....................................(6)
Kurva pF (Gambar 2) adalah kurva yang menggambarkan kemampuan tanah
memegang air. Dari kurva ini dapat diketahui apakah tanah tersebut lebih cepat
meloloskan air atau dapat menahan air dalam waktu yang lebih lama. Semakin
curam kurva pF, semakin cepat tanah tersebut meloloskan air, dan semakin landai
kurva pF semakin bagus tanah tersebut menahan air. Kurva pF ini dapat dibuat
dengan cara memplot data kadar air tanah pada saat kapasitas lapang dan titik layu
permanen terhadap masing-masing tegangan matriknya yang dicerminkan oleh
nilai minus logaritma dari hisapan matrik (pF) pada kondisi kapasitas lapangan
(pF 2, 54) dan titik layu permanen (pF 4,2). Dengan demikian data kadar air
tersebut sangat diperlukan untuk menilai kemampuan tanah memegang air
(Abdurrachman, dkk., 2006).
Universitas Sumatera Utara
19
Gambar 2. Hubungan tegangan matrik tanah dengan kadar air
Ultisol mempunyai sifat menambat kelengasan yang cukup baik. Laju
awal peresapan air bergantung pada kadar kelengasan tanah. Misalnya pada 30 cm
lapisan atas tanah Ultisol mengandung 40 % H2O (0,08 bar), laju peresapannya
adalah 38 cm/jam. Angka itu menurun menjadi setengahnya apabila kadar
kelengasan meningkat menjadi 44 % (0,04 bar), dan turun lagi menjadi 3 cm/jam
apabila tanah itu pada dasarnya jenuh dengan 50 % H2O (0,006 bar)
(Sanchez, 1992).
Vegetasi Penutup Tanah
Tanaman-tanaman penutup permukaan tanah berperan untuk melindungi
permukaan tanah dari daya penghancuran yang disebabkan oleh energi kinetik
butir-butir hujan, memperlambat aliran permukaan serta melindungi tanah
permukaan dari daya kikis aliran permukaan. Tanaman penutup permukaan besar
pula sumbangannya dalam memperkaya bahan-bahan organik tanah serta
memperbesar porositas tanah. Tanaman penutup ini dapat pula ditanam secara
Universitas Sumatera Utara
20
menyeluruh
menutupi
tanah/lahan
yang
telah
ditentukan
(Kartasapoetra, dkk, 1987).
Pemilihan jenis tanaman penutup tanah dan jenis tanaman pioner (perintis)
sangat menentukan keberhasilan rehabilitasi lahan. Tanaman penutup tanah yang
sering dipergunakan di perkebunan seperti perkebunan kelapa sawit adalah
kacang-kacangan yang menghasilkan hara nitrogen. Hara nitrogen pada tumbuhan
kacang-kacangan sebanyak 66 % berasal dari gas N hasil simbiosis dengan bakteri
rhizobium. Fiksasi nitrogen yang dilakukan oleh tanaman kacang-kacangan sering
mengalami hambatan. Fiksasi nitrogen dipengaruhi oleh faktor lingkungan seperti
pH tanah, kandungan nutrisi yang minimum, suhu yang terlampau ekstrim,
kelebihan atau kekurangan kandungan air dalam tanah. Tanaman Pueraria
japonica hanya menghasilkan 4,8 ton serasah yang ekuivalen dengan 173 kg
(NPKMg) (Aulia, 2011).
Manfaat kacang-kacangan dalam pengusahaan tanaman kelapa sawit
adalah menambah bahan organik sehingga memperbaiki struktur dan agregat
tanah, memperbaiki status hara tanah terutama nitrogen, memperbaiki sifat-sifat
tanah akibat pembakaran (pembukaan lahan), melindungi permukaan tanah dan
mengurangi bahaya erosi terutama pada tanah yang curam, mengurangi biaya
pengendalian gulma, mendorong pertumbuhan tanaman dan meningkatkan
produksi (Pahan, 2006).
Vegetasi penutup tanah yang tumbuh di perkebunan kelapa sawit selain
kacang-kacangan yang sengaja ditanam, juga sering didapati vegetasi lain yang
tumbuh liar, seperti rumput, paku-pakuan dan keladi. Jenis rerumputan dapat
berfungsi sebagai pelindung permukaan tanah dari daya dispersi dan daya
Universitas Sumatera Utara
21
penghancuran
oleh
butir-butir
hujan,
memperlambat
aliran
permukaan,
memperkaya bahan-bahan organik tanah serta memperbesar porositas tanah.
Sedangkan perakarannya dapat meningkatkan kadar bahan organik di dalam tanah
dan merupakan medium yang sangat baik bagi mikroorganisme. Namun vegetasi
lain yang tumbuh, selain kacang-kacangan dapat juga menjadi pesaing tanaman
utama karena persaingannya terhadap unsur hara (Gonggo, dkk, 2005).
Rumput sebagai penutup tanah berperan dalam menahan daya tumbuk
butir-butir hujan secara langsung kepada permukaan tanah sehingga penghancuran
agregat tanah dapat dicegah, selain itu dapat menghambat daya laju aliran air
sehingga dapat mengurangi pengikisan dan penghanyutan partikel-partikel tanah.
Menurut hasil penelitian, jenis rumput tertentu sangat baik dikembangkan dalam
usaha mengawetkan tanah-tanah kritis, karena selain pertumbuhan dan
perkembangannya cepat, juga menunjang pembentukan agregat tanah, dan
mengikat partikel-partikel tanah dengan kuat. Sistem perakaran rerumputan
berhubungan dengan ruang poros dan struktur tanah, karena sistem perakaran dari
rumput memegang dan mengikat partikel-partikel tanah, dan membantu
memperbaiki struktur tanah (Pasaribu, 2013).
Kandungan Nitrogen (N) dalam Tanah
Sumber utama nitrogen di dalam tanah berasal dari berbagai sumber,
seperti: Sumber utama adalah dari: nitrogen bebas di atmosfer, hasil dekomposisi
bahan organik, loncatan listrik di udara (petir) dan pupuk buatan dan pupuk
organik. Sumber kedua nitrogen di dalam tanah adalah dari hasil dekomposisi
bahan organik. Bahan organik mengandung protein (N Organik), selanjutnya
dalam dekomposisi bahan organik protein akan dilapuki oleh jasad-jasad renik
Universitas Sumatera Utara
22
menjadi asam-asam amino, kemudian menjadi amoniak (NH4) dan nitrat (NO3)
yang larut dalam tanah. Sumber ketiga nitrogen di dalam tanah berasal dari
peristiwa loncatan listrik di atmosfer yang akhirnya turun ke bumi melalui air
hujan. Proses demikian senantiasa berlangsung, dan di perkirakan jumlahnya
antara 5 kg - 10 kg N/ha/tahun (Damanik, dkk, 2010).
Nitrogen di dalam tanah berada dalam dua bentuk yaitu bentuk N-organik
dan N-anorganik. Bentuk organik merupakan yang terbesar yakni berada dalam
ikatan-ikatan senyawa organik misalnya bahan-bahan organik yang berasal dari
hasil pelapukan tumbuhan dan hewan. Bentuk anorganik terdapat sebagai bentuk
amonium, nitrat, N2O, NO dan gas N2 yang hanya dapat digunakan setelah di
tambat oleh bakteri rhizobium. Pengikat N dari udara bebas akan sedikit
jumlahnya apabila tanaman Legum tumbuh pada tanah-tanah yang banyak
mengandung nitrogen (Damanik, dkk, 2010).
Nitrifikasi yaitu proses perubahan amonium menjadi nitrat (NO3-) yang
dilakukan oleh bakteri yang sifatnya oksidasi enzimatis. Kecepatan nitrifikasi
dipengaruhi oleh faktor-faktor: ketergantungan pada tanahnya, suhu, kelembaban,
pupuk, C/N rasio dan kapur aktif (Sutedjo, 2002).
Analisis N total metode Kjeldhal merupakan prosedur analisis yang tertua
diantara semua metode analisis. Analisis N total tanah didasari oleh prinsip
mengubah N-organik menjadi N-amonium oleh asam sulfat yang dipanaskan
sekitar 380° C dan menggunakan Cu-sulfat+Selenium+Na-sulfat sebagai
katalisator. Proses ini disebut digestasi dan hasilnya disebut digest; secara
keseluruhan disebut Kjedhal Digestasi. Asam digest yang mengandung amonium
dibasakan dengan NaOH sehingga ion amonium dikonversi menjadi amoniak.
Universitas Sumatera Utara
23
Lalu didestilasi menjadi amonium hidroksida. NH4OH ditentukan jumlahnya
dengan mentitrasi dengan HCl.
Rumus yang digunakan untuk menghitung jumlah nitrogen total pada
tanah adalah:
N(%) =
mLHCl x NHCl x 14 x 100
Berat Tanah x 1000
= mL HCl x 0,014 …………………………………………………(6)
(Mukhlis, 2014)
Kandungan Fosfor (P) dalam Tanah
Sumber fosfor di dalam tanah terdiri dari bentuk organik dan anorganik.
Fosfor organik tanah contohnya antara lain: asam nukleat, fitin dan turunannya,
fosfolipid, fosfoprotein, inositol fosfat dan fosfat metabolik. Sumber utama fosfor
anorganik berasal dari kerak bumi, dan hasil dari pelapukan batuan dan mineral
yang mengandung fosfor seperti minerat apatit, kandungannya mencapai 0,12 % P
(Damanik, dkk, 2010).
Persediaan fosfor (P) di dalam tanah bersumber dari: pupuk buatan, pupuk
alam, dan senyawa alam lainnya baik senyawa organik maupun anorganik dari
unsur-unsur P dan K yang sudah ada dalam tanah (Sutedjo, 2002).
Fosfat dalam bentuk anorganik merupakan senyawa satu hingga tiga atom
hidrogen dari asam fosfat digantikan oleh kation logam sedangkan dalam bentuk
fosfor organik, satu mungkin lebih atom hidrogen dari asam fosfat hilang karena
ikatan ester. Sisa dari atom higrogen, sebagian atau seluruhnya digantikan oleh
kation logam. Kedua bentuk fosfor ini merupakan sumber fosfor yang penting
sebagai zat hara tanaman (Damanik, dkk, 2010).
Universitas Sumatera Utara
24
Faktor pengendali ketersediaan fosfor meliputi faktor tanah dan faktor
tanaman. Pada tubuh tanah yang telah berkembang, ketersediaan P ini
dikendalikan oleh faktor-faktor: a) komposisi pelikan tanah, b) pH tanah, c)
kandungan liat, d) kandungan bahan organik, e) kelengasan tanah, f) temperatur
tanah, g) tata udara tanah (Mas’ud, 1993).
Ada banyak metode yang telah dikembangkan untuk mengekstrak dan
menganalisis fosfor (P) total di dalam tanah. Hanya dua metode yang sampai
sekarang umum digunakan yaitu metode Peleburan Natrium Karbonat dan metode
Dekstruksi Asam. Metode Peleburan Natrium Karbonat dianggap sebagai metode
yang dapat diandalkan namun membutuhkan peralatan yang sangat mahal, seperti
cawan platina. Sementara metode Dekstruksi Asam kurang dapat menduga kadar
P total tanah karena tidak dapat mengekstrak P dari mineral apatit
(Mukhlis, 2007).
Prinsip penetapan P tersedia tanah metode Bray II yaitu P-tersedia tanah
diekstrak oleh NH4F dan HCl, P yang bebas direaksikan dengan molibdat asam
akan menjadi berwarna biru dengan adanya asam askorbat. Perkembangan warna
biru diukur sebagai kadar P secara spektrometri. Penetapan fosfor tersedia tanah
dilakukan dengan menggunakan metode Bray II dan dapat dihitung dengan
menggunakan rumus:
P (ppm) = Plarutan x
20
x faktor pengencer (bila ada) ...........................................(7)
2
Konsentrasi P larutan ditetapkan dengan menginterpolasikan nilai absorben dari
ampel ke kurva standar (Mukhlis, 2014).
Universitas Sumatera Utara
25
Kandungan Kalium (K) dalam Tanah
Unsur kalium mempunyai fungsi penting dalam proses fisiologi tanaman.
Sumber utama hara kalium di dalam tanah adalah berasal dari kerak bumi.
Sebagai unsur kalium tidak dapat berdiri sendiri, tetapi selalu terdapat sebagai
persenyawaan di dalam berbagai batuan, mineral dan larutan garam. Kalium yang
terdapat pada mineral dan batuan ini melalui proses pelapukan akan
membebaskan kalium ke dalam larutan tanah, dan sebagian besar bentuk ini akan
hilang karena tercuci yang pada akhirnya akan terakumulasi di laut
(Damanik, dkk, 2010).
Kalium (K) di dalam tanah terdapat dalam bentuk: relatif tidak tersedia,
segera tersedia dan lambat tersedia. Hubungan ketiga bentuk tersebut dapat
dikemukakan sebagai berikut: feldspar dan mika 90 % sampai 98 % dari K total
yang relatif tahan pelapukan, akan tetapi lama kelamaan akan tersedia pula dalam
tanah walaupun secara lambat; K segera tersedia hanyalah meliputi 1 % sampai 2
% dari K total dalam tanah pada perbanyakan tanah mineral yang umum; bentuk
K lambat tersedia (Sutedjo, 2002).
Kalium dapat bertambah ke dalam tanah melalui berbagai sumber: sisa
tanaman, hewan, dan pupuk kandang; pupuk perdagangan dan pelapukan mineral
kalium. Pertambahan kalium dari sisa tanaman dan hewan, merupakan sumber
yang penting dalam menjaga keseimbangan kadar kalium di dalam tanah.
Pertambahan dari mineral yang mengandung kalium tergantung kepada beberapa
faktor seperti jumlah mineral dan tingkat pelapukan. Pemberian pupuk K dapat
meningkatkan produktivitas tanah sehingga hasil komoditas tanaman juga
meningkat (Damanik, 2010).
Universitas Sumatera Utara
26
Flame photometer adalah alat yang dapat mengukur intensitas radiasi
emisi atom yang tereksitasi. Jika suatu analit diaspirasikan ke dalam nyala api
maka atom-atomnya, terutama dari golongan I A, akan tereksitasi ke tingkat
energi yang lebih tinggi (elektron kulit terluar dari atom yang akan terlontarkan).
Keadaan tereksitasi ini tidak stabil dan atom akan kembali ke tingkat energi
semula atau energi dasar (elektron kulit terluar kembali ke posisi semula); pada
saat inilah akan dipancarkan energi emisi. Intensitas radiasi emisi ini sebanding
dengan jumlah etom yang tereksitasi. Dalam hal ini konsentrasi unsur sebanding
dengan intensitas radiasi emisi.
Rumus yang digunakan untuk menetapkan kalium tukar tanah (Ktukar) adalah:
Ktukar (
me
100g
) = Klrt x
20
390
x Faktor Pengencer................................................... (8)
Dimana kadar K larutan (Klrt) ditetapkan dengan menginterpolasikan nilai
absorben sampel ke kurva standar dan faktor pengencer (Mukhlis, 2014).
Tercucinya Kadar N, P, K dalam Tanah
Unsur hara N, P dan K termasuk unsur hara makro yang dibutuhkan dalam
jumlah banyak dan mutlak harus ada. Peranan utama unsur N bagi tanaman adalah
untuk merangsang pertumbuhan secara keseluruhan, khususnya batang, cabang
dan daun. Selain itu, N berperan penting dalam pembentukan hijau daun yang
sangat berfungsi dalam proses fotosintesis. Unsur P bagi tanaman berguna untuk
merangsang pertumbuhan akar, khususnya akar benih dan tanaman muda serta
mempercepat pembungaan, pemasakan biji dan buah. Unsur K berfungsi
membantu pembentukan protein dan karbohidrat, berperan dalam memperkuat
tubuh tanaman agar daun, bunga dan buah tidak mudah gugur dan berperan
Universitas Sumatera Utara
27
sebagai sumber kekuatan bagi tanaman dalam menghadapi kekeringan dan
penyakit (Wibawa, dkk, 2012).
Dekomposisi bahan organik N-organik akan mengalami mineralisasi
sedangkan N mineral mengalami imobolisasi. Sebagian N terangkut panen,
sebagian kembali sebagai residu tanaman, hilang ke atmosfir dan kembali lagi,
hilang melalui pencucian. Selain itu, penambahan bahan organik yang jarang
dilakukan menyebabkan kadar N tanah rendah. Tanah yang mengandung N
rendah, harus selalu ditambahkan pupuk atau sumber lainnya pada setiap awal
pertanaman untuk meningkatkan unsur hara dalam tanah. Selain kadarnya rendah,
N dalam tanah mempunyai sifat yang dinamis dan mudah hilang menguap dan
tercuci selama proses drainase. Kehilangan unsur P pada saat terangkut panen,
merupakan jumlah hara tanaman yang hilang karena diserap tanaman dan
dipengaruhi oleh produksi yang dihasilkan. Semakin tinggi produksi maka unsur
hara yang diserap tanaman semakin banyak pula sehingga akan mengurangi
kandungan unsur hara yang ada dalam tanah. Unsur K dapat juga hilang terangkut
panen dan sifatnya yang mudah bergerak sehingga mudah hilang melalui proses
pencucian. Kehilangan K pada tanah pertanian intensif cukup besar melalui
bentuk pencucian dan erosi (Wibawa, dkk, 2012).
Berat Akar dan Volume Akar
Akar adalah bagian dari tanaman yang mempunyai fungsi yang sama
pentingnya dengan bagian atas tanaman. Akar berfungsi menyerap air dan unsur
hara yang berada didalam tanah. Parameter akar yang dapat diamati secara
langsung adalah berat akar, jumlah akar, panjang akar. Sedangkan luas permukaan
Universitas Sumatera Utara
28
akar
dan
volume
akar
biasanya
diperoleh
dengan
cara
penafsiran
(Sitompul dan Guritno, 1995).
Tanaman monokotil, yang meliputi rumput-rumputan, umumnya memiliki
sistem akar serabut yang terdiri dari suatu anyaman akar yang mirip benang, yang
menyebar di bawah permukaan tanah. Sistem akar serabut menyebabkan
tumbuhan mendapatkan banyak air dan mineral tanah dan menambatkan
tumbuhan secara kuat ke dalam tanah. Karena sistem akarnya terkonsentrasi
beberapa sentimeter di bagian atas tanah, rumput-rumputan akan menahan lapisan
atas tanah tetap berada di tempatnya dan membuat penutup tanah yang sangat
bagus untuk mencegah erosi. Akar pada banyak tumbuhan juga memiliki bintil
yang disebut nodul atau bintil akar, yang mengandung bakteri simbiotik yang
mengubah nitrogen atmosfer (N2) menjadi senyawa yang bernitrogen yang dapat
digunakan oleh tumbuhan itu untuk membentuk protein dan molekul-molekul
organik lainnya (Campbell, et al., 1999).
Universitas Sumatera Utara
Kebun PTP Nusantara II Pagar Merbau
Kebun Tanjung Garbus Pagar Merbau PTPN II pada letak geografis
98°53’20” - 98°55’50” BT dan 03°28’40” – 03°32’28” LU. Kebun Tanjung
Garbus – Pagar Merbau secara geografis terletak di Kabupaten Deli Serdang
dengan pusat kota di Lubuk Pakam, di sebelah Timur Kota Madya Medan. Jarak
Kebun Tanjung Garbus – Pagar Merbau ke Kotamadya Medan +/- 27 km.
Hamparan lahan Kebun Tanjung Garbus – Pagar Merbau mempunyai topografi
dominan rata, hanya sekitar 1,5 % berbukit di Afdeling I dan II dengan
kemiringan 30 %. Jumlah curah hujan setahun di Kebun Tanjung Garbus – Pagar
Merbau pada status sedang sampai dengan cukup yaitu berkisar 1500 mm - 2500
mm per tahun. Tanjung Garbus Pagar Merbau merupakan salah satu lahan
perkebunan yang dimiliki perusahaan PTPN II yang memiliki komoditi kelapa
sawit. Daerah Tanjung Garbus memiliki jenis tanah ultisol dan entisol dengan
topografi 85 % sedangkan yang berbukit 15 % (Simanjuntak, 2007).
Tanaman perkebunan, seperti: karet, kelapa sawit, tebu, tembakau, cokelat
dan teh merupakan tanaman yang dibudidayakan di Sumatera Utara, baik
perkebunan negara (BUMN), swasta nasional, swasta asing maupun perkebunan
rakyat. Saat ini perkebunan kelapa sawit menjadi primadona dan semua
perkebunan negara (PTPN) di Sumatera Utara ada membudidayakan tanaman
kelapa sawit, baik secara monokultur ataupun campuran dengan komoditi
perkebunan lainnya seperti PT. Perkebunan Negara II, selain mengusahakan
tanaman kelapa sawit juga mengusahakan tanaman tebu dan tembakau. Salah satu
5
Universitas Sumatera Utara
6
perkebunan PTPN II yang mengusahakan tanaman kelapa sawit adalah kebun
Pagar Merbau.
Tanaman Kelapa Sawit
Taksonomi kelapa sawit yang umum diterima sekarang adalah sebagai berikut:
Divisi
: Tracheophyta
Anak Divisi (Subdivisi)
: Pteropsida
Kelas
: Angiospermae
Anak Kelas (Subkelas)
: Monocotyledoneae
Bangsa (Ordo)
: Spadiciflorae (Arecales)
Suku (Familia)
: Palmae (Arecaceae)
Anak Suku (Subfamilia)
: Cocoideae
Marga (Genus)
: Elaeis
Jenis (Spesies)
: Elaeis guineensis Jacq.
(Mangoensoekarjo dan Semangun, 2008).
Kelapa sawit dapat tumbuh dengan baik pada daerah tropika basah di
sekitar lintang Utara – Selatan 12° dan kelapa sawit juga tumbuh pada beberapa
jenis tanah seperti podsolik, latosol, hidromorfik kelabu, andosol, dan alluvial.
Tanah yang baik untuk kelapa sawit berada pada pH 4,0 - 6,0. Kelapa sawit
merupakan tanaman monokotil, tanaman ini berumah satu atau monocious,
dimana bunga jantan dan betina terdapat satu pohon. Bagian tanaman kelapa
sawit, yaitu akar, batang, daun, bunga, buah dan biji (Selian, 2008).
Tanaman kelapa sawit (Elaeis guineesis Jacq) merupakan tanaman
tahunan dari famili Palmae yang hidup di daerah tropis, dan mampu tumbuh baik
pada suhu optimum antara 29 sampai 30 °C. Curah hujan optimum yang
Universitas Sumatera Utara
7
dikehendaki tanaman ini adalah antara 2000 sampai 2500 mm pertahun dengan
distribusi hujan merata sepanjang tahun tanpa ada bulan kering yang
berkepanjangan. Kondisi lahan ideal untuk kelapa sawit adalah yang memiliki
tanah yang subur dan gembur, kedalaman efektif yang dalam tanpa ada lapisan
padas, serta kelerengan antara 0 sampai 15 %. Ketinggian tempat yang
dikehendaki tanaman kelapa sawit adalah antara 0 sampai 400 m dari permukaan
laut (Pambudi dan Hermawan, 2010).
Tanaman kelapa sawit tumbuh baik pada tanah yang memiliki kandungan
unsur hara yang tinggi, dengan C/N mendekati 10, dimana C 1 % dan N 0,1 %.
Namun, faktor pengolahan budi daya atau teknis agronomis dan sifat genetis
induk tanaman kelapa sawit juga menentukan produksi kelapa sawit. Tanaman
kelapa sawit tidak memerlukan tanah dengan sifat kimia yang istimewa sebab
kekurangan suatu unsur hara dapat diatasi dengan pemupukan. Walaupun
demikian, tanah yang mengandung unsur hara dalam jumlah yang besar sangat
baik untuk pertumbuhan vegetatif dan generatif tanaman (Fauzi, 2008).
Tanah
Tanah adalah hasil pelapukan batuan induk yang tidak sederhana
(kompleks) karena, melalui proses kombinasi dari berbagai faktor fisik yang
dikendalikan iklim dan vegetasi yang dapat mempengaruhi sifat-sifat tanah
tersebut, yakni melalui penambahan bahan organik. Unsur – unsur hara di dalam
tanah akan berkembang dengan melibatkan mikrobiologi dalam mekanisme
dekomposisi dan akumulasi bahan organik tanah (Yulipriyatno, 2010).
Kelapa sawit dapat tumbuh baik pada sejumlah besar jenis tanah di
wilayah toprika. Pentingnya jenis-jenis tanah untuk menjamin ketersediaan air,
Universitas Sumatera Utara
8
dengan catatan tidak termasuk tanah-tanah yang selalu kelebihan air karena pada
tanah-tanah seperti ini akar tidak mendapat cukup oksigen sehingga berdampak
buruk bagi tanaman karena udara yang dibutuhkan oleh tanaman tidak dapat
masuk disebabkan kelebihan air. Para ahli lain lebih menekankan pentingnya
ketersediaan bahan organik dalam jumlah besar, yang sedikit banyak mempunyai
kaitan dengan jaminan ketersediaan air. Delapan jenis tanah yang dapat dipakai
untuk usaha tani kelapa sawit, yaitu tanah-tanah organosol, regosol, andosol,
aluvial, latosol, podsolik merah kuning, dan podsolik cokelat (Mangoensoekarjo
dan Semangun, 2008).
Golongan ultisol merupakan kelompok besar tanah yang sebelumnya, juga
masuk podzolik merah-kuning, lateritik coklat kemerahan, latosol berhumus,
planosol tergabung, dan beberapa tanah setengah Rawa, latosol, lateritik terra
roxa, dan laterit air-tanah (Sanchez, 1992).
Tanah Ultisol
Ultisol adalah jenis tanah yang umum pada iklim tropis, secara
pedogenesis sudah matang (tingkat perkembangan senil). Tanah yang sudah
berkembang mempunyai kedalaman (solum tanah) yang baik untuk diolah
(> 90 cm). Kelemahan tanah berkembang (tingkat senil) seperti ultisol adalah
kemasaman yang tinggi karena basa-basa pendukung kesuburan tanah seperti Ca,
K, dan Mg sudah tercuci (leached) selama perkembangan ultisol atau terpakai
oleh tanaman yang tumbuh diatasnya. Tanah ini selalu dijumpai dengan pH < 5.5.
Komposisi fraksi utama liat yang tinggi sehingga dapat mengurangi daya resap air
dan tanah cepat padu (padat) sehingga akar sulit berkembang untuk mendapatkan
oksigen dan elemen hara (Bintang, dkk, 2012).
Universitas Sumatera Utara
9
Ciri tanah ultisol yang terutama menjadi kendala bagi budidaya tanaman
antara lain pH rendah, kejenuhan Al tinggi, lempung beraktifitas rendah, daya
serap terhadap posfat kuat, kejenuhan basa rendah, kadar bahan organik rendah
sampai sedang dan itu pun terdapat dalam lapisan permukaan tipis (horison A
tipis) dan dengan sendirinya kadar N pun rendah serta terbatas dalam lapisan
permukaan tipis itu, daya simpan air terbatas, derajat agregasi rendah dan
kemantapan agregat lemah, miskin kandungan bahan organik, kapasitas tukar
kation rendah, dan peka terhadap erosi (Notohadiprawiro, 1986).
Tekstur tanah
Tekstur tanah adalah persentase perbandingan dari masing-masing fraksi
butir-butir pasir, debu dan liat dalam suatu masa tanah. Dalam klasifikasi tanah
(taksonomi tanah) tingkat famili, kasar halusnya tanah ditunjukkan oleh sebaran
ukuran butir (particle size distribution) yang merupakan penyederhanaan dari
kelas tekstur tanah dengan memperhatikan pula fraksi tanah yang lebih besar dari
pasir (lebih dari 2 mm). Tekstur tanah berhubungan erat dengan plastisitas,
permeabilitas, kekerasan, kemudahan olah, kesuburan dan produktifitas tanah
pada daerah-daerah geografis tertentu (Yunus, 2004).
Tekstur tanah menunjukkan komposisi partikel penyusun tanah yang
dinyatakan sebagai perbandingan proporsi (%) relatif antara fraksi pasir (sand)
(berdiameter 2,00 – 0,20 mm atau 2000 – 200 µm), debu (silt) (berdiameter 0,20 –
0,002 mm atau 200 – 2 µm) dan liat (clay) (< 2 µm). Partikel berukuran di atas 2
mm seperti kerikil dan bebatuan kecil tidak tergolong sebagai fraksi tanah
(Hanafiah, 2005).
Universitas Sumatera Utara
10
Berdasarkan partikel pasir, debu, dan liat, tanah dibagi dalam 3 golongan
atau kelas dasar, yaitu: a) Tanah berpasir (sandy soil) yaitu tanah yaitu tanah yang
kandungan pasirnya > 70 % yang dalam keadaan lembab tanah berpasir terasa
kasar dan tidak lekat, termasuk dalam kategori ini tanah pasir dan tanah lempung
berpasir (sandy and loamy sand soils), b) Tanah berlempung (loamy soil) yaitu
tanah yang kandungan debu – liat relatif sama, tanah demikian tidak terlalu lepas
dan juga tidak terlalu lekat. Sepanjang tidak ada gejala penggaraman tanah
demikian sangat baik untuk pelaksanaan usaha tani, c) Tanah liat, yaitu tanah
yang kandungan liatnya > 35 %. Tanah liat ini bagi usaha tani padi - pesawahan
dapat dikatakan sangat cocok, tetapi apabila hendak dijadikan sebagai tempat
usaha tani kering (dry – farming) hendaknya dipertahankan agar kelembaban
tanahnya selalu berada dalam kelembaban yang optimal, dengan demikian dapat
terjamin pertumbuhan tanaman dengan baik (Kartasapoetra, dkk, 1987).
Tanah yang didominasi pasir banyak mempunyai pori-pori makro
(besar/disebut lebih poreus), tanah yang didominasi oleh debu banyak mempunyai
pori-pori meso (sedang/agak poreus), sedangkan yang didominasi liat banyak
mempunyai pori-pori mikro (kecil/tidak poreus). Fraksi pasir umumnya
didominasi oleh mineral kuarsa (SiO2) yang sangat tahan terhadap pelapukan,
sedangkan fraksi debu berasal dari mineral feldspar dan mika yang cepat lapuk,
pada saat pelapukannya akan membebaskan sejumlah hara, sehingga tanah
bertekstur debu umumnya lebih subur dibandingkan pasir (Hanafiah, 2005).
Secara skematis klasifikasi tanah tersebut dapat dilihat melalui
klasifikasi segitiga USDA (Gambar 1).
Universitas Sumatera Utara
11
Gambar 1. Diagram segitiga tekstur tanah menurut USDA (Foth, 1951).
Tanah yang didominasi pasir akan banyak mempunyai pori-pori makro
(besar/disebut lebih porous), tanah yang didominasi oleh debu akan banyak
mempunyai pori-pori meso (sedang/agak porous), sedangkan yang didominasi liat
akan banyak mempunyai pori-pori mikro (kecil/tidak porous) (Hanafiah, 2005).
Pembentukan kelas tekstur ini penting dilihat dari segi fisik kesuburan dan
pengolahan tanah. Dari segi kesuburan tanah penting sekali artinya dalam
hubungan dengan pertukaran dan penyanggaan (penahanan) ion-ion hara tanaman
dalam tanah. Makin tinggi kandungan liat makin tinggi kesuburannya. Dari segi
praktis pengolahan tanah, tanah liat pada umumnya berat untuk dikerjakan karena
mempunyai sifat sangat lekat dan keras, tanah pasir ringan untuk dikerjakan
karena sifatnya yang lepas sedang tanah berlempung sifatnya berada di tengah-
Universitas Sumatera Utara
12
tengah di antara keduanya. Terhadap segi fisik tanah, tekstur ini berperanan
terhadap struktur tanah, tata air, tata udara dan temperatur (suhu) tanah
(Kartasapoetra, dkk, 1987).
Bahan Organik Tanah
Bahan organik adalah cadangan nitrogen yang penting yang diperoleh dari
proses dekomposisi oleh mikrobiologi tanah, yang fungsinya dapat memperbaiki
persediaan fosfor dan sulfur tanah, melindungi tanah dari erosi, menyediakan
substansi semacam semen untuk pembentukan agregat tanah yang diinginkan, dan
memperbaiki aerasi dan pergerakan air. Agar fungsi bahan organik menjadi
maksimal, maka bahan organik harus siap didekomposisi dan secara terus
menerus
dicampur
dengan
residu-residu
organik
yang
masih
segar
(Yulipriyatno, 2010).
Sumber primer bahan organik tanah adalah jaringan organik tanaman, baik
berupa daun, batang/cabang, ranting, buah maupun akar, sedangkan sumber
sekunder berupa jaringan organik fauna termasuk kotorannya (Hanafiah, 2005).
Pengaruh bahan organik pada ciri fisika tanah antara lain kemampuan
menahan air meningkat, warna tanah menjadi coklat hingga hitam, merangsang
granulasi agregat dan memantapkannya, menurunkan plastisitas, kohesi dan sifat
buruk lainnya dari liat. Pengaruh bahan organik pada kimia tanah antara lain
meningkatnya daya jerap dan kapasitas tukar kation, kation yang mudah
dipertukarkan meningkat, unsur N, P, S diikat dalam bentuk organik atau dalam
tubuh mikroorganisme, sehingga terhindar dari pencucian dan jumlah unsur hara
yang terkandun g tidak hilang dan pelarutan sejumlah unsur hara dari mineral oleh
asam humus dapat berlangsung dengan baik. Pengaruh bahan organik pada
Universitas Sumatera Utara
13
biologi tanah yaitu semakin banyak jumlah dan aktivitas metabolik organisme
tanah, dan kegiatan jasad mikro maka semakin meningkat proses dekomposisi
bahan organik di dalam tanah (Hakim, dkk, 1986).
Kadar bahan organik dalam tanah sangat dipengaruhi oleh faktor-faktor
lingkungan dan partikel yang ada di dalam tanah. Semakin tinggi bahan organik,
ruang antar partikel nya semakin tinggi. Makin tinggi elevasi dan/atau makin
rendah suhu, maka kadar bahan organik makin tinggi disertai dengan nisbah C/N
makin besar. Pada umumnya kadar bahan organik akan semakin rendah ke arah
bagian profil tanah. Hal ini dikarenakan sumber bahan organik yang terbanyak
terutama ialah serasah dan akar tumbuhan berada di atas permukaan tanah. Faktor
yang berpengaruh atas dekomposisi/mineralisasi bahan organik adalah suhu;
makin rendah suhu, dekomposisi/mineralisasi makin lemah karena kegiatan jasad
pengurai didalam tanah akan menurun. Hubungan antara elevasi dan kadar bahan
organik bersifat tak langsung. Bahan organik tanah (BOT) meningkatkan struktur
dan konsistensi tanah, dan dengan memperbaiki, aerasi, permeabilitas, dan daya
tanah menyimpan air (Notohadiprawiro,1998).
Penetapan bahan organik di laboratorium dapat dilakukan dengan metode
pembakaran (metode Walkley dan Black). Prinsip metode Walkley dan Black
adalah C-organik dihancurkan oleh oksidasi Kalium bikromat yang berlebih
akibat penambahan asam sulfat. Kelebihan kromat yang tidak direduksi oleh Corganik tanah kemudian ditetapkan dengan jalan titrasi dengan larutan ferro.
Untuk menghitung kandungan bahan organik tanah dapat dihitung dengan
menggunakan rumus:
Universitas Sumatera Utara
14
Bahan organik = % C Organik x 1,724 ………………………………………(1)
(Mukhlis, 2007).
Faktor 1,724 adalah asumsi yang digunakan bahwa bahan organik
mengandung 58 % karbon. Kriteria bahan organik dapat dilihat pada Tabel 1.
Tabel 1. Kriteria bahan organik tanah
Bahan Organik (%)
6,00
(Puslittanak, 2005).
Kriteria
Sangat Rendah
Rendah
Sedang
Tinggi
Sangat Tinggi
Kerapatan Massa Tanah (Bulk Density)
Kerapatan massa tanah (bulk density) adalah berat tanah kering udara
dibagi dengan volumenya. Nilai kerapatan massa dari tanah dapat dituliskan
sebagai:
Kerapatan massa tanah (Db) =
Berat Tanah Kering Oven (g)
………………….. (2)
volume tanah total (cm3 )
(Dingus, 1999).
Bulk density dilapangan tersusun atas tanah-tanah mineral yang umumnya
berkisar 1,0-1,6 g/cm3. Tanah organik memiliki nilai bulk density yang lebih
rendah, misalnya dapat mencapai 0,1 g/cm3-0,9 g/cm3 pada bahan organik. Bulk
density atau kerapatan massa tanah banyak mempengaruhi sifat fisik tanah, seperti
porositas, kekuatan, daya dukung, kemampuan tanah menyimpan air, dll. Sifat
fisika tanah ini banyak bersangkutan dengan penggunaan tanah dalam berbagai
keadaaan (Hardjowigeno, 2003).
Universitas Sumatera Utara
15
Kerapatan Partikel Tanah (Particle Density)
Kerapatan partikel (particle density) dari tanah adalah massa tanah kering
udara dibagi dengan volume dari partikel tanah.
Kerapatan Partikel Tanah (Dp) =
Berat Tanah Kering Oven (g)
………........ (3)
Volume dari partikel tanah (cm3 )
Berat jenis partikel merupakan fungsi perbandingan antara komponen
bahan mineral dan bahan organik. Berat jenis partikel untuk tanah-tanah mineral
berkisar antara 2,6 - 2,7 g/cm3, dengan nilai rata-rata 2,65 g/cm3, sedang berat
jenis partikel tanah organik berkisar 1,30 - 1,50 g/cm3 (Pandutama, dkk., 2003).
Porositas Tanah
Porositas total atau ruang pori total adalah volume seluruh pori dalam
suatu volume tanah utuh yang dinyatakan dalam persen. Porositas total
merupakan indikator awal yang paling mudah untuk mengetahui apakah suatu
tanah mempunyai struktur baik atau jelek. Pengukuran porositas total dilakukan
pada kedalaman 0 – 25 cm.
Data porositas total perlu dilengkapi dengan
distribusi ukuran pori yang perhitungannya berdasarkan kurva karakteristik air
tanah (Gambar 2) dimana pada kadar air tanah yang sama, tanaman akan lebih
besar menyerap air untuk tanaman pada tanah liat (pori-pori kecil) daripada tanah
pasir (pori-pori besar) sedangkan pada tegangan yang sama kemampuan menyerap
air adalah sama (tanah pasir dan liat) walaupun kadar air liat lebih besar dari kadar
air pasir (Yunus, 2004).
Porositas tanah adalah hasil dari kerapatan massa tanah (bulk density) dan
kerapatan partikel tanah (particle density) yang ditentukan berdasarkan:
Db
Porositas (%) = (1- ) x 100……………............………………………....... (4)
Dp
Universitas Sumatera Utara
16
Dimana: Db
Dp
= kerapatan massa tanah (bulk density)
= kerapatan partikel tanah (particle density)
(Hausenbuiller, 1982).
Adapun kelas porositas tanah dapat dilihat dari Tabel 2
Tabel 2. Kelas porositas tanah
Porositas (%)
100
60-80
50-60
40-50
30-40
< 30
(Arsyad, 1989).
Kelas
Sangat porous
Porous
Baik
Kurang baik
Buruk
Sangat buruk
Permeabilitas Tanah
Permeabilitas adalah kemampuan tanah untuk mentransfer air atau udara.
Permeabilitas biasanya diukur berdasarkan jumlah air yang mengalir melalui
tanah dalam waktu tertentu dan ditetapkan sebagai cm/jam (Hakim, dkk., 1986).
Kelas permeabilitas tanah tertera pada Tabel 3.
Tabel 3. Kelas permebilitas tanah
Kelas
Sangat lambat
Lambat
Agak lambat
Sedang
Agak cepat
Cepat
Sangat cepat
(Uhland dan O’neal, 1951).
Permeabilitas (cm/jam)
< 0,125
0,125-0,50
0,50-2,00
2,00-6,25
6,25-12,50
12,50-25,00
> 25,00
Berdasarkan Hukum Darcy besarnya permeabilitas tanah (k) dengan uji
constant head test yaitu:
k=
ql
AhL
…………………………………………………………………….(5)
Universitas Sumatera Utara
17
dimana: k
= nilai koefisien permeabilitas (cm/jam)
q
= debit (cm3/jam)
hL
= gradient hidrolik (cm)
A
= luas penampang (cm2)
l
= tebal kedalaman tanah (cm)
(Craig, 1987).
Pada kondisi jenuh tanah pasir mempunyai hantaran hidroliknya lebih
besar dari tanah liat, yaitu 0,001 – 0,01 cm/det untuk tanah pasir dan 10-7 – 10-4
cm/det untuk tanah liat. Hal ini menunjukkan tanah yang mempunyai kandungan
liat lebih banyak memiliki permebialitas yang lebih rendah (Hillel, 1971).
pH Tanah
pH tanah merupakan suatu ukuran intensitas kemasaman, bukan ukuran
total asam yang ada di tanah tersebut. Nilai pH tanah tidak sekedar menunjukkan
suatu tanah asam atau alkali, tetapi juga memberikan informasi tentang sifat-sifat
tanah yang lain, seperti ketersediaan fosfor, status kation-kation basa, status
kation atau unsur racun, dsb (Mukhlis, 2014).
Kriteria pH tanah dapat dilihat pada Tabel 5.
Tabel 5. Kriteria pH tanah
Kriteria
Sangat Masam
Masam
Agak Masam
Netral
Agak Alkalis
Alkalis
(BPP Medan, 1982).
pH H2O
< 4,5
4,5-5,5
5,6-6,5
6,6-7,5
7,6-8,5
> 8,5
Universitas Sumatera Utara
18
Kadar Air Kapasitas Lapang
Kadar air kapasitas lapang adalah kemampuan tanah menahan air sama
dengan potensial gravitasi. Metode gravimetrik adalah metode yang paling
sederhana secara konseptual dalam menentukan kadar air tanah. Pada prinsipnya
mencakup pengukuran kehilangan air dengan menimbang contoh tanah sebelum
dan sesudah dikeringkan pada suhu 105 – 110
o
C dalam oven. Hasilnya
dinyatakan dalam presentase air dalam tanah, yang dapat diekspresikan dalam
presentase terhadap berat kering, berat basah atau terhadap volume. Presentase
kadar air yang diekspresikan terhadap berat kering dapat ditentukan berdasarkan
persamaan berikut:
Kandungan air tanah (%) =
berat basah-berat kering
berat kering
x 100% ....................................(6)
Kurva pF (Gambar 2) adalah kurva yang menggambarkan kemampuan tanah
memegang air. Dari kurva ini dapat diketahui apakah tanah tersebut lebih cepat
meloloskan air atau dapat menahan air dalam waktu yang lebih lama. Semakin
curam kurva pF, semakin cepat tanah tersebut meloloskan air, dan semakin landai
kurva pF semakin bagus tanah tersebut menahan air. Kurva pF ini dapat dibuat
dengan cara memplot data kadar air tanah pada saat kapasitas lapang dan titik layu
permanen terhadap masing-masing tegangan matriknya yang dicerminkan oleh
nilai minus logaritma dari hisapan matrik (pF) pada kondisi kapasitas lapangan
(pF 2, 54) dan titik layu permanen (pF 4,2). Dengan demikian data kadar air
tersebut sangat diperlukan untuk menilai kemampuan tanah memegang air
(Abdurrachman, dkk., 2006).
Universitas Sumatera Utara
19
Gambar 2. Hubungan tegangan matrik tanah dengan kadar air
Ultisol mempunyai sifat menambat kelengasan yang cukup baik. Laju
awal peresapan air bergantung pada kadar kelengasan tanah. Misalnya pada 30 cm
lapisan atas tanah Ultisol mengandung 40 % H2O (0,08 bar), laju peresapannya
adalah 38 cm/jam. Angka itu menurun menjadi setengahnya apabila kadar
kelengasan meningkat menjadi 44 % (0,04 bar), dan turun lagi menjadi 3 cm/jam
apabila tanah itu pada dasarnya jenuh dengan 50 % H2O (0,006 bar)
(Sanchez, 1992).
Vegetasi Penutup Tanah
Tanaman-tanaman penutup permukaan tanah berperan untuk melindungi
permukaan tanah dari daya penghancuran yang disebabkan oleh energi kinetik
butir-butir hujan, memperlambat aliran permukaan serta melindungi tanah
permukaan dari daya kikis aliran permukaan. Tanaman penutup permukaan besar
pula sumbangannya dalam memperkaya bahan-bahan organik tanah serta
memperbesar porositas tanah. Tanaman penutup ini dapat pula ditanam secara
Universitas Sumatera Utara
20
menyeluruh
menutupi
tanah/lahan
yang
telah
ditentukan
(Kartasapoetra, dkk, 1987).
Pemilihan jenis tanaman penutup tanah dan jenis tanaman pioner (perintis)
sangat menentukan keberhasilan rehabilitasi lahan. Tanaman penutup tanah yang
sering dipergunakan di perkebunan seperti perkebunan kelapa sawit adalah
kacang-kacangan yang menghasilkan hara nitrogen. Hara nitrogen pada tumbuhan
kacang-kacangan sebanyak 66 % berasal dari gas N hasil simbiosis dengan bakteri
rhizobium. Fiksasi nitrogen yang dilakukan oleh tanaman kacang-kacangan sering
mengalami hambatan. Fiksasi nitrogen dipengaruhi oleh faktor lingkungan seperti
pH tanah, kandungan nutrisi yang minimum, suhu yang terlampau ekstrim,
kelebihan atau kekurangan kandungan air dalam tanah. Tanaman Pueraria
japonica hanya menghasilkan 4,8 ton serasah yang ekuivalen dengan 173 kg
(NPKMg) (Aulia, 2011).
Manfaat kacang-kacangan dalam pengusahaan tanaman kelapa sawit
adalah menambah bahan organik sehingga memperbaiki struktur dan agregat
tanah, memperbaiki status hara tanah terutama nitrogen, memperbaiki sifat-sifat
tanah akibat pembakaran (pembukaan lahan), melindungi permukaan tanah dan
mengurangi bahaya erosi terutama pada tanah yang curam, mengurangi biaya
pengendalian gulma, mendorong pertumbuhan tanaman dan meningkatkan
produksi (Pahan, 2006).
Vegetasi penutup tanah yang tumbuh di perkebunan kelapa sawit selain
kacang-kacangan yang sengaja ditanam, juga sering didapati vegetasi lain yang
tumbuh liar, seperti rumput, paku-pakuan dan keladi. Jenis rerumputan dapat
berfungsi sebagai pelindung permukaan tanah dari daya dispersi dan daya
Universitas Sumatera Utara
21
penghancuran
oleh
butir-butir
hujan,
memperlambat
aliran
permukaan,
memperkaya bahan-bahan organik tanah serta memperbesar porositas tanah.
Sedangkan perakarannya dapat meningkatkan kadar bahan organik di dalam tanah
dan merupakan medium yang sangat baik bagi mikroorganisme. Namun vegetasi
lain yang tumbuh, selain kacang-kacangan dapat juga menjadi pesaing tanaman
utama karena persaingannya terhadap unsur hara (Gonggo, dkk, 2005).
Rumput sebagai penutup tanah berperan dalam menahan daya tumbuk
butir-butir hujan secara langsung kepada permukaan tanah sehingga penghancuran
agregat tanah dapat dicegah, selain itu dapat menghambat daya laju aliran air
sehingga dapat mengurangi pengikisan dan penghanyutan partikel-partikel tanah.
Menurut hasil penelitian, jenis rumput tertentu sangat baik dikembangkan dalam
usaha mengawetkan tanah-tanah kritis, karena selain pertumbuhan dan
perkembangannya cepat, juga menunjang pembentukan agregat tanah, dan
mengikat partikel-partikel tanah dengan kuat. Sistem perakaran rerumputan
berhubungan dengan ruang poros dan struktur tanah, karena sistem perakaran dari
rumput memegang dan mengikat partikel-partikel tanah, dan membantu
memperbaiki struktur tanah (Pasaribu, 2013).
Kandungan Nitrogen (N) dalam Tanah
Sumber utama nitrogen di dalam tanah berasal dari berbagai sumber,
seperti: Sumber utama adalah dari: nitrogen bebas di atmosfer, hasil dekomposisi
bahan organik, loncatan listrik di udara (petir) dan pupuk buatan dan pupuk
organik. Sumber kedua nitrogen di dalam tanah adalah dari hasil dekomposisi
bahan organik. Bahan organik mengandung protein (N Organik), selanjutnya
dalam dekomposisi bahan organik protein akan dilapuki oleh jasad-jasad renik
Universitas Sumatera Utara
22
menjadi asam-asam amino, kemudian menjadi amoniak (NH4) dan nitrat (NO3)
yang larut dalam tanah. Sumber ketiga nitrogen di dalam tanah berasal dari
peristiwa loncatan listrik di atmosfer yang akhirnya turun ke bumi melalui air
hujan. Proses demikian senantiasa berlangsung, dan di perkirakan jumlahnya
antara 5 kg - 10 kg N/ha/tahun (Damanik, dkk, 2010).
Nitrogen di dalam tanah berada dalam dua bentuk yaitu bentuk N-organik
dan N-anorganik. Bentuk organik merupakan yang terbesar yakni berada dalam
ikatan-ikatan senyawa organik misalnya bahan-bahan organik yang berasal dari
hasil pelapukan tumbuhan dan hewan. Bentuk anorganik terdapat sebagai bentuk
amonium, nitrat, N2O, NO dan gas N2 yang hanya dapat digunakan setelah di
tambat oleh bakteri rhizobium. Pengikat N dari udara bebas akan sedikit
jumlahnya apabila tanaman Legum tumbuh pada tanah-tanah yang banyak
mengandung nitrogen (Damanik, dkk, 2010).
Nitrifikasi yaitu proses perubahan amonium menjadi nitrat (NO3-) yang
dilakukan oleh bakteri yang sifatnya oksidasi enzimatis. Kecepatan nitrifikasi
dipengaruhi oleh faktor-faktor: ketergantungan pada tanahnya, suhu, kelembaban,
pupuk, C/N rasio dan kapur aktif (Sutedjo, 2002).
Analisis N total metode Kjeldhal merupakan prosedur analisis yang tertua
diantara semua metode analisis. Analisis N total tanah didasari oleh prinsip
mengubah N-organik menjadi N-amonium oleh asam sulfat yang dipanaskan
sekitar 380° C dan menggunakan Cu-sulfat+Selenium+Na-sulfat sebagai
katalisator. Proses ini disebut digestasi dan hasilnya disebut digest; secara
keseluruhan disebut Kjedhal Digestasi. Asam digest yang mengandung amonium
dibasakan dengan NaOH sehingga ion amonium dikonversi menjadi amoniak.
Universitas Sumatera Utara
23
Lalu didestilasi menjadi amonium hidroksida. NH4OH ditentukan jumlahnya
dengan mentitrasi dengan HCl.
Rumus yang digunakan untuk menghitung jumlah nitrogen total pada
tanah adalah:
N(%) =
mLHCl x NHCl x 14 x 100
Berat Tanah x 1000
= mL HCl x 0,014 …………………………………………………(6)
(Mukhlis, 2014)
Kandungan Fosfor (P) dalam Tanah
Sumber fosfor di dalam tanah terdiri dari bentuk organik dan anorganik.
Fosfor organik tanah contohnya antara lain: asam nukleat, fitin dan turunannya,
fosfolipid, fosfoprotein, inositol fosfat dan fosfat metabolik. Sumber utama fosfor
anorganik berasal dari kerak bumi, dan hasil dari pelapukan batuan dan mineral
yang mengandung fosfor seperti minerat apatit, kandungannya mencapai 0,12 % P
(Damanik, dkk, 2010).
Persediaan fosfor (P) di dalam tanah bersumber dari: pupuk buatan, pupuk
alam, dan senyawa alam lainnya baik senyawa organik maupun anorganik dari
unsur-unsur P dan K yang sudah ada dalam tanah (Sutedjo, 2002).
Fosfat dalam bentuk anorganik merupakan senyawa satu hingga tiga atom
hidrogen dari asam fosfat digantikan oleh kation logam sedangkan dalam bentuk
fosfor organik, satu mungkin lebih atom hidrogen dari asam fosfat hilang karena
ikatan ester. Sisa dari atom higrogen, sebagian atau seluruhnya digantikan oleh
kation logam. Kedua bentuk fosfor ini merupakan sumber fosfor yang penting
sebagai zat hara tanaman (Damanik, dkk, 2010).
Universitas Sumatera Utara
24
Faktor pengendali ketersediaan fosfor meliputi faktor tanah dan faktor
tanaman. Pada tubuh tanah yang telah berkembang, ketersediaan P ini
dikendalikan oleh faktor-faktor: a) komposisi pelikan tanah, b) pH tanah, c)
kandungan liat, d) kandungan bahan organik, e) kelengasan tanah, f) temperatur
tanah, g) tata udara tanah (Mas’ud, 1993).
Ada banyak metode yang telah dikembangkan untuk mengekstrak dan
menganalisis fosfor (P) total di dalam tanah. Hanya dua metode yang sampai
sekarang umum digunakan yaitu metode Peleburan Natrium Karbonat dan metode
Dekstruksi Asam. Metode Peleburan Natrium Karbonat dianggap sebagai metode
yang dapat diandalkan namun membutuhkan peralatan yang sangat mahal, seperti
cawan platina. Sementara metode Dekstruksi Asam kurang dapat menduga kadar
P total tanah karena tidak dapat mengekstrak P dari mineral apatit
(Mukhlis, 2007).
Prinsip penetapan P tersedia tanah metode Bray II yaitu P-tersedia tanah
diekstrak oleh NH4F dan HCl, P yang bebas direaksikan dengan molibdat asam
akan menjadi berwarna biru dengan adanya asam askorbat. Perkembangan warna
biru diukur sebagai kadar P secara spektrometri. Penetapan fosfor tersedia tanah
dilakukan dengan menggunakan metode Bray II dan dapat dihitung dengan
menggunakan rumus:
P (ppm) = Plarutan x
20
x faktor pengencer (bila ada) ...........................................(7)
2
Konsentrasi P larutan ditetapkan dengan menginterpolasikan nilai absorben dari
ampel ke kurva standar (Mukhlis, 2014).
Universitas Sumatera Utara
25
Kandungan Kalium (K) dalam Tanah
Unsur kalium mempunyai fungsi penting dalam proses fisiologi tanaman.
Sumber utama hara kalium di dalam tanah adalah berasal dari kerak bumi.
Sebagai unsur kalium tidak dapat berdiri sendiri, tetapi selalu terdapat sebagai
persenyawaan di dalam berbagai batuan, mineral dan larutan garam. Kalium yang
terdapat pada mineral dan batuan ini melalui proses pelapukan akan
membebaskan kalium ke dalam larutan tanah, dan sebagian besar bentuk ini akan
hilang karena tercuci yang pada akhirnya akan terakumulasi di laut
(Damanik, dkk, 2010).
Kalium (K) di dalam tanah terdapat dalam bentuk: relatif tidak tersedia,
segera tersedia dan lambat tersedia. Hubungan ketiga bentuk tersebut dapat
dikemukakan sebagai berikut: feldspar dan mika 90 % sampai 98 % dari K total
yang relatif tahan pelapukan, akan tetapi lama kelamaan akan tersedia pula dalam
tanah walaupun secara lambat; K segera tersedia hanyalah meliputi 1 % sampai 2
% dari K total dalam tanah pada perbanyakan tanah mineral yang umum; bentuk
K lambat tersedia (Sutedjo, 2002).
Kalium dapat bertambah ke dalam tanah melalui berbagai sumber: sisa
tanaman, hewan, dan pupuk kandang; pupuk perdagangan dan pelapukan mineral
kalium. Pertambahan kalium dari sisa tanaman dan hewan, merupakan sumber
yang penting dalam menjaga keseimbangan kadar kalium di dalam tanah.
Pertambahan dari mineral yang mengandung kalium tergantung kepada beberapa
faktor seperti jumlah mineral dan tingkat pelapukan. Pemberian pupuk K dapat
meningkatkan produktivitas tanah sehingga hasil komoditas tanaman juga
meningkat (Damanik, 2010).
Universitas Sumatera Utara
26
Flame photometer adalah alat yang dapat mengukur intensitas radiasi
emisi atom yang tereksitasi. Jika suatu analit diaspirasikan ke dalam nyala api
maka atom-atomnya, terutama dari golongan I A, akan tereksitasi ke tingkat
energi yang lebih tinggi (elektron kulit terluar dari atom yang akan terlontarkan).
Keadaan tereksitasi ini tidak stabil dan atom akan kembali ke tingkat energi
semula atau energi dasar (elektron kulit terluar kembali ke posisi semula); pada
saat inilah akan dipancarkan energi emisi. Intensitas radiasi emisi ini sebanding
dengan jumlah etom yang tereksitasi. Dalam hal ini konsentrasi unsur sebanding
dengan intensitas radiasi emisi.
Rumus yang digunakan untuk menetapkan kalium tukar tanah (Ktukar) adalah:
Ktukar (
me
100g
) = Klrt x
20
390
x Faktor Pengencer................................................... (8)
Dimana kadar K larutan (Klrt) ditetapkan dengan menginterpolasikan nilai
absorben sampel ke kurva standar dan faktor pengencer (Mukhlis, 2014).
Tercucinya Kadar N, P, K dalam Tanah
Unsur hara N, P dan K termasuk unsur hara makro yang dibutuhkan dalam
jumlah banyak dan mutlak harus ada. Peranan utama unsur N bagi tanaman adalah
untuk merangsang pertumbuhan secara keseluruhan, khususnya batang, cabang
dan daun. Selain itu, N berperan penting dalam pembentukan hijau daun yang
sangat berfungsi dalam proses fotosintesis. Unsur P bagi tanaman berguna untuk
merangsang pertumbuhan akar, khususnya akar benih dan tanaman muda serta
mempercepat pembungaan, pemasakan biji dan buah. Unsur K berfungsi
membantu pembentukan protein dan karbohidrat, berperan dalam memperkuat
tubuh tanaman agar daun, bunga dan buah tidak mudah gugur dan berperan
Universitas Sumatera Utara
27
sebagai sumber kekuatan bagi tanaman dalam menghadapi kekeringan dan
penyakit (Wibawa, dkk, 2012).
Dekomposisi bahan organik N-organik akan mengalami mineralisasi
sedangkan N mineral mengalami imobolisasi. Sebagian N terangkut panen,
sebagian kembali sebagai residu tanaman, hilang ke atmosfir dan kembali lagi,
hilang melalui pencucian. Selain itu, penambahan bahan organik yang jarang
dilakukan menyebabkan kadar N tanah rendah. Tanah yang mengandung N
rendah, harus selalu ditambahkan pupuk atau sumber lainnya pada setiap awal
pertanaman untuk meningkatkan unsur hara dalam tanah. Selain kadarnya rendah,
N dalam tanah mempunyai sifat yang dinamis dan mudah hilang menguap dan
tercuci selama proses drainase. Kehilangan unsur P pada saat terangkut panen,
merupakan jumlah hara tanaman yang hilang karena diserap tanaman dan
dipengaruhi oleh produksi yang dihasilkan. Semakin tinggi produksi maka unsur
hara yang diserap tanaman semakin banyak pula sehingga akan mengurangi
kandungan unsur hara yang ada dalam tanah. Unsur K dapat juga hilang terangkut
panen dan sifatnya yang mudah bergerak sehingga mudah hilang melalui proses
pencucian. Kehilangan K pada tanah pertanian intensif cukup besar melalui
bentuk pencucian dan erosi (Wibawa, dkk, 2012).
Berat Akar dan Volume Akar
Akar adalah bagian dari tanaman yang mempunyai fungsi yang sama
pentingnya dengan bagian atas tanaman. Akar berfungsi menyerap air dan unsur
hara yang berada didalam tanah. Parameter akar yang dapat diamati secara
langsung adalah berat akar, jumlah akar, panjang akar. Sedangkan luas permukaan
Universitas Sumatera Utara
28
akar
dan
volume
akar
biasanya
diperoleh
dengan
cara
penafsiran
(Sitompul dan Guritno, 1995).
Tanaman monokotil, yang meliputi rumput-rumputan, umumnya memiliki
sistem akar serabut yang terdiri dari suatu anyaman akar yang mirip benang, yang
menyebar di bawah permukaan tanah. Sistem akar serabut menyebabkan
tumbuhan mendapatkan banyak air dan mineral tanah dan menambatkan
tumbuhan secara kuat ke dalam tanah. Karena sistem akarnya terkonsentrasi
beberapa sentimeter di bagian atas tanah, rumput-rumputan akan menahan lapisan
atas tanah tetap berada di tempatnya dan membuat penutup tanah yang sangat
bagus untuk mencegah erosi. Akar pada banyak tumbuhan juga memiliki bintil
yang disebut nodul atau bintil akar, yang mengandung bakteri simbiotik yang
mengubah nitrogen atmosfer (N2) menjadi senyawa yang bernitrogen yang dapat
digunakan oleh tumbuhan itu untuk membentuk protein dan molekul-molekul
organik lainnya (Campbell, et al., 1999).
Universitas Sumatera Utara