Penelitian ini dilaksanakan dalam dua tahap yaitu (1) percobaan di laboratorium untuk mempelajari perubahan sifat-sifat kimia tanah (pH tanah, P-tersedia (Bray-1), kadar kation dapat dipertukarkan (Ca dan Mg,), kemasaman tanah (Al-dd), dan kelarutan fosfat alam; dan (2) percobaan di rumah kaca untuk mempelajari respons tanaman jagung, serapan P dan N, serta efisiensi P dan N.
Tempat dan Waktu Penelitian
Penelitian ini dilaksanakan di Laboratorium Kimia dan Kesuburan Tanah dan Rumah Kaca Departemen Tanah, Fakultas Pertanian, Institut Pertanian Bogor. Penimbangan bobot kering dan analisis tanaman jagung dilaksanakan di Laboratorium Pusat Penelitian dan Pengembangan Isotop dan Radiasi, BATAN, Jakarta. Pelaksanaan penelitian dilakukan pada bulan Juni 2004 – April 2005.
Bahan dan Alat
Bahan-bahan yang digunakan adalah tanah dari kebun percobaan Cikabayan Darmaga, pupuk N (Urea, dan ZA), fosfat alam (FA) Bojonegoro, air bebas ion, pupuk KCl dan SP-36 sebagai pupuk dasar, radioisotop 32P dalam bentuk KH232PO4 dan isotop stabil 15N dan bahan-bahan kimia untuk analisis tanah dan tanaman. Tanaman indikator adalah tanaman jagung varietas Pioneer.
Peralatan yang digunakan dalam penelitian ini adalah polibag, kantong plastik, kertas saring, timbangan, tabung film, pipet dan alat-alat laboratorium untuk analisis kimia tanah.
Pelaksanaan Percobaan Persiapan Tanah
Sebelum digunakan contoh tanah dikering anginkan terlebih dahulu dan diayak dengan ayakan 2 mm selanjutnya dilakukan analisis contoh tanah untuk mengetahui ciri-ciri kimia tanah awal yang meliputi pH tanah, kation-kation Ca, Mg, K, dan Na, KTK, P-Bray 1, dan Al-dd.
Penentuan Takaran FA
Penentuan takaran FA berdasarkan kadar P dalam larutan tanah yaitu sebesar 0.2 μg P/ml (P0,2) yang merupakan kadar P optimum dalam keseimbangan agar tanaman dapat tumbuh optimum (Fox dan Kamprath 1970).
Takaran FA untuk mencapai P0,2 ditentukan dengan cara menginkubasi tanah lolos saringan 2 mm sejumlah 250 g berat kering mutlak (BKM). Tanah diinkubasi selama 4 minggu pada 100% kapasitas lapang. Takaran FA yang diberikan adalah 0, 25, 50, 75, 100, 200, 300, 400, 500, 750, 1000, 1250, dan 1500 μg P/g tanah. Fosfor dalam larutan tanah ditetapkan berdasarkan ekstrak air dengan nisbah 1 : 5. Analisis P larut air dilakukan setiap minggu, dimulai umur 2 minggu setelah inkubasi (MSI) sampai 4 MSI. Selanjutnya antara FA yang ditambahkan dan kadar P dalam larutan tanah diregresikan, sehingga dapat diketahui berapa FA yang diperlukan untuk mencapai 0.2 μg P/ml dalam larutan tanah.
Jumlah FA untuk mencapai P0,2 disajikan pada Gambar 1. Berdasarkan nilai R2 tertinggi maka penentuan takaran FA dalam penelitian ini menggunakan persamaan regresi minggu inkubasi kedua (Y2) sehingga takaran FA yang digunakan dalam penelitian ini adalah 251 ppm P dan lama inkubasi adalah 2 minggu. Selanjutnya perlakuan ditetapkan pada 0.0 ; 1.0 ; dan 2.0 kali 251 ppm P untuk dosis FA.
Y3 = 0.0002x + 0.2397 R2 = 0.9308 Y2 = 0.0001x + 0.1749 R2 = 0.937 Y4 = 9E-05x + 0.1097 R2 = 0.8655 0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0 500 1000 1500 FA ditambahkan (ug P/g) P da la m l a ru ta n ( u g P/ m l) Minggu 2 Minggu 3 Minggu 4
Gambar 1. Hubungan FA yang Ditambahkan dengan Kadar P-larut air pada 2, 3 dan 4 MSI
Kelarutan P dari Fosfat Alam
Untuk mengetahui kelarutan P dari fosfat alam dilakukan percobaan inkubasi di laboratorium. Rancangan percobaan yang digunakan dalam percobaan ini adalah rancangan acak kelompok (RAK) tunggal dimana yang menjadi kelompok atau ulangan adalah waktu pemberian pupuk N. Waktu pemberian pupuk N dengan fosfat alam terdiri dari: (W2) pupuk N diberikan satu minggu terlebih dahulu dari fosfat alam dan (W1) pupuk N diberikan dalam waktu yang sama dengan fosfat alam. Adapun susunan dari perlakuan dalam percobaan ini adalah sebagai berikut
Kontrol : tanpa pupuk N dan FA FA : FA 251 ppm P
Urea : Urea 50 ppm N
Urea + FA : Urea 50 ppm N + FA 251 ppm P ZA : ZA 50 ppm N
ZA + FA : ZA 50 ppm N + FA 251 ppm P
Kelarutan P dari FA ditentukan berdasarkan selisih kadar P-tersedia/P Bray 1 dari tanah yang diperlakukan dengan FA dan tanpa FA, sedangkan pengaruh pupuk N merupakan selisih antara perlakuan pemberian pupuk N dan FA dengan perlakuan pupuk N sehingga diperoleh susunan perlakuan sebagai berikut:
Urea = (Urea 50 ppm N + FA 251 ppm P) – (Urea 50 ppm N)) ZA = (ZA 50 ppm N + FA 251 ppm P) – (ZA 50 ppm N)
Analisis P-tersedia dilakukan pada minggu 1, 3, dan 5 setelah inkubasi (MSI). Tahapan analisis kelarutan FA adalah dengan menginkubasi tanah yang lolos saringan 2 mm seberat 500 g BKM dan dimasukkan dalam kantong plastik gelap. Selanjutnya FA dan pupuk N sesuai perlakuan diberikan pada masing-masing kantong plastik yang sudah berisi tanah, kemudian diaduk sampai merata. Setelah pengadukan merata, tanah diberikan air sedikit demi sedikit dan diaduk kembali sehingga jumlah air yang diberikan mencapai kondisi kapasitas lapang. Inkubasi dilakukan selama 5 minggu.
Perubahan Ciri Kimia Tanah dan Respons Tanaman
Untuk mengetahui perubahan ciri kimia tanah dan respons tanaman maka dilakukan percobaan laboratorium dan rumah kaca. Rancangan percobaan yang digunakan adalah rancangan acak lengkap (RAL) tunggal dengan susunan perlakuan sebagai berikut :
N0P0 : Kontrol
N0P1 : Tanpa Pupuk N + FA 251 ppm P N0P2 : Tanpa Pupuk N + FA 502 ppm P U1P0 : Pupuk Urea 50 ppm N + tanpa FA U1P1 : Pupuk Urea 50 ppm N + FA 251 ppm P U1P2 : Pupuk Urea 50 ppm N + FA 502 ppm P U2P0 : Pupuk Urea 100 ppm N + tanpa FA U2P1 : Pupuk Urea 100 ppm N + FA 251 ppm P U2P2 : Pupuk Urea 100 ppm N + FA 502 ppm P Z1P0 : Pupuk ZA 50 ppm N + tanpa FA Z1P1 : Pupuk ZA 50 ppm N + FA 251 ppm P Z1P2 : Pupuk ZA 50 ppm N + FA 502 ppm P Z2P0 : Pupuk ZA 100 ppm N + tanpa FA Z2P1 : Pupuk ZA 100 ppm N + FA 251 ppm P Z2P2 : Pupuk ZA 100 ppm N + FA 502 ppm P
Percobaan laboratorium dilakukan dengan menginkubasi contoh tanah sebanyak 500 gram BKM pada kapasitas lapang selama 6 minggu. Setelah itu diamati ciri-ciri kimia tanah yaitu pH, basa-basa dapat dipertukarkan ( Ca dan Mg), P-tersedia (P-Bray 1), dan Al-dd.
Percobaan rumah kaca dilakukan dengan cara menimbang tanah seberat 2,5 kg BKM/polibag, selanjutnya tanah diberikan FA, jenis pupuk N dan dosis pupuk N sesuai perlakuan dan ditambah air bebas ion hingga kapasitas lapang. Kemudian ditambahkan pupuk dasar 100 kg KCl/ha (2 hari sebelum tanam), dan aplikasi isotop 32Pdari KH232PO4 dan 15N pada saat sesudah tanam.
Benih jagung ditanam sebanyak 5 benih/pot. Penjarangan dilakukan pada 6 hari setelah tanam dengan memelihara 2 tanaman terbaik. Jagung dipanen pada umur vegetatif maksimum yaitu pada umur 40 hari setelah tanam.
Bobot kering tanaman diamati pada umur vegetatif maksimum dengan cara memanen bagian tanaman diatas tanah. Selanjutnya tanaman dianalisis kadar P total. Serapan P didapat dengan mengalikan kadar hara tersebut dengan bobot kering tanaman.
Serapan total P = Bobot kering tanaman (g/pot) X kadar P dalam tanaman (%) Serapan P dari FA = % P dari FA X serapan total (μg P/pot)
Aktivitas Jenis pada perlakuan dengan FA
% P dari FA = ( 1 - ____________________________________________________) X 100% Aktivitas jenis pada perlakuan tanpa FA
Serapan P dari FA (mg P/pot)
Efisiensi FA = ____________________________________________________ X 100% Jumlah FA yang diberikan (mg P/pot)
Serapan N dari pupuk N (mg P/pot)
Efisiensi pupuk N = ____________________________________________________ X 100% Jumlah pupuk N yang diberikan (mg P/pot)
Pengolahan Data
Data pada percobaan laboratorium dan rumah kaca dilakukan analisis ragam terhadap seluruh peubah yang diamati. Apabila hasil analisis ragam nyata, maka dilanjutkan dengan uji beda nyata terkecil (BNT) pada taraf 5 %.