Waktu dan Tempat
Percobaan dilaksanakan dalam tiga musim tanam, yaitu pada periode Januari – Mei 2004 (MT-1), Juni – Oktober 2004 (MT-2), dan November 2004 – Maret 2005 (MT-3). Percobaan dilakukan di Kebun Percobaan IPB Babakan Sawah Baru, Bogor. Ketinggian tempat dari muka laut lahan tempat percobaan sekitar 250 m. Analisis tanah dan tanaman dilakukan di Laboratorium Tanah, Fakultas Pertanian IPB, dan Pusat Penelitian Tanah dan Agroklimat, Bogor.
Bahan dan Alat
Bahan yang digunakan dalam percobaan ini adalah benih padi varietas Way Apo Buru (varietas modern), IR64 (varietas modern), Fatmawati (new plant type atau padi tipe baru), Sarinah (lokal Garut), dan Midun (lokal Sukabumi). Bahan lain yang digunakan adalah pupuk inorganik (urea, SP-36, KCl, dan ZA), serta pupuk organik (jerami padi sawah dan pupuk hijau Crotalaria juncea). Sebagai insektisida digunakan pestisida buatan secara terbatas apabila benar-benar diperlukan. Bahan- bahan kimia untuk analisis N tanaman, NH4+, NO3- (dengan metode Kjedahl ), P, dan
K tanah, C-organik dengan metode Walkley dan Black, dan P dengan Bray No. I. Alat yang digunakan dalam percobaan ini adalah peralatan laboratorium untuk analisis NH4+, NO3-, P, dan K tersedia, dan C-organik. Spektrofotometer dan atomic
absorbtion spectrometer digunakan untuk analisis kandungan P dan K bahan organik dan tanaman, serta peralatan lain seperti timbangan digital, oven, dan bagan warna daun.
Metodologi
Dekomposisi Jerami dan Pupuk Hijau Crotalaria Juncea
Perlakuan
Perlakuan yang dicoba dalam penelitian dekomposisi bahan organik ini adalah jenis bahan organik, yaitu jerami dan biomas Crotalaria juncea yang diinkubasikan
pada tiga jenis media, yaitu lahan sawah tanpa pemupukan, lahan sawah dipupuk inorganik sesuai dosis rekomendasi, dan lahan sawah dipupuk organik. Dengan demikian terdapat enam kombinasi perlakuan. Enam kombinasi perlakuan tersebut adalah : (1) jerami diinkubasikan pada lahan sawah tanpa pupuk (J0), (2) jerami diinkubasikan pada lahan sawah dipupuk inorganik (J1), (3) jerami diinkubasikan pada lahan sawah dipupuk organik (J2), (4) krotalaria diinkubasikan pada lahan sawah tanpa pupuk (K0), (5) Krotalaria diinkubasikan pada lahan sawah dipupuk inorganik (K1), (3) Krotalaria diinkubasikan pada lahan sawah dipupuk organik (K2).
Rancangan Percobaan
Rancangan percobaan yang digunakan adalah rancangan acak kelompok dengan tiga (3) ulangan. Untuk mengetahui pengaruh perlakuan terhadap peubah yang diamati digunakan model sebagai berikut:
Yij = µ + Pi + £j + €ij
Yij : pengaruh perlakuan ke i dan kelompok ke-j µ : rata-rata umum
Pi : pengaruh perlakuan bahan organik-media ke-i £j : penagruh kelompok ke-j
€ij : galat perlakuan bahan organik-media ke i dan kelompok ke-j
Pelaksanaan Percobaan
Metode yang digunakan seperti yang dikembangkan oleh Lee et al. (2002). Jerami dan Crotalaria juncea masing-masing dicacah dengan ukuran sekitar 10 cm. Selanjutnya dikeringkan dengan oven pada suhu 60oC hingga diperoleh berat kering konstan. Dari jerami dan krotalaria kering tersebut diambil sampel kemudian diukur kandungan unsur N, P, dan K sebagai kandungan hara awal. Baik jerami maupun krotalaria masing-masing ditimbang seberat 5 g untuk dimasukkan ke dalam kantong nilon berukuran 50 cm x 25 cm dengan ukuran lubang 50 mesh. Selanjutnya kantong dibenamkan pada lahan sawah dengan kedalaman 10 cm. Pengamatan dilakukan pada hari ke 30, 60, dan 90. Peubah yang diamati meliputi bobot kering, kandungan unsur N, P, dan K. Pengamatan dilakukan dengan mengambil sampel kemudian
dicuci, dikeringkan dengan oven pada suhu 60oC sekitar 3 hari (bobotnya konstan) kemudian dilakukan pengukuran bobot kering, serta kandungan N, P, dan K.
Pengamatan
Dekomposisi diamati dari tingkat pelapukan dan pelepasan unsur hara. Tingkat pelapukan diamati dari kehilangan bobot keirng sampel, sedangkan pelepasan unsur hara diukur dari sisa unsur hara yang terdapat pada sampel.
Pengaruh Pemupukan dan Respons Varietas Perlakuan
Perlakuan yang dicobakan dalam percobaan ini meliputi dua faktor, yaitu pemupukan dan varietas. Perlakuan pemupukan terdiri atas pemupukan pupuk inorganik, pupuk inorganik ditambah jerami, serta aplikasi jerami atau krotalaria tanpa pupuk inorganik, dengan rincian sebagai berikut :
H : 250 kg urea/ha, 100 kg SP-36/ha, dan 100 kg KCl/ha (mewakili perlakuan pupuk inorganik dosis rekomendasi. Rekomendasi pemupukan padi sawah untuk wilayah : BPP Dramaga, Bogor);
L1 : 62.5 kg urea/ha, 25 kg SP-36/ha dan 25 kg KCl/ha ditambah jerami padi 7,5 ton/ha. jerami dibenamkan pada saat pengolahan tanah (mewakili perlakuan ¼ dosis pupuk inorganik + jerami);
L2 : 125 kg urea/ha, 50 kg SP-36/ha, dan 50 kg KCl/ha ditambah jerami padi 7,5 ton/ha. jerami dibenamkan pada saat pengolahan tanah (mewakili ½ dosis pupuk inorganik + jerami);
U1 : jerami padi 7,5 ton/ha dibenamkan pada saat pengolahan tanah (mewakili bahan organik saja);
U2 : pupuk hijau Crotalaria juncea ditanam dengan dosis benih 40 kg/ha dan pada umur 1 bulan setelah tanam dibenamkan dengan pengolahan tanah (mewakili bahan organik saja).
Jerami dibenamkan setiap awal musim tanam, yaitu pada saat pengolahan tanah. Pada awal percobaan, jerami ditimbang dengan dosis 7.5 ton/ha, sedangkan
untuk panen selanjutnya jumlah jerami yang dibenamkan adalah seluruh jerami hasil petakan tersebut .
Faktor varietas terdiri dari varietas modern V1 (IR-64) dan V2 (Way Apo Buru); varietas lokal V3 (Midun) dan V4 (Sarinah); serta padi tipe baru (Fatmawati).
Dalam percobaan ini terdapat 25 perlakuan yang merupakan kombinasi antara faktor pemupukan dan faktor varietas. Masing-masing perlakuan diulang 3 kali sehingga terdapat 75 satuan percobaan.
Rancangan Percobaan
Rancangan percobaan yang digunakan adalah rancangan faktorial blok terbagi. Untuk mengetahui pengaruh perlakuan terhadap peubah yang diamati digunakan model sebagai berikut:
Yijk = μ + Kk + Ui + δik + Vj + (UV)ij + εijk
Yijk : nilai pengamatan pada kelompok ke k yang memperoleh perlakuan
pemupukan ke-i dan varietas ke-j;
μ : rata-rata umum;
Kk : pengaruh kelompok ke-k;
Ui : pengaruh taraf ke-i dari faktor pemupukan
δik : pengaruh galat yang muncul pada taraf ke-i dari faktor pemupukan dalam
kelompok ke-k (galat a);
Vj : pengaruh taraf ke-j dari faktor varietas;
(UV)ij : pengaruh interaksi taraf ke-i faktor pemupukan dan taraf ke-j faktor varietas;
εijk : pengaruh galat pada kelompok ke-k yang memperoleh taraf ke-i faktor
pemupukan dan taraf ke-j faktor varietas (galat b).
Pelaksanaan Percobaan
Percobaan dilakukan pada lahan sawah beririgasi dengan ukuran petak satuan percobaan 5 x 5 m2. Dengan menggunakan rancangan faktorial blok terbagi, dalam satu ulangan, arah horizontal dilakukan pengacakan perlakuan varietas dan arah
vertikal dilakukan pengacakan pemupukan (Denah Percobaan seperti terlihat pada Gambar Lampiran 1).
Aplikasi jerami dan krotalaria. Jerami dengan dosis 7.5 ton basah/ha pada percobaan MT-1 dan sesuai dengan hasil panen untuk MT-2 dan MT-3, dicacah dengan ukuran panjang sekitar 10 cm. Jerami ditaburkan di atas permukaan tanah sebelum pengolahan tanah sehingga dapat terbenam pada saat pengolahan tanah pertama. Pengolahan tanah pertama dilakukan segera setelah panen. Untuk krotalaria ditanam pada petakan sesuai dengan perlakuan. Dosis benih yang digunakan adalah 40 kg benih/ha. Setelah tanaman krotalaria berumur satu (1) bulan kemudian dipotong, dicacah sekitar 10 cm dan ditaburkan ke seluruh petakan. Selanjutnya dilakukan pengolahan tanah hingga pupuk hijau tersebut terbenam. Pada petakan ini berarti bukan hanya diaplikasikan biomas krotalaria bagian atas tanah, tetapi juga bagian akar beserta bintil akarnya. Aplikasi krotalaria juga dilakukan setiap musim tanam.
Pengolahan tanah dilakukan dengan sistem olah tanah sempurna, yaitu 2 kali pencangkulan ditambah dengan pelumpuran dan perataan. Dengan pengolahan tanah tersebut seluruh bahan organik yang diaplikasikan terbenam dalam tanah dan tanah siap tanam.
Benih varietas modern (Way Apo Buru dan IR-64) dan new plant type (padi tipe baru) varietas Fatmawati diperoleh dari Balai Penelitian Padi (Balitpa atau BB Padi), Sukamandi, sedangkan varietas lokal Garut (Sarinah) dan lokal Sukabumi (Midun) diperoleh dari penangkar benih Dinas Pertanian masing-masing kabupaten. Benih direndam 12 jam dan diperam 24 jam pada karung goni basah. Selanjutnya benih disemai pada bedengan semai yang telah disiapkan untuk masing-masing varietas.
Bibit dipindah tanam pada umur 21 hari dengan 2 bibit per lubang tanam. Jarak tanam yang digunakan adalah 22cm x 22cm. Pupuk SP-36 dan KCl pada petak perlakuan pupuk inorganik saja maupun jerami + pupuk inorganik diberikan seluruhnya pada saat tanam, sedangkan pupuk urea diberikan tiga kali, yaitu 30% saat tanam, 40% pada 4 MST, dan 30% pada 6 MST. Seluruh pupuk susulan
diberikan secara top dressing. Pengendalian gulma dilakukan secara manual (dengan menyiangi) pada 3 MST dan 7 MST. Pengendalian hama dan penyakit dilakukan dengan aplikasi pestisida buatan secara terbatas.
Pengamatan
Ketersediaan Hara Tanah
Hara yang diamati ketersediaannya dalam tanah pada setiap perlakuan adalah amonium (NH4+), nitrat (NO3-), N total, P tersedia, K tersedia, dan C-organik.
Pengamatan hara tanah dilakukan sebelum percobaan dan pada saat panen. Sampel tanah diambil komposit secara diagonal dengan 3 titik setiap petak. Pengambilan sampel tanah dilakukan dengan bor tanah hingga kedalaman 30 cm, segera dimasukkan ke dalam plastik sampel, mengikat erat dengan karet, dan dimasukkan dalam kantong polibag hitam untuk mencegah oksidasi dan terkena cahaya matahari.
Ketersediaan Hara untuk Tanaman
Pengukuran ketersediaan hara bagi tanaman padi menggunakan model pendekatan Dobermann and Fairhurst (2000). Model tersebut dikembangkan berdasarkan hubungan antara hasil gabah dan akumulasi unsur hara pada total bobot kering bagian di atas permukaan tanah padi sawah irigasi pada saat masak fisiologis dapat ditentukan untuk target hasil tertentu berdasarkan pendekatan modeling QUEFTS (Quantitative Evaluation of the Fertility of Tropical Soil) yang dikembangkan oleh Janssen di Wageningen, Belanda (Dobermann dan Fairhurst 2000). Asumsi yang digunakan adalah terdapat hubungan linear antara hasil gabah dengan serapan unsur hara pada tingkat serapan hara rendah jika serapan hara tersebut merupakan serapan maksimum pada suplai hara yang terbatas. Batasan ketersediaan hara dan hubungannya dengan hara yang terambil dalam hasil gabah seperti terlihat pada Tabel 1.
Tabel 1. Hubungan Ketersediaan Hara N, P, dan K dengan Hara N, P, dan K Terambil (kg/ton Gabah)
Ketersediaan Hara Nitrogen Fosfor Kalium
Hara sangat terbatas <10 <1,6 <9 Hara terbatas 11-13 1,7 - 2,3 10 – 13 Hara optimum 14-16 2,4 – 2,8 14 – 16 Hara berlebihan 17-23 2,9 – 4,8 17 – 27
Hara sangat berlebihan >24 >4,9 >28 Sumber: Dobermann and fairhurst (2000)
Kondisi tersebut berlaku untuk seluruh padi ekotipe indica dengan indeks panen mendekati 0,5 dan dapat digunakan untuk sawah irigasi di daerah tropis dan subtropis. Dengan demikian, pengukuran ketersediaan hara pada perlakuan pemupukan dapat didekati dari kandungan hara pada hasil gabah.
Bagan Warna Daun
Pengamatan bagan warna daun dimaksudkan utnuk mengetahui kecukupan tanaman terhadap unsure hara N. Pembacaan bagan warna daun dilakukan terhadap daun teratas tanaman sampel yang telah membuka penuh yang merefleksikan status N tanaman. Pembacaan dilakukan setiap minggu mulai tanaman berumur 3 MST hingga muncul malai (heading). Tanaman padi indica tipe semikerdil yang ditanam secara tanampindah disebut sebagai kekurangan N apabila pembacaan bagan warna daun menunjukkan skala < 4 (IRRI-CREMNET, 1998).
Pertumbuhan Tanaman, Hasil, Komponen Hasil, dan Mutu Fisik Gabah
Peubah pertumbuhan, hasil, komponen hasil, dan mutu fisik gabah yang diamati adalah sebagai berikut:
a. jumlah anakan, diamati tiap minggu mulai tanaman berumur 3 MST hingga saat keluar malai (heading);
b. tinggi tanaman, diukur dari permukaan tanah hingga ujung daun tertinggi dan diamati setiap minggu mulai tanaman berumur 3 MST hingga saat keluar malai;
c. bobot basah dan bobot kering biomas, diukur dengan menimbang bagian tajuk tanaman dan bagian akar baik bobot segar ataupun bobot kering; pengamatan bobot basah dan kering biomas dilakukan setiap 2 minggu mulai dari tanaman berumur 3 MST; tanaman contoh diambil dari tanaman pada baris ke dua atau baris ke tiga sebanyak tiga tanaman untuk sekali pengamatan;
d. hasil diamati sebagai bobot gabah kering panen (gabah basah) dan gabah kering giling atau gabah kering (kadar air 14 %) per rumpun tanaman sampel dan petak ubinan dengan ukuran petak 2.5m x 2.5m;
e. komponen hasil, yaitu jumlah anakan produktif (jumlah malai/rumpun sampel), jumlah gabah/malai tanaman sampel, panjang malai, bobot 1.000 butir gabah dari tanaman sampel, dan % gabah hampa.
Serapan Hara Tanaman
Serapan hara N, P, dan K tanaman dianalisis pada bagian akar, jerami, dan gabah. Serapan hara tersebut diukur pada saat panen. Sampel akar, jerami, dan gabah diambil kemudian dikeringkan dalam oven dengan suhu 60oC selama 3 hari atau bobot sudah konstan. Sampel kering dihaluskan dengan alat penggiling. Kandungan N ditentukan dengan metode Kjedhal (dengan alat titrasi) dan P dengan metode pengabuan kering (ditetapkan dengan spektrofotometer). Untuk unsur K ditentukan dengan metode HClO4 + HNO3 dengan alat atomic absorbtion spectrometer.
Serapan hara masing-masing unsur adalah persen masing-masing tersebut terhadap bobot kering masing-masing biomas atau rata-rata dari serpan masing-masing bagian biomas untuk serapan total. Hara terangkut dihitung dengan mengalikan persen serapan hara dengan bobot kering masing-masing bagian biomas.
Efisiensi Penggunaan Unsur Hara N, P, dan K
Dalam penelitian ini dianalisis efisiensi fisiologis penggunaan hara atau menurut Eagle et al. (2000) disebut sebagai physiological use efisiency atau disebut sebagai utilization efficiency menurut Sowers et al. (1994) atau efficiency for grain production (Borell et al., 1998). Efisiensi fisiologis (EF) dihitung dengan rumus
gabah kering (kg/ha) EF =
Total serapan hara tertentu pada bagian tanaman di atas permukaan tanah (kg/ha)
Analisis Data
Data hasil pengamatan dianalisis statistik dengan uji F (analisis ragam). Apabila uji F nyata kemudian dilanjutkan dengan uji Duncan Multiple Range Test pada taraf uji 5%.