5.4.2. Kadar Amonium Selama Masa Pertumbuhan Tanaman
Kadar amonium larutan tanah di lahan percobaan selama periode pertumbuhan tanaman berfluktuasi (Gambar 14, Lampiran 30, dan 31). Kadar amonium pada awal musim agak tinggi karena pemupukan pada saat tanam, kemudian menurun; dan meningkat mencapai puncak pada minggu ke lima setelah pemupukan susulan pada minggu keempat. Terjadinya puncak amonium pada minggu ke lima menunjukkan bahwa urea cepat terurai menjadi amonium. Pemberian pupuk urea yang segera diikuti oleh kejadian hujan lebih cepat terurai, karena urease cepat terbentuk. Selain itu, urease mudah terbentuk di rhizosfer yang dipupuk urea akibat aktivitas mikroba meningkat karena eksudat akar (Mengel, 1985, Tisdale et al., 1993). Setelah minggu ke lima, kadar amonium menurun kembali sampai akhir musim.
Gambar 13. Kadar nitrogen sebelum tanam (N 0) dan pada waktu panen (N 10)
-50 -40 -30 -20 -10 0 0,05 0,10 0,15 0,20 0,25 Kadar N (%) K edal am an tanah (c m ) N 0 N 10
Fluktuasi kadar amonium larutan tanah terjadi pada seluruh kedalaman tanah. Fluktuasi kadar amonium tanah dapat terjadi akibat adanya tambahan dari pupuk, pengurangan akibat serapan akar, dan perubahan menjadi bentuk nitrat yang tergantung pada kelembaban tanah. Pada keadaan reaksi tanah mendekati netral, seperti pada percobaan ini, lebih banyak bentuk amonium diserap tanaman daripada bentuk nitrat. Namun pada pH yang agak masam, bentuk nitrat lebih banyak diserap tanaman (Tisdale et al., 1993). Perubahan amonium menjadi
nitrat tergantung pada suhu dan kelembaban tanah. Pada suhu optimum, apabila kadar air tanah berada pada potensial > -1/3 bar atau < - 15 bar, proses nitrifikasi menurun drastis; tetapi pada potensial air -7 bar (pF 3,85) seluruh amonium dapat dikonversi menjadi nitrat (Tisdale et al., 1993). Berdasarkan kurva karakteristik air tanah (Lampiran 20), kadar air tanah selama periode pertumbuhan tanaman (Gambar 11, Lampiran 26 dan 28), tidak pernah mencapai pF 3,85 sehingga tidak memungkinkan terjadinya nitrifikasi sempurna. Dengan demikian N dalam tanah bisa berada dalam bentuk amonium maupun nitrat.
Kadar amonium larutan tanah tidak nyata dipengaruhi oleh fluks aliran air, pergerakan air transient, maupun kadar air tanah (Tabel 10). Amonium dalam larutan tanah merupakan ion positif (kation) yang mudah diikat oleh koloid/liat tanah (Mengel, 1985), diimobilisasi oleh mikroba tanah, diserap oleh akar
Gambar 14. Kadar amonium selama masa pertumbuhan tanaman
0 5 10 15 20 Waktu (minggu) Ka d a r N H 4 + (p p m ) 0-10 cm 11,08 4,813 2,046 5,013 9,628 4,433 6,05 4,72 5,622 4,069 10--20 cm 7,457 2,483 2,104 4,012 17,37 4,519 5,652 5 5,727 4,78 20-30 cm 5,773 3,924 1,308 2,704 17,87 4,603 6,712 4,767 5,587 4,46 30-40 cm 6,525 3,203 1,357 2,674 8,459 5,338 7,053 4,923 5,959 4,7 40-50 cm 5,863 2,923 1,452 3,655 9,086 5,571 7,636 4,857 5,384 4,485 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
tanaman (Roy et al., 2006), dan segera ternitrifikasi (Tisdale et al., 1993). Oleh karena itu ion amonium dalam tanah bersifat tidak mobil dan pada tanah lahan kering kadarnya relatif rendah bila dibandingkan dengan ion nitrat. Walaupun fluks aliran air tidak menunjukkan pengaruh terhadap kadar amonium tanah, tetapi dari Gambar 14 terlihat bahwa penambahan pupuk susulan pada minggu kelima secara berangsur meningkatkan kadar amonium di lapisan bawah. Penurunan kadar amonium dari minggu pertama hingga minggu ke tiga dan dari minggu ke lima hingga ke sepuluh pada seluruh kedalaman tanah dapat Tabel 10. Korelasi antara fluks aliran air, laju pergerakan air transient, dan kadar air terhadap kadar NH4+, NO3-, P, dan K larutan tanah
Peubah NH4+ NO3- P K
Fluks -0,01 0,08 0,17 0,15 dKA 0,01 -0,08 -0,17 -0,15
KA -0,10 -0,75* -0,12 -0,70*
disebabkan oleh serapan akar. Namun peningkatan kadar amonium larutan tanah di lapisan bawah pada minggu ke sepuluh dibandingkan minggu ke tiga menunjukkan adanya pergerakan N baik masih berupa pupuk atau sudah dalam bentuk amonium.
Kadar amonium larutan tanah tidak nyata dipengaruhi oleh kadar air dalam tanah (Tabel 10). Berdasarkan nilai kadar air pada seluruh kedalaman tanah (Gambar 11, Lampiran 26 dan Lampiran 28), nilai kadar air tanah tidak memiliki variasi yang cukup besar, sehingga kadar amonium antar kedalaman tanah juga berada pada nilai yang relatif sama. Dengan demikian tidak terlihat pengaruh kadar air tanah terhadap kadar amonium larutan tanah. Apabila kadar air tanah selama masa pertumbuhan tanaman berfluktuasi pada selang nilai yang lebar (dari kadar air rendah sampai mendekati jenuh), maka pengaruhnya terhadap kadar amonium larutan tanah lebih nyata terlihat. Pada kondisi yang sangat kering, ion amonium dapat terikat kuat oleh liat tanah atau mengalami nitrifikasi sempurna
(yang dapat terjadi pada potensial air – 7 bar). Pada kondisi kadar air yang sangat tinggi, amonium yang terikat koloid/liat tanah dapat terlepas ke larutan tanah. Mengingat kedalaman perakaran tanaman jagung manis hanya sampai 20 cm, tetapi terlihat bahwa kadar amonium larutan tanah pada kedalaman > 20 cm menurun dari minggu ke lima sampai ke sepuluh (Gambar 14 dan 15). Hal ini menunjukkan bahwa kadar amonium di kedalaman > 20 cm ikut menyumbangkan untuk serapan akar.
Hubungan kadar amonium dalam tanah dengan karakteristik pori menunjukkan korelasi yang rendah (Lampiran 32). Amonium merupakan ion yang tidak mobil (Mengel, 1985), sehingga tidak mudah bergerak bersama air. Karena sifatnya yang tidak mobil, ion amonium dalam larutan tanah bergerak melalui proses difusi, di mana daya penggeraknya adalah perbedaan konsentrasi ion tersebut. Oleh karena itu pengaruh karakteristik pori terhadap kadar amonium larutan tanah relatif rendah. Karena ion di dalam tanah berada di dalam ruang pori, baik pori makro maupun pori mikro, maka ada kecenderungan bahwa amonium larutan tanah dipengaruhi oleh karakteristik pori secara bersama. Berdasarkan uji regresi berganda hubungan antara karakteristik pori dengan kadar amonium larutan tanah menunjukkan bahwa kadar amonium larutan tanah dipengaruhi oleh ruang pori drainase sangat cepat dengan koefisien korelasi
Gambar 15. Kadar NH4+, curah hujan, dan fluks aliran air selama massa pertumbuhan tanaman
0 4 8 12 16 20 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Waktu (minggu) K ada r N H 4 ( ppm ) -150 -75 0 75 150 C u rah hujan, F luk s (m m ) CH Fluks 0-10 10-20 20-30 30-40 40-50
sebesar 0,31 (r = - 0,31) (Lampiran 34). Namun ruang pori drainase sangat cepat di dalam sistem lahan kering kurang nyata pengaruhnya karena ruang pori tersebut berfungsi apabila tanah berada dalam keadaan jenuh. Dalam sistem lahan kering, kondisi jenuh hanya dapat terjadi apabila terjadi hujan yang sampai menjenuhi tanah. Hal ini hanya dapat terjadi pada saat hujan dalam waktu yang relatif singkat. Pada kondisi kering, ruang pori drainase berfungsi sebagai ruang pori aerasi. Karena ion amonium dalam larutan tanah merupakan ion yang sangat dipengaruhi oleh proses biokimia dalam tanah, maka karakteristik pori yang sangat menentukan terhadap pergerakan dan distribusi air dan udara dalam tanah sangat menentukan kelarutan amonium secara tidak langsung. Pengaruh tidak langsung tersebut melalui kehidupan mikroba yang ada di dalam tanah, di mana dapat mempercepat transformasi amonium di dalam tanah menjadi bentuk NH4+
yang terimobilisasi atau ternitrifikasi menjadi NO3- (Mengel, 1985).