4 HASIL DAN PEMBAHASAN
4.2 Pola Pelepasan Nitrogen pada Pupuk Lambat Tersedia
Pelepasan nitrogen dari pupuk dianalisis berdasarkan konsentrasi amonium dan nitrat yang dilepaskan melalui metode perkolasi (perkolat). Hasil analisis amonium (NH4+) perkolat dari pupuk lambat tersedia (Tabel 5) menunjukkan P4
memiliki laju pelepasan amonium terendah yaitu 38.93% lebih lambat dibandingkan urea, diikuti dengan P3 sebesar 32.42%, P1 sebesar 30.91%, P6 sebesar 26.14% dan P2 sebesar 23.64%. Hal ini menunjukkan adanya pengaruh penyalutan dengan zeolit, asam humat dan gum arab terhadap sifat pupuk urea. Hal ini sesuai dengan pernyataan Nainggolan (2010) bahwa ada peran dari zeolit dan asam humat dalam memperlambat pelepasan nitrogen dari urea (CO(NH2)2)
menjadi amonium (NH4+). Nainggolan (2010) juga menyebutkan bahwa pupuk
UZA (urea zeolit humat dengan perbandingan 70:30) mampu meminimumkan pembentukan amonium, sehingga mampu meningkatkan efisiensi pupuk urea dengan mempertahankan jumlah amonium di dalam tanah.
Tabel 5. Total N-NH4+ yang terlepas (mg) selama uji perkolasi 1 bulan
Perlakuan
Konsentrasi N-NH4+ yang dilepaskan pada
Total Amonium Hari ke-2 Hari ke-4 Hari ke-7 Hari ke-12 Hari ke-18 Hari ke-19 Hari ke-21 Hari ke-22 Hari ke-30 ---mg--- Urea 0.69 0.72 1.14 1.45 1.81 1.94 1.46 1.36 1.40 11.97 P1 0.56 0.60 0.65 0.69 0.99 1.73 0.93 1.08 1.04 8.27 P2 0.67 0.70 0.75 0.78 0.92 1.75 1.35 1.16 1.06 9.14 P3 0.65 0.71 0.65 0.79 0.71 1.56 1.21 0.99 0.82 8.09 P4 0.58 0.65 0.63 0.71 0.70 1.17 0.98 0.95 0.94 7.31 P5 0.65 0.69 0.73 0.76 0.83 1.27 1.00 1.11 1.04 8.08 P6 0.63 0.69 0.82 0.86 1.04 1.21 1.30 1.10 1.19 8.84
Ketersediaan amonium dalam tanah cenderung rendah pada kondisi aerob, sebagian akibat fiksasi oleh liat dan pada pH tinggi cenderung menjadi bentuk stabil N organik kompleks (Stevenson 1982). Zeolit juga memberikan pengaruh terhadap kestabilan tersebut. Suwardi (1991) menyatakan penjerapan NH4+ di
dalam rongga/kisi-kisi zeolit hanya bersifat sementara dan dengan mudah dapar diserap tanaman pada saat diperlukan. Zeolit memiliki banyak kelebihan diantaranya, KTK tinggi yang berperan sebagai pengadsorbsi, pengikat dan penukar kation. Makin tinggi KTK zeolit maka makin banyak jumlah kisi-kisi pertukarannya.
17 Pola umum pelepasan NH4+ dengan waktu pelindian (Gambar 7)
menunjukkan bahwa NH4+ dilepaskan dari pupuk N terus meningkat dengan
waktu sampai puncak kemudian menurun kembali. Puncak pelepasan tertinggi dicapai pada hari ke 19 kecuali pupuk P6. Puncak kelarutan NH4+ tertinggi
diperoleh pada urea, sedangkan semua pupuk N yang disalut dengan campuran zeolit, bahan humat dan gum arab mempunyai nilai puncak kelarutan yang lebih kecil.
Proses pelepasan NH4+ dari pupuk dalam penelitian ini diawali dengan
pelarutan urea oleh air bersamaan dengan proses uji perkolasi yang diumpamakan sebagai kejadian hujan. Perbedaan konsentrasi NH4+ pada air perkolasi
menunjukkan intensitas pelarutan urea, yang mana pada pupuk urea yang disalut dengan zeolit, senyawa humat dan gum arab (P1, P2, P3, P4, P5 dan P6) lebih rendah dibandingkan dengan urea akibat halangan fisik yang berasal dari bahan penyalut tersebut.
Gambar 7 menunjukkan bahwa pupuk Standar (urea) memiliki satu titik puncak. Urea mengalami proses pelepasan NH4+ secara cepat dikarenakan tidak
adanya halangan fisik yang membantu proses perlambatan kelarutannya. Apabila pola pelepasan NH4+ pada P1 dan P2 dibandingkan dengan pupuk urea terlihat
bahwa pada pupuk P1 (perbandingan urea:zeolit = 7:3) dan P2 (perbandingan urea:zeolit = 8:2) memperlihatkan laju pelepasan NH4+ lebih lambat pada
pencucian hari ke 2 – 12 untuk P1 dan 2 – 18 untuk P2 lebih lambat dibandingkan urea. Hal ini dikarenakan adanya peranan dari zeolit dalam memperlambat proses kelarutan dari NH4+, melalui penahanan imbibisi air, peningkatan ukuran butir
pupuk akibat penyalutan dan penampungan NH4+ terlarut dalam kompleks
pertukaran zeolit.
Pupuk P1, P3 dan P4 mempunyai komposisi urea zeolit sama yaitu urea : zeolit = 7:3, perbedaan hanya terletak pada penambahan senyawa humat yang mana P3 ditambah 2% dan P4 2.5 %. Namun demikian terdapat sedikit perbedaan pola pelarutan NH4+ diantara ketiga jenis pupuk tersebut. Perbedaan pertama
terlihat dari nilai tertinggi pelarutan yang menunjukkan penambahan senyawa humat menurunkan puncak pelarutan NH4+ yang makin rendah dengan
meningkatnya dosis senyawa humat. Perbedaan kedua terletak pada laju pelepasan NH4+ dengan pelindian yang untuk P3 dan P4 tetap rendah pada periode
hari ke 2 sampai 18, sementara pada P1 rendah pada hari ke 2 sampai 12 selanjutnya meningkat drastis pada hari ke 12 sampai 18.
Apabila diperhatikan pola pelarutan NH4+ pada pupuk P2, P6 dan P7 yang
mempunyai perbedaan pada kadar penambahan senyawa humat pola pelarutan NH4+ yang sangat mirip dengan pola pupuk P1, P3 dan P4 dan P4 dijumpai.
Pada pupuk lambat tersedia yang dibuat dengan cara penyalutan, pelepasan hara melalui salut/membran tidak dipengaruhi secara langsung oleh sifat-sifat tanah, seperti pH tanah, salinitas tanah, tekstur, aktivitas mikroba, potensial redoks, kekuatan ion larutan tanah, tetapi lebih dipengaruhi oleh suhu dan permeabilitas salut (Trenkel 1997).
Pelepasan nitrogen juga dilihat dari pelepasan nitrat. Jumlah total pelepasan nitrat harian pada perkolat terlihat pada Tabel 6. Pada pelepasan nitrogen dalam bentuk nitrat ini diduga setelah hari ke-30 masih terjadi. Sampai pada pencucian pada hari ke 30 setelah aplikasi ke dalam tanah pelepasan nitrat dari pupuk N yang diuji masih tetap tinggi.
18
Gambar 7. Konsentrasi N-NH4+ dilepaskan akibat aplikasi Urea (a), Pupuk P1(b),
dan Pupuk P2 (c), P3 (d), P4 (e) , P5 (f), P6 (g) selama 1 Bulan Uji Perkolasi (c) (d) (e) (b) (a) (g) (f)
19 Data pada tabel 6 menunjukkan bahwa pupuk P4 memiliki pelepasan nitrat 37.87% lebih kecil dari urea, diikuti P3 sebesar 35.25%, P5 sebesar 33.98%, P6 sebesar 30.84%, P2 sebesar 30.77%, dan P1 sebesar 22.86%. Pada perlakuan pupuk lambat tersedia terlihat laju pelepasan yang cukup konstan dimana fluktuasi konsentrasi nitrat tidak begitu besar hingga hari terakhir perkolasi, sedangkan pada pupuk urea terlihat adanya pelepasan yang cukup tinggi pada hari ke-7 hingga hari ke-22 lalu menurun pada hari ke-30. Besarnya pelepasan nitrat terjadi karena suasana oksidatif, sehingga sangat memungkinkan perubahan nitrogen dari amonium menjadi nitrat. Leiwakabessy (1988) menyatakan bahwa amonium merupakan bahan baku untuk proses nitrifikasi, maka syarat utama adalah ketersediaan amonium.
Tabel 6. Total N-NO3- yang terlepas (mg) Selama Uji Perkolasi 1 Bulan
Perlakuan
Konsentrasi N-NH4+ yang dilepaskan pada
Total Nitrat Hari
ke-2 Hari ke-4 Hari ke-7 ke-12 Hari ke-18 Hari ke-19 Hari ke-21 Hari ke-22 Hari ke-30 Hari
---mg--- Urea 3.45 3.47 15.24 23.32 27.78 30.50 23.39 18.61 4.64 150.40 P1 4.48 8.63 13.39 15.52 17.59 12.81 18.04 16.18 9.38 116.02 P2 5.15 5.71 13.77 13.41 14.23 11.84 12.32 13.90 13.79 104.12 P3 4.70 7.37 9.46 15.39 12.37 10.71 13.25 11.20 12.94 97.38 P4 4.04 8.18 13.03 11.26 11.85 10.62 12.09 10.85 11.51 93.44 P5 3.42 8.93 7.59 15.62 13.96 10.86 15.18 12.58 11.14 99.29 P6 3.36 7.29 11.31 10.42 15.95 12.45 16.70 14.53 12.02 104.01
Pada Tabel 5 dan 6 terlihat bahwa secara keseluruhan, jumlah total NH4+
dan NO3- pada pupuk lambat tersedia memiliki laju pelepasan lebih rendah
dibandingkan urea. Apabila dilihat dari persentase perhari perkolasi pada amonium dan nitrat terlihat bahwa nitrat memberikan nilai persentase lebih tinggi dibandingkan pada amonium. Pada beberapa hari perkolasi terdapat pola yang hampir serupa diantara pola pelepasan amonium dan nitrat, dimana hari ke-2 hingga hari ke-18 cenderung pelepasannya meningkat. Pada kondisi reduktif, N- NH4+ lebih dominan daripada N-NO3-, namun sebaliknya dalam kondisi oksidatif
N-NH4+ bisa berubah menjadi N-NO3- melalui proses nitrifikasi. Bakteri-bakteri
yang berperan besar terhadap perubahan amonium menjadi nitrit adalah bakteri nitrosomonas dan perubahan nitrit menjadi nitrat oleh nitrobakter.
Gambar 8 menunjukkan pola umum pelepasan NO3- dengan waktu
pelindian yang menunjukkan bahwa pola umum pelepasan NO3- sangat mirip
dengan pelepasan NH4+. Pola umum pelarutan NO3- yang diperoleh adalah
pelarutan meningkat sampai ulangan pencucian yang berbeda-beda, kemudian menurun dengan titik akhir yang berbeda pula. Pada pupuk urea setelah puncak tertinggi pada pelindian hari ke 19 menurun drastis sampai titik akhir pelindian bernilai sangat rendah. Berdasar data lindian N-NH4+ dan N-NO3- pada akhir,
20 yang tertera pada Tabel 7. Terlihat bahwa hingga proses pelindihan (hari ke 30) 60,1 % N yang ditambahkan telah dilepaskan yang terdiri dari 4,4 % N-NH4+ dan
55.7 % N-NO3-. Pada pupuk N yang bersalut yang terdiri dari P1, P2, P3, P4, P5,
dan P6 pelepasan N-NO3- meningkat dengan masa pelindian, mencapai puncak
kemudian menurun dengan laju relatif lambat. Pada akhir masa pelindian N-NH4+
dan N-NO3- yang lepas masing-masing berturut-turut 46.0 %, 41.9 %, 39.0 %,
37.3 %, 39.7 % dan 41.7 %.
Tabel 7. Total Nitrogen Dalam Bentuk Amonium Dan Nitrat Dari Pupuk N Lambat Tersedia Dan Pupuk Urea Selama 1 Bulan Uji Perkolasi
Perlakuan Jumlah N awal Total N-(NH4
+ + N03-) N yang tercuci (%) ---mg--- Urea 270.00 162.37 60.14 P1 269.50 124.29 46.11 P2 269.84 113.26 41.97 P3 270.05 105.47 39.06 P4 269.96 100.75 37.32 P5 270.27 107.37 39.73 P6 270.73 112.85 41.68
Pupuk P1 dan P2, menunjukkan pola pelepasan yang hampir serupa,dimana terjadi peningkatan pelepasan NO3- dari hari ke 2 hingga hari ke
18, kemudian menurun perlahan hingga hari ke 30. Nilai NO3- yang diperoleh
lebih tinggi dibandingkan hasil yang diperoleh pada pola pelepasan NO3- urea.
Pupuk P1, P3,P4, yang memiliki perbandingan urea zeolit yang sama memperlihatkan pola yang meningkat perlahan menaik dan kemudian menurun hingga akhir perlindian. Pada P1 terlihat melepaskan NO3- dengan hasil yang
lebih rendah dibandingkan dengan P3 dan P4. Pupuk P3, menunjukkan pola pelepasan NO3- yang meningkat hingga hari ke 7 menurun perlahan kemudian
meningkat kembali pada hari ke 21 lalu terlihat konstan hingga hari ke 30. Pupuk P4, memperlihatkan pola pelepasan NO3- meningkat hingga hari ke 7 kemudian
perlahan menurun melandai hingga hari ke 30. Pola pelepasan NO3- pada P3, P4
cenderung melandai dikarenakan adanya peranan dari campuran zeolit dan senyawa humat yang terdapat di dalam pupuk tersebut. Sebagaimana diketahui bahwa pola pelepasan NO3- ini sedikit banyak dipengaruhi oleh ketersediaan
NH4+ dalam pupuk. NH4+ ini yang selanjutnya digunakan sebagai bahan
pembentukan NO3-.
Pupuk P2, P5 dan P6 menunjukkan pola pelepasan NO3- yang mana pada
P2 terlihat peningkatan pelepasan NO3- dari hari ke 2 hingga hari ke12 dan
pelepasan ini terlihat stabil hingga hari ke 30. Pada P5, memperlihatkan pelepasan NO3- yang meningkat pada hari ke 2 hingga hari ke 12 kemudian menurun sedikit
pada hari ke 19 kemudian meningkat dan cenderung turun melandai hingga hari ke 30. Pada P6, menunjukkan pola pelepasan NO3- yang meningkat dari hari ke 2
hingga ke 7 kemudian meningkat perlahan hingga hari ke21 lalu menurun melandai hingga hari ke 30.
21
Gambar 8. Konsentrasi N-NO3- dilepaskan akibat aplikasi Urea (a), Pupuk P1
(b), dan Pupuk P2 (c), P3 (d), P4 (e) , P5 (f), P6 (g) selama 1 Bulan Uji Perkolasi
(a) (b)
(c) (d)
(e) (f)
22 Berdasarkan penjelasan pola pelepasan NH4+ dan NO3- diatas dapat
ditarik suatu kesimpulan bahwa kombinasi pupuk lambat tersedia ini memenuhi persyaratan menjadi slow release fertilizer yang antara lain terlihat dari kelarutan
dari NH4+ dan NO3- yang lambat dibandingkan dengan urea, sehingga pada akhir
pengujian masih terlihat adanya nilai yang tinggi dari NH4+ dan NO3- dalam
pupuk tersebut. Pola pelepasan NH4+ dan NO3- yang terlihat berbeda antara urea
dengan pupuk lambat tersedia. Pada urea terlihat pola pelepasannya terlihat meningkat tajam kemudian menurun secara drastis hingga titik terendah pada saat akhir pengujian perkolasi, sedangkan pada pupuk lambat tersedia terlihat peningkatan secara perlahan dari pelepasan NH4+ dan NO3- kemudian mengalami
penurunan stabil dan masih memiliki nilai hingga akhir pengujian.
4.3 Mekanisme Slow Release dari Slow Release Fertilizer
Mekanisme slow release yang terjadi pada penelitian ini adalah yang
pertama adanya halangan fisik yang menghambat pupuk untuk mengalami kontak langsung dengan air dan yang kedua adalah terjadinya pengikatan ion. Zeolit berperan dalam mengikat ion amonium yang dilepaskan pupuk urea pada saat penguraian. Pupuk urea yang telah dilapisi dengan asam humat memberikan efek perlambatan pelepasan amonium dan nitrat pada pupuk. Suwardi dan Darmawan (2009) menyebutkan bahwa rongga zeolit yang berukuran 2-8 angstrom sesuai dengan ukuran ion ammonium. Pengikatan akan lebih efektif jika jumlah zeolit yang dicampurkan ke dalam pupuk urea semakin banyak, karena kompleks jerapan dan rongga yang dapat menangkap ion amonium semakin banyak. Ion yang dilepas ke dalam larutan tanah selama jumlah ion ammonium dalam tanah masih tinggi. Setelah ion ammonium dalam tanah berubah menjadi nitrit,persediaan ion dalam rongga-tongga zeolit dilepaskan ke dalam larutan tanah. Sehingga zeolit berperan memperlambat proses perubahan ion amonium menjadi nitrat. Adanya senyawa humat dalam campuran pupuk lambat tersedia diharapkan selain dapat membantu dalam perlambatan pelepasan penguapan pupuk menjadi gas amoniak, disisi lain memiliki peranan juga dalam memperbaiki pertumbuhan tanaman, meningkatkan permeabilitas sel dan kegiatan hormone pertumbuhan (Tan 1992).
23
4.4 Pengaruh Beberapa Formulasi Pupuk N Lambat Tersedia terhadap