Rasional
Percobaan II menunjukkan bahwa asam oksalat merupakan eksudat asam organik paling dominan yang dikeluarkan oleh akar tanaman jagung, yakni berkisar antara 3.15- 5.93 mg/g BK akar. Asam oksalat memegang peranan penting dalam membebaskan K terfiksasi menjadi K tersedia pada tanah-tanah yang banyak mengandung mineral K (Song dan Huang, 1988). Selain asam oksalat, sejumlah kation juga dapat membebaskan K yang terfiksasi pada tanah-tanah yang banyak mengandung mineral liat tipe 2:1. Kation tersebut antara lain: Na+ (Ismail, 1997), NH4+ (Kilic et al., 1999; Evangelou dan Lumbanraja, 2002), dan Fe3+. Kation terakhir berpotensi untuk membebaskan K terfiksasi karena berdasarkan deret liotropik Fe3+ mempunyai jerapan yang lebih tinggi daripada K+ (Havlin et al., 1999). Selain itu Fe juga merupakan unsur hara mikro yang sering menjadi masalah di tanah-tanah netral hingga alkalin termasuk tanah yang didominasi mineral liat smektit. Sementara itu percobaan III menunjukkan bahwa pada tanah-tanah yang didominasi mineral liat smektit, urutan jerapan, daya sangga, dan jerapan maksimum kation dari tinggi ke rendah adalah: Fe3+ > NH
4+ = Na+.
Tujuan
Penelitian ini bertujuan untuk mempelajari pengaruh pemberian asam oksalat dan Na+, NH4+, dan Fe3+ terhadap: (1) Pelepasan K terfiksasi dan jarak basal mineral liat
smektit, (2) Ktdd, Kdd, dan Kl tanah, dan (3) serapan N, P, dan K, serta pertumbuhan tanaman jagung (Zea mays, L.) pada tanah-tanah yang didominasi mineral liat smektit.
Bahan dan Metode
Percobaan menggunakan contoh tanah yang sama dengan percobaan sebelumnya (percobaan III), yaitu dua contoh tanah Alfisol dari Bogor (B1) dan Blora (B4), serta 2 contoh tanah Vertisol dari Cilacap (B2) dan Ngawi (B3). Selanjutnya penelitian dilaksanakan melalui 3 rangkaian kegiatan, yaitu: (1) percobaan fiksasi K di laboratorium, (2) percobaan inkubasi di laboratorium, dan (3) percobaan pot di rumah kaca.
1. Percobaan Fiksasi K di Laboratorium
Percobaan dilaksanakan di Laboratory of Soil Sciences, Graduate School of Agriculture, Kyoto University, Japan pada bulan Juli – Oktober 2006. Percobaan menggunakan rancangan acak kelompok (RAK) dengan 6 perlakuan, yaitu: kontrol (air), asam oksalat, (asam oksalat+NaOH) pH=7, Na+, NH4+, dan Fe3+ masing-masing 1 N dan diulang 3 kali. Selanjutnya percobaan dilaksanakan melalui tahapan sebagai berikut: (1) Pemisahan fraksi liat terhadap 4 contoh tanah, (2) Penjenuhan fraksi liat dengan 1 N KCl; (3) Aplikasi perlakuan, yaitu: kontrol, asam oksalat, (asam oksalat+NaOH) pH=7, Na+, NH4+, dan Fe3+, dan (4) Pengukuran kadar K dalam supernatan dan jarak basal smektit dalam paste liat.
Pemisahan Fraksi Liat.
Pemisahan butir-butir primer tanah (pasir, debu, dan liat) dilakukan dengan cara menghilangkan bahan pengikat tanah. Penghilangan bahan karbonat dilakukan dengan cara menambahkan NaOAc atau HCl pH 5, sedangkan bahan organik dengan peroksida (H2O2).
Contoh tanah bebas bahan pengikat didispersikan, lalu butir pasir kasar dipisahkan dengan penyaringan 50 µm. Pemisahan fraksi liat dari debu dilakukan dengan prinsip perbedaan kecepatan butir jatuh menurut hukum Stokes, yaitu setelah dibiarkan semalam suspensi liat (bagian atas) disedot dan dimasukan ke dalam tabung sentrifuge. Setelah bahan liat mengendap air dibuang agar kadar air dalam suspensi liat seminimal mungkin.
Penjenuhan dengan K
Penjenuhan suspensi liat dengan K dilakukan dengan mengikuti prosedur Tan (1978). Ke dalam masing-masing suspensi liat diberikan 20 ml larutan KCl 1 N, lalu dikocok selama 6 jam. Contoh tersebut diberi perlakuan dua periode pengeringan dan pembasahan secara simultan. Pengeringan dilakukan pada suhu 45 oC di dalam oven selama 24 jam untuk masing-masing periode sedangkan pembasahan dilakukan dengan menambahkan air bebas ion secukupnya hingga terbentuk paste liat. Contoh suspensi liat dicuci dengan menambahkan 20 ml larutan Na-asetat 1 N untuk membuang kelebihan K di dalam larutan tanah, disentrifius pada kecepatan 15.000 rpm selama 10 menit, dicuci lagi dengan etil alkohol 98% 4 kali, lalu dikeringkan pada suhu 45 oC. Perlakuan tersebut di atas dikenal sebagai proses pembentukan mineral ilit (ilitisasi).
Aplikasi Perlakuan
Sekitar 100 mg contoh liat jenuh K ditimbang dan dimasukkan ke dalam tabung sentrifius 100 ml. Ke dalam masing-masing tabung diisi 20 ml air bebas ion, larutan asam oksalat, (asam oksalat+NaOH) pH=7, NaCl, NH4Cl, dan FeCl3 masing-masing dengan konsentrasi 1 N. Contoh dikocok selama 6 jam lalu disentrifius selama 10 menit pada kecepatan 15.000 ppm. Selanjutnya contoh disaring, filtratnya disimpan untuk penetapan
kadar K. Sementara itu paste liat ditambahi 5 ml air bebas ion, dikocok, lalu dipipet sekitar 2 ml, disimpan pada gelas preparat, dibiarkan semalam untuk analisis jarak basal smektit.
Pengukuran
Filtrat dipipet 1 ml, dimasukkan ke dalam tabung reaksi 20 ml, diencerkan 10 kali, lalu dihomogenkan dengan menggunakan mixer. Setelah larutan standar K disiapkan, kadar K dalam supernatan diukur dengan metode AAS. Paste liat pada preparat gelas dibiarkan semalam, lalu setelah paste liat kering, jarak basal smektit diukur dengan metode XRD pada sudut putar 4 – 30o dan lampu katoda Cu.
2. Percobaan Inkubasi di Laboratorium
Percobaan dilaksanakan di laboratorium Penelitian dan Uji Tanah, Balai Penelitian Tanah Bogor sejak sejak Maret – Juli 2006. Percobaan ini menggunakan rancangan faktorial dalam Rancangan Acak Kelompok (RAK). Ketersediaan K tanah diduga dari peubah bentuk-bentuk K tanah (Kl, Kdd, Ktdd, dan Kt).
Perlakuan
Faktor pertama adalah penambahan kation, yaitu: tanpa kation, Na+, NH4+, dan Fe3+ masing-masing dalam bentuk NaCl, NH4Cl, dan FeCl3 dengan takaran 50% jerapan maksimum masing-masing kation seperti yang telah ditetapkan pada percobaan III (Tabel 16). Faktor kedua adalah takaran asam oksalat, yaitu: tanpa asam oksalat, 1000, 2000, dan 4000 ppm. Selanjutnya masing-masing kombinasi perlakuan diulang 3 kali.
Inkubasi
Bahan tanah dikering-udarakan, ditumbuk, diayak dengan saringan 2 mm, lalu dimasukan ke dalam pot sebanyak 1 kg/pot bobot kering mutlak (BKM). Semua pupuk diberikan dalam bentuk larutan, lalu tanah diaduk hingga homogen. Tanah diinkubasi selama 12 minggu dan kadar air dipertahankan dalam kondisi kapasitas lapang dengan cara menambahkan air bebas ion seminggu 2 kali. Selanjutnya contoh tanah diaduk hingga homogen setiap minggu.
Tabel 16. Takaran Na+, NH
4+, dan Fe3+ pada Tiap Jenis Tanah
Kation Bentuk senyawa Tipik (B1)Hapludalf Kromik (B2)Endoaquert Endoaquert Tipik (B3) Tipik (B4)Haplustalf ……….. mg/kg ………...
Na+ NaCl 59 68 82 60
NH4+ NH4Cl 65 104 96 85
Fe3+ FeCl3 5000 5000 5555 5000
Penetapan Fraksionasi K Tanah:
Pengambilan contoh tanah dilakukan saat inkubasi telah mencapai 12 minggu. Contoh tanah diambil sekitar 250 gram, dikeringudarakan, digerus lalu diayak dengan ayakan 2 mm. Bentuk-bentuk K yang meliputi: Kl, Kdd, Ktdd, Kt ditetapkan dengan metode yang diuraikan oleh Helmke dan Sparks (1996); Knudsen et al. (1982); dan Wood dan DeTurk (1940). Tahapannya adalah sebagai berikut:
K Larut
Lima gram contoh tanah dimasukkan ke dalam botol sentrifius, lalu ditambahkan 20 ml 0.0002 M CaCl2 dan dikocok selama 1 jam. Ekstrak tanah disentrifius dengan
kecepatan 3500 rpm selama 20 menit dan supernatan ditampung. Selanjutnya kadar K dalam supernatan diukur dengan AAS.