Perubahan Ciri Kimia dan Efisiensi Pemupukan P pada Tanah Typic Hapludox Sitiung Sumatera Barat Melalui Pemberian Kalsium Karbonat dan Kalsium Sulfat

PERUBAHAN CIRI KIMIA DAN EFISIENSI PEMUPUKAN P PADA

TANAH TYPIC HAPLUDOX SITIUNG SUMATERA BARAT

MELALUI PEMBERIAN KALSIUM

KARBONAT

DAN

KALSIUM SULFAT

Oleh

:

MULYADI

PROGRAM PASCASARJANA

ABSTRAK

MULYADL Perubahan Ciri Kimia dan Efniensi Pemupukan P pada Tanah Typic Hapludox Sitiung Sumatera Barat melalui Pemberian Kalsium Karbonat dan

Kalsium Sulfat. (Dibawah bimbingan KOMARUDDIN IDRIS, ABDUL RACHIM dan

E L S E L. SISWORO).

Penelitian ini bertujuan untuk : (1) mempelajari perubahan ciri-ciri kimia dan efisiensi pemupukan P tanah Oxisols akibat pengaruh pemberian kalsium karbonat dan kalsium sulfat, (2) mempelajari respons tanaman jagung akibat pemberian kalsium karbonat dan kalsium sulfat dan pemberian pupuk P (SP36 dan fosfat alam Ciarnis).

Rancangan percobaan yang digunakan dalam penelitian ini adalah Rancangan Acak Lengkap dengan dua faktor dan tiga ulangan. Penelitian ini terdiri atas 6 percobaan yaitu 4 percobaan dilakukan di laboratorium dan 2 percobaan di nunah kaca. Percobaan 1 terdiri atas faktor kalsium karbonat dengan pup& SP36. Percobaan 2 terdiri atas faktor kalsiurn karbonat dengan pupuk fosfat alam ciamis. Percobaan 3 terdiri atas faktor kalsium sulfat dengan pupuk SP36. Percobaan 4 terdiri atas faktor kalsium sulfat dengan fosfat alam Ciamis. Percobaan 5 terdiri atas kombinasi persentase kalsium karbonat dan kalsium sulfat setara 2 x Aldd dengan fosfat alam Ciamis dan terakhir percobaan 6 terdiri atas faktor kombinasi persentase kalsiurn karbonat dan kalsium sulfat setara 2 x Aldd dengan pupuk SP36. Untuk percobaan laboratorium masing-masing faktor terdiri atas 3 level dosis yang berbeda. Untuk kalsium terdiri dari 0 x Aldd ; 1 x Aldd dan 2 x Aldd, Untuk pupuk SP36 d m fosfat alam Ciamis terdiri dari 0.0 ppm P ; 0.2 ppm P dan 0.4 ppm P. Pada percobaan rumah kaca, persentase kombinasi kalsium karbonat dan kalsium sulfat setara 2 x Ala terdiri dari 6 level dosis yaitu : 0 % CaS04 + 0 % CaCO3 ; 100 % CaS04 +

0 % CaC03 ; 75 % CaS04

+

25 % CaC03 ; 50 % CaS04 + 50 % CaC03 ; 25 % CaS04 -t 75 % CaC03 dan terakhir 0 % CaS04

+

100 % CaC03. Pupuk SP36 d m fosfat alam Ciamis masing-masing terdiri dari 2 level dosis yaitu 0.0 ppm P dan 0.2 ppm P.

Hasil penelitian menunjukkan bahwa perlakuan kalsium karbonat dan kalsium sulfat yang dikombinasikan dengan pupuk SP36 dan fosfat alam Ciamis nyata memperbaik~ sifat kimia tanah yaitu dengan naiknya PHHZO, bertambahnya muatan negatif, Aldd menjadi tidak terukur, KTK efektif dan kejenuhan basa yang meningkat, kenaikan P tersedia (PBrayI), menurunnya Fedd dan memberikan pengaruh penurunan yang nyata pada erapan maksimum P.

SURAT PERNYATAAN

Dengan ini menyatakan bahwa Tesis be rjudul :

PERUBAHAN CIRI KIMIA DAN EFISIENSI PEMUPUKAN P PADA

TANAH TYPIC HAPLUDOX SITIUNG SUMATERA BARAT

MELALUI PEMBERIAN KALSIUM KARBONAT DAN

KALSlUM SULFAT

Adalah benar merupakan hasil karya saya sendiri dan belum pernah dipublikasikan.

Semua sumber data dan infonnasi yang digunakan telah dinyatakan secara jelas dan dapat

diperiksa kebenarannya.

Bogor, Oktober 2002

M U L Y A D I

PERUBAHAN CIRI KIMIA DAN EFISIENSI PEMUPUKAN

P

PADA TANAH TYPIC HAPLUDOX SITlUNG SUMATERA

BARAT MELALUI PEMBERIAN KALSIUM

KARBONAT DAN KALSIUM SULFAT

MULYADI

Tesis

Sebagai Salah Satu Syarat Untuk Memperoleh

Gelar Magister Sains pada Program Studi

Ilmu Tanah

P R O G M M PASCASARJANA

Judul Tesis

Nama Mahasiswa

Nomor Pokok

Program Studi

(Alm.)

: Perubahan Ciri Kimia dan Efisiensi Pemupukan P

pada Tanah Typic Hapludox Sitiung Sumatera Barat

Melalui Pemberian Kalsium Karbonat dan

Kalsium Sulfat

: Mulyadi

: 99047

: Ilmu Tanah

Menyetuj ui,

1. Komisi Pelpbimbing

Dr. Ir. Komaruddin Idris, MS Ketua

Dr. Ir. El. Abdul Rachim, MS Ir. Elsie L. Sisworo,MS, APU

Anggota

2. Ketua Program Studi

Prof. Dr. Ir. H. Sudarsono, MSc

RIWAYAT HIDUP

Penulis lahlr di Tebas Kabupaten Sambas Propinsi Kalimantan Barat pada tanggal 25

Oktober 1966. Merupakan anak ketujuh dari pasangan suarni-istri Hamdi H. Muhammad

dan Hj. Nurhana Idris.

Menempuh pendidikan dasar di SDN No.1 Tebas dan Tamat tahun 1979. Tahun

1982, tarnat dari SMP Negeri Tebas. Pada tahun 1985, penulis menyelesaikan pendidikan

Sekolah Lanjutan Tingkat Atas; SMA Negeri I Singkawang. Ditahun yang sama penulis

memulai penQdikan S-1 di Universitas Tanjungpura Fakultas Pertanian Program Studi

Agronomi. Penulis meraih gelar Sa rjana Pertanian pada tahun 1990.

Tahun 1992, penulis mulai mengabdikan diri sebagai penyuluh pertanian spesialis

(PPS) dengan status honorer pada Kantor Wilayah Pertanian Propinsi Kalimantan Barat

dan dipeke rjakan di Dinas Pertanian tanaman Pangan Propinsi Kalimantan Barat. Tahun

1994, penulis diangkat sebagai pegawai negeri sipil (PNS) sebagai penyuluh pertanian.

Pada tahun 1999, penulis mendapatkan tugas belajar dari PEMDA Propinsi

Kalimantan Barat untuk melanjutkan pendidikan ke tingkat pascasarjana

1

Fakultas

Pertanian Institut Pertanian Bogor dengan memilih Program Studi Ilmu Tanah dan lulus

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT, Tuhan yang Maha

-

Pemberi kasih sayang dan kebijakan yang tak pilih kasih, karena atas rahmat dan

ridhoNyalah penulis dapat menyelesaikan proses penelitian dan penulisan tesis ini

yang berjudul, "Perubahan Ciri Kimia dan Efisiensi Pemupukan P pada Tanah Typic Hapludox Sitiung Sumatera Barat melalui Pemberian Kalsium Karbonat dan Kalsium

Sulfat ". Salam dan Salawat juga penulis sampaikan kepada Nabi Muhammad SAW,

keluarganya, sahabatnya dan para muslimin-muslimat. Semoga umat manusia selalu

sejahtera dalarn kelimpahan iman

dan

damai dalam menjalani kehdupan ini.

Penulisan tesis ini adalah merupakan satu syarat yang hams dipenuhi untuk dapat

meraih gelar Magister Sains pada Program Pascasarjana Institut Pertanian Bogor.

Penulisan ini &susun berdasarkan hasil penelitian yang telah dilaksanakan hampir 10

bulan, yakni sejak April 2001 sarnpai Januari 2002 di Laboratoriurn Kimia dan

Kesuburan Tanah IPB Baranangsiang , Laboratorium Kimia dan Kesuburan Tanah

IPB Darmaga, Rumah Kaca Jurusan Ilmu Tanah di Baranangsiang dan Laboratorium

LP3TIR BATAN Jakarta.

Pada kesempatan ini penulis mengucapkan banyak terima kasih kepada :

1. Bapak Komaruddin Idris, Bapak H. Abdul Rachim (Alm.), dan Ibu Esje L.

Sisworo, selaku Ketua dan Anggota Komisi Pembimbing, yang telah banyak

memberikan bantuan, arahan, saran dan petunjuk sejak menyusun rencana

penelitian sarnpai penyusunan penulisan ini. Semoga Allah SWT selalu

Bapak H. Sudarsono, ketua Program Studi Ilmu Tanah yang telah memberikan

motivasi

untuk

secepatnya bisa menyelesaikan pendidikan ini. Semoga Allah

SWT melimpahinya dengan pahala yang tak berhingga.

Gubernur Kepala Daerah Kalimantan Barat, yang telah memberikan kesempatan

untuk melaksanakan tugas belajar dengan memberikan bantuan beasiswa b a g

penulis untuk mengikuti program pendidikan pascasarjana ini.

Ir. Andi Patiroi (Alm.) mantan Kakanwil Pertanian Propinsi Kalimantan Barat;

mantan Sekretaris Bimas Kalimantan Barat, Ir. Siwi Purwanto dan Kepala Dinas

Pertanian Propinsi Kalimantan Barat, Ir. Fathan AR,Mag., yang telah

memberikan kesempatan dan izin serta dukungan kepada penulis

untuk

mengkuti program pendidikan ini.

Badan Kepegawaian Daerah Propinsi Kalimantan Barat beserta staf yang dengan

ikhlas telah membantu kelancaran penulis mengikuti pendidikan tugas belajar

pada program pascasarjana.

Tenaga Laboran pada Laboratoriurn Kimia dan Kesuburan Tanah IPB, terutama

Bapak Simon, Bapak Dady, Bapak Sukoyo, Bapak Soleh, Bapak Ade dan Bapak

Hermansyah yang telah membantu kelancaran dalam proses penelitian

laboratorium.

Tenaga Laboran pada Laboratorium P3TIR BATAN Jakarta yang telah membantu

penulis dalam proses penelitian ini.

Rekan sesama mahasiswa Pascasarjana IPB jurusan Ilmu Tanah yang senantiasa

...

111

9. Istri (Erliyanti) dan Anakku tercinta Almira Nur Islami yang telah memberikan

pengorbanan, kesabaran, pengertian dan doa serta dorongan semangat sehingga

penulis marnpu menyelesaikan tugas ini dengan ketetapan hati.

10. Kepada Ibunda tercinta, Hj.Nurhana, Abangnda Dr. Muchlis Hamdi, Kakaknda

Sabehah, Rasidah (Alm), Mahdiah, Mahfuzah dan Nurhayati yang telah

memberikan segala bantuan dan doa tulus ikhlas sehingga penulis mampu

menyelesaikan proses pendidikan ini dengan Ridho Allah yang Maha Kaya lagi

Maha Memperhatikan.

11. Kedua Mertua beserta seluruh keluarga yang telah mendukung dan merestui

usaha penulis untuk mengikuti pendidikan ini.

12. Khusus kepada Ayahnda Harndi H. Muhammad (Alm.) yang semasa hidupnya

selalu memberikan semangat dan dorongan untuk tiada henti dalam menimba

ilmu yang bermanfaat kepada anak-anaknya. Semoga Allah Mengasihi dan

Menyayanginya, di sisiNya yang penuh rahmat.

13. Rekan-rekan sesama mahasiswa penghuni Asrama Rahadi Osman Kalimantan

Barat, Jln. Batu Hulung No.5 Bogor , dan sahabatku Istikanah Aprilianingrum

yang dengan semangat kekeluargaan dan kebersamaan sangat tinggi telah mampu

iv

Sadar akan segala kekurangan clan kelemahan yang dimiliki dan tiada gading yang tak retak, penulis mengharapkan semoga saja karya ini dapat bermanfaat serta memberikan setitik sumbangan bagi perkembangan ilmu di bidang pertanian.

Bogor, Oktober 2002

DAFTAR IS1

Halaman

DAFTAR TAE3EL ... vii

DAFTAR GAMBAR ... ix

DAFTAR LAMPIRAN ... xi

PENDAHULUAN ... 1

Latar Belakang ... 1

...

Tuj uan 4

Hipotesis ... 4

TINJAUAN PUSTAKA ... 5

Bentuk P di dalam Tanah ... 5

Ketersediaan Fosfor (P) Tanah dan Jerapan P ... 6

Kalsium Karbonat, Kalsium Sulfat dan Reaksinya di dalam Tanah ... 10

Pemupukan Fosfat ... 14

Aplikasi Isotop pada Penelitian Bidang Pertanian ... 19

Efisiensi Penggunaan Pupuk ... 22 Tinjauan Umum Tanaman Jagung . . . 23

BAHAN DAN METODE ... 26

Waktu dan Tempat ... 26 Bahan dan Alat ... 26

Prosedur Penelitian ... 27

Pelaksanaan dan Rancangan Penelitian . . . 27

. . .

NASIL DAN PEMBAHASAN 37

Kernasaman Tanah dan A1 Dapat Dipertukarkan (Aldd) ... 37 ApH (pHHZO . pHKC1) ... 45

. . .

Kapasitas Tukar Kation Efektif dan Kejenuhan Basa 48

Erapan Maksimum

P

... 70

Bobot Kering dan Serapan P total Tanaman ... 75

Efisiensi Pemupukan P ... 82

KESIMPULAN DAN SARAN ... 86 Kesimpulan ... 86 Saran ... 87

DAFTAR TABEL

Nomor Halaman

1. Beberapa Radioisotop yang Digunakan dalam Penelitian Hubungan

Tanah dan Tanaman, (Zapata, 1990) . . . 2 1

2. Dosis Pupuk SP36 dan Fosfat Alam Ciamis untuk 500 g dan 2500 g

Tanah Bobot Kering mutlak (BKM) . . . 30

3. Dosis CaC03 dan CaS04 untuk 500 g dan 2500 g Tanah BKM .... 31

4. Dosis C a C O dan CaS04 setara 2 x Aldd untuk 2500 g Tanah BKM

pada Percobaan Rumah Kaca . . . 3 1

5. Pengaruh CaC03 dengan SP36 terhadap pHw0 dan A1 Dapat Dipertukarkan 38

6. Pengaruh CaC03 dengan Fosfat Alam Ciamis (FA) terhadap pHHZO dan

Al Dapat Dipertukarkan . . . 40

7. Pengaruh CaS04 dengan SP36 terhadap pHHZO dan A1 Dapat Dipertukarkan 4 1

8. Pengaruh CaS04 dengan Fosfat Alarn Ciamis (FA) terhadap PHHZO dan

A1 Dapat Dipertukarkan.. . . 42

9. Pengaruh Perlakuan (CaS04

+

CaC03) setara 2 x Aldd dengan Pupuk Fosfat Alam Ciamis (FA) terhadap pHHzo dan A1 Dapat Dipertukarkan . . . .. 44

10. Pengaruh Perlakuan (CaS04 + CaC03) setara 2 x Aldd dengan Pupuk SP36 terhadap pHHzo dan A1 Dapat Dipertukarkan . . . .. . . 44

1 1. Pengaruh CaC03 dengan SP36 terhadap KTK efektif dan Kejenuhan Basa.. . .. 50

12. Pengaruh CaCO3 dengan Fosfat Alam Ciamis (FA) terhadap KTK efektif dan Kejenuhan Basa ... . . 50

13. Pengaruh CaS04 dengan SP36 terhadap KTK efektif dan Kejenuhan Basa.. . . . 5 1

15. Pengaruh Perlakuan (CaS04 + CaC03) setara 2 x Aidd dengan Pupuk SP36 atau Fosfat Alam Ciamis terhadap KTK efektif ... 54

16. Pengaruh Perlakuan (CaS04

+

CaC03) setara 2 x Aldd dengan Pupuk SP36 atau Fosfat Alam Ciamis terhadap Kejenuhan Basa ... 56

17. Pengaruh CaC03 dengan Pupuk SP36 atau Fosfat Alam Ciamis terhadap

...

PB~YI

18. Pengaruh CaS04 dengan Pupuk SP36 atau Fosfat Alam Ciamis terhadap

...

PB~YI

19. Pengaruh Perlakuan (CaS04 + CaC03) setara 2 x &d dengan Pupuk SP36 atau Fosfat Alam Ciarnis terhadap PBmyl ...

20. Pengaruh CaC03 dengan Pupuk SP36 atau Fosfat Alam Ciamis terhadap Fe Dapat Dipertukarkan ...

2 1. Pengaruh CaS04 dengan Pupuk SP36 atau Fosfat Alam Ciamis terhadap Fe Dapat Dipertukarkan ...

22. Pengaruh Perlakuan (CaSO4 + CaC03) setara 2 x Aldd dengan Pupuk SP36 atau Fosfat Alam Ciamis terhadap Fe Dapat Dipertukarkan ...

23. Pengaruh CaC03 dengan Pupuk SP36 atau Fosfat Alam Ciamis terhadap

...

Erapan Maksimurn P

24. Pengaruh CaS04 dengan Pupuk SP36 atau Fosfat Alam Ciamis terhadap

...

Erapan Maksimum P

25. Pengaruh Perlakuan (CaS04 + CaC03) setara 2 x Aldd dengan Pupuk SP36 ... atau Fosfat Alam Ciamis terhadap Bobot Kering Tanaman..

26. Pengaruh Perlakuan (CaS04 + CaC03) setara 2 x Aldd dengan Pupuk SP36 atau Fosfat Alam Ciamis terhadap Serapan P- Total Tanaman.. ...

DAFTAR GAMBAR

Nomor Halaman

1. Hubungan Fosfat Alam yang Ditambahkan dengan P dalam Larutan Tanah pada Tiga Waktu Inkubasi

.

. . .

.

, . . .

.

. . .

.

. . . 29

2. Hubungan ApH dengan Perlakuan CaC03 atau CaS04 pada Tanah yang

Dipupuk SP36 atau Fosfat Alam Ciamis .. . . .

.

... . . .. . . .. . . . ... . . . .. . ₄₇

3. Hubungan ApH dengan Perlakuan (CaS04 + CaC03) setara 2 x Aldd

pada Tanah yang Dipupuk SP36 atau Fosfat Alam Ciamis . . . 48

4. Hubungan KTK efektif dengan Perlakuan CaC03 atau CaS04 pada Tanah yang Dipupuk SP36 atau Fosfat Alam Ciamis.. . . .. . . ₅₄

5. Hubungan Kejenuhan Basa dengan Perlakuan CaC03 atau CaS04 pada Tanah yang Dipupuk SP36 atau Fosfat Alam Ciamis . . .

.

. . . 53

6. Hubungan KTK efektif dengan Perlakuan (CaS04 + CaC03) setara 2 x Aldd pada Tanah yang Dipupuk SP36 atau Fosfat Alam Ciamis . . . .. 55

7. Hubungan Kejenuhan Basa dengan Perlakuan (CaS04 + CaC03) setara 2 x Aldd pada Tanah yang Dipupuk SP36 atau Fosfat Alam Ciamis.. . .. . ... . . . .. . . .. 57

8. Hubungan PBray1 dengan Perlakuan CaC03 atau CaS04 pada Tanah yang

Dipupuk SP36 atau Fosfat Alam Ciamis ... .... . ... . .. . .. ... ... .. . ... . . . ... ... ... .. 62

9. Hubungan P B ~ ~ I dengan Perlakuan (CaS04 + CaC03) setara 2 x Aldd

pada Tanah yang Dipupuk SP36 atau Fosfat Alam Ciamis . . . 63

10. Hubungan Fe Dapat Dipertukarkan dengan Perlakuan CaC03 atau CaS04 pada Tanah yang Dipupuk SP36 atau Fosfat Alam Ciamis . . .. . . .. 67

1 I . Hubungan Fe Dapat Dipertukarkan dengan Perlakuan (CaS04

+

CaC03) setara 2 x Aldd pada Tanah yang Dipupuk SP36 atau Fosfat Alam Ciamis . . . . 69

12. Hubungan Erapan Maksimum P dengan Perlakuan CaC03 atau CaS04

13. Hubungan Erapan Maksimum P dengan Perlakuan (CaS04

+

CaC03)

setara 2 x Aldd pada Tanah yang Dipupuk SP36 atau Fosfat Alam Ciarnis ... 74

14. Hubungan Bobot Kering Tanaman dengan Perlakuan (CaS04 + CaC03)

setara 2

x Aldd pada Tanah yang Dipupuk SP36 atau Fosfat Alam Ciamis

... 77

15. Hubungan Serapan P-Total Tanaman dengan Perlakuan (CaS04

+

CaCOs) setara 2

x

&

pada Tanah yang Dipupuk SP36 atau Fosfat Alam Ciamis . . .

.

8 1

16. Hubungan Efisiensi Pemupukan P Tanaman dengan Perlakuan (CaS04

+

CaC03) setara 2 x Aldd pada Tanah yang Dipupuk SP36 atau Fosfat Alam

DAFTAR LAMPIRAN

Nomor Halaman

Teks

1 . Metode Analisis Beberapa Ciri Kimia Tanah. Efisiensi Pupuk dan Erapan P 94

2 . Metode dan Prosedur Analisis Tanah & Laboratorium ... 95

3 . Desknpsi Profil di Lokasi Pengambilan Contoh Tanah ... 99

4 . Hasil Analisis Sifat Fisik dan Kimia Tanah Typic Hapludox (RM-02)

....

Komposit dengan Kedalaman 0 . 30 cm Sitiung I11 Sumatera Barat 101

5 . Kadar Hara dalam Pupuk SP36. Fosfat Alam Ciamis. Kalsium Karbonat dan Kalsium Sulfat ... 102

6 . Sidik Ragam pHIlZO ... 103

7 . Sidik Ragam ApH (pHluo . pHKcl) ... 104

8 . Sidik Ragam Aluminium Dapat Dipertukarkan (Aldd) ... 105

9 . Sidik Ragam KTK efektif ... 106

.

1 0 Sidik Ragam Kejenuhan Basa ... 107

1 1 . Sidik Ragam PBravl ... 108

12 . Sidik Ragam Besi Dapat Dipertukarkan (Fedd) ... 109

13 . Sidik Ragam Erapan Maksimum P . . . 110

. . .

14 . Sidik Ragam Bobot Kering Tanaman 1 1 1

. . .

15 . Sidik Ragam Serapan P Total Tanaman 1 1 1

...

PENDAHULUAN

Latar Belakang

Dewasa ini lahan pertanian yang subur di Indonesia untuk intensifikasi

pertanian khususnya tanaman pangan semakin sempit dan terbatas karena

lahan-lahan tersebut telah berubah fungsi. Lahan-lahan yang masih tersisa .

umumnya mempunyai tingkat kesuburan yang rendah dengan sifat fisika,

kimia dan biologi yang h a n g baik seperti tanah Oxisols.

Oxisols adalah tanah mineral yang kaya seskuioksida dan telah

mengalami pelapukan sangat lanjut. Tanah tersebut miskin akan mineral-

mineral yang mudah lapuk, kandungan mineral resisten sangat tinggi dan

KTK tanah sangat rendah (Soil Survey Staff., 1998).

Tanah ini dicirikan oleh adanya horison oksik pada kedalaman kurang

dari 1,5 m atau mempunyai horison kandik yang jumlah mineral mudah lapuk

memenuhi syarat horison oksik. Tanah ini mempunyai sifat-sifat khusus

seperti cadangan unsur hara sangat rendah, kesuburan alami sangat rendah,

kandungan A1 dapat dipertukarkan tinggi, perrneabilitas baik, tahan terhadap

erosi. Walaupun demikian beberapa jenis Oxisols misalnya great group

Eutrotrorrox, atau Eutrustorrox mempunyai kejenuhan basa tinggi di seluruh

profil (Hardjowigeno, 1993).

Penyebaran Oxisols di Indonesia diperkirakan 8.085 j uta ha yang

terdapat di Sumatera, Kalimantan, Sulawesi, Irian Jaya dan Jawa, miising-

masing seluas 4.016 ; 2.449; 0.789; 0.296 dan 0.135 juta ha (Puslittanak,

1997). Karena Oxisols merupakan tanah mineral yang kaya seskuioksida maka

2

Masalah utama yang terdapat pada jenis tanah ini adalah tingginya

jerapan P (Smyth dan Sanchez, 1980) dan rendahnya ketersediaan serta

efisiensi pemupukan P sehingga kondisi ini merupakan kendala yang hams

diatasi dalam pengelolaan Oxisols untuk pengembangan tanaman pertanian.

Menurut Hidayat (1996) jerapan P pada Oxisols di Pleihari Kalimantan

Selatan mencapai 1519

-

2546 ug P/g tanah, clan Wigena (2000)

mengemukakan bahwa fiksasi P pada Oxic Dystrudept Jambi sebesar 1428

pprn P. Sanchez (1977) mengemukakan bahwa fiksasi pada tanah Oxisols

Cerrado Brazil yang mengandung lebih dari 60 % liat sebesar 442 pprn P.

Untuk mengatasi kendala-kendala tersebut di atas beberapa upaya yang

dapat dilakukan diantaranya adalah dengan mengurangi kapasitas jerapan P

meldui pemberian kapur (Smyth dan Sanchez, 1980 ; Wigena, 2000) dan

pemupukan P (Pustittanak, 1993 dan Idris et a/., 1997). Menurut Smyth dan

Sanchez (1980), pemberian 380 pprn P tanpa CaC03 dapat menurunkan P

terjerap sampai 44 % dan pemberian 540 pprn P dengan CaC03 setara 2.0

Aldd dapat menumnkan P terjerap sampai 85 % pada tanah Typic Haplustox,

Cerrado Brazil. Menumt Manfarizah (1999) pemberian kapur setara 1.5 Aldd

pada Ultisol Lebak nyata meningkatkan pH dari 4.2 menjadi 6.9;

menurunkan Ahd dari 17.98 me11 00 g menjadi 0.00 me11 00 g; menurunkan P

tersedia dari 56.73 pprn menjadi 47.38 ppm; nyata menurunkan kadar AI-P

dari 77.5 pprn menjadi 62.3 pprn da11 Fe-P dari 28; .4 pprn menjadi 278.4

Kalsium karbonat yang diberikan ke tanah akan mengalami hidrolisis

-

3

Selanjutnya OH' akan menetralkan H+ dalam larutan membentuk H 2 0 atau

dengan A]'+ membentuk AI(0I-I)'. Dengan demikian penetralan terjadi dan

selanjutnya kelebihan OH- akan menyebabkan pH menjadi naik.

Disamping CaC03, Ald di dalam tanah masarn dapat diturunkan melalui

pemberian CaS04. Menurut Iyamuremye, Dick dan Baham (1996), pemberian

CaC03 setara 3.0 x

Aid

menurunkan Ald dari 0.43 cmol(+)kg-' menjadi tidak terukur (0.0 cmol(+)kg-I), sedangkan pemberian CaS04 dengan dosis yang

sama menwunkan Aldd dari 0.43 cmol(+)kg-I menjadi 0.07 cmol(+)kg-' pada

tanah Xeric Haplohumult, Jory, Oregon. Walaupun Aldd menurun dengan

pemberian CaS04, pH tidak nyata naik.

Pada tanah Xeric Haplohumult, Jory, Oregon ini, jerapan maksimum P

dari pemberian CaC03 setara 1.5 x Aldd dan 3.0 x Aldd menurun dari 3.44

cmol(+)kg" menjadi 3.30 cmol(+)kg-I . Sedangkan pemberian CaSO, dengan

dosis yang sama, jerapan maksimum P menurun dari 3.49 cmol(+)kg-'

menjadi 3.40 cmol(+)kg- .

Alva, Sumner, and Miller (1 990) mengemukakan bahwa pemberian

CaSOJ pada tanah Typic Hapludult Cecil dan Wedowee dapat meningkatkan

muatan negatif permukaan tanah yang disebabkan oleh jerapan spesifik

SO^^-.

Kekahatan P yang sering terjadi pada Oxisols dapat dikurangi dengan

pemberian pupuk P, yaitu diantaranya SP.36 dan fosfat alam. Akan tetapi

karena tingginya oksida-oksida Fe dan A1 pada tanah menyebabkan efisiens~

pupuk menjadi rendah terutama jika SP.36 diberikan tanpa didahului

pengapuran. Sebaliknya pemberian fosfat alam pada tanah yang telah

4

karena itu pemberian CaS04 akan menjadi salah satu alternatif lain yang perlu

diteliti, terutama terhadap efisiensi pemberian fosfat alam.

Tujuan

1. Mempelajari perubahan ciri-ciri kimia tanah Oxisols dan efisiensi

pemupukan P akibat pengaruh pernberian kalsium karbonat dan kalsium

sulfat.

2. Mempelajari respons tanaman jagung akibat pemberian kalsium

karbonat dan kalsium sulfat clan pemberian pupuk P (SP36 dan fosfat

alam).

Hipotesis

1. Pada perlakuan kalsium karbonat, efisiensi pemupukan P dari SP36 lebih

tinggi jika dibandingkan dengan pemberian fosfat alam dan pada

perlakuan kalsium sulfat, efisiensi pemupukan P dari fosfat alam lebih

tinggi jika dibandingkan dengan pemberian SP36 dengan perubahan ciri-

ciri kimia tanah Oxisols yang lebih baik.

2. Semakin tinggi persentase takaran CaC03, maka respon tanaman terhadap

pelnberian SP36 lebih tinggi jika dibandingkan dengan CaS04 dan

semakin tinggi persentase takaran CaS04 maka respon tanaman terhadap

TINJAUAN PUSTAKA

Bentuk P di dalam Tanah

Secara garis besar fosfor tanah dibedakan atas fosfor anorganik dan

organik. Dalam bentuk anorganik, satu hingga tiga atom hidrogen

dan

asam

fosfat digantikan oleh kation logam. Sebagai bentuk organik, satu mungkin

lebih atom hidrogen dari asam fosfat hilang karena ikatan ester. Sisa

dari

atom hidrogen, seluruhnya atau sebagian dgantikan kation logam. Kedua

bentuk fosfor ini merupakan sumber P yang pnting untuk tanaman (Hakim et

a/., 1986). Kandungannya sangat bervariasi bergantung pada jenis tanah,

tetapi pada umumnya rendah. Fosfor tanah ini akan dijumpai lebih tinggi

pada tanah-tanah muda, perawan, dan lapisan yang lebih dalam.

Chang dan Jackson (1957) membedakan fosfat anorganik menjadi empat

kelompok utama yaitu kalsium fosfat (Ca-P), aluminium fosfat (Al-P), besi

fosfat (Fe-P) dan reductant soluble P (RS-P) atau P larut dalam keadaan

tereduksi. Sedangkan P-organik menurut Rachim (2000) terdiri dari 4 grup

yaitu : 1) Inositol fosfat, yaitu ester fosfat yang terbentuk dari inositol

karbohidrat dan P, 2) asam nukleat (RNA dan DNA), 3) fosfolipid, yaitu

derivat glicerol dalam inti sel dan larutan dalam larutan lemak, 4) ester

lainnya, bagian yang tidak termasuk ketiga kelompok tersebut.

Hakim el uf., (1986) menyatakan sebagian besar fosfat anorganik tanah

ini berada pada persenyawaan kalsium, aluminium clan besi fosfat, yang

kesemuanya sukar larut dalam air.

Penyebaran fosfat anorganik tanah dapat digunakan untuk mengukur

6

hancuran iklim dari tanah yang berumur muda hingga lanjut adalah Ca-P >

AI-P > Fe-P > P-terselubung (Djokosudardjo, 1974). Selanjutnya disebutkan

juga bahwa pada tanah-tanah yang telah mengalami hancuran iklim agak

lanjut, sebagian besar P berada dalam bentuk Al-P, kemudian Fe-P,

sedangkan Ca-P relatif sedikit. Pratt dan Garber (1964) berpendapat bahwa

bentuk Al-P merupakan bentuk P yang paling penting disarnping bentuk P

larut dalarn air bagi tanaman pada tanah masam. Lebih lanjut Kudeyarova (1 98 1) menjelaskan bahwa bentuk A1-P yang mempunyai ketersediaan P yang

cukup tinggi tersebut merupakan bentuk Al-P yang baru diendapkan

dan

mempunyai derajat knstalisasi yang masih rendah.

Ketersediaan Fosfor (P) Tanah dan Jerapan P

Fosfor tanah pada umumnya berada dalam bentuk yang tidak tersedia

bagi tanaman.Tanaman akan menyerap fosfor dalarn bentuk orthofosfat

(H2P0L, ~ ~ 0 dan 4 ~~ 0 4 ~ 3 . - Jumlah masing-masing bentuk tergantung

kepada pH tanah, tetapi umumnya bentuk H2P0i terbanyak dijumpai pada

pH tanah berkisar antara 5.0 - 7.2 (Hakim el a/., 1986). Ketersediaan fosfat

anorganik tanah sangat ditentukan oleh faktor-faktor, yaitu : 1) pH tanah, 2)

ion Fe, Al, dan Mn larut , 3) adanya mineral yang mengandung Fe, Al, dan

Mn, 4) tersedianya Ca, 5) jumlah dan tingkat dekomposisi bahan organik dan

6) kegiatan jasad renik.

Fosfor merupakan salah satu unsur hara esensial bagi pertumbuhan

tanaman, tetapi ketersediaan fosfor di dalam tanah sexing merupakan faktor

kation Ca, Al, dan Fe yang dapat terekstrak oleh larutan asam lemah dan

bagian ini relatif tersedia bagi tanaman. Sedangkan fiksasi fosfat

menunjukkan bagian fosfat yang merupakan cadangan fosfat yang tidak

terekstrak oleh asam lemah dan bagian ini tidak segera tersedia bagi tanaman Beberapa reaksi pengikatan P di dalam tanah adalah sebagai berikut

(Hardjowigeno, 1995) :

a. Pengikatan oleh ion-ion Al+3 dan ~ e + ~ yang larut dalam air

ion mudah

terlarut larut

Varisit (sukar iarut)

b. Pengikatan oleh hidroksida-hidroksida Al dan Fe

OH +H2PO4- --+A1

OH mudah larut H2PO4- (sukar larut)

c. Pengikatan oleh mineral liat

Dalam kristal mudah mineral liat larut

sukar larut

Kamprath (1972) mengemukakan bahwa perubahan bentuk fosfat ke

bentuk lainnya sangat dipengaruhi oleh pH. Bila tanah semakin masam maka

keaktifan Fe dan A1 meningkat sehingga P banyak ditemukan dalam bentuk

AI-P dan Fe-P yang sukar larut. Bolt dan Brugge~~wert (1986) menyimpulkan

bahwa aktivitas P dalam larutan tanah berhubungan erat dengan aktifitas A r 3 ,

9

bahwa pada pH rendah maka jerapan H2P04- oleh komponen tanah akan

meningkat.

Nyakpa et al., (1985) menyatakan bahwa P tanah akan dijerap oleh liat sehingga tidak tersedia bagi tanaman, dimana penjerapan ini akan lebih kuat

pada liat tipe 1 : 1 daripada liat tipe 2:: 1. Menurut Bajwa (1981) tanah-tanah

yang didominasi oleh mineral liat kaolinit dan haloisit (tipe 1 : 1) mempunyai

kapasitas jerapan P yang lebih besar yaitu sebesar 80 % dari P yang

ditambahkan, dan cfiikuti oleh mineral liat arnorf, beidelit, monrnorilonit dan

vermikulit.

Jerapan P meningkat sejalan dengan semakin tingginya kadar liat tanah.

Fox dan Kamprath (1970, dalam Sanchez dan Uehara, 1980) melaporkan

bahwa jerapan P sebesar 390 ppm terjadi pada Oxisols Columbia dengan

kadar liat 38 %. Oxisols Brazil dengan kandungan liat 45 % dapat menjerap P

sebesar 750 ppm, sedangkan Oxisols Hawai dengan kadar liat 70 % dapat

menjerap P sebesar 900 ppm. Disamping kadar liat yang tinggi Oxisols dari

Hawai j uga didominasi oleh mineral kaolinit. Adapun Sanchez (1 977)

mengemukakan bahwa fiksasi pada tanah Oxisols Cerrado Brazil yang

mengandung lebih dari 60 % liat sebesar 442 ppm P.

Anda (1999) lnengemukakan bahwa retensi P pada tanah Typic

Kandiudox Sitiung Sumatera Barat pada kedalaman 0 - 12 cm dan 12

-

32 cm

dengan kandungan liat yang didominasi oleh kaolinit masing-masing 97 %

adalah berturut-turut sebesar 56.7 % dan 54.9 % dengan pH dalam 0.002 M

CaClz (1 : 10) berturut-turut 4.07 dan 4.17 serta mengandung Fe2O3 masing-

10

Oxisols di Pleihari Kalimantan Selatan mencapai 15 19

-

2546 ug Plg tanah,

dan Wigena (2000) mengemukakan bahwa fiksasi P pada Oxic Dystrudept

Jambi sebesar 1428 ppm P.

Foth (1978) dan Ahmad (1989) mengemukakan bahwa tanah-tanah di

daerah tropik basah yang telah mengalami pelapukan lanjut seperti Oxisols

yang umumnya bereaksi masam dan banyak ditemui oksida Fe, Al, dan M n

yang dapat bereaksi dengan ion P membentuk senyawa P yang sukar larut.

Hal ini dikemukakan juga oleh Sanchez dan ~ e h a r a (1980) bahwa jerapan P

pada Oxisols disebabkan oleh tingginya kandungan liat dan seskuioksida serta

adanya dominasi mineral kaolinit.

Untuk mengatasi kendala-kendala tersebut di atas beberapa upaya yang

dapat dilakukan diantaranya adalah dengan mengurangi kapasitas jerapan P

melalui pemberian kapur (Smyth dan Sanchez, 1980 ; Wigena, 2000) dan

pemupukan P (Puslittanak, 1993 dan Idris et al., 1997).

Kalsium Karbonat, Kalsium Sulfat dan Reaksinya di Dalam Tanah

Kalsium karbonat (CaC03) adalah merupakan salah satu bentuk dari

karbonat anorganik yang terdapat di dalam tanah (Doner & Lynn, 1977 ;

Nelson, 1 982, dulun~ Loeppert dan Suarez, 1996). Mineral-mineral karbonat

ini bersifat basa, bereaksi sebagai penyangga pH sehingga mempunyai

peranan penting dalam proses kimia di dalam tanah (Loeppert dan Suarez,

1996). Menurut Allison & Moodie (1965); Nelson (1982, dulam Loeppert dan

Suarez, 1996) reaksinya adalah sebagai berikut: CaC03 + 2 H+

-+

c a f 2

+

COz

11

Kalsium karbonat merupakan salah satu bahan pengapuran. Menurut

Hardjowigeno (1 995) gunanya pengapuran adalah sebagai berikut: 1)

menaikkan pH tanah, 2) menambah unsur-unsur Ca dan Mg, 3) menambah

ketersediaan unsur-unsur P clan Mo, 4) mengurangi keracunan Fe,

Mn,

Al, dan

5) memperbaiki kehidupan mikroorganisme dan memperbaiki pembentukan

bintil-bintil akar.

Soepardi (1983) mengemukakan bahwa pengaruh utama pengapuran

pada tanah masam adalah menetralkan aluminium dan mangan dapat ditukar.

Pengaruh lainnya adalah kadar ion hidrogen menurun dan ion hidroksil (OH)

meningkat, Ca dan Mg dapat ditukar meningkat, nisbah kation-kation yang

dijerap dan yang berada dalam larutan tanah berubah, persentase kejenuhan

basa meningkat serta ketersediaan Mo diperbaiki.

Kamprath (1972) mengatakan bahwa pemberian kapur merupakan salah

satu cara mengatasi kemasaman tanah yang secara kimiawi akan menetralkan

Aldd yang merupakan racun bagi tanarnan.

Untuk menetralisir kemasaman tanah dengan kapur, dalam bentuk

CaC03 melibatkan berbagai reaksi yang bervariasi mengikuti sumber

kemasaman tanah. Mekanisme peningkatan pH tanah sebagai akibat

pengapuran meliputi reaksi penetralan H dalam larutan tanah, dan penukaran

kation A1 serta H pada kompleks jerapan.

Pengaruh langsung dari kalsium karbonat terhadap tanah dapat

Misel

El

Menurut Kussow (1971), reaksi penetralan

Hf

dalam larutan tanah

dengan CaC03 adalah sebagai berikut :

CaC03 + H20 ~ a + +HCO? ~ + OH-

Ht

+

OH-

#

H20

Reaksi penetralan ~ 1 + ~ dalam komplek jerapan dengan CaC03 melalui

anion OH-. Selanjutnya kation ~ amasuk menggantikan ~ l + ' + ~ dalam komplek

jerapan. Melalui reaksi antara komplek jerapan dengan OH- maka akan

terbentuk endapan Al(OH)3 yang dapat menjadi gibsit. Reaksi tersebut

menurut Kussow (1 971) adalah sebagai berikut :

3 CaC03 -+ 3 ~ a ' ~

+

3 CO~-'

3 ~ 0 3 + - ~6 H20

#

3 H2CO3 + 6 OH-

3 H2CO3 3 H 2 0 + 3 C 0 2

2 AIX3 + 6 OH- +---" 2 Al(OH)3 + 6 X-

13

Reaksi penetralan H' dalam komplek jerapan dengan pengapuran CaC03

berlangsung sebagai berikut (Kussow, 197 1) :

CaC03 ~ a

+

+C O ~ - ~ ~

C O ~ - ~ + 2 HX -4 2

x-

+

H 2 c 0 3

H2C03 H20 + C 0 2

~ a ' ~

+

2 X'

e

CaX2

CaC03 + 2 HX

#

CaX2 + H20 + COz

Dari reaksi tersebut di atas, anion CO~" menetralkan

H?

pada komplek

jerapan dan kation cat2 masuk menggantikan

H+

dalam komplek jerapan.

Pengapuran dapat pula membebaskan P yang terfiksasi dalarn seskuioksida

aluminium dan besi. Senyawa ini banyak terdapat pada tanah di daerah tropika dengan tingkat pelapukan yang lanjut, seperti Oxisols. Reaksi pembebasan P

dengan CaC03 berlangsung sebagai berikut (Hakim et a!., 1986) :

A1 (OH)2H2P04 + OH'

2

-

4

A1 (OH)3 + H2P04-

Jerapan fosfat oleh ion A1 dan Fe yang umum terdapat di dalam tanah

adalah merupakan proses pertukaran anion secara fisikokimia, dimana ion

fosfat menggantikan kedudukan ion OH dari koloid tanah atau mineral dan

melalui pembenan CaC03 pada tanah maka satu anion (OH-) ditukar dengan

ion lain (H2P04-) sehingga P menjadi lebih tersedia bagi tanaman.

Berdasarkan penelitian diperoleh bahwa untuk meniadakan keracunan A1

diperlukan pengapuran yang dapat meningkatkan pH tanah sampai 5.5

sedangkan untuk meniadakan keracunan Mn sampai pH 6.0 (Sanchez, 1992).

Disamping CaC03, Aldd di dalam tanah masam dapat diturunkan melalui

14

dan Sumner el a/.; (1986), penggunaan kalsium sulfat atau gpsum sampai

permukaan tanah dapat meningkatkan Ca dapat dipertukarkan dan

menurunkan ALM di dalam subsoil tanah. Menurut Iyamuremye, Dick

dan

Baham (1996), pemberian CaS04 setara 3.0 x A h menurunkan Aldd dari 0.43 cmol(+)kg-' menjadi 0.07 cmol(+)kg-' pada tanah Xeric Haplohumult, Jory,

Oregon. Walaupun A h menurun dengan pemberian CaS04, pH tidak nyata

naik. Selanjutnya pemberian CaS04 dengan dosis setara 1.5 x Aldd dan 3.0 x

Ahd menurunkan jerapan maksimum P dari 3.49 cmol(+)kg-' menjadl 3.40

Alva, Surnner dan Miller, (1990) mengemukakan bahwa pemberian CaS04 pa& tanah Typic Hapludult Cecil dan Wedowee dapat meningkatkan

muatan negatif permukaan tanah yang disebabkan oleh jerapan spesifik ~ 0 4 ' '

seperti ditunjukkan oleh reaksi berikut :

" OH

I

M- So4

-

+ ~ 0 4 ~

-M- OH M-OH

]

+ OH-

Dimana M adalah Fe atau Al. Dalam reaksi ini te rjadi pertukaran anion

antara OH- dengan

SO^^-.

Dengan meningkatnya muatan negatif permukaan

tanah tersebut maka hasilnya dapat meningkatkan retensi kation.

Pernupukan Fosfat

Mineral-mineral berfosfat ditemukan dalam seluruh susunan geologi baik

berupa deposit sedimen, deposit metamorfik inaupun deposit batuan beku

(Khasawneh dan Doll, 1978). Bahan baku utama dari pupuk P ini adalah

15

fluorapatit (Ca3(P04)2)3.CaF2 ; chloroapatit (Ca3(P04)2)3.CaC12 ; hidroksiapatit

Ca3(P04)2)3. Ca(OH)2 ; karbonanat apatit (Ca3(P04)2)3. CaC03, senyawa P

lainnya dalarn tanah dan deposit yang menjadi bahan baku (walaupun kecil)

terutama adalah Fe-fosfat (FeP04.2 H20) dan Al-fosfat (A1P04.2 H20)

(Leiwakabessy dan Sutandi ,1998).

Pupuk P berdasarkan sifat kelarutannya menurut Leiwakabessy dan

Sutandi (1998) dibedakan menjadi pupuk-pupuk P larut air seperti ordinary

superphosphate (OSP), triple superphosphate (TSP) dan pupuk-pupuk P tidak

larut air seperti rhenania fosfat dan rock phosphate atau foafat alam.

Selanjutnya berdasarkan kecepatan ketersedlaannya, Hakim er al., (1986)

membedakan fosfat menjadi : 1) fosfat yang sangat lambat tersedia seperti

apatit, Fe-, Mn-, dan fosfat organik yang stabil, 2) fosfat yang lambat tersedia

seperti Ca(P03)2, Fe-, Mn-, dan Al-fosfat yang baru dibentuk (knstal kecil)

dan fosfat organik baru dimineralisasikan, 3) fosfat segera tersedia seperti

yang larut dalam air : NH4-fosfat, Ca(HzP04) dan yang tidak larut : CaHP04

dan Ca(P03)2. Adapun menurut Hardjowigeno (1995), pupuk P dibedakan

menjadi tiga golongan berdasarkan kelarutannya yaitu : 1 ) larut dalam asam

keras, 2) larut dalam asam sitrat, 3) larut dalam air. Pupuk P yang larut dalam

asam keras lambat tersedia bag tanaman, sedangkan yang larut dala~n asam

sitrat atau air mengandung P yang mudah tersedia bagi tanaman.

Sumber pupuk fosfat merupakan salah satu fakcor yang mempengaruhi

efisiensi pemupukan. Pupuk yang melepaskan unsur P secara lambat

diharapkan dapat meningkatkan efisiensi penggunaan fosfat karena fiksasi

16

Keuntungan dari penggunaan pupuk jenis ini menurut Tisdale dan Nelson (1975) adalah dengan sifat kelarutan yang lambat dapat meningkatkan

efisiensi melalui pengurangan P yang terjerap. Untuk tanah-tanah tua lahan

kering dapat meningkatkan ketersediaan dan mobilitas P serta memperbaiki

ciri kimia tanah lainnya (Idris, 1995). Menurut Leiwakabessy dan Sutandi (1 998), batuan fosfat yang rata-rata berkadar 13 % P atau 30 % P2O5 dan yang

masih mengandung CaC03 dan MgC03 dapat langsung digiling dan

dikeringkan untuk dipakai sebagai pupuk fosfat alarn, cocok untuk tanah-tanah

dengan daya fiksasi tinggi, terutama pada tanah masam, dapat digunakan

sebagai bahan pengapur dan tidak cocok untuk tanah-tanah alkalin atau

berkapur.

Efisiensi dari pupuk ini menurut Leiwakabessy dan Sutandi (1998),

ditentukan oleh sifat kelarutannya, pH tanah (semakin masam semakin baik),

kelembaban dan suhu yang kesemuanya akan mempengaruhi aktifitas biotik

yang juga berperan dalam reaksi konservasi P dalarn tanah. Menurut

Hammond, Chien dan Mokwunye (1986) ; Baon dan van Diest (1989) bahwa

faktor utama yang berpengaruh pada ketersediaan P dari fosfat alam dapat

dikelompokkan menjadi : fosfat alam sebagai sumber pupuk, faktor tanah,

faktor iklim dan faktor tanaman. Sebagai sumber pupuk, efektifitas agronomik

fosfat alam dipengaruhi sifat mineralogi dan kimia, antara lain reaktifitas

kimia dan sifat fisiK seperti kehalusan ukuran butir fosfat alam (Hammond el

17

Daya dorong (driving force) te jadinya pelarutan fosfat alam dalam tanah

adalah pH tanah, Cadd, dan aktifitas HzPOi atau HPOY~/ kapasitas retensi

tanah (Khasawneh dan Doll, 1978 ; Hamrnond et al., 1986).

Pengaruh faktor pH tanah, Cadd dan ahfitas H2P01' atau H P 0 i 2 /

kapasitas retensi tanah tersebut, &pat dilihat pada reaksi berikut (Hammond

et al., 1986) :

Ca10(P04)6.F2 + 12

-

10 ~ a + +6 H2P04- ~ + 2 F-

Reaksi ini menunjukkan bahwa pelarutin fosfat alam membutuhkan

lingkungan yang masam (Khasawneh dan Doll, 1978). Penggunaan fosfat

alam yang digiling halus umumnya direkomendasikan hanya di tanah dengan

pH kurang dari 5.5 (Hammond dan Diamond, 1987). Beberapa tanah tropika

masam mempunyai Ca dapat ditukar dan konsentrasi P relatif rendah sehingga

memberikan kondisi yang sesuai untuk pemakaian fosfat alam. Pengapuran

pada tanah masam menyebabkan penurunan kelarutan fosfat alam, akibat

peningkatan pH dan Ca dapat ditukar (Hammond el al., 1986).

Untuk jangka pendek, penggunaan pupuk TSP (triple superphosphate)

atau SP.36 (Double superphosphate) relatif lebih mudah menyediakan unsur P

bagi tanaman karena TSP atau SP.36 merupakan pupuk berkadar P larut air

tinggi. Rumus pupuk TSP dan SP.36 ini adalah Ca (H2P04)2. Menurut

Hardjowigeno (1995) kandungan P20s DSP adalah 36 - 38 % ; berupa bubuk

kasar, berwarna putih kotor, abu-abk atau coklat muda ; larut dalam air,

bekerjanya perlahan-lahan sehingga dianjurkan untuk pemupukan sebelum

tanam. Adapun kandungan P2Os TSP adalah 46 - 48 % ; berupa butir-butir

18

Leiwakabessy dan Sutandi (1998), pupuk yang berkadar P larut air lebih

cocok untuk tanah-tanah netral dan untuk tanaman semusim.

Pupuk P larut air akan cepat larut dalam tanah dengan kelembaban

sedang. Air atau uap air yang bergerak ke butiran pupuk melarutkan dan

membentuk larutan jenuh dan ion-ion yang dibebaskan dari pupuk. Sifat

-

larutan dari pupuk-pupuk superphosphate seperti TSP menimbulkan reaksi

yang ekstrim masam di sekitar pupuk. Reaksi tanah yang ekstrim masam ini dapat membebaskan (dari dekomposisi mineral tanah) dan meningkatkan

aktifitasion-ion seperti ~ l + ' , ~ e + ' dan ~ n + % e r t a juga ion-ion basa ~ a + ~ , M ~ + ~ dan K+. Ion monofosfat (H2P04-) akan segera bereaksi dengan logam-logam

tersebut membentuk senyawa yang antara lain seperti AlP04.2 H 2 0 (Variscite)

(Leiwakabessy dan Sutandi (1998).

Reaksi pupuk-pupuk yang mengandung monokalsium fosfat (Ca(H2P04)2

di dalam tanah masam akan menghasilkan bermacam-macam jenis senyawa

yang antara lain : koloidal (Fe, Al, X)P04.8 H20, dikalsium fosfat (CaHP04

dan CaHP04.2H20), CaF2(HP04).8H20, CaA1H(P04)2.6Hz0 dan

CaA16H4(P04)3.20 HzO. Dalam tanah dengan kondisi yang kurang masam

akan terbentuk CaHP04.2H20, K (A1Fe)3H8(P04)6.6Hz0 dan

K3A15H6(P04)8. 1 8H20. Pada tanah berkapur akan terbentuk pertama-tama

dikals~um fosfat. Dalam keadaan dimana terdapat banyak Mg maka akan

terbentuk MgHP04.3H20 disamping CaHP04 (dihidrat dan anhidrat)

(Leiwakabessy dan Sutandi ( 1998).

Kelemahan penggunaan pupuk P larut air adalah bahwa efektivitas pupuk

terbentuknya senyawa yang kurang tersedia bagi tanaman dan ketersediaan P

selanjutnya dikontrol oleh pelarutan P dari tanah (Hammond, 1978).

Selanjutnya Kussow ( 197 1 ) menyatakan bahwa pelarutan yang cepat tersebut

tidak dapat menghindari adanya retensi unsur P oleh kation-kation seperti Al,

Fe, Ca, dan Mn.

Sanchez (1 977) mengemukakan bahwa pemupukan P tanah Oxisols perlu

dilakukan untuk menyediakan 0.2 ppm P di dalam larutan tanah dan untuk

tanah yang menjerap 200 ppm P diperlukan perkupukan 870 kg P20s/ha dalam

upaya mengatasi masalah tersebut. Selanjutnya Fox dan Kamprath (1970)

menyarankan bahwa adanya 0.0064 rnmol Pniter atau 0.2 mg Pniter di dalam

keseimbangan larutan tanah akan dapat menghasilkan produksi optimum pada

sebagian besar tanaman.

Aplikasi Isotop pada Penelitian Bidang Pertanian

Metode Isotop dan radiasi telah dibuktikan sangat berguna di dalam

penelitian bidang pertanian dan di dalam meningkatkan produksi pangan

dunia. Metode- metode ini telah digunakan dengan rutin di lapangan seperti

penelitian mengenai hara tanaman, kesuburan tanah, pemuliaan tanaman,

kesehatan dan produksi ternak, pengendalian hama serangga, pengawetan

pangan dan penelitian residu pestisida (Hardarson, 1990).

Hampir semua unsur penting dalam penelitian hayati paling kurang

mempunyai dua isotop stabil yaitu isotop ringan dan isotop berat dengan

isotop berat berada dalam jumlah kecil. Isotop-isotop berat sering digunakan

20

Sisworo dan Rizal(1999), menyatakan pada dasarnya isotop dapat dibagi

dalam dua kelompok besar yaitu ; 1) radioisotop : isotop yang dapat

memancarkan radiasi, yang secara umum dsebut sebagai sinar a,

P,

y, seperti

6 0 ~ o , 3 2 ~ , 6 5 ~ n . 2) istotop sabil : isotop yang tidak memancarkan radiasi

seperti ' 5 dan ~ 13c. Selanjutnya berdasarkan fimgsinya maka isotop dapat

dibagi ke dalarn dua kelompok yaitu : 1) kelompok yang berfimgsi sebagai

sumber radiasi seperti 6 0 ~ o d m 13'cs, 2) kelompok yang berfhgsi sebagai

perunut atau tracer seperti 3 2 ~ , 3 3 ~ , 3 5 ~ dan 6 5 ~ n .

Penggunaan awal dari analisa isotop stabil dilakukan pada bidang ilmu

geologi seperti geochemistry selanjutnya dengan pengembangan peralatan

penelitian inovatif menggunakan berbagai isotop stabil telah menghasilkan

penggunaan yang lebih luas di dalam kehidupan, pertanian dan penelitian

lingkungan (Axmann dan Zapata, 1990).

Sisworo dan Rizal (1999) menyatakan bahwa secara umum penggunaan

teknik nuklir atau radioisotop di bidang pertanian dan peternakan adalah

untuk membantu : 1) menentukan kondisi optimal b a g penggunaan pupuk,

air dan juga fiksasi N2 udara, 2) pemuliaan untuk memperoleh varietas baru

yang tahan hamalpenyakit, produksi tinggi dengan kualitas produk lebih baik,

3) meningkatkan kinerja reproduksi, tingkat nutrisi dan kesehatan hewan, 4)

mengurangi kehilangan panen pada saat pasca panen, 5) mengurangi bakteri

patogen pada bahan pangan, 6) mempelajaripengurangan polusi pestisida dan

senyawa agrokimia lainnya, 7) mengendalikan hama, 8) meningkatkan bobot

badan hewan dan produksi susu karena adanya makanan tambahan, 9)

21

Penggunaan teknik nuklir tersebut didasarkan pada kemampuan isotop

sebagai alat untuk menganalisis dan yang terpenting adalah bahwa suatu

isotop yang digunakan dapat dilacak kembali.

Atom-atom berat yang digunakan dalam penelitian hayati (biologi) dapat

bempa unsur radioaktif (radioisotop) atau atom non aktif. Radioisotop adalah

unsur yang mampu meluruh dengan sendirinya akibat kelebihan muatan

positip pada intinya. Contoh radioisotop yang sering digunakan dalam

penelitian antara hubungan tanah dengan tanaman menurut Zapata ( 1990)

adalah seperti pada Tabel 1 berikut ini.

Tabel 1. Beberapa Radioisotop yang Digunakan dalam Penelitian Hubungan Tanah dan Tanaman (Zapata, 1990)

Prinsip perhitungan menggunakan teknik radioisotop ini menurut

Sisworo dan Rizal (2000); Sisworo, Haryanto dan Rasjid (1997) pada garis

besarnya terdiri atas dua metode yaitu : 1) metode langsung, 2) metode tidak

langsung dengan menggunakan nilai-A dan metode pengenceran.

,

Unsur Karbon Oksigen Nitrogen Fosfor Kalium Kalsium Radioisotop

I3c

lsO

"N

3 ' ~

'OK

"ca

Tipe Penggunaan

Penelitian bahan organik, fotosintesa dan Translokasi C.

Penelitian fotosintesis, respirasi, ludrologi, Ekologi, bahan organik tanah.

Penelitian efisiensi penggunaan pupuk N, Fiksasi biologi, keseimbangan N, transformasi N dalam tanah dan sebagainya.

Penelitian efisiensi penggunaan pupuk P, residu pupuk P, evaluasi fosfat alam dan sebagai nya.

Penelitian K dapat dipertukarkan

[image:178.576.94.493.363.611.2]

22

Efisiensi Penggunaan Pupu k

Efisiensi penggunaan pupuk adalah satu ukuran kuantitatif serapan hara

aktual yang berasal dari pupuk oleh tanarnan dalam hubungan dengan hara

yang ditambahkan dalarn tanah (Zapata, 1990). Hal tersebut dengan jelas

tergambar pada persamaan berikut :

Jurnlah hara tanarnan dari pupuk

% penggunaan pupuk = x 100 %

jumlah hara yang ditambahkan

Efisiensi penggunaan pupuk dapat ditaksir dengan berbagai metode yaitu

(Zapata, 1990) :

1. Metode klasik atau konvensional : metode ini didasarkan pada

respons biologi atau pengaruh peningkatan dosis pupuk terhadap

hasil tanaman. Meski pun demikian, diingat bahwa hasil tanaman

tergantung pada berbagai faktor. Beberapa dapat dikontrol dan yang

lain tidak.

2. Metode berdasarkan serapan hara :

a. Metode perbedaan ; merupakan metode tidak langsung yang

dilakukan dengan cara menghitung selisih serapan hara petak

perlakuan pemupukan dengan petak kontrol. Asumsi dasar

metode ini adalah bahwa serapan hara di petak kontrol

inengukur jumlah hara yang tersedia dari tanah, sementara pada

perlakuan pupuk serapan haranya berasal dari tanah dan pupuk.

Asumsi lainnya adalah semua transformasi hara sama dalam

23

b. Metode isotop ; sering disebut sebagai metode langsung yaitu

pengukuran serapan hara dari pupuk dlakukan secara langsung dengan menggunakan isotop seperti 3 2 ~ atau 13p. Asumsi dasar

metode isotop adalah bahwa perilaku isotop dan karier identik

dalam sistem tanah dan tanaman.

Selanjutnya dinyatakan bahwa percobaan dengan pupuk berlabel

dilakukan dengan menarnbahkan pupuk berlabel tersebut ke &lam tanah,

kemudian hara yang diserap tanaman ditetapkan. Data-data primer yang

dibutuhkan untuk percobaan ini adalah :

1. Bobot kering keseluruhan tanaman atau bagian tanaman.

2. Kadar total hara yang diteliti (% bobot kering).

3. Persen kelimpahan isotop (isotop excess) dalam tanaman.

4. Persen kelimpahan isotop (isotop excess) dalam pupuk.

5. Dosis pupuk.

Tinjauan Umum Tanaman Jagung

Secara taksonomi, tanaman jagung dikelompokkan ke dalam Divisi

Spert~za~oplzytu, Klas Angzospermue, Subklas Monocotyledon, Ordo

(;rurnlneu/e.~, Fam i 1 i (;runzrnue, Genus Zeu, dan Species

Zeu

_{m a y (Effendi,}

1985). Sistem perakaran jagung termasuk akar serabut, mempunyai

jangkauan cukup luas terhadap serapan hara di permukaan tanah (Koswara,

24

Jagung tergolong tanaman berfotosintesis melalui jalur C4 yang dicirikan

oleh adanya kloroplas yang mampu mengikat COz hasil metabolisme,

sehingga relatif efisien dalam penggunaan energi matahari (Prawinata et al.,

1984). Selain itu tanaman ini juga relatif sangat efisien dalam serapan hara

Ca dan translokasi asimilatnya dengan laju pertumbuhan serta nisbah biji

lebih tinggi dibanding tanaman C3 (Koswara, 1982)- Sifat menguntungkan

dari tanaman jagung menurut Muhadj ir ( 1988) adalah kemampuan

beradaptasi dengan lingkungan cukup baik, 'aktifitas fotosintesis normal,

fotorespirasi sangat rendah, transpirasi rendah dan efisien dalam penggunaan

air. Suhu optimum untuk pertumbuhan adalah 30

-

32 "C dan suhu yang

relatif tinggi dan kering dapat menimbulkan gangguan terhadap pembungaan

(Koswara, 1982).

Sifat tanah yang baik untuk pertumbuhan jagung adalah tanah yang

gembur, beraerasi dan berdrainase baik dengan tekstur lempung berdebu,

merupakan media cukup baik untuk pertumbuhan. Tanah dengan tekstur

berat, relati f kurang baik untuk perturnbuhan jagung, namun demikian

pengelolaan optimal dengan aerasi dan ketersediaan air pada kondisi

mencukupi dapat membantu pertumbuhan jagung (Effendi, 1985).

Selanjutnya dijelaskan juga bahwa tanaman jagung relatif toleran terhadap

kemasaman sedang sampai alkali. Kisaran optimal kemasaman tanah untuk

pertumbuhan jagung adalah pH sekitar 5.6 - 7.5.

Tanaman jagung mampu tumbuh pada tanah masam. Meskipun

demikian, tanaman ini peka terhadap keracunan Al, Fe, Cu, maupun Zn

25

BAHAN DAN METODE

Waktu dan Tempat

Penelitian terdiri dari 2 tahap yaitu tahap pertama dilakukan di

laboratorium Kimia dan Kesuburan Tanah, Jurusan Tanah, Fakultas

Pertanian, IPB, Bogor guna mengukur erapan P tanah dan sifat-sifat kimia

tanah (erapan P, pH, Aldd, Fedd, PBray I, KTLfektif7kation-kation Ca, Mg, K, Na

dan KB). Tahap kedua dilakukan &

rumah

kaca Jurusan Tanah, Fakultas

Pertanian, IPB, Bogor yang ditujukan untuk mengetahui respons tanaman

terhadap pemupukan P dengan menggunakan bahan isotop j2p. Analisis

efisiensi pemupukan P dari percobaan di

rumah

kaca dilakukan di

Laboratorium P3TR BATAN Jakarta.

Penelitian ini dilaksanakan selarna 10 bulan yang dimulai pada bulan

April 200 1 sampai dengan Januari 2002.

Bahan dan AIat

Kedua tahap percobaan menggunakan contoh tanah Oxisols Sitiung 111

Blok A Sumatera Barat yang diambil secara komposit pada kedalaman

sampai 30 cm dari permukaan tanah. Bahan amelioran yang digunakan adalah

kalsium karbonat dan kalsium sulfat. Adapun sumber P yang digunakan

adalah SP.36 dan fosfat alam Ciamis. Pupuk dasar yang digunakan adalah

Urea, dan KC1 . Tanaman indikator yang digunakan adalah jagung Manis

varietas Hawaii. Untuk mengetahui efisiensi pemupukan P digunakan bahan

Alat-alat yang digunakan adalah alat-alat laboratorium yang digunakan

untuk mengukur erapan P, sifat-sifat kimia tanah dan analisis serapan ham P

tanaman serta alat-alat yang digunakan pada percobaan rumah kaca.

Prosedur Penelitian

1. Desknpsi tanah, pengambilan dan persiapan contoh tanah.

2. Penentuan level pemberian sumber P dan bahan-bahan amelioran.

3. Melakukan inkubasi sampai selama 5 minggu.

4. Melakukan pengukuran erapan P dan analisis sifat-sifat kimia tanah.

5. Melakukan percobaan di nunah kaca dengan menggunakan tanaman

indikator jagung (sampai pertumbuhan tanaman maksimum atau 35 hari).

6. Pemeliharaan dan pengamatan.

7. Panen.

8. Analisis sifat-sifat kimia tanah (erapan P, pH, Aldd, Fedd, PBrayI, , kation-kation K, Ca, Mg, Na, dan KB). dan jerapan hara P tanah.

9. Pengolahan data.

Pelaksanaan dan Rancangan Penelitian

1. Pengambilan Contoh Tanah di Lapang dan Persiapan Contoh Tanah

Sebelum dilakukan pengambilan contoh tanah, terlebih dahulu

dilakukan deskripsi propil (Tabel Lampiran 3). Contoh tanah diambi~

28

Persiapan contoh tanah dilakukan dengan tanah dikering anginkan,

dihaluskan dan 1010s ayakan 5 mm untuk percobaan rumah kaca dan 1010s 2 rnm untuk percobaan & laboratorium.

2. Analisis Tanah sebelum Perlakuan, pupuk P, CaC03 dan CaS04

Analisis contoh