Penetapan Masa Inkubasi Beberapa Sumber Silikat Sebagai Amandemen Tanah Andisol

(1)

PENETAPAN MASA INKUBASI BEBERAPA SUMBER SILIKAT SEBAGAI AMANDEMEN TANAH ANDISOL

SKRIPSI

OLEH:

FATHIAH JANNAH NASUTION 100301105

ILMU TANAH

PROGRAM STUDI AGROEKOTEKNOLOGI FAKULTAS PERTANIAN

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN

(2)

PENETAPAN MASA INKUBASI BEBERAPA SUMBER SILIKAT SEBAGAI AMANDEMEN TANAH ANDISOL

SKRIPSI

OLEH:

FATHIAH JANNAH NASUTION 100301105

ILMU TANAH

Skripsi sebagai salah satu syarat untuk mendapat gelar sarjana di Program Studi Agroekoteknologi Fakultas Pertanian

Universitas Sumatera Utara, Medan

PROGRAM STUDI AGROEKOTEKNOLOGI FAKULTAS PERTANIAN

(3)

Judul : Penetapan Masa Inkubasi Beberapa Sumber Silikat Sebagai Amandemen Tanah Andisol

Nama : Fathiah Jannah Nasution NIM : 100301105

Program Studi : Agroekoteknologi Minat : Ilmu Tanah

Disetujui Oleh: Komisi Pembimbing

Ketua, Anggota,

( Dr. Ir. Mukhlis, M.Si) (Kemala Sari Lubis, SP., MP NIP. 19620102 198803 1 004 NIP. 19700831 199510 2 001

)

Diketahui Oleh,

Ketua Program Studi Agroekoteknologi

(4)

ABSTRAK

Penelitian waktu inkubasi beberapa sumber bahan silikat dalam menurunkan retensi-P di Tanah Andisol. Penelitian menggunakan Rancangan Acak Lengkap dengan 2 faktor dan 3 ulangan, yaitu faktor bahan silikat : K (Tanpa Bahan Silikat), L (Daun Alang – Alang), J (Jerami Padi), A (Agrosil) dan faktor waktu inkubasi : 0, 15, 30, 45, 60, 75, 90 hari. Parameter yang diukur adalah pH, C-organik, Retensi Fosfat, dan kadar SiO2-Tersedia tanah di laboratorium.

Hasil penelitian menunjukkan bahwa Daun Alang-alang merupakan bahan Silikat yang paling baik dalam menurunkan retensi P, diikuti oleh Agrosil dan Jerami Padi. Waktu inkubasi yang terbaik dalam menurunkan retensi-P yaitu bahan Silikat dari Daun Alang-Alang pada masa inkubasi 60 hari, diikuti Jerami Padi pada 75 hari.

(5)

ABSTRACT

. The study to determine incubation time of silicate material sources in reducing the P- retention in Andisols. This study using a complete randomized design with two factors and three replications. Silicate materials factor : K (Without Silicate Materials), L (Reed Leaves), J (Rice Straw), A (Agrosil) and Incubation time factor: 0, 15 , 30, 45, 60, 75, 90 days. Silicate material was incubated during the treatment period, then pH, Organic-C, P-Retention, and Available- SiO2 analyzed in the laboratory.

The results showed that the Reed Leaves are the best Silicate Material in reducing the P-retention, followed by Agrosil and Rice Straw. The best incubation time in reducing P-retention is 60 days incubation by Reed Leaves and Agrosil, and then 75 days incubation by Rice Straw.

(6)

RIWAYAT HIDUP

Penulis dilahirkan di Medan pada tanggal 28 Januari 1992 dari ayah Syarifuddin Nasution dan ibu Nurwildan Siregar. Penulis merupakan anak ketiga dari tiga bersaudara.

Pada tahun 2003 penulis tamat dari SDN 066052 Medan, tahun 2006 tamat dari MTsN 2 Medan, pada tahun 2009 lulus dari MAN 1 Medan, dan pada tahun 2010 masuk ke USU melalui jalur UMB (Ujian Masuk Bersama). Penulis memilih Program Studi Agroekoteknologi dengan minat studi Ilmu Tanah.

Selama mengikuti perkuliahan, penulis menjadi asisten laboratorium mata kuliah Dasar Ilmu Tanah, Kimia Tanah, dan Analisis Tanah dan Tanaman. Selain itu penulis juga bergabung dalam Badan Kenaziran Musholla Al-Mukhlisin Fakultas Pertanian USU di bidang pendidikan dan latihan.

(7)

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur penulis ucapkan kehadirat Allah SWT, karena atas berkat dan rahmat-Nya lah penulis dapat menyelesaikan skripsi ini tepat pada waktunya.

Judul skripsi ini adalah “Penetapan Masa Inkubasi Beberapa Sumber Silikat Sebagai Amandemen Tanah Andisol” yang merupakan salah satu syarat untuk meraih gelar sarjana di Program Studi Agroekoteknologi, Fakultas Pertanian, Universitas Sumatera Utara, Medan.

Pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih kepada Dr.Ir. Mukhlis, M.Si dan Kemala Sari Lubis, SP., MP sebagai ketua dan anggota

komisi pembimbing yang telah banyak memberi arahan kepada penulis hingga skripsi ini selesai, serta kepada Prof. Dr. Ir. Sumono, MS dan Bang Rudi yang telah menyediakan fasilitas bagi penulis untuk melakukan penelitian di Laboratorium Riset dan Teknologi Fakultas Pertanian USU.

Terima kasih yang tak terhingga juga penulis sampaikan kepada ayahanda Syarifuddin Nasution, ibunda Nurwildan Siregar, seluruh keluarga, juga para sahabat atas doa dan dukungannya sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi.

Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih jauh dari kesempurnaan. Oleh karena itu, penulis mengharapkan kritik dan saran dari pembaca.

Akhir kata penulis mengucapkan banyak terima kasih. Semoga skripsi ini dapat menjadi bahan informasi bagi pihak yang membutuhkan.

Medan, November 2014

(8)

DAFTAR ISI

Persiapan Bahan Tanah dan Aplikasi Bahan Silikat ... 18

Peubah Amatan ... 19

(9)

C-Organik ... 21

Si-Tersedia ... 22

Retensi P ... 23

Pembahasan ... 25

KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan ... 28

Saran ... 28

(10)

DAFTAR TABEL

No Keterangan Hal

1 pH Tanah Andisol pada pemberian beberapa bahan silikat 20 2 pH Tanah Andisol pada beberapa masa inkubasi bahan silikat 21

3 Kandungan C-Organik Tanah Andisol pada pemberian beberapa

bahan silikat 21

4 Kandungan C-Organik Tanah Andisol pada beberapa masa

inkubasi bahan silikat 22

5 Si-Tersedia Tanah Andisol pada pemberian beberapa bahan silikat 22

6 Si-Tersedia Tanah Andisol pada beberapa masa inkubasi bahan

silikat 23

7 Retensi-P Tanah Andisol pada pemberian beberapa bahan silikat 24

8 Retensi-P Tanah Andisol pada beberapa masa inkubasi bahan

(11)

DAFTAR GAMBAR

No Keterangan Hal

1 Hubungan antara Masa Inkubasi dan kandungan SiO2-Tersedia dari

beberapa jenis bahan silikat 26

2 Hubungan antara Masa Inkubasi dan Retensi-P dari beberapa jenis

(12)

DAFTAR LAMPIRAN

No Keterangan Hal

1 Data Awal Contoh Tanah Andisol dan Bahan Silikat 32

2 Kadar Hasil Analisis Agrosil 33

(13)

ABSTRAK

Penelitian waktu inkubasi beberapa sumber bahan silikat dalam menurunkan retensi-P di Tanah Andisol. Penelitian menggunakan Rancangan Acak Lengkap dengan 2 faktor dan 3 ulangan, yaitu faktor bahan silikat : K (Tanpa Bahan Silikat), L (Daun Alang – Alang), J (Jerami Padi), A (Agrosil) dan faktor waktu inkubasi : 0, 15, 30, 45, 60, 75, 90 hari. Parameter yang diukur adalah pH, C-organik, Retensi Fosfat, dan kadar SiO2-Tersedia tanah di laboratorium.

Hasil penelitian menunjukkan bahwa Daun Alang-alang merupakan bahan Silikat yang paling baik dalam menurunkan retensi P, diikuti oleh Agrosil dan Jerami Padi. Waktu inkubasi yang terbaik dalam menurunkan retensi-P yaitu bahan Silikat dari Daun Alang-Alang pada masa inkubasi 60 hari, diikuti Jerami Padi pada 75 hari.

(14)

ABSTRACT

. The study to determine incubation time of silicate material sources in reducing the P- retention in Andisols. This study using a complete randomized design with two factors and three replications. Silicate materials factor : K (Without Silicate Materials), L (Reed Leaves), J (Rice Straw), A (Agrosil) and Incubation time factor: 0, 15 , 30, 45, 60, 75, 90 days. Silicate material was incubated during the treatment period, then pH, Organic-C, P-Retention, and Available- SiO2 analyzed in the laboratory.

The results showed that the Reed Leaves are the best Silicate Material in reducing the P-retention, followed by Agrosil and Rice Straw. The best incubation time in reducing P-retention is 60 days incubation by Reed Leaves and Agrosil, and then 75 days incubation by Rice Straw.

(15)

PENDAHULUAN

Latar Belakang

Andisol adalah tanah yang berkembang dari bahan vulkanik seperti abu vulkan, batu apung, silinder, lava dan sebagainya, dan atau bahan volkanik lastik, yang fraksi koloidnya didominasi oleh mineral “Short-range order” (alofan, imogolit, ferihidrit) atau kompleks Al-humus. Dalam keadaan lingkungan tertentu, pelapukan alumino silikat primer dalam bahan induk non-vulkanik dapat menghasilkan mineral “Short-range order”, sebagian tanah seperti ini yang termasuk dalam Andisol (Hardjowigeno, 2003)

Permasalahan utama pada Andisol adalah retensi fosfat yang tinggi (retensi fosfat < 85%) sehingga ketersediaan fosfat bagi tanaman cukup rendah. Sebagian besar P yang diberikan dalam bentuk pupuk, di dalam tanah dierap oleh bahan amorf menjadi tak tersedia bagi tanaman. Untuk memenuhi kebutuhan tanaman akan unsur hara P, biasanya petani memberi pupuk P jauh lebih banyak (Mukhlis, 2011).

Daya fiksasi P oleh tanah Andisol tergolong tinggi, sehingga P-tersedia rendah meskipun P-totalnya tinggi. Ketersediaan P yang rendah dapat mengakibatkan tanaman tidak dapat melakukan aktifitas metabolismenya dengan baik. Masalah unsur hara P mendapat prioritas utama dalam kajian kesuburan tanah, karena P merupakan unsur hara yang penting bagi pertumbuhan dan produksi tanaman, unsur hara P menempati urutan kedua setelah unsur hara N (Rahayu, 2003).

(16)

spesifik dan adsorbs non-spesifik. Pada adsorbsi spesifik terjadi pertukaran ligan karena banyaknya mineral liat amorf seperti alofan yang banyak mengandung gugus fungsional OH-. Sedangkan pada adsorbsi non-spesifik terjadi melalui ikatan elektrostatis antara muatan positif mineral liat dengan anion fosfat (Mukhlis, 2011).

Salah satu cara yang dilakukan untuk mengatasi permasalahan tersebut adalah dengan memberikan bahan silikat pada tanaman. Pemberian bahan silikat dapat berupa bahan kimia, seperti CaSiO3, Natrium metasilikat (Na2SiO3) dan terak baja (Pohan, 2012), sedangkan silikat alami dapat berupa daun alang-alang, daun tebu, dan jerami padi (Mukhlis, 1996). Fitria Susanti (2010) dan Cici khairunnisa (2013) menyebutkan bahwa pemberian bahan silikat baik silikat alami maupun silikat kimia berpengaruh terhadap penurunan retensi-P dan meningkatkan kadar P tersedia tanah.

Pada penelitian sebelumnya belum diketahui secara pasti apakah ketersediaan silika masing-masing bahan tersebut memiliki waktu yang sama sebab masa inkubasi yang diberikan adalah sama yaitu 45 hari. Oleh karena itu, pada penelitian ini penulis mencoba menggunakan masa waktu inkubasi yang berbeda dari bahan silikat yang berbeda pula, yaitu 0, 15, 30, 45, 60, 75, 90 hari, agar dapat diketahui kapan Silikat menjadi tersedia dalam tanah Andisol.

Tujuan Penelitian

(17)

Hipotesa Penelitian

Beberapa bahan silikat memiliki tingkat ketersediaan Si yang tidak sama sebagai amandemen tanah Andisol.

Kegunaan Penelitian

(18)

TINJAUAN PUSTAKA

Tanah Andisol

Andisol adalah tanah yang memiliki sifat andik setebal > 60% dari 60 cm tanah teratas atau > 60% dari ketebalan tanah hingga kontak densik, litik atau paralitik, duripan atau horizon petrokalsik (kedalaman kontak densik, litik atau paralitik, duripan atau horizon petrokalsik < 60 cm). Suatu tanah memiliki sifat andik bila kandungan C-organik < 25%, dan memenuhi satu atau kedua syarat berikut : (1) pada fraksi tanah halus (< 2,00 mm) Al + ½ Fe ekstrak ammonium oksalat asam >

(19)

Andosol karena Andosol bukan bahasa Inggris yang benar dan nama Andisol dipakai sampai saat ini (Tan, 1998).

Andisol merupakan tanah-tanah mineral dimana fraksi aktifnya dicirikan oleh bahan-bahan amorf (minimal 50%). Tanah-tanah ini mempunyai kapasitas sorpsi tinggi, kandungan bahan organik yang tinggi, bulk density rendah, dan bersifat tidak lekat atau lengket. Mempunyai duripan, terletak dari 25 cm sampai 1 meter di dalam tanah, atau pH diukur dengan 1 gram tanah halus tercampur dengan 1 N NaF, adalah sebesar 9,2 atau lebih yang menunjukkan adanya mineral alofan di dalam tanah (Tan, 1998).

Andisol memiliki porositas, permeabilitas, dan stabilitas agregat yang tinggi. Umumnya berkapasitas penyimpan air yang tinggi dan kaya akan unsur hara jika tidak tercuci berat. Andisol memiliki permukaan spesifik yang luas dari kelompok aluminium hidroksida yang amorf bermuatan variabel yang tinggi serta afinitas yang tinggi terhadap ion P dalam bentuk erapan yang spesifik,sehingga sering terjadi kekahatan P (Mukhlis, 2011).

Tanah Andisol di Indonesia diperkirakan luasnya + 5.395.000 ha atau + 2,9% dari luas daratan di Indonesia. Andisol terluas terdapat di provinsi Sumatera Utara dengan luas + 1.062.000 ha atau sekitar +

(20)

organik di dalam Andosol. Tan (1998) menyebutkan bahwa disamping bahan induk Andosol, yaitu debu volkanik, biasanya kaya dengan mineral-mineral yang mengandung banyak Al dan Fe. Logam-logam itu akan dibebaskan oleh proses hancuran iklim. Khelasi antara asam humik dan Al dan Fe tersebut, membentuk khelat logam humik, akan juga meningkatkan resistensi humus terhadap dekomposisi mikrobiologis.

Mineral yang sangat banyak terdapat pada tanah Andisol adalah alofan dan imogolit. Alofan merupakan penentu struktur tanah. Alofan memiliki diameter 3-5 nm yang dapat dilihat dibawah mikroskop elektron dan memiliki rasio Si/Al antara 0,5-1. Alofan menunjukkan karakteristik komplek pertukaran dan selektifitas yang tinggi terhadap kation divalen, dan sangat reaktif pada fosfat.Imogolit merupakan mineral yang memiliki rasio Si/Al 0.5 dan bentuknya panjang dengan diameter didalamnya 1 nm dan luar 2 nm (Nanzyo, 2002).

(21)

yang toleran asam ( Neall, 2009 ; Tan, 1998).

Tanah Andisol memiliki potensi yang tinggi untuk pertanian. Banyak daerah produktif di dunia berlokasi dekat dengan gunung berapi aktif atau yang sudah tidak aktif lagi, dan daerah yang berpenduduk padat, seperti di Indonesia, ditemukan dekat denga gunung berapi dimana Andisol terdapat. Produktifitas Andisol yang tinggi sangat ditentukan oleh sifat : (1) bahan induk yang terdiri dari kumulatif deposit abu vulkan, (2) solum tanah yang cukup dalam sehingga zona perakaran tidak terganggu, (3) horizon humus tebal dan mengandung sejumlah N organik, (4) air yang teredia untuk tanaman cukup banyak. Dengan iklim tropika basah yang mendukung, pada tanah ini biasanya dibudidayakan tanaman hortikulturayang bernilai tinggi, selain itu beberapa tanamn perkebunan hanya sesuai tumbuh di daerah ini, seperti teh, kopi, dan tembakau Deli yang baik ditanam di tanah Andisol dataran rendah (Mukhlis, 2011).

Unsur P

Unsur hara P adalah unsur hara makro, dibutuhkan tanaman dalam jumlah yang banyak dan esensial bagi pertumbuhan tanaman. P sering disebut sebagai kunci kehidupan karena terlibat langsung hampir pada seluruh proses kehidupan ia merupakan komponen setiap sel hidup dan cenderung lebih ditemui pada biji dan titik tumbuh. Konsentrasi P larutan dalam tanah rata-rata sekitar 0,05 ppm dan bervariasi tergantung luas tanah. Konsentrasi P larutan yang dibutuhkan kebanyakan tanaman dari 0,003 sampai 0,3 ppm dan tergantung spesies tanaman dan tingkat produksinya (Tisdale, Havlin, Beaton, and Nelson, 1999).

P digunakan dalam bentuk sepenuhnya teroksidasi dan terhidrasi sebagai

ortofosfat. Tanaman biasanya menyerap baik H2PO4

(22)

pada pH media tumbuh. Namun, dalam kondisi tertentu tanaman mungkin menyerap P organik larut, termasuk asam nukleat. Sebagian P anorganik diserap cepat digabungkan menjadi molekul organik pada saat masuk ke akar setelah diangkut ke dalam tunas. Total P dalam jaringan tanaman berkisar dari sekitar 0,1 sampai 1%. tanaman khas mungkin isi sekitar 0,004% P asam deoksiribonukleat (DNA), 0,04% P asam ribonukleat (RNA), 0,03% sebagai lipid P, 0,02% sebagai ester P, dan 0,13% sebagai anorganik P (Sanchez, 2006).

Sumber P dalam tanah terdiri dari bentuk organik dan anorganik. P organik contohnya antara lain : asam nukleat, fitin dan turunannya, fosfolipid, fosfoprotein, inositol fosfat, dan P metabolik. Sementara P anorganik sebagian besar berada pada persenyawaan kalsium, aluminium dan besi, yang kesemuanya sukar larut dalam air. Sebagaimana P organik mineralisasi untuk P anorganik atau P ditambahkan ke tanah, P anorganik dalam larutan tidak diserap oleh akar tanaman atau bergerak oleh mikroorganisme dapat diserap ke permukaan mineral (labil P) atau diendapkan sebagai senyawa P sekunder. Adsorpsi permukaan dan reaksi presipitasi secara kolektif disebut P fiksasi atau retensi. Di tanah asam, anorganik P endapan Fe / Al-P mineral sekunder dan / atau

diserap ke permukaan Fe / Al oksida dan tanah liat mineral. (Tisdale et.al, 1999).

(23)

tanaman. Pemanfaatan P dalam sel-sel tanaman terjadi melalui 3 fase, yaitu : (1) P-anorganik diserap akar dan digabung ke molekul-molekul organik atau dengan P-radikal lainnya, (2) transforforilasi, proses transfer gugus fosforil dari senyawa-senyawa P ke molekul-molekul lain. Senyawa ini disebut “senyawa-senyawa antara-terfosforilasi” (the phosphorilated intermediate), dan (3) proses pelepasan ebergi kimiawi melalui hidrolisis senyawa (2) ini yang melepaskan P ataupirofosfat dan energi kimiawi, atau melalui proses subsitusi P-radikal pada molekul-molekul organik. Energi yang digunakan dalam perubahan P ini terutama berasal dari energi potensial oksidasi-reduksi hasil metabolisme oksidatif (Hanafiah, 2009).

Menurut Foth (1988), bentuk-bentuk P yang terdapat di dalam tanah berubah menurut waktu. P mineral sebagian diubah menjadi P organik. Berdasarkan waktunya, terdapat pergeseran bentuk-bentuk mineral menjadi senyawa-senyawa yang kurang dapat larut. Bahkan kalsium P yang pertama kali diendapkan mungkin perlahan-lahan berubah darii trikalsium P (Ca3(PO4)2) yang relatif dapat larut menjadi bentuk apatit. Oksida besi dan aluminium P mentah atau yang baru saja diendapkan perlahan-lahan mengkristal menjadi strengit (FePO.2H2O) dan varisit (AlPO4. H2O), yang mempunyai luas permukaan yang lebih kecil dan larut lebih lambat. Pada tanah-tanah tropika yang sangat terkikis, sebagian P mungkin diselubungi atau dilapisi oksida besi dan oksida aluminium serta dilindungi dari larutan. P yang terselubung atau “tersembunyi” ini merupakan bentuk-bentuk terikat yang paling sedikit dapat larut.

(24)

sejalan dengan penelitian Yadi (2004) yang menunjukkan pengaruh pemberian pupuk P (SP-36) secara linear sangat nyata dalam meningkatkan P-tersedia dan serapan P, serta menurunkan retensi-P pada tanah Andisol Kutagadung. Namun, penambahan pupuk P dalam jumlah yang banyak justru menurunkan efisiensi, sedangkan pemberian bahan organik di daerah tropik tidak bertahan lama karena cepat terlapukkan. Sehingga pemberian bahan Si merupakan suatu alternatif yang mungkin dapat dilakukan dalam mengurangi erapan P di tanah.

P dalam tanah Andisol sangat kuat terikat oleh Al dan Fe dari mineral nonkristalin. Debu vulkanik yang masih baru mengandung P yang mudah larut dalam larutan asam. Tanaman dapat menyerap P yang larut dan dengan mudah P juga dapat membentuk ikatan. Aplikasi P dapat bereaksi dengan debu vulkanik hasil hancuran iklim seperti Al dan Fe dari mineral nonkristalin sehingga menghasilkan ikatan metal P yang tidak mudah larut (Shoji dan Takahasi, 2002). Menurut Nursyamsi dan Fajri (2005) fenomena tersebut menunjukkan bahwa pada semua status hara P (sangat rendah-sangat tinggi) tanah memerlukan pupuk P untuk memberikan pertumbuhan tanaman yang optimum. Namun tanaman tetap memerlukan P karena P tanah umumnya dalam keadaan terfiksasi oleh mineral amorf yang banyak terdapat di tanah Andisol. Namun demikian kebutuhan pupuk P tersebut tampak semakin menurun dengan meningkatnya status hara P tanah. Atau dengan kata lain tanah berstatus hara P rendah memerlukan pupuk P lebih banyak dibandingkan tanah berstatus hara tinggi.

(25)

bertanggung jawab untuk serangkaian anion anorganik. Lee, Hoon, Hwang, dan Kim (2004) menyebutkan konsentrasi silikat dan suhu mempengaruhi desorpsi P dalam tanah. Mereka menyimpulkan bahwa desorpsi P hanya bisa terjadi ketika pengungsi anion secara khusus teradsorpsi dan hadir pada konsentrasi yang cukup untuk meningkatkan muatan negatif pada permukaan oksida. Di zona adsorpsi, meskipun anion silikat bersaing dengan P untuk daerah pengerapan kehadirannya tidak sepenuhnya menghambat adsorpsi, sedangkan di zona desorpsi, anion silikat tidak hanya mengurangi adsorpsi fosfat, tetapi melepaskan proporsi tertentu dari P yang asli.

Unsur Silikat (Si)

Silika adalah suatu polimer anorganik yang tersusun atas unsur silikon dan oksigen dengan rumus kimia SiO2. Secara umum, dalam kerak bumi terkandung sekitar 63,2% silika, atau sekitar 27,6% silikon dan oksigen 46,4%; disamping unsur lain seperti aluminium 5%, besi 5%, kalsium 3,6%, natrium 2,8%, kalium 2,6%, dan hidrogen 0,14%. Di alam, silikon berada bersama-sama dengan unsur lain membentuk senyawa yang disebut silikat, yaitu senyawa yang mengandung tetrahedral silika, dimana silikon dikelilingi oleh empat atom oksigen (Nuryono, 2010).

(26)

menguntungkan bagi tanaman adalah Natrium (Na), Cobalt (Co), Cloor (Cl), dan Silikon (Si) (Yukamgo dan Yuwono, 2007).

Si di dalam larutan tanah umumnya dalam bentuk asam silikat (H4SiO4). Si bersifat stabil dengan unsur makro di sekitarnya pada konsentrasi yang sesuai. Jumlah Si terendah adalah 0,1%. Si sedangkan jumlah terbanyak adalah 10%. Si dapat dipertukarkan dengan berbagai unsur makro seperti P, S, Ca, dan Mg (Epstein, 1993). Di samping itu, Snyder, Matichenkov, dan Datnoff (2007) menyebutkan jumlah terbesar silika dijerap oleh tebu (300-700 kg Si/ha), padi (150-300 kg Si/ha). Rata-rata, tanaman menyerap Silika sebesar 50 – 200 kg Si/ha. dengan meningkatnya konsentrasi Silika pada cairan dalam tanaman, asam monosilikat dipolimerisasi. Polimerisasi silika yg terjadi secara kimiawi-alami dikenal sebagai silika-gel atau opal biogenic, SiO2 amorfus yang dihidrasi dengan variasi jumlah molekul air. Asam monosilikat diadsorpsi dari akar oleh xylem dan diteruskan ke daun.

(27)

berupa terak baja (steel slag) memiliki kandungan Silika 30 – 35% yang dapat

dimanfaatkan sebagai amelioran silikat bagi tanah Andisol (Das, Prakash, Reddy, dan Misra, 2007).

Pemberian Si dapat meningkatkan efisiensi serapan dan penggunaan P pada tanaman utamanya pada famili serealia. Pakki (2007) menyebutkan bahwa pemberian Si penting terutama pada : 1) Tanah yang mempunyai sifat fiksasi/serapan hara P menyebabkan pemupukan P tidak efisien seperti pada tanah pH rendah, 2) Pemberian P tidak menyebabkan pemupukan P tidak semuanya dapat diserap oleh tanaman, hanya sekitar 20%, 3) Pada tanah-tanah yang intensif pemupukannya, kandungan P terakumulasi dalam tanah sehingga dengan pemberian Si dapat menambang P untuk tanaman tanpa pemberian P lagi. Pemberian Si meningkatkan serapan dan penggunaan P pada pucuk dan akar tanaman jagung (Owino and Gasccho, 1970). Hal ini sejalan dengan penelitian Syafruddin (2008) yang menunjukkan pemberian silikat meningkatkan efektifitas dan efisiensi penggunaan pupuk P, akan tetapi diperlukan keseimbangan antara pemberian Si dengan P. Kombinasi takaran yang memberikan hasil tinggi adalah 25-50 kg Silikat dikombinasi dengan 50 – 36 kg P2O5/ha.

(28)

Menurut penelitian Pohan (2012), Pemberian steel slag (terak baja) dapat meningkatkan P-tersedia tanah yang disebabkan oleh sumbangan P2O5 yang cukup tinggi dari EFS. Peningkatan pH tanah mendukung peningkatan aktifitas mikroba yang dapat membantu mineralisasi P organik menjadi bentuk tersedia dalam tanah. Das et.al (2007) menunjukkan bahwa terak baja dari Blast Furnage Slag mengandung beberapa unsur hara seperti silika (30-35%), kalsium oksida (28-35%), magnesium oksida (1-6%) dan Al2O3/Fe2O3 (18-25%).

Si juga dapat menggantikan fiksasi P oleh Al dan Fe sehingga P menjadi

tersedia bagi tanaman. Ketersediaan P dalam tanaman dipengaruhi oleh

konsentrasi Fe dan Mn. Ketersediaan P dalam tanaman akan berkurang bila

konsentrasi Fe dan Mn tinggi. Ketersediaan Si yang cukup dapat menekan Fe dan

Mn dalam tanaman sehingga P menjadi lebih tersedia. Selain itu, suplai Si dapat

meningkatkan translokasi P ke malai sehingga peran P lebih optimal bagi tanaman

(Balai Penelitian Tanah, 2011).

(29)

(30)

BAHAN DAN METODE

Tempat Dan Waktu Penelitian

Penelitian ini dilaksanakan di Laboratorium Riset dan Teknologi Fakultas Pertanian Universitas Sumatera Utara, Medan pada April 2014 sampai dengan November 2014.

Bahan dan Alat Penelitian

Bahan yang digunakan yaitu :

1. Tanah Andisol sebagai media penelitian.

2. Daun alang-alang, jerami padi, dan pupuk Agrosil sebagai bahan amelioran tanah.

3. Bahan-bahan kimia lainnya untuk keperluan analisis tanah dan tanaman di Laboratorium.

Alat yang digunakan yaitu :

1. Cangkul sebagai alat untuk mengambil contoh tanah. 2. Goni sebagai wadah pengambilan contoh tanah. 3. Pot sebagai wadah tanah yang diberi perlakuan. 4. Spidol dan label sebagai penanda perlakuan. 5. Timbangan analitik untuk menimbang berat tanah.

6. Beberapa peralatan untuk analisis tanah dan tanaman di Laboratorium. Metode Penelitian

(31)

Faktor I merupakan perlakuan jenis bahan silikat (S) yang terdiri dari 4 jenis : K: Tanpa Bahan Silikat (0 g SiO2/kg tanah)

L : Daun Alang – Alang (6 g SiO2/kg tanah setara dengan 108,69 g/ kg tanah) J : Jerami Padi (6 g SiO2/kg tanah setara dengan 5,27 g/ kg tanah)

A : Agrosil (6 g SiO2/kg tanah setara dengan 3,60 g/ kg tanah)

Faktor II merupakan perlakuan waktu inkubasi (T) yang terdiri dari 7 taraf : T0 : 0 hari

Dengan demikian terdapat 28 kombinasi perlakuan dengan 3 ulangan sehingga didapat sebanyak 84 unit percobaan.

Model linier yang digunakan yaitu : Y = µ + Si + Tj + STij + εijkl

Dimana :

Y : Hasil pengamatan unit penelitian pada blok ke-i yang mendapat perlakuan jenis bahan silikat pada taraf ke-j dengan dosis bahan silika pada taraf ke-k dan pemupukan fosfat pada taraf ke-l

µ : Efek nilai tengah

(32)

STij : Pengaruh interaksi pemberian jenis bahan silikat pada taraf ke-i dengan masa inkubasi bahan silika pada taraf ke-j

εijk : Pengaruh galat pada perlakuan jenis bahan silikat pada taraf ke-i dengan

masa inkubasi bahan silika pada taraf ke-j.

Untuk pengujian terhadap masing-masing perlakuan diuji dengan uji Duncan Multiple Range Test (DMRT) pada taraf 5%.

Pelaksanaan Penelitian

Pengambilan Bahan Tanah

Tanah Andisol diambil pada daerah vegetasi hutan. Pengambilan bahan tanah dilakukan secara acak dari kedalaman tanah 10-40 cm lalu dicampur (dikompositkan). Kemudian dikeringanginkan dan diayak dengan ayakan 10 mesh.

Analisis Tanah Awal

Analisis bahan tanah awal yang dilakukan meliputi %Kadar Air Tanah Kering Udara dan Kapasitas Lapang, pH H2O, kadar C-Organik, Retensi-P, dan SiO2 tersedia tanah.

Persiapan Bahan Silikat

Bahan silikat kimia berupa pupuk Agrosil dan alami, yaitu daun alang-alang yang telah dibersihkan dan jerami. Bahan silikat alami dikering ovenkan pada temperatur 70oC kemudian digiling dengan grinder, diayak dengan ayakan 20 mesh. Bahan-bahan silikat tersebut kemudaian dianalisis kandungan SiO2 -nya.

Persiapan Tanah dan Aplikasi Bahan Silikat

(33)

bahan amelioran sesuai dengan taraf perlakuan ke tanah dengan cara dicampur secara merata. Dan diinkubasi sesuai perlakuan dan senantiasa berada dalam keadaan kapasitas lapang.

Peubah Amatan

a) pH H2O tanah dengan metode Elektrometri.

b) Kadar Si tersedia dengan metode Ekstrak amonium asetat pH 4,2. c) Kadar C-Organik tanah dengan metode Walkey & Black.

(34)

HASIL DAN PEMBAHASAN

Hasil pH Tanah

Pemberian bahan silikat yang berbeda menunjukkan pengaruh yang nyata terhadap pH tanah Andisol. pH tanah paling tinggi terdapat pada perlakuan bahan Si dari Daun Alang-alang (5,01), sedangkan pH tanah paling rendah yaitu pada perlakuan Kontrol (4,63). Hal ini disajkan pada tabel 1 berikut :

Tabel 1. pH Tanah Andisol pada pemberian beberapa bahan Si

Perlakuan pH Tanah

K ( Kontrol ) 4.63 b L ( Daun Alang-alang ) 5.01 a J ( Jerami ) 4.81 ab

A ( Agrosil ) 4.79 ab

Ket : Angka yang diikuti huruf yang sama menunjukkan tidak berbeda nyata pada P = 0.05 (a, b, c ..)

Tabel 1 tersebut menunjukkan bahwa bahan Si Daun Alang-alang (L) paling baik dalam meningkatkan pH Tanah Andisol dan menunjukkan hasil yang berbeda nyata terhadap perlakuan kontrol, serta menunjukkan hasil yang tidak berbeda nyata dengan perlakuan bahan Si Jerami Padi dan Agrosil.

(35)

Tabel 2. pH Tanah Andisol pada beberapa masa inkubasi bahan Si Perlakuan Masa Inkubasi pH Tanah

--- hari ---

Dari tabel di atas dapat dilihat bahwa pH tanah paling tinggi terdapat pada inkubasi bahan Si selama 45 hari dan menunjukkan perbedaan yang nyata terhadap perlakuan yang lainnya, sedangkan pH tanah yang paling rendah yaitu pada perlakuan 0 hari masa inkubasi bahan Si.

C-Organik

Perlakuan Bahan Si yang diinkubasikan terhadap tanah Andisol menunjukkan pengaruh yang tidak nyata terhadap kadar C-organik tanah. Selanjutnya disajikan pada tabel 3 berikut ini :

Tabel 3. Kandungan C-Organik Tanah Andisol pada pemberian beberapa bahan Si

(36)

Pemberian beberapa bahan Si dari inkubasi beberapa waktu tidak menunjukkan pengaruh yang nyata pada kandungan C-organik pada tanah Andisol dapat dilihat pada tabel 4 :

Tabel 4. Kandungan C-Organik Tanah Andisol pada beberapa masa inkubasi bahan Si

Perlakuan Masa Inkubasi C-Organik --- hari --- --- % ---

T0 0 9.95

T3 45 9.55

T6 90 10.16

Si-Tersedia

Jenis bahan Si yang diberikan kepada tanah Andisol menunjukkan pengaruh yang nyata terhadap kandungan Si tersedia tanah yang ditunjukkan pada tabel 5.

Tabel 5. Si-Tersedia Tanah Andisol pada pemberian beberapa bahan Si Perlakuan SiO2 Tersedia

(37)

Kandungan Si tersedia pada tanah Andisol meningkat setelah diinkubasikan dengan beberapa jenis sumber Si dengan waktu inkubasi yang berbeda. Sebagaimana yang disajikan pada tabel 6.

Tabel 6. Si tersedia Tanah Andisol pada beberapa masa inkubasi bahan Si Perlakuan Masa Inkubasi SiO2 -Tersedia

--- hari --- --- % ---

Pada tabel 6 ditunjukkan bahwa Kandungan Si Tersedia paling tinggi setelah tanah diinkubasikan selama 60 hari, angka ini menunjukkan hasil yang berbeda nyata terhadap Tanah Andisol yang diinkubasikan dengan bahan Si

0 hari. Retensi-P

(38)

Tabel 7. Retensi-P Tanah Andisol pada pemberian beberapa bahan Si

Daun Alang-alang merupakan bahan Si yang paling baik dalam menurunkan kadar retensi P. Dari tabel 7 di atas dapat dilihat bahwa bahan Si Daun Alang-alang menunjukkan perbedaan yang nyata terhadap kontrol dan Jerami Padi, namun tidak berbeda nyata terhadap perlakuan Agrosil.

Bahan Si yang diinkubasi dengan waktu yang berbeda dapat menurunkan Retensi-P tanah Andisol. Terlihat pada tabel 8 berikut :

Tabel 8. Retensi-P Tanah Andisol pada beberapa masa inkubasi bahan Si

Perlakuan Masa Inkubasi Ret-P

--- hari --- ---%---

(39)

Pembahasan

Pemberian bahan Si pada tanah Andisol mampu meningkatkan pH tanah. pH yang semula sebesar 4,63 menjadi 5,01 oleh bahan Si yang berasal dari daun alang-alang, Jerami Padi (4,81) dan Agrosil (4,79). Peningkatan ini terjadi karena senyawa Si berupa SiO2.nH2O berubah menjadi H4SiO4 seperti reaksi berikut :

SiO2.nH2O + 2H2O H4SiO4 + n.H2O

H4SiO4 yang terbebas akan mengikat ion-ion asam seperti ion Al3+ , Fe3+, dan Mn2+ menjadi tidak reaktif sehingga tidak mengasamkan tanah dan pH meningkat.

Pemberian bahan Si sama sekali tidak mempengaruhi kadar C-organik tanah walaupun bahan daun alang-alang dan jerami padi pada hakikatnya merupakan bahan organik, karena diberikan sebagai sumber Si dalam jumlah yang kecil (6 g/kg TKO) maka peran bahan ini diberikan sebagai amandemen Si, bukan sebagai bahan organik.

Perlakuan daun alang-alang dapat menurunkan retensi P secara nyata dari 97,19% menjadi 93,96%; sementara pemberian jerami padi dan agrosil hanya menurunkan hingga 96,39% dan 95,33% dan tidak berbeda nyata secara statistik dengan tanpa pemberian bahan Si. Retensi-P terjadi oleh karena unsur P teradsorbsi secara spesifik yang terjadi oleh pertukaran ligan antara gugus O dan/atau OH, OH2, OSi(OH)3-, dan RCOO- terbuka dan masuk ke lapisan koordinasi dengan Al dan Fe di mineral yang disebut juga erapan P.

(40)

0.600

Semakin hari ternyata kandungan SiO2-Tersedia dalam tanah Andisol yang diinkubasikan bahan Si semakin meningkat, seperti yang terlihat pada gambar 1 berikut.

Gambar 1. Hubungan antara Masa Inkubasi dan kandungan SiO2-Tersedia dari beberapa jenis bahan Si.

(41)

255

Gambar 2. Hubungan antara Masa Inkubasi dan Retensi-P dari beberapa jenis bahan Si

(42)

KESIMPULAN DAN SARAN

Kesimpulan

1. Daun Alang-alang merupakan bahan Si alami yang paling baik menurunkan retensi-P tanah Andisol.

2. Masa inkubasi yang terbaik untuk menurunkan retensi P dan penyediaan Si tersedia di tanah Andisol adalah 60 hari.

Saran

(43)

DAFTAR PUSTAKA

Balai Penelitian Tanah. 2011. Sumber Hara Silika untuk Pertanian. Warta Penelitian dan Pengembangan Pertanian. 33(3) : 12-13.

Cici, K. 2013. Peran Beberapa Bahan Silikat (Si) dan Pupuk Fosfat (P) Dalam Memperbaiki Sifat Kimia Tanah Andisol dan Pertumbuhan Tanaman. Skripsi. Jurusan Ilmu Tanah. Fakultas Pertanian. Universitas Sumatera Utara. Medan.

Das, B., S. Prakash, P.S.R. Reddy, and V.N. Misra. 2007. An Overview of Utilization of Slag and Sludge from Steel Industries. Resources Conservation And Recycling 50:40-57.

Epstein, E. 1993. The Anomaly of Silica in Plant Biology. Prac. Natl. Acad. Sci. Usa. Vol 91, Pp. 11-17 January 1994.

Fitria, S. 2010. Sifat Kimia Tanah Andisol Akibat Pemberian Bahan Silikat. Skripsi. Jurusan Ilmu Tanah. Fakultas Pertanian. Universitas Sumatera Utara. Medan.

Foth H.D. 1988. Dasar-Dasar Ilmu Tanah. Terjemahan oleh Purbayanty, E.D. dkk. UGM Press. Yogyakarta.

Hanafiah, K.A. 2009. Dasar-Dasar Ilmu Tanah. PT. Raja Grafindo Persada. Jakarta.

Hardjowigeno, S. 2003. Klasifikasi Tanah dan Pedogenesis (Edisi Revisi). Akademika Pressindo. Jakarta

Lee,Y.B., Hoon,C., Hwang,J.Y., Lee,I.B., and Kim,P.J. 2004. Enhancement of Phosphate Desorption by Silicate in Soils with Salt Accumulation. Soil Sci. Plant Nutr., 50(4): 493 -499.

Mack, Ben and B. Gutta. 2009. An Analysis of Steel Slag and Its Use in Acid Mine Drainage (Amd) Treatment. Presented at The 2009 National Meeting of The American Society of Mining and Reclamation, Billings, Mt Revitalizing The Environment: Proven Solutions and Innovative Approaches May 30-June 5, 2009.

Matichenkov, V. V and D. V. Calvert. 2002. Silika as a Beneficial Element for Sugarcane. Journal American Society of Sugarcane Technologiest. 22 : 21-30.

(44)

_______, 2014. Penyusunan Amandemen Silikat Berdasarkan Karakteristik Tanah Andisol Gunung Sinabung. Disertasi. Program Doktor Ilmu Pertanian. Program Pascasarjana. Fakultas Pertanian. Universitas Sumatera Utara. Medan.

Nanzyo, M. 2002. Unique Properties of Volcanic Soils. Global Environmental Research (6)2:99-112

Neall, V. E. 2009. Volcanic Soils in W.H. Verheye (ed) Land Use, Land Cover, and Soil Science Eolss-Unesco (VII) : 23-46

Nursyamsi, D. dan N. Fajri. 2005. Penelitian Korelasi Uji Tanah Hara Phosporus di Tanah Andisol untuk Kedelai (Glycine max (L.) Merr). Jurnal Ilmu tanah dan Lingkungan 5(2):27-37

Nuryono, R.N. 2010. Peranan Kimia dalam Pengembangan Teknologi Material Berbasis Silika. Pidato Pengukuhan Jabatan Guru Besar Pada Ilmu Kimia Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Gajahmada. Diucapkan Pada Rapat Terbuka Majelis Guru Besar Universitas Gadjah Mada. 13 Juli 2010. Yogyakarta.

Owino-Gerroh and G.J. Gasho. 2004. Effect of Silika on Low pH Soil Phosphorus Sorption and on Uptake and Growth of Maize. Commun. Soil Sci. Plant Anal. 35: 2369 – 2378 (Abstract).

Pohan, F.N. 2012. Aplikasi Steel Slag, Dolomit, Silica Gel dan Pupuk Mikro pada Tanaman Padi di Tanah Gambut. Tesis. Sekolah Pasca Sarjana. Institut Pertanian Bogor. Bogor.

Rahayu, E. 2003. Studi Erapan dan Desorpsi P pada Tanah Andisol Pasir Sarongge Cianjur yang Diperlakukan dengan Biomassa Tanaman. Skripsi. Program Studi Ilmu Tanah S-1. Jurusan Tanah. Fakultas Pertanian. Institut Pertanian Bogor. Bogor.

Rosmarkam, A. dan N.W. Yuwono. 2002. Ilmu Kesuburan Tanah. Kanisius. Yogyakarta.

Sanchez, C.A. 2007. Phosphorus in Allen V.B and David J.P(eds). Handbook of Plant Nutrition. CRC Press. Taylor&Francis Group. Boca Raton.

Shoji, S. and T. Takahashi. 2002. Environmental and Agricultural Significance of Volcanic Ash Soils. Global Environmental Research(6)2:113-135

(45)

Soil Survey Staff. 2010. Keys to Soil Taxonomy. 11th edition. USDA Natural Resource Conservation Service. USA.

Syafruddin. 2008. Pengaruh Silikat Terhadap Hasil dan Efisiensi Pemupukan P Pada Tanaman Jagung. Balai Penelitian Tanaman Serealia Pada Seminar Nasional Serealia.

Tan, K.H. 1998. Andosol. Kapita Selecta With Extended English Summary. Program Studi Ilmu Tanah. Program Pasca Sarjana. USU. Medan.

Tisdale, S.L., Havlin, J.L., Beaton, J.D., and Nelson, W.L. 1999. Soil Fertility and Fertilizer : An Introduction to Nutrient. 6th edition. Prentice Hall Inc. New Jersey.

Widowati, L.R. dan D. Setyorini. 2007. Takaran Pupuk P Untuk Tanaman Jagung pada Tanah Berkesuburan Kimia Sedang. Litbang. Balai Penelitian Tanah. Bogor.

Yadi, A.A. 2004. Pemberian Amandemen Silikat Organik untuk Mengurangi Retensi Fosfat Pada Andisol Kutagadung. Skripsi. Jurusan Ilmu Tanah. Fakultas Pertanian. Universitas Sumatera Utara. Medan.

(46)

Lampiran 1. Data Awal Contoh Tanah Andisol dan Bahan Silikat

Parameter Satuan Hasil Analisis

Kadar Air % 14.81

Kapasitas Lapang (Bouyoccos) % 42

pH H2O 5.93

C-Organik (Walkey & Black) % 7.995 Retensi P (Blakemore) % 97.995

SiO2 Tersedia Tanah % 0.216

SiO2 Total Bahan Silikat :

%

a. Alang-alang 5.52

b. Jerami 17.08