i
PENGARUH KOMPOS, PUPUK FOSFAT DAN KAPUR
TERHADAP PERBAIKAN SIFAT KIMIA TANAH PODZOLIK
MERAH KUNING, SERAPAN FOSFAT DAN KALSIUM SERTA
PERTUMBUHAN DAN HASIL TANAMAN JAGUNG
TONY BASUKI
SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
ii
PENGARUH KOMPOS, PUPUK FOSFAT DAN KAPUR
TERHADAP PERBAIKAN SIFAT KIMIA TANAH PODZOLIK
MERAH KUNING, SERAPAN FOSFAT DAN KALSIUM SERTA
PERTUMBUHAN DAN HASIL TANAMAN JAGUNG
TONY BASUKI
Tesis
Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Magister Sains pada
Program Studi Agronomi
SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
iii
RINGKASAN
TONY BASUKI. Pengaruh Kompos, Pupuk Fosfat dan Kapur terhadap Perbaikan Sifat Kimia Tanah Podzolik Merah Kuning, Serapan Fosfat dan Kalsium serta Pertumbuhan dan Hasil Tanaman Jagung. Dibimbing oleh B.H. TAMPUBOLON, SUDIRMAN YAHYA dan KOMARUDIN IDRIS.
Ketersediaan fosfor yang sangat rendah bagi tanaman adalah salah satu masalah penting pada Podzolik Merah Kuning (PMK). Kondisi ini menyebabkab kelarutan Al dan Fe tinggi sehingga menurunkan mobilitas P dan cepatnya unsur P dari pupuk dijerap tanah dalam bentuk Al-P, Fe-P, atau bentuk lain yang sulit untuk diserap tanaman. Untuk mencegah ion fosfat dan atau melepaskan fosfat yang telah terikat pada keadaan ini maka dua mekanisme yang memungkinkan yakni (i) mengendapkan Fe dan Al menjadi tidak larut, melalui penetralan pH tanah; dan (ii) mengkompleks Al atau Fe melalui pengkelatan oleh bahan organik tanah. Penambahan pupuk fosfat juga merupakan salah satu cara umum yang memungkinkan fosfor yang lebih banyak tersedia bagi tanaman.
Penelitian ini menggunakan metoda percobaan lapangan yang mengarah pada pemecahan masalah tersebut dan telah dilaksanakan di kebun percobaan Tajur, IPB sejak Agustus 2000 sampai Januari 2001. Tujuannya : (i) mengetahui penampilan pertumbuhan dan hasil tanaman jagung, serta serapan fosfat dan kalsium karena adanya perubahan-perubahan sifat kimia tanah PMK (ii) mempelajari besaran perubahan dan keterkaitan sifat-sifat kimia tanah seperti pH tanah, aluminium dapat ditukar (Al-dd), P-tersedia, kapasitas tukar kation (KTK) tanah dan kalsium dapat ditukar (Ca-dd) akibat dari faktor kompos, pupuk fosfat dan kapur. Rancangan percobaan adalah RAL secara faktorial, dengan tiga faktor dan tiga ulangan. Faktor pertama adalah jenis kompos, terdiri dari Kompos Jerami Alang-alang (KJA), Kompos Jerami Jagung (KJJ) dan Tanpa Kompos; faktor kedua adalah jenis pupuk fosfat, yang terdiri dari SP-36, Fosfat Alam (FA) dan Tanpa Pupuk; dan faktor ketiga adalah pemberian kapur, yang terdiri dari Pemberian Kapur (0.5 Al-dd) dan Tanpa Kapur. Variabel-variabel yang diamati adalah sifat kimia tanah, pertumbuhan dan hasil jagung serta kadar dan serapan fosfat dan kalsium.
iv
Judul Tesis : Pengaruh Kompos, Pupuk Fosfat dan Kapur terhadap Perbaikan Sifat Kimia Tanah Podzolik Merah Kuning, Serapan Fosfat dan Kalsium serta Pertumbuhan dan Hasil Tanaman Jagung
Nama : Tony Basuki
NIM : AGR-98056
Disetujui
1. Komisi Pembimbing,
Dr. Ir. B.H. Tampubolon, M.Sc. (Ketua)
Prof. Dr. Ir. Sudirman Yahya, M.Sc. (Anggota)
Dr. Ir. Komarudin Idris, M.S. (Anggota)
Diketahui,
2. Ketua Program Studi Agronomi
Dr. Ir. Satriyas Ilyas, M.S.
3. Dekan Sekolah Pasca Sarjana
Prof. Dr. Ir. Khairil A. Notodiputro, M.S.
v
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Kupang pada tanggal 7 Juni 1966 dari ayah Stefanus Basuki dan Ibu Charlota Basuki. Penulis merupakan anak kedua dari sembilan
bersaudara. Pada tahun 1997, telah menikah dengan Susana E. Dwiningrum dan
dikaruniakan seorang anak pada tahun 1998 bernama Kidung Ksatria Pratama Basuki.
Tahun 1984 penulis lulus dari Sekolah Menengah Pembangunan
Persiapan (SMPP) 34 Kupang dan pada tahun yang sama diterima sebagai
mahasiswa Jurusan Agronomi pada Fakultas Pertanian (Faperta), Universitas Nusa Cendana (Undana) melalui jalur Seleksi Penerimaan Mahasiswa Baru
(Sipenmaru) dan lulus pada tahun 1989.
Pada tahun 1989 bekerja sebagai staf peneliti pada proyek P3NT Badan Litbang Pertanian yang ada di Kupang NTT yang akhirnya merupakan salah satu
unit terbentuknya Balai Pengkajian Teknologi Pertanian (BPTP) NTT, dan sampai
saat ini penulis bekerja sebagai Peneliti di balai ini. Selanjutnya, pada tahun 1998 memperoleh beasiswa dengan status pegawai tugas belajar Badan Litbang
Pertanian melalui Proyek NTAADP yang ada di BPTP NTT. Sejak tahun tersebut,
penulis tercatat sebagai mahasiswa Program Pasca Sarjana (PPs) pada program
vi
PRAKATA
Dengan memanjatkan syukur ke hadirat Tuhan Yang Maha Kuasa atas segala berkat, anugerah dan campur-tanganNya, sehingga Tesis ini berhasil diselesaikan. Penelitian ini berjudul “Pengaruh Kompos, Pupuk Fosfat dan Kapur terhadap Perbaikan Sifat Kimia Tanah Podzolik Merah Kuning, Serapan Fosfat
dan Kalsium serta Pertumbuhan dan Hasil Tanaman Jagung” yang dilaksanakan
sejak bulan Agustus 2000 dan berakhir pada Januari 2001.
Terima kasih penulis ucapkan kepada Bapak Dr. Ir. B.H. Tampubolon, M.Sc., Bapak Prof. Dr. Ir. Sudirman Yahya, M.Sc., dan Bapak Dr. Ir. Komarudin Idris, M.S. selaku komisi pembimbing yang telah banyak memberikan saran dan arahan. Di samping itu, penghargaan penulis sampaikan kepada Bapak Dr. Ir. Abdullah Bamualim, M.Sc. selaku Kepala Balai Pengkajian Teknologi Pertanian (BPTP) NTT dan Bapak Dr. Ir. Jacob Nulik, M.Sc. sebagai Pimpinan Proyek NTAADP yang telah memberikan berbagai macam dukungan termasuk saran-saran teknis.
Pada kesempatan ini, Penulis juga mengucapkan limpah terima kasih kepada Bapak Kepala Badan Penelitian dan Pengembangan Pertanian dan Bapak Kepala Pulitbang Sosek (PSE), Departemen Pertanian yang telah mempercayakan penulis dalam melaksanakan studi Program Pasca Sarjana S2 di Institut Pertanian Bogor (IPB). Ucapan terima kasih juga, pantas diberikan kepada rekan-rekan kerja BPTP NTT yang senantiasa telah memberikan dorongan semangat kerja kepada Penulis, termasuk Dr. Wirdahayati RB. sebagai salah satu senior di Balai.
Kepada rekan-rekan seperjuangan angkatan 98 PS. Agronomi IPB juga disampaikan terima kasih. Termasuk sahabat-sahabat di Jl. Sukajaya II/24B Tajur, Bung Jery, Om Jepa, Bu Odi Polo, Om Olof, Pak Bruri dan Bu Ako Oematan dan Sus Ece serta rekan-rekan yang lain.
Ungkapan terima kasih istimewa kepada ayahanda dan ibunda serta papi Koenunu, kakak dan adik-adik yang di Oebobo dan di Tingkat I serta seluruh keluarga atas segala dorongan motivasi dan kasih sayangnya. Dan akhirnya, Tesis ini dipersembahkan kepada Istri dan Andanda tercinta mama Kiki dan Kidung Kastria yang senantiasa mendampingi penulis dalam suka dan duka selama ini, karena mereka berdua telah memberikan peran sebagai sumber inspirasi.
Semoga karya ilmiah ini bermanfaat.
Bogor, Oktober 2001
vii
DAFTAR ISI
Halaman DAFTAR TABEL ... viii
DAFTAR GAMBAR ... ix
DAFTAR LAMPIRAN ... xi
PENDAHULUAN ... Latar Belakang... ………... Tujuan Penelitian …... Hipotesis ……...
1 1 4 4
TINJAUAN PUSTAKA ... Karakteristik Podzolik Merah Kuning dan Tanah Masam ... Perilaku Aluminium dan Pengaruhnya terhadap Pertumbuhan Tanaman .………...……….... Peranan Kapur pada Tanah Masam ... Perilaku Fosfat pada dan Pengaruhnya terhadap Pertumbuhan Tanaman ………...………...
Peranan Bahan Organik Tanah ... …..………...……… Keberadaan Kalsium dan Pengaruhnya terhadap Pertumbuhan Tanaman ... 5 5 6 8 9 15 19
BAHAN DAN METODE ... Lokasi dan Waktu Penelitian ... Metode ...……... Bahan dan Alat ... Pelaksanaan Percobaan ... Pelaksanaan Penanaman ... Pengamatan dan Pengumpulan Data ……… Analisis Data ………....………
24 24 24 24 26 27 28 30
HASIL DAN PEMBAHASAN ………... 31 Pertumbuhan dan Hasil Tanaman ...
Tinggi Tanaman, Jumlah Daun dan Luas Daun ... Umur Berbunga dan Umur Panen ... Bobot 100 Biji dan Hasil Biji ………....……...
viii
Kadar Fosfat dan Kalsium Jaringan serta Serapannya ... 44 Analisis Pertumbuhan ...
Laju Tumbuh Mutlak (LTM), Laju Tumbuh Relatif (LTR) dan Indeks Luas Daun (ILD) ...
46
46
Sifat Kimia Tanah Setelah Percobaan ………... Reaksi tanah (pH), Al-dd) dan P tersedia ... C organik, KTK dan Kalsium Dapat Ditukar...
51 52 57
KESIMPULAN DAN SARAN ... Kesimpulan ... Saran ...
61 61 62
DAFTAR PUSTAKA ... 63
ix
DAFTAR TABEL
Halaman
1 Komposisi Kimia Alang-alang ... 19 2 Notasi dan Perlakuan pada Percobaan Lapangan... 26 3 Daftar Metode serta Alat Pengukur Analisis Tanah dan
Tanaman ………..……… 29
4 Pengaruh Kompos, Fosfat dan Kapur terhadap Tinggi Tanaman, Jumlah Daun dan Luas Daun, 49 hst ...
34
5 Pengaruh Kompos, Fosfat dan Kapur terhadap Umur
Berbunga dan Umur Panen ... 40 6 Pengaruh Kompos, Fosfat dan Kapur terhadap Bobot 100
Biji dan Hasil Biji ... 42 7 Pengaruh Kompos, Fosfat dan Kapur terhadap Kadar Fosfat,
Kadar Kalsium, Serapan Fosfat dan Serapan Kuning ...
45
8 Pengaruh Kompos, Fosfat dan Kapur terhadap Laju Tumbuh Mutlak (LTM), Laju Tumbuh Relatif (LTR) dan Indeks Luas Daun (ILD) ...
48
9 Pengaruh Kompos, Fosfat dan Kapur terhadap pH Tanah, Aluminium Dapat Ditukar (Al-dd) dan P- tersedia, pada
Podzolik Merah Kuning ... 53
10 Pengaruh Kompos, Fosfat dan Kapur terhadap C organik Tanah, Kapasitas Tukar Kation (KTK) Tanah dan Kalsium Dapat Ditukar ...
x
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman1. Rekapitulasi Sidik Ragam Akibat Pengaruh Interaksi Pemberian Kompos, Pupuk Fosfat dan Kapur terhadap Tinggi Tanaman 21, 35 dan 49 hst pada Podzolik Merah
Kuning ………... 68 2. Rekapitulasi Sidik Ragam Akibat Pengaruh Interaksi
Pemberian Kompos, Pupuk Fosfat dan Kapur terhadap Jumlah Daun 21, 35 dan 49 hst pada Podzolik Merah Kuning
... 68 3. Rekapitulasi Sidik Ragam Akibat Pengaruh Interaksi
Pemberian Kompos, Pupuk Fosfat dan Kapur terhadap Luas Daun 21, 35 dan 49 hst pada Podzolik Merah Kuning
………... 69 4. Rekapitulasi Sidik Ragam Akibat Pengaruh Interaksi
Pemberian Kompos, Pupuk Fosfat dan Kapur terhadap Umur Berbunga, Umur Panen, Bobot 100 biji dan Bobot Biji
(hasil) pada Podzolik Merah Kuning ………. 69 5. Rekapitulasi Sidik Ragam Akibat Pengaruh Interaksi
Pemberian Kompos, Pupuk Fosfat dan Kapur terhadap Kadar Fosfat Jaringan, Kadar Kalsium Jaringan, Serapan Fosfat dan Serapan Kalsium pada Podzolik Merah Kuning ...
70
6. Rekapitulasi Sidik Ragam Akibat Pengaruh Interaksi Pemberian Kompos, Pupuk Fosfat dan Kapur terhadap LTA pada Periode antara 21 - 35 dan 35 - 49 hst, LTR pada Periode antara 21 - 35 dan 35 - 49 hst; dan Indeks Luas Daun (ILD) pada Podzolik Merah Kuning
………...…....… 70 7. Rekapitulasi Sidik Ragam Akibat Pengaruh Interaksi
Pemberian Kompos, Pupuk Fosfat dan Kapur terhadap pH, Aluminium Dapat Ditukar (Al-dd) dan P Tersedia Kuning
pada Podzolik Merah Kuning ... 71 8. Rekapitulasi Sidik Ragam Akibat Pengaruh Interaksi
Pemberian Kompos, Pupuk Fosfat dan Kapur terhadap C Organik Tanah, KTK Tanah dan Ca Dapat Ditukar (Ca-dd)
pada Podzolik Merah Kuning ... 71 9. Pengaruh Pemberian Kompos, Fosfat dan Kapur terhadap
Tinggi Tanaman 21, 35, dan 49 hst pada Podzolik Merah
Kuning ... 72 10. Pengaruh Pemberian Kompos, Fosfat dan Kapur terhadap
Jumlah Daun 21, 35 dan 49 hst pada Podzolik Merah
i
PENGARUH KOMPOS, PUPUK FOSFAT DAN KAPUR
TERHADAP PERBAIKAN SIFAT KIMIA TANAH PODZOLIK
MERAH KUNING, SERAPAN FOSFAT DAN KALSIUM SERTA
PERTUMBUHAN DAN HASIL TANAMAN JAGUNG
TONY BASUKI
SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
ii
PENGARUH KOMPOS, PUPUK FOSFAT DAN KAPUR
TERHADAP PERBAIKAN SIFAT KIMIA TANAH PODZOLIK
MERAH KUNING, SERAPAN FOSFAT DAN KALSIUM SERTA
PERTUMBUHAN DAN HASIL TANAMAN JAGUNG
TONY BASUKI
Tesis
Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Magister Sains pada
Program Studi Agronomi
SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
iii
RINGKASAN
TONY BASUKI. Pengaruh Kompos, Pupuk Fosfat dan Kapur terhadap Perbaikan Sifat Kimia Tanah Podzolik Merah Kuning, Serapan Fosfat dan Kalsium serta Pertumbuhan dan Hasil Tanaman Jagung. Dibimbing oleh B.H. TAMPUBOLON, SUDIRMAN YAHYA dan KOMARUDIN IDRIS.
Ketersediaan fosfor yang sangat rendah bagi tanaman adalah salah satu masalah penting pada Podzolik Merah Kuning (PMK). Kondisi ini menyebabkab kelarutan Al dan Fe tinggi sehingga menurunkan mobilitas P dan cepatnya unsur P dari pupuk dijerap tanah dalam bentuk Al-P, Fe-P, atau bentuk lain yang sulit untuk diserap tanaman. Untuk mencegah ion fosfat dan atau melepaskan fosfat yang telah terikat pada keadaan ini maka dua mekanisme yang memungkinkan yakni (i) mengendapkan Fe dan Al menjadi tidak larut, melalui penetralan pH tanah; dan (ii) mengkompleks Al atau Fe melalui pengkelatan oleh bahan organik tanah. Penambahan pupuk fosfat juga merupakan salah satu cara umum yang memungkinkan fosfor yang lebih banyak tersedia bagi tanaman.
Penelitian ini menggunakan metoda percobaan lapangan yang mengarah pada pemecahan masalah tersebut dan telah dilaksanakan di kebun percobaan Tajur, IPB sejak Agustus 2000 sampai Januari 2001. Tujuannya : (i) mengetahui penampilan pertumbuhan dan hasil tanaman jagung, serta serapan fosfat dan kalsium karena adanya perubahan-perubahan sifat kimia tanah PMK (ii) mempelajari besaran perubahan dan keterkaitan sifat-sifat kimia tanah seperti pH tanah, aluminium dapat ditukar (Al-dd), P-tersedia, kapasitas tukar kation (KTK) tanah dan kalsium dapat ditukar (Ca-dd) akibat dari faktor kompos, pupuk fosfat dan kapur. Rancangan percobaan adalah RAL secara faktorial, dengan tiga faktor dan tiga ulangan. Faktor pertama adalah jenis kompos, terdiri dari Kompos Jerami Alang-alang (KJA), Kompos Jerami Jagung (KJJ) dan Tanpa Kompos; faktor kedua adalah jenis pupuk fosfat, yang terdiri dari SP-36, Fosfat Alam (FA) dan Tanpa Pupuk; dan faktor ketiga adalah pemberian kapur, yang terdiri dari Pemberian Kapur (0.5 Al-dd) dan Tanpa Kapur. Variabel-variabel yang diamati adalah sifat kimia tanah, pertumbuhan dan hasil jagung serta kadar dan serapan fosfat dan kalsium.
iv
Judul Tesis : Pengaruh Kompos, Pupuk Fosfat dan Kapur terhadap Perbaikan Sifat Kimia Tanah Podzolik Merah Kuning, Serapan Fosfat dan Kalsium serta Pertumbuhan dan Hasil Tanaman Jagung
Nama : Tony Basuki
NIM : AGR-98056
Disetujui
1. Komisi Pembimbing,
Dr. Ir. B.H. Tampubolon, M.Sc. (Ketua)
Prof. Dr. Ir. Sudirman Yahya, M.Sc. (Anggota)
Dr. Ir. Komarudin Idris, M.S. (Anggota)
Diketahui,
2. Ketua Program Studi Agronomi
Dr. Ir. Satriyas Ilyas, M.S.
3. Dekan Sekolah Pasca Sarjana
Prof. Dr. Ir. Khairil A. Notodiputro, M.S.
v
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Kupang pada tanggal 7 Juni 1966 dari ayah Stefanus Basuki dan Ibu Charlota Basuki. Penulis merupakan anak kedua dari sembilan
bersaudara. Pada tahun 1997, telah menikah dengan Susana E. Dwiningrum dan
dikaruniakan seorang anak pada tahun 1998 bernama Kidung Ksatria Pratama Basuki.
Tahun 1984 penulis lulus dari Sekolah Menengah Pembangunan
Persiapan (SMPP) 34 Kupang dan pada tahun yang sama diterima sebagai
mahasiswa Jurusan Agronomi pada Fakultas Pertanian (Faperta), Universitas Nusa Cendana (Undana) melalui jalur Seleksi Penerimaan Mahasiswa Baru
(Sipenmaru) dan lulus pada tahun 1989.
Pada tahun 1989 bekerja sebagai staf peneliti pada proyek P3NT Badan Litbang Pertanian yang ada di Kupang NTT yang akhirnya merupakan salah satu
unit terbentuknya Balai Pengkajian Teknologi Pertanian (BPTP) NTT, dan sampai
saat ini penulis bekerja sebagai Peneliti di balai ini. Selanjutnya, pada tahun 1998 memperoleh beasiswa dengan status pegawai tugas belajar Badan Litbang
Pertanian melalui Proyek NTAADP yang ada di BPTP NTT. Sejak tahun tersebut,
penulis tercatat sebagai mahasiswa Program Pasca Sarjana (PPs) pada program
vi
PRAKATA
Dengan memanjatkan syukur ke hadirat Tuhan Yang Maha Kuasa atas segala berkat, anugerah dan campur-tanganNya, sehingga Tesis ini berhasil diselesaikan. Penelitian ini berjudul “Pengaruh Kompos, Pupuk Fosfat dan Kapur terhadap Perbaikan Sifat Kimia Tanah Podzolik Merah Kuning, Serapan Fosfat
dan Kalsium serta Pertumbuhan dan Hasil Tanaman Jagung” yang dilaksanakan
sejak bulan Agustus 2000 dan berakhir pada Januari 2001.
Terima kasih penulis ucapkan kepada Bapak Dr. Ir. B.H. Tampubolon, M.Sc., Bapak Prof. Dr. Ir. Sudirman Yahya, M.Sc., dan Bapak Dr. Ir. Komarudin Idris, M.S. selaku komisi pembimbing yang telah banyak memberikan saran dan arahan. Di samping itu, penghargaan penulis sampaikan kepada Bapak Dr. Ir. Abdullah Bamualim, M.Sc. selaku Kepala Balai Pengkajian Teknologi Pertanian (BPTP) NTT dan Bapak Dr. Ir. Jacob Nulik, M.Sc. sebagai Pimpinan Proyek NTAADP yang telah memberikan berbagai macam dukungan termasuk saran-saran teknis.
Pada kesempatan ini, Penulis juga mengucapkan limpah terima kasih kepada Bapak Kepala Badan Penelitian dan Pengembangan Pertanian dan Bapak Kepala Pulitbang Sosek (PSE), Departemen Pertanian yang telah mempercayakan penulis dalam melaksanakan studi Program Pasca Sarjana S2 di Institut Pertanian Bogor (IPB). Ucapan terima kasih juga, pantas diberikan kepada rekan-rekan kerja BPTP NTT yang senantiasa telah memberikan dorongan semangat kerja kepada Penulis, termasuk Dr. Wirdahayati RB. sebagai salah satu senior di Balai.
Kepada rekan-rekan seperjuangan angkatan 98 PS. Agronomi IPB juga disampaikan terima kasih. Termasuk sahabat-sahabat di Jl. Sukajaya II/24B Tajur, Bung Jery, Om Jepa, Bu Odi Polo, Om Olof, Pak Bruri dan Bu Ako Oematan dan Sus Ece serta rekan-rekan yang lain.
Ungkapan terima kasih istimewa kepada ayahanda dan ibunda serta papi Koenunu, kakak dan adik-adik yang di Oebobo dan di Tingkat I serta seluruh keluarga atas segala dorongan motivasi dan kasih sayangnya. Dan akhirnya, Tesis ini dipersembahkan kepada Istri dan Andanda tercinta mama Kiki dan Kidung Kastria yang senantiasa mendampingi penulis dalam suka dan duka selama ini, karena mereka berdua telah memberikan peran sebagai sumber inspirasi.
Semoga karya ilmiah ini bermanfaat.
Bogor, Oktober 2001
vii
DAFTAR ISI
Halaman DAFTAR TABEL ... viii
DAFTAR GAMBAR ... ix
DAFTAR LAMPIRAN ... xi
PENDAHULUAN ... Latar Belakang... ………... Tujuan Penelitian …... Hipotesis ……...
1 1 4 4
TINJAUAN PUSTAKA ... Karakteristik Podzolik Merah Kuning dan Tanah Masam ... Perilaku Aluminium dan Pengaruhnya terhadap Pertumbuhan Tanaman .………...……….... Peranan Kapur pada Tanah Masam ... Perilaku Fosfat pada dan Pengaruhnya terhadap Pertumbuhan Tanaman ………...………...
Peranan Bahan Organik Tanah ... …..………...……… Keberadaan Kalsium dan Pengaruhnya terhadap Pertumbuhan Tanaman ... 5 5 6 8 9 15 19
BAHAN DAN METODE ... Lokasi dan Waktu Penelitian ... Metode ...……... Bahan dan Alat ... Pelaksanaan Percobaan ... Pelaksanaan Penanaman ... Pengamatan dan Pengumpulan Data ……… Analisis Data ………....………
24 24 24 24 26 27 28 30
HASIL DAN PEMBAHASAN ………... 31 Pertumbuhan dan Hasil Tanaman ...
Tinggi Tanaman, Jumlah Daun dan Luas Daun ... Umur Berbunga dan Umur Panen ... Bobot 100 Biji dan Hasil Biji ………....……...
viii
Kadar Fosfat dan Kalsium Jaringan serta Serapannya ... 44 Analisis Pertumbuhan ...
Laju Tumbuh Mutlak (LTM), Laju Tumbuh Relatif (LTR) dan Indeks Luas Daun (ILD) ...
46
46
Sifat Kimia Tanah Setelah Percobaan ………... Reaksi tanah (pH), Al-dd) dan P tersedia ... C organik, KTK dan Kalsium Dapat Ditukar...
51 52 57
KESIMPULAN DAN SARAN ... Kesimpulan ... Saran ...
61 61 62
DAFTAR PUSTAKA ... 63
ix
DAFTAR TABEL
Halaman
1 Komposisi Kimia Alang-alang ... 19 2 Notasi dan Perlakuan pada Percobaan Lapangan... 26 3 Daftar Metode serta Alat Pengukur Analisis Tanah dan
Tanaman ………..……… 29
4 Pengaruh Kompos, Fosfat dan Kapur terhadap Tinggi Tanaman, Jumlah Daun dan Luas Daun, 49 hst ...
34
5 Pengaruh Kompos, Fosfat dan Kapur terhadap Umur
Berbunga dan Umur Panen ... 40 6 Pengaruh Kompos, Fosfat dan Kapur terhadap Bobot 100
Biji dan Hasil Biji ... 42 7 Pengaruh Kompos, Fosfat dan Kapur terhadap Kadar Fosfat,
Kadar Kalsium, Serapan Fosfat dan Serapan Kuning ...
45
8 Pengaruh Kompos, Fosfat dan Kapur terhadap Laju Tumbuh Mutlak (LTM), Laju Tumbuh Relatif (LTR) dan Indeks Luas Daun (ILD) ...
48
9 Pengaruh Kompos, Fosfat dan Kapur terhadap pH Tanah, Aluminium Dapat Ditukar (Al-dd) dan P- tersedia, pada
Podzolik Merah Kuning ... 53
10 Pengaruh Kompos, Fosfat dan Kapur terhadap C organik Tanah, Kapasitas Tukar Kation (KTK) Tanah dan Kalsium Dapat Ditukar ...
x
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman1. Rekapitulasi Sidik Ragam Akibat Pengaruh Interaksi Pemberian Kompos, Pupuk Fosfat dan Kapur terhadap Tinggi Tanaman 21, 35 dan 49 hst pada Podzolik Merah
Kuning ………... 68 2. Rekapitulasi Sidik Ragam Akibat Pengaruh Interaksi
Pemberian Kompos, Pupuk Fosfat dan Kapur terhadap Jumlah Daun 21, 35 dan 49 hst pada Podzolik Merah Kuning
... 68 3. Rekapitulasi Sidik Ragam Akibat Pengaruh Interaksi
Pemberian Kompos, Pupuk Fosfat dan Kapur terhadap Luas Daun 21, 35 dan 49 hst pada Podzolik Merah Kuning
………... 69 4. Rekapitulasi Sidik Ragam Akibat Pengaruh Interaksi
Pemberian Kompos, Pupuk Fosfat dan Kapur terhadap Umur Berbunga, Umur Panen, Bobot 100 biji dan Bobot Biji
(hasil) pada Podzolik Merah Kuning ………. 69 5. Rekapitulasi Sidik Ragam Akibat Pengaruh Interaksi
Pemberian Kompos, Pupuk Fosfat dan Kapur terhadap Kadar Fosfat Jaringan, Kadar Kalsium Jaringan, Serapan Fosfat dan Serapan Kalsium pada Podzolik Merah Kuning ...
70
6. Rekapitulasi Sidik Ragam Akibat Pengaruh Interaksi Pemberian Kompos, Pupuk Fosfat dan Kapur terhadap LTA pada Periode antara 21 - 35 dan 35 - 49 hst, LTR pada Periode antara 21 - 35 dan 35 - 49 hst; dan Indeks Luas Daun (ILD) pada Podzolik Merah Kuning
………...…....… 70 7. Rekapitulasi Sidik Ragam Akibat Pengaruh Interaksi
Pemberian Kompos, Pupuk Fosfat dan Kapur terhadap pH, Aluminium Dapat Ditukar (Al-dd) dan P Tersedia Kuning
pada Podzolik Merah Kuning ... 71 8. Rekapitulasi Sidik Ragam Akibat Pengaruh Interaksi
Pemberian Kompos, Pupuk Fosfat dan Kapur terhadap C Organik Tanah, KTK Tanah dan Ca Dapat Ditukar (Ca-dd)
pada Podzolik Merah Kuning ... 71 9. Pengaruh Pemberian Kompos, Fosfat dan Kapur terhadap
Tinggi Tanaman 21, 35, dan 49 hst pada Podzolik Merah
Kuning ... 72 10. Pengaruh Pemberian Kompos, Fosfat dan Kapur terhadap
Jumlah Daun 21, 35 dan 49 hst pada Podzolik Merah
xi
11. Pengaruh Pemberian Kompos, Fosfat dan Kapur terhadap Luas Daun 21, 35 dan 49 hst pada Podzolik Merah Kuning
... 73
12. Pengaruh Pemberian Kompos, Fosfat dan Kapur terhadap Umur Berbunga, Umur Panen, Bobot 100 Biji dan Bobot Biji (Hasil) pada Podzolik Merah Kuning ... 73
13. Pengaruh Pemberian Kompos, Fosfat dan Kapur terhadap Kadar Fosfat dan Kalsium Jaringan serta Serapan Fosfat dan Kalsium pada Podzolik Merah Kuning ... 74
14. Pengaruh Pemberian Kompos, Fosfat dan Kapur terhadap Laju Tumbuh Absolut (LTA), Laju Tumbuh Relatif (LTR) dan Indeks Luas Daun (ILD) pada Podzolik Merah Kuning ... 74
15. Pengaruh Pemberian Kompos, Fosfat dan Kapur terhadap pH Tanah, Aluminium Dapat Ditukar (Al-dd) dan P- Tersedia, pada Podzolik Merah Kuning ... 75
16. Pengaruh Pemberian Kompos, Fosfat dan Kapur terhadap C organik Tanah, Kapasitas Tukar Kation (KTK) Tanah dan Kalsium Dapat Ditukar pada Podzolik Merah Kuning ... 75 17 Status Hara Podzolik Merah Kuning Asal Gajruk ... 76
18 Komposisi Hara Kompos Jerami Alang-alang dan Kompos Jerami Jagung ………... 77
19 Kandungan Kimia Pupuk Fosfat Alam dan Pupuk SP-36 ... 77
20 Deskripsi Jagung Varietas Bisma ... 78
21 Teknik Pembuatan Kompos ... 79
22 Penetapan pH dengan pH Meter ... 80
23 Penetapan Bahan Organik Tanah (berdasarkan jumlah bahan organik yang mudah teroksidasi) ... 80 24 Penetapan P-total ... 81
25 Penetapan P tersedia (Bray No.1) ... 82
26 Penetapan Kapasitas Tukar Kation (KTK) Tanah ... 83
27 Penetapan Aluminium Dapat Ditukar (Al-dd) ... 84
28 Penetapan Kapur (berdasarkan Al-dd) ... 85
29 Penetapan C- asam Humat dan C- asam Fulvat ... 85
xii
DAFTAR GAMBAR
Halaman 1 Skema Tahapan Pelaksanaan Penelitian ... 31 2 Pertumbuhan Tinggi Tanaman menurut Umur Pada Berbagai
Perlakuan ...
35 3 Pertumbuhan Jumlah Daun menurut Umur Pada Berbagai
Perlakuan ...
36
4 Pertumbuhan Luas Daun menurut Umur Tanaman Pada
Berbagai Perlakuan ……… 37
5 Pengaruh Berbagai Perlakuan terhadap Hasil Biji ... 43 6 Pengaruh Berbagai Perlakuan terhadap Bobot 100 Biji
...
43
7 Pengaruh Berbagai Perlakuan Terhadap Presentase Kenaikan
xiii
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Di Indonesia, Podzolik Merah Kuning (PMK) adalah tipe tanah yang dianggap sebagai tanah bermasalah. Tanah ini dikelompokkan sebagai tanah masam yang dicirikan oleh kejenuhan aluminium yang tinggi dan oksida besi/mangan yang cenderung mengikat fosfat. Selain itu, tanah ini juga bermasalah karena kekahatan Ca dan Mg serta rendahnya Kapasitas Tukar Kation (KTK) dan kandungan bahan organik tanah. Pada kondisi demikian, tanah ini dapat juga bersifat toksik terhadap tanaman karena Al, Mn dan Fe.
Menurut Buringh (1993), PMK yang memiliki padanan nama dengan Orthic Acrisol (menurut penamaan Peta Tanah Dunia/PTD) atau berdasarkan “Soil Taxonomi”, adalah tanah Ultisol. Tanah ini disebut sebagai tanah tropika tua pada wilayah bermusim kering dan basah yang berkembang dari bahan induk masam. Tanah-tanah ini mempunyai horison Argilik yang tegas, kejenuhan basa <50% (rendah) serta tingginya kejenuhan aluminium. Keadaan sifat kimia tanah ini disebabkan karena pencucian (leaching) yang berlangsung selama
masa sangat panjang sehingga menyebabkan kejenuhan basanya rendah. Karena itu tanah ini juga miskin hara secara kimia terutama pada lapisan tanah atas. Ciri fisik yang menonjol dari tipe tanah ini yakni adanya gejala podsolisasi pada horison argiliknya.
Total luas lahan masam yang berada di luar pulau Jawa (Sumatera, Kalimantan, Sulawesi dan Irian) diperkirakan 38.4 juta ha (16.7 % dari total luas lahan pertanian) yang berada pada kelerengan antara 0-8% (Djaenudin dan Sudjadi 1987). Sebagian besar lahan ini tidak teroptimalkan sebagai sumber potensi pertanian dan masih dibiarkan sebagai lahan tidur (sleeping land) yang ditumbuhi oleh alang-alang (Imperata cylindrica).
fosfat yang tidak larut, atau hanya sedikit ion H2PO-4 yang tersedia bagi tanaman. Mekanisme dari reaksi ini yakni ion fosfat telah menggantikan kedudukan ion OH dari koloid tanah atau mineral. Reaksi ini terjadi sebagai berikut :
Al+++ + H2PO-4 AlPO4.2H2O + 2H+ Fe+++ + H2PO-4 FePO4.2H2O + 2H+
Untuk mencegah ion fosfat dan atau melepaskan fosfat yang telah terikat pada keadaan ini maka dua mekanisme yang memungkinkan yakni : i) mengendapkan Fe dan Al menjadi tidak larut, melalui penetralan pH tanah; dan ii) mengkompleks Al atau Fe melalui pengkelatan oleh bahan organik tanah. Selain mekanisme tersebut, maka penambahan pupuk fosfat merupakan salah satu cara umum agar memungkinkan fosfor yang lebih banyak tersedia bagi tanaman. Namun, cara penambahan fosfat melalui pemberian pupuk biasanya tidak ekonomis dalam jangka waktu panjang.
Kenyataannya pada tingkat usahatani, pemacuan produksi tanaman, khususnya dalam menyediakan hara fosfor, maka pemupukan fosfat seperti pupuk TSP, SP-36 adalah pilihan yang sudah cukup populer bagi petani. Bahkan, sumber hara fosfat lainnya yang telah mulai dikenal petani adalah fosfat alam (FA). Walaupun secara nyata pupuk-pupuk ini mampu menyediakan fosfor bagi tanaman, namun dalam jangka waktu panjang penggunaan pupuk ini dianggap tidak efisien terutama pada tanah-tanah masam, karena dengan input pupuk P yang tinggi akan diikuti juga dengan peningkatan kapasitas fiksasi P. Efisiensi pupuk fosfat pada tanaman semusim adalah kurang dari 20% dan sisanya 80% merupakan sisa dalam tanah yang tidak tersedia bagi tanaman. (Hedley dan Bolan; 1990; Goswami et al. 1990).
Salah satu tujuan pemberian kapur pada tanah-tanah masam adalah untuk menaikkan pH tanah melalui hidrolisis CaCO3, sehingga berimplikasi terhadap pencegahan pelarutan Al atau Fe dan menekan retensi fosfat, sekaligus dapat mencegah keracunan tanaman akibat logam ini. Bahkan keuntungan lain pengapuran adalah sebagai sumber hara seperti kalsium atau magnesium, jika sumber kapurnya CaCO3 atau dolomit (MgCO3).
Berbeda dengan kapur, peranan spesifik bahan organik yang berkaitan dengan retensi fosfat yang tinggi oleh Al atau Fe adalah mengikat kation Al3+ atau Fe2+ oleh asam-asam organik seperti asam humat atau fulvat, yang diperoleh dari dekomposisi bahan organik dengan membentuk kelat Al atau Fe. Bahkan menurut Bhatti, et al., (1998) asam-asam organik sederhana lainnya seperti asam oksalat yang juga berasal dari dekomposisi bahan organik merupakan salah satu senyawa penting dalam proses pelepasan fosfat. Mekanisme asam oksalat dan ligan organik lainnya dalam melepaskan P, dapat melalui tiga cara yakni : (i) menggantikan P yang terjerap melalui pertukaran ligan pada permukaan Al dan Fe oksida; (ii) melalui pelarutan permukaan logam oksida dan melepas P yang ter-erap; dan (iii). melalui pengkompleksan Al dan Fe pada larutan, lalu mencegah pengendapan ulang dari senyawa P-logam.
Peranan lain dari penambahan bahan organik adalah meningkatkan ketersediaan hara, mengurangi pengaruh keracunan kation bebas, meningkatkan daya menahan air dan daya sangganya terhadap pupuk. Oleh karena itu, biasanya kandungan bahan organik tanah dipakai sebagai indikator kunci dalam menentukan sifat kesuburan tanah. (Schnitzer dan Khan 1978, Geus 1985, Obatolu dan Agboola 1993, Sikora dan Yakovchenko 1996, Gerzabek et al.1997; Stevenson dan Fitch 1997).
Masalah tersebut di atas dikemukakan atas dasar penelitian yang dilakukan oleh Sikora dan Yakovchenko (1996), yang melaporkan bahwa ada pengaruh aditif yang terjadi antara bahan organik dan pemupukan anorganik jika diberikan bersama. Namun hal ini belum diketahui apakah pengaruhnya hanya dari masing-masing seperti perbaikan/amandemen bahan organik tanah, dan mineralisasi bahan organik tanah ataukah kombinasi keduanya. Hal ini terbukti dengan kombinasi antara pemberian pupuk nitrogen dan kompos yang hasil, total nitrogen yang disuplai dari kompos dan pupuk anorganik memberikan hasil yang lebih besar, bila dibandingkan jika hanya disuplai oleh pupuk anorganik.
Dari dasar masalah yang telah dikemukakan tersebut, maka penelitian bertujuan mempelajari pengaruh kompos jerami alang-alang, atau kompos jerami jagung serta pemberian pupuk SP-36 dan fosfat alam (FA), pada tanah yang diberi kapur maupun tanpa kapur. Penelitian ini diarahkan pada kebutuhan informasi mengenai optimasi tanah PMK, khususnya pada optimasi pupuk fosfor dan penggunaan pupuk pertanian.
Tujuan Penelitian
Tujuan penelitian ini adalah :
1. Mengetahui penampilan pertumbuhan dan hasil tanaman jagung, serta serapan fosfat dan kalsium karena adanya perubahan-perubahan sifat kimia tanah PMK.
2. Mempelajari besaran perubahan dan keterkaitan sifat-sifat kimia tanah seperti pH tanah, aluminium dapat ditukar (Al-dd), P-tersedia, kapasitas tukar kation (KTK) tanah dan kalsium dapat ditukar (Ca-dd) akibat dari faktor kompos, pupuk fosfat dan kapur.
Hipotesis
TINJAUAN PUSTAKA
Karakteristik Podzolik Merah Kuning dan Tanah Masam Karakteristik Podzolik Merah Kuning.
Menurut Buringh (1993), Podzolik Merah Kuning (PMK) memiliki padanan nama dengan Orthic Acrisol (menurut penamaan Peta Tanah Dunia/FAO). Sementara menurut Soil Taxonomi, tanah Acrisol mirip dengan Ultisol. Tipe tanah ini selalu ditemui pada wilayah-wilayah yang bermusim kering dan basah, sehingga disebut sebagai tanah tropika tua. Karena kondisi ini berlangsung lama, maka telah mendorong pengembangan keasaman tanahnya, dan menjadikan basa-basa yang rendah akibat dari pencucian (leaching). Oleh
karena itu secara kimia dan fisik, PMK memiliki sifat yang tidak menguntungkan bagi pertumbuhan tanaman.
Tanah ini berkembang dari bahan induk asam yang mempunyai horison Argilik yang tegas, dengan karakter utamanya adalah kejenuhan basa (KB) rendah (< 50%) serta kejenuhan aluminium yang tinggi. Menurut Kamprath dan Foy (1997) liat tanah mengandung selaput Fe dan Al hidroksi. Bahan-bahan ini secara nyata mempengaruhi retensi dan ketersediaan kation dan anion pupuk pada tanah. Kenampakan fisik yang nyata dari tipe tanah ini antara lain, adanya gejala podsolisasi akibat dari pengendapan Fe yang mengalami oksidasi.
Hasil penelitian di Indonesia yang mengidentifikasi bahwa rendahnya kesuburan lahan ini karena (Widjaya-Adhi 1986; Hartatik et al. 1998) :
• bereaksi masam;
• konsentrasi toksik Al, Fe dan Mn yang tinggi;
• kandungan P, K, Ca dan Mg sangat rendah;
• daya fiksasi P yang tinggi;
Kendala dan Masalah Tanah Masam.
Penyebab utama keberadaan sifat kimia dan fisik yang tidak menguntungkan bagi pertumbuhan tanaman pada tanah masam adalah karena erat hubungannya dengan ion H+ . Sifat inilah yang semulanya dipandang sebagai gambaran suatu reaksi kimia yang terjadi dalam tanah, yang umumnya disebut ke dalam reaksi tanah masam, netral dan alkalin. Pada tanah masam, jumlah ion H+ dan Al3+ yang dapat dipertukarkan, merupakan ion yang saling berhubungan erat. Kedua jenis ion ini, menurut Poerwowidodo (1992) dianggap sebagai pengendali kemasaman tanah yang berada dalam larutan sistem tanah dan kompleks jerapan. Namun menurut Kamprath dan Foy (1997), konsep-konsep mengenai tanah masam telah berubah. Kation Al3+, dan bukannya H+ yang dapat dipertukarkan, sekarang dikenal sebagai suatu kation dapat dipertukarkan yang penting pada tanah masam.
Aluminium merupakan sumber kemasaman penting, karena Al3+ akan menyumbangkan ion H+ ke dalam larutan tanah melalui proses hidrolisis. Terhidrolisisnya ion Al3+ digambarkan dalam reaksi sebagai berikut :
Al3+ + 3 H2O Al(OH)3 + 3 H+
Aluminium dalam tanah berasal dari pelarutan mineral-mineral silikat. Aluminium ini terdapat dalam posisi tetra ataupun oktahedral. Menurut Huang dan Violante (1983), proton yang berasal dari respirasi akar, metabolisme mikroba, pembusukan bahan tanaman dan organisme, pupuk dan hujan yang menimbulkan kemasaman, menyerang mineral yang mengandung Al dan melepaskan Al, ke dalam larutan tanah dan air alami. Proses ini digambarkan dalam reaksi di bawah ini :
Al2SiO5(OH)4 + 2H+ 2 Al3+ + 2 Si(OH)4 + H2O
Ion Al3+ sangat reaktif sekali dalam larutan tanah. Ion ini selalu terhidrolisis membentuk kompleks, dan terkoordinasi secara oktahedra dengan enam molekul air berupa sebuah ion Al(H2O)63+ yang adalah suatu pemberi proton. Derajat hidrolisis ion ini meningkat dengan meningkatnya pH larutan.
Perilaku Aluminium dan Pengaruhnya terhadap Pertumbuhan Tanaman
sedangkan konsentrasi yang jauh lebih tinggi, apabila pH tanah di bawah 4.0 (Huang dan Violante1983, Marschner 1995). Meskipun tidak termasuk dari 16 unsur yang dibutuhkan tanaman, ternyata juga ditemui dalam jaringan spesies tanaman tertentu. Misalnya pada jagung, legum tropika dan gula-bit, telah teramati dapat mengandung konsentrasi aluminium 71.4 sampai 185 µM dan dianggap sebagai situmulan terhadap pertumbuhannya. Bahkan pada tanaman teh yang dikenal sebagai tanaman akumulator Al, mencapai 1000 µM (Maschner 1995)
Pada tanah, aluminium terkoordinasi secara oktahedra atau tetrahedra dengan oksigen dalam mineral yang mengandung Al. Aluminium juga terdapat sebagai : i) aluminium yang terbungkus hidroksida; ii) aluminium yang berada di antara lapisan liat dan permukaan patahan mineral liat; dan iii) aluminium yang terdapat dalam senyawa fosfat. Selanjutnya interaksi Al dengan asam organik berbobot molekul rendah dan asam fulfat (AF) serta asam humat (AH) mengarah ke pembentukan komplek hidroksi-aluminium-organik yang tidak mudah larut, tergantung pada nisbah molar asam organik terhadap Al, pH dan sifat asam organik (Huang dan Violante1983).
Menurut Ruaysoongnern dan Keerativ-kasikorn (1996), keadaan aluminium tergantung dari keadaan pH tanah. Semakin tinggi keasaman tanah, semakin tinggi tingkat kelarutan Al. Aluminium terjerap pada permukaan liat dan dalam larutan. Keadaan ini secara alamiah selalu dalam keadaan seimbang. Jika Al berdisosiasi dengan air membentuk aluminium hidroksida, yang reaksinya digambarkan seperti ini :
Liat - Al Al3+
Al3+ + H2O Al (OH)2+ + H+
Al (OH)2+ + H2O Al (OH)2+ + H+
Al (OH)2+ + H2O Al (OH)3 (pengendapan)
didominasi Al3+ ; pH larutan 6.3 (aktivitas Al-dd dan Al hidroksida rendah); pH > 6.3 semua Al dalam bentuk hidroksida tidak terekstrak dengan NH4Oac; pH larutan > 6.5 Al(OH)3 mengalami pengendapan.
Akibat dari Al yang larut yang lebih besar, maka pengaruh lain terhadap sifat kimia tanah yakni cenderung mengikat ion fosfor. Reaksi kimianya yang berlangsung antara ion fosfat dengan Al larut telah menghasilkan bentuk hidroksi fosfat yang tidak larut. Konsekuensi dari reaksi di atas ini, akan selalu terjadi bentuk fosfat yang tidak larut, atau hanya sedikit ion H2PO-4 yang tersedia bagi tanaman. Mekanisme reaksinya yakni ion OH digantikan kedudukan oleh ion fosfat dari koloid tanah atau mineral.
Pengaruh langsung Al terhadap pertumbuhan tanaman yakni : (i) mengakibatkan keracunan terhadap tanaman, terutama menyebabkan kerusakan pada akar sehingga efisiensi akar dalam menyerap hara dan air menjadi rendah. Hal ini akan mengganggu sistem translokasi hara; (ii) terjadinya penimbunan/pengendapan fosfat dalam jaringan akar sehingga dapat menghalangi translokasi unsur Ca dan P ke berbagai bagian tanaman. Dengan demikian menyebabkan tanaman kekurangan unsur P; dan (iii) Al mencegah penetrasi akar ke lapisan tanah bagian bawah.
Peranan Kapur pada Tanah Masam
Pengapuran adalah suatu istilah pertanian yang sering dipergunakan untuk menyatakan penambahan bahan kapur dari senyawa oksida, hidroksida atau karbonat Ca dan Mg dalam tanah. Pengapuran dilakukan pada tanah-tanah yang mempunyai pH rendah (masam). Tujuan utama pengapuran untuk menaikkan pH tanah dan meniadakan pengaruh racun Al dan Mn serta menyediakan hara kalsium (Sulaeman et al. 1990) . Berkaitan dengan ini, maka pemberian kapur dapat bermanfaat ganda yakni : pertama, kapur dapat menggantikan dan mengendapkan Al, yang telah diikat sangat kuat dalam tanah masam. Kedua, jika suatu tanah yang dikapur akan lebih banyak situs pertukaran yang lebih aktif.
demikian jika tanah masam dikapur, KTK efektifnya meningkat. Pada tanah Ultisol KTK meningkat sebesar 60% jika pH tanah dinaikkan dari 4.9 menjadi 5.9.
Selain itu, menurut Sulaiman et al. (1990) pengapuran selain untuk meniadakan pengaruh racun dari Al dan Mn, juga berperan dalam menyediakan hara kalsium. Namun, tanggap tanaman terhadap kapur berbeda-beda )Al-Jabri
et al. 1998), dinyatakan bahwa kapur berpengaruh terhadap bobot kering jerami,
bahkan cenderung menurunkan hasil padi pada level 2.87 ton/ha, tetapi pada sisi lain kapur berpengaruh positif terhadap bobot kering jerami di Barasang (takaran 1/4 Al-dd= 2.56 – 2.62 ton.ha-1)
Pendugaan kebutuhan kapur pada tanah-tanah masam dapat dilakukan dengan berbagai cara seperti :
• pemberian kapur secara bertingkat di lapangan untuk mendapatkan takaran kapur yang memberi hasil tanaman yang optimum;
• inkubasi tanah dengan pemberian kapur bertingkat untuk mencapai takaran pupuk yang dapat memberikan pH tanah yang diinginkan;
• titrasi tanah menggunakan larutan basa;
• titrasi tanah menggunakan larutan sangga;
• menggunakan Al-dd sebagai indeks kebutuhan kapur (McLean 1973)
Perilaku Fosfat dan Pengaruhnya terhadap Pertumbuhan Tanaman Sumber Fosfor dan Ketersediaannya dalam Tanah
Kandungan fosfat dalam larutan tanah umumnya relatif rendah yakni antara 0.02 hingga 0.10 % . Pada konsentrasi ini aliran massa tak cukup untuk menjelaskan laju pengambilan oleh tanaman. Akan tetapi, konsentrasi P total biasanya paling tinggi dalam lapisan permukaan, dan terendah dalam horizon A bagian bawah atau pada horizon B bagian atas, yang merupakan hasil pendauran P oleh tanaman yang tumbuh (Young et al.1997; Fisher dan Dunham 1992).
Tiga bentuk ion fosfor yang dapat diserap tanaman adalah H2PO4- ; HPO42-, atau PO43- Ion-ion ini dibentuk dari ionisasi satu, dua dan tiga hidrogen dari asam fosfat (H3PO4). Namun sebagian besar fosfor yang diserap tanaman adalah dalam bentuk monovalen orto-fosfat seperti H2PO4- (ortofosfat primer). Meskipun hanya sedikit, ada juga tanaman tertentu menggunakannya dalam bentuk HPO42- (ortofosfat sekunder). Biasanya ion divalen orto-fosfat (HPO42-) penting pada kondisi pH yang tinggi, atau ion ini akan lebih dominan jika larutan tanahnya di atas pH 7.2 (Bennettt 1994; Maschner 1995; Thompson dan Troeh 1973; Young et al., 1997)
Ion-ion tersebut bisanya bergerak secara difusi dan mengalami intersepsi dengan akar dan hanya sedikit yang masuk secara aliran massa bersama air. Laju transportasi menuju akar biasanya sangat lambat jika jarak transportasinya lebih dari 5 sampai 10 mm (Maschner 1995; Thompson dan Troeh 1973). Oleh sebab itu, tujuan pemupukan adalah menaikkan level konsentrasi di mana penyerapan fosfor tidak lagi membatasi hasil.
Tiga variabel penting yang berkaitan dengan ketersediaan fosfor yakni kelarutan, jumlah dan jarak pergerakan ion. Variabel ini masih tergantung dari beberapa faktor, di antaranya, kelarutan dan macam ion fosfor yang hadir, serta konsentrasi ion lain. Kedua faktor ini dipengaruhi oleh pH. Oleh karena itu menurut Maschner (1995), bahwa, setiap tanaman berkemampuan berbeda dalam menyerap fosfor dari tanah, karena berbeda dalam morfologi akar (misalnya densitas rambut akar, diameter akar) dan karakter fisiologisnya.
begitu bersaing dengan serapan P. Faktor intensitas tidaklah memadai untuk menggambarkan ketersediaan P bagi tanaman, karena jumlah P dalam larutan tanah pada setiap saat kecil jika dibandingkan dengan kebutuhan P tanaman.
Sedangkan mekanisme yang terlibat dalam perbedaan serapan dan penggunaan P oleh tanaman dikaitkan dengan tiga ciri akar : (i) kemampuan menyerap P dari larutan encer; (ii) aktivitas metabolik yang dapat meningkatkan ke larutan P tanah; dan (iii) kemampuan mengeksplorasi volume tanah. Kemampuan menyerap P tampaknya terbentuk dalam beberapa jam setelah akar lembaga (radikal) tumbuh, tetapi kemampuan untuk mentranslokasi P ke bagian atas tanaman dapat menunggu beberapa minggu pada berbagai spesies tertentu.
Keberadaan Fosfor pada Tanah Masam
Seperti yang dikemukakan terdahulu bahwa bentuk ion fosfor yang diserap tanaman dipengaruhi oleh pH tanah. Pengaruh pH tanah terhadap ketersediaan P bagi tanaman adalah dengan dua cara. Pertama, pH larutan tanah adalah yang paling menentukan bentuk ion yang ada. Kedua, pH tanah
juga mengendalikan tipe dan kelarutan mineral-mineral tanah. Mineral-mineral ini dapat merubah produk-produk reaksi pupuk, mineral-mineral sekunder atau primer. Menurut Young et al. (1997), ketika suatu pupuk ditambahkan pada
suatu tanah masam, ia bereaksi dengan senyawa-senyawa Fe dan Al membentuk produk-produk kompleks yang tidak begitu larut dan kurang tersedia bagi tanaman. Senyawa-senyawa yang terbentuk dapat mengendap dalam larutan, terjerap pada permukaan oksida Fe dan Al, atau terjerap pada partikel-partikel lempung.
Berkaitan dengan tanah masam, Ruaysoongnern dan Keerativ-kasikorn (1996), menyatakan bahwa, ketersediaan fosfor yang sangat terbatas adalah salah satu masalah penting pada tanah masam. Fosfor selalu menunjukkan afinitas yang kuat dengan Al dan Fe pada tanah masam, sehingga pengendapannya bersama aluminium dan besi atau dijerap pada permukaan liat (clay). Reaksi kimianya yang berlangsung antara ion fosfat dengan Aluminium yang larut, menghasilkan bentuk hidroksi fosfat yang tidak larut. Mekanisme reaksinya yakni, ion fosfat menggantikan kedudukan ion OH dari koloid tanah atau mineral. Reaksi yang terjadi digambarkan sebagai berikut :
Konsekuensi dari reaksi di atas ini, akan selalu terjadi bentuk fosfat yang tidak larut, atau hanya sedikit ion H2PO-4 yang tersedia bagi tanaman.
Peranan Fosfor dalam Pertumbuhan Tanaman
Fosfor adalah hara makro yang esensial bagi pertumbuhan dan perkembangan tanaman, dan sebagai salah satu faktor pembatas produksi kedua setelah nitrogen (Willet et al. 1996, Bennett 1994). Karena pentingnya fosfor bagi tanaman, oleh Thompson dan Troeh (1973) disebut sebagai “kunci bagi kehidupan” karena secara langsung berpengaruh terhadap sebagian besar proses kehidupan.
Konsentrasi fosfor untuk pertumbuhan yang optimal menurut Maschner (1995) adalah antara 0,3-0,5% dari bobot kering. Namun demikian, kemungkinan akibat keracunan fosfor dapat terjadi ketika kandungan fosfor lebih dari 1% dari bobot kering. Bahkan pada tanaman Cajanus cajan cukup sensitif
dan mengalami keracunan jika kandungan fosfor pada pucuk telah mencapai antara 0.3 - 0.4% dan 0.6 – 0.7% (pada Vigna mungo). Selanjutnya Goswami et al. (1990) melaporkan bahwa kandungan fosfor pada biji jagung 4.4 kg.ton-1 atau setara kebutuhan pupuk fosfor 26 - 66 kg P.ha-1.
Tanaman yang menderita kahat fosfor, tampak pada laju penurunan luas daun dan permukaan daun, serta jumlah daun. Namun demikian kondisi ini tidak banyak berpengaruh terhadap kandungan protein daun serta kandungan klorofilnya, bahkan sering kandungan klorofil bertambah di bawah kondisi ini. Akan tetapi, efisiensi fotosintesis per unit klorofil semakin menurun pada kondisi kahat fosfor. Gejala kahat fosfor khususnya pada jagung menurut Voss (1994), yakni pada daun berwarna hijau gelap dengan ungu kemerahan pada bagian ujung dan tepi daun.
menurun, formasi biji yang terganggu, produksi biji dan senesens daun yang prematur. Namun demikian gejala defisiensi bervariasi antar spesies dan juga tergantung dari kondisi pertumbuhan.
Secara seluler, defisiensi fosfor mengakibatkan terjadinya penurunan kandungan fosfolipid yang berdampak pada kerusakan membran sel dan berpengaruh juga terhadap transfer energi dalam sel. Ada juga gejala defisiensi fosfor yang tidak kelihatan, karena kebutuhan P yang tinggi langsung ditranslokasikan ke jaringan muda yang sedang mengalami metabolisme aktif. Oleh karena itu, gejala defisiensi fosfor nampak pada jaringan tua.
Fisiologi Fosfor dalam Tanaman
Tidak seperti nitrat, fosfat tidak direduksi dalam tanaman akan tetapi dioksidasi. Setelah diserap, terutama dalam bentuk H2PO4- yang selanjutnya digunakan sebagai fosfat anorganik (Pi) atau diesterifikasi sebagai suatu senyawa fosfat-ester sederhana (C--O-(P) ) (misalnya gula fosfat) atau fosfat
bentuk lain seperti ikatan energi-pirofosfat (P)∼(P) ) (misalnya ATP).
Fosfor diserap akar dan didistrubusi menuju sel hidup pada tanaman. Sebagian besar ion fosfor terkonsentrasi pada bagian-bagian reproduktif tanaman, seperti pada biji dan bunga. Bersama dengan C, H, O, N dan unsur lainnya, fosfor di dalam sel bergabung membentuk senyawa organik kompleks. Oleh karena itu, fosfor dianggap sebagai unsur yang esensial terutama bagi material genetik dalam nukleus sel. Sel tidak dapat membelah jika terbatas fosfornya. Kekahatan fosfor menyebabkan tanaman kerdil dan gagal dalam pemasakan (Thompson dan Troeh 1973)
Salah satu bentuk fosfor yang ditemukan dalam jaringan tanaman adalah fitat yang adalah suatu bentuk dari fosfat yang disimpan dalam jaringan penyimpan seperti biji-bijian. Fitat adalah garam dari asam fitic, myoinositol, 1,2,3,4,5,6-hexa bisphosphate. Asam fitic ini disintesis dari cyclic alcohol myoinositol melalui esterifikasi dari grup hidroksil dengan grup fosfat. Kandungan fitat-fosfor dari total fosfor adalah 60-70% pada biji serealia atau lebih dari 50% pada biji legum. Kandungan fitat pada serealia dan legum selama awal pembentukan biji adalah rendah, tetapi kenaikannya jelas ketika mencapai periode sintesis pati. Hal ini kontras dengan kandungan Pi selama tahapan proses yang sama di mana kandungan Pi rendah dan menurun ketika fitat dibentuk.
Pupuk dan Sumber-sumber Fosfat
Pupuk fosfat yang sudah umum dikenal masyarakat Indonesia di antaranya adalah TSP dan SP-36. Perbedaan kedua pupuk ini terutama pada kandungan P2O5, di mana TSP mengandung 46% dan SP-36 adalah 36% P2O5. Pupuk-pupuk ini sudah cukup populer bagi petani di Indonesia. Akhir-akhir ini, pupuk SP-36 lebih dominan ditemukan di pasaran dibanding pupuk TSP. Keadaan ini merupakan kebijakan pemerintah Indonesia, dalam rangka efisiensi terhadap penggunaan pupuk fosfat oleh petani, sekaligus mengurangi dampak buruk bagi lingkungan, di mana penggunaan TSP selama ini, 20% diserap tanaman dan sisanya 80% terfiksasi dalam tanah.
Bumi kaya dengan endapan fosfat. Hampir 40% dari batuan fosfat dunia pada tahun 1980 memasuki perdagangan dunia. Maroko merupakan pengekspor yang utama, yang diikuti oleh Amerika Serikat. Sebagian besar penambangan fosfat di dunia dilakukan dengan tambang terbuka (strip mining),
dan hanya sedikit saja yang menggunakan penambangan bawah tanah. Setelah batuan fosfat ditambang dan diperkaya selanjutnya mengkonversi struktur fluorapatit menjadi bentuk yang lebih melarut dan secara efektif digunakan oleh tanaman (Weast et al. 1989),
Selain sumber pupuk fosfat tersebut, fosfat alam (FA) dalam dekade terakhir ini telah menjadi perhatian penting dan sebagai salah satu sumber pupuk fosfat yang mempunyai prospek yang baik, terutama ditinjau dari aspek ekonomisnya (Hedley et al. 1990). Pupuk FA mengandung apatit yang
Batuan fosfat merupakan titik awal untuk semua pupuk P (Young et al.
1997). Menurutnya dengan beberapa perkecualian, endapan yang lebih besar di dunia secara langsung ataupun tidak langsung berasal-usul dari sedimenter, yang terhampar pada lapisan bawah laut dan kemudian terangkat ke massa-massa daratan dan terendapkan kembali dari air permukaan yang terperkolasi melalui lapisan tersebut. Fosfat tersebut biasanya dalam bentuk butiran kecil yang terekat bersama oleh CaCO3. Bentuk utama mineral fosfat dalam kebanyakkan endapan adalah fronkolit yang merupakan suatu fluorapatit carbonat(Ca10F2(PO4)6.XCaCO3). Ikutan-ikutan utama adalah Fe, Al dan Mg.
Fosfat alam merupakan pupuk sumber fosfat yang cukup prospektif di masa depan. Hal ini karena pengadaan FA relatif lebih murah, dan diketahui mempunyai nilai efektivitas pada tanah-tanah tertentu lebih tinggi dari pupuk fosfat yang diproduksi pabrik seperti TSP dan SP-36. Penelitian Hartatik et al.,
(1998) menunjukkan bahwa penggunaan pupuk FA yang diasamkan pada level dari 15 - 30% ternyata mempunyai nilai efektivitas agronomik (RAE) mencapai 100.2 –109.8% dibanding pupuk TSP pada dosis pemupukan 90 kg P2O5 ha-1. Selanjutnya dijelaskan bahwa makin tinggi kelarutan P dalam pupuk PARP makin tinggi tanggapan tanaman.
Peranan Bahan Organik Tanah pada Tanah Masam
Bahan organik tanah merupakan bagian integral dari tanah yang berpengaruh terhadap sifat fisik , kimia dan biologi tanah. Keberadaan pada lahan-lahan pertanian mutlak diperlukan guna memelihara keserasian fungsi ekologis, kesinambungan produksi pertanian dan kelestarian lingkungan. Peran kunci yang dimainkan bahan organik yaitu meningkatkan ketersediaan hara bagi tanaman dan dalam mengurangi pengaruh keracunan akibat kation bebas. Keuntungan penambahan bahan organik tanah dan peranannya yang berkaitan dengan perubahan sifat kimia tanah telah banyak didokumentasi secara meluas (Stevenson dan Fitch 1997; Sikora 1996; Schnitzer dan Khan 1978; Geus 1985; Mulongoy et al. 1993; Obatolu and Agboola 1993).
berkurang daya sangganya terhadap pupuk sehingga efisiensi penggunaan pupuk menjadi rendah karena sebagian hilang tercuci dari lingkungan perakaran. Kehilangan bahan organik tanah terutama pada lahan yang berkelerengan tinggi berdampak pada penurunan terhadap produktivitas lahan. Oleh karena itu, kadar bahan organik dijadikan sebagai parameter/kriteria untuk penetapan tingkat degradasi lahan (Mulongoy et al. 1993)
Studi oleh Gerzabek et al. (1997) yang menekankan terhadap peranan bahan organik, di mana akumulasi humus pada tanah setelah diberi bahan organik tergantung pada kondisi tanah dan jumlah yang ditambahkan. Stabilitas agregat tanah meningkat secara nyata dengan kenaikan kandungan humusnya. Hal lain juga nampak pada jumlah biomas mikrobial yang dianggap sebagai faktor penting kedua dalam menentukan stabilitas agregat. Pada percobaan di mana tanah-tanah yang diberi kotoran hewan yang mengandung humus 30% lebih rendah dibanding tanah-tanah yang mengandung humus yang berasal dari gambut yang ditambahkan sedikit biomas mikrobial tenyata memberikan pengaruh yang sama terhadap stabilitas agregat tanah.
Kandungan C-organik tanah menunjukkan perubahan dari waktu ke waktu. Tanah yang tidak diberi bahan organik terjadi penurunan C-organiknya dari 15 g.kg-1 menjadi 9.8 g.kg-1. Sebaliknya pada tanah yang diberi bahan organik yang berasal dari gambut terjadi peningkatan C-organiknya menjadi 30.1 g.kg-1. Perubahan ini terjadi dalam jangka waktu 37 tahun. Perubahan kandungan C-organik pada lapisan top soil akan berbeda-beda sesuai sumber bahan organik, dan perubahannya bersifat linier dengan waktu aplikasinya.
Tan (1997), mendefinisikan bahwa bahan organik adalah suatu materi yang terdiri atas bahan yang belum dan telah terhumifikasi. Bahan yang belum terhumifikasi, dapat berasal dari pembusukan tanaman, fauna dan jaringan mikroba, dalam bentuk asli atau sedikit termodifikasi. Sedangkan bahan yang telah terhumifikasi adalah produk yang telah terbentuk selama proses dekomposisi dari bahan yang belum terhumifikasi dan terdiri atas satu kelompok senyawa kompleks seperti asam fulfat (AF) dan asam humat (AH) serta turunannya (hidroksi benzoatnya).
membentuk kompleks yang mantap dengan logam. Kemampuan ini disebabkan karena mengandung gugus fungsional seperti O yang tinggi, termasuk COOH, fenolik, alkoholik, dan fenolik-OH dan struktur C=O dari berbagai jenis. Senyawa ini larut dalam alkali maupun asam. Keasaman total AF berkisar dari 640 hingga 1420 cmol (H+) kg-1; kadar COOH beragam dari 520 hingga 1120 cmol (H+). kg-1
Sebaliknya, AH adalah bahan yang terekstrak dari tanah oleh larutan alkali dan mengendap oleh pengasaman. AH mempengaruhi pelarutan mineral melalui pengaruh keasaman (ion H+) dan pembentuk kompleks atau kelat. Peranan kelat dalam kesuburan tanah khususnya ketersediaan unsur mikro dan dapat dibuat tersedia bagi tanaman melalui pertukaran. Akibat pengkelatan maka difusi dan aliran massa unsur hara mikro ke akar meningkat. Kelat tersebut diperkirakan akan membantu mekanisme pembawa yang merupakan cara pengisian unsur hara di permukaan akar yang terkuras. Asam organik yang paling efektif dalam pelarutan adalah hasil hancuran bahan organik tanah dan mengandung asam organik sederhana dan kompleks asam berbobot molekul tinggi .
Menurut Hayes dan Himes (1983), bahan humat adalah polianion dan polidispersi, yang pada saat terionisasi penuh mempunyai nilai KTK berkisar 3 x
103 hingga 6 x 103µe/g untuk AH dan mencapai 10 x 103 µe/g untuk AF. Hal ini kontradiksi dengan hasil studi oleh Mulongoy et al. (1993) yang menyatakan
bahwa kandungan C-organik, bukan asam humid berkorelasi positif dengan KTK, karena itu menurutnya C-organik adalah salah satu sumber KTK. Selanjutnya menurut Gerzabek et al. (1997) pengaruh dari bahan organik yang diberi pada tanah akan berbeda kandungan C-organiknya tergantung jumlah dan sumber bahan organiknya. Bahkan, sumbangan perubahan sifat fisik tanah seperti stabilitas agregat meningkat secara nyata dengan kenaikan kandungan humusnya. Pengaruh terhadap perubahannya bersifat linier dengan waktu aplikasiya.
terhadap erapan dan ketersediaan P melalui pengkompleksan dengan Al dan Fe. Ligan organik akan mengkompleks Al dan Fe dalam larutan dan permukaan Fe dan Al . Oleh karena itu, prinsipnya peranan bahan organik melaui senyawa-senyawa organiknya dalam larutan tanah, membentuk dua jenis kompleks dengan unsur mikro yaitu : (i) biokimia yang diketahui terdapat dari organisme hidup seperti asam alifatik sederhana, asam amino, asam gula, siderofor hidroksamat dan polifenol; (ii) satu seri asam, polielektrolit berwarna kuning hingga hitam yang disebut asam fulvat (AF).
Mekanisme perubahan kimia tanah ini diterangkan melalui tiga mekanisme yakni : (i) menggantikan P yang terjerap pada permukaan Al oksida atau Fe melalui pertukaran ligan; (ii) melalui pelarutan permukaan logam oksida dan melepas P yang terjerap; dan (iii) melalui pengkompleksan Al dan Fe pada larutan, lalu mencegah pengendapan ulang dari senyawa P-logam (Bhatti, et al.
1990).
Bahan Organik dan Kompos
Seperti telah dikemukakan sebelumnya, pada prinsipnya bahan organik seperti humus pada tanah berasal dari hasil dekomposisi bahan residu tanaman, hewan dan jaringan mikrobia. Menurut Hayes dan Himes (1997), humus terdiri atas bahan makromolekul organik yang ada di dalam tanah berasal dari transformasi sisa-sisa tanaman dan hewan, tetapi tidak lagi memiliki kemiripan dengan bahan aslinya.
Seperti halnya humus, maka sifat kompos yang juga merupakan bahan organik yang mengalami degradasi yang dikelola oleh bantuan manusia dengan dimediasi proses dekomposisi oleh mikrobia. Kompos mengandung hara makro seperti fosfor, yang dapat mengkontribusi kenaikan hasil tanaman. Hara makro dan bahan organik seperti kompos dapat juga menaikkan hasil pertanaman di bawah kondisi kekahatan mikro-nutrien. Dilaporkan juga, bahwa kadang-kadang tanah sandy soils di bawah kondisi kering, yang bahan organiknya diperbaiki ternyata dapat memberikan hasil yang baik.
(Harrey 1993). Ketiga bahan tersebut hanya bisa dirombak oleh mikroorganisme yang berkemampuan tinggi seperti mikroorganisme selulolitik dan lignolitik. Karena mikroorganisme selulotik itu menghasilkan komplek enzim yang mampu
memecahkan ikatan β-1,4-glukosida dari struktur selulosa. Komplek ini dikenal
dengan nama selulase yang terdiri dari endo- β-1,4-glukonase (Cx), ekso-β -1,4-glukonase (C1) dan β-1,4-glukodase (Gong dan Tsao, 1979; Tangarone et al.,
1989).
Sebagai sumber unsur hara, alang-alang mengandung unsur yang dapat dimanfaatkan oleh tanaman seperti N, P, K, Ca, Mg, Si, Fe dan Cu. (Tabel 1.). Namun untuk dapat tersedia bagi tanaman diperlukan waktu yang cukup lama, melalui suatu dekomposisi bahan organik alang-alang (Soerpardi dalam
Situmorang, 1999). Jasad penghancur (decomposer) yang efektif saat ini adalah jamur Trichoderma sp. yang diinokulasi dari kayu busuk. Bahkan, telah tersedia di pasaran berbagai dekomposer berbagai merek dagang dalam rangka membuat kompos secara cepat (Indriani 2000).
Tabel 1. Komposisi Kimia Alang-alang
Bagian tanaman
Komposisi Kimia
Bagian N P K Ca Mg Si Fe Mn Zn Cu
---% --- --- ppm ---
Daun 0.17 0.33 0.56 0.35 0.28 2.66 0.13 97.8 9.0 6.3
Akar 0.35 0.17 0.38 0.19 0.20 1.90 0.10 105.9 33.4 19.7
Sumber : Soepardi, 1976 dalam Sitomurang, 1999.
Keberadaan Kalsium dan Pengaruhnya terhadap Pertumbuhan Tanaman
Dilaporkan oleh Kurnia et al.,(1999) bahwa salah satu ciri tanah masam, khususnya pada tanah Ultisol (Typic Hapluhumults) di Jasinga, Jawa Barat
adalah miskin akan hara kalsium. Pemberian kapur pertanian, terutama yang berbahan CaCO3 selain meningkatkan pH tanah, juga dapat bermanfaat sebagai penyedia hara kalsium bagi tanaman.
Peranan Kalsium terhadap Pertumbuhan Tanaman
oleh akar (Bennet 1994). Gejala defisiensi hara ini menurut Voss (1994), akan nampak seperti tanaman yang kerdil (stunted). Selain itu, pada kondisi defisiensi, di pucuk dan daun berikutnya akan nampak gejala ladderlike.
Gejala-gejala tersebut dapat dipahami karena Ca termasuk hara yang tidak mobil pada sistem transport dalam jaringan tanaman.
Meskipun defisiensi Ca jarang terjadi bagi tanaman umumnya, namun level kritis yang telah diketahui adalah <0.1% serta rentang kecukupannya antara 0.1 – 1.0%. Tetapi, jika lebih dari batas ini, tidak menimbulkan keracunan bagi tanaman. Pada tanaman jagung, gejala defisiensi jarang ditemui. Batas kecukupannya yang terukur pada daun telinga adalah 0.2 – 1.0% dan 0.9 –1.6 pada seluruh tanaman serta daun ke 3 dan ke 4.
Menurut Maschner (1995), fungsi kalsium secara komprehensif bagi proses fisiologis tanaman serta molekuler biologi adalah sebagai suatu second
messenger dalam konduksi sinyal tanaman dalam merespon faktor lingkungan
bagi pertumbuhan dan perkembangan tanaman. Keunikan bagi kalsium, secara kuantitas ditemukannya dalam jumlah yang berlimpah dalam jaringan tanaman yakni pada dinding sel (apoplas). Hal ini kontras dengan keberadaan hara makro yang lain. Bentuk kalsium dalam jaringan tanaman adalah sebagian besar (50%) dalam bentuk kalsium pektat, 4% kalsium oksalat sedangkan sisanya dalam bentuk larutan (water soluble) dan kalsium fosfat.
Tipe distrusbusi kalsium pada sel jaringan tanaman dewasa yakni dengan menjaga konsentrasi kalsium dalam sitoplasma dalam kondisi yang
sangat rendah (0,1-0,2 µM sebagai Ca2+ bebas), sebaliknya pada lamela tengah dinding sel, bagian luar permukaan membran sel retikulum endoplasma serta vakuola berada pada konsentrasi yang tinggi. Sebagian besar bentuk kalsium larutan yang ditemukan dalam vakuola, umumnya dapat bergabung bersama anion-anion asam organik (misalnya asam malat) dan anion-anion inorganik (misalnya nitrat, klorida, dll.). Oleh karena itu, tanaman telah mempunyai mekanisme untuk membatasi transport kalsium ke organ-organnya untuk menjaga konsentrasi kalsium yang rendah dalam phloem sap.
Secara seluler, untuk tetap terjaga konsentrasi Ca2+ yang sangat rendah dalam sitoplasma, maka akan dikendalikan melalui peran transporter Ca2+ pada membran plasma yang juga pada retikulum endoplasma adalah
meningkatkan transport Ca2+, maka Ca2+ /H+ antiporter memperoleh energi dari
proton-motive force dari pompa proton ATP-ase dan Ppi-ase. Dengan demikian,
peranan dasar dari kalsium adalah menciptakan stabilitas membran dan integritas sel. Pada jaringan yang mengalami defisiensi kalsium, maka akan terjadi kerusakan integritas membran yang dapat menyebabkan meningkatnya laju respirasi.
Secara singkat peranan kalsium dalam sistem tanaman menurut Bennet, (1994) yakni sebagai berikut:
v sebagai pembawa (charge carrier) dalam reaksi reduksi-oksidasi (redoks)
v merupakan bagian dari komponen semua dinding sel (struktur dan permeabilitas sel). Hal ini juga meliputi pemanjangan dan pembelahan sel.
v sebagai regulator ion dalam translokasi karbohidrat melalui pengaruhnya pada sel dan dinding sel.
v kalsium merupakan bagian dari senyawa struktur tertentu seperti kalsium oksalat, kalsium pektat, dan lain-lain.
Kalsium dalam Tanah
Kandungan Ca pada kerak bumi rata-rata adalah 36.4 g/kg. Sebagian besarnya kalsium yang ada sebagai mineral primer yang sulit larut, seperti mineral feldspars, amphibole, calfosfat dan kalsium karbonat. Sedangkan mineral utama sebagai sumber penting bagi kalsium adalah plagioclase dan
anorthite (CaAl12Si2O8). Kalsium karbonat atau kalsit (CaCO3) adalah cukup
sering digunakan sebagai sumber kalsium dalam tanah khususnya pada daerah arid dan semi arid. Sedangkan dolomit [CaMg(CO3) 2] juga selalu ditemukan sebagai asosiasi dengan kalsit.
Menurut Haby et al. (1990), kekurangan hara Ca pada tanaman jarang
demikian, salah satu sumber kalsium khususnya bagi tanah-tanah masam adalah melalui pengapuran. Selanjutnya oleh Kamprath dan Foy (1995), menegaskan bahwa, faktor-faktor yang mempengaruhi ketersediaan Ca bagi tanaman dipengaruhi oleh persentasi kejenuhan Ca pada koloid tanah, pasokan Ca total, kosentrasi ion H, konsentrasi Ca dalam larutan tanah dan adanya ion-ion beracun seperti Al dan Mn.
Kebutuhan kalsium didefinisikan dalam tiga bagian sebagai berikut :
• kebutuhan kalsium larutan – yaitu suatu konsentrasi Ca minimum yang
diperbolehkan dalam larutan untuk laju pertumbuhan minimum.
• kebutuhan kalsium fungsional - yaitu konsentrasi Ca minimum yang
dibutuhkan pada situs-situs fungsional dalam jaingan tanaman untuk mempertahankan laju pertumbuhan maksimal.
• konsentrasi kalsium kritis – yaitu kalsium aktual yang terdapat dalam
tanaman atau organnya pada saat kalsium menjadi pembatas pertumbuhan.
Di dalam tanah, kalsium terklasifikasi sebagai bentuk yang tidak dapat ditukar (di antaranya mineral-mineral yang telah disebutkan sebelumnya), kalsium dapat ditukar (Ca-dd) dan larutan Ca2+. Ca-dd pada tanah mempunyai
range < 25 mg.kg-1 sampai >5000 g.kg-1. Konsentrasi Ca-dd yang rendah
biasanya terutama pada tanah-tanah yang mempunyai KTK rendah, pH rendah dan pada tanah daerah lembab (humid). Kalsium diserap tanaman sebagai Ca2+ dari larutan tanah. Keseimbangan secara cepat terjadi antara Ca-dd dan larutan Ca2+.
Faktor-faktor yang sangat menentukan ketersediaan Ca bagi tanaman yakni : (i) jumlah Ca tersedia, (ii). pH tanah, (iii). KTK, (iv). persentasi kejenuhan kalsium koloid tanah, (iv). tipe koloid tanah, dan rasio dari kation Ca2+ dan kation lainnya.
a. Jumlah Ca Tersedia : Khusus pada tanah-tanah tua seperti Ultisol,
Alfisol dan Oxisols, kandungan CaO tanah umumnya lebih rendah (<10 g/kg) dibanding tanah-tanah lainnya seperti Aridisol (55 mg.kg-1), Mollisols (16 g. kg-1).
b. pH : pH tanah cukup berpengaruh pada konsentrasi kalsium larutan
tanah. Pada tanah-tanah alkalin, sebagian besar kalsium berasal dari bentuk CaCO3 yang kelarutannya kurang lebih 5.6 mg.L-1 (air). Sebagian besar kebutuhan Ca bagi tanaman yang tumbuh di daerah tersebut cukup tersuplai. Pada tanah yang ber-pH 5.6 dengan konsentrasi kalsium 0.25 mg. L-1 sudah cukup memberikan laju pertumbuhan yang maksimum. Sedangkan pada larutan tanah yang pada pH 4.5 dianggap cukup jika konsentrasinya 2.5 mg Ca2+ L-1. Akan tetapi bila pH 4,0, pada konsentrasi larutan 5 mg Ca2+ L-1 tidak cukup bagi tanaman.
c. KTK, Kejenuhan Kalsium, Tipe Koloid Tanah : KTK adalah penting
bagi ketersediaan Ca dalam hubungannya dengan kejenuhan Ca pada koloid tanah dan tipe koloid tanah. KTK akan meningkat dengan meningkatnya pH tanah.. Banyak tanaman cukup respon bila kejenuhan Ca menurun di bawah 25%. Liat kaolinit dapat mencapai kejenuhan Ca hanya pada tingkat kejenuhan antara 40 sampai 50%.
d. Nisbah Kation dengan Kation Lain :Idealnya, distrubusi kation dapat
BAHAN DAN METODE
Lokasi dan Waktu Penelitian
Penelitian ini adalah suatu percobaan pot di lapangan yang bahan tanah Podzolik Merah Kuning (PMK) diambil dari Gajruk (Kab.Lebak), Banten. Percobaan pot ini, dilakukan di kebun percobaan Tajur, Institut Pertanian Bogor, dengan waktu pelaksanaannya dimulai Agustus 2000 dan berakhir Januari 2001. Dua bulan sebelum percobaan, telah dilakukan pengomposan jerami alang-alang, dan jerami jagung. Tahapan penelitian tersaji pada Gambar 1.
Bahan dan Alat
Bahan-bahan yang dipakai dalam penelitian ini adalah : Tanah PMK, bahan baku kompos (jerami alang-alang; dan jerami jagung ), pupuk urea, SP-36, fosfat alam (FA) asal pulau Chritsmas, pupuk KCl, kapur pertanian, starter kompos (stardec), benih jagung varietas Bisma, serta bahan-bahan kimia untuk analisis kimia contoh tanah dan jaringan tanaman. Keadaan sifat kimia dan fisik tanah PMK dan keberadaan kandungan hara kompos jerami alang-alang dan kompos jerami jagung, serta kandungan kimia pupuk SP-36 dan fosfat alam, berturut-turut tersaji pada Lampiran 17, 18 dan 19.
Peralatannya yang digunakan adalah : wadah untuk pengomposan, termometer, garpu, sekop, pacul, polibag, wadah sampel tanah dan sampel jaringan, alat ukur-timbang, alat tulis kantor (ATK).
Metode Rancangan Percobaan
Penelitian ini merupakan percobaan faktortial tiga faktor dengan rancangan lingkungannya adalah Rancangan Acak Lengkap (RAL), tiga ulangan. Ketiga faktor dan taraf-taraf yang dicobakan adalah sebagai berikut :
1)
Faktor jenis kompos (O) yaitu : tanpa kompos (O0), kompos jerami alang-alang (O1) dan kompos jerami jagung (O2),2)
Faktor jenis pupuk fosfat (P) yaitu : tanpa pupuk fosfor (P0), pupuk SP-36 (P1) dan pupuk fosfat alam (P2).3)
Faktor pemberian kapur (K) sebagai faktor ke tiga terdiri dari dua taraf, yaituDari tiga faktor dan jumlah tarafnya masing-masing diperoleh 18 kombinasi perlakuan seperti tersaji pada Tabel 2.
Model linier dari percobaan ini adalah (Steel dan Torrie, 1993) :
Yijkr = µ + Oi + Pj + Kk + (OP) ij + (OK) ik + (PK) jk + (OPK) ijk + δijk; di mana : i = 1, 2, 3 (banyaknya taraf jenis kompos = O);
j = 1, 2, 3 (banyaknya taraf jenis pupuk fosfor = P);
k = 1, 2 (banyaknya taraf kapur = K);
µ = nilai rata-rata umum;
δijk = nilai pengamatan/respon yang diperoleh pada taraf ke-i dari faktor jenis kompos, taraf ke-j dari faktor jenis pupuk fosfor dan faktor kapur pada taraf ke k.
Oi = pengaruh aditif dari taraf ke-i faktor jenis kompos; Pj = pengaruh aditif dari taraf ke-j faktor pupuk fosfor; Kk = pengaruh aditif dari taraf ke-k faktor kapur;
(OP)ij = pengaruh interaksi taraf ke-i faktor jenis kompos dan taraf ke-j faktor pupuk fosfor;
