59
4.1 Beberapa Sifat KimiaTanah Gambut dalam Pot yang Diberi Raw Mix Semen dan Mikroorganisme Efektif M-Bio
4.1.1 Sifat Kimia Tanah Gambut Sebelum Perlakuan
Sifat tanah gambut berbeda dengan tanah mineral. Hasil analisis tanah gambut sebelum perlakuan (Lampiran 12) menunjukkan bahwa pH 4.30 tergolong sangat masam (klasifikasi pH, Lampiran 13). Menurut Jones (1984), nilai pH rendah itu disebabkan oleh asam-asam organik dan ion hidrogen dapat ditukar (H-dd) yang tinggi terkandung dalam tanah gambut. Menurut Buckman dan Brady (1982), secara umum kompleks koloid gambut dipengaruhi oleh hidrogen yang menyebabkan pH tanah gambut lebih rendah daripada tanah mineral. Bahan organik yang telah mengalami dekomposisi mengandung gugus-gugus reaktif yang mendominasi kompleks tukaran dan dapat bertindak sebagai asam lemah sehingga dapat terdisosiasi dan menghasilkan ion H+ dalam jumlah banyak, tergantung pada jumlah gugus fungsional dan derajat disosiasi. Diperkirakan 85 sampai 95 % muatan pada bahan organik disebabkan oleh gugus karboksil dan fenol (Rachim, 1995).
Kandungan C-organik (42.58%), dan N-total (1.26%) tanah gambut Anai-Lubuk Alung sebelum perlakuan (Lampiran 12) tergolong sangat tinggi (kriteria kategori kesuburan tanah, Lampiran 14). Ketersediaan N bagi tanaman dipengaruhi oleh beberapa faktor, antara lain oleh nisbah C/N. Dari hasil analisis, nisbah C/N tanah gambut yang digunakan dalam penelitian ini tergolong sangat
tinggi (33.80). Nisbah C/N yang lebih besar dari 30 akan menyebabkan N yang dihasilkan dalam proses mineralisasi diimobilisasi oleh jasad mikro untuk kebutuhan hidupnya. Driessen (1977) menyatakan bahwa pada tanah gambut, N tersedia kurang dari 3% dan selebihnya terdapat dalam bentuk bahan organik yang kompleks. Rachim (1995) menyatakan bahwa pada umumnya kandungan N-total tanah organik lebih tinggi dibandingkan dengan tanah mineral. Sebagian besar N-total tanah ada dalam bentuk senyawa organik dan setelah mengalami proses aminisasi, amonifikasi, atau nitrifikasi, terbentuk senyawa NH4-N dan NO3-N
yang tersedia bagi tanaman.
Kandungan Ca-dd, Mg-dd, K-dd, dan Na-dd tanah gambut di lokasi percobaan masing-masing adalah 3.06 cmol kg-1 (rendah), 1.03 cmol kg-1
(sedang), 0.36 cmol kg-1 (sedang), dan 6.10 cmol kg-1 (sedang), kapasitas tukar kation (KTK) 70.08 cmol kg-1 (sangat tinggi), dan kejenuhan basa 19.01%
(rendah). Menurut Tim Fakultas Pertanian IPB (1986), tanah gambut dengan ciri KTK sangat tinggi, tetapi persentase kejenuhan basa sangat rendah, akan menyulitkan penyerapan hara, terutama basa-basa yang diperlukan oleh tanaman. KTK yang tinggi disebabkan oleh banyaknya kandungan asam-asam organik pada tanah tersebut. Asam-asam organik dengan gugus karboksil (-COOH) dan gugus fenol (-OH) memberikan kontribusi yang besar bagi tingginya nilai KTK tanah gambut.
Kadar abu tanah gambut lokasi percobaan adalah sebesar 27.40%. Tanah gambut itu, berdasarkan kategori yang dikemukakan Driessen dan Soepraptohardjo (1974), ada pada tingkat kesuburan eutropik (tanah gambut
subur). Walaupun demikian, sifat kimia lainnya seperti kapasitas tukar kation dan kejenuhan basa tidak berimbang. Kondisi demikian tidak menunjang kemudahan penyediaan hara yang memadai untuk kebutuhan hara tanaman. Ketersediaan beberapa unsur hara dapat ditingkatkan dengan cara meningkatkan proses pelapukan bahan organik tanah gambut. Oleh karena itu, pengelolaan tanah gambut untuk pertanian perlu penanganan khusus karena tidak hanya masalah rendahnya ketersediaan hara, tetapi juga masalah sifat racun dari asam-asam organik.
4.1.2 Kemasaman (pH) Tanah
Peningkatan pH tanah gambut hanya ditentukan oleh masukan raw mix semen bervariasi dosis, tidak bergantung pada konsentrasi M-Bio (Lampiran 15).
Tabel 2. Kemasaman (pH) tanah gambut dalam pot akibat masukan raw
mix semen bervariasi dosis dan M-Bio bervariasi konsentrasi setelah
inkubasi
Konsentrasi M-Bio (ml L-1 air) Dosis raw mix semen
(ton ha-1) 0 2 4 6 8 Rataan 0 4.31 4.43 4.43 4.40 4.84 4.48 a 2 4.69 4.61 4.69 4.64 4.60 4.65 b 4 5.00 4.95 4.96 4.95 4.89 4.95 c 6 5.20 5.24 5.17 5.14 5.14 5.18 d 8 5.36 5.39 5.45 5.37 5.44 5.40 e
Keterangan : Berdasarkan sidik ragam, hanya efek raw mix semen yang teruji bermakna. Angka-angka dalam kolom terakhir yang diikuti oleh huruf kecil yang sama tidak berbeda menurut uji BNT α = 0.05
Masukan 2 ton ha-1 sampai 8 ton ha-1 raw mix semen terus meningkatkan pH tanah (Tabel 2). Raw mix semen yang diberikan mengandung CaCO3 sebanyak
75.55% dan MgCO3 sebanyak 1.16% (Lampiran 7) dapat menaikkan pH tanah
gambut. Warfringe dan Sverdrup (1989) mengemukakan reaksi pelarutan partikel kapur dalam tanah sebagai berikut :
CaCO3 + H2O Ca2+ + HCO-3 +OH
-Raw mix semen yang diberikan mampu menetralkan ion H+ yang berasal
dari disosiasi asam-asam organik sehingga dapat menaikkan pH tanah gambut. Pemberian raw mix semen dengan dosis lebih tinggi mengakibatkan pH tanah gambut yang lebih tinggi. Hal itu diduga disebabkan oleh persentase kandungan basa-basa yang terdapat dalam raw mix semen. Poeloengan et al. (1995) menyatakan bahwa pemberian kapur, selain dapat mengurangi kemasaman tanah, juga dapat meningkatkan kandungan kation-kation basa, yaitu Ca dan Mg, dan meningkatkan kejenuhan basa gambut. Hue (1992) mengemukakan bahwa reaksi pembentukan ligand antara asam-asam organik seperti asam tartrat dengan gugus hidroksil dari Fe dan Al (dalam hal ini berasal dari raw mix semen) membebaskan OH- sehingga pH meningkat.
Berbeda halnya dengan masukan M-Bio karena di samping mengandung unsur-unsur hara juga mengandung bakteri Lactobacillus sp. yang berfungsi mendekomposisi bahan organik tanah. Dalam proses dekomposisi tahap awal akan dihasilkan asam-asam organik yang bertindak sebagai asam lemah sehingga M-Bio secara tidak langsung juga menyumbang terhadap penurunan pH tanah. Dari kenyataan itu, masukan M-Bio dengan konsentrasi berapa pun belum memberikan pengaruh yang nyata terhadap peningkatan pH tanah gambut.
4.1.3 Kapasitas Tukar Kation (KTK) Tanah
Perubahan kapasitas tukar kation (KTK) tanah gambut akibat masukan raw
mix semen bervariasi dosis bergantung pada M-Bio bervariasi konsentrasi
(Lampiran 15). Secara umum pemberian raw mix semen dan M-Bio menyebabkan penurunan KTK tanah gambut. Masukan raw mix semen dengan dosis lebih tinggi tanpa M-Bio atau bersama M-bio konsentrasi rendah atau tinggi tidak menyebabkan KTK lebih rendah, kecuali bersama M-Bio konsentrasi 4 atau 6 ml L-1 air. Dengan konsentrasi M-Bio itu, masukan raw mix semen sampai 8 ton ha-1 menurunkan KTK (Tabel 3).
Tabel 3. KTK tanah gambut dalam pot akibat masukan raw mix semen bervariasi dosis dan M-Bio bervariasi konsentrasi setelah inkubasi
Konsentrasi M-Bio (ml L-1 air)
0 2 4 6 8
Dosis raw mix semen (ton ha-1) cmol kg-1 0 83.98 a B 79.53 a B 81.63 b B 85.97 c B 71.27 a A 2 80.20 a B 74.34 a B 79.51 b B 61.63 a A 71.39 a AB 4 79.27 a A 73.77 a A 78.72 b A 70.31 ab A 71.39 a A 6 79.16 a A 77.33 a A 78.02 b A 71.41 ab A 71.53 a A 8 80.57 a B 72.81 a B 61.31 a A 74.44 b B 71.87 a AB Keterangan : Berdasarkan analisis ragam, efek interaksi R x M teruji bermakna.
Angka-angka yang diikuti oleh huruf yang sama (huruf kecil arah vertikal dan huruf besar arah horizontal) tidak berbeda menurut uji BNT α = 0.05
Penurunan KTK tanah gambut terjadi karena terbentuknya kompleks organo-kation antara asam-asam organik dengan metal dari raw mix semen (Al dan Fe) dalam tanah gambut. Pemberian raw mix semen mengakibatkan
terjadinya proses pembentukan senyawa kompleks organo-kation yang mengakibatkan kation-kation terikat kuat sehingga sukar dipertukarkan. Tan (1993) menjelaskan bahwa pada tanah gambut asam-asam organik mampu mengkompleks ion-ion logam, khususnya logam transisi seperti Al, Fe, Cu, Zn, dan Mn. Ikatan kation yang berasal dari raw mix semen dengan asam-asam organik yang berasal dari proses dekomposisi oleh mikroorganisme yang terdapat pada M-Bio merupakan ikatan kovalen yang kuat sehingga sukar dipertukarkan dibandingkan dengan ikatan elektron dalam adsorpsi dan pertukaran kation-kation basa.
Penurunan KTK tanah terbesar terjadi pada masukan raw mix semen 8 ton ha-1 dengan 4 ml L-1 M-Bio, yaitu turun sebesar 20.32 cmol kg-1 atau turun 24.69% dibandingkan dengan tanpa atau dengan masukan raw mix semen dosis lebih rendah. Hal itu diduga terjadi karena M-Bio berfungsi sebagai dekomposer yang mendekomposisi bahan-bahan organik. Proses dekomposisi bahan organik akan menghasilkan asam-asam organik seperti asam fulvat dan asam humat yang merupakan sumber muatan negatif. Dengan adanya kation yang berasal dari raw
mix semen, akan terjadi ikatan organo-kation sehingga ion-ion yang bermanfaat
lebih mudah dipertukarkan. Salampak (1993) menyatakan bahwa penurunan kandungan asam kumarat, ferulat, dan hidroksibenzoat juga diikuti oleh penurunan KTK tanah gambut. Hal itu disebabkan oleh nilai KTK pada tanah gambut yang sangat ditentukan oleh gugus fenol dan karboksil.
Higa dan Wididana (1996) menyatakan bahwa jika diaplikasikan ke dalam tanah, EM dapat memperbaiki sifat kimia tanah, di antaranya memperbaiki nilai
kapasitas tukar kation, meningkatkan kelarutan unsur fosfat dalam tanah, dan memperbaiki sifat biologi tanah, di antaranya dapat meningkatkan aktivitas mikroorganisme di dalam tanah.
Tidak demikian halnya dengan masukan M-Bio konsentrasi rendah, baik dengan masukan raw mix semen maupun tanpa raw mix semen. Masukan M-Bio belum memberikan pengaruh yang nyata terhadap penurunan KTK tanah karena pada konsentrasi rendah masukan M-Bio yang mengandung mikroba belum efektif dalam melakukan proses dekomposisi, sedangkan pada konsentrasi tinggi dekomposisi sudah berjalan sangat baik dan cepat. Pada akhir dekomposisi kandungan karbon yang tinggal relatif resisten terhadap proses dekomposisi oleh mikroba, baik yang berasal dari M-Bio maupun mikroba alami tanah, karena mikroba itu membutuhkan C sebagai sumber energi bagi kelangsungan hidupnya sehingga transformasi residu organik menjadi bahan yang stabil (humus) akan mempengaruhi KTK tanah. Menurut Soepardi (1983), humus yang terjadi karena pelapukan bahan organik dapat mempengaruhi KTK. Jika suatu unsur diberikan dalam jumlah yang berlebihan, kurva respons yang diungkapkan sebagai hasil terhadap masukan yang terus meningkat bersifat asimtotik (Mitscherlich, 1954, dikutip Marschner, 1986).
4.1.4. Kejenuhan Basa (KB) Tanah
Kejenuhan Basa (KB) tanah gambut bervariasi akibat masukan raw mix semen bervariasi dosis dan variasi itu bergantung pada variasi konsentrasi M-Bio (Lampiran 15). Peningkatan masukan raw mix semen disertai pemberian M-Bio menyebabkan peningkatan KB tanah, sedangkan tanpa masukan M-Bio KB tidak
berbeda (Tabel 4). Masukan 2 ton ha-1 sampai 8 ton ha-1 tanpa masukan M-Bio
belum mencapai batas kritis nilai KB, yaitu belum sampai 30%, tetapi dengan adanya masukan M-Bio peningkatan KB bertambah pada setiap peningkatan dosis
raw mix semen.
Tingkat kejenuhan basa tanah mempengaruhi kemudahan suatu kation diserap tanaman. Hal itu terjadi karena dengan penambahan raw mix semen bersama-sama penambahan M-Bio ke dalam tanah gambut terjadi interaksi antara partikel kapur (dari raw mix semen ) dengan partikel bahan organik hasil dekomposisi oleh mikroorganisme yang berasal dari M-Bio. Partikel organik yang semula dipenuhi oleh H-ion digantikan oleh Ca-ion.
Tabel 4. Kejenuhan Basa (KB) tanah gambut dalam pot akibat masukan raw mix semen bervariasi dosis dan M-Bio bervariasi konsentrasi setelah inkubasi
Konsentrasi M-Bio (ml L-1 air)
0 2 4 6 8
Dosis raw mix semen (ton ha-1) % 0 19.1 a A 19.26 a A 19.17 a A 19.65 a A 19.43 a A 2 20.63 a A 28.06 a b A 28.3 a b A 30.79 b A 30.95 b A 4 20.48 a A 51.34 c B 41.19 c B 42.04 bc B 41.79 c B 6 20.51 a A 37.27 b c B 37.65 b c B 39 b B 32.67 bc B 8 20.45 a A 45.38 c B 51.15 c B 44.24 c B 41.64 c B Keterangan : Berdasarkan analisis ragam, efek interaksi R x M teruji bermakna.
Angka-angka yang diikuti oleh huruf yang sama (huruf kecil arah vertikal dan huruf besar arah horizontal) tidak berbeda menurut uji BNT α = 0.05
Warfringe dan Sverdrup (1989) mengemukakan bahwa reaksi pertukaran kation antara partikel kapur dengan partikel bahan organik sebagai berikut :
2 R-OH + Ca+2 2R-Ca + 2OH
-Interaksi antara partikel kapur dengan partikel bahan organik, di samping menaikkan persentase KB, juga sekaligus menaikkan pH tanah gambut. Menlich (1985) mengemukakan bahwa semakin tinggi KB tanah, pH tanah juga semakin tinggi.
Nilai kejenuhan basa tertinggi diperoleh pada pemberian 4 ton ha-1atau 6 ton ha-1 atau 8 ton ha-1 raw mix semen bersama M-Bio. Hal itu berarti bahwa tingkat kesuburan tanah cukup subur. Menurut Halim (1983), jika dikehendaki tanaman mudah menyerap unsur hara, terutama basa-basa, KB gambut harus mencapai 30%.
4.1.5 Nisbah C/N tanah
Variasi nisbah C/N tanah gambut akibat masukan raw mix semen bervariasi dosis tidak bergantung pada konsentrasi M-Bio (Lampiran 15).
Tabel 5. Nisbah C/N tanah gambut dalam pot akibat masukan raw mix semen bervariasi dosis dan M-Bio bervariasi konsentrasi setelah inkubasi
Konsentrasi M-Bio (ml L-1 air) Dosis raw mix
semen(ton ha-1) 0 2 4 6 8 Rataan 0 30.41 32.64 31.37 31.96 28.71 31.02 c 2 31.44 26.51 30.94 27.56 27.9 28.87 b 4 28.17 29.35 26.42 27.62 25.67 27.45 ab 6 26.5 26.79 26.81 28.25 28.16 27.30 ab 8 28.3 27.93 24.69 28.11 25.20 26.84 a Keterangan : Berdasarkan sidik ragam, hanya efek dosis raw mix semen yang
teruji bermakna. Angka-angka dalam kolom terakhir yang diikuti oleh huruf kecil yang sama tidak berbeda menurut uji BNT α = 0.05
Penambahan masukan raw mix semen menyebabkan nisbah C/N tanah lebih rendah, baik tanpa maupun dengan pemberian M-Bio dengan konsentrasi berapa pun (Tabel 5).
Dengan masukan raw mix semen dosis lebih tinggi, nisbah C/N rata-rata turun. Hal itu terjadi karena sebelum dapat dimanfaatkan, bahan organik harus mengalami proses dekomposisi dahulu. Proses dekomposisi yang diprakarsai oleh mikroorganisme akan mengubah bentuk polisakarida yang berantai panjang menjadi sakarida berantai pendek yang relatif cepat dalam pelepasan haranya. Penurunan nisbah C/N dari kompleks organik merupakan karakteristik terjadinya proses dekomposisi (Stevenson, 1994).
Kandungan N-total yang tinggi pada tanah gambut tidak mencerminkan jumlah N tersedia bagi tanaman karena ketersediaan N terkait erat dengan nisbah C/N. Tisdale et al. (1990) mengemukakan bahwa dengan nisbah C/N > 30 akan terjadi immobilisasi N oleh jasad mikro sehingga N tidak tersedia bagi tanaman. Pada Tabel 5 dapat dilihat bahwa nisbah C/N tanpa raw mix semen cukup tinggi, tetapi setelah diberi raw mix semen ternyata dapat menurunkan nisbah C/N ke bawah nilai kritis.
Nisbah C/N yang rendah pada masukan raw mix semen 4, 6, atau 8 ton ha-1 menunjukkan bahwa proses dekomposisi bahan organik gambut telah berlangsung cukup sempurna karena raw mix semen memperbaiki sifat fisika tanah melalui perbaikan porositas tanah. Perbaikan porositas tanah menyebabkan kondisi tanah lebih oksidatif sehingga dekomposisi bahan organik gambut lebih cepat dan terjadi penurunan nisbah C/N tanah.
Dengan masukan atau tanpa M-Bio, C/N tanah belum menunjukkan variasi nilai yang bermakna karena M-Bio diduga belum mampu mempengaruhi pematangan gambut akibat terjadinya keseimbangan proses immobilisasi dengan mineralisasi. Masing-masing proses belum berjalan dengan baik dan sesuai dengan pendapat Foth (1991) dan Tisdale et al. (1990), mineralisasi N akan terjadi pada C/N di bawah atau sama dengan 15 ( 15), sedangkan proses immobilisasi akan terjadi pada C/N lebih besar dari atau sama dengan 30 ( 30). Jika nisbah C/N 15 sampai 30, proses mineralisasi dan immobilisasi terjadi secara seimbang. Akibatnya, pada kondisi C/N 26 sampai 28 seperti pada percobaan ini, tidak terjadi penurunan nisbah C/N tanah. Didukung oleh laporan Santoso et al.(1995), pematangan gambut yang ditunjukkan dengan penurunan nilai C/N dengan menggunakan mikroba dicapai dua sampai tiga bulan setelah inokulasi, sedangkan pada percobaan ini analisis C/N dilakukan 15 hari setelah pemberian M-Bio.
4.1.6 N-total Tanah
Peningkatan N-total tanah gambut bervariasi akibat masukan raw mix semen bervariasi dosis dan variasi itu bergantung pada variasi konsentrasi M-Bio (Lampiran 15). Dengan masukan raw mix semen dosis lebih tinggi, N-total tanah lebih tinggi jika masukan raw mix semen itu bersama M-Bio, sedangkan tanpa M-Bio tak berbeda (Tabel 6).
Tabel 6. N-total tanah gambut dalam pot akibat masukan raw mix semen bervariasi dosis dan M-Bio bervariasi konsentrasi setelah inkubasi
Konsentrasi M-Bio (ml L-1 air)
0 2 4 6 8
Dosis raw mix semen (ton ha-1) % 0 1.42 a A 1.33 a A 1.37 a A 1.35 a A 1.44 a A 2 1.46 a AB 1.57 b B 1.35 a A 1.52 b B 1.46 ab AB 4 1.49 a AB 1.43 ab A 1.56 b AB 1.50 b AB 1.60 b B 6 1.54 a A 1.51 b A 1.52 b A 1.46 ab A 1.44 a A 8 1.45 a A 1.46 ab AB 1.63 b C 1.44 ab A 1.60 b BC Keterangan : Berdasarkan analisis ragam, efek interaksi R x M teruji bermakna.
Angka-angka yang diikuti oleh huruf yang sama (huruf kecil arah vertikal dan huruf besar arah horizontal) tidak berbeda menurut uji BNT α = 0.05
Nilai N-total tanah gambut akibat masukan raw mix semen dan M-Bio seperti tampak pada Tabel 6 secara umum sangat tinggi (bandingkan dengan nilai N-total tanah gambut sebagaimana tampak pada Lampiran 12). Walaupun N-total sangat tinggi, belum tentu N tersedia bagi tanaman karena sangat ditentukan oleh nisbah C/N. Jika nisbah C/N juga tinggi, N yang ada pada tanah gambut terdapat sebagai bahan organik yang kompleks sebagaimana dikemukakan oleh Rachim (1995) bahwa pada umumnya kandungan N-total tanah organik lebih tinggi dibandingkan dengan tanah mineral dan sebagian besar N-total tanah ada dalam bentuk senyawa organik. Dengan adanya M-Bio yang mengandung mikroorganisme tinggi, mikroorganisme itu diharapkan mampu mendekomposisi bahan organik tersebut. Setelah mengalami proses aminisasi, amonifikasi, atau nitrifikasi, terbentuk senyawa NH4-N dan NO3-N yang tersedia bagi tanaman.
Gaur dan Sadasivam (1993) menyatakan bahwa selama proses dekomposisi, C-organik dipergunakan oleh mikroorganisme sebagai sumber energi dan N yang diinkorporasikan sebagian yang digunakan untuk pembentukan sel mikroorganisme. Kondisi itu mengakibatkan turunnya nisbah C/N, sedangkan karbon yang dipergunakan tersebut akan dilepaskan sebagai CO2 dan N tetap ada
dalam sistem. Transformasi residu organik menjadi bahan organik yang stabil (humus) akan menyebabkan hubungan yang konsisten antara C dengan N (Bohn
et al.,1979).
Tingginya evolusi CO2 pada bahan organik disebabkan oleh besarnya peran
mikroorganisme tanah, baik langsung maupun tidak langsung (Alexander, 1977). Pengaruh itu langsung karena bahan organik diketahui merupakan sumber C dan energi bagi kebanyakan mikroorganisme tanah. Bahan organik merupakan sumber beberapa unsur hara (N, P, K) yang sangat berperan, baik dalam sintesis sel-sel baru maupun untuk kelangsungan proses fisiologi sel. Pengaruh tidak langsung adalah kemampuan bahan organik yang dapat menahan air dan menciptakan suasana aerasi tanah yang kondusif bagi pertumbuhan mikroorganisme tanah, khususnya yang aerob.
Raw mix semen dapat berfungsi sebagai kapur dan diharapkan dapat
memperbaiki sifat fisika, kimia, dan biologi tanah, khususnya pH yang menjadi lebih baik. Basyaruddin dan Anas (1995) menyatakan bahwa bahan organik dapat meningkatkan aktivitas dan populasi mikroorganisme tanah, sedangkan kapur dapat mempertahankan aktivitas mikroorganisme, jadi bahan organik bersama-sama kapur dapat meningkatkan aktivitas mikroorganisme tanah.
