Pola Perubahan Ketersediaan Kalium dalam Tanah
Selama Pertumbuhan Padi di Lahan Sawah Tadah Hujan
A. Wihardjaka
Loka Penelitian Pencemaran Lingkungan Pertanian, Jakenan
ABSTRACT. Pattern Changes of Potassium Availability in Soil During Rainfed Lowland Rice Growth. Potassium status in the forms of exchangeable and non-exchangeable and K release from non-exchangeable form to exchangeable form determine the K availability for crops. The change of soil conditions from anaerobic to aerobic would affect potassium availability in soil. A field experiment was conducted in farmers’ field of rainfed lowland area in 2002 dry season in Sidamukti, Jakenan, Central Java. Its purpose was to understand the change of K availability in rainfed lowland rice soil and K uptake during walik jerami rice growth. Walik jerami rice is rainfed lowland rice which is transplanted after minimum soil tilled in the dry season. The factorial experiment was arranged in a randomized complete block design involving three levels of organic matter application, three levels of KCl fertilizer application, and three replicates. The rainfed lowland rice soil contained exchangeable K less than 0.1 cmol/kg. Exchangeable K tended to decrease during vegetative to early reproductive growth phase (20-60 days after transplanting/DAT), and then increased until maturity phase (100 DAT). Nonexchangeable K content was relatively stable during rainfed lowland rice crop growth and increased at harvesting time. Combination of K fertilization and organic matter application generally increased exchangeable K content during growing rainfed lowland rice. Organic matter significantly increased nonexchangeable K, where straw effect in increasing nonexchangeable K was higher than compost. The increase occurred at reproductive to maturity growth phase (80-100 DAT). Potassium uptake at maturity correlated significantly with soil potassium availability (exchangeable and nonexchangeable K) on crop vegetative growth phase (20-60 day after germination).
Key words: Potassium, exchangeable, nonexchangeable, uptake, rainfed lowland.
ABSTRAK. Status K dalam bentuk dapat ditukar (K-dd)dan tidak dapat ditukar (K-tdd) serta pelepasan K dari bentuk tidak dapat ditukar menjadi dapat ditukar menentukan ketersediaan K bagi tanaman. Perubahan kondisi tanah dari anaerobik menjadi aerobik akan mem-pengaruhi ketersediaan hara K dalam tanah. Percobaan lapang di-laksanakan di lahan sawah tadah hujan di Sidomukti, Jakenan, Jawa Tengah pada MK 2002 untuk mengetahui perubahan ketersediaan K dalam tanah dan serapan K padi walik jerami. Padi walik jerami ditanam pindah dengan olah tanah minimum setelah padi gogo-rancah. Percobaan disusun secara faktorial dalam rancangan acak kelompok, tiga ulangan perlakuan dengan tiga takaran bahan organik dan tiga takaran pupuk KCl. Tanah sawah tadah hujan mempunyai kandungan K-dd rendah, kurang dari 0,1 me/100 g. Kalium dapat ditukar menurun selama fase pertumbuhan vegetatif hingga awal fase reproduktif (20-60 hari setelah tanam) dan meningkat lagi hingga tanaman masak (100 HST). Kandungan K-tdd relatif stabil selama pertumbuhan tanaman dan meningkat menjelang dipanen. Pemupuk-an K dPemupuk-an bahPemupuk-an orgPemupuk-anik umumnya meningkatkPemupuk-an kPemupuk-andungPemupuk-an K-dd selama pertumbuhan padi walik jerami. Bahan organik nyata me-ningkatkan K-tdd, dimana pengaruh jerami dalam meme-ningkatkan K-tdd lebih tinggi daripada kompos. Peningkatan tajam terjadi saat tanaman memasuki fase reproduktif atau pemasakan (80-100 HST). Serapan K saat tanaman masak berkorelasi nyata dengan ketersediaan K
dalam tanah, baik K-dd maupun K-tdd pada fase pertumbuhan vegetatif (20-60 HST).
Kata kunci: Kalium, dapat ditukar, tidak dapat ditukar, serapan, padi sawah tadah hujan.
P
roduksi tanaman ditentukan oleh berbagai faktor, antara lain tingkat ketersediaan hara dalam tanah. Pada tanah kahat K, terutama di lahan sawah tadah hujan, masukan hara K merupakan salah satu faktor penting bagi tanaman dalam mencapai pro-duksi yang tinggi. Kekahatan K di lahan sawah tadah hujan umumnya disebabkan oleh tidak adanya pa-sokan K dari air irigasi, kapasitas papa-sokan K tanah rendah, pengangkutan residu tanaman ke luar lahan, dan tanah bertekstur ringan (Dobermann and Fairhurst 2000). Untuk memenuhi kebutuhan tanaman akan hara K diperlukan masukan K dari pupuk anorganik dan organik.Hara K diserap tanaman dalam bentuk K+, yang besarnya bergantung pada ketersediaan K di tanah, baik dalam bentuk K dapat ditukar dan terlarut mau-pun K tidak dapat ditukar atau K terfiksasi (Cox et al. 1996). Bentuk K dalam tanah dibedakan atas bentuk larutan, dapat ditukar, dan tidak dapat ditukar (fiksasi dan K dalam mineral). Kalium dapat ditukar terdapat pada muatan negatif liat tanah dan tapak pertukaran bahan organik. Besarnya K larutan dan K dapat ditukar merupakan bagian kecil dari total K (Barber 1984). Ketersediaan K untuk tanaman merupakan fungsi besarnya bentuk K dalam tanah, laju pertukaran, dan tingkat pencucian (Sekhon 1995).
Pemberian unsur K tidak selalu menaikkan keter-sediaan K dalam tanah, bergantung pada daya sangga K (Sulaeman et al. 1992). Kalium tidak dapat ditukar terdapat pada kisi-kisi lembar liat yang tidak segera digantikan oleh kation-kation dalam larutan tanah. Kalium tersemat menempati posisi internal dari kisi liat dalam mineral illit dan vermikulit (Sekhon 1995).
Bentuk K dapat ditukar (exchangeable) terekstrak NH4OAc banyak digunakan sebagai indeks ketersedia-an K dalam tketersedia-anah. Penggunaketersedia-an ekstraktketersedia-an NH4OAc atau HNO3 yang dididihkan dapat digunakan untuk mengevaluasi daya memasok K tanah, sehingga dapat memberikan informasi yang dapat dipercaya. Ekstrak-tan NH4OAc digunakan untuk mengungkapkan K dapat
ditukar, sedangkan HNO3 yang dididihkan digunakan untuk K tidak dapat ditukar (K terfiksasi). Metode eks-traksi NH4OAc dan HNO3 umumnya digunakan untuk memperkirakan K+ tersedia bagi tanaman (K dapat ditukar dan tidak dapat ditukar) (Cox et al. 1996).
Kalium dapat ditukar merupakan bentuk K dalam tanah yang cepat tersedia bagi tanaman. Bentuk ini terikat secara elektrostatis pada permukaan koloid tanah, dan selalu berada dalam keseimbangan dengan K-larutan tanah dan bentuk K tidak dapat ditukar ( non-exchangeable). Kalium tidak dapat ditukar dipandang sebagai cadangan K dalam tanah yang lambat tersedia bagi tanaman. Pelepasan K dari bentuk tidak dapat ditukar menjadi dapat ditukar bergantung pada be-berapa faktor, seperti kelengasan tanah, jumlah dan tipe liat, dan bahan organik (Odjak 1992).
Pelepasan K+ tidak dapat ditukar pada tanah ter-genang terjadi bilamana kadar K di sekitar perakaran tanaman rendah, karena K+ dalam larutan tanah dapat menghambat pelepasan kation dari tapak kisi mineral tanah (Cox et al. 1996). Tanah dengan kandungan mi-neral liat yang tinggi lebih kuat selektivitasnya terhadap K, seperti illit mengfiksasi K, daripada tanah berpasir atau tanah dengan dominasi mineral liat kaolinit. Ka-pasitas fiksasi K oleh mineral liat kaolinit adalah < mika < illit < vermikulit (Cao and Hu 1995).
Keseimbangan bentuk-bentuk K dalam tanah me-nyebabkan ion K yang diserap tanaman selama periode pertumbuhan dapat berasal dari K-larutan, K dapat ditukar, dan K tidak dapat ditukar (fiksasi atau mineral). Hara K diserap tanaman melalui proses difusi dan aliran massa (Barber 1984). Proses fiksasi dan pelepasan K dari dan ke dalam larutan tanah menentu-kan kemampuan tanah menyediamenentu-kan K bagi tanaman (Goulding and Herts 1987).
Tanggap tanaman terhadap pemupukan K tidak hanya tergantung pada kandungan K-dd dalam tanah, tetapi juga pada pelepasan K-tdd selama musim ta-nam, curah hujan dan besarnya K yang terperkolasikan ke bawah profil tanah (Johnston 1995). Perubahan ke-tersediaan K dalam tanah sebagian disebabkan oleh pelepasan proton (H+) dari perakaran padi untuk mengimbangi kelebihan intake kation atas anion dan K diserap tanaman dalam bentuk K+ (Begg et al. 1994). Di ekosistem sawah tadah hujan, kondisi hidrologi dapat berfluktuasi dari tergenang hingga kekeringan selama musim tanam. Tanah sawah tidak selalu ter-genang secara terus menerus dalam periode lama karena sangat bergantung pada agihan curah hujan, tipe tanah, dan sistem pengelolaan. Oleh karena itu, status ketersediaan hara dapat beragam selama per-tumbuhan tanaman. Tanah sawah tadah hujan selalu mengalami pembasahan dan pengeringan yang me-nyebabkan keragaman dinamika hara selama
per-tumbuhan tanaman. Fluktuasi kandungan air tanah pada sawah tadah hujan dari kondisi anaerobik men-jadi aerobik secara silih berganti berpengaruh ter hadap dinamika dan perilaku hara dalam tanah. Fluktuasi kondisi tanah dari anaerobik ke aerobik juga mem-punyai konsekuensi terbesar bagi ketersediaan hara (Wade et al. 1998).
Perilaku atau pola perubahan bentuk-bentuk K ter-sedia bagi tanaman dalam tanah sawah tadah hujan masih perlu dipahami sebagai strategi dalam penge-lolaan pupuk berimbang. Oleh karena itu, penelitian dilaksanakan dengan tujuan untuk memahami pola perubahan ketersediaan K dalam tanah sawah tadah hujan dan hubungannya dengan serapan K selama per-tumbuhan tanaman padi.
BAHAN DAN METODE
Lokasi dan Rancangan PercobaanPenelitian lapang dilaksanakan di lahan sawah tadah hujan Sidomukti, Jakenan, Pati, Jawa Tengah pada MK 2002. Jenis tanah di lokasi penelitian yaitu Typic Endoaquepts dengan sifat fisik dan kimia disaji-kan pada Tabel 1.
Status K tanah termasuk sangat rendah dengan kadar K terekstrak NH4OAc 1 N kurang dari 0,10 cmol/ kg, sedangkan batas kritis K dapat ditukar untuk ta-naman padi sawah adalah 0,2 cmol/kg (Jones et al. 1982). Tanah Typic Endoaquepts Jakenan mempunyai kandungan K total 725 mg/kg pada kedalaman 0-15 cm
Tabel 1. Sifat kimia dan fisik tanah Typic Endoaquept, Sidomukti, Jakenan, Pati, Jawa Tengah.
Kedalaman Sifat tanah
0-15 cm 15-30 cm
pH-H20 (1:1) 5,2 6,5
Daya hantar listrik (1:1), dS/m 0,16 0,08
C-organik (mg/g) 3,75 1,06 N-total (mg/g) 0,36 0,22 P tersedia (ppm P): Olsen 2,00 0,53 Bray 1 10,00 1,70 KTK (cmol/kg) 6,38 11,67 Ca-dd (cmol/kg) 4,41 9,97 Mg-dd (cmol/kg) 0,41 1,17 Na-dd (cmol/kg) 0,07 0,40 K-dd (cmol/kg) 0,05 0,08 K total (cmol/kg) 18,54 21,25 Fe aktif (ppm) 0,29 0,20 Bobot isi (g/cm3) 1,50 1,67 Tekstur: pasir (%) 36 23 debu (%) 54 40 liat (%) 10 37
dan 831 mg/kg pada kedalaman 15-30 cm. Kandungan C organik, N, P, kapasitas tukar kation, dan kation dapat ditukar termasuk rendah. Tanah bersifat mampat dengan bobot isi lebih dari 1,50 g/cm3 dan mempunyai tekstur lempung berdebu.
Percobaan disusun menggunakan rancangan faktorial acak kelompok dengan tiga ulangan. Faktor pertama adalah pemberian bahan organik, yang terdiri atas (O1) tanpa bahan organik, (O2) jerami segar, dan (O3) kompos. Faktor kedua adalah takaran pupuk KCl, yang terdiri atas (K1) 0 kg K, (K2) 50 kg K, dan (K3) 100 kg K/ha.
Data dianalisis secara sidik ragam untuk me-ngetahui pengaruh perlakuan, dan dilanjutkan dengan uji kisaran berganda Duncan (DMRT) pada tingkat 0,05 untuk mengetahui pengaruh antarperlakuan.
Budi Daya
Lahan yang digunakan dalam percobaan sebelum-nya tidak digunakan untuk padi gogorancah tetapi di-berakan. Pengolahan tanah dilakukan sekali dalam sebulan, sebelum tanam, dan dibuat petak-petak ber-ukuran 6 x 5 m. Lahan diratakan dan dibiarkan 1-2 minggu sebelum tanam. Bahan organik (jerami dan kompos) dengan takaran 5 t/ha bobot kering mutlak diberikan sebelum tanam dan dibenamkan pada saat pengolahan tanah, dibiarkan selama lebih kurang 1 bulan. Jerami segar yang digunakan mengandung 41,68% C; 0,49% N; 1,40% P; dan 1,70% K, sedangkan kompos mengandung 19,89% C; 0,51% N; 1,24% P; dan 1,42% K.
Pupuk K diberikan secara bertahap: 1/2 bagian sehari sebelum tanam dan 1/2 bagian saat 45 hari setelah tanam (HST). Pupuk N, P, dan S diberikan sesuai anjuran setempat, yaitu 120 kg N, 20 kg P, dan 20 kg S/ha. Pupuk N diberikan tiga tahap, 1/3 bagian sebelum tanam (basal), 1/3 bagian saat 20 HST, dan 1/3 bagian saat 45 HST. Pupuk P dan S diberikan sekaligus se- belum tanam, bersamaan dengan pemberian 1/3 ba- gian N pertama. Pemberian 1/3 pupuk urea (N), SP36 (P), dan ZA (S) sebelum tanam adalah sebagai pupuk dasar, dimana 40 kg N diberikan dalam bentuk urea setelah dikurangi dengan kandungan N yang berasal dari ZA yaitu 22,5 kg N dari urea (setara 49 kg urea/ha) dan 17,5 kg N dari ZA (setara 83 kg ZA/ha).
Bibit padi varietas IR64 ditanam secara pindah dari persemaian setelah berumur 20 hari, dua bibit per lubang dengan jarak tanam 20 x 20 cm, menggunakan sistem minimum tillage.
Pengendalian hama dilakukan sesuai anjuran de-ngan mempertimbangkan kondisi di lapade-ngan. Karbo-furan dengan takaran 15 kg/ha diberikan sebelum ta-nam sebagai upaya preventif terhadap serangan hama
saat tanaman dalam pertumbuhan anakan aktif. Herbisida Saturn-D dengan takaran 15 kg/ha diberikan sebelum tanam. Penyiangan dilakukan sedikitnya dua kali secara manual (matun).
Analisis Tanah dan Jaringan
Contoh tanah diambil secara komposit pada ke-dalaman 0-15 dan 15-30 cm untuk analisis sifat kimia dan fisik yang meliputi pH tanah (metode elektroda 1:1), N-total (metode Kjeldahl), C-organik (metode Walkley-Black), P tersedia (metode Bray 1 dan Olsen), kation-kation dapat ditukar dan KTK (metode ektraksi NH4OAc 1 N pH 7), K total (metode ekstraksi HF/HClO4), Fe aktif (metode ektraksi sitrat dithionit), dan tekstur tanah (metode pipet). Selama pertumbuhan tanaman padi sawah, contoh tanah diambil pada lapisan olah dengan interval 20 HST sebanyak ±1 kg secara kom-posit dari tujuh titik pengambilan per petak. Tempat pengambilan contoh tanah diberi tanda atau label untuk pengambilan berikutnya. Terhadap contoh tanah dilakukan analisis K terekstrak 1 N NH4OAc pH 7 (K dapat ditukar) dan K terekstrak 1M HNO3 dididihkan (K tidak dapat ditukar terutama K terfiksasi).
Contoh bagian atas tanaman dan gabah diambil setiap 20 hari sekali sebanyak dua rumpun/petak, di sekitar pengambilan contoh tanah. Contoh gabah di-ambil saat tanaman berumur 80 dan 100 HST. Terhadap bagian atas tanaman dianalisis kandungan K total untuk menghitung serapan K tanaman.
HASIL DAN PEMBAHASAN
Pola Perubahan Kalium dalam TanahK Dapat Ditukar
Kandungan K dapat ditukar ebelum tanam padi sawah tadah hujan adalah 0,05 cmol/kg pada ke-dalaman tanah 0-15 cm. Hal ini menunjukkan bahwa tanah Typic Endoaquepts Jakenan mengalami ke-kahatan K, terutama yang bertekstur ringan atau di-dominasi oleh fraksi pasir dan debu (Wihardjaka et al. 1999), sehingga diperlukan masukan berupa pupuk K anorganik maupun pupuk organik. Pola perubahan K dapat ditukar (K-dd) selama pertumbuhan tanaman padi disajikan pada Gambar 1.
Perubahan K-dd umumnya menyerupai kurva parabola terbuka ke atas, dimana K-dd mengalami penurunan hingga tanaman berumur 60 HST dan ter-jadi kenaikan hingga menjelang tanaman dipanen (100 HST). Penurunan K-dd saat 60 HST diduga disebabkan
oleh terjadinya fiksasi K atau perubahan K-dd menjadi bentuk K tidak dapat ditukar. Pemberian bahan organik umumnya meningkatkan K-dd dalam tanah, di mana kandungan K-dd pada kompos dan jerami lebih tinggi daripada tanpa bahan organik. Peningkatan takaran K nyata meningkatkan K-dd dalam tanah (Tabel 2).
Pemberian pupuk K nyata meningkatkan K-dd ta-nah. Pemberian bahan organik juga nyata meningkat-kan ketersediaan K dalam tanah, terutama pada awal pertumbuhan vegetatif (20 HST), fase anakan mak-simum (40 HST), dan fase pemasakan (100 HST), namun tidak nyata mempengaruhi kandungan K-dd
0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 20 40 60 80 100 20 40 60 80 100 20 40 60 80 100
Hari setelah tanam (HST)
K dapat ditukar (cmol/kg)
0 kg K 50 kg K 100 kg K
K terekstrak NH4OAc 1 N
Jerami Kompos
Tanpa BO
Gambar 1. Pola perubahan kalium dapat ditukar selama pertumbuhan tanaman padi di lahan sawah tadah hujan, Jakenan Pati, MK 2002.
Tabel 2. Pengaruh interaksi bahan organik dan pupuk K terhadap K dalam tanah pada tanaman padi di lahan sawah tadah hujan, Jakenan, Pati, MK 2002.
K-terekstrak NH4OAc (me/100 g) K-terekstrak HNO3 mendidih (me/100 g) Takaran K (kg K/ha)
Tanpa BO Jerami Kompos Tanpa BO Jerami Kompos
20 hari setelah tanam
0 0,102 c 0,277 b 0,215 c 0,259 b 0,444 c 0,332 b
50 0,194 b 0,518 a 0,326 b 0,479 a 0,502 b 0,434 a
100 0,222 a 0,186 c 0,363 a 0,467 a 0,595 a 0,354 b
40 hari setelah tanam
0 0,092 b 0,332 a 0,104 c 0,256 c 0,536 a 0,541 a
50 0,111 a 0,272 b 0,146 b 0,515 a 0,395 c 0,332 c
100 0,117 a 0,341 a 0,171 a 0,381 b 0,407 b 0,411 b
60 hari setelah tanam
0 0,106 c 0,115 b 0,143 a 0,266 c 0,313 c 0,662 a
50 0,135 b 0,109 b 0,131 b 0,450 a 0,495 a 0,471 c
100 0,182 a 0,172 a 0,120 c 0,377 b 0,360 b 0,521 b
80 hari setelah tanam
0 0,088 c 0,283 a 0,177 b 0,196 c 0,825 a 0,287 c
50 0,164 b 0,129 c 0,238 a 0,531 a 0,449 b 0,445 b
100 0,202 a 0,188 b 0,181 b 0,245 b 0,449 b 0,648 a
100 hari setelah tanam
0 0,100 c 0.391 a 0,328 b 0,349 c 0,842 b 0,439 c
50 0,226 a 0,321 b 0,230 c 0,838 a 0,925 a 0,471 b
100 0,112 b 0,194 c 0,384 a 0,587 b 0,414 c 0,630 a
BO = bahan organik
saat fase awal reproduktif atau keluar malai (60 HST) dan pengisian bulir (80 HST). Bahan organik dalam bentuk jerami nyata meningkatkan K-dd pada awal fase pertumbuhan-anakan maksimum dan menjelang panen. Meskipun kemampuan kompos lebih rendah memasok K daripada jerami, namun dapat meningkat-kan hara K lebih tinggi dibanding tanpa bahan organik. Status K-dd pada saat 20 HST relatif lebih tinggi daripada 40 atau 60 HST. Kondisi tanah sawah ter-genang pada fase pertumbuhan vegetatif berpengaruh terhadap peningkatan K-dd. Yoshida (1981) menjelas-kan bahwa penggenangan tanah sawah meningkatmenjelas-kan kadar K larutan tanah. Peningkatan kadar K lebih tinggi pada permukaan akar sehingga menyebabkan laju se-rapan menjadi lebih cepat. Peningkatan menjadi lebih besar dengan adanya bahan organik, yang berperan mengurangi kelarutan besi fero dan mangan. Namun kondisi tergenang tersebut juga dapat menyebabkan kehilangan K melalui pencucian oleh air perkolasi.
Kondisi tergenang pada awal pertumbuhan tanam-an padi di lahtanam-an sawah tadah hujtanam-an ttanam-anah mengakibat-kan K-dd diserap oleh akar tanaman secara aktif. Penurunan kadar K-dd sejak 20 HST hingga 60 HST disebabkan oleh makin giatnya akar tanaman padi menyerap K. Kondisi tanah tergenang juga menyebab-kan beberapa perubahan fisikokimia tanah sawah, antara lain penurunan oksigen, reduksi NO3-, reduksi SO42-, peningkatan kelarutan Mn2+, Fe2+, peningkatan ketersediaan P, K, Si, dan Mo, dan menurunkan keter-sediaan Zn, S, dan Cu (Dobermann and Fairhurst 2000). Tanpa dikombinasikan dengan pemberian K, pe-nambahan bahan organik 5 t/ha nyata meningkatkan ketersediaan K, berkisar antara 0,047-0,180 cmol/kg
dari jerami dan 0,014-0,130 cmol/kg dari kompos, yang merupakan selisih antara K-dd (dengan bahan organik) dengan K-dd (tanpa bahan organik). K dapat ditukar pada saat 60 HST atau keluar malai umumnya berstatus paling rendah. Perlakuan bahan organik + 100 kg K meningkatkan K-dd lebih tinggi daripada per-lakuan bahan organik + 50 kg K, terutama bahan organik berupa jerami (Tabel 2). Menurut Mitra et al. (1990), pembentukan kompleks Fe2+ dan Mn2+ oleh bahan organik menyebabkan berkurangnya pelepasan K-dd ke larutan tanah. Selain itu, penurunan K dalam tanah akibat pemberian jerami segar diduga terjadi immobilisasi menjadi bentuk tidak dapat ditukar. Peningkatan K dapat ditukar pada petakan yang hanya diberi pupuk K relatif lebih tinggi daripada yang di-kombinasikan dengan jerami. Pupuk K yang diberikan bersamaan dengan jerami dapat menyebabkan terjadi- nya ikatan K oleh permukaan bahan organik, sehingga ketersediaan K dalam bentuk K-dd berkurang untuk sementara waktu dan akan lepas segera akibat lemah- nya ikatan tersebut. Hal ini mencerminkan bahwa pemberian jerami dapat mengurangi K-dd yang ber- ubah menjadi tidak dapat ditukar akibat proses immobilisasi.
Peningkatan K-larutan umumnya terjadi menjelang fase pemasakan atau 100 HST. Hal ini diduga berkaitan dengan kondisi tanah yang tidak tergenang lagi (Gambar 2) dan aerasi tanah menjadi lebih baik. Ke-adaan ini menyebabkan terjadinya oksidasi Fe2+ dan Mn2+ dengan melepaskan H+. Akibatnya ion H+ dapat melepaskan K yang terfiksasi menjadi dd atau K-larutan (Dobermann dan Fairhurst 2000).
-120 -100 -80 -60 -40 -20 0 20 40 10 16 22 28 34 40 46 52 58 64 70 76 82 88 94 100
Hari setelah tanam (HST)
Tinggi air (cm)
Tinggi genangan Muka air tanah
Kalium Tidak Dapat Ditukar
Ekstraktan HNO3 yang dididihkan digunakan untuk mengungkapkan kandungan kalium tidak dapat di-tukar (K-tdd), terutama dalam bentuk K yang tersemat (fiksasi) dalam kisi-kisi mineral liat. Fiksasi K didefinisi-kan sebagai perubahan K larutan tanah atau dapat ditukar menjadi bentuk tidak dapat ditukar dan me-rupakan sifat negatif tanah yang menyebabkan pe-nurunan secara tajam K tersedia bagi tanaman. Namun fiksasi K juga menguntungkan karena akan mengurangi kehilangan K oleh pencucian dan serapan K yang ber-lebihan oleh tanaman atau luxury consumption dan berpotensi sebagai K tersedia (Prasad and Power 1995).
Kombinasi pupuk K dan bahan organik menyebab-kan perubahan K-tdd dengan pola beragam (Gambar 3). Tanpa penambahan bahan organik, status K-tdd pada pemupukan 50 kg K lebih tinggi daripada 100 kg K/ha dan kontrol, dimana pola perubahan K-tdd relatif hampir sama. Kalium tidak dapat ditukar relatif stabil atau cenderung mlandai hingga 60-80 HST dan me-ningkat tajam menjelang tanaman dipanen (100 HST). Keragaman K-tdd juga ditemukan pada tanah Aeric Endoaquepts Jakenan, dimana terjadi peningkatan tajam pada saat tanaman padi berumur 80-100 HST (Wihardjaka et al. 2002).
Penambahan bahan organik menghasilkan pola K-tdd beragam. Pemberian jerami hingga 50 kg K/ha memiliki pola seperti pada tanpa bahan organik, yaitu meningkat nyata pada fase pemasakan bulir (80-100 HST), sedangkan pada takaran 100 kg K/ha relatif stabil dan cenderung turun pada saat tanaman menjelang panen.
Kalium tidak dapat ditukar selama pertumbuhan tanaman selalu meningkat dengan pemberian kompos pada pemupukan 100 kg K/ha, sedangkan pada pe-mupukan 50 kg tidak nyata meningkat. Tanpa K, K-tdd meningkat tajam hingga fase keluar malai (60 HST) dan menurun saat fase ripening (80 HST) meskipun men-jelang dipanen terjadi lagi peningkatan K-tdd. Tanpa pupuk K (kontrol), K-tdd nyata meningkat dengan pemberian bahan organik. Namun bila dikombinasi-kan dengan pemupudikombinasi-kan K, jerami memberidikombinasi-kan K-tdd lebih tinggi daripada kompos dan tanpa bahan organik pada 20, 80 dan 100 HST, sedangkan pada 40 dan 60 HST relatif tidak berbeda nyata.
Tanpa bahan organik, pemberian K umumnya me-ningkatkan K-tdd. Peningkatan K-tdd berkisar antara 0,184-0,489 cmol/kg pada perlakuan 50 kg K/ha dan 0,049-0,238 cmol/kg pada perlakuan 100 kg K/ha, yang merupakan selisih antara K-tdd (dengan pupuk K) dengan K-tdd (tanpa K). Peningkatan K-tdd tertinggi terjadi saat tanaman masak (100 HST), lebih dari 0,24 cmol/kg. Sebaliknya, pemberian bahan organik tanpa pupuk K meningkatkan K-tdd, namun setelah di-kombinasikan dengan pemupukan K terjadi perubah-an K-tdd. Pada 20 HST terjadi peningkatperubah-an K-tdd tetapi pada 40-100 HST cenderung turun (Tabel 2).
Pemberian pupuk K dan bahan organik nyata ber-pengaruh terhadap K-tdd. Kombinasi 50 kg K/ha dan jerami memberikan K-tdd lebih tinggi daripada per-lakuan lainnya pada semua waktu pengamatan, kecuali 60 HST (Tabel 2). Pemberian jerami meningkatkan K-tdd lebih tinggi daripada kompos. Pada saat keluar malai (60 HST), kandungan K-tdd tanah yang diberi kompos lebih tinggi daripada yang diberi jerami. 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 20 40 60 80 100 20 40 60 80 100 20 40 60 80 100
Hari setelah tanam (HST)
K tidak dapat ditukar (cmol/kg)
0 kg K 50 kg K 100 kg K
K terekstrak HNO3 1M
Tanpa BO Jerami Kompos
Gambar 3. Pola perubahan kalium tidak dapat ditukar (K-tersemat) selama pertumbuhan tanaman padi di lahan sawah tadah hujan. Jakenan, Pati, MK 2002.
Jerami nyata (p < 0,01) meningkatkan K-tdd saat 20, 40, 80, 100 HST, sedangkan kompos nyata (p < 0,01) saat 40, 60, 80 HST. Pemberian K nyata pula meningkat-kan K-tdd (p < 0,01) saat 20, 60, 80, 100 HST, terutama pada perlakuan 50 kg K/ha dibanding tanpa pupuk K.
Hubungan K Tanah dengan Serapan K Tanaman
Gambar 4 memperlihatkan perubahan serapan K tanaman yang diberi perlakuan kombinasi pupuk K dan jerami. Serapan K umumnya meningkat sejalan dengan bertambahnya umur tanaman dan menurun saat tanaman menjelang masak. Serapan K tertinggi terjadi saat tanaman berumur 80 HST atau fase pengisian gabah, yaitu pada petak tanpa jerami. Ini berarti bahwa saat tanaman berumur 80 HST, padi sawah tadah hujan aktif menyerap K. Hal ini diduga akibat adanya pengaruh pengenceran konsentrasi K dalam tanah, terutama di sekitar zona perakaran.
Jerami padi sebagai bahan organik dapat meng-kelat ion Fe2+ larut, sehingga K+ berpeluang tinggi diserap oleh akar tanaman dengan berkurangnya ke-larutan Fe2+ (Mitra et al. 1990). Pemberian pupuk K merangsang tanaman lebih aktif menyerap K terutama pada petak tanpa jerami dan petak dengan kompos. Pupuk K dapat meningkatkan serapan K tanaman se-besar 44-65 kg K/ha (Wihardjaka et al. 2002).
Besarnya kandungan K dalam tanah mempengaruhi kemampuan akar tanaman menyerap K. Tabel 3 mem-perlihatkan persamaan regresi ganda dan koefisien korelasi dari hubungan K dalam tanah dengan serapan K tanaman saat masak. Kandungan K tanah saat fase
anakan aktif berkorelasi nyata (p < 0,01) dengan serapan K saat tanaman masak. Korelasi nyata (p < 0,05) juga ditunjukkan pada saat tanaman berumur 40 dan 60 HST, namun pada fase reproduktif (80-100 HST) tidak terjadi korelasi secara nyata. Selama fase per-tumbuhan vegetatif, serapan K nyata dipengaruhi oleh ketersediaan K dalam tanah, baik K-dd maupun K-tdd. Pada saat tanaman berumur 20 HST, serapan K nyata dipengaruhi oleh ketersediaan K-dd maupun K-tdd. Namun setelah berumur 40 dan 60 HST, serapan K tanaman hanya nyata ditentukan oleh kandungan K-dd. Pada saat tanaman masak (100 HST), serapan K hanya nyata ditentukan oleh kandungan K-tdd. Tanam-an padi menyerap K dari dalam tTanam-anah umumnya me-ningkat dengan makin bertambahnya umur tanaman (Tabel 3).
Serapan K oleh varietas IR64 berkorelasi dengan kandungan K tanah yang terekstrak oleh NH4OAc mau-pun HNO3 mendidih pada fase pertumbuhan anakan aktif (20 HST). Sebagian besar serapan K berasal dari bentuk tidak dapat ditukar, karena dominasi fraksi debu dan mineral liat smektit (Dobermann et al. 1995). Ketersediaan K dalam tanah saat anakan aktif sangat menentukan besarnya K yang diserap tanaman, di-mana mobilitas K bergantung pada konsentrasi K da-lam larutan tanah dan kapasitas menyangga K. Serapan K cenderung menurunkan K-dd lebih cepat, terutama pada lapisan olah tanah (Wihardjaka et al. 1999).
Serapan K saat 100 HST menurunkan kadar K dalam tanah dekat permukaan akar. Hal ini menyebab-kan pelepasan K yang tertambat pada permukaan eks-ternal partikel tanah yang mampu melakukan pertukar-0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 20 40 60 80 100 20 40 60 80 100 20 40 60 80 100
Hari setelah tanam (HST)
Serapan K Tanaman (g/rumpun)
0 kg K 50 kg K 100 kg K
Tanpa BO Jerami Kompos
an dengan kation lain dalam larutan, dan pelepasan K secara lambat dari K yang tertambat dalam kisi-kisi liat. Laju pelepasan K-tdd bergantung pada besarnya kon-sentrasi K dalam larutan eksternal dan sifat pertukaran ion lawan (Barber 1984), misalnya H3O+ yang mem-punyai mobilitas tinggi dalam ruang kisi efektif sebagai ion lawan (Kirk et al. 1993). Kalium dilepaskan oleh suatu reaksi pertukaran dengan H3O+ dan dimungkin-kan juga terjadi penghancuran dari beberapa K-feldspar (Cox et al. 1996).
Selama pertumbuhan vegetatif, tanaman padi di lahan sawah tadah hujan selalu tergenang air pada MK 2002 (Gambar 2), sehingga dapat memperluas zone penipisan atau deplesi K tidak dapat ditukar. Akar tanaman padi akan memasamkan tanah dekat per-akaran sehingga menurunkan pH yang dapat melarut-kan K. Kondisi masam di sekitar perakaran disebabmelarut-kan oleh pelepasan H+ dari akar untuk mengimbangi (1) kelebihan pengambilan kation atas anion pada nutrisi NH4+, dan (2) terbentuk H+ pada oksidasi Fe2+ oleh O2 yang dilepaskan oleh akar pada reaksi: 4Fe2+ + O2 + 10 H2O → 4Fe(OH)3 + 8H+ (Kirk et al. 1993).
Pemasaman tiap satuan volume tanah akan me-ningkat sesuai dengan fase pertumbuhan tanaman, se-dangkan pemasaman per unit massa akar akan me-ningkat dengan meme-ningkatnya kelebihan serapan kation seperti K+ dan NH4+. Jadi, pemasaman dan kelarutan lebih besar terjadi pada petak yang diberi pupuk karena pertumbuhan tanaman menjadi lebih baik, dan pelepasan O2 maupun serapan K+ dan NH4+ menjadi lebih besar (Kirk et al. 1993).
KESIMPULAN
1. Di lahan sawah tadah hujan kahat K. Ketersediaan K tanah dalam bentuk dapat ditukar menurun selama fase pertumbuhan vegetatif hingga awal fase reproduktif (20-60 HST) dan meningkat selama fase pertumbuhan reproduktif (80-100 HST). 2. Kandungan K-tdd selama fase pertumbuhan
vegetatif relatif tetap dan meningkat nyata selama fase reproduktif hingga menjelang panen.
3.
Penurunan K-dd selama fase vegetatif berkaitan erat dengan makin giatnya tanaman menyerap K dan peningkatan K-dd selama fase reproduktif di-pengaruhi oleh pelepasan K-tdd (terfiksasi) men-jadi K-dd akibat termen-jadinya proses pemasaman di sekitar perakaran tanaman.
4. Peningkatan takaran pupuk K yang dikombinasikan dengan pemberian bahan organik, baik jerami maupun kompos, nyata meningkatkan kandungan K-dd dalam tanah, namun pengaruhnya terhadap kandungan K-tdd beragam.
5. Bahan organik berupa jerami nyata meningkatkan K-tdd lebih tinggi daripada kompos.
6. Selama fase vegetatif (20-40 HST) dan awal fase reproduktif (60 HST), besarnya serapan K tanaman saat masak berkorelasi nyata dengan kandungan K-dd maupun K-tdd, namun menjelang tanaman dipanen hanya nyata dipengaruhi oleh kandungan K-tdd dalam tanah.
SARAN
Dengan mempertimbangkan kandungan K dalam tanah (K-dd, K-tdd, K total), pemupukan K sebaiknya diberikan secara bertahap yaitu 1/2 bagian saat anakan aktif dan 1/2 bagian saat primordia bunga.
UCAPAN TERIMA KASIH
Penghargaan dan ucapan terima kasih disampai-kan kepada Dr. G.J.D. Kirk, IRRI Scientist, atas bantuan-nya dalam analisis K-dd maupun K-tdd.
DAFTAR PUSTAKA
Barber, S.A. 1984. Soil nutrient bioavailability: A mechanism approach. A Wiley-Intercience Publ. John Wiley & Sons. New York.
Begg, C.B.M., G.J.D. Kirk., A.F. MacKenzie, and H.U. Neue. 1994. Root-induced iron oxidation and pH changes in the lowland rice rhizosphere. New Phytol. 128: 469-477.
Tabel 3. Persamaan regresi ganda antara K dalam tanah dan serapan K tanaman padi pada fase masak.
Hari setelah tanam (HST) Persamaan regresi ganda R2 (%) Peluang (p)*
20 Y = 0,045tn + 0,448 X1** + 0,948 X2** 69,5 0,000
40 Y = 0,346** + 0,621 X1* + 0,255 X2tn 23,5 0,040
60 Y = 0,146tn + 2,310 X1* + 0,259 X2tn 22,7 0,045
80 Y = 0,424** + 0,601 X1tn + 0,080 X2tn 9,7 0,295
100 Y = 0,382** - 0,026 X1tn + 0,319 X2* 19,8 0,071
Cao, Z. and G. Hu. 1995. Potassium dynamics and availability in soils of subtropical (humid) regions of China. p. 95-113. Porceedings of the 24th Colloquium of the IPI Held at Chiang May, Thailand. Basel, Switzerland.
Cox, A.E., B.C. Joern, and C.B. Roth. 1996. Nonexchangeable ammonium and potassium determination in soils with a modified sodium tetraphenylboron method. Soil Sci. Soc. Am. J. 60: 114-120.
Dobermann, A., P.C. sta Cruz, and K.G. Cassman. 1995. Potassium balance and soil potassium supplying power in intensive, irrigated rice ecosystem. p. 199-234. Proceedings of the 24th Colloquium of the IPI Held at Chiang May, Thailand. Basel, Switzerland.
Dobermann, A., and T. Fairhurst. 2000. Rice: Nutrient disorders and nutrient management. IRRI-PPI-PPIC. Canada.
Goulding, K.W.T., and R.E.S. Herts. 1987. Potassium fixation and release. p. 137-154. In Methodology in soil-K research. Proceedings of the 20th Colloquium of the IPI Held in Austria. IPI-Bern, Switzerland.
Johnston, A.E. 1995. The sustainability and increase of agricultural productivity, the current dilemma. p. 495-517. Proceedings of the 24th Colloquium of the IPI Held at Chiang May, Thailand. Basel, Switzerland.
Jones, U.S., J.C. Cattail, C.P. Mamaril, and C.S. Park. 1982. Woodland rice-nutrient deficiencies other than nitrogen. p. 327-378. In Rice research strategies for the future. Inter. Rice Res. Inst. Los Banos, Philippines.
Kirk, G.J.D., C.B.M. Begg, and J.L. Solivas. 1993. The chemistry of the lowland rice rhizosphere. Plant Soil 155: 83-86.
Mitra, G.N., S.K. Sahu, and G. Dev. 1990. Potassium chloride increases rice yield and reduces symptons of iron toxicity. Better Crops Inter. 6(2): 14-15.
Odjak, M. 1992. Effect of potassium fertilizer in increasing quality and quantity of crop yield. p. 94-104. Dalam Peranan kalium dalam pemupukan berimbang untuk mempercepat swasembada pangan. Prosiding Seminar Nasional Kalium. Jakarta, 4 Agustus 1992.
Prasad, R., and J.F. Power. 1995. Soil fertility management for sustainable agriculture. Lewis Publisher. New York.
Sekhon, G.S. 1995. Characterization of K availability in paddy soils-present status and future requirements. p. 115-134. Proceedings of the 24th Colloquium of the IPI Held at Chiang May, Thailand. Basel, Switzerland.
Sulaeman, I.P.G. Widjaja-Adhi, I.M. Widjik S., dan N. Sri Mulyani. 1992. Pengaruh pemupukan kalium dan pencucian serta interaksinya terhadap ketersediaan kalium dalam tanah. Pemb. Pen. Tanah dan Pupuk No. 10: 34-46.
Wade, L.J., T. George, J.K. Ladha, U. Singh. S.I. Bhuiyan, and S. Pandey. 1998. Opportunities to manipulate nutrient-by water interaction in rainfed lowland rice systems. Field Crops Res. 56: 93-112. Wihardjaka, A., G.J.D. Kirk, S. Abdulrachman, and C.P. Mamaril. 1999.
Potassium balances in rainfed lowland rice on a light-textured soil. Field Crops Res. 64: 237-247.
Wihardjaka, A., K. Idris, A. Rachim, dan S. Partohardjono. 2002. Pengaruh pupuk KCl dan jerami padi terhadap perilaku kalium dan hasil padi sawah tadah hujan pada tanah Aeric Endoaquept Jakenan. Tesis Magister Program Pasca Sarjana IPB. Bogor. Yoshida, S. 1981. Fundamentals of rice crop science. Inter. Rice Res.
