TINJAUAN PUSTAKA
Tanah Sawah
Tanah sawah merupakan tanah yang dikelola sedemikian rupa untuk budidaya tanaman padi sawah, dimana padanya dilakukan penggenangan selama atau sebagian dari massa pertumbuhan padi. Ciri khas tanah sawah dengan tanah tergenang lainnya adalah adanya lapisan oksidasi di bawah permukaan air akibat difusi O2 setebal 0.8-1.0 cm, selanjutnya lapisan reduksi setebal 25-30 cm dan
diikuti oleh lapisan tapak bajak yang kedap air. Selain itu, selama pertumbuhan tanaman padi akan terjadi sekresi O2 oleh akar tanaman padi yang menimbulkan
kenampakan khas pada tanah sawah (Musa, dkk, 2006).
Jenis tanah sawah yang digunakan pada penelitian ini adalah inceptisol. Konsepsi pokok dari inceptisol adalah tanah – tanah mineral yang sudah mulai menunjukkan perkembangan horizon pedogenik lain. Tanah Latosol meliputi tanah yang relatif masih muda hingga tanah yang relatif tua yang dalam taksonomi tanah termasuk inceptisol, ultisol hingga oxisol. Sebagian besar tanah sawahnya terdapat pada tanah yang relatif muda. Daerah ini memiliki air yang cukup dengan lereng melandai dan iklim yang cukup basah. Tanahnya cukup subur sehingga mudah diolah dan permeabilitasnya baik. Pada tanah ini terbentuk profil tanah sawah tipikal seperti dikemukakan oleh Koenings (1950) dan Tan (1968). Profil tanah sawah tipikal memiliki ciri lapisan olah berwarna pucat (tereduksi), di bawahnya terdapat lapisan tapak bajak yang padat, kemudian lapisan Fe yang tipis diikuti oleh lapisan Mn. Di bagian bawahnya lagi ditemukan
campuran karatan Fe dan Mn, sedangkan lapisan tanah terbawah merupakan tanah asli yang tidak terpengaruh oleh penggenangan pada saat ditanami padi (Hardjowigeno, 2005).
Lahan sawah merupakan produsen utama beras di Indonesia. Dengan luas panen 10,70 juta ha. Lahan sawah mampu menghasilkan 47,80 juta gabah/tahun atau 95 % dari total produksi gabah di Indonesia. Sedangkan padi yang ditanam di lahan kering hanya menyumbang sekitar 5 % dari total produksi gabah (Tim Pusat Penelitian Tanah dan Agroklimat, 2000).
Profil tanah sawah mempunyai lapisan oksidasi dan reduksi. Pada lapisan oksidasi ion NH4+ tidak stabil karena ion ini mudah dioksidasi menjadi NO3+.
Oleh karena ion nitrat ini sangat mobil maka ia mudah tercuci ke lapisan reduksi. Di lapisan reduksi inilah nitrat mengalami denitrifikasi sehingga berubah menjadi gas N2. Ion NH4+ stabil pada lapisan reduksi dan dapat dimanfaatkan oleh akar
tanaman padi. Itulah sebabnya pemupukan N berbentuk amonium selalu dibenamkan pada lapisan reduksi (Hasibuan, 2008).
Permasalahan tanah sawah di Indonesia dapat dikelompokkan menjadi dua masalah pokok yaitu adanya penyusutan luasan lahan sawah akibat terjadinya konversi lahan sawah menjadi lahan nonpertanian, seperti daerah industri, pemukiman, lapangan golf, dan lain sebagainya terutama terjadi di pulau Jawa dan Bali. Masalah lainnya yang menjadi kendala adalah adanya pelandaian produktivitas dalam produksi padi (Hardjowigeno dan Rayes, 2005).
Tanaman Padi
Tanaman padi dapat tumbuh di daerah beriklim panas yang lembab. Tanaman padi memerlukan curah hujan rata-rata 200 mm/bulan dengan distribusi selama 4 bulan, sedangkan pertahun sekitar 1500-2000 mm. Suhu yang panas merupakan temperatur yang sesuai bagi tanaman padi yaitu pada suhu 230 C dimana pengaruhnya adalah kehampaan pada biji.. Daerah dengan ketinggian 0-1500 meter masih cocok untuk tanaman padi (AAK, 1990).
Pada penelitian ini, jenis padi yang digunakan adalah padi ciherang dimana dari beberapa varietas padi, Padi Ciherang adalah varietas yang paling banyak ditanam oleh petani. Padi jenis ini memiliki beberapa kelebihan dibandingkan varietas lainya seperti IR 64 dan IR 66. Keunggulan dari padi Ciherang tersebut adalah padi Ciherang memiliki keunggulan dalam hal umur tanam yang pendek , hanya 80 – 96 hari saja atau tiga bulan sepuluh hari, sehingga mempercepat panen dan meningkatkan produksi padi. Dengan perlakuan yang sama, jenis padi ciherang bisa menghasilkan 10 ton gabah kering panen per hektar atau dapat juga mencapai delapan sampai sembilan ton gabah kering giling
Tanah yang baik untuk areal persawahan ialah tanah yang mampu memberikan kondisi tumbuh tanaman padi. Kondisi yang baik untuk pertumbuhan tanaman padi sangat ditentukan oleh beberapa faktor, yaitu posisi topografi yang berkaitan dengan kondisi hidrologi, porositas tanah yang rendah dan tingkat keasaman tanah yang netral, sumber air alam, serta kanopinas modifikasi system alam oleh kegiatan manusia (Suparyono dan Setyono, 1997).
Sesuai dengan asalnya, padi merupakan tanaman lahan basah, tetapi adaptasi tanaman ini telah mampu menghasilkan varietas padi yang tumbuh di lahan kering atau dikenal dengan padi gogo. Namun, daerah utama penghasil beras diberbagai belahan dunia adalah daerah padi lahan basah atau daerah tanah sawah. Dari segi botani terutama sistem perakarannya tanaman padi sebenarnya bukan benar – benar tanaman air, tetapi padi akan dapat tumbuh dengan baik
dalam keadaan tergenang sehingga padi juga mempunyai sifat yang semiakuatis (Hardjowigeno dan Rayes, 2005).
Bahan Organik
Bahan organik terdiri dari sisa – sisa tumbuhan dan hewan dari semua tahapan dekomposisi yang dilakukan oleh mikroorganisme tanah. Ada berbagai macam senyawa organik yang terdapat dalam bentuk sisa – sisa tumbuhan atau hewan yang tersusun dari karbohidrat yang kompleks, gula sederhana, tepung, selulosa, hemiselulosa, pektin, getah, lendir, protein, lemak, minyak, lilin, resin, alkohol, aldehid, keton, asam – asam organik, lignin, fenol, tanin, hidrokarbon, pigmen, dan produk lainnya (Musa, dkk, 2006).
Bahan organik adalah bahan pembaik tanah yang berfungsi untuk memperbaiki sifat – sifat tanah. Tetapi umumnya pengaruh yang nyata dari pemberian bahan organik hanya dapat diperoleh dengan takaran yang tinggi. Alternatif pola tanam yang dapat menghasilkan bahan organik dengan kualitas tinggi dan dalam jumlah yang cukup perlu terus dipelajari untuk mengembangkan teknik pengelolaan bahan organik yang lebih tinggi sehingga didapat hasil yang maksimal (Tim Pusat Penelitian Tanah dan Agroklimat, 2000).
Nitrogen organik terdapat didalam protein dan komplek molekul lainnya. Umumnya terdapat sebagai senyawa amina dan senyawa lainnya terikat dalam struktur rantai atau cincin dengan karbon. Kedua bentuk N tersebut terikat oleh senyawa kovalen dan tidak dapat mengionisasi. Bahan organik tersebut harus terlebih dahulu mengalami dekomposisi sebelum N nya tersedia bagi tanaman (Nyakpa, 1985).
Pengaruh bahan organik terhadap tanah dan kemudian terhadap tanaman tergantung pada laju proses dekomposisinya. Secara umum faktor – faktor yang mempengaruhi laju dekomposisi ini meliputi faktor bahan organik dan faktor tanah. Faktor bahan organik meliputi temperatur, kelembaban, tekstur, struktur, dan suplai oksigen, serta reaksi tanaah, ketersediaan hara terutama N,P,K dan S. Umumnya proses dekomposisi maksimum pada temperatur 30 – 35 0C atau hingga 45 0C. Pada temperatur di bawah 30 0C atau di atas 45 0C proses dekomposisi terhambat (Hanafiah, 2005).
Bahan organik tanah juga dapat meningkatkan ketersediaan P dari P- alam. Keadaan ini disebabkan bahan organik dapat memasok proton dan terbentuknya senyawa kompleks Ca dan anion organik. Senyawa kompleks ini dapat mencegah peningkatan konsentrasi Ca dalam larutan tanah dan peningkatan pH pada permukaan apatit (Tim Pusat Penelitian Tanah dan Agroklimat, 2000).
Jerami Padi
Jerami padi merupakan satu - satunya sumber K yang murah dan mudah tersedia di lahan sawah. Setiap 5 ton jerami mengandung K setara dengan 50 kg KCl. Sekitar 80% K yang diserap tanaman padi berada dalam jerami. Oleh karena
itu, mengembalikan jerami ke tanah sawah dapat memenuhi sebagian hara K yang dibutuhkan tanaman. Sebagian besar tanah sawah di pantura Jawa memiliki kadar bahan organik sangat rendah (Corganik <2%). Kondisi ini antara lain disebabkan petani tidak mengembalikan jerami ke tanah, menanam padi secara terus-menerus, mengangkut semua hasil panen keluar, serta menggunakan pupuk anorganik tanpa disertai pupuk organik. Kadar bahan organik sangat mempengaruhi produktivitas padi sawah; makin rendah kadar bahan organik, makin rendah produktivitas lahan
Kalium di serap oleh tanaman dalam bentuk ion K+ di dalam tanah, ion tersebut bersifat sangat dinamis. Dari ketiga unsur hara yang banyak diserap oleh tanaman (N,P,K), kaliumlah yang jumlahnya paling melimpah dipermukaan bumi. Tanah mengandung 400 – 650 kg kalium untuk setiap 93 m2 (pada kedalaman 15 cm). Namun sekitar 90 - 98% berbentuk mineral primer yang tidak dapat diserap oleh tanaman. Sekitar 1-10% terjebak dalam koloid tanah karena kaliumnya bermuatan positif, bagi tanaman ketersediaan kalium pada posisi ini agak lambat. Sisanya sekitar 1-2% terdapat didalam larutan tanah dan mudah tersedia bagi tanaman (Novizan, 2005).
Petani telah lama memanfaatkan jerami sebagai pupuk organik. Namun dengan adanya pupuk anorganik berkadar hara tinggi seperti urea, SP36, dan KCl, pupuk organik makin ditinggalkan. Di beberapa lokasi, sebagian jerami dibakar atau diangkut keluar lahan untuk pakan ternak, bahan baku kertas atau budi daya jamur. Jerami padi mengandung hara K 1,75-1,92%, tergolong tinggi di antara hara makro lainnya. Selain hara K, jerami padi dapat menyumbang hara N, P, S, dan hara mikro.
Sisa – sisa tanaman seperti jerami padi merupakan sumber bahan organik yang paling mudah didapat untuk meningkatkan penambatan N pada tanah sawah. Penambatan jerami 1 ton/ha dapat meningkatkan penambatan N 2-5 kg. Selain jerami, akar padi dan batang bawah padi juga menyediakan energi (Hardjowigeno dan Rayes, 2005).
Pupuk K perlu diberikan dalam jumlah yang mencukupi pada hampir semua lahan sawah irigasi. Hara lainnya perlu diberikan dalam jumlah seimbang untuk menjamin respon yang baik dari tanaman terhadap aplikasi K dan pencapaian pertumbuhan tanaman yang sehat dan produktif. Pada hara tanaman optimum, tanaman padi (jerami + gabah) mengambil sekitar 19 kg K2O (16 K) untuk setiap tanaman hasil gabah (2,2 kg K2O pada gabah dan 16,8 kg K2O pada jerami padi) hal ini sesuai dengan penelitian yang telah dilakukan oleh Syahrir tahun 2009
Tanaman Kacang – kacangan
Yang dimaksud dengan pupuk hijau adalah tanaman atau bagian – bagian tanaman yang masih muda atau hijau yang dibenamkan kedalam tanah dengan maksud untuk menambah bahan organik dan unsur hara terutama unsur hara nitrogen. Biasanya tanaman atau bagian tanaman tersebut adalah dari jenis tumbuhan atau tanaman kacang – kacangan (Leguminosae) karena kadar N nya lebih tinggi dari kadar N tanaman lainnya (Hasibuan, 2008).
Nitrogen diserap tanaman dalam bentuk ion nitrat (NO3-) dan ion
ammonium (NH4+). Sebagian besar nitrogen diserap dalam bentuk ion nitrat
tanah dan mudah terserap oleh akar. Sumber nitrogen yang terbesar berupa udara yang sampai ke tanah melalui air hujan atau udara yang diikat oleh bakteri pengikat nitrogen. Contoh bakteri pengikat nitrogen adalah Rhizobium sp yang ada di bintil akar tanaman kacang – kacangan. Idealnya bakteri mampu menyediakan 50 – 70% kebutuhan nitrogen tanaman (Novizan, 2005).
Dalam praktek usaha tani yang sesungguhnya, sejumlah nitrogen yang ditambahkan ke tanah oleh bakteri kacang – kacangan ditentukan oleh metode pengaturan penggunaan tanaman kacangan. Apabila tanaman itu dibenamkan sebagai pupuk hijau, banyaknya nitrogen secara keseluruhan yang diambil dari udara bertambah. Apabila tanaman itu dipotong untuk jerami dan dimasukkan ketanah pertanian, sekitar setengah nitrogen yang diambil dari udara oleh bakteri kacang – kacangan dapat dikembalikan ke dalan tanah jika perlakuan khusus diberikan dalam menangani pupuk tersebut untuk mencegah kehilangan. Pada umumnya diasumsikan bahwa jumlah nitrogen di dalam akar dan tunggul jerami sebanding dengan jumlah nitrogen yang di ambil dari dalam tanah. Ini berarti banyaknya nitrogen yang di ambil dalam tanaman yang di panen sebanding dengan nitrogen yang di peroleh dari udara (Foth, 1994).
Tanaman yang termasuk famili Leguminosa telah umum digunakan sebagai pupuk kandang karena mengandung N sehingga keberadaan dan melapuknya di dalam tanah akan mendorong jasad – jasad renik aktif menguraikannya (jasad renik memerlukan N untuk perkembangannya). Kandungan N tinggi melebihi tersedianya N yang di perlukan jasad renik, kelebihannya ini dimanfaatkan tanaman bagi peningkatan pertumbuhan dan perkembangannya
Fosfat Alam
Fosfor (P) merupakan unsur yang diperlukan dalam jumlah besar (hara makro). Jumlah fosfor dalam tanaman lebih kecil dibandingkan dengan nitrogen dan kalium. Tetapi, fosfor dianggap sebagai kunci kehidupan
(key of life). P didalam tanah dapat digolongkan menjadi P organik dan P anorganik. Tanaman menyerap fosfor dalam bentuk ion ortofosfat primer
(H2PO4-) dan ion ortofosfat sekunder (HPO42-) (Rosmarkam dan Yuwono, 2002).
Pupuk fosfat alam adalah pupuk yang dibuat dari batuan fosfat yang digiling halus dengan kehalusan 80 - 100% mesh. Batuan fosfat mengandung mineral, terutama mineral apatit. Pupuk fosfat alam termasuk golongan fosfat larut dalam asam keras atau tidak larut dalam air. Pupuk fosfat alam mengandung sekitar 25 – 30% P2O5. Pupuk fosfat alam ini berbentuk tepung halus yang
berwarna abu – abu atau berwarna kuning seperti tanah liat (Hasibuan, 2008). Pemberian pupuk P-alam tidak di anjurkan dilakukan terus menerus, karena akumulasi logam berat cadmium dalam tanah dan hasil panen dapat berdampak negatif terhadap kesehatan makhluk hidup. Oleh karena itu, penggunaan pupuk P- alam dan SP-36 harus dibarengi oleh program uji tanah sehingga kerusakan tanah dan pencemaran lingkungan dapat terjadi sekecil mungkin (Tim Pusat Penelitian Tanah dan Agroklimat, 2000).
Permasalahan Fosfor (P) pada kesuburan tanah lapisan atas adalah jumlah total P di dalam tanah relatif rendah, yaitu 200 untuk 2000 kg P/ha tanah
di kedalaman 15 cm, P yang ditemukan di lapisan atas tanah memiliki kelarutan yang rendah atau benar-benar tidak dapat larut sehingga sebagian besar tidak
ditambahkan ke tanah, akan menyediakan unsur P untuk tanaman namun pada waktunya akan membentuk campuran yang benar-benar tidak dapat larut (Foth, 1994).
Bahan organik tanah telah dapat mempengaruhi ketersediaan fosfat melalui hasil dekomposisinya yang menghasilkan asam – asam organik dan CO2.
Asam – asam organik seperti asam malonat, asam oxalate, asam tatrat akan menghasilkan anoin organik. Anion organik mempunyai sifat dapat mengikat ion Al, Fe, dan Ca dari dalam larutan tanah, kemudian membentuk senyawa kompleks yang sukar larut. Dengan demikian konsentrasi ion – ion Al, Fe, dan Ca yang bebas dalam larutan akan berkurang dan diharapkan fosfor akan tersedia lebih banyak (Hakim, dkk, 1986).
Kemampuan pupuk Pupuk P- alam untuk melepaskan P dipengaruhi oleh kombinasi sifat pupuk seperti komposisi kimia, jenis mineral, dan ukuran partikel. Semakin halus ukuran partikel maka, semakin banyak kemungkinan terjadinya
kontak antara pupuk P- alam dan tanah sehingga kelarutannya semakin tinggi (Tim Pusat Penelitian Tanah dan Agroklimat, 2000).
