III. METODE PENELITIAN
3.1. Waktu dan Tempat Penelitian
Penelitian dilakukan mulai dari bulan Februari 2012 hingga Juni 2012. Pengambilan contoh tanah sebanyak 23 sampel dari 3 Provinsi di Pulau Jawa. Analisis laboratorium dilakukan di Laboratorium Kesuburan Tanah, Departemen Ilmu Tanah dan Sumberdaya Lahan, Fakultas Pertanian, Institut Pertanian Bogor.
3.2. Bahan dan Alat
Bahan yang digunakan dalam penelitian ini terdiri dari 23 sample tanah sawah yang diambil dari 3 provinsi di Pulau Jawa. Lokasi pengambilan sampel tanah disajikan pada Gambar 1.
Gambar 1. Peta Pengambilan Sampel Tanah di Pulau Jawa
Bahan-bahan yang digunakan adalah bahan-bahan untuk analisis Fraksionasi P dengan metode Tiessen dan Moir (1993). Bahan-bahan tersebut
adalah aquades, resin strip ukuran 9 x 62 mm, HCl, NaHCO3, NaOH, dan H2SO4. Penetapan P dilakukan dengan metode kolorimetri (pewarnaan). Pewarnaan P dalam larutan menggunakan metode Murphy dan Rilley (MR) (1962). Bahan-bahan yang digunakan dalam metode Murphy dan Rilley adalah (NH4)6Mo7O24 (ammonium molybdat), C6H8O6 (ascorbic acid), C8H4K2O12Sb.3H2O (antimony pottashium tartrat) dan H2SO4.
Alat-alat yang digunakan dalam pengambilan contoh tanah adalah cangkul, karung, tali rafia, dan GPS. Alat-alat yang digunakan untuk analisis laboratorium adalah pipet (5 ml, 10 ml, 15 ml dan 20 ml), erlenmeyer, tabung sentrifuge 50 ml, vacum pump, kertas saring milipore 0.45 µm, vunel porselen, gelas piala, gelas ukur, labu takar 50 ml dan 100 ml, alat ukur spectrophotometer, timbangan, oven, lemari pendingin, autoclave, kertas saring, corong gelas dan pipet tetes.
3.3. Metode Penelitian
Penelitian ini merupakan penelitian deskriptif atau non eksperimental. Peneliti hanya melakukan analisis pada contoh tanah yang diambil tanpa memberikan perlakuan dan menggambarkannya dalam bentuk data dan tulisan.
3.3.1. Pengambilan Contoh Tanah
Sebanyak 23 contoh tanah sawah diambil di Pulau Jawa (Tabel 1). Contoh tanah tersebut diambil pada lapisan olah dengan kedalaman 0-20 cm yang diambil secara komposit. Contoh tanah komposit kemudian dimasukkan ke dalam kantong plastik yang telah diberi label. Setiap contoh tanah sawah yang diambil pada masing-masing lokasi dicatat titik koordinatnya.
Tabel 1. Lokasi Contoh Tanah Sawah yang Digunakan untuk Penetapan Distribusi Hara P pada Tanah Sawah Di Pulau Jawa
Provinsi Lokasi Jenis Tanah (Taksonomi Tanah, 2004)
Jawa Barat Karawang Inceptisols
Jatisari Inceptisols Pamanukan Inceptisols Indramayu Inceptisols Palimanan Inceptisols Cicalengka Inceptisols Cikarawang Ultisols
Jawa Tengah Brebes Inceptisols
Suradadi Inceptisols Batang Ultisols Kendal Inceptisols Demak Vertisols Jekulo Vertisols Borobudur Inceptisols Kutoarjo Inceptisols Karanganyar Inceptisols Buntu Inceptisols Jogjakarta Vertisols
Jawa Timur Bojonegoro Vertisols
Tambak Rejo Vertisols
Nganjuk Vertisols
Jombang Inceptisols
Ponorogo Vertisols
3.3.2. Analisa Contoh Tanah
Contoh tanah yang telah diambil dikeringudarakan dalam ruangan berventilasi. Contoh tanah kemudian di tumbuk dan diayak menggunakan ayakan yang berukuran 2 mm.
3.3.2.1. Analisis Pendahuluan
Analisis pendahuluan dilakukan untuk mengetahui sifat-sifat tanah awal. Analisis pendahuluan yang dilakukan meliputi C-Organik yang diperoleh dengan metode Walkey and Black, N-Total diperoleh dengan menggunakan metode
Kjehdahl, KTK dan Basa-basa yang dapat ditukar diperoleh dari hasil ekstraksi dengan 1 N NH4OAc pH 7, EC yang diukur dengan alat EC meter, dan pH H2O 1:1 yang diukur dengan alat pH meter.
3.3.2.2. Fraksionasi P
Diagram alir metode Fraksionasi P (Hartono et al. 2006) disajikan pada Gambar 2. Resin-Pinorganik (Pi) adalah fraksi P yang diinterpretasikan sebagai P yang sangat tersedia bagi tanaman. NaHCO3-Pi, -Porganik (Po)adalah fraksi P yang diinterpretasikan sebagai P yang berkorelasi kuat dengan serapan P oleh tanaman dan mikroba dan terikat di permukaan mineral (Mattingly 1975) atau bentuk presipitasi Ca-P dan Mg-P (Olsen dan Sommers 1982). NaOH-Pi, -Po adalah fraksi P yang diinterpretasikan sebagai P yang terikat lebih kuat secara kemisorpsi oleh Fe dan Al hidrous oksida. HCl-Pi adalah fraksi P yang diinterpretasikan sebagai Ca-P yang mempunyai kelarutan rendah (Schmidt et al. 1996). Residual-P adalah fraksi P yang diinterpretasikan sebagai “occluded” P dan P organik yang sangat sukar larut.
Tanah ditimbang kedalam tabung sentrifus 50 ml sebanyak 0.50 g. Kemudian ditambahkan 2 lembar resin strip yang telah dijenuhi dengan bikarbonat lalu ditambahkan 30 ml aquades dan dikocok selama 16 jam. Resin yang telah dikocok dibersihkan dan tanah yang menempel pada resin dikembalikan ke tabung sentrifuse kembali secara kuantitatif. Resin strip lalu dipindahkan kedalam tabung sentrifuse baru dan ditambahkankan 20 ml 0.50 mol L-1 HCl, kocok selama 16 jam kemudian dilakukan penetapan Resin-Pi.
Contoh tanah 0.5 g
Tambahkan 2 strip resin yang telah dijenuhi bikarbonat dan 30 ml aquades kocok selama 16 jam. Tempatkan resin kedalam tabung sentrifus 50 ml dan tambahkan 20 ml 0,5 mol L-1 HCl kocok 16 jam.
Hasil saringan
Resin-Pinorganik (Pi)
Tambahkan 30 ml 0.5 mol L-1 NaHCO3 kocok 16 jam
Ekstrak Bikarbonat Ptotal (Pt) Digest, NaHCO3-Ptotal (Pt)
Endapkan bahan organik dengan asam
NaHCO3-Pi
NaHCO3-Porganik(Po) = [NaHCO3-Pt]-[ NaHCO3-Pi]
Tambahkan 30 ml 0.1 mol L-1 NaOHkocok 16 jam
Ekstrak NaOH P
total (Pt)
Digest,NaOH- P
total (Pt)P
organik(Po)=Pt-Pi : NaOH-PoEndapkan bahan organik dengan asam
NaOH-P
i
NaOH-Porganik(Po) = [NaOH-Pt]-[ NaOH-Pi]
Tambahkan 30 ml 1 mol L
-1HCl kocok 16 jam
Ekstrak HCl-P
i HCl-PiGambar 2. Diagram Alir Percobaan Fraksionasi P Sampai dengan Penetapan HCl-Pi.
Penetapan Resin-Pi dilakukan dengan memipet hasil saringan sebanyak 10 ml kedalam labu takar 50 ml. Indikator nitrophenol ditambahkan sebanyak 5 tetes ke dalam labu takar tersebut. pH adjustment dilakukan dengan menambahkan 4 mol L-1 NaOH dan 2.50 mol L-1 H2SO4. Pewarnaan dilakukan dengan menambahkan larutan MR sebanyak 8 ml kemudian ditera hingga 50 ml dengan aquades dan diukur menggunakan spectrophotometer dengan panjang gelombang 712 λ.
Contoh tanah dalam tabung yang berisi air di sentrifus dengan kecepatan 3500 rpm selama 15 menit kemudian air disaring dengan vacum pump, hasil saringan yang berupa air tersebut dibuang. Contoh tanah dalam sentrifus kemudian ditambahkan 30 ml 0.50 mol L-1 NaHCO3 dan dikocok 16 jam. Kemudian tabung sentrifus di sentrifus dengan kecepatan 3500 rpm selama 15 menit kemudian disaring. Hasil saringan digunakan untuk penetapan NaHCO3-Pi dan NaHCO3-Ptotal. Penetapan NaHCO3-Pi dilakukan dengan memipet hasil saringan sebanyak 10 ml kedalam labu takar 50 ml. Bahan organik yang terlarut diendapkan dengan menambahkan 1.60 ml 0.90 M H2SO4 dan dimasukkan kedalam frizeer selama 30 menit kemudian di saring. Indikator nitrophenol ditambahkan sebanyak 5 tetes ke dalam labu takar tersebut. pH adjustment dilakukan dengan menambahkan 4 mol L-1 NaOH dan 2.50 mol L-1 H2SO4. Pewarnaan dilakukan dengan menambahkan MR sebanyak 8 ml kemudian ditera hingga 50 ml dengan aquades dan diukur menggunakan spectrophotometer dengan panjang gelombang 712 λ.
Penetapan NaHCO3-Ptotal dilakukan dengan memipet 5 ml hasil saringan kedalam erlenmeyer 250 ml. Larutan 0.90 mol L-1 H2SO4 sebanyak 10 ml dan 0.60 g ammonium peroxidisulfat ditambahkan ke dalam Erlenmeyer tersebut. Erlenmeyer tersebut kemudian di autoklaf selama 30 menit. Larutan dipindahkan kedalam labu takar 50 ml dan ditambahkan indikator nitrophenol sebanyak 5 tetes kemudian dilakukan pH adjustment dengan 4 mol L-1 NaOH 2.50 mol L-1 H2SO4. Pewarnaan dilakukan dengan menambahkan MR sebanyak 8 ml kemudian ditera hingga 50 ml dengan aquades dan diukur menggunakan spectrophotometer
dengan panjang gelombang 712 λ. NaHCO3-Po adalah selisih NaHCO3-Pt dengan NaHCO3-Pi.
Contoh tanah dalam tabung ditambahkan 30 ml 0.10 mol L-1 NaOH dan dikocok selama 16 jam. Setelah dikocok tanah di sentrifus dengan kecepatan 3500 rpm selama 15 menit dan ekstrak NaOH disaring. Hasil saringan digunakan untuk penetapan NaOH-Pi dan NaOH-Ptotal. Penetapan NaOH-Pi dilakukan dengan memipet hasil saringan sebanyak 10 ml kedalam labu takar 50 ml. Bahan organik yang terlarut diendapkan dengan menambahkan 1.60 ml 0.90 M H2SO4 dan dimasukkan kedalam frizeer selama 30 menit dan di saring. Indikator nitrophenol ditambahkan sebanyak 5 tetes ke dalam labu takar tersebut. pH adjustment dilakukan dengan menambahkan 4 mol L-1 NaOH dan 2.50 mol L-1 H2SO4. Pewarnaan dilakukan dengan menambahkan MR sebanyak 8 ml kemudian ditera hingga 50 ml dengan aquades dan diukur menggunakan spectrophotometer dengan panjang gelombang 712 λ.
Penetapan NaOH-Ptotal dilakukan dengan memipet 5 ml hasil saringan kedalam erlenmeyer 250 ml. Larutan 0.90 mol L-1 H2SO4 sebanyak 10 ml dan 0.60 g ammonium peroxidisulfat ditambahkan ke dalam erlenmeyer. Erlenmeyer tersebut kemudian di autoklaf selama 30 menit. Setelah diautoklaf larutan dipindahkan kedalam labu takar 50 ml, ditambahkan indikator nitrophenol sebanyak 5 tetes kemudian dilakukan pH adjustment dengan 4 mol L-1 NaOH dan 2.50 mol L-1 H2SO4. Kemudian Pewarnaan dilakukan dengan menambahkan MR sebanyak 8 ml kemudian ditera hingga 50 ml dengan aquades dan diukur menggunakan spectrophotometer dengan panjang gelombang 712 λ. NaOH-Po adalah selisih NaOH-Pt dengan NaOH-Pi.
Contoh tanah dalam tabung ditambahkan dengan 30 ml 1 mol L-1 HCl dan dikocok selama 16 jam kemudian di sentrifus dengan kecepatan 3500 rpm selama 15 menit dan ekstrak HCl disaring. Hasil saringan digunakan untuk penetapan HCl-Pi. Penetapan HCl-Pi dilakukan dengan memipet hasil saringan sebanyak 10 ml kedalam labu takar 50 ml. Indikator nitrophenol ditambahkan sebanyak 5 tetes ke dalam labu takar tersebut. pH adjustment dilakukan dengan menambahkan 4 mol L-1 NaOH dan 2.50 mol L-1 H2SO4. Pewarnaan dilakukan dengan
menambahkan MR sebanyak 8 ml kemudian ditera hingga 50 ml dengan aquades dan diukur menggunakan spectrophotometer dengan panjang gelombang 712 λ.
Tahap terakhir dalam penelitian ini adalah menghitung Residual-P. Residual-P adalah selisih Ptotal metode pengabuan basah dengan fraksi Resin-Pi, NaHCO3-Pi, -Po, NaOH-Pi, -Po dan HCl-Pi.
3.3.2.3. Ptotal
Penetapan Ptotal dilakukan dengan menggunakan campuran larutan asam nitrat pekat dengan asam perklorat pekat dengan perbandingan 2:1. Tanah ditimbang sebanyak 0.5 g ke dalam tabung destruksi ditambahkan 10 ml campuran larutan nitrat perklorat. Diamkan selama satu malam dalam tabung destruksi. Setelah itu didestruksi dengan digester hingga tanah berwarna putih. Tambahkan aquades dan disaring di labu takar 100 ml lalu ditera dengan aquades hingga tanda tera.
3.3.3. Pengolahan Data dan Penentuan Distribusi Hara P pada Tanah Sawah
Pengolahan data dilakukan dengan menggunakan Microsoft Excel untuk perhitungan distrubusi fraksi P pada tanah sawah. Data yang telah diolah menghasilkan nilai Resin-Pi (mg kg-1), NaHCO3-Pi (mg kg-1), -Po(mg kg-1), NaOH-Pi (mg kg-1), -Po (mg kg-1) dan HCl-Pi (mg kg-1) serta dihasilkan nilai Ptotal (mg kg-1) dengan metode pengabuan basah. Analisis sidik ragam dilakukan untuk mengetahui perbedaan nilai fraksi P pada setiap lokasi dan jenis tanah. Lokasi dibagi menjadi Jawa Barat, Jawa Tengah dan Jawa Timur dengan mempertimbangkan aspek iklim yang berbeda pada ketiga lokasi tersebut.
