BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Pupuk
Pupuk telah senantiasa menjadi lina depan dalam usaha untuk meningkatkan produksi pangan dunia dan mungkin, lebih daripada jenis input yang lain, secara luas bertanggung jawab bagi keberhasilan yang telah dicapai. Hanya tanah-tanah yang subur yang merupakan tanah
produktif.Apabila hara tanaman kahat, produktivitas tanah dan hasil tanaman rendah.Jadi, dengan memasok hara tanaman yang esensial bagi produksi tanaman yang tinggi, pupuk telah menjadi vital untuk produksi tanaman. (Engelstad,1997)
Pupuk didefinisikan sebagai material yang ditambahkan ke tanah atau tajuk tanaman dengan tujuan untuk melengkapi ketersediaan unsur hara.Bahan pupuk yang paling awal digunakan adalah kotoran hewan, sisa pelapukan tanaman dan arang aktif. Pemakaian pupuk kimia kemudian berkembang seiring dengan ditemukannya deposit garam kalsium di Jerman pada tahun 1839. Pengetahuan awal tentang unsur hara kimia dalam pertanian modern ditemukan pada tahun 1840 oleh Justus Von Leibig seorang ahli kimia berkebangsaan Jerman.Ia memberi bukti yang membantah teori humus sebagai unsur hara. Menurut Leibig, tanaman memperoleh zat karbon dari udara dan beberapa unsur mineral (kalium,kalsium,sulfur, dan fosfor) dari dalam tanah. Setelah penemuan Leibig, studi mengenai unsur hara mengalami kemajuan pesat di akhir abad ke-19, yang diikuti dengan perkembangan industri pupuk.Tanah 1842 dimulai pembuatan pupuk
superphosphate.Kemudian tahun 1884 berkembang teori-teori dasar untuk membuat pupuk ammonia melalui penggabungan hidrogen dan nitrogen dari udara.( Novizan, 2002)
Dengan munculnya kemajuan-kemajuan baru yang berasal dari lembaga penelitian umum dan swasta dalam bidang produksi tanaman, terdapat alasan untuk meyakini bahwa target produksi tertinggi akan terus dipecahkan dan persediaan pangan akan terus dapat memenuhi kebutuhan populasi dunia. Oleh karena prospek untuk mengembangakan lahan tanaman secara nyata sangat terbatas, bagian terbesar peningkatan produksi pangan akan dilakukan melalui peningkatan hasil yang dimungkinkan oleh perbaikan di bidang nutrisi tanaman.
Dengan meningkatnya pertumbuhan populasi, kebutuhan terhadap sumber lahan dan pupuk komersial juga meningkat.Pupuk pada pokoknya merupakan pengganti lahan yang merupakan faktor makin penting dengan semakin langkanya lahan yang tersedia untuk produksi pangan. Jika peranan pupuk dalam produksi pertanian dunia selama ini cukup besar, pupuk akan memainkan peranan yang lebih besar lagi jika luas lahan kita yang terbatas dituntut untuk dapat menyediakan produksi panganyang dibutuhkan. (Engelstad, 1997)
Unsur-unsur hara yang diserap tanaman berbeda-beda tergantung pada jenis
Tidak heran kalau tanah yang selalu ditanami terus-menerus, akan memundurkan kesuburan tanah. Hal ini disebabkan oleh: unsur hara terserap tanaman dan tidak dikembalikan karena hasil panennya dibawa ke tempat lain: perubahan unsur hara dalam tanah karena persenyawaan dengan zat lain sehingga sukar untuk diserap tanaman, misalnya zat fosfat dan kalsium. Begitu juga dengan unsur hara dalam tanah yang tersangkut dan larut oleh air hujan atau aliran air irigasi, termasuk unsur hara terlarut air dan masuk pada tanah lapisan yang lebih bawah.( Isnaini, 2006)
Saat ini dikenal 16 macam unsur yang diserap oleh tanaman untuk menunjang
kehidupannya.Tiga diantaranya diserap ari udara, yakni karbon (C), oksigen (O2), dan hidrogen (H). Sementara itu, tiga belas unsur mineral lainnya diserap tanaman di dalam tanah, yakni nitrogen (N), fosfor (P), kalium (K), kalsium (Ca), magnesium (Mg), sulfur (S), besi (Fe), mangan (Mn), boron, (B), seng (Zn), tembaga (Cu), molibdedenum (Mo), dan khlor (Cl). Ketiga belas unsur mineral tersebut sering disebut dengan unsur hara.Saat ini unsur hara dapat disediakan oleh berbagai macam pupuk yang tersedia di pasaran. (Novizan,2002)
2.2 Klasifikasi Pupuk a. Berdasarkan asalnya
- Pupuk Alam
Yaitu pupuk yang terdapat di alam atau dibuat dengan bahan alam tanpa proses yang berarti.
- Pupuk Buatan
Yaitu pupuk yang dibuat oleh pabrik. Misalnya TSP, urea, rustika dan nitrophoska. b. Berdasarkan senyawanya
- Pupuk Organik
Yaitu pupuk yang berupa senyawa organik.Misalnya pupuk kandang, kompos, dan guano. - Pupuk Anorganik
Yaitu pupuk dari senyawa anorganik.Hampir semua pupuk buatan tergolong pupuk anorganik. c. Berdasarkan fasa-nya
- Pupuk padat
Yaitu pupuk yang umumnya mempunyai kelarutan beragam mulai dari ynag mudah larut air sampai yang sukar larut air.
- Pupuk cair
Yaitu pupuk berupa cairan yang penggunaanya dilarutkan terlebih dahulu dengan air. d. Berdasarkan cara penggunaanya
Yaitu pupuk yang pemupukannya dilarutkan terlebih dahulu dalam air, kemudian disemptrotkan pada permukaan daun.
- Pupuk Akar:
Yaitu pupuk yang diberikan kedalam tanah disekitar akar agar diserap oleh akar tanaman e. Berdasarkan reaksi fisiologisnya
- Pupuk yang mempunyai reaksi fisiologis asam:
Yaitu pupuk yang bila diberikan kedalam tanah ada kecenderungan tanah menjadi lebih asam. Misalnya: ZA dan Urea.
- Pupuk yang mempunyai reaksi fisiologisnya basis:
Yaitu pupuk yang bila diberikan kedalam tanah menyebabkan pH cenderung naik.Misalnya pupuk chili saltpeter dan kalsium sianida.
f. Berdasarkan jumlah hara yang dikandungnya
- Pupuk yang mengandung hanya satu hara tanaman, misalnya pupuk urea yang hanya mengandung hara N dan TSP yang dipentingkan P saja.
- Pupuk majemuk: Yaitu pupuk yang mengandung dua atau lebih hara tanaman. Misalnya, NPK dan rustika.
g. Berdasarkan macam hara tanaman
- Pupuk Makro: Yaitu pupuk yang mengandung hara makro saja, misalnya pupuk NPK dan gandasil - Pupuk Mikro: Yaitu pupuk yang hanya mengandung hara mikro saja, misalnya metalik.
- Campuran makro dan mikro: misalnya pupuk gandasil dan rustika ( Rosmarkam, 2002)
2.3 Jenis-jenis Pupuk a. Pupuk Sumber Nitrogen
- Ammonium Nitrat
Kandungan nitratnya membuat pupuk ini cocok untuk daerah dingin dan daerah
panas.Ammonium nitrat bersifat higroskopis sehingga tidak dapat disimpan terlalu lama. - Ammonium Sulfat (NH4)2SO4
Pupuk ini dikenal dengan nama pupuk ZA. Mengandung 21% nitrogen (N) dan 26% sulfur (S), berbentuk Kristal dan bersifat kurang higroskopis.
Pupuk ini mengandung 46% nitrogen (N).Karena kandungan N yang tinggi menyebabkan pupuk ini menjadi sangat higroskopis.
b. Pupuk Sumber Fosfor - Superphosphat 36 (SP36)
Mengandung 36% fosfor dalam bentuk P2O3.Pupuk ini terbuat dari fosfat alam dan sulfat.Berbentuk butiran dan berwarna abu-abu.
- Ammonium Phosphat
Pupuk ini umumnya digunakan untuk merangsang pertumbuhan awal tanaman. Bentuknya berupa butiran berwarna coklat kekuningan.
c. Pupuk Sumber Kalium - Kalium Sulfat (K2SO4)
Bentuknya berupa tepung putih yang larut di dalam air, sifatnya agak mengasamkan tanah.
d. Pupuk Sumber Unsur Hara Makro Sekunder - Kapur Dolomit
Berbentuk bubuk berwarna putih kekuningan - Kapur Kalsit
Warnanya putih dan butirannya halus
2.4 Manfaat Pupuk
Secara umun dapat dikatakan bahwa manfaat pupuk adalah menyediakan unsur hara yang kurang atau bahkan tidak tersedia di tanah untuk mendukung pertumbuhan tanaman.Namun, secara lebih terinci manfaat pupuk itu dapat dibagi dalam dua macam, yaitu yang berkaitan dengan sifat fisika dan kimia tanah.
1. Manfaat berkaitan dengan sifat fisika tanah
Manfaat utama dari pupuk yang berkaitan dengan sifat fisika tanah, yaitu memperbaiki struktur tanah dari padat menjadi gembur.Pemberian pupuk organik, terutama dapat memperbaiki struktur tanah dengan menyediakan ruang pada tanah untuk udara dan air. Ruangan dalam yang berisi udara akan mendukung pertumbuhan bakteri aerob yang berada diakar. Sementara air yang tersimpan di dalam ruangan tanah menjadi persediaan yang menjadi sangat berharga bagi tanaman. Tanah dengan struktur yang lemah juga memudahkan dalam pengolahan sehingga akan mengurangi biaya pengolahan.
Struktur tanah yang amat lepas, seperti tanah berpasir, juga dapat diperbaiki dengan penambahan pupuk, terutama pupuk organik. Bahan organik akan mengikat butiran-butiran tanah sehingga lebih padat dan tidak cepat hancur. Kondisi tanah yang demikian akan menunjang pertumbuhan tanaman.
Dengan demikian, tanah tidak mudah tergerus oleh aliran air, tetapi masih cukup gembur untuk dapat ditembus perakaran dan masih mudah diolah.
2. Manfaat yang berkaitan dengan sifat kimia tanah
Ada beberapa manfaat pupuk yang berkaitan dengan sifat kimia tanah.Manfaat pupuk yang paling banyak dirasakan penggunaanya adalah menyediakan unsur hara yang diperlukan bagi tanaman. Pada awalnya unsur hara makro (N,P dan K) yang diutamakan dalam penambahan pupuk, tetapi kemudian disadari bahwa unsur mikro ternyata juga mulai berkurang dan dimulailah penambahan unsur mikro dalam bentuk pupuk.
Selain menyediakan unsur hara, pemupukan juga membantu mencegah kehilangan unsur hara yang cepat hilang, seperti N,P dan K yang mudah hilang oleh penguapan atau oleh air perkolasi. Bahan organik dalam pupuk dapat mengikat unsur-unsur hara yang mudah hilang dan
menyediakannya bagi tanaman.Efesiensi pemupukan menjadi lebih tinggi dan pada tanah yang miskin hara kehilangan unsur akibat pengolahan dapat ditekan.
Pemberian pupuk juga membantu penyerapan unsur hara.Pupuk kimia yang ditambahkan perlu dipecah terlebih dahulu sebelum dapat digunakan tanaman.Pemecahaan unsur kimia pupuk dapat dibantu dengan mengusahakan pH yang optimum dan pemberian pupuk, terutama pupuk organik.Unsur hara makro dapat menjadi tidak tersedia bila tanah memiliki pH yang rendah dan penggunaan kapur dapat memperbaiki keadaan tersebut.
Manfaat lain dari pupuk, yaitu memperbaiki keasaman tanah. Tanah yang asam dapat ditingkatkan pH-nya menjadi pH optimum dengan pemberian kapur dan pupuk
organik.Sebaliknya, tanah yang bersifat basa dapat diturunkan pH-ny dengan pupuk sulfat dan pupuk organik.Keasaam telah merupakan faktor yang sangat penting dalam kebersihan pemupukan dan pertumbuhan tanaman.
Kondisi biologis tanah dapat ditingkatkan dengan pemberiaan pupuk.Pemupukan juga dapat menambah mikroorganisme tanah, seperti penggunaan pupuk hijau, dan mengusahakan kondisi yang optimum bagi biologis tanah.Semakin baik kondisi biologis tanah maka semakin baik juga kondisi tanaman yang tumbuh diatasnya. (Marsono,2005)
2.5 Pupuk Nitrogen, Fosfor, Kalium (NPK)
(https://www.google.com/search?q=pupuk+npk&client=firefox-b&source)
NPK yang beredar merupakan pupuk impor, terutama dari Norwegia, Swedia, Jerman, Jepang, dan Amerika Serikat.Beberapa merek pupuk NPK dan unsur yang dikandungnya disajikan pada table berikut.
Table 2.1 Beberapa Jenis Pupuk NPK dan Unsur Hara Yang Dikandungnya
Pupuk N(%) P(%) K(%)
Amofoska I 12 24 12
Amafoska II 10 20 15
Amafoska III 10 30 10
Nitrofoska I 15 11 26
Nitrofoska II 16 16 21
Nitrofoska III 17 13 22
Rustica I 12 12 20
Rustica II 13 13 21
Rustica II 15 15 15
Compound fertilizer 14 12 19
Di beberapa daerah pupuk-pupuk tersebut sudah tidak tersedia lagi dipasaran tetapi diganti dengan merek lain ( Marsono, 2005)
2.6 Nitrogen
Kadar Nitrogen diperlukan untuk pertumbuhan vegetative ( pertumbuhan daun dan batang), meningkatkan kadar protein tanaman, juga untuk berkembangnya mikroorganisme dalam tanah. Nitrogen diserap tanaman dalam bentuk nitrat atau ammonium, yang berpengaruh mempercepat sintesis karbohidrat diubah menjadi protein.Nitrogen memang banyak terdapat di udara yaitu sekitar 78%, tetapi untuk dapat diserap tanaman harus dalam bentuk nitrat dan amoniak. Misalnya: dari udara yang mengandung nitrogen bereaksi dengan sambaran petir yang kemudian larut dalam air hujan; bahan organik yang diuraikan oleh bakteri atau dengan penambahan pupuk buatan.
Kekurangan nitrogen menyebabkan daun tanaman menjadi hijau muda dan mudah
2.7 Fosfor
Kadar Fosfor penting untuk mempercepat pertumbuhan akar, mempercepat pendewasaan tanaman, dan mempercepat pembentukan buah dan biji serta meningkatkan produksi.Sumber fosfat yang di dalam tanah sebagai fosfat mineral yaitu batu kapur fosfat, sisa-sisa tanaman dan bahan organik lainnya (Isnaini,2006). Kekurangan fosfor mengakibatkan pertumbuhan akar terhambat, pematangan buah terhambat biji menjadi tidak normal.Dengan kecukupan kalium maka fungsi N dan P lebih efisien.Di daerah yang lahannya bertekstur berat, kadang pembebasan K terlalu lambat sehingga walau banyak K ditanah tetapi kurang tersedia sehingga perlu pupuk K lebih
banyak.Dibandingkan N atau P sebenarnya jumlahnya di tanah lebih banyak tetapi ketersediannya bagi tanaman juga sangat kecil.
Dan unsur hara ini akan menimbulkan hambatan pada pertumbuhan sistem perakaran, daun, batang, seperti misalnya pada tanaman serealia ( padi-padian, rumput-rumputan penghasil biji yang dapat dimakan, jewawut, gandum, jagung), daun-daunya berwarna hijau tua/keabu-abuan, mengkilap, sering pula terdapat pigmen merah pada bagian bawah, selanjutnya mati. Tangkai-tangkai daun kelihatanya lancip-lancip.Pembentukan buah jelek, merugikan hasil biji.
Pada tanaman gandum, defenisi zat fosfat menimbulkan gejala pada jeraminya, berwarna abu-abu, pertumbuhan tanaman sangat kerdil, hal ini dikarenakan pertumbuhan sistem parakaran yang buruk dan kurang berfungsi ( Sutejo, 2002)
2.8 Kalium
Kadar Kalium meskipun bukan elemen pembentuk bahan organik tetapi peran kalium penting untuk pembentukan karbohidrat protein, mengeraskan batang tanaman, meningkatkan ketahanan tanaman dari penyakit. Dan gejala yang terdapat pada daun jika kekurangan Kalium yaitu pada permulaanya tampak agak mengkerut dan kadang-kadang mengkilap, selanjutnya sejak ujung dan tepi daun tampak menguning, warna seperti ini tampak pula diantara tulang-tulang daun, pada akhirnya daun tampak bercak-cak kotor, berwarna coklat. Dan gejala yang terdapat pada batang yaitu batangnya lemah dan pendek-pendek, sehingga tanaman tampak kerdil, gejala yang terdapat pada buah, misalnya buah kelapa dan jeruk banyak yang berjatuhan sebelum masak (Isnaini, 2006) 2.9 Metode Analisa
2.9.1 Metode Titrimetri
Titrimetri yaitu pemeriksaan jumlah zat yang didasarkan pada pengukuran volume larutan pereaksi yang dibutuhkan untuk bereaksi secara stoikiometri dengan zat yang ditentukan.
Titik kesetaraan ini ditentukan dengan berbagai cara tergantung pada sifat reaksinya. Biasanya , titik kesetaraan tidak disertai oleh perubahan sifat yang dapat dilihat. Karena ini diperlukan zat tambahan yang dapat menunjukkan perubahan yang dapat dilihat pada atau dekat titik kesetaraan.Zat tambahan itu disebut indikator.Indikator ini berubah warnanya di sekitar titik kesetaraan.
Saat terjadinya perubahan warna indikator dalam proses titrasi disebut titik akhir titrasi. Pada saat titik akhir ini tercapai, titrasi harus dihentikan. Agar proses titrasi dapat berjalan dengan baik sehingga memberikan hasil pemeriksaan yang tepat dan teliti( Rivai, 1994).
2.9.2 Metode Spektrofotometer UV-Vis
Spektrofotometer sesuai dengan namanya adalah alat yang terdiri dari spectrometer dan fotometer.Spektrofotometer menghasilkan sinar dari spectrum dengan panjang gelombang tertentu dan fotometer adalah alat pengukur intensitas cahaya yang ditransisikan atau yang diabsorpsi.Jadi spektrofotometer digunakan untuk mengukur energi secara relative jika energi tersebut
ditransisikan, direfleksikan atau diemisikan sebagai fungsi dari panjang gelombang.Kelebihan spektrofotometer dibandingkan fotometer adalah panjang gelombang dari sinar putih dapat lebih terseleksi dan ini diperoleh dengan alat pengurai seperti prisma, grating ataupun celah optis. Suatu spektrofotometer tersusun dari :
1. Sumber spectrum tampak yang kontinu
Sumber yang biasa digunakan adalah pada spektroskopi absorpsi adalah lampu wolfram.Arus cahaya tergantung pada tegangan lampu.Kebaikan lampu wolfram adalah energi radiasi yang dibebaskan tidak bervariasi pada berbagai panjang gelombang.
2. Monokromator
Digunakan untuk memperoleh sumber, sinar yang monokromatis. Untuk mengarahkan sinar monokromatis yang diinginkan dari hasil penguraian ini dapat digunakan celah. Jika celah posisinya tetap, maka prisma atau gratignya yang dirotasikan untuk mendapatkan lamda yang diinginkan.
3. Sel absorpsi
Pada pengukuran di daerah tampak kuvet kaca atau kuvet corex dapat digunakan, tetapi untuk pengukuran pada daerah UV kita harus mengunakan kuarsa karena gelas tidak tembus cahaya pada daerah ini.
4. Detector
Cara Kerja Spektrofotometer
Cara Kerja Spektrofotometer secara singkat yaitu tempatkan larutan pembanding, misalnya blanko dalam sel pertama sedangkan larutan yang akan dianlisa pada sel kedua. Kemudian pilih fotosel ya g cocok.De ga rua g fotosel dala keadaa tertutup ‘ ol” galva o eter de ga menggunakan tombol dark-current.Pilih yang diinginkan, buka fotosel dan lewatkan berkas cahaya pada blanko dan nol galvanometer didapat dengan memutar tombol sensitivitas.Dengan
menggunakan tombol transmitansi, kemudian atur besarnya pada 100%. Lewatkan berkas cahaya pada larutan sample yang akan dianalisis. Skala absorbansi menunjukkan absorbansi larutan sampel.
2.9.3 Metode Spektrofotometri Serapan Atom
Metode AAS berprinsip pada absorpsi cahaya oleh atom.Atom-atom menyerap cahaya tersebut pada panjang gelombang tertentu , tergantung pada sifat unsurnya.Cahaya pada panjang gelombang ini mempunyai cukup energi untuk mengubah tingkat elektronik suatu atom.Dengan absorpsi energi, berarti memperoleh lebih banyak energi, suatu atom pada keadaan dasar dinaikkan tingkat energinya ketingkat eksitasi.Kita dapat memilih di antara panjang gelombang ini yang mengasilkan garis spectrum yang tajam dan dengan intensitas maksimum.Inilah yang dikenal dengan garis resonansi. Keberhasilan analisis ini tergantung pada proses eksitasi dan cara memperoleh garis resonansi yang tepat. Temperatur nyala harus sangat tinggi.
