commit to user i
PENGARUH KUALITAS MASUKAN BERBAGAI SERESAH
TERHADAP DINAMIKA NH4+, NO3-, DAN POTENSIAL NITRIFIKASI
TANAH SERTA SERAPAN N TANAMAN JAGUNG (Zea mays L.)
Disusun oleh : PUJI ASTUTI
H 0205056
FAKULTAS PERTANIAN UNIVERSITAS SEBELAS MARET
SURAKARTA 2010
commit to user ii
PENGARUH KUALITAS MASUKAN BERBAGAI SERESAH
TERHADAP DINAMIKA NH4+, NO3-, DAN POTENSIAL NITRIFIKASI
TANAH SERTA SERAPAN N TANAMAN JAGUNG (Zea mays L.)
Skripsi
Untuk memenuhi sebagian persyaratan guna memperoleh derajat Sarjana Pertanian
di Fakultas Pertanian Universitas Sebelas Maret Jurusan/Program Studi Ilmu Tanah
Disusun oleh : PUJI ASTUTI
H 0205056
FAKULTAS PERTANIAN UNIVERSITAS SEBELAS MARET
SURAKARTA 2010
commit to user
iii
PENGARUH KUALITAS MASUKAN BERBAGAI SERESAH
TERHADAP DINAMIKA NH4+, NO3-, DAN POTENSIAL NITRIFIKASI
TANAH SERTA SERAPAN N TANAMAN JAGUNG (Zea mays L.)
yang dipersiapkan dan disusun oleh : PUJI ASTUTI
H0205056
Telah dipertahankan di depan Dewan Penguji Pada tanggal : 26 Juli 2010
Dan dinyatakan telah memenuhi syarat
Susunan Tim Penguji Ketua
Prof. Dr. Ir. Purwanto, MS. NIP.19520511 198203 1 002
Anggota I
Ir. Sri Hartati, M. P. NIP.19590909 198603 2 002
Anggota II
Prof. Dr. Ir. H. S Minardi, MP. NIP : 19510724 197611 1 001
Surakarta, Agustus 2010 Mengetahui,
Universitas Sebelas Maret Fakultas Pertanian
Dekan
Prof. Dr. Ir. H. Suntoro, MS NIP.19551217 198203 1 003
commit to user
iv
KATA PENGANTAR
Dengan Kerendahan hati, syukur alhamdulillah Penulis panjatkan atas nikmat yang diberikan Allah Ta’ala karena atas Kehendak-Nya segala sesuatu akan terjadi, sehingga Penulis dapat menyelesaikan skripsi ini untuk memenuhi syarat dalam mendapatkan gelar Sarjana Pertanian.
Penulis menyadari dalam penyusunan skripsi ini tidak lepas dari bantuan berbagai pihak yang telah memberikan bimbingan semangat serta bantuan moril ataupun materiil sejak persiapaan hingga penyusunan. Untuk itu penulis ingin mengucapkan terima kasih kepada :
1. Prof. Dr. Ir. Suntoro, MS selaku Dekan Fakultas Pertanian UniversitasSebelas Maret Surakarta.
2. Prof. Dr. Ir. Purwanto, MS selaku pembimbing utama dan pembimbing akademik yang telah membimbing dalam penyusunan skripsi ini.
3. Ir. Sri Hartati, MP selaku pembimbing pendamping I yang telah membimbing dan mengarahkan dalam penyusunan skripsi ini.
4. Prof. Dr. Ir. H. S Minardi, MP selaku pembimbing pendamping II yang telah membimbing, mengarahkan dan memberi saran dalam penyusunan skripsi ini. 5. Keluarga yang selalu mendukung dan memberi semangat untuk terus
melangkah menuju sukses.
6. Sahabat-sahabat Mahasiswa Ilmu Tanah angkatan 2005 (MIT’05) seperti keluarga sendiri yang selalu ada baik dalam suka dan duka, “tak’kan pernah ku lupakan setiap moment kebersamaan kita, sahabat..”.
7. Teman-teman dan pihak-pihak yang tidak dapat penulis sebutkan satu persatu terima kasih atas bantuannya.
Penulis menyadari sepenuhnya bahwa skripsi ini masih banyak kekurangannya, oleh karena itu penulis mengharapkan kritik dan saran yang membangun pada skripsi ini. Semoga skripsi ini bermanfaat bagi penulis pada khususnya dan bagi pembaca pada umumnya.
Surakarta, Juli 2010 Penulis
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
v
HALAMAN JUDUL... ii
HALAMAN PENGESAHAN... iii
KATA PENGANTAR ... iv
DAFTAR ISI ... v
DAFTAR TABEL ... vii
DAFTAR GAMBAR ... viii
DAFTAR LAMPIRAN ... ix
RINGKASAN ... x
SUMMARY ... xi
I. PENDAHULUAN A. Latar Belakang ... 1
B. Perumusan Masalah, Tujuan dan Manfaat Penelitian ... 4
II. LANDASAN TEORI A. Tinjauan Pustaka ... 5
B. Kerangka Pikir ... 18
C. Hipotesis ... 19
III. METODELOGI PENELITIAN A. Tempat dan Waktu Penelitian ... 20
B. Bahan dan Alat ... 20
C. Perancangan Penelitian dan Analisis Data ... 20
D. Pengamatan Parameter/ Peubah ... 24
E. Tata Laksana Penelitian ... 24
IV. HASIL DAN PEMBAHASAN PENELITIAN A. Analisis Awal Tanah Alfisol Jumantono ... 27
B. Analisis Awal Kualitas Seresah ... 28
C. Konsentrasi NH4+ dan NO3- Tanah ... 30
D. Net NH4+ dan NO3- Tanah ... 33
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id commit to user vi B. Saran ... 45 DAFTAR PUSTAKA ... 46 LAMPIRAN ... 49
commit to user
vii
DAFTAR TABEL
Nomor Judul Halaman
1.1. Perumusan Masalah, Tujuan, dan Manfaat Penelitian ... 4
3.1. Kombinasi Perlakuan ... 21
3.2. Metode dan Satuan untuk Mengukur Variabel Terikat ... 22
3.3. Peubah dan Metoda Analisis Kualitas Seresah. ... 22
4.1. Hasil Analisis Awal Tanah Alfisol Jumantono ... 27
4.2. Hasil Analisis Kualitas Seresah ... 28
4.3. Hasil Analisis Keragaman Konsentrasi NH4+ dan NO3- Tanah ... 30
4.4. Hasil Analisis Keragaman Net N-NH4+ dan N-NO3- Tanah. ... 34
4.5. Hasil Analisis Keragaman Potensial Nitrifikasi dan Nisbah N-NH4+/ N-Mineral Tanah ... 37
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
viii
2.1. Diagram Kerangka Pikir... 18 4.1 Pola Konsentrasi NH4+ Tanah pada Berbagai Seresah menurut Lama
Inkubasi . ... 31 4.2 Pola Konsentrasi NO3- Tanah pada Berbagai Seresah menurut Lama
Inkubasi ... 32 4.3 Pola net N-NH4+ Tanah pada Berbagai Seresah menurut Lama Inkubasi. ... 35
4.4 Pola Net N-NO3- Tanah pada Berbagai Seresah menurut Lama Inkubasi... 36
4.5 Pola Potensial Nitrifikasi Tanah pada Berbagai Seresah menurut Lama Inkubasi. ... 38 4.6 Pola Nisbah NH4+/N-Mineral Tanah pada Berbagai Seresah menurut Lama
Inkubasi. ... 39 4.7 (A) Grafik Hubungan antara Potensial Nitrifikasi dan rerata Bakteri
Heterotrof. (B) Grafik Hubungan antara Perlakuan Masukan Seresah dan Nisbah NH4+/N-Mineral serta Nisbah N-Mineral/N-Total Tanah Alfisol,
Jumantono. ... 41 4.8 Hubungan antara Kualitas Seresah dan Serapan N Zea mays L ... 43
commit to user
I. PENDAHULUAN
A. Latar Belakang Masalah
Nitrogen (N) merupakan salah satu unsur penting bagi pertumbuhan dan reproduksi pada semua jenis bentuk kehidupan. Keseimbangan jumlah kebutuhan N pada pertumbuhan optimum tanaman yaitu dengan cara memaksimalkan jumlah amonium (NH4+) dan meminimalisir kebutuhan nitrat
(NO3-) yang ditransportasikan dalam tanah.
Tanaman menyerap N dalam bentuk NH4+ dan NO3-, namun bentuk
NH4+ akan lebih efisien karena membutuhkan energi fotosintat yang lebih
rendah untuk direduksi menjadi NH3 (substrat CS-GOGAT dalam sintesis
asam amino) yaitu 5 ATP per molekul NH4+, sedangkan untuk NO3
membutuhkan 20 ATP per molekul. Dalam tanah unsur hara N mempunyai sifat dan perilaku spesifik. Kation NH4+ dapat terabsorpsi pada mineral
lempung bertipe 2:1, koloid organik dan atau ternitrifikasi menjadi NO3-.
Sedangkan anion NO3- bersifat mobil dalam larutan tanah. Oleh karena itu
oksidasi NH4+ menjadi NO3- yang lazim disebut proses nitrifikasi didalam
tanah perlu dikendalikan karena menyebabkan inefisiensi pemupukan nitrogen. Melalui proses nitrifikasi sebagian besar N dalam tanah akan hilang dalam bentuk N-gas (N2O, NO2, NO dan N2) dan atau hilang terlindi dalam
bentuk NO3. Pelindian NO3 akan diikuti pelindian kation-kation basa dalam
tanah (K+, Ca2+ dan Mg2+) sehingga menurunkan kejenuhan basa, meningkatkan kemasaman tanah yang akhirnya memperburuk sifat kimiawi tanah (Raun and Johnson, 1999., cit Purwanto, 2009).
Saat ini telah dikenal beberapa bahan pupuk untuk mengurangi kelarutan pupuk N sehingga dikenal pupuk pelepas N lambat (slow release). Salah satu caranya yaitu dengan menggunakan pelapis impermeabel lambat terdegradasi oleh mikrobia, reaksi kimia atau fisik dan atau ketiganya. Bahan yang digunakan untuk memperlambat pelepasan N adalah bahan penghambat rekasi nitrifikasi (Nitrification Inhibitor) seperti 2-chloro-6-(triclorometil) piridin (N-SERVE), 2-Amino-4-chloro-6-metilpirimidin (Toyo Koatsu AM),
commit to user
dan 2-sulfanilamidotiazola (sulfathiazole) (Winarso, 2005). Namun harga yang terlalu mahal meyebabkan para petani memilih menggunakan pupuk N anorganik yang cepat tersedia (fast release).
Sama halnya dengan petani di Indonesia yang menggunakan pupuk N buatan pabrik yang meningkat begitu tajam dalam efisiensi penggunaan hara N dalam tanah untuk meningkatkan produktivitas pertanian, tanpa memperhatikan ataupun mengetahui dampak negatif yang ditimbulkan dalam lingkungan. Akibatnya ketersediaan NH4+ dan NO3- menurun yang tidak dapat
optimal dalam memenuhi kebutuhan hara N bagi tanaman baik menguap menjadi gas ataupun terlindi. Begitu pula dampak dalam menurunkan kualitas tanah dalam menunjang segala kehidupan. Hal ini menjadi kendala utama dalam penggunaan efisiensi penggunaan hara N tanah pada pertanian Indonesia.
Untuk mengatasi kendala tersebut dapat dilakukan upaya pengendalian yaitu dengan aplikasi seresah dan penggunaan tanaman sisipan yang memiliki senyawa allelochemical nitrification inhibitor yang mampu mengurangi hilangnya hara akibat perlindian NO3-. Pada penelitian ini lebih ditekankan
pada upaya pengendalian dengan cara aplikasi seresah kualitas rendah, sedang, dan tinggi yaitu jambu mete (Anacardium occidentale), kunyit (Curcuma domestica), dan paitan (Tithonia diversifolia) terhadap dinamika NH4+ dan NO3-, serta potensial nitrifikasi dalam tanah. Penelitian mengenai
proses mineralisasi N dalam membebaskan NH4+ sudah banyak dilakukan
sebelumnya. Penelitian sebelumnya telah membuktikan bahwa Anacardium occidentale (berkualitas rendah dengan kandungan polifenol 16.44%, lignin 27.28%, nisbah C/N 25.56 dan nisbah (L+P/N seresah) 24.5) mampu menurunkan potensial nitrifikasi Alfisol Jumantono hingga 70.54% (Widaningsih 2008). Tithonia diversifolia (berkualitas sedang dengan kandungan polifenol 4.36%, lignin 20.84%, nisbah C/N 18.75 dan nisbah (L+P/N seresah) 18.36) mampu menurunkan potensial nitrifikasi Alfisol Jumantono hingga 77.35% dan Curcuma domestica (berkualitas tinggi dengan kandungan polifenol 2.53%, lignin 11.18%, nisbah C/N 22 dan nisbah
commit to user
(L+P/Nseresah) 19.87) mampu menurunkan potensial nitrifikasi Alfisol Jumantono hingga 34.26% (Cendrasari, 2008). Penelitian ini yang membedakan dengan penelitian-penelitian sebelumnya yaitu menggunakan indikator tanaman jagung (Zea mays L.).
Tanah sebagai media tumbuh Zea Mays L. harus memenuhi kebutuhan hara yang cukup. Martodireso dan Widodo (2001) mengatakan bahwa Alfisols termasuk salah satu jenis tanah yang sesuai untuk pertumbuhan Zea mays L. karena memiliki struktur tanah remah, konsistensi gembur dan memiliki pH 5,5 yang sangat sesuai untuk Zea mays L., namun memiliki kandungan N yang rendah. Steven (1982) mengatakan pula bahwa, banyaknya N yang diserap oleh tanaman setiap hari persatuan berat maksimum pada saat tanaman masih muda dan berangsur-angsur menurun dengan bertambahnya umur tanaman. Lebih lanjut dikatakan bahwa faktor penting yang perlu diperhatikan dalam hubungan antara respon tanaman dan dosis pupuk adalah pada tingkat dimana terjadi akumulasi N pada tanaman. Pada Zea mays L. akumulasi N terjadi pada tumbuhan satu bulan setelah tumbuh.
Penelitian ini sebagai penelitian lanjutan dari penelitian sebelumnya dalam rangka untuk mendapatkan strategi penghambatan nitrifikasi yang ramah lingkungan dan berkelanjutan melalui pengelolaan kualitas seresah tanaman khususnya kualitas rendah Anacardium occidentale, kualitas sedang Curcuma domestica, dan kualitas tinggi Tithonia diversifolia pada pertumbuhan Zea mays L. dengan biaya yang murah. Oleh karena itu, penelitian ini diharapkan adanya aplikasi di lapang yang bertujuan penelitian ini secara jangka panjang akan mudah diterima oleh petani dan masyarakat luas.
commit to user
B. Perumusan Masalah, Tujuan dan Manfaat Penelitian
Pengendalian nitrifikasi dalam tanah secara tidak langsung dapat dilakukan dengan pengaturan kualitas masukan seresah, karena berdasarkan penelitian-penelitian sebelumnya dapat diketahui bahwa kualitas masukan seresah dapat mempengaruhi laju mineralisasi NH4+ yang tidak menyisakan
NH4+ sebagai sustrat nitrifikasi Oleh karena itu, masalah yang akan dibahas
adalah :
Tabel 1.1 Perumusan Masalah, Tujuan, dan Manfaat Penelitian. No. Perumusan Masalah Pemecahan yang akan
Diterapkan Tujuan Khusus Penelitian Output yang Didapatkan 1. Bagaimana pengaruh masukan seresah kualitas rendah Anacardium occidentale, kualitas sedang Curcuma domestica dan kualitas tinggi Tithonia diversifolia
dalam berbagai dosis terhadap dinamika NH4+ dan NO3-, serta potensial nitrifikasi tanah pada pertumbuhan Zea mays L. di Alfisols, Jumantono? Mengaplikasikan seresah kualitas rendah, sedang, dan tinggi berbagai dosis pada pertumbuhan Zea
mays L.
Kriteria seresah
berkualitas tinggi apabila mempunyai nisbah C/N <25, kandungan lignin <15% dan polifenol <3%, sehingga cepat termineralisasi (Plm and Sanchez, 1999). Menganalisis peubah-peubah nitrifikasi selama masa inkubasi 60 HST yang meliputi :
konsentrasi NH4+, NO3-, dan potensial nitrifikasi tanah, serta serapan N tanaman Zea mays L.
Mengetahui pengaruh masukan kualitas rendah, sedang, dan tinggi dalam berbagai dosis, terhadap dinamika NH4+ dan NO3-, serta potensial nitrifikasi dalam tanah pada pertumbuhan Zea
mays L. di Alfisols, Jumantono. Strategi pengendalian nitrifikasi yang ramah lingkungan dan berkelanjutan melalui pengelolaan kualitas seresah pada pertumbuhan Zea mays L. 2. Bagaimana hubungan antara serapan N tanaman Zea mays L., dinamika NH4+ dan NO3 tanah, serta potensial nitrifikasi tanah pada pertumbuhan Zea mays L. di Alfisols, Jumantono?
Membuat pola hubungan antara serapan N tanaman Zea mays L. terhadap konsentrasi NH4 + dan NO3 tanah, serta potensial nitrifikasi tanah pada pertumbuhan
Zea mays L. di Alfisols,
Jumantono.
Mengetahui hubungan antara serapan N tanaman Zea mays L., dinamika NH4+ dan NO3
tanah, serta potensial nitrifikasi dalam tanah pada pertumbuhan Zea mays
L. di Alfisols, Jumantono. Rekomendasi untuk penerapan praktis di lapangan dan penelitian berikutnya dalam pengendalian nitrifikasi melalui pengelolaan kualitas seresah.
commit to user
II. LANDASAN TEORI
A. Tinjauan Pustaka
1. Dinamika NH4+ dan NO3- dalam Tanah.
Nitrogen dalam tanah mempunyai dinamika yang sangat tinggi karena selalu mengalami perubahan dan perpindahan. Dua bentuk N yang tersedia bagi tanaman adalah NH4+ dan NO3- yang masing-masing
mempunyai sifat dan perilaku spesifik. NH4+ berbentuk kation yang akan
bertahan oleh partikel tanah yang bermuatan negatif sehingga terhindar dari pelindian (pindah dibawah jangkauan zona perakaran) pada saat tanah tergenang air, atau hilang teruapkan dalam bentuk gas N2O, NO, dan N2
melalui proses denitrifikasi. Sebaliknya, NO3- yang terbentuk anion bersifat
lebih mobil dan tidak ditahan oleh partikel tanah sehingga mudah
mengalami perlindian, volatilisasi, dan denitrifikasi (Erickson et al, 2000 cit Purwanto, 2009).
Nitrogen pada pupuk dan komponen organik ditransformasikan dalam bentuk NH4+-N pada tanah oleh mikroorganisme. Pada proses
nitrifikasi, NH4+-N diubah dalam NO3--N oleh bakteri pengoksidasi NH4+
dan NO2--N diubah oleh bakteri pengoksidasi NO2-. Selama tanaman
mengabsorbsi hanya NH4+-N dan NO3--N, nitrifikasi terbentuk pengaruh
efisiensi penyerapan nitrogen oleh tanaman dengan mudah. NO3--N tersebut
tidak diabsorbsi oleh tanaman terlindi ke bawah dari rizosfer ke lapisan lebih dalam pada tanah dan mencemari air tanah. Selama proses nitrifikasi, NO, salah satu gas rumah kaca, dikeluarkan dari tanah ke atmosfer. Pengendalian nitrifikasi, ini memungkinkan tidak hanya meningkatkan efisiensi penyerapan nitrogen oleh tanaman tetapi juga untuk meminimalisir hilangnya nitrogen oleh perlindian dan penguapan (Maeda, 1999).
Selain siklus mineralisasi/imobilisasi, NH4+ juga dapat diikat pada
kisi pertukaran kation dalam mineral liat seperti illit dan vermikulit. NH4+
juga dapat bereaksi dengan senyawa organik seperti quinon, atau dapat juga mengalami volatalisasi pada pH tinggi. Dinamika biologi yang utama adalah
commit to user
serapan tanaman, asimilasi mikroba, oksidasi menjadi NO3- oleh
mikroorganisme nitrifikasi. NO3- mudah terlindi dari tanah karena
bermuatan negatif, sehingga menyebabkan hilangnya NO3- dari sistem
tanah-tanaman. Jika NO3- terlindi, biasanya disertai dengan sejumlah kation
lainnya untuk mempertahankan keseimbangan muatan. Perlindian kation basa dalam tanah dan meningkatkan kemasaman tanah. Konsentrasi NO3
-yang tinggi pada air permukaan dapat menyebabkan eutrofikasi. NO3- dapat
diasimilasi oleh tanaman dan mikroorganisme. Proses reduksi NO3- secara
asimilatori ini memerlukan energi untuk mengkonversi NO3- menjadi NH4+,
akibatnya mempengaruhi ketersediaan nitrogen. Asimilasi NO3- disebut
juga imobilisasi NO3- (Handayanto dan Hairiah, 2007).
2. Amonifikasi
Mineralisasi nitrogen umumnya digunakan untuk menyatakan produksi nitrogen anorganik, baik NH4+ maupun NO3-, tetapi
kadang-kadang dinyatakan untuk produksi NH4+ saja. Istilah yang lebih benar untuk
menyatakan proses transformasi nitrogen organik menjadi NH4+ adalah
amonifikasi atau gross nitrogen mineralization. Imobilisasi menggambarkan konversi NH4+ menjadi nitrogen organik, sabagai akibat dari asimilasi NH4+
oleh biomasa mikroba (Handayanto dan Hairiah, 2007). Gross nitrogen
mineralization dalam tanah menyebabkan pelepasan NH4+ atau amonia
(NH3) oleh mikroorganisme tanah heterotrof non spesifik pada kondisi
aerobik dan anaerobik. Kebanyakan mineralisasi N terjadi pada tanah permukaan aktif biologi (0-5 cm) yang mengandung banyak hewan dan tanaman yang terdekomposisi dan mati (Marschner and Rengel, 2007).
Amonifikasi adalah konversi senyawa nitrogen organik seperti protein dan asam nukleat menjadi NH4+, dan dapat disebabkan oleh
keanekaragaman bakteri dan jamur yang dipengaruhi suhu, kelembaban, dan faktor lainnya yang mempengaruhi organisme tersebut. Dihasilkannya suatu ion hiroksil, jadi proses tersebut menjadikan tanah lebih alkalis :
Organik N NH4+ + OH
commit to user
3. Nitrifikasi
Nitrifikasi merupakan dua fase proses oksidasi yang meliputi perubahan NH3 teroksidasi menjadi NO2- dan NO2- menjadi NO3- :
2NH4+ + 3O2 2NO2- + 2H2O + 4H+ + Energi
2NO2- + O2 2NO3- + Energi
Sebagian besar mikrobia berperan dalam proses amonifikasi tetapi hanya sedikit spesies mikrobia yang dapat berperan dalam proses nitrifikasi.
Nitrosomonas sp. Dan beberapa diantaranya mengoksidasi NH3 menjadi
NO3- dan Nitrobacter sp. Mengoksidasi NO2- menjadi NO3-. Bakteri-bakteri
tersebut merupakan bakteri aerobik autotrof, bakteri tersebut menggunakan energi dari proses oksidasi komponen nitrogen anorganik. Bakteri tersebut secara luas berada dalam tanah dan nitrifikasi dipercepat oleh aktivitas dari bakteri. Nitrifikasi akan berjalan lambat atau terhenti ketika tanah dalam keadaan dingin, terlalu panas atau defisiensi oksigen.
Dalam tanah jarang terdapat jumlah NO2- yang terakumulasi karena
NO2- akan secara cepat teroksidasi menjadi NO3-. Proses oksidasi in bersifat
menguntungkan karena konsentrasi dari NO2- meracun untuk tanaman. NO3
-merupakan hasil akhir dari reaksi dan -merupakan bentuk dasar nitrogen yang digunakan untuk tanaman. Untuk tujuan tertentu langkah dari perubahan NH3 menjadi NO2- mungkin akan diabaikan dan proses nitrifikasi
dapat didefinisikan menjadi proses oksidasi amonia menjadi NO3-:
NH4+ + 2O2 NO3- + H2O + 2H+ + Energi (Thompson, 1973).
Nitrifikasi adalah oksidasi senyawa nitrogen tereduksi yang dilakukan oleh organisme tanah. Proses nitrifikasi berlangsung dalam dua tahap. Tahap pertama proses nitrifikasi adalah oksidasi NH4+, konversi NH4+
menjadi NO2- dilakukan oleh bakteri pengoksidasi NH4+ dari genus
“Nitroso”. Kemudian NO2- dioksidasi menjadi NO3- oleh bakteri
pengoksidasi NO2- dari genus “Nitro”. Selain oksidasi oleh bakteri
nitrifikasi autotrof, mikroba lain juga dapat menghasilkan NO2- dan NO3
-melalui proses oksidasi enzimatik tetapi tidak terkait dengan pertumbuhan mikroba. Misalnya, beberapa genus bakteri pengoksidasi metana
commit to user
mengandung membran yang mengikat enzim monooksigenase metana yang dapat mengoksidasi NH4+ maupun metana. Nitrifikasi heterotrof yang paling
banyak dijumpai adalah oksidasi NH4+ atau senyawa nitrogen organik oleh
berbagai jenis bakteri heterotrof dan jamur (Handayanto dan Hairiah, 2007). Dalam tanah NH4+ dapat ditransformasikan dalam bentuk NO2- dan
NO3- oleh mikroorganisme tanah, suatu proses yang dikenal sebagai
nitrifikasi. NH4+ dioksidasi dalam bentuk NO2- oleh mikroorganisme
pengoksidasi NH4+ dalam dua langkah enzimatik. Langkah pertama, NH4+
dioksidasi dalam hydroxylamine, yang dikatalis oleh enzim NH4+ -monooxygenase (amoA). Langkah kedua, hydroxylamine dioksidasi dalam NO2- yang dikatalis oleh enzim hydroxylamine oxidereductase (hao)
(Moreta, et al., 2008).
4. Faktor-faktor yang Mempengaruhi Nitrifikasi a. Populasi Bakteri Nitrifikasi
Bakteri nitrifikasi terdapat pada sebagian besar tanah, namun populasinya sering terlalu rendah untuk dapat mengoksidasi NH4+ sampai
aras yang nyata. Dari ekstrapolasi aktifitasnya pada biakan murni, dibutuhkan populasi sebesar 3X105 g-1 tanah untuk mencapai laju nitrifikasi 1 mg N kg-1 hari-1 (Myrold, 1999 cit Purwanto, 2009). Tanah yang tidak dipupuk umumnya hanya mempunyai 103 sampai 104 bakteri nitrifikasi per gram tanah, tetapi jika kemudian tanah tersebut dipupuk, populasi bakteri nitrifikasi bisa meningkat menjadi lebih dari 106 per gram tanah (Handayanto dan Hairiah, 2007). Kecenderungan untuk berkembang cepat apabila cukup tersedia sumber C, menyebabkan jumlah total produk nitrifikasi (NO3-) tidak dipengaruhi oleh jumlah bakteri
nitrifikasi pada awal proses nitrifikasi. Pada kondisi alami, kandungan NO3- dalam tanah biasanya rendah. Pengusikan akan meningkatkan
ketersediaan NH4+ sehingga populasi bakteri dan laju nitrifikasi
berangsur-angsur juga akan meningkat sampai tercapai status keseimbangan baru (Myrold,1999 cit Purwanto, 2009).
commit to user
b. Ketersediaan Substrat (NH4+)
Pada kondisi aerob, faktor yang paling mempengaruhi nitrifikasi adalah ketersediaan substrat, terutama ketersediaan NH4+. Aktivitas
nitrifikasi seringkali didominasi oleh bakteri nitrifikasi autotrof, maka konsentrasi karbon juga mempengaruhi pertumbuhan bakteri nitrifikasi (Handayanto dan Hairiah, 2007). Meningkatnya konsentrasi NH4+ akibat
penambahan seresah diikuti oleh meningkatnya potensial nitrifikasi. Setiap peningkatan konsentrasi NH4+, sebanyak 10 mg per kg
meningkatkan potensial nitrifikasi sekitar 20% (Purwanto et al., 2007). c. Kemasaman Tanah dan Basa-basa Tertukar
NO3- merupakan faktor utama yang berhubungan dengan perlindian
ion-ion basa seperti Mg2+, dan K+. Ion NO3- dan basa-basa tersebut
bergerak secara bersama-sama, yang akhirnya meninggalkan tapak-tapak pertukaran di dalam tanah yang bermuatan negatif. Selanjutnya tapak-tapak perukaran tersebut diganti H+ yang dapat menyebabkan penuran pH tanah (Winarso, 2005). Nitrifikasi akan mengakibatkan pengasaman tanah yang akhirnya dapat menimbulkan hambatan balik (feedback inhibition) terhadap nitrifikasi (Purwanto et al., 2007).
d. Pengudaraan dan Drainase Tanah
Karena hampir semua bakteri nitrifikasi adalah organisme aerob, maka tanah harus cukup mengandung oksigen akar terjadi proses nitrifikasi. Pada beberapa jenis tanah, nitrifikasi berjalan optimum jika tanah pada kondisi kapasitas lapangan atau 60% pori-pori terisi air. Jika kandungan oksigen sangat terbatas, maka bakteri nitrifikasi bisa autotrof
akan menghasilkan lebih banyak NO dan N2O
(Handayanto dan Hairiah, 2007). e. Kelembaban tanah
Pada kebanyakan tanah, kuantitas dan kualitas input adalah faktor utama yang mengendalikan nilai dan pola mineralisasi dan imobilisasi. Saat kelembaban dan suhu menguntungkan, sebagian besar input bahan organik ditentukan oleh tingginya aktivitas mikrobia dan tingginya
commit to user
potensial mineralisasi dan imobilisasi. Nitrifikasi akan terus berlangsung 60% pori tanah terisi dengan air yang setara digunakan pada proses respirasi mikroba dalam tanah (Paul, 2007).
f. Garam-garam Pupuk dan Logam Berat
Kondisi alkalin pada tanah menyebabkan Nitrobacter peka terhadap garam-garam NH4+. Akumulusi NO2- yang jarang terjadi pada
tanah-tanah normal dan hanya terjadi pada tanah alkalin akibat dari pemupukan amonia anhidrat yang berlebihan akan mengakibatkan pH tanah akan mencapai 9-9.5 (Sudarmo, 2009). Logam berat dalam jumlah berlebihan juga berpengaruh terhadap bakteri nitrifikasi. Nitrifikasi akan terhambat jika tanah mengandung 1-10 mg kg-1 Hg, 10-100 mg kg-1 Cd,
100 mg kg-1 Cu, Ni dan Zn serta 100-500 mg kg-1 Pb dan Cr (Smith, 1991 cit Purwanto, 2009).
g. Suhu
Nitrifikasi berlangsung optimum pada suhu sekitar 20–300C. Pada suhu tanah sangat rendah (<50C) atau sangat tinggi (>350C) laju nitrifikasi sangat rendah, dan akan terhenti pada suhu di atas 500C (1220F) (Brady and Weil, 2002).
h. Allelochemical Inhibitor.
Penelitian lebih lanjut membuktikan bahwa rendahnya NO3- pada
ekosistem klimak tidak hanya diakibatkan oleh allelochemical inhibitor namun juga akibat persaingan mendapatkan NH4+ antara bakteri
nitrifikasi dengan mikroba heterotrop pendekomposisi bahan organik dan atau diversitas perakaran yang ekstensif pada ekosistem alami (Myrold, 1999 cit Purwanto, 2009).
5. Dekomposisi Bahan Organik dan Kualitas Seresah
Kaitannya dengan efisiensi pemanfaatan hara tanaman dan mempertahankan kandungan bahan organik tanah, maka membiarkan rerumputan tumbuh di sekitar tanaman utama pada perkebunan karet, kopi coklat, dan kelapa sawit jauh lebih baik daripada mematikan seluruh gulma tersebut dengan herbisida. Dalam hal ini membiarkan unsur hara dari pupuk
commit to user
terimobilisasi bersamaan dengan peruraian bahan organik jauh lebih menguntungkan daripada hara pupuk (terutama NH4+) teruapkan,
ternitrifikasi, atau hilang lewat perlindian dan aliran permukaan. Imobilisasi hara hanya akan mengubah hara dari bentuk terlarut menjadi biomasa mikroba pengurai bahan organik, sedangkan nitrifikasi, denitrifikasi, perlindian dan penguapan akan menyebabkan hilangnya hara dari kompleks tanah-tanaman (Purwanto et al, 2007). Seresah di permukaan tanah (misal pada lahan hutan) akan terdekomposisi lebih lambat daripada yang terbenam dalam tanah. Seresah di permukaan tanah selain lebih kering akibat paparan sinar matahari, juga tidak terjangkau oleh sebagian besar biota tanah kecuali beberapa makrofauna dan fungi. Unsur hara hasil mineralisasi seresah di permukaan tanah akan lebih mudah hilang karena aliran permukaan dan penguapan daripada yang terbenam dalam tanah. Seresah yang terbenam dalam tanah akan lebih lembab dan terjangkau oleh beragam biota pengurai sehingga lebih cepat terdekomposisi (Brady and Weil, 2002).
Handayanto et al. (1995) menegaskan bahwa kecepatan dekomposisi seresah ditentukan oleh kualitasnya yaitu kandungan karbohidrat terlarut, asam-asam amino, polifenol aktif, lignin, serta nisbah C/haranya. Kondisi bahan organik (C/N) yang ditambahkan ke dalam tanah baik sebagai pupuk atau soil amandement sangat berpengaruh pada proses mineralisasi dan imobilisasi (Winarso, 2005). Seresah tergolong berkualitas tinggi apabila mempunyai nisbah C/N <25, kandungan lignin <15% dan polifenol <3%, sehingga cepat termineralisasi (Palm and Sanchez, 1991), sehingga lebih cepat terdekomposisi dan membebaskan NH4+ bagi tanaman. Namun,
kecepatan mineralisasi seresah berkualitas tinggi seringkali lebih besar dari kemampuan serapan akar sehingga kelebihan NH4+ dalam tanah akan
ternitrifikasi (Purwanto et al., 2007).
Perubahan kondisi pertumbuhan tanaman dapat mengakibatkan perubahan kualitas seresahnya. Perubahan konsentrasi N tanah tidak hanya mempengaruhi kandungan N seresah namun juga mengubah kandungan polifenol dan kapasitas pengikatan protein dari polifenol. Kekahatan N
commit to user
dapat meningkatkan produksi polifenol karena meningkatnya aktifitas enzim
phenylalanine amonialyase yang mengkatalisis proses deaminasi
phenylalanine menjadi transcinnamic acid yang merupakan precursors sintesis polifenol (Handayanto, 1994 cit Purwanto, 2009).
6. Seresah yang Mengandung Senyawa Penghambat Nitrifikasi a. Anacardium occidentale
Taksonomi Jambu mete :
Kingdom : Plantae Subkingdom : Tracheobionta Divisio : Magnoliophyta Klas : Magnoliopsida Subklas : Rosidae Ordo : Sapindales Famili : Anacardiaceae Genus : Anacardium L.
Spesies : Anacardium occidentale L.
(Anonim, 2009).
Pola peningkatan dan penurunan nitrifikasi yang sama bukan berarti kecepatan dekomposisinya juga sama karena kondisi dan kualitas seresah yang berbeda-beda. Oleh karena itu, seresah Anacardium occidentale terdekomposisi paling kecil sebab kandungan ligninnya paling tinggi dan penurunan nisbah C/N nya paling kecil (0.82%) yaitu dari 22.34 menjadi 22.14. Sedangkan seresah Manihot esculenta yang berkualitas tinggi akan terdekomposisi lebih cepat oleh mikrobia pendekomposisi karena kandungan lignin, polifenol, dan penurunan nisbah C/N nya paling tinggi (17.81%) sehingga menghasilkan rerata potensial nitrifikasi tertinggi (Widaningsih, 2008).
commit to user b. Curcuma domestica Klassifikasi penamaan : Kingdom : Plantae Divisio : Magnoliophyta Klas : Liliopsida Subklas : Zingiberidae Ordo : Zingiberales Famili : Zingiberaceae Genus : Curcuma L.
Spesies : Curcuma domestica L.
(Anonim, 2009).
Daun-daun segar menghasilkan minyak pada tanah 0.15%. minyak daun C. Ionga dari Vietnam mengandung α-phellandrene (24.5%), 1,8-cineole (15.9%), p-cymene (13.2%) and β-pinene (8.9%) sebagai komponen utama, sedangkan dari India mengandung terpinolene (26.4%), 1,8-cineole (9.5%), α-phellandrene (8.0%) and terpinen-4-ol (7.4%) sebagai kandungan utama (Weil, 2008).
Seresah Curcuma domestica (berkualitas sedang dengan kandungan polifenol 2.53%, lignin 11.18%, nisbah C/N 22 dan nisbah (L+P/N) seresah 19.87) menurunkan potensial nitrifikasi sebesar 34.26% dan mempunyai populasi actinomycetes sebesar 76.104 CFU g-1 tanah (Widaningsih, 2008).
c. Tithonia diversifolia
Tithonia diversifolia dengan lignin rendah (6.5%), polifenol (1.6%) dan mengandung N yang tinggi (3.50%), P (0.37%), dan K (4.10%) mempunyai potensial dalam kegunaannya sebagai bahan pembenah tanah. Namun, untuk mengetahui dengan pasti diperlukan tingkatan untuk jenis benih yang dapat digunakan untuk meningkatkan tanah dan determine cara aplikasi yang terbaik untuk spesies benih (Olabode et al., 2007).
commit to user
Tithonia diversifolia dapat cepat terdekomposisi dan
mempunyai pengaruh sisa yang lama (Anonim, 2004). Sebelum tanaman berbunga, daun Tithonia diversifolia rata-rata mengandung beberapa unsur hara, antara lain kandungan N (3.17 %); P (0.3 %); K (3.22 %); Ca (2.0 %), Mg (0.3 %) (Kendall dan Helen, 1997), lignin (9.8 %), dan polifenol (3.3 %) (Supriyadi, 2002).
Pada lama inkubasi 20, perlakuan seresah Tithonia diversifolia mempunyai populasi bakteri pengoksidasi NH4+ paling rendah (3,7.104
g-1 tanah). Hal ini dikarenakan kandungan ligninnya tinggi sebesar 20.84% (r=-0.947, P=0.000) dan menyebabkan populasi mikrobia heterotrof lebih banyak daripada bakteri pengoksidasi NH4+ (r=-0.675,
P=0.000), sehingga nilai potensial nitrifikasinya rendah (0.126 mgNO2
-kg-1jam-1) (Cendrasari, 2008). 7. Tanaman Jagung
Tanaman jagung manis (Zea mays L. saccharata) dalam sistem taksonomi tumbuhan dimasukkan dalam sistem klasifikasi sebagai berikut :
Kingdom : Plantae
Divisio : Spermatophyta
Sub Divisio : Angiospermae
Klas : Monocotyledoneae
Ordo : Graminae
Genus : Zea
Spesies : Zea mays L saccharata (Warisno, 1998).
Pertumbuhan Zea mays L., dibagi menjadi tiga fase, yaitu : fase vegetatif, fase vegetatif maksimum, dan fase generatif. Fase vegetatif diawali dengan perkecambahan benih yang ditandai dengan munculnya radikula (bakal akar) dan selanjutnya akan diikuti oleh pembentukan plamula (bakal daun). Fase vegetatif maksimal ditandai dengan mulai munculnya bunga (mulai). Pada saat itu banyak sekali kebutuhan unsur hara yang akan digunakan oleh tanaman untuk pembentukan buah. Saat munculnya buah merupakan saat dimulainya fase generatif. Pada fase ini
commit to user
hasil fotosintesis tidak lagi digunakan untuk pertumbuhan bagian vegetatif tanaman tetapi untuk pembentukan buah dan pengisian biji (Anonim, 2007).
Dosis pupuk yang diperlukan Zea mays L. berbeda-beda, tergantung pada jenis tanah dan tingkat kesuburan tanah, tetap secara umum dapat dianjurkan pemakaian pupuk untuk tanaman jagung manis sebanyak 90-120 kg N, 30-45 kg P2O5, dan 25 kg K2O per hektar. Tanaman yang kekurangan
unsur nitrogen akan nampak kerdil, warna daun hijau muda kekuningan, buah terbentuk sebelum waktunya dan tidak sempurna (Anonim, 2007).
Hasil survei di 82 lahan petani Zea mays L. di pulau Jawa menunjukan bahwa konsentrasi hara N, P, K, S, Fe, dan Zn dalam daun Zea mays L. pada fase silking sangat beragam. Konsentrasi hara N, P, K, dan S masing-masing berkisar dari 0,82-2,81% N, 0,11-0,32%, 0,37-3,87% K, dan 0,07-0,32% S. Konsentrasi Ca dan Mg masing-masing berkisar antara 0,41-1,49% Ca dan 0,21-1,14% Mg. Konsentrasi hara Fe dan Zn di dalam jaringan yang sama berkisar antara 160-170 ppm Fe dan 12-61 ppm Zn (Subandi, 1990).
Pemberian N-NH4+ pada kecambah Zea mays L. dalam jumlah cukup
tinggi dapat menyebabkan keracunan tanaman sehingga pertumbuhan terganggu. Walaupun dalam jaringan tanaman N yang diserap akan diubah menjadi N-NH4+. Selain itu, dalam tanah sangat banyak mikroorganisme
yang dapat secara cepat merubah N-NH4+ menjadi N-NO3-, sehingga
N-NO3- di dalam tanah jumlahnya lebih tinggi dibandingkan N-NH4+
(Winarso, 2005). 8. Alfisols
Alfisols adalah tanah yang tidak mempunyai epipedon plagen dan yang memiliki salah satu dari berikut : 1) horizon argilik, kandik, atau natrik ; 2) fragipan yang mempunyai lapisan liat tipis setebal 1 mm atau lebih di beberapa bagiannya (Soil Survey Staff, 1998).
Alfisols pada umumnya berkembang dari batu kapur, olivin, tufa, dan lahar. Bentuk wilayah beragam dari bergelombang hingga tertoreh, tekstur berkisar antara sedang hingga halus, drainasenya baik. Reaksi tanah berkisar
commit to user
antara masam hingga netral, kapasitas tukar kation dan basa-basanya beragam dari rendah hingga tinggi, bahan organik pada umumnya sedang hingga rendah. Jeluk tanah dangkal hingga dalam. Mempunyai sifat kimia dan fisika yang relatif baik (Munir, 1996).
Alfisols memiliki horizon argilik dan terdapat di kawasan yang tanahnya lembab paling sedikit dalam setengah tahun. Kebutuhan akan kejenuhan basa lebih dari 35% di dalam horizon argilik alfisols, berarti bahwa basa-basa dilepaskan ke dalam tanah oleh pengikisan hampir secepat basa-basa yang terlepas karena tercuci. Dengan demikian, Alfisols menempati peringkat yang hanya sedikit lebih rendah daripada Molisols untuk pertanian (Foth, 1994).
Alfisols dapat terbentuk dari lapukan batu gamping, batuan plutonik, bahan vulkanik atau batuan sedimen. Penyebarannya terdapat pada "landform" karst, tektonik/struktural, atau volkan, yang biasanya pada topografi berombak, bergelombang sampai berbukit. Tanah ini mempunyai sifat fisik, morfologi dan kimia tanah relatif cukup baik, mengandung basa-basa Ca, Mg, K, dan Na, sehingga reaksi tanah biasanya netral (pH antara 6,50-7,50) dan kejenuhan basa >35%. Tanah ini berpotensi untuk pengembangan tanaman pangan lahan kering dan/atau tanaman tahunan (Foth, 1993).
9. Hasil Penelitian Pendahuluan
Menurut Widaningsih (2008) bahwa pemberian seresah Manihot esculenta (berkualitas tinggi dengan kandungan polifenol 4,75%, lignin 15.92%, nisbah C/N 18.17% dan nisbah (L+P/N) seresah 17.42%) menurunkan potensial nitrifikasi sebesar 8.82%, seresah Curcuma domestica (berkualitas sedang dengan kandungan polifenol 2.53%, lignin 11.18%, nisbah C/N 22% dan nisbah (L+P/N) seresah 19.87%) menurunkan potensial nitrifikasi sebesar 34.26%, dan seresah Anacardium occidentale (berkualitas rendah dengan kandungan polifenol 16.44%, lignin 27.28%, nisbah C/N 25.56% dan nisbah (L+P/N) seresah 24.50%) menurunkan potensial nitrifikasi sebesar 70.54% (yaitu dari 4.99 menjadi 1.47 mg NO2
-commit to user
kg-1 jam-1). Kandungan kualitas seresah yang berkorelasi paling erat terhadap penurunan potensial nitrifikasi adalah nisbah (L+P)/N seresah (27.4%) kemudian diikuti lignin (27.2%), nisbah C/N (19.6%) dan polifenol (16.7%) secara terpisah.
Menurut Cendrasari (2008) bahwa pemberian seresah berkualitas rendah (Tithonia diversifolia) menurukan potensial nitrifikasi 77.35% (dari 4.99 menjadi 1.137 mg NO2- kg-1jam-1), seresah berkualitas sedang
(Kaempferia galanga) menurunkan potensial nitrifikasi 62.45% (dari 4.99 menjadi 1.864 mg NO2- kg-1jam-1), dan seresah berkualitas tinggi (Tephrosia
candida) menurukan potensial nitrifikasi 25.05% (dari 4.99 menjadi 3.742 mg NO2- kg-1jam-1). Seresah yang paling efektif terhadap penurunan
potensial nitrifikasi adalah Tithonia diversifolia (kualitas rendah) dengan nisbah (L+P)/N seresah 18.36%, nisbah C/N 18.75%, kandungan lignin 20.84% dan polifenol 4.37% sedangkan lama inkubasi yang paling efektif terhadap penurunan potensial nitrifikasi adalah lama inkubasi 20 dengan nilai potensial nitrifikasi sebesar (0.1266 mg NO2- kg-1jam-1).
commit to user
B. Kerangka Pikir
commit to user
C. Hipotesis
1. Kualitas seresah rendah Anacardium occidentale dapat meningkatkan konsentrasi NH4+, pelepasan NO3-, dan potensial nitrifikasi ada
pertumbuhan tanaman jagung Zea mays L. di Alfisols Jumantono.
2. Meningkatnya konsentrasi NH4+ akan meningkatkan besarnya potensial
commit to user
III. METODELOGI PENELITIAN
A. Tempat dan Waktu Penelitian
Penelitian dilaksanakan pada bulan Juli sampai Oktober 2009. Tempat penelitian di laboratorium Kimia dan Kesuburan Tanah, laboratorium Biologi Tanah, dan green house Fakultas Pertanian UNS di Surakarta.
B. Bahan dan Alat
1. Bahan
Bahan yang digunakan untuk mendukung penelitian ini adalah
seresah Anacardium occidentale, Curcuma domestica, Tithonia
diversifolia dan kemikalia untuk analisis laboratorium. Bahan kimia yang digunakan adalah aquadest, Alkohol, larutan (NH4)2SO4, NaClO3, KCl,
buffer NH4Cl, reagen warna, Na-asetat, asam asetat glasial, DTPA, NaOH,
serbuk fenol, serbuk Na-tartat, NaOCl, brusin, BaCl, KOH, HCl 0,1 N, H2SO4, media NA. Pupuk yang digunakan yaitu pupuk urea dan tanah
yang digunakan pada penelitian ini adalah Alfisols. 2. Alat
Alat yang digunakan antara lain : spectrofotometer, pH meter, oven listrik, refrigerator, rotatory shaker, neraca analitik, autoclave, thermometer, cetok, ember plastik, kantong plastik, falakon, karet, alat tulis, botol 100 ml, pipet ukur 25 ml, gelas ukur, inkubator, petridish, spatel, pipet ukur, erlenmeyer, tabung reaksi, dan pot plastik.
C. Perancangan Penelitian dan Analisis Data
1. Perancangan Penelitian
Penelitian ini merupakan penelitian percobaan pot dengan hubungan fungsional yang pendekatan variabelnya berdasarkan undestructif sampling dan menggunakan rancangan dasar Rancangan Acak Lengkap (RAL) yang terdiri dari 3 yaitu jenis seresah yang meliputi Anacardium occidentale, Curcuma domestica, dan Tithonia diversifolia dibandingkan dengan tanpa pemberian seresah (kontrol) dan takaran (dosis) seresah yang meliputi pemberian seresah setara 5 Mg ha-1 (rendah), 10 Mg ha-1 (sedang)
commit to user
dan 15 Mg ha-1 (tinggi), sehingga terdapat 9 perlakuan dengan 3 ulangan sehingga didapatkan 27 kombinasi. Untuk masing-masing perlakuan ditambahakan pupuk urea sebesar 200 kg/ha sebagai pupuk dasar dan terdapat perlakuan pembanding (kontrol) yaitu tanpa seresah dan pupuk urea 200 kg/ha yang diulang sebanyak 3 kali.
Faktor I (macam seresah) :
A1 = Anacardium occidentale
A2 = Tithonia diversifolia
A3 = Curcuma domestica
Faktor II (macam dosis) :
B1 = 5 Mg ha-1
B2 = 10 Mg ha-1 B3 = 15 Mg ha-1
Tabel 3.1. Kombinasi perlakuannya adalah sebagai berikut : Jenis Seresah Dosis Seresah (B) A1 Anacardium occidentale A2 Tithonia diversifolia A3 Curcuma domestica
B1 (5 Mg/ha) A1B1 A2B1 A3B1
B2 (10 Mg/ha) A1B2 A2B2 A3B2
commit to user
2. Analisis Data
a. Analisis Di Laboratorium
Metode untuk analisis adalah sebagai berikut :
Tabel 3.2. Metode dan Satuan untuk Mengukur Variabel Terikat :
No Parameter Satuan Metode
1. Potensial Nitrifikasi dianalisis tiap perlakuan sesuai waktu inkubasi
µg NO2- g-1 tanah 5 jam-1
Berg dan Rosswall (1985) yang dimodifikasi oleh Kandeler (Schinner et al., 1995).
2. Amonium nitrat dianalisis setiap kali melakukan pengukuran
% Penetapan N (BPT)
3. Populasi Bakteri Heterotrof dianalisis tiap perlakuan sesuai waktu inkubasi dan diinkubasi 2 hari
CFU/g tanah Plate Count dg Tanah NA
4. C-organik/ N-total % Oksidasi basah (Walkley and
Black).
5. pH (H2O) pH 1 : 2.5 (tanah : H2O)
6. Suhu tanah oC Pengukuran dengan thermometer
7. Biomasa Zea mays a. Tinggi tanaman b. Kandungan N jaringan tanaman c. Berat kering a. Cm b. % c. G
a. Pengukuran dengan penggaris. b. Metode Kjeldhal
c. Pengukuran berat dengan pengeringan oven
Tabel 3.3. Peubah dan Metoda Analisis Kualitas Seresah.
No Peubah bahan
organic
Satuan Metoda
1. Berat kering. G Penimbangan manual.
2. C-total. (%) Oksidasi Basah Walkey & Black.
3. N-total. (%) Micro Kjeldahl.
4. Lignin. (%) Acid detergent fibre (Goering & Van
Soest).
5. Polifenol. (%) Pereaksi Follin-Denis.
commit to user
Contoh tanah untuk pengukuran konsentrasi NH4+ dan NO3-,
diambil pada 3 kedalaman yaitu 0-10 cm, 10-20 cm dan 20-30 cm dari permukaan tanah. Pengusikan dilakukan seminimal mungkin untuk menghindari perubahan komposisi N mineral tanah. Contoh tanah seberat 20 g diekstrak dengan 40 ml pengekstrak Morgan wolf dan 1 ml karbon aktif, dikocok selama 5 menit, kemudian disaring dengan kertas saring Whatman 1. Pengukuran NH4+ menggunakan ekstrak
tanah sampel dan deret standart 2 ml kemudian ditambahkan larutan sangga Tartat dan Na-Fenat masing-masing sebanyak 4 ml, dikocok dan dibiarkan selama 10 menit, ditambahkan 4 ml NaOCl 5 %, dikocok, dan diukur dengan spektrofotometer pada panjang gelombang 636 nm. Pengukuran NO3- menggunakan 5 ml ekstrak tanah sampel
dan deret standar, ditamabahkan 0,5 ml larutan brusin dan 5 ml H2SO4
pekat sambil dikocok, setelah 30 menit larutan diukur dengan alat spektrofotometer pada panjang gelombang 432 nm (BALITAN, 2006).
Contoh tanah untuk pengukuran nitrifikasi potensial tanah diambil secara aseptik pada kedalaman 0-20 cm dari permukaan tanah. Nitrifikasi potensial diukur dari jumlah NO2- yang terbentuk dari
contoh tanah setelah ditambah (NH4)2SO4 dan diinkubasi pada suhu
25oC selama 5 jam. Nitrit yang terbentuk diekstrak dengan KCl dan diukur secara kolorimetri pada l 520 nm. Proses oksidasi NO2
-menjadi NO3- selama inkubasi dihambat dengan penambahan NaClO3 (sodium chlorate) (Kandeler, 1995). Potensial nitrifikasi diukur dengan metode Kandeler yang dikembangkan oleh Berg dan Rosswald (1985).
Penghitungan potensial nitrifikasi dengan rumus : 1 1 5 . . % 5 . 10 100 . 1000 . 1 . 25 ). ( - = - -h dm g ngN dm C S Keterangan :
S = nilai rata-rata sampel (mg N)
C = kontrol (mg N)
commit to user
1000 = faktor konversi ( 1mg N=1000ng N) 5 = aliquot filtrate (ml)
10 = bobot tanah semula (g)
100.%-1dm= faktor untuk soil dry matter
Populasi mikroba heterotrop dihitung dengan metode hitungan cawan (plate count) yaitu dengan menginokulasi medium dengan satu seri pengenceran suspensi tanah (10-3–10-5). Medium yang digunakan meliputi Nutrient Agar untuk bakteri. Jumlah koloni dihitung setelah diinkubasikan selama 2X24 jam (Rao, 1999).
b. Analisis Data
Untuk mengetahui perbedaan antar masing-masing perlakuan terhadap masing-masing peubah digunakan uji sidik ragam (keragaman) dan uji korelasi menggunakan program Minitab versi 13.
D. Pengamatan Parameter / Peubah
1. Variabel bebas : seresah pangkasan dan dosis seresah pangkasan
2. Variabel terikat utama : NH4+ tanah, NO3- tanah, potensial nitrifikasi,
populasi bakteri heterotrof, N jaringan tanaman Zea mays L., dan berat kering Zea mays L.
3. Variabel terikat pendukung : C-Organik, N total, P tersedia, K tertukar, C/N rasio, pH H2O, suhu, tanah.
commit to user
E. Tata Laksana Penelitian
1. Persiapan seresah pangkasan
Seresah pangkasan segar dikeringanginkan, diambil contohnya kemudian dikeringkan dalam oven pada suhu 70oC sampai beratnya konstan untuk mengestimasi jumlah seresah yang akan ditambahkan. 2. Pengambilan sampel tanah
Penentuan sampel tanah dilakukan secara sengaja (purposive) diambil dari Kebun Percobaan Jumantono Fakultas Pertanian UNS secara acak sederhana sebanyak 12 titik sampel dari kedalaman 0-20 cm kemudian tanah dikomposit dan dikeringanginkan. Menurut penelitian yang telah dilakukan Purwanto, dkk (2007) bahwa pengambilan contoh tanah untuk pengukuran karakteristik fisik dan kimia tanah, enumerasi mikroba heterotrop dan pengukuran nitrifikasi potensial merupakan komposit dari 3 sub contoh yang berdekatan. Selama pengangkutan, suhu tanah dipertahankan dingin dalam coolbox sampai waktu perlakuan selanjutnya.
3. Pengambilan sampel tanah awal
Pengambilan sampel tanah awal dilakukan untuk mengetahui C-Organik, N total, P tersedia , K tertukar, C/N rasio, pH H2O, pH KCl,
KPK, dan tekstur tanah. 4. Persiapan media tanah
Tanah yang sudah dikeringanginkan lalu disaring dengan saringan diameter 2 mm. Selanjutnya menimbang tanah seberat 7 kg dan memasukkannya dalam kantong plastik dan dicampur dengan pupuk urea sebesar 5.652 gram/cm2 dan masing-masing perlakuan dosis seresah secara homogen ke dalam pot-pot yang sudah disiapkan berdiameter 30 cm. Konversi dosis seresah 5 Mg/ha sebesar 35.325 gram/pot, dosis 10 Mg/ha sebesar 70.65 gram/pot dan dosis 15 Mg/ha sebesar 105.975 gram/pot. Setiap sub petak dipupuk urea 200 kg ha-1 atau setara 96 kg N ha-1 sebagai subtrat nitrifikasi (Dierolf et al., 2001). Pot yang sudah disiapkan diletakkan secara acak dan untuk masing-masing potnya diletakkan di atas
commit to user
wadah untuk menampung untuk menampung air siraman. Setiap pot dibenamkan 3 biji jagung, kemudian dilakukan penyiraman secukupnya. Selanjutnya melakukkan penjarangan pada umur 7 HST, dari 3 biji yang sudah tumbuh ditingggalkan tanaman yang tingginya sama dalam satu RAL untuk masa inkubasinya. Hal ini dimaksudkan untuk mendapatkan pertubuhan awal yang sama.
5. Pemeliharaan tanaman
Pemeliharaan tanaman Zea mays L., meliputi penyiraman dan penyulaman. Penyiraman dilakukan setiap hari yaitu pada pagi hari agar tanaman cukup air sehingga tanah tetap pada kondisi kapasitas lapang. Penyulaman dilakukan jika ada benih yang mati atau tidak tumbuh. Untuk penyulaman waktunya lebih cepat akan lebih baik (7 HST).
6. Pengukuran variabel dan pengambilan sampel tanah
Pengukuran dilakukan setiap 10 HST atau setelah aplikasi seresah. Contoh tanah untuk pengukuran nitrifikasi potensial diambil secara aseptik pada daerah perakaran Zea mays L., sedangkan untuk pengukuran N-mineral diambil pada kedalaman 0-10, dan 10-20 cm. Masing-masing contoh tanah dipertahankan dingin dalam cool-box selama pengangkutan sampai pelaksanaan ekstraksi dan inkubasi di laboratorium. Pengukuran konsentrasi NH4+, NO3- dilakukan di laboratorium kimia dan kesuburan
tanah, sedangkan pengukuran nitrifikasi potensial tanah dilakukan di laboratorium Biologi Tanah, UNS Surakarta. Pengukuran tinggi tanaman Zea mays L. dilakukan setiap 2 hari sekali, sedang N jaringan tanaman dan berat kering tanaman Zea mays L. diamati pada akhir masa vegetatif maksimal atau 60 HST.
commit to user
IV. HASIL DAN PEMBAHASAN
A. Analisis Awal Tanah Alfisol Jumantono
Berdasarkan analisis laboratorium terhadap kharakteristik awal tanah Alfisol Jumantono dengan hasil sebagai berikut :
Tabel 4.1 Hasil Analisis Awal Tanah Alfisol Jumantono.
No Sifat tanah Hasil Pengharkatan
1 pH H2O 5.5 masam *)
2 Bahan Organik 4.7% rendah **)
3 Kapasitas Tukar Kation 20.93 cmol(+)kg-1 sedang *)
4 Kejenuhan Basa 36% rendah **)
5 C-Organik 2.72% sedang *)
6 N-Total 0.29% rendah *)
7 C/N 9.38 rendah *)
8 Kadar Lengas 16.63%
9 Tekstur Tanah pasir = 37,26% lempungan ***) debu = 10.75%
lempung = 51.98%
Sumber : Hasil Analisis Laboratorium Ilmu Tanah FP UNS Juni, 2009. Keterangan : *) Pengharkatan menurut Balai Penelitian Tanah 2005.
**) Pengharkatan menurut Sumaryo, 1982. ***) Berdasarkan Segitiga Tekstur Tanah USDA.
Mineralisasi, respirasi dan nitrifikasi dalam tanah berlangsung optimum pada konsentrasi ruang pori tanah terisi air 60%, dan pada pH optimum 7.5 (Paul, 2007). Dari tabel 4.1 menunjukkan bahwa tanah Alfisol Jumantono memiliki pH H2O 5.5 sesuai pengharkatan termasuk masam dengan
kandungan bahan organik yang rendah bernilai 4.7% dan bertekstur tanah lempungan. Menurut Handayanto dan Hairiah (2007), tanah berliat banyak mempunyai pori-pori mikro yang terisi oleh air, maka tanah berliat umumnya beraerasi buruk. Pada kondisi ini, CO2 yang dihasilkan oleh fauna tanah, akar
tanaman dan mikroorganisme tanah menjadi terakumulasi, oleh karena itu seringkali terjadi bahwa kandungan CO2 dalam tanah berliat bisa ratusan kali
lebih tinggi dibandingkan CO2 atmosfer.
Pada kebanyakan tanah mineral bahan organik tanah memberikan kontribusi 20-60% kapasitas tukar kation (KTK) tanah yang sumber muatannya bergantung pH, jadi jika pH meningkat maka KTK juga meningkat
commit to user
(Handayanto dan Hairiah, 2007). Pada pengukuran KPK tanah Alfisol Jumantono diperoleh nilai sebesar 20,93 cmol(+)kg-1 termasuk sedang hampir sebanding dengan rendahnya pH tanah dan kejenuhan basa yang hanya bernilai 36%. Menurut Tan (1991), kejenuhan basa merupakan sifat yang berhubungan dengan kapasitas tukar kation dan pH tanah.
Hasil analisis N total tanah Alfisol Jumantono yaitu 0.29% tergolong rendah, maka didapat C/N tanah Alfisol Jumantono yang sangat rendah adalah bernilai sebesar 9.38. Namun Handayanto dan Hairiah (2007) menyatakan bahwa pada kondisi lapangan konsep nisbah C/N yang mempengaruhi keseimbangan mineralisasi-imobilisasi tersebut ternyata tidak dapat diberlakukan secara umum karena adanya keragaman fraksi organik yang sulit dirombak oleh organisme tanah.
Dengan diketahui kharakteristik awal tanah Alfisol Jumantono memiliki kandungan N total yang rendah. Oleh karena itu, pada penelitian ini digunakan pupuk urea sebagai sumber N pada tanah guna memenuhi kebutuhan akan unsur N tanpa mengganggu pengaruh aplikasi seresah sebagai perlakuan dalam penelitian.
B. Analisis Awal Kualitas Seresah
Berdasarkan analisis laboratorium terhadap kualitas seresah dengan hasil sebagai berikut :
Table 4.2 Hasil Analisis Kualitas Seresah.
No Seresah Tanaman Kadar Kualitas Seresah Polifenol (%) Lignin (%) Selulosa (%) Nisbah C/N(%) Bahan organik Nisbah (L+P)N 1 Anacardium occidentale *) 27.04 22.54 16.96 17 60.31 24.30 2 Curcuma domestica **) 8.75 24 39.60 23 67.21 19.15 3 Tithonia diversofolia ***) 5.80 22.22 11.78 10 58.64 8.26
Sumber : Hasil Analisis Laboratorium FP UNIBRAW, Agustus 2008. Keterangan : Pengharkatan menurut Palm and Sanchez, 1991.
* : seresah kualitas rendah ** : seresah kualitas sedang *** : seresah kualitas tinggi
commit to user
Seresah tergolong berkualitas tinggi apabila mempunyai nisbah C/N <25, kandungan lignin <15% dan polifenol <3%, sehingga cepat termineralisasi (Palm and Sanchez, 1991). Parameter kualitas yang menyebabkan mudah tidaknya bahan terdekomposisi antara lain kandungan N, lignin, dan polifenol serta nisbah C/N (Handayanto et al., 1994). Oleh karena itu, pemilihan serta pencampuran berbagai kualitas seresah sebelum diaplikasikan ke dalam tanah dapat diterapkan untuk mengatur saat pembebasan hara selama dekomposisi agar lebih sesuai dengan jumlah dan saat dibutuhkan oleh tanaman (Murphy et al., 2003).
Nisbah (L+P)N seresah merupakan faktor kualitas yang paling kuat sebagai pengendali nitrifikasi potensial (Fhitung= 28.07), mineralisasi NH4+
(Fhitung= 82.59), dan pembentukan NO3- tanah (Fhitung= 66.65) dibanding
faktor kualitas seresah yang lain. Semakin tinggi nisbah kandungan (L+P)/N seresah akan semakin rendah nitrifikasi potensial tanah, mineralisasi NH4+ dan
pembentukan NO3- (Purwanto et al., 2007). Berdasarkan analisis kualitas
seresah, Anacardium occidentale merupakan seresah dengan kualitas rendah dan Tithonia diversifolia merupakan kualitas tinggi. Hal ini dikarenakan seresah Anacardium occidentale mempunyai kandungan nisbah (L+P)/N seresah sebesar 24.30 dengan kandungan polifenol sebesar 27.04%, lignin sebesar 22.54%, N total sebesar 2.04%, dan nisbah C/N sebesar 17, sedangkan seresah Tithonia diversifolia mempunyai kandungan nisbah (L+P)/N seresah sebesar 8.26 dengan kandungan polifenol sebesar 5.80%, lignin sebesar 22.22%, N total sebesar 3.39%, dan nisbah C/N sebesar 10. Seresah Curcuma domestica mempunyai kandungan nisbah (L+P)/N seresah sebesar 19.15 dengan kandungan polifenol sebesar 8.75%, lignin sebesar 24%, N total sebesar 1.71%, dan nisbah C/N sebesar 23.
Apabila seresah yang kandungan fenol dan atau ligninnya tinggi digunakan sebagai pupuk hijau maka mineralisasinya terlalu lambat sehingga tidak efektif untuk tanaman semusim. Sebaliknya bagi tanaman tahunan atau pohon hutan, pelepasan N yang lambat tersebut justru menguntungkan dalam jangka panjang karena N hasil mineralisasi akan terhindar dari perlindian dan
commit to user
denitrifikasi (Brady and Weil, 2002). Kualitas seresah akan berpengaruh terhadap laju mineralisasi N dan pengendalian potensial nitrifikasi melalui pengaturan kualitas masukan seresah.
C. Konsentrasi NH4+ dan NO3- Tanah
Berdasarkan hasil pengamatan (Tabel 4.3), jenis dan dosis seresah baik interaksi keduanya berpengaruh tidak nyata terhadap konsentrasi NH4+ dan
NO3- tanah (P>0.05).
Tabel 4.3 Hasil Analisis Keragaman Konsentrasi NH4+ dan NO3- Tanah.
Perlakuan Konsentrasi NH4+ (ppm) per Inkubasi (HST)
10 20 30 40 50 60
Kontrol 0,2080ns 0,2464ns 0,210ns 0,6021ns 0,0272ns 0,0389ns
Kualitas Rendah 0,2129ns 0,2751ns 0,2107ns 0,6039ns 0,0274ns 0,0318ns
Kualitas Sedang 0,2110ns 0,2656ns 0,2128ns 0,5885ns 0,0257ns 0,0338ns
Kualitas Tinggi 0,2094ns 0,2553ns 0,2142ns 0,5961ns 0,0266ns 0,0339ns
Perlakuan Konsentrasi NO3- (ppm) per Inkubasi (HST)
10 20 30 40 50 60
Kontrol 0,1408ns 0,1441ns 0,1666ns 0,1681ns 0,1536ns 0,1515ns
Kualitas Rendah 0,1423ns 0,1483ns 0,1650ns 0,1574ns 0,1537ns 0,1469ns
Kualitas Sedang 0,1430ns 0,1444ns 0,1654ns 0,1592ns 0,1537ns 0,1515ns
Kualitas Tinggi 0,1436ns 0,1445ns 0,1669ns 0,1627ns 0,1527ns 0,1483ns
Keterangan : ns = berpengaruh tidak nyata pada lama inkubasi yang sama. Penambahan seresah kualitas rendah (Anacardium occidentale), sedang (Curcuma domestica), dan tinggi (Tithonia diversifolia) memiliki kemiripan pada pola konsentrasi NH4+ tanah (Gambar 4.1). Konsentrasi NH4+ tanah
meningkat sampai puncaknya pada masa inkubasi 40 HST yang mengindikasikan telah berlangsungnya imobilisasi NH4+ tanah. Tingginya
konsentrasi NH4+ tanah menunjukkan proses dekomposisi kualitas seresah
sebagai bahan organik tanah yang ditambahkan. Pada masa inkubasi 40 HST, konsentrasi NH4+ tanah tertinggi pada penambahan seresah kualitas rendah
(Anacardium occidentale) nisbah (L+P)/N seresah 24.3 dosis 15 Mg/ha sebesar 0.67 ppm dan rerata pembentukan konsentrasi NH4+ sebesar 0.2269
ppm. Seresah kualitas sedang Curcuma domestica dengan nisbah (L+P)/N seresah 19.15 menghasilkan rerata pembentukan NH4+ 0.2229 ppm. Seresah
commit to user
menghasilkan rerata pembentukan konsentrasi NH4+ terendah sebesar 0.2225
ppm. Semakin tinggi dosis seresah kualitas rendah semakin tinggi konsentrasi NH4+ tanah yang terbentuk. Namun pada masa inkubasi 50 HST dan 60 HST,
pola konsentrasi NH4+ tanah mengalami penurunan untuk semua perlakuan.
Gambar 4.1 Pola Konsentrasi NH4+ Tanah pada Berbagai Seresah menurut
Lama Inkubasi.
Konsentrasi NO3- dalam tanah ditentukan oleh jumlah pupuk NO3- atau
bahan yang organik yang diberikan, serapan akar, imobilisasi mikroba dan atau besarnya laju nitrifikasi dalam tanah (Brady and Weil, 2002). Pada Gambar 4.2 dapat diketahui bahwa konsentrasi NO3- tanah mencapai
puncaknya pada masa inkubasi 30 HST kemudian menurun hingga masa inkubasi 60 HST. Pembentukan konsentrasi NO3- tanah pada masa inkubasi 30
HST pada penambahan seresah kualitas tinggi Tithonia diversifolia dengan 0.00 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60 0.70 0.80 10 20 30 40 50 60 K o n se n tr a si N H4 +(p p m ) Lama Inkubasi (HST) (A) Kualitas Rendah (Anacardium occidentale)
5 Mg/ha 10 Mg/ha 15 Mg/ha
0.00 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60 0.70 10 20 30 40 50 60 K o n se n tr a si N H4 +(p p m ) Lama Inkubasi (HST) (B) Kualitas Sedang (Curcuma domestica)
5 Mg/ha 10 Mg/ha 15 Mg/ha
0.00 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60 0.70 10 20 30 40 50 60 K o n se n tr a si N H4 +(p p m ) Lama Inkubasi (HST) (C) Kualitas Tinggi (Tithonia diversifolia)
5 Mg/ha 10 Mg/ha 15 Mg/ha
y = -0,000x2+ 0,025x - 0,048 R² = 0,368 y = -0,000x2+ 0,025x - 0,037 R² = 0,393 y = -0,000x2+ 0,024x - 0,032 R² = 0,395 y = -0.0004x2+ 0.0255x - 0.0437 R² = 0.3877 0.00 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60 0.70 0 20 40 60 K o n se n tr a si N H4 +(p p m ) Lama Inkubasi (HST) (D) Hubungan Kualitas Seresah dan
Konsentrasi NH4+ Tanah
Kontrol Kualitas Rendah Kualitas Sedang Kualitas Tinggi
commit to user
nisbah (L+P)/N seresah 8.26% dengan dosis 15 Mg/ha sebesar 0.1680 ppm. Semakin tinggi dosis seresah kualitas tinggi semakin tinggi konsentrasi NO3
-tanah yang terbentuk.
Gambar 4.2 Pola Konsentrasi NO3- Tanah pada Berbagai Seresah menurut
Lama Inkubasi.
Konsentrasi NO3- tanah yang tertinggi pada penambahan seresah kualitas
tinggi Tithonia diversifolia dengan nisbah (L+P)/N seresah 8.26 membentuk rerata konsentrasi NO3- sebesar 0.1528 ppm. Seresah kualitas rendah
Anacardium occidentale dengan nisbah (L+P)/N seresah 24.3 menghasilkan rerata pembentukan konsentrasi NO3- terendah 0.1522 ppm. Seresah kualitas
tinggi Tithonia diversifolia dengan nisbah (L+P)/N seresah 8.26 menghasilkan rerata pembentukan konsentrasi NO3- tertinggi 0,1530 ppm. Hubungan antara
0.12 0.13 0.14 0.15 0.16 0.17 10 20 30 40 50 60 K o n se n tr a si N O3 -(p p m ) Lama Inkubasi (HST) (A) Kualitas Rendah (Anacardium occidentale)
5 Mg/ha 10 Mg/ha 15 Mg/ha
0.12 0.13 0.14 0.15 0.16 0.17 10 20 30 40 50 60 K o n se n tr a si N O3 -(p p m ) Lama Inkubasi (HST) (B) Kualitas Sedang (Curcuma domestica)
5 Mg/ha 10 Mg/ha 15 Mg/ha
0.13 0.14 0.15 0.16 0.17 10 20 30 40 50 60 K o n se n tr a si N O3 -(p p m ) Lama Inkubasi (HST) (C) Kualitas Tinggi (Tithonia diversifolia)
5 Mg/ha 10 Mg/ha 15 Mg/ha
y = -3E-05x2+ 0,002x + 0,116 R² = 0,729 y = -3E-05x2+ 0,001x + 0,124 R² = 0,797 y = -3E-05x2+ 0,002x + 0,122 R² = 0,675 y = -2E-05x2+ 0.0017x + 0.1257 R² = 0.6576 0.12 0.13 0.14 0.15 0.16 0.17 0.18 0 20 40 60 K o n se m tr a si N O3 -(p p m ) Lama Inkubasi (HST) (D) Hubungan Kualitas Seresah dan
Konsentrasi NO3- Tanah
Kontrol Kualitas Rendah Kualitas Tinggi Kualitas Sedang
commit to user
kualitas seresah rendah, sedang, dan tinggi terhadap besarnya konsentrasi NO3- tanah dapat dilihat pada Gambar 4.2 D.
Penurunan konsentrasi NH4+ tanah yang disertai dengan kenaikan
konsentrasi NO3- tanah menunjukkan transformasi NH4+ menjadi NO3- dalam
tanah yang mengindikasikan terjadinya proses nitrifikasi tanah karena adanya penambahan seresah terutama kualitas nisbah (L+P)/N seresah yang meningkatkan konsentrasi NH4+ tanah sebagai substrat nitrifikasi bila
dibandingkan dengan konsentrasi NH4+ tanah pada kontrol 0.2221 ppm yang
hanya ditambahkan pupuk urea tanpa adanya penambahan kualitas seresah. Semakin tinggi nisbah kandungan (L+P)/N seresah semakin tinggi konsentrasi NH4+ yang terbentuk dalam tanah dan semakin rendah pembentukan NO3-.
Hal ini juga didukung oleh Purwanto et al., (2007), penurunan konsentrasi NH4+ tanah disertai peningkatan konsentrasi NO3- tanah tersebut
mengindikasikan berlangsungnya proses transformasi NH4+ menjadi NO3
-pada proses nitrifikasi dalam tanah. Tingginya rerata konsentrasi NH4+ tanah
dan rendahnya rerata konsentrasi NO3- tanah disebabkan adanya reaksi
hidrolisis pupuk dasar urea dan mineralisasi seresah yang akan membebaskan NH4+ tanah yang selanjutnya diikuti proses nitrifikasi membentuk NO3- yang
bersifat mudah terlindi.
D. Net NH4+ dan NO3- Tanah
Penghitungan net N-mineral sering digunakan untuk mengetahui terjadinya proses mineralisasi atau imobilisasi N dalam tanah. Net N-mineral adalah selisih antara konsentrasi N-mineral (perlakuan seresah, minggu ke t) dan konsentrasi mineral (kontrol minggu ke t). Dimana, konsentrasi N-mineral (perlakuan seresah, minggu ke t) adalah jumlah konsentrasi N dari NH4+ (NH4 atau setelah dikoreksi dengan berat atomnya) dan N dari NO3
-(NO3 atau setelah dikoreksi dengan berat atomnya) dari suatu perlakuan pada
waktu ke t (Purwanto et al., 2007).
Berdasarkan hasil analisis keragaman net N-NH4+ dan N-NO3- tanah
(Tabel 4.4), jenis dan dosis seresah baik interaksi keduanya berpengaruh tidak nyata terhadap konsentrasi NH4+ dan NO3- tanah (P>0.05).
commit to user
Tabel 4.4 Hasil Analisis Keragaman Net N-NH4+ dan N-NO3- Tanah.
Perlakuan Net N-NH4+ (ppm) per Inkubasi (HST)
10 20 30 40 50 60
Kualitas Rendah 0,0039ns 0,0224ns 0,0004ns 0,0014ns 0,0001ns -0,0056ns
Kualitas Sedang 0,0023ns 0,0150ns 0,0021ns -0,0106ns -0,0011ns -0,0040ns
Kualitas Tinggi 0,0011ns 0,0069ns 0,0032ns -0,0047ns -0,0005ns -0,0039ns
Perlakuan Net N-NO3- (ppm) per Inkubasi (HST)
10 20 30 40 50 60
Kualitas Rendah 0,0005ns 0,0004ns -0,0003ns -0,0022ns -0,0005ns -0,0011ns
Kualitas Sedang 0,0005ns 0,0001ns -0,0003ns -0,0020ns 0,0000ns 0,0000ns
Kualitas Tinggi 0,0006ns 0,0001ns 0,0001ns -0,0012ns -0,0002ns -0,0007ns
Keterangan : ns = pengaruh tidak nyata pada lama inkubasi yang sama.
Net N-NH4+ berkorelasi positif dengan konsentrasi NH4+ tanah dan
berkorelasi negatif dengan konsentrasi NO3- tanah. Penambahan seresah
kualitas rendah Anacardium occcidentale bernisbah (L+P)/N seresah 24.3 pada dosis tinggi 5 Mg/ha terjadi peningkatan net N-NH4+ atau pelepasan
N-NH4+ (amonifikasi) tertinggi 0.0379 ppm pada masa inkubasi 20 HST dan
mengalami penurunan amonifikasi pada masa inkubasi 40 HST hingga -0.0332 ppm. Amonifikasi pada penambahan seresah kualitas sedang Curcuma domestica bernisbah (L+P)/N seresah 19.15 mengalami peningkatan mencapai puncaknya pada masa inkubasi 20 HST tertinggi 0.0277 ppm dosis 5 Mg/ha, sedang pada masa inkubasi 40 HST terjadi penurunan amonifikasi hingga -0.0226 ppm. Amonifikasi pada penambahan seresah kualitas tinggi Tithonia diversifolia bernisbah (L+P)/N seresah 8.26 mengalami peningkatan tertinggi 0.0101 ppm dosis 5 Mg/ha pada masa inkubasi 20 HST dan mengalami penurunan terendah -0.0303 ppm dosis 5 Mg/ha pada masa inkubasi 40 HST.
