PENGARUH PEMBERIAN FOSFAT ALAM DAN PUPUK N TERHADAP KELARUTAN P, CIRI KIMIA TANAH DAN RESPONS TANAMAN PADA TYPIC DYSTRUDEPTS DARMAGA

Transkripsi

1 PENGARUH PEMBERIAN FOSFAT ALAM DAN PUPUK N TERHADAP KELARUTAN P, CIRI KIMIA TANAH DAN RESPONS TANAMAN PADA TYPIC DYSTRUDEPTS DARMAGA RAFLI IRLAND KAWULUSAN SEKOLAH PASCASARJANA INSTITUT PERTANIAN BOGOR 2007

2 PERNYATAAN MENGENAI TESIS DAN SUMBER INFORMASI Dengan ini saya menyatakan bahwa tesis Pengaruh Pemberian Fosfat Alam dan Pupuk N terhadap Kelarutan P, Ciri Kimia Tanah dan Respons Tanaman pada Typic Dystrudepts Darmaga adalah benar-benar merupakan hasil karya sendiri dan belum pernah digunakan untuk memperoleh gelar sejenis. Semua sumber data dan informasi yang digunakan telah dinyatakan secara jelas dan dapat diperiksa kebenarannya. Bogor, Mei 2007 Rafli Irland Kawulusan NIM A

3 ABSTRAK RAFLI IRLAND KAWULUSAN. Pengaruh Pemberian Fosfat Alam dan Pupuk N terhadap Kelarutan P, Ciri Kimia Tanah dan Respons Tanaman pada Typic Dystrudepts Darmaga. Dibimbing oleh KOMARUDDIN IDRIS, RYKSON SITUMORANG, dan ELSJE L. SISWORO. Rendahnya produksi pertanian pada tanah-tanah masam di Indonesia secara umum disebabkan oleh rendahnya ketersediaan unsur hara fosfor dan nitrogen. Salah satu alternatif untuk mengatasi masalah tersebut yaitu dengan cara melakukan pemupukan P dan N. Penggunaan fosfat alam sebagai sumber pupuk P memiliki prospek yang baik di masa depan karena adanya beberapa kelebihan, yaitu murah dalam hal pengadaan dan mengandung unsur-unsur hara yang lain terutama Ca dan Mg serta beberapa unsur mikro seperti Fe, Cu dan Zn. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui pemberian fosfat alam dan pupuk N terhadap ciri kimia tanah dan respons tanaman jagung. Penelitian ini dilaksanakan mulai bulan Juni 2004 April 2005 dengan menggunakan bahan tanah Typic Dystrudepts Darmaga yang diambil dari kebun percobaan Cikabayan pada kedalaman 0-30 cm. Penelitian ini terdiri dari percobaan inkubasi dan percobaan pot. Percobaan inkubasi bertujuan untuk (1) mengetahui pengaruh fosfat alam dan pupuk N terhadap kelarutan P dari fosfat alam dan (2) mengetahui pengaruh fosfat alam dan pupuk N terhadap ciri kimia tanah. Percobaan pot dilakukan untuk mengetahui pengaruh fosfat alam dan pupuk N terhadap respons tanaman, serapan P dan N, serta efisiensi pemupukan P dan N. Hasil percobaan inkubasi menunjukkan bahwa (1) pemberian pupuk N satu minggu sebelum fosfat alam memberikan kelarutan P yang lebih baik daripada pemberian pupuk N yang bersamaan dengan fosfat alam, (2) kombinasi antara ZA dengan fosfat alam memberikan kelarutan P dari fosfat alam yang lebih tinggi pada minggu ke-1 dan ke-3 setelah inkubasi dibanding kombinasi Urea dengan FA, (3) pemberian pupuk N dan fosfat alam berpengaruh nyata meningkatkan kadar P-tersedia, ph tanah, menurunkan kadar Al-dd serta meningkatkan kadar kation basa dapat dipertukarkan (Ca dan Mg). Hasil percobaan pot menunjukkan bahwa pemberian fosfat alam dan pupuk N berpengaruh nyata meningkatkan bobot kering tanaman, serapan P dan N, serta efisiensi pemupukan P dan N terutama pada kombinasi antara ZA dengan FA. Kata Kunci : Fosfat alam, Urea. ZA, Typic Dystrudepts, Jagung.

4 PENGARUH PEMBERIAN FOSFAT ALAM DAN PUPUK N TERHADAP KELARUTAN P, CIRI KIMIA TANAH DAN RESPONS TANAMAN PADA TYPIC DYSTRUDEPTS DARMAGA RAFLI IRLAND KAWULUSAN Tesis sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Magister Sains pada Program Studi Ilmu Tanah SEKOLAH PASCASARJANA INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2007

5 Judul Tesis : Pengaruh Pemberian Fosfat Alam dan Pupuk N terhadap Kelarutan P, Ciri Kimia Tanah dan Respons Tanaman pada Typic Dystrudepts Darmaga Nama : Rafli Irland Kawulusan NIM : A Disetujui, Komisi pembimbing Dr. Ir. Komaruddin Idris, MS Ketua Prof. Dr. Ir. Rykson Situmorang, MS Anggota Prof Res. Ir. Elsje L.Sisworo, MS APU Anggota Diketahui, Ketua Program Studi Ilmu Tanah Dekan Sekolah Pascasarjana Dr. Ir. Komaruddin Idris, MS Prof. Dr. Ir. Khairil Anwar Notodiputro, MS Tanggal Ujian : 08 Mei 2007 Tanggal Lulus : 28 Mei 2007

6 RIWAYAT HIDUP Penulis dilahirkan di Manado, Sulawesi Utara pada tanggal 7 Oktober 1975 sebagai anak dari pasangan Ayahanda Hasan Kawulusan (Alm) dan Ibunda Hairia Arbie. Pada tahun 1988 penulis menyelesaikan pendidikan dasar di SDN 8 Manado dan melanjutkan ke SMPN 1 Manado selama tiga tahun dan lulus pada tahun Selanjutnya penulis melanjutkan ke SMAN 2 Manado dan lulus pada tahun Penulis memperoleh gelar Sarjana Pertanian dari Fakultas Pertanian Jurusan Tanah, Universitas Sam Ratulangi, di Manado pada tahun Dan di tahun 2001 penulis melanjutkan studi di Program Studi Ilmu Tanah Sekolah Pasca Sarjana, Institut Pertanian Bogor. Sejak tahun 2003 penulis diterima sebagai staf pengajar di jurusan Ilmu Tanah Fakultas Pertanian Universitas Sam Ratulangi Manado.

7 PRAKATA Puji dan syukur penulis panjatkan pada Allah SWT atas segala karunia- Nya sehingga penelitian dan penulisan tesis yang merupakan salah satu syarat untuk meraih gelar Magister Sains di Sekolah Pasca Sarjana, Institut Pertanian Bogor dapat diselesaikan. Penelitian ini dilaksanakan dari bulan Juli 2004 sampai dengan April 2005, dengan judul Pengaruh Pemberian Fosfat Alam dan Pupuk N terhadap Kelarutan P, Ciri Kimia Tanah dan Respons Tanaman pada Typic Dystrudepts Darmaga. Penulis menyampaikan terima kasih dan penghargaan yang sebesar-besarnya kepada Dr. Ir. Komaruddin Idris, MS selaku ketua komisi pembimbing sekaligus ketua program studi Ilmu Tanah SPs IPB atas dorongan, nasehat dan bimbingan selama penulis menjalani pendidikan dan penelitian. Terima kasih kepada Prof. Dr. Ir. Rykson Situmorang, MS dan Prof. Res. Ir. Elsje L. Sisworo, MS APU selaku anggota komisi pembimbing yang telah banyak bersabar dan banyak membimbing serta mengarahkan penulis selama penelitian dan penulisan tesis. Terimakasih juga kepada Dr. Ir. Sri Djuniwati, MSc selaku dosen penguji pada ujian tesis yang telah banyak memberikan masukan yang akan menyempurnakan tesis ini. Penulis juga mengungkapkan terima kasih yang setulus-tulusnya serta syukur atas kesabaran dan pengertian Ayahanda (Alm) Ir. Hasan Kawulusan, MS semasa hidupnya yang telah banyak mengarahkan dan menyemangati penulis selama penulis menjalani studi di IPB ini dan Ibunda Hairia Arbie, Kakakku Syafrizal Kawulusan dan keluarga, terima kasih untuk doa, dorongan, motivasi, kasih sayang sehingga penulis dapat menyelesaikan studi dan penelitian. Untuk dinda Diana Novianti, SP MSi atas cinta dan kasih sayang serta kesetiaan mendampingi penulis dalam menyelesaikan studi ini. Tidak lupa terima kasih buat rekan-rekan seperjuangan Ilmu Tanah 2001, teman kos sekaligus teman diskusi Dr. Ir. Khairil Anwar, MS atas masukanmasukan yang bermanfaat kepada penulis dalam menyelesaikan penulisan ini. Serta lab s crew yang tidak dapat disebutkan satu persatu tetapi telah banyak membantu penulis terutama dalam penyediaan fasilitas untuk jalannya penelitian. Penulis menyadari bahwa di dalam penyusunan tulisan ini masih banyak kekurangan dan kelemahan. Oleh sebab itu penulis sangat berharap adanya kritik dan saran dari pembaca demi perbaikan tulisan ini. Semoga karya ilmiah ini dapat bermanfaat di kemudian hari. Amiin. Bogor, Mei 2007 Rafli Irland Kawulusan

8 DAFTAR ISI Halaman DAFTAR TABEL... ix DAFTAR GAMBAR... xii PENDAHULUAN... 1 Latar Belakang... 1 Tujuan... 4 Hipotesis... 4 TINJAUAN PUSTAKA... 5 Bentuk P di Dalam Tanah... 5 Ketersediaan Fosfor Tanah dan Jerapan P... 6 Sumber, Sifat Kimia dan Kelarutan Fosfat Alam... 8 Pengaruh Fosfat Alam terhadap Tanah dan Tanaman Pengaruh Pupuk N terhadap Tanah dan Tanaman BAHAN DAN METODE Tempat dan Waktu Penelitian Bahan dan Alat Persiapan Tanah Penentuan Takaran Fosfat Alam Kelarutan P dari Fosfat Alam Perubahan Ciri Kimia Tanah dan Respons Tanaman Pengolahan Data HASIL DAN PEMBAHASAN Kelarutan P dari Fosfat Alam Reaksi Tanah Aluminium Dapat Dipertukarkan P-tersedia Basa Dapat Dipertukarkan Bobot Kering Tanaman Serapan P-Tanaman Serapan N-Tanaman Efisiensi Pemupukan P Efisiensi pemupukan N PEMBAHASAN UMUM KESIMPULAN DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN... 50

9 DAFTAR TABEL No Teks Hal 1 Pengaruh Pupuk N dan FA terhadap Kelarutan P Pengaruh Pupuk N dan FA terhadap ph Tanah Pengaruh Pupuk N dan FA terhadap Al-dd Pengaruh Pupuk N dan FA terhadap P-tersedia Pengaruh Pupuk N dan FA terhadap Ca-dd dan Mg-dd Pengaruh Pupuk N dan FA terhadap Bobot Kering Tanaman Pengaruh Pupuk N dan FA terhadap Serapan P-bdt dan P- bdp Pengaruh Pupuk N dan FA terhadap Serapan N-bdt dan N- bdp Pengaruh Pupuk N dan FA terhadap Efisiensi Pemupukan P Pengaruh Pupuk N dan FA terhadap Efisiensi Pemupukan N Lampiran 1 Kadar Hara FA Bojonegoro Sifat Kimia dan Fisik Tanah Percobaan Analisis Perlakuan Pupuk N dan FA terhadap Kelarutan P pada 1 MSI Analisis Ragam Perlakuan Pupuk N dan FA terhadap Kelarutan P pada 1 MSI Analisis Perlakuan Pupuk N dan FA terhadap Kelarutan P pada 3 MSI Analisis Ragam Perlakuan Pupuk N dan FA terhadap Kelarutan P pada 3 MSI Analisis Perlakuan Pupuk N dan FA terhadap Kelarutan P pada 5 MSI... 54

10 8 Analisis Ragam Perlakuan Pupuk N dan FA terhadap Kelarutan P pada 5 MSI Analisis Perlakuan Pupuk N dan FA terhadap ph Analisis Ragam Perlakuan Pupuk N dan FA terhadap ph Analisis Perlakuan Pupuk N dan FA terhadap Al-dd Analisis Ragam Perlakuan Pupuk N dan FA terhadap Al-dd Analisis Perlakuan Pupuk N dan FA terhadap P-tersedia Analisis Ragam Perlakuan Pupuk N dan FA terhadap P-tersedia Analisis Perlakuan Pupuk N dan FA terhadap Ca-dd Analisis Ragam Perlakuan Pupuk N dan FA terhadap Ca-dd Analisis Perlakuan Pupuk N dan FA terhadap Mg-dd Analisis Ragam Perlakuan Pupuk N dan FA terhadap Mg-dd Analisis Perlakuan Pupuk N dan FA terhadap Bobot Kering Tanaman Analisis Ragam Perlakuan Pupuk N dan FA terhadap Bobot Kering Tanaman Analisis Perlakuan Pupuk N dan FA terhadap Serapan P-bdt Analisis Ragam Perlakuan Pupuk N dan FA terhadap Serapan P- bdt Analisis Perlakuan Pupuk N dan FA terhadap Serapan P-bdp Analisis Ragam Perlakuan Pupuk N dan FA terhadap Serapan P- bdp Analisis Perlakuan Pupuk N dan FA terhadap Serapan N-bdt Analisis Ragam Perlakuan Pupuk N dan FA terhadap Serapan N- bdt Analisis Perlakuan Pupuk N dan FA terhadap Serapan N-bdp Analisis Ragam Perlakuan Pupuk N dan FA thdp Serapan N-bdp... 64

11 29 Analisis Perlakuan Pupuk N dan FA thd Efisiensi Pemupukan P Analisis Ragam Perlakuan Pupuk N dan FA terhadap Efisiensi Pemupukan P Analisis Perlakuan Pupuk N dan FA terhadap Efisiensi Pemupukan N Analisis Ragam Perlakuan Pupuk N dan FA terhadap Efisiensi Pemupukan N... 66

12 DAFTAR GAMBAR No Teks Hal 1 Hubungan FA dengan Kadar P-larut Air Pengaruh Pemberian Pupuk N terhadap Kelarutan P dari FA Pengaruh Waktu Pemberian Pupuk N & FA terhadap Kelarutan P Pengaruh Perlakuan FA yang Dikombinasikan dengan Urea atau ZA terhadap ph Pengaruh Perlakuan FA yang Dikombinasikan dengan Urea atau ZA terhadap Al-dd Pengaruh Perlakuan FA yang Dikombinasikan dengan Urea atau ZA terhadap P-tersedia Pengaruh Perlakuan FA yang Dikombinasikan dengan Urea atau ZA terhadap Ca-dd dan Mg-dd Pengaruh Perlakuan FA yang Dikombinasikan dengan Urea atau ZA terhadap Bobot Kering Tanaman Pengaruh Perlakuan FA yang Dikombinasikan dengan Urea atau ZA terhadap Serapan P-bdt dan P-bdp Pengaruh Perlakuan FA yang Dikombinasikan dengan Urea atau ZA terhadap Serapan N-bdt dan N-bdp Pengaruh Perlakuan FA yang Dikombinasikan dengan Urea atau ZA terhadap Efisiensi Pemupukan P Pengaruh Perlakuan FA yang Dikombinasikan dengan Urea atau ZA terhadap Efisiensi Pemupukan N... 41

13 PENDAHULUAN Latar Belakang Di daerah tropik seperti Indonesia, masalah kekurangan hara yang biasa dihadapi dalam usaha pertanian adalah kekahatan P. Hingga saat ini pemupukan P dalam usaha pertanian pangan umumnya diberikan dalam bentuk pupuk P larut air. Penggunaan pupuk P larut air, akan meningkatkan biaya produksi pertanian disebabkan mahalnya harga pupuk tersebut akibat bahan baku untuk pembuatan pupuk P masih dipenuhi dari impor dan juga adanya penghapusan subsidi pupuk ini oleh pemerintah. Disamping itu dari segi agronomik, P larut air akan sangat cepat menurun efektifitasnya (Muller 1986) terutama bila digunakan di tanah masam yang tidak mendapatkan pengapuran terlebih dahulu. Sebagai alternatif pengganti pupuk buatan ini dapat digunakan pupuk fosfat alam. Penggunaan pupuk fosfat alam sebagai pupuk mempunyai prospek yang baik di masa depan, selain biaya pengadaannya yang lebih murah juga mempunyai efektivitas relatif sama atau bahkan lebih tinggi dari pupuk TSP (Diamond et al. 1986). Disamping itu fosfat alam mempunyai kandungan unsurunsur hara lain terutama Ca dan Mg serta beberapa unsur mikro seperti Fe, Cu, dan Zn yang relatif tinggi dibanding pupuk buatan, sehingga pupuk fosfat alam dapat digunakan sebagai bahan untuk memperbaiki sifat fisik dan kimia tanah. Diduga deposit fosfat alam di Indonesia jumlahnya cukup banyak, meskipun ditemukan tersebar di beberapa lokasi. Lokasi endapan sebagian besar terdapat di pulau Jawa dan sisanya di luar pulau Jawa, yaitu Kalimantan, Sulawesi dan Irian Jaya. Dugaan cadangan fosfat alam di Indonesia sangat bervariasi. Menurut Hardjanto (1986) cadangan fosfat alam yang ada di Pulau Jawa sekitar ton. Sedangkan Prian dalam Idris (1992) yang meneliti cadangan fosfat alam terutama di Pulau Jawa menduga sekitar 7 hingga 10 juta ton. Sementara itu sumber dari PPTM (Pusat Pengembangan Teknologi Mineral) Bandung memperkirakan cadangan fosfat alam di Pulau Jawa dan Madura berjumlah sekitar 9.5 hingga 20 juta ton (Bisri dan Permana 1991).

14 Sifat penting fosfat alam dalam kaitan dengan tanaman adalah kelarutannya. Kelarutan atau reaktivitas fosfat alam tergantung pada karakteristik kimia dan mineraloginya. Khasawneh dan Doll (1978) berpendapat bahwa ada tiga faktor utama yang mempengaruhi pelarutan fosfat alam didalam tanah yaitu ph tanah, Ca dapat ditukar, aktifitas H 2 PO - 4 atau HPO 2-4 /kapasitas retensi tanah dan bahan organik. Pengaruh faktor ph tanah, Ca dapat ditukar dan aktifitas H 2 PO atau HPO 4 /kapasitas retensi tanah tersebut, terlihat dari reaksi pelarutan fosfat alam yang dapat digambarkan sebagai berikut (Hammond et al. 1986): Ca 10 (PO 4 ) 6 F H + > 10 Ca H 2 PO F - Reaksi diatas menunjukkan bahwa pelarutan fosfat alam membutuhkan lingkungan yang masam (Khasawneh dan Doll 1978; Hammond dan Diamond 1987). Penggunaan fosfat alam yang digiling halus umumnya direkomendasikan hanya di tanah dengan ph kurang dari 5.5 (Hammond dan Diamond 1987). Beberapa tanah tropika masam mempunyai Ca dapat dipertukarkan dan konsentrasi P relatif rendah sehingga memberikan kondisi yang sesuai untuk pemakaian fosfat alam (Hammond et al. 1986). Pengapuran tanah masam menyebabkan penurunan kelarutan fosfat alam, akibat peningkatan ph dan Ca dapat ditukar (Hammond et al. 1986; Hammond dan Diamond 1987). Nitrogen merupakan salah satu unsur hara yang penting bagi pertumbuhan tanaman. Jumlah nitrogen di dalam tanah tidak mencukupi kebutuhan nitrogen tanaman. Oleh karena itu untuk mencukupi kebutuhan tersebut diperlukan pemupukan nitrogen. Bentuk nitrogen yang diabsorbsi tanaman berbeda-beda. Ada tanaman yang lebih baik tumbuh bila diberi NO - 3 dan ada pula yang lebih baik bila NH + 4 dan ada pula tanaman yang tidak terpengaruh oleh bentuk-bentuk ini. Tanaman padi sawah mengambil nitrogen biasanya dalam bentuk NH + 4. Sebaliknya tanaman-tanaman - lahan kering biasanya mengabsorbsi bentuk NO 3 yang terbanyak. Jumlah nitrogen yang dapat diambil oleh tanaman dari pupuk nitrogen yang diberikan adalah hanya sebagian saja, sedangkan sebagiannya lagi digunakan oleh jasad mikro, diretensi oleh tanah, hilang karena pencucian dan penguapan dalam bentuk gas-gas nitrogen.

15 Pemupukan nitrogen dengan menggunakan pupuk nitrogen yang mengandung ammonium dapat menyebabkan terjadinya pemasaman tanah. Hal ini disebabkan karena terjadinya proses nitrifikasi dari ion ammonium yang akan menghasilkan H + sehingga menyebabkan penurunan ph tanah (Kennedy 1992). - Ammonium nitrat NH 4 NO 3 + 2O - 2 > 2NO 3 + 2H + + H 2 O - Urea (NH 2 ) 2 CO + 4O - 2 > 2NO 3 + 2H + + CO 2 + H 2 O - Ammonium sulfat (NH 4 ) 2 SO 4 + 4O > 2NO 3 + SO 4 + 4H + + 2H 2 O Hasil penelitian dari Purbopuspito dan Wuntu (1997) terhadap perubahan sementara ph tanah Andosol akibat pemberian Urea menunjukkan bahwa pemberian Urea setara dosis 100 kg Urea/ha ph tanah maksimum dicapai pada hari kedua, yaitu pada ph 6.17 dari ph awal sebesar 5.68 dan selanjutnya ph tanah menurun hingga 5.27 pada pengukuran hari terakhir (hari ke-9). Sedangkan ph tanah maksimum untuk pemberian Urea setara dosis 200 kg Urea/ha juga dicapai pada hari kedua, yaitu pada ph 6.28 dan pada pengukuran hari terakhir dicapai ph 5.23.

16 Tujuan Secara umum penelitian ini bertujuan : 1. Mempelajari pengaruh fosfat alam dan pupuk Urea atau ZA terhadap perubahan ciri kimia tanah dan respons tanaman. 2. Mempelajari waktu pemberian pupuk Urea atau ZA dengan fosfat alam terhadap kelarutan P dari fosfat alam. 3. Mempelajari serapan P dan N serta efisiensi P dan N dengan teknik isotop. Hipotesis Hipotesis yang digunakan dalam penelitian ini adalah : 1. Pemberian fosfat alam dan pupuk N dapat mempengaruhi perubahan ciri kimia tanah, di antaranya adalah meningkatkan ph, P-tersedia, kation dapat dipertukarkan (Ca, Mg, K, dan Na) dan menurunkan kadar Al-dd serta mempengaruhi respons tanaman dan meningkatkan serapan P dan N serta efisiensi pemupukan P dan N. 2. Pemberian fosfat alam yang didahului oleh pemberian berbagai jenis pupuk N menghasilkan kelarutan fosfat alam yang lebih tinggi dibandingkan pemberian jenis pupuk N bersamaan dengan fosfat alam. 3. Pemberian pupuk ZA dapat meningkatkan kelarutan P dari fosfat alam lebih tinggi dibandingkan dengan pemberian pupuk Urea. 4. Efisiensi P dan N pada pemberian ZA lebih tinggi dibandingkan dengan pemberian Urea dan fosfat alam.

17 TINJAUAN PUSTAKA Bentuk P di Dalam Tanah Di dalam tanah fosfor di jumpai dalam bentuk organik dan anorganik. Perbandingan jumlah antara P-organik dan P-anorganik sangat bervariasi. Pada tanah permukaan variasi itu berkisar antara 3 persen P-organik dan 97 persen P- anorganik sampai 75 persen P-organik dan 25 persen P-anorganik (Black 1968). Dalam bentuk anorganik, satu hingga tiga atom hidrogen dari asam fosfat digantikan oleh kation logam. Sebagai bentuk organik, satu mungkin lebih atom hidrogen dari asam fosfat hilang karena ikatan ester. Sisa dari atom hidrogen, seluruhnya atau sebagian digantikan kation logam. Kedua bentuk fosfor ini merupakan sumber P yang penting untuk tanaman (Hakim et al. 1986). Fosfor organik tanah dijumpai dalam bentuk asam nukleat, inositol fosfat, dan fosfolipid (Havlin et al. 1999). Sedangkan fosfat anorganik menurut Chang dan Jackson (1957) dibedakan menjadi empat kelompok utama yaitu kalsium fosfat (Ca-P), aluminium fosfat (Al-P), besi fosfat (Fe-P), dan reductant soluble P (RS-P) atau P larut dalam keadaan tereduksi. Ditinjau dari segi kebutuhan tanaman, P-anorganik berperan lebih besar dibandingkan dengan P-organik, karena P yang diambil akar tanaman paling banyak dalam bentuk P ini (Black 1968). Sumber utama P-anorganik tanah ialah mineral apatit. Mineral ini mengandung 95 % P dan dapat ditemukan pada batuan beku, batuan metamorf dan terutama pada batu kapur. Mineral ini akan semakin berkurang dengan semakin lanjut tingkat pelapukan tanah (Black 1968; Blair 1979). Penyebaran fosfat anorganik tanah dapat digunakan untuk mengukur tingkat pelapukan kimia. Urutan penyebarannya sesuai dengan tingkat hancuran iklim dari tanah yang berumur muda hingga lanjut adalah Ca-P > Al-P > Fe-P > P- terselubung (Djokosudardjo 1974). Pada tanah-tanah yang telah mengalami hancuran iklim agak lanjut, sebagian besar P berada dalam bentuk Al-P, kemudian Fe-P, sedangkan Ca-P relatif sedikit. Pratt dan Garber (1964) berpendapat bahwa bentuk Al-P merupakan bentuk P yang paling penting disamping bentuk P larut dalam air bagi tanaman pada tanah masam. Lebih lanjut Kudeyarova (1981)

18 menjelaskan bahwa bentuk Al-P yang mempunyai ketersediaan P yang cukup tinggi tersebut merupakan bentuk Al-P yang baru diendapkan dan mempunyai derajat kristalisasi yang masih rendah. Ketersediaan Fosfor Tanah dan Jerapan P Fosfor tanah pada umumnya berada dalam bentuk yang tidak tersedia bagi tanaman. Tanaman akan menyerap fosfor dalam bentuk orthofosfat (H 2 PO - 4, HPO 2-4, dan PO 3-4 ). Jumlah masing-masing bentuk tergantung pada ph tanah, tetapi umumnya bentuk H 2 PO - 4 terbanyak dijumpai pada ph tanah berkisar (Hakim et al. 1986). Ketersediaan fosfat anorganik tanah sangat ditentukan oleh faktor-faktor sebagai berikut : 1) ph tanah, 2) ion Fe, Al, dan Mn larut, 3) adanya mineral yang mengandung Fe, Al, dan Mn, 4) tersedianya Ca, 5) jumlah dan tingkat dekomposisi bahan organik dan 6) kegiatan jasad renik. Pada tanah masam, fosfat yang berasal dari pupuk P akan diretensi atau difiksasi oleh Al, Fe dan liat silikat (Tisdale et al. 1985; Tan 1998). Menurut Tan (1998) pada tanah masam terdapat dengan jumlah yang nyata ion-ion Al, Fe, dan Mn, baik larut maupun dapat dipertukarkan, sehingga fosfat dijerap oleh kompleks jerapan, dimana ion-ion itu bertindak sebagai jembatan. Fosfat yang diretensi dengan cara ini dapat digunakan tanaman. Retensi fosfat dapat pula terjadi karena fosfat bereaksi dengan ion-ion larut tersebut, yang persamaan reaksinya oleh Tan (1998) dinyatakan sebagai berikut : Al H 2 PO 4 Al (H 2 PO 4 ) 3 Fosfat yang terbentuk sukar larut dalam air, dan dengan waktu menjadi kurang tersedia bagi tanaman. Lebih lanjut dikemukakannya bahwa fiksasi fosfat pada tanah masam dilakukan oleh hidro-oksida Al dan Fe serta liat silikat. Fiksasi fosfat oleh hidro-oksida Al itu, secara sederhana digambarkan sebagai berikut: OH OH - Al OH + H 2 PO 4 Al H 2 PO 4 OH OH Hasil reaksi hidro-oksida Al dan Fe dengan fosfat pada akhirnya akan membentuk varisit (AlPO 4.2H 2 O) dan strengit (FePO 4.2H 2 O). Sedangkan fiksasi fosfat oleh liat sillikat terutama terjadi pada liat silikat yang mempunyai banyak gugus OH

19 yang tersembul keluar seperti kaolinit. Ion fosfat akan menggantikan kedudukan OH yang tersembul itu, sehingga dapat bereaksi dengan Al oktahedral liat yang bersangkutan. Fosfat yang difiksasi dengan cara ini lebih tinggi pada liat tipe 1 : 1 dibanding dengan liat tipe 2 : 1, karena liat yang disebut pertama disamping memiliki banyak gugus OH yang tersembul, juga mempunyai nisbah SiO 2 : R 2 O 3 (seskuioksida) dan kapasitas tukar kation yang lebih rendah dari liat yang disebut terakhir (Tan 1998). Djokosudardjo (1974) mengemukakan bahwa pemberian pupuk fosfat ke dalam tanah menyebabkan terjadinya perubahan kimia sehingga terbentuk senyawa-senyawa Al-P, Fe-P, Ca-P dan P-organik. Senyawa-senyawa ini berada dalam keseimbangan dengan fosfat dalam larutan tanah membentuk suatu sistem keseimbangan yang kompleks. Fosfat dalam larutan tanah akan diserap tanaman, lalu terbentuk keseimbangan baru lagi. Tanaman lebih mudah mengambil P dari bentuk Al-P. Bila bentuk Al-P tinggal sedikit maka ia akan menggunakan P dari bentuk Fe-P. Pada tanah masam jumlah P dalam bentuk Fe-P jauh lebih sedikit dibandingkan dengan bentuk Al-P. Jerapan P meningkat sejalan dengan semakin tingginya kadar liat tanah. Fox dan Kamprath (1970 dalam Sanchez dan Uehara 1980) melaporkan bahwa jerapan P sebesar 390 ppm terjadi pada Oxisol Columbia dengan kadar liat 38 %. Oxisol Brasil dengan kandungan liat 45 % dapat menjerap P sebesar 750 ppm, sedangkan Oxisol Hawai dengan kadar liat 70 % dapat menjerap P sebesar 900 ppm. Disamping kadar liat yang tinggi Oxisol dari Hawai juga didominasi oleh mineral kaolinit. Tanah-tanah yang memiliki mineral liat bebas Al dan Fe, jerapan P menunjukkan pola yang sama dengan jerapan pada Al- dan Fe-oksida. Pada tahap awal jerapan P yang terjadi mula-mula berjalan sangat cepat dan pada tahap berikutnya jerapan ini berjalan sangat lambat. Pada kenaikan ph dari 4.5 menjadi 7.0 jerapan pada gibsit menurun secara linier, sedangkan pada goetit sifat-sifat ini terjadi pada ph antara Gejala ini sebagai akibat adanya kompetisi ion OH pada tapak-tapak jerapan serta meningkatnya muatan negatif diatas ph 6.0. Pada gibsit nilai ini akan meningkat apabila di dalam tanah terdapat garam-garam Ca dan dengan adanya ion Al, Ca, dan O akan terbentuk krandalit

20 [CaAl 3 (PO 4 ) 2 (OH) 5.H 2 O] atau senyawa deltait [Ca 2 Al 2 (PO 4 ) 2 (OH) 4.H 2 O] (Sample et al. 1986). Sumber, Sifat Kimia dan Kelarutan Fosfat Alam Fosfat alam merupakan produk yang berasal dari deposit alam yang kemudian digiling/dihaluskan dengan ukuran tertentu. Penggunaan fosfat alam sebagai sumber pupuk P yang digunakan secara langsung perlu memperhatikan beberapa faktor utama yang dapat mempengaruhi efektifitasnya, diantaranya yaitu: sifat mineralogi dan kimia fosfat alam, kelarutannya dalam tanah, kandungan P, tanggap tanaman, dan efisiensi penggunaannya. Tiga sumber primer fosfat alam adalah marine fosforit, apatit dari batuan beku dan endapan guano. Endapan sekunder juga ditemukan dan merupakan turunan dari ketiga bahan tersebut (Cathcart 1987). Diantara ketiga deposit tersebut deposit sedimen marine yang paling banyak ditemukan (Khasawneh dan Doll 1978; Cathcart 1987). Deposit fosfat alam dari batuan beku dijumpai di alam sebagai terobosan magma dari batuan alkalin. Fosfat alam sedimen umumnya tersusun dari karbonat fluorapatit yang mempunyai kristal berukuran mikro dan dikenal sebagai frankolit (Khasawneh dan Doll 1978). Endapan fosforit ini umumnya ditemukan pada formasi-formasi tua. Fosfat alam tersebut dideposisikan di perairan dangkal di lempeng benua atau perairan yang lebih dalam di perbatasan lempeng benua dan samudra. Endapan guano merupakan endapan yang lebih sedikit dijumpai diantara ketiganya. Fosfat guano terbentuk melalui perembesan fosfat dari guano (kotoran burung laut atau kelelawar) ke batuan kapur atau batuan beku dibawahnya. Pada umumnya deposit ini kecil dan tersebar tidak merata (Catchart 1987). Cadangan deposit fosfat alam di Indonesia sekitar 7-8 juta ton. Di Jawa dan Madura, sebagian besar fosfat alam terdapat di daerah pegunungan karang, batu gamping atau dolomitik. Eksplorasi tahun 1990 oleh Direktorat Geologi dan Mineral, Departemen Pertambangan menemukan cadangan baru fosfat alam dari endapan laut di Kalipucang Ciamis, Jawa Barat dengan kadar % P 2 O 5. Besarnya cadangan fosfat alam tersebut adalah sebesar 2 juta ton. Stratifikasi fosfat alam pada lokasi tersebut adalah batu gamping masif, batu gamping

21 bioklastik, berpasir, dan terakhir adalah batu gamping berkarbon dengan kadar P 2 O 5 secara berurutan adalah , , , dan % (Moersidi 1999). Berdasarkan komposisi umum mineral penyusun yang ditemukan dalam tambang, fosfat alam dapat dikelompokkan kedalam tiga kelompok yaitu: besialuminium fosfat; kalsium-aluminium-besi-fosfat dan kalsium fosfat (McClellan 1978; Khasawneh dan Doll 1978). Kelompok kalsium fosfat merupakan kelompok fosfat alam komersial terpenting. Kelompok ini mempunyai ciri umum bersusun ion-ion menyerupai mineral-mineral yang dikategorikan sebagai apatit. Diluar kemiripan struktur, mineral-mineral dalam kelompok tersebut berbeda dan fluorapatit diasumsikan sebagai komposisi umum fosfat alam (McClellan 1978; Khasawneh dan Doll 1978). Penilaian kualitas fosfat alam sebagai pupuk dapat dilakukan secara kimia yang ditetapkan dengan pengekstrak asam lemah, seperti asam sitrat 2% atau asam format 2% atau dapat juga ditetapkan dengan asam kuat seperti HCl untuk mengetahui kadar total P 2 O 5. Hughes dan Gilkes (1984) mengembangkan metode untuk memperkirakan kelarutan fosfat alam dari peningkatan Ca dapat ditukar (ΔCa) dari tanah yang dipupuk dengan fosfat alam dikurangi dengan tanpa fosfat alam. Pada metode ini diasumsikan bahwa Ca yang dilepas oleh fosfat alam terakumulasi dalam tanah sebagai Ca yang dapat dipertukarkan yang diekstrak dengan pengekstrak tertentu. Hughes dan Gilkes (1984) menyarankan menggunakan pengekstrak BaCl 2 yang disangga pada ph 8.2. Penggunaan pengekstrak yang tidak disangga pada ph alkalin dapat melarutkan Al dapat dipertukarkan atau H dapat dipertukarkan ke dalam tanah pada saat dilakukan ekstraksi. Metoda ΔCa adalah metoda yang sederhana dan tidak disarankan digunakan pada percobaan rumah kaca, lapang atau inkubasi yang terbuka yang dimungkinkannya Ca dapat dipertukarkan dapat hilang diserap tanaman ataupun tercuci (Rajan et al. 1996). Kelarutan fosfat alam dapat juga ditentukan dengan pengekstrak 0.5 M NaHCO 3 (Olsen dan Watanabe 1957). Kelarutan fosfat alam ditetapkan berdasar selisih kadar P dari tanah yang diperlakukan dengan fosfat alam dan tanpa fosfat

22 alam (ΔBicp-P). Metode ini kemudian dimodifikasi dan dikembangkan Hughes dan Gilkes (1994) untuk menilai kelarutan fosfat alam pada tanah di Barat Daya Australia. Fosfat alam yang digunakan secara langsung reaktifitasnya dipengaruhi oleh ukuran butir. Makin halus ukuran butir fosfat alam makin reaktif, karena semakin tinggi permukaan fosfat alam yang bersentuhan dengan permukaan koloid tanah. Hammond dan Diamond ( 1987) menegaskan bahwa penggunaan fosfat alam yang digiling halus umumnya direkomendasikan hanya di tanah dengan ph kurang dari 5.5. McClellan dan Kauwenberg (1992), Chien (1992), dan Moersidi (1999) mengemukakan bahwa besarnya karbonat yang mensubstitusi fosfat berpengaruh besar terhadap kelarutan fosfat alam apatit. Semakin tinggi jumlah karbonat yang mensubstitusi fosfat menyebabkan reaktivitas semakin tinggi. Hal ini berhubungan dengan panjang sumbu a dari kristal hexagonal mineral apatit, makin banyak substitusi karbonat makin pendek sumbu a-nya. Substitusi karbonat pada batuan apatit bila diurut dari rendah ke tinggi adalah fluorapatit, batuan metamorf, dan tertinggi adalah batuan sedimen. Disamping sifat internal, faktor lingkungan juga menentukan tingkat kelarutan fosfat alam. Ditegaskan oleh Khasawneh dan Doll (1978) bahwa ada tiga faktor utama yang mempengaruhi pelarutan fosfat alam di dalam tanah yaitu ph tanah, konsentrasi Ca dan P di dalam larutan tanah. Disamping itu pelarutan fosfat alam juga dipengaruhi oleh besarnya immobilisasi P-labil dan sifat dari fosfat alam. Dalam tanah P-labil dapat berubah menjadi P-non labil atau diserap oleh tanaman, sehingga menurunkan konsentrasi P larutan tanah. Hammond et al. (1986) menggambarkan reaksi pelarutan fosfat alam sebagai berikut : Ca 10 (PO 4 ) 6 F H + 10 Ca H 2 PO F - Pada ph rendah kelarutan fosfat alam lebih tinggi dibandingkan pada ph tinggi. Engelstad et al. (1974) melaporkan bahwa pada ph tanah rendah (sekitar 4.6) kelarutan fosfat alam (dicerminkan oleh efektivitas agronomik) lebih tinggi dibanding pada ph tanah tinggi (sekitar 8). Karena pelarutan fosfat alam melepaskan ion Ca, maka tanah dengan kandungan Ca-dapat ditukar tinggi akan menurunkan kelarutan fosfat alam sesuai

23 dengan hukum aksi massa (Hammond et al. 1986). Untuk beberapa tanah tropik masam, Ca-dapat ditukar umumnya rendah, sehingga memberikan kondisi yang baik untuk pemberian fosfat alam. Faktor lain yang berhubungan dengan kelarutan fosfat alam adalah KTK tanah. Tanah berpasir dengan KTK rendah, tidak merangsang pelepasan Ca dari fosfat alam. Oleh karena itu pelarutan fosfat alam menjadi rendah yang pada akhirnya menurunkan efektivitas agronomik fosfat alam (Kanabo dan Gilkes 1988; Khasawneh dan Doll 1978). Kapasitas fiksasi P dari tanah menentukan kelarutan fosfat alam yang diberikan. Smyth dan Sanchez (1982) melaporkan bahwa kapasitas fiksasi P yang tinggi pada tanah mendorong pelarutan fosfat alam, namun pada saat yang sama konsentrasi P dalam larutan tanah tetap rendah. Hammond dan Leon (1983) juga melaporkan bahwa efektivitas fosfat alam dengan reaktivitas rendah memiliki efektivitas agronomik yang lebih tinggi jika diberikan pada tanah dengan fiksasi P rendah dibanding pada tanah dengan kapasitas fiksasi P tinggi. Pengaruh Fosfat Alam terhadap Sifat Kimia Tanah dan Pertumbuhan Tanaman Pemberian fosfat alam langsung pada tanah merupakan salah satu alternatif penggunaan pupuk P pada tanah masam di daerah tropik. Dikarenakan adanya residu dari fosfat alam, maka pemberian fosfat alam memiliki tujuan untuk perbaikan status P-tanah yang lebih langgeng yakni sebagai pemeliharaan pemupukan (Van der Paauw 1965). Pemberian fosfat alam akan meningkatkan ph tanah, Ca dan Mg dapat ditukar lebih tinggi, dan menurunkan lebih rendah Al dapat ditukar dibanding pupuk superfosfat (Yost et al. 1982). Pemberian fosfat alam Christmas pada takaran 38 kg P/ha yang diberikan setiap musim tanam dapat meningkatkan kadar P-Olsen walaupun peningkatannya lebih rendah dibandingkan pemberian SP 36 yang disertai kapur (Santoso et al. 2000). Penggunaan fosfat alam Lamongan dan fosfat alam Bogor yang diberikan pada tanah masam Jasinga dan Sitiung IV dapat menurunkan Al-dd, meningkatkan ph tanah, P-Olsen, Ca-dd, serta menurunkan kapasitas jerapan P, dan konstanta energi pengikatan P (Idris 1995).

24 Hammond dalam Chien (1992) dalam penelitiannya menggunakan empat macam fosfat alam melaporkan bahwa terdapat korelasi sangat nyata antara P- Bray I dengan kelarutan fosfat alam dalam asam sitrat 2 %. Peningkatan takaran fosfat alam meningkatkan P-Bray I atau sebaliknya penurunan takaran fosfat alam yang diberikan menurunkan kadar P-Bray I. Semakin lama waktu inkubasi menyebabkan kadar P-Bray I semakin meningkat. Purnomo et al. (2001) melaporkan bahwa pemberian fosfat alam Christmas dan SP-36 takaran 38 kg P/ha pada Oxic Dystrudept selama 7 musim tanam menghasilkan kadar Fe-P, Al-P, dan Ca-P tanah lebih tinggi dibandingkan tanpa P. Chien et al. (1987) mengemukakan bahwa transformasi bentuk-bentuk P dalam tanah setelah 5 tahun dari 6 macam fosfat alam dan TSP pada Oxisols Columbia menghasilkan kadar Fe-P, Al-P dan Ca-P lebih besar dibandingkan tanpa P. Diantara bentuk-bentuk P tersebut, kadar P yang terikat Fe lebih besar dibandingkan kadar Al-P maupun Ca-P. Sekitar % fosfat alam yang diberikan sudah dapat terdekomposisi, sedangkan TSP sudah semuanya terdekomposisi dalam lima tahun. Kadar P dalam keseimbangan atau dalam larutan dapat digunakan untuk menentukan takaran P. Menurut Fox dan Kamprath (1970), Smyth dan Sanchez (1980), dan Iyamurenye et al. (1996) kebutuhan eksternal P sebesar 0.2 mg P L -1 atau setara dengan mmol L -1 (P 0,2 ) dalam larutan tanah merupakan kadar P optimum untuk pertumbuhan tanaman. Kebutuhan pupuk P untuk mencapai P 0,2 dipengaruhi oleh tekstur, kadar bahan organik, pemberian bahan amandemen, pemupukan P, kadar dan jenis liat. Pemberian fosfat alam Ciamis 80 kg P/ha pada tanah Plintic Kandiudult Lampung dapat meningkatkan hasil jagung 125 % dan nilai RAE menjadi 188 % lebih tinggi dari perlakuan tanpa fosfat alam. Fosfat alam Ciamis dan fosfat alam Hubei memberikan efek residu yang lebih baik pada musim tanam berikutnya dibandingkan SP 36 (Kasno et al. 1998). Penelitian menggunakan fosfat alam Maroko dan fosfat alam North Carolina dengan takaran 1 ton/ha pada Ultisol di Terbanggi, Lampung selama 5 tahun menunjukkan bahwa pada musim tanam pertama efektivitas fosfat alam lebih

25 rendah dibandingkan dengan perlakuan 400 kg TSP + 1 ton kapur/ha, namun pada musim-musim tanam selanjutnya fosfat alam memberikan efek residu yang lebih baik (Puslittanak 1993). Pemberian fosfat alam takaran 150 kg P 2 O 5 /ha dari deposit Lamongan dan Bojonegoro nyata meningkatkan bobot kering tanaman tebu varietas PS yang ditumbuhkan dalam pot dan hasil dari penggunaan fosfat alam ini setara dengan penggunaan SP-36. Respon positif tanaman tebu pada Ultisol, Subang disebabkan oleh peningkatan ketersediaan P dan Ca dalam tanah (Idris et al. 1997). Pengaruh Pupuk N terhadap Tanah dan Tanaman Nitrogen adalah salah satu unsur makro yang sangat essensial untuk pertumbuhan tanaman dan pada umumnya diambil oleh tanaman dalam bentuk ammonium dan nitrat. Ion-ion ammonium dan beberapa karbohidrat disintesis dalam daun yang akan diubah menjadi asam-asam amino terutama terjadi dalam daun yang berwarna hijau. Pengaruh nitrogen dalam meningkatkan pertumbuhan tidak hanya berpengaruh pada daun saja, tetapi makin tinggi nitrogen yang diberikan makin cepat sintesis karbohidrat yang akan diubah menjadi protein dan protoplasma. Oleh karena itu nitrogen mempunyai peranan penting dalam pertumbuhan vegetatif maupun generatif tanaman. Jumlah nitrogen di dalam tanah tidak mencukupi kebutuhan nitrogen tanaman. Oleh karena itu untuk mencukupi kebutuhan tersebut diperlukan pemupukan nitrogen. Pupuk nitrogen umumnya mudah larut dalam tanah, bersifat higroskopis dan mudah tercuci. Menurut Tisdale et al. (1985) dan Follet et al. (1981) proses nitrifikasi cepat terjadi pada ph dengan ph optimum sekitar 8.5, walaupun proses ini mulai terjadi pada ph 4.5. Menurut Murphy dalam Follet et al. (1981) bahwa pemberian pupuk Urea pada tanah lempung berdebu di Weldon, Amerika Serikat, meningkatkan ph tanah dari 6.0 menjadi 7.8 dalam waktu dua minggu setelah pemberian, setelah itu ph tanah menurun dari 7.8 menjadi 5.8 selama sepuluh minggu.

26 Hasil penelitian lapang selama 9 tahun dari Bouman et al. (1995) yang menggunakan pupuk Urea dan NH 3 -anhydrous menunjukkan bahwa pemberian kedua jenis pupuk tersebut dapat menurunkan ph tanah, kapasitas tukar kation, Ca dapat dipertukarkan, dan Mg dapat dipertukarkan. Hasil penelitian Grunes (1959) menunjukkan bahwa penempatan pupuk N bersama pupuk P dalam satu alur disamping tanaman jagung, lebih meningkatkan serapan P oleh jagung dibandingkan dengan pupuk N dan pupuk P ditempatkan dalam alur terpisah disamping jagung. Menurut Mengel dan Kirkby (1981) serta Barber (1984) penyerapan ion NH + 4 akan memacu serapan P oleh tanaman. - Sedangkan ion NO 3 akan menekan serapan P oleh tanaman tetapi memacu serapan kation Ca 2+, Mg 2+, dan K +. Tidak berimbangnya N dan P dalam tanaman jagung sangat mempengaruhi kenampakan gejala kekurangan N (Nelson 1956). Jika kadar N dan P rendah, maka pertumbuhan jagung lambat, tetapi gejala kekurangan N tidak tampak. Bilamana kebutuhan P dicukupi, maka gejala kekurangan akan jelas. Seringkali gejala kekurangan N tampak lebih jelas pada musim panas. Tanaman yang mengandung N yang cukup, sel-sel vegetatifnya tidak menebal sebab banyak karbohidrat yang diubah menjadi protein, sehingga banyak pula protoplasma yang terbentuk. Untuk dapat diserap akar tanaman maka unsur hara N harus mencapai permukaan akar melalui aliran massa dan difusi (Soepardi 1977). Pada tanah berdrainase dan beraerasi baik, aliran massa menyediakan sebagian besar hara N dalam bentuk ion NO dan sebagian kecil disediakan dalam bentuk ion NH 4 melalui difusi. Serapan air yang berlangsung terus-menerus menyebabkan air yang ada disekitar massa tanah bergerak ke daerah perakaran sambil membawa ion-ion hara terlarut. Nelson (1956) mengemukakan bahwa perolehan kembali N-pupuk oleh tanaman akan menurun dengan meningkatnya takaran N-pupuk yang diberikan ke tanah. Demikian pula perolehan N-pupuk akan rendah apabila pupuk N diberikan pada tanah permukaan lahan kering, tanah-tanah yang berkemampuan menyediakan N yang tinggi, maupun tanah-tanah yang berkemampuan pencucian

27 tinggi. Menurut Nelson (1956), perolehan kembali N-pupuk oleh tanaman jagung berkisar 20 % hingga 50 % dari dosis N-pupuk yang digunakan. Pada tanah-tanah yang sangat kekurangan N, pemberian 160 pound N per acre atau setara dengan 340 kg urea per hektare akan menghasilkan pipilan jagung maksimum (Nelson 1956). Menurut Efendi (1982) jumlah N yang diberikan ke tanah tergantung pada varietas tanaman dan kesuburan tanah, jumlahnya bervariasi dari 150 kg hingga 300 kg Urea per hektar.

28 BAHAN DAN METODE Penelitian ini dilaksanakan dalam dua tahap yaitu (1) percobaan di laboratorium untuk mempelajari perubahan sifat-sifat kimia tanah (ph tanah, P- tersedia (Bray-1), kadar kation dapat dipertukarkan (Ca dan Mg,), kemasaman tanah (Al-dd), dan kelarutan fosfat alam; dan (2) percobaan di rumah kaca untuk mempelajari respons tanaman jagung, serapan P dan N, serta efisiensi P dan N. Tempat dan Waktu Penelitian Penelitian ini dilaksanakan di Laboratorium Kimia dan Kesuburan Tanah dan Rumah Kaca Departemen Tanah, Fakultas Pertanian, Institut Pertanian Bogor. Penimbangan bobot kering dan analisis tanaman jagung dilaksanakan di Laboratorium Pusat Penelitian dan Pengembangan Isotop dan Radiasi, BATAN, Jakarta. Pelaksanaan penelitian dilakukan pada bulan Juni 2004 April Bahan dan Alat Bahan-bahan yang digunakan adalah tanah dari kebun percobaan Cikabayan Darmaga, pupuk N (Urea, dan ZA), fosfat alam (FA) Bojonegoro, air bebas ion, pupuk KCl dan SP-36 sebagai pupuk dasar, radioisotop 32 P dalam bentuk KH 32 2 PO 4 dan isotop stabil 15 N dan bahan-bahan kimia untuk analisis tanah dan tanaman. Tanaman indikator adalah tanaman jagung varietas Pioneer. Peralatan yang digunakan dalam penelitian ini adalah polibag, kantong plastik, kertas saring, timbangan, tabung film, pipet dan alat-alat laboratorium untuk analisis kimia tanah. Pelaksanaan Percobaan Persiapan Tanah Sebelum digunakan contoh tanah dikering anginkan terlebih dahulu dan diayak dengan ayakan 2 mm selanjutnya dilakukan analisis contoh tanah untuk mengetahui ciri-ciri kimia tanah awal yang meliputi ph tanah, kation-kation Ca, Mg, K, dan Na, KTK, P-Bray 1, dan Al-dd.

29 Penentuan Takaran FA Penentuan takaran FA berdasarkan kadar P dalam larutan tanah yaitu sebesar 0.2 μg P/ml (P 0,2 ) yang merupakan kadar P optimum dalam keseimbangan agar tanaman dapat tumbuh optimum (Fox dan Kamprath 1970). Takaran FA untuk mencapai P 0,2 ditentukan dengan cara menginkubasi tanah lolos saringan 2 mm sejumlah 250 g berat kering mutlak (BKM). Tanah diinkubasi selama 4 minggu pada 100% kapasitas lapang. Takaran FA yang diberikan adalah 0, 25, 50, 75, 100, 200, 300, 400, 500, 750, 1000, 1250, dan 1500 μg P/g tanah. Fosfor dalam larutan tanah ditetapkan berdasarkan ekstrak air dengan nisbah 1 : 5. Analisis P larut air dilakukan setiap minggu, dimulai umur 2 minggu setelah inkubasi (MSI) sampai 4 MSI. Selanjutnya antara FA yang ditambahkan dan kadar P dalam larutan tanah diregresikan, sehingga dapat diketahui berapa FA yang diperlukan untuk mencapai 0.2 μg P/ml dalam larutan tanah. Jumlah FA untuk mencapai P 0,2 disajikan pada Gambar 1. Berdasarkan nilai R 2 tertinggi maka penentuan takaran FA dalam penelitian ini menggunakan persamaan regresi minggu inkubasi kedua (Y2) sehingga takaran FA yang digunakan dalam penelitian ini adalah 251 ppm P dan lama inkubasi adalah 2 minggu. Selanjutnya perlakuan ditetapkan pada 0.0 ; 1.0 ; dan 2.0 kali 251 ppm P untuk dosis FA. P dalam larutan (ug P/ml) 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0 Y3 = x R 2 = Y2 = x R 2 = Y4 = 9E-05x R 2 = Minggu 2 Minggu 3 Minggu 4 FA ditambahkan (ug P/g) Gambar 1. Hubungan FA yang Ditambahkan dengan Kadar P-larut air pada 2, 3 dan 4 MSI

30 Kelarutan P dari Fosfat Alam Untuk mengetahui kelarutan P dari fosfat alam dilakukan percobaan inkubasi di laboratorium. Rancangan percobaan yang digunakan dalam percobaan ini adalah rancangan acak kelompok (RAK) tunggal dimana yang menjadi kelompok atau ulangan adalah waktu pemberian pupuk N. Waktu pemberian pupuk N dengan fosfat alam terdiri dari: (W2) pupuk N diberikan satu minggu terlebih dahulu dari fosfat alam dan (W1) pupuk N diberikan dalam waktu yang sama dengan fosfat alam. Adapun susunan dari perlakuan dalam percobaan ini adalah sebagai berikut Kontrol : tanpa pupuk N dan FA FA : FA 251 ppm P Urea : Urea 50 ppm N Urea + FA : Urea 50 ppm N + FA 251 ppm P ZA : ZA 50 ppm N ZA + FA : ZA 50 ppm N + FA 251 ppm P Kelarutan P dari FA ditentukan berdasarkan selisih kadar P-tersedia/P Bray 1 dari tanah yang diperlakukan dengan FA dan tanpa FA, sedangkan pengaruh pupuk N merupakan selisih antara perlakuan pemberian pupuk N dan FA dengan perlakuan pupuk N sehingga diperoleh susunan perlakuan sebagai berikut: Urea = (Urea 50 ppm N + FA 251 ppm P) (Urea 50 ppm N)) ZA = (ZA 50 ppm N + FA 251 ppm P) (ZA 50 ppm N) Analisis P-tersedia dilakukan pada minggu 1, 3, dan 5 setelah inkubasi (MSI). Tahapan analisis kelarutan FA adalah dengan menginkubasi tanah yang lolos saringan 2 mm seberat 500 g BKM dan dimasukkan dalam kantong plastik gelap. Selanjutnya FA dan pupuk N sesuai perlakuan diberikan pada masingmasing kantong plastik yang sudah berisi tanah, kemudian diaduk sampai merata. Setelah pengadukan merata, tanah diberikan air sedikit demi sedikit dan diaduk kembali sehingga jumlah air yang diberikan mencapai kondisi kapasitas lapang. Inkubasi dilakukan selama 5 minggu.

31 Perubahan Ciri Kimia Tanah dan Respons Tanaman Untuk mengetahui perubahan ciri kimia tanah dan respons tanaman maka dilakukan percobaan laboratorium dan rumah kaca. Rancangan percobaan yang digunakan adalah rancangan acak lengkap (RAL) tunggal dengan susunan perlakuan sebagai berikut : N0P0 : Kontrol N0P1 : Tanpa Pupuk N + FA 251 ppm P N0P2 : Tanpa Pupuk N + FA 502 ppm P U1P0 : Pupuk Urea 50 ppm N + tanpa FA U1P1 : Pupuk Urea 50 ppm N + FA 251 ppm P U1P2 : Pupuk Urea 50 ppm N + FA 502 ppm P U2P0 : Pupuk Urea 100 ppm N + tanpa FA U2P1 : Pupuk Urea 100 ppm N + FA 251 ppm P U2P2 : Pupuk Urea 100 ppm N + FA 502 ppm P Z1P0 : Pupuk ZA 50 ppm N + tanpa FA Z1P1 : Pupuk ZA 50 ppm N + FA 251 ppm P Z1P2 : Pupuk ZA 50 ppm N + FA 502 ppm P Z2P0 : Pupuk ZA 100 ppm N + tanpa FA Z2P1 : Pupuk ZA 100 ppm N + FA 251 ppm P Z2P2 : Pupuk ZA 100 ppm N + FA 502 ppm P Percobaan laboratorium dilakukan dengan menginkubasi contoh tanah sebanyak 500 gram BKM pada kapasitas lapang selama 6 minggu. Setelah itu diamati ciri-ciri kimia tanah yaitu ph, basa-basa dapat dipertukarkan ( Ca dan Mg), P-tersedia (P-Bray 1), dan Al-dd. Percobaan rumah kaca dilakukan dengan cara menimbang tanah seberat 2,5 kg BKM/polibag, selanjutnya tanah diberikan FA, jenis pupuk N dan dosis pupuk N sesuai perlakuan dan ditambah air bebas ion hingga kapasitas lapang. Kemudian ditambahkan pupuk dasar 100 kg KCl/ha (2 hari sebelum tanam), dan aplikasi isotop 32 P dari KH 32 2 PO 4 dan 15 N pada saat sesudah tanam. Benih jagung ditanam sebanyak 5 benih/pot. Penjarangan dilakukan pada 6 hari setelah tanam dengan memelihara 2 tanaman terbaik. Jagung dipanen pada umur vegetatif maksimum yaitu pada umur 40 hari setelah tanam.

32 Bobot kering tanaman diamati pada umur vegetatif maksimum dengan cara memanen bagian tanaman diatas tanah. Selanjutnya tanaman dianalisis kadar P total. Serapan P didapat dengan mengalikan kadar hara tersebut dengan bobot kering tanaman. Serapan total P = Bobot kering tanaman (g/pot) X kadar P dalam tanaman (%) Serapan P dari FA = % P dari FA X serapan total (μg P/pot) Aktivitas Jenis pada perlakuan dengan FA % P dari FA = ( 1 - ) X 100% Aktivitas jenis pada perlakuan tanpa FA Serapan P dari FA (mg P/pot) Efisiensi FA = X 100% Jumlah FA yang diberikan (mg P/pot) Serapan N dari pupuk N (mg P/pot) Efisiensi pupuk N = X 100% Jumlah pupuk N yang diberikan (mg P/pot) Pengolahan Data Data pada percobaan laboratorium dan rumah kaca dilakukan analisis ragam terhadap seluruh peubah yang diamati. Apabila hasil analisis ragam nyata, maka dilanjutkan dengan uji beda nyata terkecil (BNT) pada taraf 5 %.

33 HASIL DAN PEMBAHASAN Kelarutan P dari Fosfat Alam Rataan hasil pengukuran kadar P dari perlakuan FA dan pupuk N pada beberapa waktu inkubasi disajikan pada Tabel 1. Analisis ragamnya disajikan pada Lampiran 4, 6 dan 8. Tabel 1. Pengaruh Pupuk N dan FA terhadap Kelarutan P Perlakuan 1 MSI (ppm P) 3 MSI (ppm P) 5 MSI (ppm P) Kontrol b 7.94 b 4.53 b FA a a a Urea b b 4.68 b Urea + FA a a a ZA b 6.96 b 4.61 b ZA + FA a a a Ket. : Angka-angka pada kolom yang sama diikuti oleh huruf yang sama tidak berbeda nyata pada uji BNT 0.05 Hasil analisis ragam menunjukkan bahwa pemberian pupuk N berpengaruh nyata terhadap kelarutan P pada minggu 1, 3 dan 5 setelah inkubasi (Tabel Lampiran 4, 6 dan 8). Tabel 1 diatas terlihat bahwa kelarutan P pada pemberian pupuk FA yang dikombinasikan dengan Urea semakin meningkat seiring dengan meningkatnya lama waktu inkubasi. Sedangkan untuk perlakuan pemberian pupuk FA yang dikombinasikan dengan ZA mempunyai pola pelarutan P yang semakin menurun dengan meningkatnya lama waktu inkubasi. Akan tetapi hal ini belum mencerminkan kelarutan P dari FA. Oleh karena itu untuk menunjukkan kelarutan P dari FA akibat pemberian pupuk N maka ditentukan berdasarkan selisih kadar P-tersedia/P-Bray 1 antara perlakuan yang dipupuk N dan FA dengan perlakuan pupuk N saja seperti yang tertera pada Gambar 2. Gambar 2 menunjukkan bahwa kelarutan P dari FA secara umum semakin meningkat seiring dengan meningkatnya lama waktu inkubasi baik pada perlakuan FA dengan Urea maupun dengan ZA. Pada perlakuan FA yang dikombinasi dengan pupuk N nampak bahwa kombinasi pupuk ZA dengan FA memberikan kelarutan P dari FA tertinggi pada minggu ke-1 dan ke-3 setelah inkubasi (MSI)

34 dibandingkan dengan perlakuan Urea dengan FA. Sedangkan pada minggu ke-5, kelarutan P dari FA yang tertinggi adalah perlakuan Urea dengan FA. Tingginya pelarutan FA akibat pemberian pupuk ZA pada 1 MSI dan 3 MSI disebabkan oleh pengaruh pemasaman tanah yang dihasilkan dari pupuk ZA dimana dari hasil proses nitrifikasi pada pupuk ZA mampu menghasilkan 4H + dibandingkan Urea yang hanya menghasilkan 2H + seperti yang ditunjukkan pada reaksi berikut ini : Urea (NH 2 ) 2 CO + 4O - 2 > 2NO 3 + 2H + + CO 2 + H 2 O Ammonium sulfat (NH 4 ) 2 SO 4 + 4O > 2NO 3 + SO 4 + 4H + + 2H 2 O 40 37,05 35 Kadar P-tersedia (ppm P) ,03 21,79 18,34 17,9 24,97 Urea ZA 0 1 MSI 3 MSI 5 MSI Minggu Setelah Inkubasi (MSI) Gambar 2. Pengaruh Pemberian Pupuk N terhadap Kelarutan P dari FA Gambar 3 menunjukkan bahwa perlakuan pemberian pupuk N satu minggu terlebih dahulu dari FA (W2) mempunyai kelarutan P yang lebih tinggi dari perlakuan pemberian pupuk N secara bersamaan waktu dengan FA (W1). Perlakuan W2 cenderung mempunyai pola pelarutan P yang semakin meningkat dengan meningkatnya lama waktu inkubasi sedangkan perlakuan W1 mempunyai pola pelarutan P yang semakin menurun.