DINAMIKA Eh DAN KADAR FRAKSI P TANAH SAWAH: PENGARUH INDEKS PERTANAMAN DAN KONDISI PENGGENANGAN GUNAWAN SAPUTRA

Transkripsi

1 DINAMIKA Eh DAN KADAR FRAKSI P TANAH SAWAH: PENGARUH INDEKS PERTANAMAN DAN KONDISI PENGGENANGAN GUNAWAN SAPUTRA DEPARTEMEN ILMU TANAH DAN SUMBERDAYA LAHAN FAKULTAS PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2015

2

3 PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA* Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul Dinamika Eh dan Kadar Fraksi P Tanah Sawah: Pengaruh Indeks Pertanaman dan Kondisi Penggenangan adalah benar karya saya dengan arahan dari komisi pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir skripsi ini. Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut Pertanian Bogor. Bogor, September 2015 Gunawan Saputra NIM A

4

5 ABSTRAK GUNAWAN SAPUTRA. Dinamika Eh dan Kadar Fraksi P Tanah Sawah: Pengaruh Indeks Pertanaman dan Kondisi Penggenangan. Dibimbing oleh UNTUNG SUDADI dan ARIEF HARTONO. Potensial redoks (Eh) adalah sifat elektrokimia tanah sawah yang pertama kali berubah akibat penggenangan. Nilai Eh yang semakin rendah menunjukkan bahwa tanah berada dalam kondisi lebih reduktif. Nilai Eh memengaruhi ketersediaan hara tanah sawah, salah satunya adalah fosfor (P). Secara umum, di dalam tanah dijumpai tiga fraksi P dengan urutan kelarutan menurun, yaitu fraksi P-tersedia, P-labil dan P-non labil. Lebih lanjut, fraksi P-tanah terdiri atas 5 fraksi, yaitu Resin-P inoganik (P i ), NaHCO 3 -P i dan -P o (P organik ), NaOH-P i dan -P o, HCl-P i, serta Residual-P. Penelitian ini bertujuan mengevaluasi hubungan dan keterkaitan antar dinamika Eh, C-organik, kadar fraksi-fraksi P dan produksi padi pada tanah sawah dengan indeks pertanaman (IP) yang berbeda selama masa penggenangan. Pada penelitian ini, fraksi Resin-P i diganti dengan P-H 2 O dan fraksi Residual-P tidak dianalisis. Nilai Eh tanah menurun dengan meningkatnya kadar air akibat penggenangan dan sebaliknya pada saat tanah dikeringkan sesuai dengan kebutuhan air pertanaman padi sawah. Tanah sawah dengan IP 300% memiliki dinamika penurunan Eh lebih tinggi karena berkadar air dan C-organik lebih tinggi dibandingkan IP 100 dan 200% selama fase penggenangan 7-13 minggu. Kondisi yang lebih reduktif akibat penggenangan terutama pada tanah dengan IP 300% menyebabkan peningkatan kadar fraksi-fraksi P tersedia, terutama fraksi-fraksi inorganik. Fraksi P-NaOH memiliki kadar tertinggi pada ketiga IP tanah sawah. Produksi padi berkorelasi negatif dengan urutan nilai r dari yang tertinggi ke terendah dengan kadar fraksi P-H 2 O + P-NaHCO 3, diikuti P- H 2 O + P-NaHCO 3 + P-NaOH, P-H 2 O + P-NaHCO 3 + P-NaOH + P-HCl dan P- H 2 O yang menunjukkan status P-tanah telah berlebih. Kata kunci: Ameliorasi, fraksionasi P, P-inorganik, P-organik, pemupukan

6 ABSTRACT GUNAWAN SAPUTRA. Dynamics of Eh and Concentration of P Fractions in Paddy Soils: Effect of Cropping Index and Submergence Condition. Supervised by UNTUNG SUDADI and ARIEF HARTONO. Redox potential (Eh) is an electrochemical property of paddy soils that undergoes changes firstly upon submergence. Reduction in Eh value reveals that soil is under a more reductive condition. Eh value affects nutrients availability in paddy soils, one of which is phosphorus (P). In general, soil P can be divided into three fractions with decreasing order of availability for plant, i.e. available-p, labil-p, and non labil-p. In more detail, soil P consists of 5 fractions, namely Resin-P inoganic (P i ), NaHCO 3 -P i and -P o (P organic ), NaOH-P i and -P o, HCl-P i, and Residual-P. The objectives of this research were to evaluate the relation and interrelationship among dynamics of soil Eh, concentration of organic-c and fractions of P, and rice yield in paddy soils with different cropping indexes (CI) during submergence period. In this research, Resin-P i fraction was changed with P-H 2 O, and Residual-P fractionation was not performed. Soil Eh was decreasing with the increasing water content due to submergence and vice versa when the soil was drained in accordance with crop water requirement of rice paddy. Paddy soil with CI of 300% showed more fluctuated Eh dynamics due to higher water and organic-c content as compared to those with CI of 100 and 200% during submergence period of 7-13 weeks. A more reductive condition due to submergence in the soil with CP of 300% caused a concentration increase of available P fractions, particularly inorganic fractions. P-NaOH was fraction with the highest concentration in the three CIs. The rice paddy yield was negatively correlated with decreasing r values with concentration of fractions of P-H 2 O + P-NaHCO 3, followed by P-H 2 O + P-NaHCO 3 + P-NaOH, P-H 2 O + P-NaHCO 3 + P-NaOH + P-HCl, and P-H 2 O, showing that the soil P status has already been excessive. Keywords: Amelioration, P fractionation, inorganic-p, organic-p, fertilization

7 DINAMIKA Eh DAN KADAR FRAKSI P TANAH SAWAH: PENGARUH INDEKS PERTANAMAN DAN KONDISI PENGGENANGAN GUNAWAN SAPUTRA Skripsi sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Pertanian pada Departemen Ilmu Tanah dan Sumberdaya Lahan DEPARTEMEN ILMU TANAH DAN SUMBERDAYA LAHAN FAKULTAS PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2015

8

9

10

11 PRAKATA Puji serta syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT karena atas karunia- Nya penulis dapat menyelesaikan penelitian dan penyusunan skripsi yang diberi judul Dinamika Eh dan Kadar Fraksi P Tanah Sawah: Pengaruh Indeks Pertanaman dan Kondisi Penggenangan. Sholawat serta salam semoga tercurah kepada Rasulullah Muhammad SAW yang menjadi teladan bagi penulis dalam menghadapi tantangan selama perjalanan penelitian dan skripsi ini. Pada kesempatan ini penulis ingin mengucapkan terima kasih yang tak terhingga kepada: 1. Bapak Dr Ir Untung Sudadi, MSc sebagai Dosen Pembimbing I yang telah memberikan bimbingan dan pengarahan kepada penulis dengan penuh kesabaran selama masa perkuliahan, pelaksanaan, penelitian maupun saat penyusunan skripsi ini. 2. Bapak Dr Ir Arief Hartono, MSc. Agr sebagai Dosen Pembimbing II atas saran dan bimbingan dalam penulisan skripsi. 3. Bapak Dr Ir Syaiful Anwar, MSc sebagai Dosen Penguji atas koreksi, saran, dan nasihat yang sangat kontruktif bagi penyempurnaan skripsi dan karier penulis di masa depan. 4. Bapak dan Ibu serta seluruh keluarga yang telah memberikan segala doa, dukungan, semangat dan kasih sayang yang melimpah. 5. Bapak Rohim, Ibu Sani, dan Bapak En Santika sebagai pemilik lahan sawah yang telah memberikan ijin dan informasi mengenai pengelolaan lahannya. 6. USD Team (Yaenah dan Mas Asdiq) yang telah memberikan dukungan, semangat dan kerjasama yang solid dalam penelitian ini. 7. Bidikmisi IPB yang telah membantu saya dalam menyelesaikan studi dan penelitian selama di IPB. 8. Rio, Ichsan, Avil, Begum, Ade Firmawan, Stevia, Sri, Bunga, Maesyaroh, Tiwi, Nurul, dan Diendra yang telah memberi dukungan, semangat, doa, dan membantu dalam menyelesaikan penelitian. 9. Teman-teman Divisi Kimia dan Kesuburan Tanah Angkatan 48 yang telah memberikan dukungan semangat dan doa. 10. Seluruh rekan-rekan Ilmu Tanah Seluruh staf Laboratorium Kimia dan Kesuburan Tanah dan Komisi Pendidikan Departemen Ilmu Tanah dan Sumberdaya Lahan serta pihak-pihak yang tidak bisa disebutkan satu persatu. Penulis berharap semoga skripsi ini dapat bermanfaat. Bogor, September 2015 Gunawan Saputra

12

13 DAFTAR ISI DAFTAR TABEL vi DAFTAR GAMBAR vi DAFTAR LAMPIRAN vi PENDAHULUAN 1 Latar Belakang 1 Tujuan Penelitian 2 TINJAUAN PUSTAKA 2 Penggenangan Tanah 2 Pengaruh Penggenangan Terhadap Potensial Reduksi-Oksidasi 3 Peranan Fosfor Bagi Tanaman 3 Metode Fraksionasi Fosfor 3 METODE PENELITIAN 4 Tempat dan Waktu Penelitian 4 Bahan dan Alat 4 Metode Penelitian 5 HASIL DAN PEMBAHASAN 8 Dinamika Eh 8 Hubungan Eh dengan Dinamika Fraksi P 9 Hubungan Produksi dengan Fraksi Fosfor 11 SIMPULAN DAN SARAN 13 Simpulan 13 Saran 13 DAFTAR PUSTAKA 13 LAMPIRAN 17

14 DAFTAR TABEL 1 Kadar C-organik dan kadar air berdasarkan lama penggenangan 8 2 Persamaan regresi linier hubungan produksi dengan kadar fraksi P 11 DAFTAR GAMBAR 1 Pengambilan sampel tanah 5 2 Diagram alir analisis fraksionasi P 7 3 Dinamika Eh berdasarkan lama penggenangan tanah 8 4 Hubungan Eh dengan dinamika kadar fraksi P pada IP 100%, 200%, dan 300% 10 5 Hubungan produksi dengan kadar fraksi P 12 DAFTAR LAMPIRAN 1 Hasil analisis pendahuluan tanah sawah di lokasi penelitian 19 2 Dosis pemupukan dan ameliorasi tanah sawah di lokasi penelitian 19 3 Nilai Eh tanah sawah berdasarkan lama penggenangan 19 4 Kadar fraksi-fraksi P pada tanah sawah setiap IP berdasarkan lama penggenangan 20

15 1 PENDAHULUAN Latar Belakang Sawah adalah tanah yang digunakan untuk bertanam padi yang dalam pengelolaannya dapat berada pada kondisi tergenang ataupun kering, baik secara terus menerus sepanjang tahun maupun bergiliran dengan tanaman palawija atau hortikultura. Proses penggenangan dan pengeringan dapat menyebabkan perubahan sifat fisika, kimia, maupun biologi tanah sawah. Perubahan sifat kimia tanah akibat penggenangan sangat memengaruhi dinamika fraksi dan ketersediaan fosfor (P) bagi tanaman (Hardjowigeno et al. 2004). Potensial redoks (Eh) adalah sifat elektrokimia tanah yang pertama kali berubah akibat penggenangan karena air mendesak oksigen dalam ruang pori keluar dari sistem tanah. Berkurangnya oksigen menjadikan kondisi tanah lebih reduktif sehingga nilai Eh menurun (Abdurachman dan Setyorini 2009). Nilai Eh berpengaruh terhadap ketersediaan hara. Eh rendah meningkatkan ketersediaan P, K, Fe, Mn, dan Si, tetapi menurunkan ketersediaan S dan Zn (Ponnamperuma 1985). Sulaeman et al. (1997) mempelajari pengaruh perubahan Eh terhadap sifat erapan dan kelarutan P tanah sawah bukaan baru Petroferic Hapludox di Dorowati Lampung dan dilaporkan bahwa: (1) Fe 3+ sudah mulai tereduksi menjadi Fe 2+ pada Eh 400 mv; kadar Fe 3+ terlarut mencapai 59 ppm pada Eh -300 mv dan (2) kebutuhan pupuk P untuk mencapai kadar P terlarut 0.02 ppm pada Eh sekitar 0 mv (nilai Eh tanah yang umum pada masa pertumbuhan padi sawah) sebesar 95 dan 268 mg P kg -1 tanah, masing-masing untuk tanah lapisan atas dan bawah. Perubahan Eh sangat dipengaruhi oleh bahan organik dalam tanah dan yang diaplikasikan sebagai amelioran. Semakin tinggi kadar dan dosis serta semakin rendah kematangan bahan organik tanah semakin tinggi kekuatan reduksinya (Hartatik et al. 2007). Sebagai sumber energi bagi mikroorganisme tanah, bahan organik dioksidasikan melalui respirasi. Reaksi ini mengonsumsi oksigen, termasuk yang berada di larutan tanah (Sposito 1989). Proses respirasi mikroorganisme ini juga menghasilkan elektron, sehingga tanah menjadi semakin reduktif dan Eh tanah menurun (Sulaeman et al. 1997). Laju dan jenis serta jumlah hasil reduksi juga ditentukan oleh: (a) jenis dan kadar bahan inorganik penerima elektron; (b) ph; serta (c) lama penggenangan (Yoshida 1981). Kondisi penggenangan pada tanah sawah berbeda-beda selama pertanaman padi. Hal ini berhubungan dengan indeks pertanaman (IP). IP 100, 200, dan 300% berturutturut menunjukkan penggunaan lahan untuk budidaya padi sawah sekali, dua kali dan tiga kali per tahun, sehingga mencerminkan dosis pupuk dan amelioran yang diaplikasikan. Faktor-faktor ini berpengaruh terhadap dinamika Eh dan ketersediaan fraksi P tanah. Fosfor merupakan hara esensial makro kedua setelah N yang berperan penting dalam fotosintesis dan perkembangan akar. Umumnya kadar P tersedia tanah tidak lebih dari 0.01% dari P total. Hal ini dikarenakan sebagian besar fraksi P terikat koloid tanah, sehingga ketersediaannya rendah atau tidak tersedia bagi tanaman. Pada tanah masam, P terikat dalam bentuk senyawa Al-P dan Fe-P, sedangkan pada tanah alkalin membentuk senyawa kompleks dan sukar larut Ca-P (Simanungkalit et al. 2006).

16 2 Secara umum, di dalam tanah dijumpai tiga bentuk kimia atau fraksi P, yaitu: (1) fraksi P-tersedia di larutan tanah atau fraksi P-larutan dalam bentuk ion fosfat H 2 PO 4 -, HPO 4 2-, dan PO 4 3-, (2) fraksi P-labil yang terjerap kuat pada permukaan mineral klei, hidrousoksida, karbonat dan bahkan sebagai mineral apatit Ca 5 (PO 4 ) 3 (F,Cl,OH) maupun Fe- dan Al-fosfat, serta (3) fraksi P-non labil yang tidak larut. Fraksi kedua dan ketiga lebih rendah ketersediaannya bagi tanaman daripada fraksi pertama. Ketiga fraksi tersebut saling berkeseimbangan. Fraksi pertama dapat berubah menjadi fraksi kedua dan selanjutnya fraksi kedua berubah menjadi fraksi ketiga sehingga ketersediaannya menurun. Sebaliknya, fraksi ketiga dapat berubah menjadi fraksi kedua dan fraksi kedua menjadi fraksi pertama sehingga lebih tersedia bagi tanaman. Lebih rinci, Tiessen dan Moir (1993) membagi P-tanah menjadi 5 fraksi: (1) Resin-P inoganik (P i ) yaitu fraksi P yang sangat tersedia bagi tanaman, (2) NaHCO 3 - P i dan -P o (P organik ) yaitu fraksi P yang berkorelasi kuat dengan serapan P oleh tanaman dan mikroorganisme serta terikat di permukaan mineral atau bentuk presipitasi Ca-P dan Mg-P, (3) NaOH-P i dan -P o yaitu fraksi P yang terikat lebih kuat secara kemisorpsi oleh Al- dan Fe-hidrousoksida, (4) HCl-P i dan -P o yaitu fraksi P yang mempunyai kelarutan rendah, serta (5) Residual-P yaitu fraksi occluded-p atau P-tersemat dan P-organik yang sangat sukar larut. Tujuan Penelitian Berdasarkan latar belakang, penelitian ini bertujuan mengevaluasi hubungan dan keterkaitan antar dinamika sifat elektrokimia Eh, kadar fraksi-fraksi P dan produksi padi pada tanah sawah dengan indeks pertanaman yang berbeda selama masa penggenangan. TINJAUAN PUSTAKA Penggenangan Tanah Penggenangan lahan kering dalam rangka pengembangan tanah sawah akan menyebabkan serangkaian perubahan sifat elektrokimia dan kimia yang memengaruhi kapasitas tanah dalam menyediakan hara untuk padi sawah. Perubahan sifat elektrokimia dan kimia utama yang memengaruhi kesuburan tanah yang digenangi terdiri atas: (1) penurunan potensial redoks (Eh), (2) perubahan ph tanah dan ph air genangan, (3) perubahan DHL, (4) denitrifikasi, (5) akumulasi NH 4 +, (6) fiksasi N, (7) reduksi Mn (IV), Fe (III) dan SO 4 2-, (8) perubahan ketersediaan N, P, K, S, B, Cu, Fe, Mn, Mo dan Zn, dan (9) terbentuknya CO 2, asam-asam organik dan H 2 S (Situmorang dan Sudadi 2001). Kemampuan tanah untuk menyediakan hara ke zona perakaran yang dibutuhkan untuk pertumbuhan optimum bagi tanaman tertentu tergantung pada: (a) kemampuan tanah menyediakan hara dalam jumlah yang cukup serta dalam bentuk yang dapat diserap tanaman, (b) kemampuan tanah untuk mempertahankan tingkat penyediaan hara tersebut ke permukaan perakaran melalui aliran massa dan difusi sesuai kebutuhan tanaman, (c) adanya komposisi ionik yang sesuai, dan (d) ketiadaan bahan yang dapat meracuni atau mengganggu penyerapan hara oleh

17 tanaman. Faktor-faktor ini sangat dipengaruhi oleh perubahan kimia dan elektrokimia yang akan terjadi akibat penggenangan (Ponnamperuma 1972). Pengaruh Penggenangan Terhadap Potensial Reduksi-Oksidasi Potensial redoks (Eh) merupakan parameter yang menunjukkan intensitas reduksi-oksidasi pada tanah untuk mengidentifikasi reaksi utama yang terjadi. Intensitas proses reduksi tergantung pada jumlah bahan organik yang mudah terurai. Semakin tinggi kandungan bahan organik, semakin besar intensitas reduksinya (Sanchez 1976). Laju reduksi sangat bergantung pada suhu dan ketersediaan bahan organik untuk respirasi mikroorganisme dan kebutuhan secara kimia dari bahan-bahan oksida inorganik, seperti Fe 3+, Mn 4+, NO - 3, SO 2-4, CO 2 dan H + yang digunakan oleh mikroorganisme anaerob. Selanjutnya ion-ion tersebut akan tereduksi menjadi N 2, Mn 2+, Fe 2+, H 2 S, CH 4 dan H 2 (Reddy dan Patrick 1987). Ketersediaan fosfat akan meningkat dalam keadaan reduktif karena terjadi hidrolisis FePO 4 dan 2- AlPO 4. Perubahan SO 4 menjadi S 2- serta perubahan Fe 3+ menjadi Fe 2+ pada keadaan reduktif dapat membentuk FeS. Pada tanah dengan kadar besi sangat rendah dapat terbentuk H 2 S yang dapat meracuni tanaman. Penggenangan akan menurunkan potensial redoks yang mengakibatkan turunnya kadar NO - 3, S dan Zn, dan meningkatkan ketersediaan Fe dan P. Nilai Eh yang menjadi negatif akibat penggenangan mencirikan sistem dalam keadaan tereduksi. Nilai positif mencirikan keadaan sistem yang oksidatif (Ponnamperuma 1972). Menurut Wang dan Hagan (1981), laju reduksi dipengaruhi oleh sifat dan kadar akseptor elektron dan ph. Pada kebanyakan tanah, kadar bahan tereduksi mencapai puncak 2-4 minggu setelah penggenangan dan menurun secara bertahap pada minggu-minggu berikutnya menuju keseimbangan (Ponnamperuma 1972). Peranan Fosfor Bagi Tanaman Fosfor (P) berperan pada berbagai aktivitas metabolisme tanaman dan merupakan komponen klorofil (Buckman dan Brady 1969). Menurut Brady (1990), P adalah komponen pembentuk adenosindifosfat (ADP) dan adenosintrifosfat (ATP), dua senyawa yang terlibat dalam transformasi energi yang paling signifikan pada tanaman. ATP merupakan sintesis dari ADP baik melalui respirasi maupun fotosintesis. ATP merupakan gugus fosfat berenergi tinggi yang mendorong proses biokimia yang membutuhkan energi. Misalnya, penyerapan beberapa nutrisi dan transportasi hasil di dalam tanaman, serta sintesis molekul baru. Fosfor bersifat mobil dalam tanaman. Ketika tanaman menua atau masak, sebagian besar P dipindahkan ke biji dan/atau buah. Ketika tanaman mengalami kekahatan, P ditranslokasikan dari jaringan tua ke bagian tanaman yang masih muda dan aktif. Pasokan P pada tanah yang terlalu banyak dapat mengakibatkan kekahatan Zn, Cu dan Fe (Havlin et al. 2005). Metode Fraksionasi Fosfor Metode Fraksionasi P pertama kali dipublikasikan oleh Chang dan Jakson (1957). Metode ini menggunakan NH 4 Cl untuk mengekstrak labile P diikuti dengan NH 4 F untuk fraksi Al-P. Fraksionasi dilanjutkan menggunakan NaOH 3

18 4 untuk mengekstrak Fe-P dan P yang ter-occluded. Serta dilakukan penetapan Ca-P dengan larutan HCl. Penetapan P organik dilakukan melalui pengurangan total P dengan jumlah fraksi-fraksi P yang telah ditetapkan (Sandres dan Williams 1955). Prosedur di atas memiliki banyak masalah dalam interpretasi, seperti kesulitan dalam membedakan antara P yang diekstrak dengan NH 4 F dan NaOH apakah benar berasal dari ikatan Al-P dan Fe-P. Metode Chang dan Jackson (1957) tidak dapat membedakan bentuk P organik (William dan Walker 1969). Tiessen dan Moir (1993) mempublikasikan metode fraksionasi P yang lebih komprehensif yang merupakan penyempurnaan dari metode Hedley et al. (1982). Metode fraksionasi tersebut meliputi fraksi P yang tersedia secara biologi baik P dalam bentuk inorganik dan organik, dan P yang relatif sukar tersedia bagi tanaman baik bentuk inorganik maupun bentuk organik. Tiessen dan Moir (1993) mendefinisikan fraksi-fraksi P berdasarkan bentukbentuk P yang diekstrak dengan pengekstrak tertentu: 1. Resin-P inorganik (P i ) adalah fraksi P yang diinterpretasikan sebagai P yang sangat tersedia bagi tanaman. 2. NaHCO 3 -P i, -P organik (P o ) adalah fraksi P yang diinterpretasikan sebagai P yang berkorelasi kuat dengan serapan P oleh tanaman dan mikroorganisme dan terikat di permukaan mineral (Mattingly 1975) atau bentuk presipitasi Ca-P dan Mg-P (Olsen dan Sommers 1982). 3. NaOH-P i, -P o adalah fraksi P yang diinterpretasikan sebagai P yang terikat lebih kuat secara kemisorpsi oleh Fe dan Al hidrousoksida. 4. HCl-P i adalah fraksi P yang diinterpretasikan sebagai Ca-P yang mempunyai kelarutan rendah (Schmidt et al. 1996). 5. Residual-P adalah fraksi P yang diinterpretasikan sebagai occluded P dan P organik yang sangat sukar larut. METODE PENELITIAN Tempat dan Waktu Penelitian Lokasi penelitian merupakan lahan sawah dengan tingkat pengelolaan atau IP yang berbeda, yaitu 100, 200, dan 300%, yang berada di Desa Cangkurawok dan Carang Pulang, Kecamatan Dramaga, Kabupaten Bogor, Jawa Barat. Analisis tanah dilakukan di Laboratorium Departemen Ilmu Tanah dan Sumberdaya Lahan, Fakultas Pertanian, Institut Pertanian Bogor. Pengumpulan data lapang, pengambilan contoh tanah, dan analisis laboratorium dilaksanakan pada Februari sampai Agustus Bahan dan Alat Bahan yang digunakan terdiri atas contoh tanah, aquadest, HCl, NaHCO 3, NaOH, dan H 2 SO 4 serta bahan untuk pewarnaan dan penetapan kadar P dalam larutan menurut metode Murphy dan Riley (1962) yaitu H 2 SO 4, (NH 4 ) 6 Mo 7 O 24 (ammonium molybdate), C 6 H 8 O 6 (ascorbic acid), dan C 8 H 4 K 2 O 12 Sb. 3H 2 O (antimony pottassium tartrate).

19 Alat yang digunakan dalam pengambilan contoh tanah adalah pipa paralon berdiameter 1¼ inchi, kantong plastik, tongkat kayu (panjang ±80 cm), tabung yang dibungkus lakban hitam, kuesioner dan kamera. Alat yang digunakan untuk analisis laboratorium meliputi alat-alat gelas, pipet volumetrik dan tetes, tabung sentrifus 50 ml, vacum pump, kertas saring milipore 0.45 µm, spectrophotometer, timbangan analitik, oven, dan autoclave. Metode Penelitian Pengambilan Contoh Tanah Contoh tanah diambil di lahan sawah dengan IP 100, 200, dan 300%, masing-masing diwakili 5 petak dan dari setiap petak ditentukan 5 titik sampling secara acak. Pengambilan contoh tanah dilakukan pada minggu ke-7, 9, 11, dan 13 penggenangan, sehingga diperoleh 60 contoh tanah. Contoh tanah diambil dengan cara menancapkan pipa dari permukaan sampai lapisan tapak bajak. Selanjutnya pipa diangkat dengan cara menutup bagian bawahnya dengan telapak tangan agar tanah tidak keluar. Contoh tanah dimasukkan ke kantong plastik hitam dan dikompositkan hingga tercampur merata, kemudian dimasukkan ke tabung yang dibungkus lakban hitam dan diberi label. Tabung ditutup rapat agar contoh tanah dapat dipertahankan berada dalam kondisi Eh dan kadar air lapang (Gambar 1). 5 Pipa paralon Penggenangan Tabung contoh tanah Tanah Tapak bajak Pipa paralon berisi sampel tanah Gambar 1 Pengambilan sampel tanah Analisis Pendahuluan Analisis tanah pendahuluan dilakukan terhadap kadar air (KA), Eh, ph (H 2 O 1:2.5), P-total (HCl 25%), C-organik (Walkley & Black), N-total (Kjeldahl), KTK dan basa-basa dapat ditukar (N NH 4 OAc ph 7). Hasil analisis disajikan pada Lampiran 1. Analisis sifat elektrokimia dan kimia tanah dilakukan terhadap contoh tanah dengan lama penggenangan 7, 9, 11 dan 13 minggu, meliputi KA, Eh, C-organik, P-total, dan fraksionasi P menurut Tiessen & Moir (1993) yang dimodifikasi (Resin-P i diganti P-H 2 O). Hasil analisis disajikan pada Lampiran 3 dan 4. Ekstrak fraksi P diperoleh dengan cara menyaring menggunakan milipore 0.45 µm dan vacum pump. Penetapan P-total (HCl 25%) dilakukan sebagai berikut: 5.0 g tanah ditimbang ke dalam tabung sentrifus, ditambahkan 12.5 ml HCl 25%, didiamkan satu malam, dikocok 30 menit, dibilas dengan aquadest dan disaring di labu takar 100 ml lalu ditera dengan aquadestt. Semua contoh tanah

20 6 dianalisis dalam kondisi lapang sehingga bobot yang digunakan untuk analisis dikonversi dengan data KA lapang dan BKU tanah dalam prosedur analisis diasumsikan memiliki nilai KA 20%. Fraksionasi P Tanah ditimbang ke dalam tabung sentrifus 50 ml sebanyak 0.50 g. Kemudian ditambahkan 30 ml aquadest dan dikocok selama 6 jam. Selanjutnya disentrifus selama 15 menit dengan kecepatan 3500 rpm. Kemudian disaring dengan vacum pump menggunakan kertas saring milipore 0.45 µm dan hasil saringan dipindahkan ke dalam botol penampung. Penetapan Resin-Pi dalam penelitian ini diganti dengan penetapan P-H 2 O dengan cara memipet hasil saringan sebanyak 10 ml ke dalam labu takar 50 ml. Indikator nitrophenol ditambahkan sebanyak 5 tetes ke dalam labu takar tersebut dan dilakukan ph adjustment dengan menambahkan 4 mol L -1 NaOH dan 2.50 mol L -1 H 2 SO 4. Pewarnaan dilakukan dengan menambahkan larutan MR sebanyak 8 ml kemudian ditera hingga 50 ml dengan aquadest dan diukur menggunakan spectrophotometer dengan panjang gelombang 712 λ. Contoh tanah dalam sentrifus kemudian ditambahkan 30 ml 0.50 mol L -1 NaHCO 3 dan dikocok selama 16 jam. Kemudian tabung sentrifus di sentrifus dengan kecepatan 3500 rpm selama 15 menit kemudian disaring. Hasil saringan digunakan untuk penetapan NaHCO 3 -P i dan NaHCO 3 -P total. Penetapan NaHCO 3 -P i dilakukan dengan memipet hasil saringan sebanyak 10 ml ke dalam labu takar 50 ml. Bahan organik yang terlarut diendapkan dengan menambahkan 6 ml 0.90 M H 2 SO 4 dan dimasukkan ke dalam freezer selama 30 menit kemudian disaring. Indikator nitrophenol ditambahkan sebanyak 5 tetes ke dalam labu takar tersebut. ph adjustment dilakukan dengan menambahkan 4 mol L -1 NaOH dan 2.50 mol L -1 H 2 SO 4. Pewarnaan dilakukan dengan menambahkan MR sebanyak 8 ml kemudian ditera hingga 50 ml dengan aquadest dan diukur menggunakan spectrophotometer dengan panjang gelombang 712 λ. NaHCO 3 -P i adalah selisih NaHCO 3 -P i dengan P-H 2 O. Penetapan NaHCO 3 -P total dilakukan dengan memipet 5 ml hasil saringan ke dalam erlenmeyer 250 ml. Kemudian ditambahkan larutan 0.90 mol L -1 H 2 SO 4 sebanyak 10 ml dan 0.60 g ammonium peroxidisulfat ke dalam erlenmeyer tersebut. Erlenmeyer tersebut kemudian di autoklaf selama 30 menit. Setelah itu, larutan dipindahkan ke dalam labu takar 50 ml dan ditambahkan indikator nitrophenol sebanyak 5 tetes kemudian dilakukan ph adjustment dengan 4 mol L -1 NaOH dan 2.50 mol L -1 H 2 SO 4. Pewarnaan dilakukan dengan menambahkan MR sebanyak 8 ml kemudian ditera hingga 50 ml dengan aquadest dan diukur menggunakan spectrophotometer dengan panjang gelombang 712 λ. NaHCO 3 -P o adalah selisih NaHCO 3 -P t dengan NaHCO 3 -P i. Contoh tanah dalam tabung ditambahkan 30 ml 0.10 mol L -1 NaOH dan dikocok selama 16 jam. Setelah dikocok tanah di sentrifus dengan kecepatan 3500 rpm selama 15 menit dan ekstrak NaOH disaring. Hasil saringan digunakan untuk penetapan NaOH-P i dan NaOH-P total. Penetapan NaOH-P i dilakukan dengan memipet hasil saringan sebanyak 10 ml ke dalam labu takar 50 ml. Bahan organik yang terlarut diendapkan dengan menambahkan 1.60 ml 0.90 M H 2 SO 4 dan dimasukkan ke dalam freezer selama 30 menit dan disaring. Indikator nitrophenol ditambahkan sebanyak 5 tetes ke

21 dalam labu takar tersebut. Setelah itu, hasil saringan dilakukan ph adjustment dengan menambahkan 4 mol L -1 NaOH dan 2.50 mol L -1 H 2 SO 4. Pewarnaan dilakukan dengan menambahkan MR sebanyak 8 ml kemudian ditera hingga 50 ml dengan aquadest dan diukur menggunakan spectrophotometer dengan panjang gelombang 712 λ. Penetapan NaOH-P total dilakukan dengan memipet 5 ml hasil saringan ke dalam erlenmeyer 250 ml. Larutan 0.90 mol L -1 H 2 SO 4 sebanyak 10 ml dan 0.60 g ammonium peroxidisulfat ditambahkan ke dalam erlenmeyer. Erlenmeyer tersebut kemudian di autoklaf selama 30 menit. Setelah di autoklaf larutan dipindahkan ke dalam labu takar 50 ml, ditambahkan indikator nitrophenol sebanyak 5 tetes kemudian dilakukan ph adjustment dengan 4 mol L -1 NaOH dan 2.50 mol L -1 H 2 SO 4. Kemudian pewarnaan dilakukan dengan menambahkan MR sebanyak 8 ml kemudian ditera hingga 50 ml dengan aquadest dan diukur menggunakan spectrophotometer dengan panjang gelombang 712 λ. NaOH-P o adalah selisih NaOH-P t dengan NaOH-P i. Contoh tanah dalam tabung ditambahkan sebanyak 30 ml 1 mol L -1 HCl dan dikocok selama 16 jam kemudian di sentrifus dengan kecepatan 3500 rpm selama 15 menit dan ekstrak HCl disaring. Hasil saringan digunakan untuk penetapan HCl-P i. Penetapan HCl-P i dilakukan dengan memipet hasil saringan sebanyak 10 ml ke dalam labu takar 50 ml. Indikator nitrophenol ditambahkan sebanyak 5 tetes ke dalam labu takar tersebut. Kemudian dilakukan ph adjustment dengan menambahkan 4 mol L -1 NaOH dan 2.50 mol L -1 H 2 SO 4. Pewarnaan dilakukan dengan menambahkan MR sebanyak 8 ml kemudian ditera hingga 50 ml dengan aquadest dan diukur menggunakan spectrophotometer dengan panjang gelombang 712 λ. 0.5 g contoh tanah Tanah Tanah Tanah Tambahkan 30 ml aquadest, kocok selama 6 jam. Tempatkan pada tabung setrifus. Tambahkan 30 ml 0.5 mol L -1 NaHCO 3, kocok 16 jam Ekstrak P-air Ukur P-air (P-H 2 O) Ekstrak Bikarbonat P total (P t ) Ukur NaHCO 3 -P total (P t ) Endapkan bahan organik dengan 0.90 M H 2 SO 4 Ukur NaHCO 3 -P inorganik (Pi) NaHCO 3 -P organik (P o ) = [NaHCO 3 -P t ] [NaHCO 3 -P i ] Tambahkan 30 ml 0.1 mol L -1 NaOH, kocok 16 jam Ekstrak NaOH P total (P t ) Ukur NaOH-P total (P t ) Tambahkan 30 ml 1.0 mol L -1 HCl, kocok 16 jam Endapkan bahan organik dengan 0.90 M H 2 SO 4 NaOH-P organik (Po) = [NaOH-P t ] [NaOH-P i ] Ukur NaOH-P inorganik (Pi) 7 Ekstrak HCl Pi Ukur HCl-Pi Sumber : Satwoko (2012) Gambar 2 Diagram alir analisis fraksionasi P

22 8 HASIL DAN PEMBAHASAN Dinamika Eh Jika tanah digenangi, dalam waktu tertentu udara yang berada dalam pori tanah akan digantikan oleh air sehingga kadar oksigen tanah menurun. Mikroorganisme aerobik akan menggunakan oksigen yang tersisa dan akhirnya mati. Kemudian, mikroorganisme anaerobik akan berkembang dengan memanfaatkan bahan organik sebagai donor elektron. Bersamaan dengan penggunaan oksigen, mikroorganisme melepaskan elektron sehingga terjadi perubahan sifat elektrokimia tanah dari oksidatif menjadi lebih reduktif yang ditandai oleh menurunnya nilai Eh. Nilai Eh tanah pada IP 200 dan 300% menurun dengan penggenangan hingga 13 minggu (Gambar 3). Eh (mv) Lama penggenangan (minggu) IP 100 IP 200 IP 300 Gambar 3 Dinamika Eh berdasarkan lama penggenangan tanah Jika tanah tergenang, mikroorganisme anaerob atau anaerob fakultatif berkembang cepat dan mengambil alih proses dekomposisi bahan organik, menggunakan bahan organik sebagai donor elektron dan menyebabkan tanah tereduksi (Sanchez 1976). Intensitas reduksi tergantung pada jumlah bahan organik yang mudah terdekomposisi. Semakin mentah dan tinggi kadar bahan organik semakin besar intensitas reduksinya. Wang dan Hagan (1981) menegaskan bahwa reduksi hanya dapat terjadi jika ada bahan organik sebagai reduktor, tidak ada pasokan oksigen, dan ada mikroorganisme anaerob dalam lingkungan yang sesuai untuk pertumbuhannya dan sebaliknya untuk oksidasi. Tabel 1 Kadar C-organik dan kadar air berdasarkan lama penggenangan tanah IP C-org (%) minggu ke-... Kadar air (%) minggu ke-... (%) Pada Tabel 1 disajikan kadar C-organik dan KA tanah berdasarkan lama penggenangan. Hasil penelitian menunjukkan bahwa semakin tinggi kadar C- organik yang menunjukkan kadar bahan organik (BO) maka semakin cepat terjadi penurunan Eh tanah dan sebaliknya. Pada kondisi tergenang dengan kadar BO tinggi, mikroorganisme anaerobik mendekomposisi BO secara cepat sebagai

23 sumber energi respirasi. Semakin lama tanah tergenang maka semakin rendah kadar O 2 sehingga Eh tanah semakin menurun. Pada kondisi tergenang, udara tanah akan terdesak keluar dan diisi oleh air, sehingga kadar O 2 berkurang. Hal ini menyebabkan kondisi tanah lebih reduktif sehingga nilai Eh semakin menurun. Sebaliknya, pada kondisi tidak tergenang, udara bebas yang mengandung O 2 akan masuk ke dalam tanah dan menyebabkan kondisi lebih oksidatif sehingga nilai Eh meningkat. Sebagai contoh, pada IP 300% penggenangan minggu ke-9 nilai KA (86.46%), Eh (74.74 mv) dan C-org (1.73%). Pada minggu ke-11 nilai KA (82.47%), Eh (28.48 mv) dan C-org (2.30%). Dalam hal ini pengaruh kadar BO lebih terlihat. Pada kadar air relatif sama, semakin tinggi kadar BO semakin rendah nilai Eh dan sebaliknya. Eh tanah menurun dengan bertambahnya tinggi genangan, dan penurunannya semakin tajam dengan penambahan BO 15 t ha -1 (Cyio 2008). Perubahan Eh disebabkan adanya kontribusi gugus hidroksilat (OH - ) maupun karboksilat (COO - ) dari bahan organik ke dalam larutan tanah yang kemudian akan terjadi keseimbangan pada aktivitas H +, sehingga kadar H + menurun dan membentuk OHH dan COOH. Penurunan H + mendorong terlepasnya elektron ke dalam larutan tanah. Jumlah elektron berbanding terbalik dengan Eh sehingga peningkatan jumlah elektron menurunkan nilai Eh. Reddy dan Patrick Jr (1986) menegaskan nilai Eh sebagai indikator kondisi reduktif. Semakin lama tanah tergenang maka semakin tinggi penurunan O 2 dan Eh, bahkan Eh bisa mencapai -350 mv. Hubungan Eh dengan Dinamika Fraksi P Dinamika fraksi-fraksi P dihipotesiskan dipengaruhi oleh tingkat pengelolaan dan lama penggenangan. Tingkat pengelolaan dicerminkan oleh intensitas ameliorasi dan pemupukan yang diaplikasikan. Lahan dengan IP 100, 200, dan 300% berturut-turut menunjukkan pola penggunaan lahan untuk budidaya padi sawah sekali, dua kali, dan tiga kali setahun yang terutama ditentukan oleh ketersediaan sumber air dan sarana irigasi. Selama proses pertanaman, tanah sawah berada pada kondisi tergenang atau kering. Hal ini menyebabkan tanah tereduksi atau teroksidasi, sehingga memengaruhi Eh dan fraksi P tanah. Gambar 4 menunjukkan bahwa lahan dengan IP 300% memiliki kadar C- organik tertinggi. Secara umum, terutama pada lahan IP 300%, terjadi perubahan dari fraksi organik (P-NaHCO 3 -P o, P-NaOH-P o ) menjadi fraksi inorganik (P-H 2 O, P-NaHCO 3 -P i, P-NaOH-P i dan P-HCl-P i ) dengan menurunnya Eh. Hal ini berkaitan dengan dekomposisi bahan organik oleh mikroorganisme anaerobik yang menghasilkan asam-asam organik yang dapat mengkhelat Fe dan Al sehingga P yang sebelumnya terikat sebagai Al-P dan Fe-P menjadi terlepas dan tersedia. Selain itu, pelepasan P juga diakibatkan oleh reduksi Fe 3+ menjadi Fe 2+ sehingga satu dari tiga ion fosfat (PO 4 - ) yang semula terikat Fe 3+ menjadi terlepas dan tersedia. Kedua proses tersebut berkaitan dengan meningkatnya KA akibat penggenangan. Semakin lama tanah tergenang semakin reduktif dan tinggi laju pelepasan P dari P-labil ke P-larutan. 9

24 10 Fraksi P (mg/kg) Lama penggenangan (minggu) Eh (mv) Fraksi P (mg/kg) Lama penggenangan (minggu) Eh (mv) Fraksi P (mg/kg) Lama penggenangan (minggu) Eh (mv) Kondisi genangan KA (%) 50,37 47,93 49,48 42,12 C-Org (%) 1,6136 1,5235 1,3542 1,5867 Waktu tanam (MST) Kondisi genangan KA (%) 80,78 82,29 83,08 82,60 C-Org (%) 2,3976 1,6066 1,9853 2,0673 Waktu tanam (MST) Kondisi genangan KA (%) 100,40 86,46 82,47 86,11 C-Org (%) 2,3783 1,7290 2,2996 2,1442 Waktu tanam (MST) (a) (b) (c) Tergenang Tergenang Tergenang Macak-macak Macak-macak Tidak Tidak tergenang tergenang Tidak tergenang Gambar 4 Hubungan Eh dengan dinamika kadar fraksi P pada IP (a) 100%, (b) 200%, dan (c) 300% Fraksi P-H 2 O, NaHCO 3 -P i, dan -P o dianggap mudah tersedia bagi tanaman karena pengekstraknya dikembangkan untuk dapat meniru aktivitas akar berespirasi. Dalam melakukan respirasi, akar mengeluarkan CO 2 yang kemudian membentuk bikarbonat dalam tanah sehingga mampu melarutkan P yang terikat oleh Ca maupun permukaan seskuioksida dan akibatnya P menjadi lebih tersedia (Tiessen dan Moir 1993). Pada IP 100%, fraksi P-H 2 O relatif mengalami penurunan dengan pengeringan karena menurunnya KA. Pada minggu ke-13 tanaman berada pada tahap pematangan biji dan memerlukan kondisi kering, sehingga P menjadi lebih sedikit ketersediaannya karena diserap tanaman. Pada IP 200 dan 300%, fraksi P-H 2 O relatif stabil karena tanah berada pada kondisi tergenang dengan KA yang relatif sama sehingga tanah lebih reduktif dan ketersediaan P lebih tinggi daripada IP 100%. Fraksi NaHCO 3 -P i dan -P o saling berkeseimbangan. Apabila ketersediaan NaHCO 3 -P i menurun maka NaHCO 3 -P o dimineralisasi menjadi NaHCO 3 -P i sehingga ketersediaan P meningkat kembali. Seperti ditunjukkan pada Gambar 4, semakin menurun kadar NaHCO 3 -P o semakin meningkat kadar NaHCO 3 -P i baik pada IP 100%, 200%, dan 300%. Sebaliknya, jika NaHCO 3 -P i menurun maka NaHCO 3 -P o meningkat dikarenakan NaHCO 3 -P i dierap oleh BO. Hal lain yang mengakibatkan menurunnya NaHCO 3 -P o adalah karena mengalami perubahan menjadi fraksi P-H 2 O yang lebih tersedia bagi tanaman. NaHCO 3 -P o lebih sensitif terhadap aktivitas respirasi mikroorganisme sehingga kadarnya akan lebih cepat menurun (Chauhan et al. 1979). Hal ini dikarenakan komponen utama NaHCO 3 -

25 P o adalah diester PO 4 3- yang mampu mencegah pengikatan P oleh mineral klei sehingga lebih mudah mengalami mineralisasi (Ghoshal 1975; Tiessen et al ; Trassar-Cepeda dan Carballas 1991). Fraksi NaOH-P i dan -P o dianggap kurang tersedia bagi tanaman karena terikat dengan senyawa humat, amorf serta kristal Al- dan Fe-P (Bowman dan Cole 1978). Dibandingkan dengan fraksi lainnya, fraksi NaOH lebih tinggi kadarnya. Hal ini diduga karena tingginya kadar Al dan Fe dalam tanah. Hartono et al. (2006) menunjukkan bahwa tanah dengan kadar Fe dan Al hidrousoksida tinggi memiliki kadar NaOH-P i dan -P o lebih tinggi. Tanah sawah dengan IP 100% memiliki kadar NaOH-P i dan -P o lebih tinggi daripada IP 200 dan 300%. Hal ini di diduga karena kadar Fe dan Al hidrousoksida pada tanah dengan IP 100% lebih besar daripada tanah dengan IP 200 dan 300%. Fraksi HCl-P i dianggap sulit tersedia bagi tanaman karena terikat oleh Ca yang kelarutannya rendah. Dinamika fraksi HCl-P i pada tiga kondisi IP menunjukkan bahwa perubahannya menjadi fraksi NaOH-P i dan -P o relatif lambat dan stabil. Hal ini diduga berkaitan dengan rendahnya kadar Ca-P. Peningkatan kelarutan P tanah akibat penggenangan disebabkan oleh reduksi FePO 4 2H 2 O (ferri fosfat, Fe 3+ ) menjadi Fe 3 (PO 4 ) 2 8H 2 O (ferro fosfat, Fe 2+ ) atau desorpsi fosfat akibat reduksi Fe 3+ menjadi Fe 2+, hidrolisis FePO 4 dan AlPO 4 pada tanah masam, serta pelepasan occluded-p (Anwar dan Sudadi 2013; Gaol et al. 2013). Pemberian bahan organik akan meningkatkan P tersedia maupun Al dan Fe akibat terjadinya pelepasan P dari Fe-P dan Al-P yang kuat mengikat P (Sanchez 1976). Hara P yang terikat sebagai Fe-P dan Al-P akan dilepas sehingga P menjadi tersedia (Cyio 2000; Darman 2003). Hubungan Produksi dengan Fraksi Fosfor Pada Tabel 2 disajikan hasil analisis regresi linier sederhana hubungan antara produksi padi (GKP per musim tanam) sebagai sumbu Y dengan rerata kadar fraksi-fraksi P sebagai sumbu X. Produksi padi berkorelasi negatif sangat kuat dengan kadar fraksi-fraksi P. Fraksi P-H 2 O + P-NaHCO 3 berkorelasi negatif paling tinggi (r = ) terhadap produksi dibandingkan fraksi-fraksi lainnya. Artinya, semakin tinggi kadar fraksi P-H 2 O + NaHCO 3, maka semakin rendah tingkat produksi. Tabel 2 Persamaan regresi linier hubungan produksi dengan kadar fraksi P Fraksi P sebagai sumbu x Persamaan regresi r n P-H 2 O y = x P-H 2 O + NaHCO 3 y = x P-H 2 O + NaHCO 3 + NaOH y = x P-H 2 O + NaHCO 3 + NaOH + HCl y = x

26 12 Produksi (ton/ha/musim) P-H 2 O (mg/kg) Produksi (ton/ha/musim) P-H 2 O + NaHCO 3 (mg/kg) Produksi (ton/ha/musim) P-H 2 O + NaHCO 3 + NaOH (mg/kg) Produksi (ton/ha/musim) P-H 2 O + NaHCO 3 + NaOH + HCl (mg/kg) Gambar 5 Hubungan produksi dengan kadar fraksi P Berdasarkan nilai koefisien korelasi diketahui bahwa hubungan rerata kadar fraksi P-H 2 O + NaHCO 3 dengan produksi sangat kuat. Rerata produksi pada IP 100, 200, dan 300% berturut-turut 3.0, 4.4, dan 7.2 ton GKP ha -1 per musim tanam. Nilai r = menunjukkan bahwa 69.9% variasi perubahan produksi dapat dijelaskan oleh peubah kadar fraksi P-H 2 O + NaHCO 3, sedangkan 30.1% sisanya dijelaskan oleh faktor lain. Hasil analisis regresi ini dapat digunakan untuk memprediksi produksi. Persamaan linier Y = x berarti tanaman akan mengalami penurunan produksi bila P-H 2 O + NaHCO 3 kadarnya meningkat. Setiap kenaikan kadar fraksi P-H 2 O + NaHCO 3 sebesar 1 mg kg -1 akan mengakibatkan penurunan

27 produksi sebesar ton ha -1 GKP. Artinya, status kadar fraksi P-H 2 O + NaHCO 3 telah berlebih. Hal ini terlihat dari sekuen menurunnya produksi dengan meningkatnya kadar fraksi-fraksi P dari lahan dengan IP 100 ke 200 dan 300% (Gambar 4). 13 SIMPULAN DAN SARAN Simpulan 1. Nilai Eh tanah sawah mengalami penurunan dengan meningkatnya kadar air akibat penggenangan dan sebaliknya sesuai dengan kebutuhan pengelolaan air pertanaman padi. Tanah sawah dengan IP 300% memiliki dinamika penurunan Eh lebih tinggi karena berkadar air dan bahan organik lebih tinggi dibandingkan IP 100 dan 200% selama fase penggenangan 7-13 minggu. 2. Kondisi tanah yang lebih reduktif akibat penggenangan terutama pada tanah dengan IP 300% menyebabkan peningkatan kadar fraksi-fraksi P tersedia terutama fraksi-fraksi inorganik. Fraksi P-NaOH memiliki kadar tertinggi pada ketiga IP tanah sawah. 3. Produksi padi berkorelasi negatif dengan urutan nilai r dari yang tertinggi ke terendah dengan kadar fraksi P-H 2 O + P-NaHCO 3, diikuti P-H 2 O + P- NaHCO 3 + P-NaOH, P-H 2 O + P-NaHCO 3 + P-NaOH + P-HCl dan P-H 2 O yang menunjukkan status P-tanah telah berlebih. Saran 1. Takaran pupuk P dan amelioran pada tanah sawah dengan IP 100 dan 200% pada beberapa musim berikutnya perlu dikurangi. 2. Perlu dilakukan penelitian lanjutan untuk mengevaluasi hubungan antara IP dan lama penggenangan tanah sawah dengan Eh, produksi padi dan kadar P- tersedia hasil analisis tunggal (P-Bray, P-Olsen, P-NC, dll). DAFTAR PUSTAKA Abdurachman S, Setyorini D Pengelolaan Hara Mineral Tanaman Padi. Bogor (ID): Balai Besar Penelitian dan Pengembangan Sumberdaya Lahan Pertanian. Anwar S, Sudadi U Kimia Tanah. Bogor (ID): Departemen Ilmu Tanah dan Sumberdaya Lahan IPB. Bowman RA, Cole CV An exploratory method for fractionation of organic phosphorus from grassland soils. Soil Sci 125: Brady NC The Nature and Properties of Soils. 10th ed. MacMillan Publishing Company. New York. Buckman HO, Brady NC The Nature and Properties of Soils. 7th edition. The MacMillan Co. Colloier-MacMillan Limited. London.

28 14 Chauhan BSJ, Stewart WB, Paul EA Effect of carbon additions on soil labile inorganic, organic and microbially held phosphate. Can J Soil Sci 59: Cyio MB Pengaruh tinggi genangan terhadap karakteristik tanah sawah ultisol kulawi. Jurnal Komunika Lemlit, Universitas Tadulako. Cyio MB Efektivitas bahan organik dan tinggi genangan terhadap perubahan Eh, ph, dan status Fe, P, dan Al terlarut pada tanah Ultisol. J Agroland 15(4): Darman S Pengaruh penggenangan dan pemberian bahan organik terhadap potensial redoks, ph, status Fe, P, dan Al dalam larutan tanah Ultisol Kulawi. J Agroland 10 (2): Gaol MDL, Supriadi MS, Sembiring M Survey dan pemetaan status fosfat lahan sawah pada daerah irigasi Bahal Gajah/Tiga Bolon Kecamatan Sidamanik Kabupaten Simalungun. Agroekoteknologi 1(4): Ghoshal S Remineralization aspect of newly immobilized native fertilizer phosphorus in soil. Acta Agric Scand 25: Hardjowigeno S, Subagyo, Rayes ML Morfologi dan Klasifikasi Tanah Sawah. Bogor (ID): Pusat Penelitian dan Pengembangan Tanah dan Agroklimat. Hartatik W, Sulaeman, Kasno A Perubahan Sifat Kimia dan Ameliorasi Sawah Bukaan Baru. Bogor (ID): Balai Besar Penelitian dan Pengembangan Sumberdaya Lahan Pertanian. Hartono A, Funakawa S, Kosaki T Transformation of added phosphorus to acid upland soils with different soil properties in Indonesia. Soil Sci Plant Nutr 52: Havlin JL, Beaton JD, Nelson SL, Nelson WL Soil Fertility and Fertilizers. An Introduction to Nutrient Management. Pearson Pretice Hall. New Jersey. Hedley MJ, Stewart JWB, Chauhan BS Change in inorganic and organic soil phosphorus fraction induced by cultivation practice and by laboratory incubation. Soil Sci. Soc Am J 46: Mattingly GEG Labile phosphorus in soils. Soil Sci 119: Murphy J, Riley JP A modified single solution method for the determination of phosphate in natural waters. Anal Chim Acta 27: Olsen SR, Sommers LE Phosphorus. In Methods of Soil Analysis, Part 2, 2nd ed, Agron. Monogr. 9. Eds AL Page. RH Miller and DR Keeney, ASA and SSSA. Madison. Ponnamperuma FN The chemistry of submerged soils. In Soils and Rice. International Rice Research Institute, Los Baños, Philippines. Ponnamperuma FN Chemical kinetics of wetland rice soil relative to soil fertility. In Wetland Soils, Characterization, Classification and Utilization. International Rice Research Instutute, Manila, Philippines. Reddy KR, Patrick Jr WH Fate of fertilizer nitrogen in the rice root zone. Soil Sci Soc Am J 50: Reddy KR, Patrick Jr WH Chemical changes in rice soils in IRRI. Soil and Rice. Philippines: Los Banos. p Sanchez PA Properties and management of soils in the tropic in IRRI. Soil and Rice. Philippines: Los Banos. p

29 Sanders WMH, Williams EG Observation on determination of total organic phosphorus from soil. Fertil Res 24: Satwoko A Fraksionasi fosfor pada tanah-tanah sawah di Pulau Jawa. [skripsi]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor. Schmidt JP, Buwol SW, Kamprath EJ Soil phosphorus dynamics during seventeen years of continuous cultivations: fraction analyses. Soil Sci Soc Am J 60: Simanungkalit RDM, Suriadikarta DA, Saraswati R, Setyorini D, Hartatik W Pupuk Organik dan Pupuk Hayati. Bogor (ID): Balai Besar Litbang Sumber Daya Lahan Pertanian. Situmorang R, Sudadi U Tanah Sawah. Bogor (ID): Departemen Ilmu Tanah dan Sumberdaya Lahan IPB. Sposito G The Chemistry of Soils. Oxford University Press, New York. Sulaeman, Eviati, Adiningsih JS Pengaruh Eh dan ph terhadap sifat erapan fosfat, kelarutan besi, dan hara lain pada tanah Hapludox Lampung. Dalam Prosiding Pertemuan Pembahasan dan Komunikasi Hasil Penelitian Tanah dan Agroklimat. Bidang Kimia dan Biologi Tanah. Cisarua, Bogor 4-6 Maret Puslittanak, Bogor. p Tiessen H, Stewart JWB, Cole CV Pathways of phosphorus transformation in soils of differing pedogenessis. Soil Sci Soc Am J 48: Tiessen H, Moir JO Characterization of available P sequential extraction in Soil Sampling and Method of Analysis. Ed Carter MR. Canadian Society of Soil Science Lewis Publisher. Boca Raton. Florida. Trassar-Cepeda NC, Carballas T Liming and the phosphatase activity and mineralization of phosphorus in acid soil. Soil Biol Biochem 23: Wang JK, Hagan RE Irrigated Rice Production System. Design Procedures. Westview Press. Boulder. 300p. William JDH, Walker TW Fractionation of phosphate in a maturity sequence of New Zealand basaltic soil profiles. Soil Sci 107: Yoshida S Foundamentals of Rice Crop Science. The International Rice Research Institute, Manila. Philipipine. 15

30 16

31 LAMPIRAN 17

32 18

33 19 Lampiran 1 Hasil analisis pendahuluan tanah sawah di lokasi penelitian IP (%) ph (H 2 O) Eh P-HCl 25% C-Org N-Kjeldahl (mv) (mg kg -1 ) (%) C/N IP (%) K dd Na dd Ca dd Mg dd KTK KB (me 100 g -1 ) (%) > > >100 Lampiran 2 Dosis pemupukan dan ameliorasi tanah sawah di lokasi penelitian IP (%) Pola Tanam Dosis Pupuk dan Amelioran kg/ha/tahun NPK Urea SP-36 KCl (15:15:15) Luas Produksi Verietas Lahan GKP Padi Jerami Padi (m 2 ) ton/ha/tahun 100 Padi-Kc Tanah-Bengkoang Inpari Padi-Padi Inpari Padi-Padi-Padi Cisadane IP (%) Pola Tanam Dosis Pupuk dan Amelioran Produksi kg/ha/musim tanam padi GKP Padi N P 2 O 5 K 2 O Jerami ton/ha/musim 100 Padi-Kc Tanah-Bengkoang Padi-Padi Padi-Padi-Padi Lampiran 3 Nilai Eh tanah sawah berdasarkan lama penggenangan Eh (mv) minggu ke-... IP (%)

34 20 Lampiran 4 Kadar fraksi-fraksi P pada tanah sawah setiap IP berdasarkan lama penggenangan Indeks Pertanaman (IP) 100% 200% 300% Lama penggenangan (minggu) Fraksi (mg kg -1 ) P-H 2 O NaHCO 3 -Pi NaHCO 3 -Po NaOH -Pi NaOH Po HCl -Pi

35 21 RIWAYAT HIDUP Penulis dilahirkan di Bogor pada tanggal 25 Juli 1993 sebagai anak pertama dari tiga bersaudara dari pasangan Bapak Tating dan Ibu Titi. Penulis menyelesaikan pendidikan dasar pada tahun 2005 di SDN Cibadak Bogor, pada tahun 2008 di SMPN 16 Bogor, pada tahun 2011 di SMAN 2 Bogor dan pada tahun yang sama penulis melanjutkan pendidikan di Departemen Ilmu Tanah dan Sumberdaya Lahan, Fakultas Pertanian, Institut Pertanian Bogor, melalui jalur SNMPTN (Seleksi Nasional Masuk Perguruan Tinggi Negeri) Undangan dan mendapat beasiswa Bidikmisi. Selama menjadi mahasiswa di IPB, penulis aktif dalam beberapa kegiatan kemahasiswaan. Kegiatan tersebut diantaranya Dewan Perwakilan Mahasiswa (DPM) Fakultas Pertanian periode sebagai anggota Komisi III, Himpunan Mahasiswa Ilmu Tanah (HMIT) periode sebagai ketua departemen pengembangan pertanian dan berbagai kegiatan lainnya di lingkup organisasi HMIT. Pada kegiatan akademik penulis pernah menjadi Asisten Praktikum Agrogeologi (2014), Asisten Praktikum Morfologi dan Klasifikasi Tanah (2014), Asisten Praktikum Kimia Tanah (2015) dan Asisten Praktikum Pengantar Kimia Tanah (2015). Penulis menyelesaikan studi dengan melakukan penelitian dan skripsi yang berjudul Dinamika Eh dan Kadar Fraksi P Tanah Sawah: Pengaruh Indeks Pertanaman dan Kondisi Penggenangan dibimbing oleh Dr Ir Untung Sudadi, MSc dan Dr Ir Arief Hartono, MSc. Agr.