The Application of Cow Dung on Corn (Zea mays) Cultivation: The Changes of Inorganic Phosphorus Fractions in Ultisol Gt.tnung Sindur, West Java

Transkripsi

1

2 J. Tanah Lingk., 15 (1) April 2013: 1-4 ::''5-.'. :.; :: -::: PEMBERIAN KOTORAN SAPI PADA PERTANAMAN JAGUNG (Zea mays) : PERUBAHAN FRAKSI FOSFOR INORGANIK PADA ULTISOL GUNUNG SINDUR, JAWABARAT ~ I, The Application of Cow Dung on Corn (Zea mays) Cultivation: The Changes of S. Inorganic Phosphorus Fractions in Ultisol Gt.tnung Sindur, West Java Arief Hartonoll*, Sri Djuniwatill, dan Haflz Hernandi 2 1 I) Departemen Ilmu Tanah dan Sumberdaya Laban, Fakultas Pertanian IPB, JI. Meranti Kampus IPB Dannaga h Bogar n 2) Alumni Program Studi Manajemen Sumberdaya Lahan Fakultas Pertanian IPB, JI. Meranti Kampus IPB Darmaga, Bogar g ABSTRACT Experiment concerning the evaluation ofthe changes ofinorganic phosphorus (P) fractions due to application of cow s dung on corn cultivation was conducted in Cibadung village Gunung Sindur, West Java. The rates ofcow dung were 0, 10, 20 i and 40 tones ha- 1 Experiment was designed in completi,/y randomized design with three replications. Soil samples coliection t. were conducted after two weeks incubation and after harvesting. Soil samples were collected in rhizosphere and between rows ofcorn. The changes of inorganic P fractions were evaluated by the values which were obtained by subtracting the values of, one P fraction after two weeks incubation from one P fraction after harvesting. The results showed that the application ofcow dung significantly increased the resin-p,fraction, NaHCO,-P,fraction and NaOH-P,fraction after two weeks incubation and after harvesting. The values ofthose P fractions in rhizosphere after harvesting were higher in general than those of between rows ofcorn. The changes ofresin-pi in rhizosphere and in between rows ofcorn were negatives values indicating that resin P; transformed to other fractions. The changes ofnahco,-p, and NaOH-P; were inconsistently positives values in rhizosphere and in between rows ofcorn with the increasing rates ofcow dung application. They indicated that plant uptake, P desorption and P transformation to more stablefractions affected the amount ofnahco,-p, and NaOH-P,fractions. Keywords: Corn cultivation, cow dung, phosphorus fractions, Ultisol ABSTRAK Pereobaan mengenai evaluasi perubaban fraksi-fraksi fosfor (P) karena pemberian kotoran sapi pada budidaya jagung dilaksanakan di desa Cibadung Gunung Sindur, Jawa Barat. Dosis kotoran sapi yang digunakan adalah 0, 10, 20, dan 40 ton ha- I. Pereobaan dilakukan menggunakan raneangan acak lengkap dengan tiga ulangan. Pengambilan eontoh tanab dilaleukan setelab dua minggu inkubasi dan setelab panen. Contoh tanab diambil di rhizosfer dan antar baris tanaman. Perubaban fraksifraksi P dievaluasi dari hasil pengurangan nilai suatu fraksi P pada saat panen dengan nilai suatu fraksi P setelah dua minggu inkubasi. Hasil menunjukkan bahwa pemberian kotoran sapi nyata meningkatkan fraksi resin-p" fraksi NaHCO,-P; dan NaOH P;. Nilai fraksi-fraksi P tersebut pada saat panen lebih tinggi di rhizosfer dibandingkan dengan nilai fraksi-fraksi P di antar baris tanaman. Perubaban resin-p; di rhizosfer dan antar baris tanaman adalab negatif yang menunjukkan bahwa resin-p; telab bertransfonnasi ke fraksi P yang lain. Perubahan fraksi NaHCO,-P; dan NaOH-P; tidak konsisten positif baik di rhizosfer dan antar baris tanaman dengan meningkatnya dosis kotoran sapi. Hal ini menunjukkan babwa pengambilan P oleh tanaman, pelepasan P dan transfonnasi P ke bentuk yang lebib slabil mempengaruhi jumlab peningkatan fraksi NaHCO,-P; dan NaOH Pi. Kata leunei: Pertanaman jagung, kotoran sapi, fraksi fosfor, Ultisol PENDAHULUAN Seeara kimia fuktor pembatas yang ditemui pada laban kering adalah rendalmya status hara-hara penting bagi tanaman, salah satunya adalab fosfor (P). Menurut Prasetyo dan Suriadikarta (2006) untuk meningkatkan ketersediaan P di laban kering dapat dilakukan dengan pe~apuran, pemupukan P dan pemberian baban organik. Pemberian baban organik berupa kotoran sapi akan menambab kelarutan P, karena diduga anion dari asam-asam organik dapat melakukan reaksi komplek dengan AI dan Fe sehingga P yang semuja terikat oleh AI dan Fe dalam bentuk AI-P dan Fe-P menjadi bebas dan tersedia (lyamuremye et al., 1996a). Penelitian yang berkaitan dengan pengaruh baban organik terhadap perubaban fraksi P telab banyak dilaleukan (Iyamuremye et al., 1996b; Hartono et al., 2000), namun penelitian-penelitian tersebut adalah penelitian dengan pereobaan inkubasi tanpa melibatkan tanaman. Penelitian pengaruh baban organik terhadap 'J Penulis KtJrespondensi: Telp ; .aharton2002@yahoo.com

3 Pemberian Kotoran Sapi pada Pertanaman lagung (Hartono, A., s. Djuniwati, dan H. Hernandi) perubaban fraksi P pada lahan kering dengan melibatkan aktivitas akar. tanaman belurn banyak dilakukan. Oleh karena itu penelitian In, mengevaluasi bagaimana perubahan fraksi P pada laban kering dengan adanya aktivitas tanaman. Adanya aktivitas tanaman diduga akan berpengaruh terhadap dinamika perubahan fraksi P. Tujuan dari penelitian ini adalah mengevaluasi pengaruh pemberian kotoran sapi terhadap perubahan fraksi-fraksi P inorganik pada pertanaman jagung di perakaran (rhizosjer) dan antar baris tanaman. Antar baris tanaman ini diasumsikan sebagai daerah yang tidak dipengaruhi oleh akar tanaman. BAHAN DAN METODE Penelitian lapangan dilaksanakan di lahan kering yang terletak di Keeamatan Gunung Sindur, Desa Cibadung, Kabupaten Bogor pada luas laban total kurang lebih 350 m'. Lahan yang digunakan dalam penelitian mempunyai tanah dengan sub grup Typic Hapludults. Penelitian dilakukan dalam dua lahap pekerjaan. Pekerjaan yang pertama adalah menanam jagung di lapangan. Jagung ditanam pada lahan yang relatif datar di petak-petak pereobaan berukuran lox 2.55 m. Sebagai perlakuan adalah kotoran sapi. Kotoran sapi yang digunakan mempunyai kadar P total 0.44% dengan kadar air 26.1%. Sebelum digunakan, kotoran sapi dikeringudarakan kemudian diayak dengan ukuran lubang 2 mm. Perlakuan diberikan dalam empat dosis yaitu 0, 10, 20, dan 40 ton ha-' dan masing-masing perlakukan diulang tiga kali. Dengan demikian jumlah petak-petak yang digunakan adalah dua belas petak pereobaan. Raneangan percobaan yang diterapkan adalab Raneangan Aeak Lengkap. Raneangan aeak lengkap digunakan karena petak-petak pereobaan terletak di lokasi yang relatif datar. Sebelum penanaman, kotoran sapi dengan jumlah sesuai dengan dosis perlakuan yang ditetapkan, ditebar secara merata dan diinkorporasi pada kedalaman sekitar 0 20 cm. Kemudian petak-petak tersebut diinkubasi selama dua minggu. Setelah itu penanaman jagung dilakukan dengan jarak tanam 80 x 40 em. Pengambilan sampel tanah dilakukan pada dua minggu setelah inkubasi (sebelum jagung ditanam) dan setelah panen ketika tanaman berumur sekitar tiga bulan. Pengambilan sampei tanah dilakukan pad a kedalaman 0-30 em. Pengambilan sampel tanab setelah panen dilakukan di antar baris tanaman dan daerab perakaran (rhizosjer) seeara komposit. Pupuk, Urea, SP 18 dan KCl diberikan sebagai pupuk dasar pada semua petak-petak percobaan. Pupuk Urea, SP 18 dan KCI yang diberikan tiap petak berturutturut adalah 333 kg ha-', 280 kg ha-', dan 75 kg ha- l Pupuk Urea dan KCl diberikan dalam dua tahap yaitu minggu pertama setelah tanam dan minggu keempat setelah tanam. Sementara pupuk SP 18 diberikan pada saat tanam. Pemeliharaan tanaman dilakukan sampai waktu panen. Analisis pendahuluan dilakukan untuk mengetahui beberapa sifat kimia dan fisika tanah pereobaan. Fraksionasi P inorganik dilakukan dengan menggunakan metode Tiessen dan Moir (!993). Karakterisasi fraksi-fraksi P inorganik disajikan pada Tabel 1. Evaluasi perubahan fraksi P inorganik dilakukan dengan mengurangi nilai fraksi P inorganik pada saat panen dengan fraksi P inorganik setelah 2 minggu inkubasi. Untuk mengetahui pengaruh perlal'i18n terhadap parameter-parameter yang ditetapkan dilakukan sidik ragam kemudian diikuti dengan uji Tukey menggunakan Soflware SPSS V.17. Tabel I. Kacaklerisasi fraksi-fraksi P yang dilelapkan Ekstraktan P Karakteristik EksCraktan P linterpremsi P terscdia seears biologi Resin~Pinorganjk (P,) dalam 0.5 mol L-' Hel P yang tersedia bagi tanaman 0.5 mol L-' NaHC0 3 -P, P yang tersedia bagi tanaman dan terikat sccara lemah pada permukaan mineral Moderately resistant 0.1 mol L-' NaOH-P, Dierap seeara kemisorpsi oleh hidrusoksida AJ dan Fe (AI-P dan Fe-P) Sumber: Tiessen and Moir (1993); Iyamuremye e/ a/. (1996b) HASIL DAN PEMBAHASAN Sira! Kimia dan Fisika Tanah Percobaan Data fisiko kimia tanah pereobaan disajikan pada Tabel 2. Status hara tanah dinilai berdasarkan kriteria yang dipublikasikan oleh Soepratohardjo el al.(l983). Tabel 2. Sifat fisiko kimia tanah percobaan Sifat Nilai Status ph H,O (1:1) 5.50 Masam P,O, HCI25 % (rngloof') 44.7 Tinggi C-organik (%) 2.31 Sedang KTK (ernol kg ') 16.8 Sedang Aldd (cmol kg"l) 0.38 Kejenuhan AJ (%) 10.8 Rendah KB (%) 20.8 Rendah Liat (%) 41.0 Debu (%) 53.6 Pasir (%) 5.38 Keterangan : dd dapat dipertukarkan Data ph tanah percobaan tergolong masam, C organik masuk dalam kategori sedang, KTK tanah masuk dalam kategori sedang, kejenuhan Al masuk dalam kategori rendah, kejenuhan basa masuk dalam kategori rendah. P yang diektrak dengan HCl 25% masuk dalam kategori tinggi. Data hasil evaluasi sebagian sifat kimia tanah percobaan relatif baik bila dibandingkan dengan Ultisol pada umumnya. Hal ini mungkin disebabkan karena lokasi percobaan merupakan lahan yang memang diusahakan oleh petani setempat untuk pertanian organik, sehingga beberapa sifat tanah menjadi lebih baik. Kadar liat tanah pereobaan adalah 41.0%, debu 53.6% dan pasir 5.38%. Dengan melihat perbandingan relatif kadar liat, debu dan pasir, tekstur tanah percobaan adalah liat berdebu. Fraksi Resin-P inorganik (Resin-Pi) Pengaruh pemberian kotoran sapi terhadap fraksi resin-pi disajikan pada Tabel 3. Tabel 3 menunjukkan bahwa umumnya meningkamya dosis secara statistik nyata meningkatkan resin-pi baik setelah dua minggu inkubasi, saat panen di rhizosjer dan saat panen antar baris tanaman. 2

4 }. Tanail Lingk., 15 (1) April 2013: 1-4 Resin-P; adalab fraksi P yang sangat tersedia (sangat labil) karena berasal dari pertukaran ion bikarbonat dengan ion ortofosfat dalam larutan tanah dan pertukaran ion bikarbonat dengan P yang diikat sangat lemah oleh kornplek erapan. Peningkatan resin-pi salah satunya disebabkan oleh mineralisasi kotoran sapi menghasilkan ion ortofosfat yang berada dalam larutan tanah dan proses pemblokan komplek erapan oleh ion-ion asarn organik dari kotoran sapi sehingga sebagian P diikat lemah oleh kornplek erapan (Hue, 1991). Untuk daerah rhizos/er, peningkatan resin-pi juga sebagian disebabkan P yang berasal dari pupuk selain karena alasan yang sudab disebutkan. Dasis Kotaran sapi Tabel 3. Pengaruh kotoran sapi terhadap Resin-Pi Setelah 2 minggu inkubasi Waktu PengambiJan sam~el II Saal Panen Resin- (antar baris (rhi:osfer) Pi tanaman) 6. Resin- Pi m~t. Kontrol a a I> 10 Ion ha" l77a 157b ab ton ha ol 189a 180c b tonha" 34lb 227d b -180 Keterangan: Angka-angka yang diikutioleh huruf yang sarna pada satu kolom, tidak befbeda nyata pada uji Tukey (P < 0.05) Nilai perubaban resin-pi (resin-p; saat panen resin-pi setelab dua rninggu inkubasi) urnumnya bemilai negatif baik di rhizos/er dan di antar baris yang kurang dipengarubi oleh aktifitas akar tanaman jagung (Tabel 3). Hal ini rnengkonfirmasi hasil penelitian Hartono el 01. (2006) babwa resin-pi bertransformasi rnenjadi bentuk fraksi-fraksi yang lain dengan waktu pada percobaan inkubasi. Disamping itu resin-pi diambil oleh tanaman terutama yang berada di daerab rhizos/er. Perbedaan resin-pi di rhizos/er saat panen dan resin-pi di antar baris tanarnan saat panen disebabkan oleh pelepasan eksudat akar oleh tanarnan di rhizos/er dan pupuk P. Eksudat akar dan pupuk P yang diberikan di sekitar tanaman rneningkatkan konsentrasi resin-pi di daerah rhizos/er. Fraksi NaHCO'-P i Pengaruh kotoran sapi terhadap fraksi NaHCO,-P; disajikan pada Tabel4. Fraksi NaHCOJ-P; juga merupakan fraksi yang relatif tersedia (labil). Fraksi ini diikat lebih kuat daripada fraksi resin-pi oleh komplek erapan. Dosis 40 ton hal secara statistik nyata meningkatkan NaHCO,-P; baik setelab 2 rninggu inkubasi, saat pan en di rhizos/er dan saat panen antar baris tanarnan. Alasan yang sarna dengan pembabasan mengenai fraksi resin-pi dapat dikaitkan dengan peningkatan ini. Nilai perubaban NaHCO,.P; (NaHCO,-P; saat panen - NaHCO,-P; setelah dua minggu inkubasi) di rhizos/er dan anlar baris lanaman bemilai posilif unluk perlakuan kontrol dan 10 ton hal. Hal ini menunjukkan babwa ada resin-pi bertransformasi ke fraksi ini. Resin-P; yang rnerupakan P dalam larutan tanab dan P yang diikat sangal lemab oleh kornplek erapan dengan waklu akan dierap lebih kuat oleh komplek erapan sehingga salah satunya menjadi bentuk NaHCO,-P;. Akan tetapi angka yang berasal dari resin-pi terlalu kecil untuk angka ::~ \- :.:. :~... --;;;; peningkatan NaHCOr P1 yang ; ~ rj ~d i. 5d"iI;:fZ.! peningkatan juga rnungkin berasal dari Pll puk P :-"-"~ diberikan terutarna untuk daerah rhi.:osfa. Se i.,n "' penambahan P dari eksudar akar juga d~p-ai dt12.i~ dengan lebih tingginya fraksi ini di dae rah rh L c~'a Walaupun dernikian hal ini tidak berlaku untuk \=g,;lo,,, 40 ton hal. Perbedaan ini menunjukkan babwa ","1\,'-" tanaman mengambil hara, pelepasan P (P desorpllu" I \i;n perubaban ke fraksi yang lebih stabi! mem~r ikn dinarnika terhadap proses transformasi P. Tabe14. Pengaruh kotoran sapi lerhadap NaHC0 3 -P, Waktu Pengambilan sameel Oasis Setelah 2 Saat II ~ kotoran minggu panen NaHCO,- (arlar baris NaHCO, sapi inkubasi (rhi=osjer) p, lanaman) P, m~kfl KonlroJ 13la 206a ton h,"-' 195ab 241b 46 22lab ton ha ' 256ab 259b 3 252b ton ha-' 350b b -109 Keterangan: Angka-angka yang diikuti oleh huruf yang sarna pada saw kolom, tidak berbeda nyata pada uji Tukey (P < 0.05) Fraksi NaOH-P; Pengaruh kotoran sapi lerhadap fraksi NaOH-P, disajikan pada Tabel 5. Angka-angka NaOH-P; jauh lebih besar dibandingkan dengan resin-pi dan NaHCO,-P, Fraksi ini adalab P yang dierap oleh hidrusoksida Fe dan Al menjadi senyawa Fe-P dan AI-P. Besamya nilai NaOH P; dibandingan dengan resin-pi dan NaHCO,-P; karena P dalam larutan tanah dengan sangat cepat dierap oleh hidrusoksida Fe dan Al dalam jumlab besar rnenjadi bentuk Fe-P dan AI-P yang relatif resisten (Hartono el 01., 2006). Dari dosis kotoran sapi yang diaplikasikan dosis 20 dan 40 ton hal secara statistik nyata rneningkatkan NaOH Pi setelab 2 rninggu inkubasi. Pengaruh kotoran sapi tidak nyata rneningkatkan NaOH-P; pada saat panen baik di rhizos/er dan antar baris tanaman. Walaupun dernikian kecuali perlakuan 40 ton hal, angka NaOH-P; di daerab rhizos/er relatiflebih tinggi dibandingkan dengan angka NaOH-P; di antar baris tanaman. Dasis katoran sapi Tabel 5. Pengaruh kotoran sapi terhadap NaOH-P i Setelah 2 minggu inkubasi Waktu Pengambilan sam pel (rhi=osfer) II N.OH P, (antar baris tanaman) II NaOH- P,. mgkg l Konlrol a a Ion ha"' 451a 5SSa a ton ha"' 65 1b 601a ton ha-' a a -[JO Keterangan: Angkavangka yang diikuti oleh huruf yang sama pada salu kolom, tidak berbeda nyata pada uji Tukey (P < 0.05) Nilai perubahan NaOH-P; (NaOH-P; saal panen NaOH-P; selelah dua minggu inkubasi) bemilai positif untuk kontrol dan dosis 10 ton ha- I baik di daerab rhizos/er dan antar baris tanaman. Akan tetapi bemilai negatif untuk dosis 20 dan 40 ton hal Hal ini menunjukkan bahwa ada bentuk P yang bertransfonnasi ke fraksi ini. Nilai perubaban fraksi ini yang bemilai negatif pad. dosis 20.~ '! 3

5 Pemberian Kotoran Sapi pada Per/anaman 'agung (Hartono, A., S. Djuniwa/i, dan H. Hemandi) dan 40 ton ha'l menunjukkan bahwa fraksi ini bukan fraksi yang stabil pada tanah percobaan ini. Akan tetapi fraksi ini bisa memberikan P jika terjadi pcngurangan dcngan fraksi yang tersedia atau labil karena pcngambilan oleh tanaman (Hartono, 2008) atau terjadi transformasi menjadi bentuk yang lebih stabi!. SIMPULAN Scmakin tinggi dosis kotoran sapi yang diberikan sebagai bahan amelioran secara umum meningkatkan nilai-nilai fraksi resin-pi, NaHCO]-Pi, dan NaOH-Pi setelah dua minggu masa inkubasi dan setelah panen pada tanah di bawah pertanaman jagung. Secara umum nilainilai fraksi resin-pi, NaHCO'-Pi dan NaOH-Pi saat panen di daerah rhizosjer lebih tinggi dibandingkan dengan antar baris tanaman. Nilai fraksi resin-pi secara umum menurun setelah pan en yang mengindikasikan bahwa resin-pi telah bertransformasi menjadi bentuk-bentuk fraksi P yang lain dan diambil oleh tanaman. Nilai fraksi NaHCO]-Pi setelah panen relatiftidak konsisten meningkat yang menunjukkan bahwa fraksi ini bisa meningkat karena hasil dari transformasi resin-pi atau menurun karena diambil oleh tanaman, pelepasan P (P desorption) dan bertransformasi menjadi bentuk yang lebih resisten. Fraksi NaOH-Pi yang didefmisikan sebagai fraksi yang moderately resistant juga tidak konsisten meningkat yang menunjukkan bahwa fraksi NaOH-Pi bukan fraksi yang stabi!. Fraksi NaOH-Pi diduga meningkat karena terjadi transformasi dari bentuk fraksi P yang labil menjadi fraksi NaOH-Pi atau menurun karena fraksi NaOH-Pi memberikan P (P desorption) ke fraksi yang labil jika terjadi pengurangan konsentrasi fraksi P yang labil karena diambil oleh tanaman. UCAPAN TERIMA KASIH Penulis mengucapkan terima kasih kepada Dr. Tetsuhiro Watanabe, staf Laboratory of Soil Science, Kyoto University yang telah mendanai penelitian ini. DAFTAR PUSTAKA the acid upland soils with 'successive resin extraction. J. Tanah Trap., 13: Hartono, A., P.L.G. Vlek, A. Moawad, and A. Rachim Changes in phosphorus fractions on acidic soil induced by phosphorus fertilizer, organic matter and lime. J. f1mu Tanah dan Lingk., 3: 1-7. Hartono, A., S. Funakawa, and T. Kosaki Tranfonnation of added phosporus to different acid soil properties in Indonesia. Soil Sci. and Plant Nutr., 52: Hue, N.V Effect of organik acids/anions on P sorption and phytoavailability in Soil with different mineralogies. Soil Sci., 152: Iyamuremye, F., R.P. Dick, and J. Baham. 1996a. Organic amandement and phosphorus dynamics: I. Phosphorus chemistry and sorption. Soil Sci., 161: Iyamuremye, F., R.P. Dick, and J. Baham. 1996b. Organic amendments and phosphorus dynamics: II. Distribution of soil phosphorus fractions. Soil Sci., 161 : Prasetyo, B.H. dan D.A. Suriadikarta Karakteristik, potensi, dan teknologi pengelolaan tanah Ultisol untuk pengembangan pertanian lahan kering di Indonesia. Jumal Litbang Pertanian, 25: Soepratohardjo, M., Subagjo, H. Suhardjo, Ismangun, D.S. Marsoedi, A. Hidayat, Y. Dai, A. Adi, M. Supartini, Mursidi, dan J. Sri Adiningsih S Terms oj Reference Survai Kapabilitas Tanah. Pusat Penelitian Tanah. Bogor. Tiessen, H. and J.O. Moir Characterization of Available P by Sequential Extraction. dalam Carter MR (Ed.). Soil Sampling and Methods of Analysis. Lewis Publishers. Canadian Society of Soil Science. pp Hartono, A Releasing pattern of applied phosphorus and distribution change of phosphorus fractions in 4