IV. HASIL DAN PEMBAHASAN

Transkripsi

1 IV. HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1. Pola Pelepasan Nitrogen dari Pupuk UZA dan Pupuk Urea Pril Ditinjau dari Laju Konsentrasi Amonium dan Nitrat yang Terbentuk Perbandingan laju pelepasan nitrogen dari pupuk UZA dan pupuk urea pril menjadi amonium selama 14 minggu waktu inkubasi disajikan pada Tabel 2 dan Gambar 7. Dapat dilihat (Tabel 2) bahwa pupuk urea melepaskan nitrogen dalam bentuk amonium lebih banyak bila dibandingkan dengan pupuk UZA. Konsentrasi amonium yang terekstrak dari pupuk urea masih tinggi sampai minggu ke-3. Sedangkan pupuk UZA masih menghasilkan amonium sampai minggu ke-10. Tabel 2. Pelepasan Nitrogen dalam Bentuk N-NH 4 + (%) dari Pupuk UZA dan Pupuk Urea pril selama 14 Minggu Inkubasi Perlakuan Minggu UZA (H0) UZA (H1) UZA (H2) UZA (H3) UZA (H4) UZA (H5) Urea Pril Data pada Tabel 2 juga menunjukkan bahwa pada minggu pertama pupuk urea melepaskan nitrogen dalam bentuk amonium sebanyak 33%, jumlah ini lebih besar bila dibandingkan dengan amonium yang dihasilkan pupuk UZA. Jumlah maksimum amonium yang dapat dihasilkan adalah 100%, namun dari hasil pengamatan amonium yang terekstrak hanya berkisar antara 12%-33% pada minggu pertama. Hal ini menunjukkan bahwa tidak semua amonium langsung dilepaskan ke dalam tanah, sebagian besar amonium masih belum mengalami perubahan bentuk. Pupuk urea (CO(NH 2 ) 2 ) memiliki sumber nitrogen dalam bentuk NH 2. Perubahan pembentukan NH 2 menjadi amonium (NH + 4 ) dari pupuk urea berlangsung sampai minggu ke-3 dan masih menghasilkan amonium pada

2 22 minggu ke-6. Berbeda dengan urea, pupuk UZA masih menghasilkan amonium rata- rata sampai minggu ke-4, namun pada minggu ke-6 sampai minggu ke-14 pupuk UZA menghasilkan amonium dalam jumlah yang berbeda-beda. Dari kecenderungan yang dapat dilihat dari data hasil pengamatan, bahwa pupuk UZA menghasilkan amonium berbeda-beda sesuai dengan kadar humat dari masingmasing pupuk. Semakin tinggi kadar humat yang diberikan ke dalam pupuk mengakibatkan laju pembentukan amonium semakin cepat. Hal ini dapat dilihat dari amonium yang masih dihasilkan pupuk UZA (H0 dan H1) sampai minggu ke- 14 dibandingkan pupuk UZA (H2, H3, H4 dan H5). Data tersebut (Tabel 2) memperlihatkan peran dari zeolit yang membantu mengikat amonium pada kisi-kisinya sehingga amonium tidak cepat dilepas ke dalam tanah sampai minggu ke-4, sedangkan peran asam humat terlihat dari variasi amonium yang terekstrak pada minggu ke-6 sampai minggu ke-14. Asam humat memiliki ph yang tinggi (berkisar antara 8-11) yang memungkinkan terjadinya proses amonifikasi yang berjalan secara cepat. Laju dari proses amonifikasi salah satunya dipengaruhi oleh ph, ph yang tinggi mempengaruhi laju proses amonifikasi yang juga mempengaruhi proses kehilangan melalui penguapan (Leiwakabessy, 1988). Pada Gambar 7 dapat dilihat laju perubahan bentuk nitrogen menjadi amonium (NH + 4 ). Grafik tersebut menunjukkan peran dari zeolit dan asam humat dalam memperlambat laju pelepasan nitrogen dari urea (CO(NH 2 ) 2 ) menjadi amonium (NH + 4 ). Dapat dilihat bahwa pupuk UZA mampu mengefisiensikan laju pembentukan amonium yang ditunjukkan oleh pergeseran posisi grafik pupuk UZA sampai minggu ke-14 dibandingkan grafik pupuk urea yang hanya minggu ke-6. Pupuk UZA diharapkan mampu meningkatkan efisiensi pupuk urea dengan mempertahankan jumlah amonium di dalam tanah.

3 23 Gambar 7. Grafik Pelepasan Nitrogen dalam Bentuk Amonium (%) dari Pupuk UZA dan Pupuk Urea Pril selama 14 Minggu Inkubasi Zeolit memiliki nilai KTK yang tinggi, yang berguna sebagai pengadsorpsi, pengikat dan penukar kation. Karena memiliki KTK yang tinggi maka semakin banyak jumlah kisi-kisi pertukaran di dalam zeolit, sehingga semakin banyak jumlah NH 4 + yang berasal dari formula SRF dan pupuk urea yang telah mengalami hidrolisis menjadi amonium dapat dijerap oleh kisi-kisinya. Penjerapan NH 4 + ini di dalam rongga/kisi-kisi zeolit hanya bersifat sementara dan dengan mudah akan diberikan kepada tanaman pada saat diperlukan (Suwardi, 1991). Amonium yang dijerap zeolit tidak segera dilepas ke dalam larutan tanah selama jumlah amonium dalam tanah masih tinggi. Setelah amonium dalam tanah berubah menjadi nitrat, persediaan amonium dalam rongga zeolit dilepaskan ke dalam larutan tanah. Jadi zeolit menghambat proses perubahan amonium menjadi nitrat. Zeolit dapat mencegah terjadinya nitrifikasi karena mineral zeolit dapat menjerap NH 4 + pada kisi-kisinya (diameter rongga klinoptilotit A o sedangkan diameter NH A o ), sehingga bakteri nitrifikasi tidak dapat masuk karena ukuran tubuh dari bakteri tersebut 1000 kali lebih besar dari diameter rongga zeolit (Alexander, 1977).

4 24 Ion Amonium Rongga Zeolit Gambar 8. Skema Proses Terjadinya Pengikatan Ion Amonium ke dalam Rongga Zeolit Proses pembentukan nitrat disebut nitrifikasi yang dilakukan oleh nitrosomonas dalam perubahan amonium menjadi nitrit dan nitrobakter yang berperan dalam perubahan nitrit menjadi nitrat. Dari Tabel 3 dapat dilihat bahwa pupuk urea mengalami perubahan bentuk menjadi nitrat pada minggu pertama sampai minggu ke-3 dalam jumlah yang cukup besar. Pada minggu ke-4 pupuk urea telah mengalami perubahan bentuk menjadi nitrat hampir mencapai 100%. Berbeda dengan urea, pupuk UZA (H0-H5) mengalami perubahan bentuk menjadi nitrat secara lambat sampai minggu ke-14. Jumlah nitrat dari pupuk urea dan pupuk UZA (Tabel 3) sampai angka ± 100% menunjukkan bahwa nitrogen dalam pupuk seluruhnya telah mengalami perubahan pembentukan menjadi nitrat.

5 25 Tabel 3. Pelepasan Nitrogen dalam Bentuk N-NO - 3 (%) dari Pupuk UZA dan Pupuk Urea Pril selama 14 Minggu Inkubasi Perlakuan Minggu UZA (H0) UZA (H1) UZA (H2) UZA (H3) UZA (H4) UZA (H5) Urea Pril Dari Tabel 3 dapat dilihat juga pupuk UZA mampu mempertahankan keberadaan nitrat hingga minggu ke-14 lebih dari 90% dibandingkan dengan urea yang hanya 60%. Pupuk urea yang telah menghasilkan nitrat pada minggu ke-4 lebih dari 90% telah mengalami kehilangan 30% nitrogen. Kehilangan ini mungkin disebabkan oleh penguapan ataupun terjadi pengikatan oleh KTK tanah maupun asam humat. Pada minggu pertama jumlah nitrat lebih tinggi jika dibandingkan dengan pupuk UZA, hal ini dipengaruhi oleh jumlah amonium yang dihasilkan pada minggu pertama. Jumlah nitrat dari pupuk urea pril bertambah pada minggu ke-2 (Tabel 3) karena terjadi perubahan bentuk dari amonium yang dihasilkan pada minggu pertama (Tabel 2). Pada minggu ke-14 nitrat yang dihasilkan oleh UZA (H0), UZA (H1) dan UZA (H2) lebih tinggi jika dibandingkan dengan UZA (H3), UZA (H4) dan UZA (H5). Hal ini juga di pengaruhi oleh produksi amonium sampai minggu ke-14 dari UZA (H0) dan UZA (H1) seperti terlihat pada Tabel 2 yang mampu mempertahankan jumlah nitrat sampai minggu ke-14 (Tabel 3), sedangkan UZA (H2) menghasilkan nitrat yang lebih tinggi daripada UZA (H3), UZA (H4) dan UZA (H5) karena dipengaruhi oleh kadar asam humat. Dapat dilihat pada Tabel 2 dan 3, terdapat kecenderungan bahwa jumlah amonium dan nitrat belum mencapai 100% sampai minggu ke-10, hal ini karena nitrogen masih diikat dalam bentuk amonium di dalam rongga zeolit untuk sementara waktu dan kemudian akan dilepas pada saat jumlah amonium dalam tanah berkurang.

6 26 Gambar 9 menunjukkan konsentrasi nitrat mengalami peningkatan sejalan dengan waktu inkubasi. Dari grafik tersebut dapat dilihat peran dari zeolit dan asam humat dalam memperlambat laju pembentukan amonium (NH + 4 ) yang secara langsung mempengaruhi laju perubahan amonium menjadi nitrat (NO - 3 ). Gambar 9. Grafik Pelepasan Nitrogen dalam Bentuk Nitrat (%) dari Pupuk UZA dan Pupuk Urea pril selama 14 Minggu Inkubasi Gambar 9 juga menunjukkan peran dari zeolit dan asam humat dalam memperlambat perubahan bentuk amonium menjadi nitrat yang dapat dilihat dari peningkatan konsentrasi nitrat yang terjadi secara lambat (slow release) di dalam tanah. Zeolit dan asam humat berperan dalam memperlambat proses pembentukan amonium yang diharapkan dapat memperlambat laju pembentukan nitrat. Amonium merupakan bahan baku untuk proses nitrifikasi maka syarat utama ialah harus tersedia amonium (Leiwakabessy, 1988).

7 Perubahan ph dan DHL selama Inkubasi, Peningkatan KTK Tanah dan Analisis Akhir Sifat-sifat Kimia Tanah Secara umum ph tanah menurun sejalan dengan waktu inkubasi. Hal ini terjadi karena penurunan jumlah amonium dan peningkatan jumlah nitrat dalam tanah. Reaksi pembentukan nitrat akan membebaskan H + yang merupakan sebab terjadinya pengasaman tanah (Leiwakabessy, 1988). Berbeda dengan ph, Nilai daya hantar listrik (DHL) mengalami peningkatan sejalan dengan waktu inkubasi. Perubahan DHL juga tergantung dari proses nitrifikasi dari amonium menjadi nitrat. Nitrat yang merupakan anion dari asam kuat bila berada dalam jumlah yang tinggi dapat menghantarkan listrik yang ditunjukkan dengan nilai DHL yang tinggi. Nilai KTK tanah juga mengalami peningkatan sejalan dengan waktu inkubasi. Analisis tanah awal menunjukkan nilai KTK tanah berada pada kisaran sedang (19.00 me/100g). Inkubasi selama 14 minggu dengan perlakuan SRF (slow release fertilizer), analisis tanah akhir menunjukkan bahwa nilai KTK tanah mengalami peningkatan (berkisar antara 20,174-23,292 me/100g), sedangkan pada perlakuan pupuk urea pril KTK mengalami penurunan ( me/100g). Nilai KTK tanah yang mengalami peningkatan dipengaruhi oleh zeolit dan asam humat yang memiliki KTK yang tinggi. Hasil analisis kimia tanah awal (Tabel Lampiran 6) menunjukkan bahwa tanah sawah (Inceptisol) yang digunakan dalam percobaan ini mempunyai reaksi tanah yang masam (ph 5.62), C-organik rendah (1.20%), N-Total rendah (0.13%). Kriteria penilaian disajikan pada Tabel Lampiran 2. Analisis tanah sebelum perlakuan pupuk menunjukkan bahwa P-tersedia rendah (6.7 ppm), Ca tinggi (11.66 me/100g), Mg tinggi (2.75 me/100g), sedangkan nilai dari K sangat rendah (0.09 me/100g). Tanah-tanah di daerah tropika basah umumnya mempunyai kandungan Kalium (K) yang relatif rendah.

8 Mekanisme Slow Release dari Slow Release Fertilizer Urea-Zeolit-Asam Humat Pupuk urea (CO(NH 2 ) 2 ) memiliki sumber nitrogen dalam bentuk NH 2, pupuk urea kemudian dilapisi dengan asam humat. Asam humat yang diberikan pada pupuk urea berperan sebagai selimut yang membantu melindungi urea dari penguapan. Hal ini ditunjukkan pada saat urea diberi asam humat, sifat volatile (menguap) dari urea tampak berkurang. Proses perubahan bentuk NH 2 dari pupuk urea melepaskan nitrogen dalam bentuk ion amonium (NH 4 + ). Ion amonium yang keluar dari lapisan asam humat tidak semua masuk ke dalam rongga zeolit. Amonium yang tidak masuk ke dalam rongga dilepaskan ke tanah. Zeolit Ion Amonium Nitrogen lepas dari urea-asam humat sebagai amonium Urea Asam Humat Campuran Urea-Asam humat Campuran Urea-Zeolit- Asam humat Ion amonium ada yang terikat pada kisi-kisi zeolit, ada juga yang di lepaskan ke tanah Gambar 10. Ilustrasi Pelepasan Amonium dari Pupuk Urea-Zeolit-Asam Humat Amonium yang dijerap zeolit tidak segera dilepas ke dalam larutan tanah selama jumlah amonium dalam tanah masih tinggi. Setelah amonium dalam tanah berubah menjadi nitrat, persediaan amonium dalam rongga zeolit dilepaskan ke dalam larutan tanah. Melalui mekanisme slow release ini diharapkan pupuk UZA dalam pengaplikasiannya mampu meningkatkan efisiensi dari pupuk urea serta dapat menekan laju kehilangan nitrogen yang disebabkan oleh volatilisasi, denitrifikasi maupun pencucian. Selain itu, dengan adanya asam humat dalam pupuk UZA diharapkan mampu memperbaiki pertumbuhan tanaman, meningkatkan permeabilitas sel dan kegiatan hormon pertumbuhan (Tan, 1992).