TINJAUAN PUSTAKA Karakteristik Lahan Sawah Tanah sawah adalah tanah yang digunakan untuk atau berpotensi digunakan untuk menanam padi sawah. Dalam definisi ini tanah sawah mencakup semua tanah yang terdapat dalam zona iklim dengan rezim temperatur yang sesuai untuk menanmam padi paling tidak satu kali dalam setahun (sesuai dengan tersedianya air untuk menggenangi tanah selama waktu yang diperlakukan oleh tanaman padi sawah tersebut). Dengan demikian temperatur dan air merupakan pembatas utamanya (Hardjowigeno dan Rayes, 2005). Lahan sawah mempunyai sifat dan ciri tanah yang spesifik. Perlakuan penggenangan menyebabkan terjadinya perubahan ph, turunnya potensial redoks dan perubahan perilaku unsur hara (Indriana, 2008). Sifat Kimia Tanah Reaksi tanah menyatakan tingkat kemasaman suatu tanah. Reaksi tanah dapat dinayatakan dengan ph tanah. Sifat reaksi dalam tanah asam-netral-basa secara mudah ditetapkan dengan indikator nilai ph tanah. Nilai ph tanah dapat digunakan sebagai indikator kesuburan tanah karena dapat mencerminkan ketersediaan hara dalam tanah tersebut (Hanafiah, 2005). Menurut Tan (1992) menyatakan bahwa sejumlah senyawa menyumbang pada pengembangan reaksi tanah yang asam atau basa. Asam-asam organik dan anorganik yang dihasilkan oleh penguraian bahan organik tanah merupakan hal yang dapat mempengaruhi kemasaman tanah. Karbon merupakan bahan organik yang utama yang diserap tanaman dan berasal dari CO 2 udara, kemudian bahan organik didekomposisikan kembali dan membebaskan
sejumlah karbon. Sejumlah CO 2 bereaksi dalam bentuk asam Carbonat Ca, Mg, K atau Bikarbonat. Pengaruh pemberian bahan organik terhadap sifat biologi tanah adalah meningkatkan aktivitas mikroorganisme, sehingga kegiatan mikroorganisme dalam menguraikan bahan organik juga meningkat, dengan demikian unsur hara yang terdapat di dalam tanah menjadi tersedia bagi tanaman. Tersedianya bahan organik dalam tanah mempengaruhi populasi dan jenis mikroflora (bakteri, jamur dan aktinomycetes) di dalam tanah (Hakim dkk, 1986). Penambahan bahan organik dalam tanah dapat memperbaiki sifat fisik, kimia dan biologi tanah meningkatkan total ruang pori tanah, menurunkan kepadatan tanah yang dapat menyebabkan kemampuan mengikat air dalam tanah tinggi. Bahan organik juga dapat menyumbangkan unsur hara N, P, K, Ca, Mg serta mengurangi fiksasi fosfat oleh Al dan Fe dalam tanah (Sutanto, 2005). Nitrogen merupakan unsur hara makro utama yang sangat penting untuk - + pertumbuhan tanaman. Nitrogen diserap oleh tanaman dalam bentuk ion NO 3 atau NH 4 dari tanah. Dalam tanah, kadar Nitrogen sangat bervariasi, tergantung pada pengelolaan dan penggunaan tanah tersebut. Tanaman dilahan kering umumnya menyerap ion nitrat NO 3 - relatif lebih besar jika dibandingkan dengan ion NH 4 +. Ketersediaan Nitrogen dalam tanah akan meningkatkan produksi tanaman, kadar protein, dan kadar selulosa, tetapi sering menurunkan kadar sukrosa, polifruktosa dan pati. Hasil asimilasi CO 2 diubah menjadi karbohidrat dan karbohidrat ini akan disimpan dalam jaringan tanaman apabila tanaman kekurangan unsur Nitrogen. Untuk pertumbuhan yang optimum selama fase vegetatif. Pembentukan senyawa organik tergantung pada keseimbangan ion-ion lain, termasuk Mg untuk pembentukan klorofil dan ion fosfat untuk sintesis asam nukleat (Rosmarkam dan Yuwono, 2002).
Menurut Nyakpa, dkk, (1988) bahwa lapisan olah tanah pertanian hanya mengandung 0.02-0.4 % N. Banyaknya kandungan N tersebut tergantung dari keadaan lingkungan seperti iklim dan macam vegetasi. Kesemuanya ini dipengaruhi oleh keadaan setempat yaitu topografi, bahan induk, kegiatan manusia, dan waktu. Fosfor merupakan unsur hara yang diperlukan oleh tanaman dalam jumlah yang besar (hara makro). Jumlah fosfor dalam tanaman lebih kecil dibandingkan dengan nitrogen dan kalium. Tanaman menyerap fosfor dalam bentuk anion (H 2 PO 4 ) dan (HPO -2 4 ). Fosfor yang diserap tanaman dalam bentuk anorganik cepat berubah menjadi senyawa fosfat organik. Fosfor ini mudah bergerak antar jaringan tanaman dan kadar optimal Fosfor dalam tumbuhan vegetatif dalam 0,3% - 0,5% dari berat kering tanaman. Fosfor sangat penting dalam pembentukan bunga, buah maupun biji, pembagian sel, pembentukan lemak serta albumin, kematangan tanaman, perkembangan akar, memperkuat batang sehingga tidak mudah rebah, meningkatkan kualitas tanaman serta meningkatkan ketahanan terhadap hama dan penyakit (Rosmarkam dan Yuwono, 2002). Adapun sumber fosfor tanah yaitu berasal dari pelapukan batuan dan mineralmineral yang mengandung fosfor yang terdapat pada kerak bumi. Mineral utama yang mempunyai kadar fosfor tinggi adalah mineral apatit yang mempunyai kadar P 2 O 5 berkisar antara 15-30 % dan tidak larut dalam air (Nyakpa, dkk, 1988). Fosfor merupakan unsur yang diperlukan dalam jumlah besar. Jumlah hara fosfor dalam tanaman lebih kecil dibandingkan dengan nitrogen dan kalium. Tetapi, fosfor tetap dianggap sebagai kunci kehidupan. Tanaman menyerap fosfor dalam bentuk ion ortofosfat primer dan ion ortofosfat sekunder (Rosmarkam dan Yuwono, 2002).
Fosfat berfungsi untuk pembelahan sel, pembentukan bunga, buah dan biji, mempercepat kematangan, memperbesar perkembangan perakaran dan sebagai antibodi tanaman, metabolisme karbohidrat serta menyimpan dan memindahkan energy (Hardjowigeno, 1987). P tanah dapat dibedakan menjadi tak tersedia (non available), potensial tersedia (potentially available) dan segera tersedia (immediately available). P segera tersedia adalah bentuk P anorganik di larutan tanah dalam bentuk orthofosfat. Bentuk P yang potensial tersedia meliputi bentuk P organik dan beberapa bentuk P anorganik yang relatif tidak tersedia seperti bentuk P terendapkan (P-Al, P-Fe, P-Mn, atau P-Ca). Bentuk P ini cenderung terakumulasi dalam keadaan sangat stabil, namun dalam keadaan tertentu dapat berubah menjadi tersedia, misalnya oleh pengapuran tanah masam yang mampu meningkatkan P tersedia, atau penggenangan tanah sawah yang mengubah bentuk P-Fe menjadi tersedia (Mukhlis, 2007). Bahan Organik Bahan organik memiliki peran penting dalam menentukan kemampuan tanah untuk mendukung tanaman, sehingga jika kadar bahan organik tanah menurun, kemampuan tanah dalam mendukung produktivitas tanaman juga menurun. Menurunnya kadar bahan organik merupakan salah satu bentuk kerusakan tanah yang umum terjadi. Kerusakan tanah merupakan masalah penting bagi negara berkembang karena intensitasnya yang cenderung meningkat sehingga tercipta tanah-tanah rusak yang jumlah maupun intensitasnya meningkat (Suryani, 2007). Beberapa cara untuk mendapatkan bahan organik adalah : (1) Pengembalian sisa panenan tanaman pangan. Jumlah sisa panenan tanaman pangan yang dapat dikembalikan ke dalam tanah berkisar 2-5 ton per hektar, sehingga tidak dapat
memenuhi jumlah kebutuhan bahan organik minimum. Oleh karena itu, masukan bahan organik dari sumber lain tetap diperlukan. (2) Pemberian pupuk kandang. Pupuk kandang yang berasal dari kotoran hewan peliharaan seperti sapi, kambing, kerbau dan ayam, atau bisa juga dari hewan liar seperti kelelawar atau burung dapat dipergunakan untuk menambah kandungan bahan organik tanah. Pengadaan atau penyediaan kotoran hewan seringkali sulit dilakukan karena memerlukan biaya transportasi yang besar. (3) Pemberian pupuk hijau. Pupuk hijau bisa diperoleh dari serasah dan dari pangkasan tanaman penutup yang ditanam selama masa bera atau pepohonan dalam larikan sebagai tanaman pagar. Pangkasan tajuk tanaman penutup tanah dari famili leguminosae dapat memberikan masukan bahan organik sebanyak 1,8-2,9 ton per hektar (umur 3 bulan) dan 2,7-5,9 ton per hektar untuk yang berumur 6 bulan (Hairah, dkk, 2000). Upaya pengelolaan bahan organik tanah yang tepat perlu menjadi perhatian yang serius, agar tidak terjadi degradasi bahan organik tanah. Penambahan bahan organik secara kontinyu pada tanah merupakan cara pengelolaan yang murah dan mudah. Namun demikian, walaupun pemberian bahan organik pada lahan pertanian telah banyak dilakukan, umumnya produksi tanaman masih kurang optimal, karena rendahnya unsure hara yang disediakan dalam waktu pendek, serta rendahnya tingkat sinkronisasi antara waktu pelepasan unsur hara dari bahan organik dengan kebutuhan tanaman akan unsure hara. Kualitas bahan organik sangat menentukan kecepatan proses dekomposisi dan mineralisasi bahan organic (Wongso, 2003). Pengaruh bahan organik terhadap kesuburan kimia tanah antara lain terhadap kapasitas pertukaran kation, kapasitas pertukaran anion, ph tanah, daya sangga tanah dan terhadap keharaan tanah. Penambahan bahan organik akan meningkatkan muatan negative sehingga akan meningkatkan kapasitas pertukaran kation (KPK). Bahan
organic memberikan konstribusi yang nyata terhadap KPK tanah. Sekitar 20 70 % kapasitas pertukaran tanah pada umumnya bersumber pada koloid humus (contoh: Molisol), sehingga terdapat korelasi antara bahan organik dengan KPK tanah (Wongso, 2003). Peran bahan organik terhadap ketersediaan hara dalam tanah tidak terlepas dengan proses mineralisasi yang merupakan tahap akhir dari proses perombakan bahan organik. Dalam proses mineralisasi akan dilepas mineral-mineral hara tanaman dengan lengkap (N, P, K, Ca, Mg dan S, serta hara mikro) dalam jumlah tidak tentu dan relatif kecil. Hara N, P dan S merupakan hara yang relatif lebih banyak untuk dilepas dan dapat digunakan tanaman. Bahan organik sumber nitrogen (protein) pertama-tama akan mengalami peruraian menjadi asam-asam amino yang dikenal dengan proses aminisasi, yang selanjutnya oleh sejumlah besar mikrobia heterotrofik mengurai menjadi amonium yang dikenal sebagai proses amonifikasi. Amonifikasi ini dapat berlangsung hampir pada setiap keadaan, sehingga amonium dapat merupakan bentuk nitrogen anorganik (mineral) yang utama dalam tanah (Wongso, 2003). Jerami padi adalah batang padi yang ditinggalkan termasuk daun sesudah diambil buahnya yang masak. Lebih kurang 30% jerami padi digunakan untuk beberapa kepentingan manusia berupa atap rumah, kandang, penutup tanah (mulsa), bahkan bahan bakar industri dan untuk pakan ternak (bila terpaksa) selebihnya dibuang atau dibakar yang tidak jarang akibatnya mengganggu keseimbangan lingkungan (Munif, 2000). Pada lahan sawah dengan pola tanam padi dan palawija, pengembalian jerami penting untuk memperbaiki sifat fisik tanah, antara lain meningkatkan stabilitas agregat tanah dan memperbaiki struktur tanah sawah yang memadat akibat penggenangan dan
pelumpuran secara terus-menerus. Tanah menjadi lebih mudah diolah dan cukup baik untuk pertumbuhan akar tanaman palawija yang ditanam setelah padi (Balittan, 2009) Penggunaan jerami sebagai bahan organik dapat meningkatkan efisiensi penggunaan pupuk N, memperbaiki kesuburan tanah dengan menyediakan unsur hara terutama K, selain itu dapat memperbaiki sifat fisik tanah (Adiningsih et al.,1999). Pupuk kandang adalah pupuk yang berasal dari kandang ternak, baik berupa kotoran padat (feses) yang bercampur sisa makanan maupun air kencing (urine), seperti sapi, kambing ayam dan jangkrik. Pupuk kandang tidak hanya mengandung unsur makro seperti nitrogen (N), fosfat (P) dan kalium (K), namun pupuk kandang juga mengandung unsur mikro seperti kalsium (Ca), magnesium (Mg), dan mangan (Mn) yang dibutuhkan tanaman serta berperan dalam memelihara keseimbangan hara dalam tanah, karena pupuk kandang berpengaruh untuk jangka waktu yang lama dan merupakan gudang makanan bagi tanaman (Andayani dan La Sarido, 2013). Pupuk kandang adalah pupuk yang berasal dari kotoran padat dan cair dari hewan ternak yang dikandangkan yang dapat bercampur dengan alas kandang dan sisasisa makanan. Menurut Sutedjo (2002), pupuk kandang kambing terdiri dari 67% bahan padat dan 33% bahan cair. Sebagai pupuk kandang komposisi unsur haranya 0.95% N, 1.35% P 2 O 5 dan 1.00% K 2 O. Pupuk kandang memang dapat menambah tersedianya bahan makanan (unsur hara) bagi tanaman yang dapat diserapnya dari dalam tanah. Selain itu, pupuk kandang ternyata mempunyai pengaruh yang positif terhadap sifat fisis dan kimiawi tanah. Menurut Sutedjo (2002) pupuk kandang di dalam tanah mempunyai pengaruh yang baik terhadap sifat fisis tanah. Penguraian-penguraian yang terjadi mempertinggi kadar humus. Sebagai kita ketahui humus sangat berpengaruh baik terhadap sifat fisis tanah,
mempertahankan struktur tanah, menjadikan tanah mudah diolah dan terisi oksigen yang cukup. Tabel 1. Kandungan Unsur Hara dari Pupuk Kandang Segar Sumber Pupuk Kandang Bahan organik N (%) P 2 O 5 (%) K 2 O (%) CaO (%) C/N Sapi 16 2,34 1,08 0,09 0,2 20-25 Kmbing/Domba 31 1,85 1,14 2,49 0,4 20-25 Ayam 29 1,70 2,12 1,45 4,0 9-11 Sumber : Tim Balittanah (2002) Perbandingan unsur-unsur yang terkandung dalam pupuk kandang dari berbagai jenis hewan bergantung dari perbandingan makanan dan jenis yang diberikan. Menurut Damanik, dkk (2011) jenis hewan ternak mempengaruhi sifat dari pupuk atau kotoran yang dihasilkannya. Hal ini juga berkaitan dengan jenis pakan kesukaan hewan ternak tersebut. Untuk keperluan perhitungan di tetapkan bahwa hara yang terdapat dalam pupuk kandang rata-rata 0.5% N, 0.25% P 2 O 5 dan 0.5% K 2 O. Persyaratan Tumbuh Tanaman Semangka Tanaman semangka merupakan salah satu tanaman hortikultura yang tahan kering. Curah hujan yang ideal untuk areal penanaman semangka adalah 40-50 mm/bulan. Curah hujan yang terlalu tinggi dapat berakibat buruk terhadap pertumbuhan tanaman, yaitu mudah terserang hama penyakit, bakal buah gugur dan pertumbuhan vegetatif panjang. Semangka memerlukan sinar matahari penuh. Kekurangan sinar matahari menyebabkan sulit berbunga dan bunganya banyak rontok, serta terjadi kemunduran waktu panen. Suhu optimal yang dikehendaki tanaman berkisar 20 30oC. Kelembaban yang terlalu tinggi akan mendorong tumbuhnya jamur perusak tanaman (Syukur, 2009).
Kondisi tanah yang cocok untuk tanaman semangka adalah tanah yang cukup gembur, sedikit berpasir, kaya bahan organik, bukan tanah asam. Keasaman tanah (ph) yang diperlukan antara 6,5-7,2. Jika ph < 5,5 (tanah asam) maka perlu pengapuran dengan dosis disesuaikan dengan tingkat keasaman tanah tersebut. Jenis tanah yang cocok untuk tanaman semangka adalah regosol, andosol, latosol dan podsolik (Syukur, 2009). Ketinggian tempat yang baik untuk areal penanaman semangka adalah: 0-400 m dpl. Pada ketinggian 400-900 m dpl, pertumbuhan tanaman kurang baik. Pada ketinggian lebih dari 700 m dpl, tanaman menghasilkan buah bermutu rendah dan rasa kurang manis (Syukur, 2009).