II. TINJAUAN PUSTAKA Sifat Tanah Podsolik Podsolik merupakan tanah yang mempunyai solum agak tebal, berwarna merah hingga kuning, batas horizon nyata, tekstur beraneka, struktur gumpal hingga pejal, konsistensi teguh sampai gembur, agregat berselaput liat, sering dijumpai plintit, konkresi besi, dan kerikil kuarsa. Kemasaman tanah (ph 3,5-5,5), kandungan bahan organik kurang dari 2 %, jenis mineral liat yang dominan adalah kaolinit dan gibsit, kapasitas tukar kation rendah sampai tinggi tergantung tekstur dan mineral liat, unsur hara rendah terutama N, P, K, dan Ca, permeabilitas lambat hingga sedang. Tanah ini tersebar di daerah yang mempunyai curah hujan 2500 mm-3500 mm per tahun tanpa ada bulan kering. Bahan induk tuf masam, batuan pasir dan sedimen kuarsa. Topografi bergelombang sampai berbukit, dengan ketinggian 50-350 m dari permukaan laut. Vegetasi alamiah meliputi hutan tropik, alang-alang, pinus, melastoma, dan pakis (Soepraptohardjo, 1961 dalam Simanjuntak, 2005). Joffe (1949) mengatakan bahwa proses podsolisasi merupakan akibat dari adanya hidrolisa, dimana ion H dari air menggantikan basa-basa dalam kompleks jerapan. Kompleks jerapan yang tidak dijenuhi basa-basa diduduki senyawa silikat, hasil hancuran Al-silikat menjadi senyawa silika dan oksida Fe dan Al. Podsolik umumnya mempunyai tingkat kesuburan relatif rendah. Curah hujan dan suhu yang tinggi memungkinkan terjadinya pencucian terhadap basabasa, sehingga dalam waktu relatif singkat menyebabkan rendahnya kejenuhan basa dan reaksi tanah menjadi masam. Reaksi tanah yang demikian menjadi penghambat utama bagi tanaman (Hardjowigeno, 1985 dalam Litawati, 2005). Mineral liat yang mendominasi Podsolik, yaitu mineral liat tipe 1:1 yang mempunyai luas permukaan spesifik rendah, akibatnya aktifitasnya juga rendah. Hal ini menyebabkan rendahnya kemampuan tanah meretensi dan menukar kation (Keng and Veehara, 1974 dalam Litawati, 2005).
4 Ubi jalar Ubi Jalar (Ipomoea batatas) merupakan tanaman yang berasal dari daerah tropik di benua Amerika yang termasuk dalam famili Convolvulaceae dan genus Ipomoea (Wargiono, 1980). Wargiono (1989) mengemukakan beberapa sifat botani yang penting dari ubi jalar, diantaranya adalah berkembangbiak secara generatif dan vegetatif. Untuk keperluan produksi biasanya dilakukan secara vegetatif yang berasal dari tunas, umbi, dan stek batang. Ubi jalar memiliki batang tidak berkayu, berbentuk bulat dengan teras bagian tengah terdiri dari gabus dan berwarna hijau sampai ungu. Batang ubi jalar mempunyai ruas yang panjangnya antara 1-3 cm. Pada setiap ruas tumbuh daun, akar, dan cabang. Panjang batang ubi jalar tergantung pada varietas, yakni berkisar 2-3 m untuk varietas yang merambat dan 1-2 m untuk varietas ubi jalar yang tidak merambat. Daun ubi jalar mempunyai bentuk yang dapat dibedakan menjadi tiga golongan, yakni : pertama, berbentuk bulat/hati, tepi daun rata, bergigi dan berkeluk. Kedua, berbentuk ellips/lonjong, tepi daun berkeluk dangkal, kadangkadang dalam dan rata. Ketiga, berbentuk runcing/panah, tepian daun berkeluk dalam, menjari dan rata, ukurannya tergantung dari besar kecilnya batang (Setyono et al., 1995). Bunga tanaman ubi jalar termasuk bunga sempurna, berbentuk terompet dengan panjang 3-5 cm dan lebar bagian ujung antara 3-4 cm dengan warna ungu keputihan (Setyono et al., 1995). Umbi tanaman ini merupakan umbi batang yang terbentuk akibat pembelahan sel yang cepat, diikuti oleh pembesaran sel dan penimbunan pati pada jaringan parenkim pusat. Umbi ini biasanya terbentuk 20-25 hari setelah tanam tergantung varietasnya. Warna daging umbi pun bervariasi antara putih, kuning jingga dan ungu (Rubatzky dan Yamaguchi, 1978). Ubi jalar memiliki daya adaptasi yang luas terhadap lingkungan hidup sehingga dapat dibudidayakan pada berbagai jenis lahan, ketinggian tempat, dan tingkat kesuburan tanah yang berlainan. Adapun syarat tumbuh tanaman ubi jalar menurut (Juanda dan Cahyono, 2000), antara lain : temperatur optimum berkisar 21 o C-27 o C dengan kelembapan udara 50 %-60 %, curah hujan berkisar 750 mm- 1500 mm per tahun, lama penyinaran matahari 11-12 jam per hari. Ketinggian
5 tempat dari permukaan laut adalah 500-1000 m. Jenis tanah yang baik untuk pertumbuhan ubi jalar adalah tanah liat berpasir dengan kisaran ph 4,5 7,5. Waktu panen yang tepat merupakan syarat untuk mendapat produksi yang optimal. Umur untuk dipanen dipengaruhi oleh varietas, iklim, kesuburan tanah dan lain-lain. Ubi jalar ada yang berumur panjang ada yang berumur genjah. Varietas ubi jalar berumur panjang baru dapat dipanen setelah tanaman berumur 8-9 bulan, sedangkan tanaman yang genjah sudah dapat dipanen umur 4-6 bulan. Umbi yang terlambat dipanen kurang enak dikonsumsi karena terlalu manis dan kelezatannya sudah berkurang (Lingga et al., 1986). Nitrogen dalam Tanah dan Tanaman Nitrogen di dalam tanah dibagi menjadi dua bentuk yaitu organik dan inorganik. Bentuk organik merupakan bagian terbesar seperti senyawa organik, protein, asam amino. Bentuk inorganik ialah NH + 4, NO - 2, NO - 3,N 2 O, NO dan gas N 2. Bentuk NH + - - 4, NO 2 dan NO 3 sangat penting dalam hubungannya dengan kesuburan tanah (Leiwakabessy dan Sutandi, 1998). Bagi tanaman nitrogen merupakan unsur hara yang paling banyak dibutuhkan, diserap dalam bentuk (NO - 3 ) dan ammonium (NH + 4 ) (Tisdale and Nelson, 1985). Jumlah NH + 4 dan NO - 3 dalam larutan tanah dipengaruhi oleh : (1) sifat perakaran tanaman, (2) kehilangan N melalui penguapan dan faktor-faktor - yang mempengaruhinya, (3) pergerakan vertikal dan pencucian NO 3, (4) kelembapan di daerah perakaran dan (5) ada tidaknya sisa tanaman yang dapat mengimmobilisasi nitrogen (Leiwakabessy dan Sutandi, 1998). Sumber N dalam tanah diperoleh dari sisa tanaman, pupuk organik, pupuk anorganik, garam ammonium dan nitrat yang diendapkan serta N terfiksasi dari atmosfer yang dilakukan oleh mikroorganisme tertentu (Buckman dan Brady, 1990). Nitrogen jumlahnya di dalam tanah sedikit, sedangkan yang diserap tanaman tiap tahunnya sangat banyak (Soepardi, 1983). Nitrogen dalam tanah selalu berada dalam keadaan kekurangan. Tanpa penambahan Nitrogen pertumbuhan menjadi lambat. Nitrogen terdapat pada semua asam amino dan senyawa penting lainnya (purin dan pirimidin), selain itu unsur ini terdapat di
6 dalam jaringan tanaman dengan jumlah yang relatif banyak (Tjondronegoro et al, 1999). Menurut Tisdale and Nelson (1985), nitrogen merupakan salah satu penyusun protein tanaman. Black (1973) menyatakan bahwa unsur N merupakan bahan utama pembentuk protoplasma, pigmen klorofil, dalam hormon tanaman serta komponen ATP, sekaligus pembawa energi respirasi. Nitrogen berfungsi merangsang pertumbuhan dam memberikan warna hijau pada daun (Leiwakabessy dan Sutandi, 1988). Menurut Sadjad (1976), pemupukan N memiliki beberapa manfaat diantaranya (1) mempertinggi pertumbuhan vegetatif dan warna daun lebih hijau, (2) bagi serelia, biji berisi penuh dan lebih besar, (3) mempertinggi kandungan protein, (4) sebagai regulator terhadap kemampuan tanaman menyerap unsur hara yang lain yaitu K dan P, (5) bagi tanaman sayuran, menambah sekulensi, (6) merangsang pertunasan, (7) menambah tinggi tanaman. Fosfor dalam Tanah dan Tanaman Fosfor merupakan unsur hara esensial dam merupakan salah satu komponen penting dari enzim-enzim dan protein, ATP, RNA dan DNA serta phytin (Jones et al., 1991 dalam Siswanto, 2000). Fosfor diserap tumbuhan dalam bentuk anion monovalen (H 2 PO - 4 ) dan sedikit dalam bentuk anion divalen (HPO - 4 ) (Tjondronegoro et al., 1999). Menurut Soepardi (1983), sumber fosfor dalam tanah yang utama adalah (1) pupuk buatan, (2) pupuk organik, (3) sisa tanaman dan pupuk hijau dan (4) senyawa alamiah baik organik maupun inorganik dari unsur tersebut yang sudah ada dalam tanah. Menurut Leiwakabessy dan Sutandi (1988), jerapan P oleh tanah berhubungan kuat dengan kandungan liat dalam tanah, Fe yang terekstrak, Al-dd dan C-organik. Tanah yang mengandung mineral liat 1:1 meretensi P lebih besar dibandingkan dengan tanah yang mengandung liat tipe 2:1, selain itu kadar liat yang tinggi mengakibatkan retensi fosfat juga semakin tinggi.
7 Menurut Sadjad (1976), pemupukan P memiliki beberpa manfaat yaitu : (1) mempertinggi pembentukan sel-sel, (2) memperbaiki pembungaan, pembuahan dan pembentukan benih, (3) pemasakan dipercepat, sehingga dapat mengurangi pengaruh negatif dari kelebihan N, (4) perkembangan akar lebih panjang dari khususnya akar-akar lateral dan sekunder, (5) jerami diperkuat, sehingga mengurangi rebah, (6) tahan terhadap penyakit. Tsuno (1972 dalam Litawati, 1993) menambahkan bahwa unsur P berperan penting dalam pertumbuhan dan peningkatkan kualitas umbi tanaman ubi jalar, seperti tekstur umbi yang halus dan rasa umbi yang lebih manis. Kalium dalam Tanah dan Tanaman Kalium adalah salah satu dari beberapa unsur utama yang diperlukan tanaman dan sangat mempengaruhi tingkat produksi tanaman. Kalium diserap tanaman dalam bentuk K +. Berbeda dengan unsur N dan P, Kalium tidak terikat dengan senyawa-senyawa organik. Kalium penting dalam sintesis protein dan metabolisme karbohidrat (Tjondronegoro et al., 1999). Sumber K dalam tanah yang utama adalah (1) pupuk buatan, (2) pupuk organik, (3) sisa tanaman dan pupuk hijau, (4) senyawa alamiah baik organik maupun inorganik dari unsur tersebut yang ada dalam tanah (Soepardi, 1983). Menurut Sadjad (1976), Kalium memiliki manfaat, diantaranya (1) memperkuat vigor tanaman, (2) perakaran lebih baik, (3) mengurangi efek negatif akibat kelebihan N, (4) mempengaruhi waktu masak yang mungkin terlalu cepat oleh pemupukan P, (5) membuat keseimbangan dalam pemberian N dan P, khususnya bila memakai pupuk campuran, (6) penting bagi pembentukan karbohidrat, (7) berperan bagi proses translokasi gula tanaman, (8) penting dalam pembentukan klorofil, (9) tanaman lebih tahan terhadap penyakit. Menurut Lingga (1995), pemupukan K yang cukup akan meningkatkan produksi secara nyata. Unsur K secara positif berperan penting dalam membantu pembentukan umbi. Makin banyak unsur K dalam tanah, makin banyak pula unsur K yang diisap ke dalam batang dan daun. Hal ini meningkatkan aktivitas fotosintesis, semakin banyak karbohidrat yang dibentuk umbinya. Menurut
8 Wargiono (1980), berat umbi akan naik dan kualitas baik bila unsur K yang tersedia cukup. Pupuk Majemuk Pupuk majemuk adalah salah satu jenis pupuk yang mengandung dua atau lebih unsur hara makro atau campuran makro dan mikro. Pupuk ini lebih unggul baik dari segi budidaya tanaman atau dari segi biaya dan aplikasi lapang. Dari segi agronomik diperoleh dengan cara menyesuaikan campuran pupuk dengan kebutuhan tanaman dan kondisi tanah. Dari segi biaya dan aplikasi lapang, biaya transport lebih murah dan tidak memakan tempat dan penyimpanan, hemat tenaga kerja dan lebih efektif dan efisien dalam pemberian di lapang (Leiwakabessy dan Sutandi, 1998). Salah satu pupuk majemuk tiga unsur adalah pupuk phonska. Pupuk Phonska Menurut Petrokimia Gresik (2002) pupuk Phonska adalah pupuk majemuk yang mengandung 15% N (nitrogen), 15% P 2 O 5 (fosfat), 15% K 2 O (kalium) dan sedikit S (belerang). Agar tanaman dapat tumbuh dengan baik dan menghasilkan produksi yang tinggi, diperlukan unsur hara atau makanan yang cukup. Unsur hara utama yang dibutuhkan tanaman adalah Nitrogen (N), Fosfor (P) dan Kalium (K). Tidak terpenuhinya salah satu unsur hara tersebut akan mengakibatkan menurunnya kualitas dan kuantitas hasil produksi pertanian. Unsur hara N, P dan K di dalam tanah tidak cukup tersedia dan terus berkurang karena diambil untuk pertumbuhan tanaman dan terangkut pada waktu panen, tercuci, menguap, dan erosi. Untuk mencukupi kekurangan unsur hara N, P, dan K perlu dilakukan pemupukan. Pupuk yang sesuai untuk memenuhi kebutuhan hara-hara tersebut sekaligus adalah pupuk Phonska. Manfaat Pupuk Phonska, antara lain : -Menjadikan daun tanaman lebih hijau dan segar dan banyak mengandung butir hijau daun yang penting bagi proses fotosintesa. -Mempercepat pertumbuhan tanaman, mempercepat pencapaian tinggi tanaman maksimum dan jumlah anakan maksimum. -Memacu pertumbuhan akar, perakaran lebih hebat sehingga tanaman menjadi lebih sehat dan kuat.
9 -Menjadikan batang lebih tegak, kuat dan mengurangi resiko rebah. -Meningkatkan daya tahan terhadap serangan penyakit tanaman dan kekeringan. -Memacu pertumbuhan bunga, mempercepat pemasakan biji sehingga panen lebih cepat. -Menambah kandungan protein. -Memperlancar proses pembentukan gula dan pati. -Memperbesar jumlah buah/biji tiap tangkai. -Memperbesar ukuran buah umbi, serta butir biji-bijian. -Meningkatkan ketahanan hasil selama pengangkutan dan penyimpanan. Keuntungan menggunakan Pupuk Phonska -Biaya pengangkutan, penyimpanan dan pemakaiannya lebih murah. -Kandungan unsur hara dalam setiap butiran merata, menjamin penyediaan hara lebih tepat sejak dini. -Unsur-unsur hara yang terkandung lebih berimbang. -Berbentuk butiran yang lebih mudah pemakaiannya. -Tidak ada resiko salah dalam mencampur dan menggunakannya di lapangan. Keunggulan Pupuk Phonska -Pupuk phonska di buat melalui proses industri berteknologi tinggi sehingga dihasilkan butiran yang homogen. -Setiap butir pupuk Phonska mengandung tiga macam unsur hara utama yaitu Nitrogen (N), Fosfor (P), Kalium (K) yang diperkaya dengan unsur hara belerang (S) dalam bentuk larut air, sehingga mudah diserap akar tanaman. -Dapat digunakan untuk semua jenis tanaman serta pada berbagai kondisi lahan iklim dan lingkungan. -Penggunaan pupuk Phonska menjamin diterapkannya teknologi pemupukan berimbang sehingga dapat meningkatkan produksi dan mutu hasil pertanian. -Meningkatkan efektifitas dan efisiensi pemupukan, mudah dalam aplikasi, serta memiliki sifat-sifat agronomis yang menguntungkan.
10 Senyawa Humat Istilah asam humat berasal dari Berzelius pada tahun 1830 yang menggolongkan fraksi humat tanah ke dalam : (1) Asam humat, yakni fraksi yang larut dalam basa, (2) Asam krenik dan apokrenik, yakni fraksi yang larut dalam asam, dan (3) humin, yakni bagian yang tidak dapat larut dalam air dan basa. Sekarang senyawa humat didefinisikan sebagai bahan koloidal terdispersi bersifat amorf, berwarna kuning hingga coklat-hitam dan mempunyai berat molekul relatif tinggi (Tan, 1991). Asam humat bersifat amorf, berwarna gelap dan tahan terhadap degradasi mikroba (Stevenson, 1982). Asam humat mempunyai kapasitas tukar kation yang tinggi dan kemasaman yang lebih rendah dibanding asam fulvat, oleh karena itu asam humat dapat memperbaiki sifat dan kualitas tanah. Menurut Huang dan Schinitzer (1997), salah satu karakteristik yang paling khas dari senyawa humat adalah kemampuannya untuk berinteraksi dengan ion logam, oksida, hidroksida, mineral dan organik, termasuk zat pencemar lainnya. Sejumlah senyawa organik dalam tanah mampu mengikat ion-ion logam yang berlebih, sehinggga jumlahnya lebih sedikit dalam larutan tanah sebagaimana dibutuhkan tanaman. Komposisi asam humat menurut Tan (1991), asam humat kaya akan karbon, kadar karbon sekitar 41-57%, kadar oksigennya tinggi sedangkan kadar hidrogennya rendah, serta mengandung nitrogen. Kadar oksigen 33-46% serta kadar nitrogennya 2-5%. Pemisahan senyawa humat dari bahan asalnya didasarkan atas kelarutannya dalam alkali dan asam. Diagram alur untuk pemisahan senyawa humat ke dalam fraksi-fraksi humat yang berbeda disajikan pada Gambar 1.
11 Bahan Organik Tanah dengan alkali Bahan Humat (larut) Bahan Bukan Humat (tidak larut) dengan alkali dengan asam Asam Fulvat Asam Humat Humin (larut) (tidak larut) (tidak larut) disesuaikan ke ph 4.8 dengan alkohol Asam Fulvat Humus β Asam Humat Asam Himatomelanat (larut) (tidak larut) (tidak larut) (larut) dengan garam netral Humat Coklat (larut) Humat Kelabu (tidak larut) Gambar 1. Diagram Alur untuk Pemisahan Senyawa Humat ke dalam Fraksi-Fraksi Humat yang Berbeda (Tan, 1991).
12 Senyawa humat bersamaan dengan liat berperan penting dalam sejumlah reaksi di dalam tanah dan berpengaruh terhadap pertumbuhan tanaman baik secara langsung maupun tidak langsung. Secara tidak langsung senyawa ini memberikan pengaruh yang sangat menguntungkan terhadap perkembangan tanaman baik secara fisik, kimia, maupun biologi tanah. Secara langsung senyawa humat mempunyai pengaruh yang sangat menguntungkan terhadap pertumbuhan tanaman. Asam humat dapat memperbaiki pertumbuhan tanaman melalui peranannya dalam mempercepat respirasi, meningkatkan permeabilitas sel, serta meningkatkan penyerapan air dan hara. Asam humat juga dapat digunakan sebagai pupuk, bahan ameliorant, dan hormon perangsang pertumbuhan tanaman (Tan, 1991).