TINJAUAN PUSTAKA Sifat dan Ciri Tanah Sawah Tanah sawah

TINJAUAN PUSTAKA
Sifat dan Ciri Tanah Sawah
Tanah sawah adalah tanah yang digunakan untuk bertanam padi sawah,
baik terus-menerus sepanjang tahun maupun bergiliran dengan tanaman palawija.
Istilah tanah sawah bukan merupakan istilah taksonomi, melainkan istilah umum
seperti halnya tanah hutan, tanah perkebunan, tanah pertanian dan sebagainya.
Segala macam jenis tanah dapat disawahkan asalkan air cukup tersedia. Padi
sawah juga ditemukan pada berbagai macam iklim yang jauh lebih beragam
dibandingkan dengan jenis tanaman lain. Karena itu tidak mengherankan bila sifat
tanah
sawah
sangat
beragam
sesuai
dengan
sifat
tanah
asalnya
(Hardjowigeno et al., 2004).
Tanah tergenang mempunyai sifat yang berbeda dibandingkan dengan
tanah yang tidak tergenang. Oksigen pada lapisan olah tanah yang tergenang
dalam jangka panjang relatif terbatas. Hal ini erat hubungannya dengan perubahan
kimia maupun elektrokimia yang terjadi dalam suasana kurang oksigen.
Serangkaian perubahan yang terjadi dalam suasana oksigen terbatas akibat adanya
penggantian ruang pori tanah menyebabkan gas CO 2 , asam organik, gas methana,
dan molekul hidrogen meningkat (Yoshida, 1981).
Akibat genangan tanah sawah terbagi atas dua lapisan. Lapisan pertama
terbentuk dari tanah lumpur setebal beberapa milimeter yang berbatasan langsung
dengan air yang menggenanginya disebut lapisan oksidatif. Lapisan ini masih
mengandung oksigen yang berasal dari udara yang menembus lapisan air dan
berasal dari asimilasi ganggang-ganggang dalam air. Dalam lapisan oksidatif
tersebut hidup jasad renik aerob. Selain itu, terdapat pula hasil-hasil oksidasi
Universitas Sumatera Utara
seperti nitrat, sulfat, dan ferri. Oksigen tidak dapat menembus lebih dalam lagi
sehingga lapisan tanah lumpur di bawah lapisan oksidatif ini miskin oksigen dan
disebut lapisan reduktif yang berwarna lebih kelam terkait dengan warna hasilhasil reduksi kimiawi. Potensial oksidasi-reduksi (Eh) di lapisan ini rendah dan
jasad renik yang bersifat anaerob (Abdulrachman et al., 2009).
Apabila tanah digenangi air, maka potensial redoks atau Eh akan menurun
dengan cepat hingga umumnya mencapai minimum dalam beberapa hari,
kemudian naik lagi, lalu turun lagi secara perlahan – lahan hingga mendekati
keseimbangan. Eh sangat dipengaruhi oleh sifat tanah. Kandungan bahan organik
yang
tinggi,
NO 3 ,
MnO 2
yang
rendah
dan
temperatur
(Hardjowigeno dan Rayes, 2005).
Naiknya pH tanah masam yang digenangi disebabkan oleh reduksi Fe3+
ketika terjadi pembebasan OH- dan konsumsi H+ atau konsumsi elektron.
sedangkan pada tanah alkali disebabkan oleh asam karbonat. Perubahan pH pada
tanah tergenang mempengaruhi konsentrasi hara dan unsur hara melalui proses (a)
keseimbangan kimia, (b) jerapan dan pelepasan , (c) penguapan (volatilisasi) NH 3
dan (d) proses mikrobiologis melepaskan unsur hara tanaman yang menghasilkan
bahan beracun (Hardjowigeno dan Rayes, 2005).
Hara Fosfat (P) di Tanah Sawah
Pada awal penggenangan konsentrasi P dalam larutan tanah meningkat
kemudian menurun untuk semua jenis tanah, tetapi nilai tertinggi dan waktu
terjadinya bervariasi tergantung sifat tanah (Yoshida, 1981). Peningkatan
ketersediaan P akibat penggenangan disebabkan oleh pelepasan P yang dihasilkan
selama proses reduksi.
Universitas Sumatera Utara
Mekanismenya sebagai berikut:
1. Fosfor hanya dilepaskan apabila ferifosfat (Fe3+) tereduksi menjadi
ferofosfat (Fe3+) yang lebih mudah larut. Reduksi feri oksida merupakan
sumber yang dominan bagi pelepasan P selama penggenangan, walaupun
sejumlah P yang dilepaskan akan dierap kembali.
2. Pelepasan occluded P akibat reduksi ferioksida yang menyeliputi P
menjadi ferooksida yang lebih larut selama penggenangan. Penyelimutan
P oleh feri oksida berada dalam liat membentuk occluded P
(Sanchez, 1993).
3. Adanya hidrolisis sejumlah P terikat besi dan aluminium dalam tanah
masam, yang menyebabkan dibebaskannya P terjerap pada pH tanah yang
lebih tinggi (Kyuma, 2004). Peningkatan pH tanah masam akibat
penggenangan telah meningkatkan kelarutan strengit dan variscit dan
selanjutnya terjadi peningkatan ketersediaan P. Sebaliknya ketika pH pada
tanah alkalin menurun dengan adanya penggenangan, stabilitas mineral
kalsium P akan menurun, akibatnya senyawa kalsium P larut
4. Asam organik yang dilepaskan selama dekomposisi anaerob dari bahan
organik pada kondisi tanah tergenang dapat meningkatkan kelarutan dari
senyawa Ca-P maupun Fe-P dan Al-P melalui proses khelasi ketiga kation
tersebut (Ca, Fe, Al).
5. Difusi yang lebih besar dari ion H 2 PO4- ke larutan tanah melalui pertukaran
dengan anion organik (Sanchez, 1993).
Pada kondisi tanah sawah, ketersediaan P meningkat disebabkan oleh
penggenangan sehingga P dapat diserap tanaman karena ferric phosphate [Fe 2
Universitas Sumatera Utara
(H 2 PO 4 ) 3 ] direduksi menjadi ferrous phosphate [Fe(H 2 PO 4 ) 4 ]. Hal itu berarti
padi yang ditanam pada kondisi tergenang kurang respons terhadap pupuk P
selama status P awal yang ditentukan dengan HCl 25% (P potensial) pada nilai
batas kritisnya lebih besar 20 mg P 2 O 5 /100 g tanah (Al Jabri, 2007).
Hara Zn di Tanah Sawah
Ketersediaan Zn sangat dipengaruhi oleh pH tanah, pH tanah meningkat,
ketersediaan Zn menurun, begitu sebaliknya. Dalam satu studi, Zn yang diekstrak
menurun tajam pada tanah berpH 4,3 - 5,0. Ketersediaan Zn untuk tanaman lebih
rendah pada tanah organik, dan di tanah mineral dengan signifikan jumlah bahan
organik (Hodges, 2011).
Reduksi akan mengakibatkan ketersediaan Zn dan Cu dalam larutan tanah
menurun. Penurunan kadar Zn dalam larutan tanah dapat disebabkan oleh
berbagai faktor, antara lain (1) terbentuknya Zn (OH) 2 sebagai akibat
meningkatnya pH setelah penggenangan (2) terbentuknya endapan ZnCO 3 karena
adanya akumulasi CO 2 hasil dekomposisi bahan organik; dan (3) terjadinya
endapan ZnS karena adanya H 2 S sebagai akibat reduksi berlebihan atau adanya
endapan Zn 3 (PO 4 ) 2 karena adanya P berlebihan. Oleh sebab itu kekahatan Zn
pada tanah sawah tidak dapat diukur melalui kelarutan Zn namun perlu
mempertimbangkan faktor-faktor lain yang mempengaruhinya (Yoshida, 1981).
Bentuk unsur hara mikro Zn yang diserap tanaman adalah bentuk kation
Zn2+ sebagai hasil pelapukan bahan-bahan mineralnya. Kation dalam larutan hara
berada dalam kesetimbangan dengan kation dd pada situs pertukaran koloid tanah.
Kation ini membentuk senyawa khelat dengan senyawa organik, sehingga
ketersediaannya menurun dengan meningkatnya kadar bahan organik tanah.
Universitas Sumatera Utara
Defisiensi Zn juga dijumpai pada tanah organik. Pada tanah berkapur, defisiensi
terjadi akibat tingginya pH sehingga terjadi presipitasi Zn oleh ion-ion hidroksil.
Pada kasus lain, defisiensi Zn juga terjadi akibat pemupukan P takaran tinggi yang
menyebabkan Zn diikat oleh senyawa P terlarut (Hanafiah, 2005).
Pemupukan P dan Zn di Tanah Sawah
Tingginya kadar fosfor dalam tanah dapat meningkatkan defisiensi Zn di
sejumlah tanaman. Aplikasi pupuk P secara berulang di tanah sawah dapat
menyebabkan Zn kekurangan dan mengurangi hasil padi. Untuk memperjelas
masalah ini, Nammuang dan Suphakumnerd (1984 dalam Osotsapar et, al., 2001)
melakukan percobaan pot untuk mempelajari pengaruh aplikasi Zn pada padi
yang ditanam di lempung berpasir dan lempung liat. Hasil penelitian
menunjukkan bahwa pemberian Zn tidak berpengaruh pada pertumbuhan dan
hasil padi namun meningkatkan serapan Zn (0-3,5 mg Zn kg-1 tanah) dan
cenderung menurunkan kadar P dalam tajuk, khelat pada tingkat 3,5 dan 2,7 mg
Zn kg-1 serta cenderung meningkatkan berat gabah, mengurangi persentase bijibijian, dan mengurangi rasio jerami untuk gabah isi. Aplikasi pupuk
P (200 mg P 2 O 5 /kg tanah) dikombinasikan dengan 10 mg Zn/kg tanah (dalam
bentuk ZnSO 4 atau Zn EDTA) meningkat gabah dan jerami hasil pada tanah
lempung berpasir dan juga penurunan persentase gabah terisi. Kedua jenis pupuk
Zn memiliki efek yang berbeda pada serapan P padi. Zn sulfat mengurangi
serapan P dan isi P dari tunas padi.
Pengaruh pemupukan Zn pada beberapa tingkat pupuk P bersifat sangat
spesifik lokasi, berjarak 1−3 km, pada tiap jenis tanah sehingga takaran Zn tidak
mungkin berlaku umum di semua tempat. Pemupukan 56 kg/ha ZnSO 4 + 100 kg
Universitas Sumatera Utara
TSP/ha merupakan perlakuan terbaik untuk tanah Regosol. Padi yang ditanam
pada tanah Grumusol dan Aluvial kurang respons terhadap Zn pada perlakuan 100
dan 200 kg TSP/ha karena Zn langsung diikat P, sedangkan bila tanpa perlakuan
P, Zn langsung diserap akar tanaman meskipun ketersediaan Zn tanah melebihi
nilai batas kritisnya (Al Jabri, 2007).
Ada 4 kemungkinan mekanisme P dalam mengurangi absorbsi Zn dari
tanah:
1. Infeksi Arbuscular mycorrhizae (AM) akar dapat menekan konsentrasi P
yang tinggi.
2. Penambahan kation dengan garam P dapat menghambat absorbsi Zn di
larutan.
3. Ion H+ dari garam P dapat menghambat absorbsi Zn di larutan.
4. Fosfor meningkatkan adsorpsi Zn ke konstituen tanah.
(Alloway, 2008)
Pengayaan benih dengan menerapkan 20 kg Zn ha-1 di pembibitan
memberikan kenaikan panen yang lebih besar tanaman padi dan Zn kekurangan
tanah dibandingkan dengan kisaran 10 kg Zn ha-1 pada seluruh bidang dalam
tanah yang berbeda dalam status Zn. Percobaan di India menunjukkan bahwa
pupuk Zn dapat dimanfaatkan secara lebih efektif di mana padi ditumbuhkan
setelah penggenangan. Di Amerika Serikat pada tahun 2000, ada peningkatan
pesat dalam menabur benih padi Zn diperlakukan pad pH tinggi lumpur dan tanah
lempung berpasir di Arkansas, yang menempati sekitar 25% dari area sawah.
Rekomendasi di Arkansas untuk perlakuan benih dengan antara 2,2 dan 4,4 kg
Universitas Sumatera Utara
Zn/ton benih (0,25-0,5 Zn/biji) atau Zn granular (11 kg ha-1) di pra-tanam
(Alloway, 2008)
Peranan P dan Zn di Tanah Sawah
Batas
kritis
P-HCl
25%
untuk
tanaman
padi
gogo
adalah
27 mg P 2 O 5 /100 g di rumah kaca pada kondisi tanah kering, lebih tinggi
dibandingkan dengan batas kritis pada tanah sawah yaitu 20 P 2 O 5 /100 g. Batas
kritis P di rumah kaca berbeda dengan batas kritis P pada kondisi lapang, sehingga
batas kritis pada kondisi di rumah kaca tidak dapat diekstrapolasi ke lapang. Batas
kritis P HCl 25% untuk tanah sawah adalah 20 mg P 2 O 5 /100 g (Al-Jabri, 2007).
Ketidakseimbangan hara dalam hubungannya dengan tanaman padi yang
kahat Zn diduga antara lain karena status P tanah sangat tinggi, sehingga Zn diikat
oleh P dalam bentuk senyawa ZnP, atau status Zn- DTPA tanah lebih kecil dari
batas kritis (1 ppm Zn), sehingga Zn menjadi faktor pembatas pertumbuhan
tanaman. Sangat dimungkinkan nilai Zn-DTPA lebih besar dari batas kritis, tetapi
Zn yang diserap tanaman sangat sedikit karena aktivitas Zn ditentukan oleh pH
tanah redoks tanah (Eh), dan residu P tanah tinggi (Al Jabri, 2013).
Unsur Zn (Zn) berperanan :
a. Membantu pembentukan klorofil dan penting dalam perbaikan tanah akali.
b. Sebagai kofaktor berbagai enzim.
c. Kekurangan unsur Zn menyebabkan pertumbuhan secara drastis terganggu,
daun mengecil dan pucuk membentuk roset serta timbul warna-warna tidak
normal pada tanaman (Sudarmi, 2013).
Mousavi (2011) menjelaskan bahwa terdapat beberapa faktor yang
menyebabkan terjadinya defisiensi Zn, antara lain : 1) Keasaman tanah yang
Universitas Sumatera Utara
tinggi akibat pencucian yang intensif; 2) Kadar hara P yang terlalu tinggi dalam
tanah; dan 3) Terhalangnya penyerapan Zn karena adanya kation-kation logam
seperti Cu2+ dan Fe2+. Rehm and Schmitt (1997) menyatakan bahwa aplikasi
pupuk P berlebihan telah menyebabkan defisiensi hara Zn dan penurunan
produksi pada tanaman jagung. Sedangkan menurut Hanafiah (2005), serapan P
yang tinggi pada tanaman dapat menghambat metabolisme dan penyerapan Zn
oleh akar. Sementara itu Sofyan et al.,(2004) menyatakan bahwa pemberian
pupuk hara makro terus-menerus seperti urea, amonium sulfat, TSP/SP-36 dan
KCl pada lahan sawah intensifikasi dapat mengakibatkan terkurasnya unsur hara
mikro di antaranya Zn. Kahat Zn dapat terjadi karena terbentuknya persenyawaan
Zn-P, ZnCO 3 , Zn(OH) 2 .
Universitas Sumatera Utara