Pengaruh Nisbah K/Ca dalam Larutan Tanah

11. TINJAUAN PUSTAKA
Ciri Tanah Ultisol dan Vertisol
Tanah Ultisol di Indonesia menempati areal yang cukup luas, yaitu sekitar
42,3 juta ha (Sri Adiningsih et a/, 1997; Rochayati et a/, 1997). Tanah ini
umumnya diusahakan untuk pertanian tanaman pangan lahan kering dan
perkebunan.
Ultisol merupakan ordo tanah yang berkembang dari bahan induk tua di
daerah dengan curah hujan tinggi dan suhu tanah lebih tinggi dari 8" C
(Hardjowigeno, 1993). Tanah ini mempunyai horison argilik, bersifat masam
dengan kejenuhan basa rendah. Kendala kesuburan tanah yang utama adalah
tingkat kemasamannya yang tinggi (pH rendah), kejenuhan aluminium (Al)
umumnya tinggi, miskin unsur-unsur hara N, PI K, Ca, Mg dan S, kapasitas tukar
kation (KTK) dan kejenuhan basa rendah (Djaenudin dan Sudjadi, 1987).
KejenuhanAl yang tinggi dapat meracunitanaman dan menghambat pertumbuhan
akar sehingga hara K tidak optimum diserap oleh tanaman.
Tanah Ultisol pada umumnya didominasi oleh tipe mineral liat 1 : 1 (kaolinit).
Mineral liat 1 : 1 terdiri dari lembar-lembar oktahedra aluminium dan tetrahedra
silikat yang diikat bersama oleh ikatan hidrogen. Ukuran ruang antar misel tetap
dengan jarak dasar 7,14A. Mineral ini mempunyai muatan negatif yang berubahubah tergantung pH (pH dependent charge), sedang muatan permanen hanya
sedikit (Tan, 1998). Kapasitas Tukar Kation (KTK) pada tanah yang didominasi
oleh mineral liat kaolinit umumnya rendah yaitu berkisar antara 1 sampai 10 cmol
kg-' dan dapat berubah dengan perubahan pH.
Mineral liat pada tanah Ultisol di daerah Kotabumi Lampung Utara
didominasi oleh mineral liat kaolinit (Prasetyo ef a/., 1997). Demikian juga mineral
liat tanah sawah di daerah Lampung didominasi oleh mineral liat kaolinit (Prasetyo
dan Kasno, 2001).
Tanah yang didominasi oleh mineral liat kaolinit mempunyai daya sangga
tanah yang rendah. Sulaeman eta/. (2000) menyampaikan bahwa daya sangga
tanah Ultisol terlihat terendah dibanding tanah lnceptisoldan Vertisol. Pada tanah
dengan daya sangga rendah berarti kemampuan tanah mengikat K cukup rendah,
sehingga pemupukan K lebih mudah tersedia, namun mudah hilang tercuci pada
daerah dengan curah hujan yang tinggi. Dalam kondisi demikian pemupukan K
yang efisien akan dicapai apabila tanah Ultisol diberi amelioran terlebih dahulu atau
pemupukan K diberikan 2 sampai 3 kali dalam satu musim tanam.
Vertisol merupakan tanah yang didominasi oleh mineral liat tipe 2 : 1
(smektit), bersifat netral dengan KTK yang tinggi. Mineral tipe 2 : 1 terdiri dari satu
lembar oktahedra aluminium diapit oleh dua lembar tetrahedra silikat yang diikat
bersama oleh ikatan OH. lkatan yang menahan lapisan-lapisan secara nisbi
lemah, sehingga ruang antarmisel akan mengembang dengan kenaikkan kadar air
dan sebaliknya akan mengkerut dengan penurunan kadar air. Pada kondisi kering
jarak dasar pencirinya 12,4 - 14 8, dan jarak dasar saat mengembang 17,O 8,. KTK
pada mineral smektit adalah sekitar 70 cmol kg-' dan luas permukaan spesifiknya
700 - 800 m2g-I.
Kadar Ca pada tanah ini cukup tinggi sehingga komplekjerapan dan larutan
tanahnya dijenuhi oleh Ca, sedangkan K dapat dipertukarkan rendah. Sifat utama
tanah yang didominasi oleh mineral liat smektit adalah mengembang saat basah
dan mengkerut saat kering. Pada kondisi mengembang ion K lebih mudah
dipertukarkan dibanding pada kondisi mengkerut. Grimme (1985) menyampaikan
bahwa hara K cukup tersedia pada periode dengan curah hujan cukup dan berada
di bawah optimum pada periode kering.
Tanah sawah di daerah Madiun diklasifikasikan sebagai Chromic Hapluderts
dan didominasi oleh mineral liat smektit (Prasetyo etal., 1996), sedang di daerah
Ngawi tanah diklasifikasikan sebagai Typic Pelludert yang juga didominasi oleh
mineral liat smektit (Subagyo, 1983).
Selanjutnya Prasetyo et a/, (1996)
menyatakan bahwa kationdapat dipertukarkan pada tanah ini didominasi oleh Ca2'
yaitu 27,35-58,40 cmol kg-' dan Mg2' 8,56-11,93 cmol kg-', sedangkan K hanya
0,24-0,63 cmol kg-'. Batas kritis hara K terekstrak N NH,OAc, pH 7 tanah sawah
di Madiun
-
Ngawi adalah 0,30 cmol kg-' (Team Pembina Uji Tanah, 1973).
Kapasitas erap hara K pada tanah Ultisol Lampung dan Vertisol Ngawi berturutturut adalah 0,7995 dan 25,878 m.e. g-', daya sangga 15,92 dan 212,8 m.e. 100
g-'
serta K-labil 0,0420 dan 0,2209 cmol kg-' (Sulaeman etal., 2000).
M-Ot5,
Bentuk K dalam Tanah
Kalium merupakan salah satu hara makro setelah N dan P. Kalium dalam
tanah terdapat dalam jumlah yang cukup bervariasi, yaitu antara 0,3
-
2,5%
(Mutscher, 1995; Havlin et a/., 1999). Kalium dalam tanah berada dalam struktur
mineral, berikatan dengan muatan negatif permukaan partikel dan berada dalam
larutan tanah. Di daerah tropik total K dalam tanah berada dalam jumlah yang
rendah. Rendahnya hara K di daerah tropik ini karena secara alami kadar K dalam
tanah rendah, tingkat pelapukan yang cepat (Ritchey, 1979) dan pencucian yang
tinggi (Mutscher, 1995). Widjaja-Adhi et a/. (1990) menyampaikan dalam proses
pemasaman K bersama kation lainnya terdesak oleh ion H
' dan AT+ sehingga K'
mudah tercuci. Siklus K dalam sistem tanah-tanaman tertera pada Gambar I.
Pemupukan K
1
5
K dapat
6
dipertukarkan
A
11
10
IK tidak tersedial
1
2
v
a
9
Gambar 1. Siklus K dalam Sistem Tanah-Tanaman (Cao dan Hu, 1995)
Keterangan :
Absorpsi,
Sekresi,
Adsorpsi,
7. lrigasi
9. Pelapukan
I'l.Fiksasi
1.
3.
5.
2.
4.
6.
8.
10.
Dilepas,
Pemberian,
Desorpsi,
Hujan.
Mineralisasi
Kalium dalam tanah berada dalam bentuk K dalam larutan, K dapat
dipertukarkan (exchangeable K), dan K tidak dapat dipertukarkan misalnya K yang
difiksasi. Secara dinamik akan terbentuk suatu keseimbanganyang saling mengisi
dari bentuk-bentuk K tersebut. Kalium yang ditambahkan maupun yang diangkut
oleh hasil atau residu tanaman berpengaruh terhadap dinamika K dalam tanah,
yang selanjutnya mempengaruhi ketersediaan K bagi tanaman. Grimme (1985)
menyatakan bahwa keseimbangan konsentrasi K dalam larutan tanah tergantung
pada K dapat dipertukarkan, pH, jumlah dan jenis mineral liat.
Penambahan K ke dalam tanah dapat berasal dari pupuk yang diberikan
dalam upaya meningkatkan hasil tanaman. Kalium yang berasal dari pupuk ini
merupakan K yang dapat langsung diserap oleh tanaman. Selain dari pupuk,
penambahan hara K dalam larutan berasal dari pelapukan mineral penyusuntanah
atau yang terfiksasi, K dapat dipertukarkan, sekresi tanaman dan pelepasan dari
mikroorganisme. Air pengairan di Jawa Barat, Jawa Tengah dan Jawa Timur dapat
menyumbang hara K sebesar berturut-turut 7 - 47, 12 - 35 dan 20 - 74 kg K ha-l
musim-' (Soepartini et a/., 1996).
Berkurangnya K dalam larutan tanah dapat terjadi karena diserap oleh
tanaman, berkeseimbangan dengan K dapat dipertukarkan dan K difiksasi atau
tercuci. Kehilangan K juga disebabkan oleh pelapukan dan pencucian yang
intensif pada kondisi curah hujan dan suhu yang tinggi.
Pengamatan
keseimbangan pemasukan dan pengeluaran hara K di daerah tropik dan subtropik
sejak tahun 1949 - 1985 menunjukkan bahwa keseimbangan K selalu minus dan
berkisar antara -69,9 sampai -224,O ribu t K,O (Cao dan Hu, 1995). Pengapuran
meningkatkan KTK tanah masam (pH dependent charge) sehingga meningkatkan
kemampuan tanah untuk mengikat K dan menurunkan tingkat pencucian K.
Untuk mengetahui konsentrasi K dalam tanah yang diperlukan untuk
rekomendasi pemupukan digunakan berbagai metode.
Kalium terekstrak
N
NH40Ac pH 7 merupakan metode yang umum dipakai. Metode tersebut dapat
mengekstrak K dalam larutan dan K dapat dipertukarkan. Kalium yang tersedia
bagi tanaman adalah yang dapat diekstrak dengan garam netral seperti N NH40Ac
pH 7 dan yang berada dalam larutan tanah (Ritchey, 1979). Pembuatan peta
status hara K lahan sawah di Jawa Barat digunakan pengekstrak 25% HCI
(Soepartini, 1995). Cara lain adalah analisis K dengan menggunakan metode Q/1
10
sehingga dapat diperoleh K labil atau dapat dipertukarkan, K terfiksasi, nisbah
aktivitas K atau K tersedia dan daya sangga K.
Status dan Batas Kritis K dan Ca dalam Tanah
Status hara K terekstrak 25% HCI dikelompokkan menjadi 3, yaitu rendah,
sedang dan tinggi masing-masing dengan kadar K ~ 1 010
, - 20 dan >20 mg K,O
100 g-'. Dari hasil survei lahan sawah di Jawa menunjukkan bahwa lahan sawah
dengan status K rendah sebanyak 39,8%, status K sedang 36,4% dan status K
tinggi 23,8% (Sri Adiningsih eta/., 1995).
Batas kritis suatu hara tertentu merupakan batas dimana tanaman
mengalami defisiensi apabila konsentrasi hara kurang dari nilai tersebut. Batas
kritis hara K dipelajari dengan menghubungkan antara hasil tanaman atau kadar
K dalam tanaman dengan hara K dalam tanah. Untuk menentukan batas kritis ini,
kalium terekstrak Olsen yang dimodifikasi (0,5 N NaHCO, + 0,01 M EDTA), N
NH40Ac pH 7 dan Mehlich telah dipelajari pada tanah Ultisol di Sumatera Barat
oleh Gill (1988). Hasil penelitiannya menunjukkan bahwa K terekstrak Olsen yang
dimodifikasi memiliki korelasi yang lebih baik dengan produksi tanaman dibanding
dengan K terekstrak N NH,OAc pH 7 dan Mehlich.
Batas kritis hara K pada lahan kering di daerah Sitiung telah dipelajari oleh
Gill (1988). Batas kritis hara K terekstrak Mehlich 1 untuk padi gogo adalah 0,20
cmol I-', untuk jagung adalah 0,22 cmol I-' dan untuk kacang hijau dan kacang
tunggak adalah 0,20 cmol I-'. Batas kritis hara K terekstrak Mehlich 1 adalah 0,12
cmol kg-'. Batas kritis hara K terekstrak N NH40Ac pH 7 pada tanah Ultisol di
Sitiung untuk padi gogo adalah 0,14 cmol kg-', dan untuk kedelai 0,14 dan 0,16
cmol kg-' (Dierolf dan Yost, 2000).
Batas kritis hara K pada lahan sawah di P. Lombok dengan menggunakan
pengekstrak 25% HCI dan N NH40AcpH 7 adalah 10 mg K20100 g-' dan 0,4 cmol
K kg-' (Soepartini et a/., 1994). Disampaikan juga bahwa batas kritis K terekstrak
N NH40Ac pH7 yang umum digunakan adalah 0,2 cmol K kg-', dan bervariasi
-
antara 0 , l - 0,4 cmol K kg-'. Variasi batas kritis tergantung dari tekstur tanah, tipe
mineral liat dan status K.
Batas kritis hara Ca pada lahan kering jarang dipelajari, padahal lahan
kering yang bersifat masam, seperti Ultisol dan Oxisol, dijumpai dalam jumlah yang
cukup luas di luar P. Jawa. Masalah utama lahan kering masam adalah tingginya
kemasaman tanah (pH rendah) dan rendahnya Ca2'.
Upaya menanggulangi
masalah pH rendah ini adalah melalui pengapuran yang dosis kapurnya ditentukan
dengan menggunakan pendekatan Al-dd atau kejenuhan Al.
Kapur selain
meningkatkan pH tanah juga menambah hara Ca.
lnteraksi K dengan Hara Lain
Pemupukan K dapat meningkatkan hasil padi pada semua tingkat
pemupukan N pada tanah Aluvial di Bengal Barat, India (Tandon, 1995). Pada
tanah dengan kecukupan K, pemupukan N akan meningkatkan hasil jagung dan
efisiensi pemupukan N di Illinois dan Ohio (Dibb, 1998). Hal ini menunjukkan
bahwa terjadi interaksi antara hara K dengan N. Menurut Dobermann dan Fairhust
(2000) pertumbuhan tanaman padi sawah optimum apabila rasio N:K pada jerami
berkisar antara 1:1 dan 1:1,4.
Respon tanaman terhadap pemupukan P juga meningkat dengan
pemupukan K.
Demikian juga sebaliknya, respon pemupukan K umumnya
meningkat dengan pemupukan P. Hasil jagung pada pemupukan 60 kg P ha-' (Palam Christmas) adalah 2,85 t ha-' dan meningkat menjadi 3,28 t ha-' setelah
ditambah 150 kg KC1 ha-' (Mulyadi dan Purnomo, 1997). Rata-rata hasil tanaman
selama 12 musim kering di Maligaya menunjukkan bahwa pemupukan K tanpa P
adalah 0,83 t ha-', sedangkan pemupukan K dengan P menjadi 1,38 t ha-' (De
Datta, 1985).
Sementara itu penambahan Ca melalui pengapuran dapat meningkatkan
hasil kedelai, jagung, kacang tanah dan kacang hijau pada setiap tingkat
pemupukan K (Wade etal., 1988). Hasil yang sama dilaporkan pada percobaan
pengapuran pada tanah Ultisol di Kuamang Kuning, Jambi (Sri Adiningsih etal.,
1988). Pada umumnya AKO semakin negatif dengan pengapuran dan pemupukan
K atau pelepasan K ke dalam larutan tanah semakin meningkat (Sparks dan
Liebhardt, 1981). Disampaikanjuga bahwa umumnya pengapuran meningkatkan
daya sangga akibat meningkatnya KTK tergantung pH.
Kation lain dalam tanah maupun yang ditambahkan juga berpengaruh
terhadap keseimbangan hara K dalam tanah. Ketidakseimbangan unsur dalam
tanah berpengaruh terhadap jumlah dan distribusi ion K' dalam komplek jerapan.
Ritchey (1979) menyampaikan bahwa kation lain yang berpengaruh adalah A13'
dan Mn2' pada tanah masam, dan Rb', Na' serta NH,' yang bermuatan sama dan
berukuran atom hampir sama dengan K'. Selain itu juga ion Ca2' dan Mg2' dapat
bersaing secara efektif dengan K' dalam komplek jerapan. Tanah dengan kadar
K tinggi dapat menghambat serapan Ca dan Mg (Dibb, 1998). McLean (1977)
menyampaikan bahwa perbandingan yang ideal antara Ca, Mg, K dan H dalam
tanah adalah 65,10,5 dan 20%.
Ketersediaan dan Serapan K
Serapan K oleh tanaman dipengaruhi oleh ketersediaan hara K, Ca, Mg dan
hara lainnya. Nitrogen berpengaruh terhadap serapan K. Serapan K diketahui
lebih tinggi pada lahan yang dipupuk NO, daripada NH,'
(Dibb, 1998). Kadar K
pada tanaman yang tinggi berpengaruh negatif terhadap konsentrasi Mg dalam
tanaman, terutama pada tanah dengan kadar Mg rendah. Disampaikanjuga oleh
Dibb (1988) bahwa kadar K yang tinggi dalam tanah juga berpengaruh negatif
terhadap serapan B, Fe, dan Mo oleh tanaman.
Keseimbangan hara K dalam tanah dipengaruhi oleh penambahan unsur
tersebut melalui pemupukan dan pemberian bahan organik. Penambahan bahan
organik berupa jerami sebagai usaha pengembalian residu dapat meningkatkan
KTK tanah sawah Latosol di Sukabumi (Sri Adiningsih, 1988). Peningkatan KTK
tanah berarti meningkatkan kemampuan tanah untuk mengikat hara K sehingga
tidak mudah hilang karena tercuci. Pengembalian residu tanaman padi gogo pada
tanah di Sitiung sangat efektif dapat mempertahankan hasil tanaman dan dapat
meningkatkan efisiensi pemupukan K (Gill dan Sri Adiningsih, 1986). Disampaikan
juga bahwa penambahan 10 t Calopogonium sp. ha*' sebagai pupuk hijau dapat
meningkatkan kadar K terekstrak Modified Olsen yang sama dengan batas kritis,
yaitu 0,12 cmol kg-'. Dierolf dan Yost (2000) menyampaikanbahwa pengembalian
sisa panen dapat mempertahankan K tanah di atas batas kritis.
Pengaruh K terhadap Pertumbuhan dan Hasil Tanaman
Lahan kering tanah Ultisol pada umumnya kekurangan hara K. Pemupukan
K dosis rendah (10-20 kg K ha-') pada tanah ini mampu meningkatkan hasil kedelai
2 kali lipat (Gill dan Sri Adiningsih, 1986). Jerami padi gogo dan hasil kedelai
optimum dicapai pada pemupukan 100 dan 120 kg K ha-'. Penelitian pemupukan
K di Kuamang Kuning, Jambi menunjukkan bahwa tanaman jagung respon
terhadap pemupukan K (Sri Adiningsih et al., 1988).
Pengapuran dapat meningkatkan pH tanah dan menurunkan Al-dd
sehingga K yang ditambahkan dapat masuk ke dalam komplek jerapan dan tidak
mudah tercuci.
Tujuan pemberian kapur pada tanah masam adalah untuk
meniadakanpengaruhAI3+terhadap ketersediaan hara dan pertumbuhantanaman.
Wade et al. (1986) menghitung kebutuhan kapur untuk tanaman kedelai dengan
kejenuhan kemasaman. Batas toleransi kejenuhan kemasaman untuk tanaman
kedelai adalah 10 - 15%. Wade et al. (1988) melaporkan bahwa batas toleransi
tanaman terhadap kejenuhan Al pada kacang hijau 5%, kedelai 15%, kacang tanah
28%, jagung 29%, kacang tunggak 55% dan padi gogo 70%. Tanpa pengapuran
atau kejenuhan Al dalam tanah 70% hasil kedelai tidak respon terhadap
pemupukan K, sementara pengapuran sampai kejenuhan Al mencapai 40%
memberi batas kritis 0,12 cmol
I-' dan pengapuran sampai kejenuhan Al
mencapail 0% batas kritis naik yaitu 0,18 cmol I-' (Gill, 1988). Peningkatan batas
kritis dengan penambahan kapur diikuti dengan peningkatan hasil tanaman.
Dengan demikian walaupun kebutuhan pupuk K pada tanah yang dikapur lebih
tinggi, tetapi efisiensi penggunaan pupuk K semakin meningkat.