MODUL KESUBURAN TANAH (Soil Fertility)

MODUL KESUBURAN TANAH
(Soil Fertility)
Prof. Dr. Ir. Syekhfani, MS dan Tim
A. Mata Kuliah: Kesuburan Tanah (KESTAN)
B. SKS: 3(2-1)
C. Silabus: Kestan merupakan mata ajaran yang menjadi modal pengetahuan mahasiswa untuk
mengerti tentang peran tanah sebagai medium pertumbuhan tanaman. Ilmu ini merupakan Ilmu
Terapan yang erat kaitannya dengan ilmu dasar seperti Kimia, Fisika, dan Biologi Tanah; selain
juga berkaitan dengan ilmu genesis, mineralogi, dan klasifikasi Tanah; serta mendasari ilmu
terapan lain seperti: Pupuk dan Pemupukan, Evaluasi Lahan, Pengelolaan Lahan, Ilmu Lingkungan,
dan sebagainya. Memberi pengetahuan dasar kepada mahasiswa agar mereka mengerti fungsi
tanah sebagai tempat kehidupan akar tanaman serta jazad-jazad hidup penghuni tanah lainnya
yang erat kaitannya dengan pertumbuhan, produksi, serta keberlanjutan hasil tanaman pertanian.
D. Tujuan:
1. Mahasiswa secara teori mengetahui faktor penentu pertumbuhan dan produksi tanaman yang
tumbuh di medium tanah.
2. Mahasiswa mengerti bagaimana cara praktek penyuburan tanah dan melakukan pemupukan.
E. GBPP (RPKPS)
1
2
DAFTAR PUSTAKA
Anthoni, J. F. 2000. Seafriends - Soil fertility. Revised: 20010527. http://www.seafriends.org.nz/enviro/soil/fertile.htm#
Epstein, E. 1972. Mineral Nutrition of Plants: Principles and Perspectives. Wiley Eastern Limited. New Delhi.
Herrera, E. 2000. College of Agriculture and Home Economics. New Mexico State University. Soil Analysis - Panduan A12. http://www.tutorvista.com
Home,
James.
1995. Chemistry of Soils.
http://pubpages.unh.edu/~harter/soil702.html
Soil
Science
(SOIL)
702/802
(revised
Jan
1998).
Isaac, R.A. dan J.D. Kerber. 1971. Atomic absorption and flame photometry: Techniques and uses in soil, plant, and water
analysis. In L.M. Walsh (ed), Instrumental methods for analysis of soils and plant tissue. Soil Sci. Soc. of Amer.,
Inc. Ma., Wisc. USA.
Landon, J.R. (ed). 1984. Booker Tropical Soil Manual. Booker Agric. Intern. Ltd.
Loughnan, F.C. 1969. Chemical Weathering of the Silicate Minerals. American Elsevier Publ. Co., Inc. New York.
Madiadipoera, T. 1976. Endapan bahan kalium di Indonesia. Kalium dan Tanaman Pangan, Problem dan Prospek. Ed.
Khusus No.2, LPPP-Bogor. Madiadipoera, T. 1976. Endapan bahan kalium di Indonesia. Kalium dan Tanaman
Pangan, Problem dan Prospek. Ed. Khusus No.2, LPPP-Bogor.
McArthur, W. M. dan K. Spencer. 1970. A scheme for preliminary study of soil fertility in a district. Australian J. of Exp.
Agric. And Animal Husbandry. Vol. 10: 106-203.
Mengel, K,. dan E.A. Kirkby. 1982. Principles of Plant Nutrition. Intern. Potash Inst. Switzerland, 655 p.
Mitchell, R.L. 1964. Trace elements in soils, p. 320-368. In E. Bear (ed), Chemistry of the Soil. Second Ed. Oxford & IBH
Publ. Co., New Delhi.
Mohr, E.C.J., F.A. van Baren, dan J. Schuylenborg. 1972. Tropical Soils. Mouton-Ichtiar Baru-van Houve. The Hague,
Paris-Jakarta.Ponnamperuma, F.N. 1964. Problems rice soils. A Paper Presented at Intern. Rice Res. Con., IRRI,
Los Banos, Laguna, The Philippines.
Soepardi, G. 1977. Masalah kesuburan tanah dan cara penyelesaiannya (diktat). Departemen Ilmu -ilmu Tanah, Fakultas
Pertanian, Institut Pertanian Bogor.
Syekhfani. 2001. Penggunaan Analisis Tanah Sebagai Dasar Evaluasi Kesuburan Tanah Suatu Area. Disampaikan dalam
pelatihan yang diselenggarakan oleh PT Pioneer Hibrida Indonesia di Hotel Kartika Graha, 23 Apr il 2001 (tidak
dipublikasikan).
Syekhfani. 2005. Riset Strategi untuk Pengembangan Pertanian Organik di Indonesia. Makalah disajikan dalam Kongres
Nasional Maporina, Jakarta, 21 Desember 2005.
Syekhfani. 2010. Hubungan - Hara – Tanah - Air – Tanaman. Dasar Kesuburan Tanah Berkelanjutan. Edisi ke-2.
PMN – ITS, Surabaya, 247 p.
Tisdale, S.L. dan W.L. Nelson. 1975. Soil Fertility and Fertilizer. McMillan Publ. Co., Inc. New York.
Tobing, E.L. 1976. Pemupukan tanaman teh di Simalungun, Sumatera Utara, Warta BPTK 2(3/4):241-256.
Wood, L.K. dan F.E.deTurk, 1941. The absorption of potassium in soils and non-replaceable forms. Soil Sci. Soc. Aner.
Proc. 5: 152-161.
3
Modul 1. Paradigma Kesuburan Tanah
1.1. Sejarah Kesuburan Tanah(*) – Materi-1
Tujuan:
1. Mahasiswa mengetahui sejarah perkembangan kesuburan tanah.
2. Mahasiswa mengetahui tanah sebagai medium tumbuh tanaman.
3. Mahasiswa mengetahui hubungan kesuburan tanah dengan kesuburan tanaman.
Penilaian:
KomponenPenilaian
Tugas Individual
Persentase
5
Perkembangan peradaban manusia ditandai oleh perkembangan pertanian. Kapan mulai ada
pertanian tersebut, tidak dapat dipastikan.
Mungkin beberapa ribu tahun sebelum masehi.
Kenyataannya, hingga saat ini, peradaban berburu masih dijumpai yang merupakan kebiasaan berpindah pindah (nomaden).
ZAMAN PURBA
Telah disepakati bahwa manusia pertama kali melakukan budidaya pertanian berdiam di lembah
Mesopotamia, antara s. Tigris dan Euphrate (Irak sekarang).
2500 BC:
Tercatat manusia di daerah ini telah mengenal kesuburan lahan. Telah tercatat bahwa dengan
memupuk tanah dicapai peningkatan hasil 86 hingga 300 kali pada beberapa kawasan pertanian.
2000 th berikutnya (500 BC):
Seorang sejarahwan Greek Herudotus melaporkan hasil lawatannya ke Mesopotamia, bahwa
produksi pertanian tinggi di kawasan ini dihasilkan jaringan irigasi yang baik, dan kesuburan tanah yang
tinggi akibat penggenangan oleh banjir musiman dari sungai di kiri kanan kawasan.
300 BC:
Theophrastus melaporkan pengkayaan oleh endapan s. Tigris dan menyatakan bahwa
penggenangan yang makin lama, meninggalkan makin banyak debu sebagai endapan yang kaya hara.
Pada waktu itu manusia mengerti bahwa tanah-tanah tertentu akan merosot hasilnya bila ditanami secara
terus menerus. Penambahan pupuk kadang dan pupuk hijau dari sayur-sayuran diketahui dapat
mempertahankan kesuburan tanah.
900-700 BC:
Dari epos bangsa Greek diketahui bahwa Odyssius telah melakukan pemupukan kotoran hewan.
4
434-355 BC:
Xenophon menyatakan dari penyelidikannya bahwa: ''kebun akan mengalami kerusakan, sebab orang
tidak mengerti cara-cara memupuk lahan''; dan dikatakan lebih lanjut bahwa: ''tidak ada cara lebih baik
dari pemupukan''. Butir-butir penting yang dikemukakan Xenophon ialah:
(1). Pengaturan pemberian pupuk kandang dapat mempertahankan kesuburan tanh.
(2). Saran agar digunakan pupuk kandang dilakukan di awal musim semi.
(3). Rumput dapat digunakan sebagai pupuk hijau.
372-287 BC:
Theophrastus merekomendasaikan agar pemberian pupuk yang banyak perlu dilakukan pada tanah
bersolum tipis, tapi pada tanah kaya perlu dilakukan penghematan pemberian pupuk. Disarankan juga
bahwa tanaman perlu disemaikan terlebih dahulu sebelum ditanam dan gar dibuat bedengan. Hal ini
dianut hingga sekarang. Perlu pula dicatat bahwa Theophrastus menyarankan perlu pemberian air yang
banyak pada tanaman yang membutuhkan unsur hara banyak.
Saat itu telah diketahui pula bahwa pupuk diklasifikasikan menurut kandungan atau kepekatannya.
Sebagai contoh ia urutan kekayaan (dalam kotoran) yaitu: manusia > babi > kambing > biri2 > sapi dan
kuda. Lebih lanjut, Varro, seorang penulis perkembangan pertanian mengemukakan urutan yang sama,
tetapi menempatkan urutan burung dan unggas lain lebih kaya dari pada kotoran manusia. Columella
menyarankan agar kulit clover ditambahkan dalam ransum ternak sebab ia merasa bahwa hal ini akan
memperkaya kandungan hara dalam kotorannya.
Tidak hal di atas saja yang dapat dijadikan pupuk, tetapi para pakar juga menyelidiki pengaruh
mayat terhadap peningkatan pertumbuhan tanaman.
700 BC:
Archilochus melakukan penyelidikan tersebut sekitar tahun 700 BC. Nilai pupuk hijau, khususnya
legum, sebagai pupuk hijau segera pula diketahui. Theophrastus mencatat bahwa sejenis kacang (Vicia
vaba) telah dibenamkan oleh petani-petani Thessaly dan Macedonia. Hasilnya menunjukkan adanya
peningkatan jumlah biji bila ditanam pada tanah yang dipupuk dengan bahan tanaman ini.
400 BC:
Anjuran Xenophon bahwa pengolahan tanah di awal musim semi menjadikan tanah lebih gembur
dan rumput-rumputan tumbuh cukup waktu pada musim semi. Ini dapat berfungsi sebagai cadangan
pupuk hijau, tetapi tidak menghasilkan biji sehingga tidak mengganggu/tumbuh bila dibenamkan. Ia juga
menerangkan bahwa: ''setiap jenis vegetasi, setiap jenis tanah, pada keadaan cukup air akan berubah
menjadi pupuk''.
234-149 BC:
Cato menyatakan bahwa lahan penggembalaan yang miskin harus ditanami dengan tanaman jenis
acinum. Tidak diketahui kenapa harus tanaman ini, tetapi ia tidak menghasilkan biji sehingga implikasinya
tidak dapat tumbuh bila dibenamkan. Ia juga menyatakan bahwa lebun terbaik dalam menyuburkan
tanah adalah kacang2an: lupine dan vetch. Lupine sangat terkenal sejak lama. Columella mencatat
beberapa legum meliputi: lupine, vetch, lentil, chickpea, clover, dan alfalfa, yang cukup memuaskan untuk
memperbaiki lahan. Banyak pakar lama yang sependapat bahwa lupine adalah pupuk hijau terbaik sebab
ia tumbuh baik pada kisaran kondisi tanah yang lebar, dapat dijadikan bahan makanan manusia dan yang
terakhir ia mudah membentuk biji dan cepat tumbuh.
5
70-19 BC:
Virgil mempelopori penggunaan legum sebagai penyubur tanah. Penggunaan apa saat ini disebut
pupuk mineral atau perbaikan tanah bukan tidak dikenal pada zaman dulu. Theophrastus mengemukakn
bahwa pencampuran tanah-tanah berbeda yang dimaksudkan sebagai ''penyembuhan kerusakan dan
penambahan hati ke dalam tanah''. Cara ini mungkin dalam keadaan tertentu menguntungkan.
Penambahan tanah subur ke tanah miskin dapat meningkatkan kesuburan tanah, dan praktek
pencampuran satu jenis tanah dengan yang lain mungkin dapat memberi keuntungan terhadap inokulasi
biji-biji legum pada suatu tanah pertanian. Juga, pencampuran tanah-tanah bertekstur kasar dengan
halus atau sebaliknya mungkin dapat memperbaiki hubungan udara dan air dalam tanah yang
diperlakukan.
Nilai marl (sejenis tanah liat berkapur) juga telah dikenal.
pengapuran di lahan pertanian.
Ini merupakan awal dari praktek
62-113 BC:
Pliny menyatakan bahwa kapur harus disebar rata dan tipis di atas tanah dan satu perlakuan adalah
''cukup untuk bertahun tahun''. Columella juga menyarankan untuk menyebarkan marl pada tanah
berkerikil dan mencampurnya dengan suatu tanah kapur padat.
0 C:
Dalam Bibel disebutkan nilai abu dari pembakaran kayu bagi kesuburan tanah. Xenophon dan Virgil
juga menyebutkan pembakaran jerami untuk maksud pembersihkan lahan dan memberantas gulm a. Cato
menasehatkan agar penggembala membakar bekas pangkasan dalam satu lubang dan dicampurkan
melalui pembajakan untuk memperkaya tanah. Pliny menyatakan bahwa penggunaan kapur dari tungku
pembakaran kapur adalah baik untuk pohon zaitun, dan beberapa petani membakar kotoran hewan
kemudian menggunakannya untuk pupuk. Columella juga menyatakan penyebaran abu ataupun kapur
pada tanah sawah dapat meniadakan kemasaman.
Salpeter atau KNO3, dinyatakan pula oleh Theophrastus maupun Pliny dapat berguna untuk
memupuk tanaman yang disebut-sebut dalam bibel. Air laut juga disebut-sebut oleh Theophrastus.
Tampak bahwa pohon palem membutuhkan garam dalam jumlah banyak, petani -petani dulu
menaburkan garam di sekitar tanaman mereka. Virgil menulis tentang sifat tanah yang sekarang dikenal
sebagai bulk density.
Columella menyarankan suatu uji untuk mengukur derajat keasaman dan kesalinan tanah dan Pliny
menyatakan bahwa rasa pahit pada tanah mungkin disebabkan adanya herba-herba hitam di dalam
tanah. Pliny menulis bahwa: ''di antara penyebab kebaikan tanah adalah perbandingan ketebalan dari
batang jagung'' dan Columella menyatakan secara sederhana bahwa uji terbaik untuk kesauaian lahan
bagi pertumbuhan tanaman adalah kondisi tempat tumbuh tersebut.
Banyak pakar terdahulu (juga masih banyak dianut oleh pakar sekarang) sependapat bahwa warna
tanah dapat menggambarkan kriteria kesuburan tanah. Ide umum adalah bahwa tanah hitam adalah
tanah subur, sedang tanah pucat atau abu-abu tidak subur. Columella tidak sependapat dengan
pernyataan ini yang mendapatkan bahwa tanah marshland yang berwarna hitam tidak subur, tetapi tanah
pucat yang terdapat di Libia mempunyai kesuburan tinggi. Ia merasa bahwa ada faktor-faktor tertentu
yang menentukan tingkat kesuburan tanah, seperti struktur, tekstur dan kemasaman merupakan
petunjuk yang baik untuk menduga kesuburan tanah.
Kebanyakkan tulisan-tulisan mengenai kesuburan tanah zaman dulu berdasar pada deskripsi dari
praktek lapang. Tidak banyak bukti secara percobaan terhadap masalah-masalah yang dijumpai di
6
pertanian, tetapi banyak manuskrip yang mengemukakan perbandingan-perbandingan beberapa faktor
tertentu yang saat telah diketahui berpengaruh terhadap pertumbuhan tanaman. Sebagian dari apa yang
dikemukakan dalam catatan era teesebut dapat berlaku hingga sekarang tetapi sebagian lagi tidak dapat
diterima. Namun demikian, titik tolak pemikiran serta data yang diperoleh dari catatan2 tersebut dapat
menjadi bahan pemikiran yang dapat dikembangkan untuk mengatasi masalah kesuburan tanah yang
dihadapi saat ini dan yang akan datang.
Kesenjangan catatan tentang kemajuan pertanian setelah masehi yaitu masa Romawi seperti
terputus akibat fokus perhatian pada zaman ini tertuju pada perang, kesenian, dll. Baru pada abad ke -18
kemajuan perkembangan pertanian mulai muncul.
ABAD KE-18
1230-1307:
De Crescenzi memulai perkembangan pertanian dengan publikasi koleksi praktek setempat di
bidang pertanian ''opus ruralium commodorum''. Dengan publikasi koleksi cara bercocok tanam ini maka
De Crescenzi dikenal sebagai ''Bapak Agronomi Modern''. Tetapi isi tulisan hanya terbatas pada hal-hal
yang berupa bahan praktek dan tidak menurut perkembangan yang akan datang (hanya dapat dipakai
saat itu).
Setelah pemunculan pekerjaan De Crescenzi hanya sedikit pengetahuan tentang pertanian untuk
beberapa tahun, meskipun Palissy tahun 1563 memberi kredit dengan penyelidikan bahwa kandungan
abu tanaman merupakan merupakan bahan yang diambil tanaman dari tanah.
1561-1624:
Sekitar permulaan abad ke-17 Francis Bacon mengemukan prinsip makanan tanaman adalah air. Ia
percaya bahwa fungsi utama tanah adalah memegang tanaman agar tetap tegak dan melindunginya dari
panas dan dingin dan bahwa setiap tanaman menyerap senyawa khas sebagai makanan khusus baginya.
Bacon menegaskan pendapat Herudotus bahwa bahwa tanah yang ditanami terus menerus akan
mengurangi kesuburannya.
1577-1644:
Selama periode yang sama, Jan Baptiste von Helmont seorang ahli fisika dan kimia dari Flemish,
melaporkan bahwa hasil dari suatu percobaan yang mana ia percaya bahwa air merupakan satu2nya unsur
hara bagi tanaman. Percobaannya adalah sebagai berikut:
5 lb oak + 200 lb tanah + air hujan
Tanaman dipelihara setelah tumbuh lalu ditimbang kembali, hasilnya: 169 lb oak + 196 lb tanah.
Jadi kesimpulannya tanaman hanya membutuhkan air. Tentu saja saat ini telah diketahui bahwa CO2 dan
mineral dari tanah dibutuhkan sebagai hara tanaman. Namun perlu diingat adalah bahwa pekerjaan ini
dilakukan saat sebelum pengetahuan tentang mineral maupun fotosintesis diketahui. Hasil kerja von
Helmont ini, meskipun kesimpulannya salah tetapi memberi kontribusi yang besar terhadap ilmu
pengetahuan.
Meski salah tetapi hasil percobaan mendorong penyelidikan selanjutnya yang
menghasilkan pengertian-pengertian lebih baik terhadap perharaan tanaman.
7
1627-1691:
Pekerjaan von Helmonth diulang beberapa tahun kemudian oleh Robert Boyle dari Inggris. Boyle
memperkuat von Helmonth, tetapi ia melangkah lebih maju. Sebagai hasil analisa kimia ia menyatakan
bahwa tanaman mengandung garam, alkohol, tanah, dan minyak, yang semuanya terbuat dari air.
1604-1668:
Seorang ahli bangsa Jerman, J.R. Glauber menyatakan bahwa salpeter (KNO3), bukan air,
merupakan suatu ''prinsip vegetasi''. Ia mengumpulkan garam dari tanah di bawah kandang domba dan
mengemukakan bahwa garam-garam tersebut dari apa yang jatuh dari domba tersebut. Ia juga
menyatakan karena hewan memakan rumput, maka garam-garam yang berasal dari hewan tersebut juga
berasal dari rumput. Bila garam tersebut diberikan ke tanaman maka setelah diselidiki ternyata diperoleh
peningkatan yang besar terhadap pertumbuhan. Ia kemudian menyatakan bahwa kesuburan tanah dan
nilai pupuk berkaitan dengan salpeter.
1643-1679:
Seorang ahli kimia dari Inggris: John Mayow mendukung beberapa percobaan Glauber. Mayow
mengestimasi jumlah niter dalam tanah pada berbagai waktu selama setahun dan mendapatkan
kepekatan tertinggi pada musim spring. Mengenai jumlah yang rendah pada musim summer ia
berkesimpulan bahwa salpeter diserap atau diisap oleh tanaman pada periode pertumbuhan yang cepat.
Summer
Nitrifikasi aktif
tanaman aktif
~
gugur
~
nitrifikasi
bertambah
tanaman berkurang
winter
nitrat
bertambah
tanaman mati
~
semi
nitrat
tertimbun
-
Pendapat John Mayow ini masih dianut sampai sekarang. Penelitian2 masih menggunakan teknik
yang sangat kasar pada waktu tersebut, sehingga kontribusi Mayow, Glauber, Boyle dan Bacon, boleh
dikatakan kecil dibandingkan standar penelitian sekarang.
1700:
Kurang lebih tahun 1700, seorang kebangsaan Inggris: John Woodward, mengulangi percobaan
Boyle dan von Helmont, menumbuhkan tanaman dalam air dari berbagai tempat: air hujan, air sungai, air
comberan dan air comberan + tanah lumut dari kebun. Ia secara hati2 mengukur jumlah transpirasi air
oleh tanaman dan mengukur bobot tanaman pada awal dan akhir percobaan. Ia mendapatkan bahwa
pertumbuhan tanaman sejalan dengan ketidak murnian air dan menyimpulkan bahwa: bahan p adat atau
tanah lebih baik dari air dan merupakan ''prinsip vegetasi''. Meskipun kesimpulan ini tidak benar, tetapi
cara melakukan penelitiannya lebih maju dibandingkan penelitian sebelumnya.
1674-1741:
Jathro Tull, seorang kebangsaan Inggris mempublikasikan buku: ''Horse Hoeing Husbandry''. Ia
mengemukakan bahwa berbagai cara untuk menggunakan tenaga hewan dalam pertanian. Ia dijuluki
sebagai ''Bapak Mekanisasi Pertanian''. Pendapat Tull yang lain adalah: bahwa zarah tanah dapat masuk
ke dalam tanaman melalui mulut akar. Tetapi pendapat ini tidak ada penganutnya.
1741-1820:
Arthur Young, seorang ahli pertanian Inggris melakukan percobaan dalam pot. Ia menumbuhkan
barley pada pasir dengan penambahan bahan2 seperti arang, alkohol, dan anggur, niter, mesiu, kulit
kerang, dan bahan-bahan lain. Beberapa bahan yang diperlakukan menghasilkan pertumbuhan
8
pertanian, yang lainnya tanaman tidak tumbuh. Young mempublikasikan hasil pekerjaannya dengan
judul: ''Annal of Agriculture'' sebanyak 46 volume yang mempunyai dampak cukup luas di bidang pertanian
di Inggris.
1775:
Francis Home, menentang pendapat Glauber dan menyatakan bahwa tanaman tidak hanya
memerlukan KNO3, tetapi juga: air, udara, tanah, garam, minyak dan api. Ia melakukan percobaan pot
untuk mengukur pengaruh berbagai cairan terhadap pertumbuhan tanaman. Hasil pekerjaan merupakan
batu loncatan dalam perkembangan ilmu pertanian. Ide bahwa tanaman memerlukan api lama menjadi
pemikiran. Saat itu juga orang percaya bahwa organik atau humus diambil sec ara tidak langsung oleh
tanaman dan ia merupakan penyusun hara tanaman.
Ide ini bertahan hingga bertahun-tahun. Hal ini sulit dihilangkan sebab hasil analisis kimia
menunjukkan bahwa tanaman dan humus mengandung unsur-unsur yang sama dengan tanaman. Juga
proses fotosintesis belum diketemukan.
1775:
Joseph Priestly menyatakan bahwa tanaman dapat membersihkan udara. Ia melakukan percobaan
dalam ruang kaca:
Tanaman + lilin ~ lilin tetap menyala
x
lilin ~ lilin mati pd beberapa saat
Pada saat ini observasi tentang oksigen belum dijumpai. Terakhir, setelah ia menemukan gas ini, ia
menyatakan bahwa oksigen bwrkaitan dengan pertumbuhan tanamaan. Penemuan oksigen oleh Priestly
merupakan batu kunci terhadap beberapa penemuan lain yang berkaitan dengan rahasia kehidupan
tanaman lebih jauh.
1730-1799:
Jan Ingenhousz, kemudian menunjukkan bahwa pembersihkan udara oleh tanaman hanya terjadi
bila ada cahaya, tetapi pada tempat gelap pembersihan tidak terjadi.
1742-1809:
Bersamaan dengan penemuan Ingenhousz ini adalah penemuan Jean Snebier seorang filsuf dan ahli
sejarah bangsa Swiss yang menyatakan bahwa kenaikan bobot tanaman dan percobaan von Helmont
adalah menghasilkan udara.
KEMAJUAN PADA ABAD KE-19
Penemuan2 abad ke-19 ini dirangsang oleh pikiran Theodore de Saussure yang mengikuti paham
penemuan Snebier. Ia mengeritik dua problem yang dilakukan Snebier: pengaruh udara terhadap
tanaman dan asal garam dalam tanaman. Hasilnya, de Saussure mampu menunjukkan bahwa tanaman
menyerap oksigen dan membebaskan CO2, pokok pemikiran dari ''respirasi''. Sebagai tambahan, ia
mendapatkan bahwa akan menyerap CO2 dengan membebaskan oksigen pada keadaan ada cahaya. Bila
tanaman menangkap CO2 bebas dari lingkungan, mereka akan mati.
De Saussure menyatakan bahwa tanah hanya menyediakan sedikit hara yang diperlukan oleh
tanaman. Serapan hara tersebut bersifat selektif karena membran sel akan bersifat selektif-permeabel,
memungkinkan air masuk lebih cepat dibandingkan garam.
9
1813:
Gambaran yang diberikan oleh Sir Humprey Davy, yang mempublikasikan pekerjaannya: ''The
Elements of Agriculture Chemistry'' sekitar tahun 1813, menyatakan bahwa meskipun tanaman mwnerima
karbon dari udara, tetapi sebagian besar diambil melalui akar. Ia termasuk setuju dan me nyarankan
penggunaan minyak sebagai pupuk sebab karbonnya dan hidrogen yang terdapat dalam minyak tersebut
dapat digunakan sebagai hara tanaman.
1802-1882:
Pertengahan abad ke-19 hingga awal abad ke-20 merupakan periode maju dalam hal pengertian
terhadap hara dan kesuburan tanaman. Di antara manusia periode ini yang mempunyai sumbangan besar
adalah Jean Baptiste Bousingault, seorang ahli kimia Perancis yang melakukan percobaan lapangan. Ia
meniru pekerjaan de Saussure dalam menimbang, menganalisis pupuk yang diberikan dalam plot dan
tanaman yang dipanen. Ia menyiapkan seperangkat keseimbangan yang menunjukkan berapa banyak
berbagai unsur yang berasal dari air hujan, tanah, dan udara, dianalisis komposisinya dalam tanaman
selama fase pertumbuhan, dan ditetapkan bahwa rotasi terbaik yang menghasilkan sejumlah terbesar
bahan organik beserta pupuk kandang yang diberikan. Bousingault kemudian dikenal sebagai ''Bapak
Percobaan Lapangan''.
Bobot Tanaman dengan Rotasi = Bobot Tanaman + Pupuk Kandang
Meskipun para pakar tanaman pada periode ini mengakui nilai penelitian de Saussure, teori humus
kuno masih banyak dianut. Ini merupakan teori alami yang sulit untuk dihilangkan, yang kemudian sangat
terasa hingga saat ini bahwa penghancuran bahan tanaman dan hewan menaikkan produksi adalah
penting untuk nutrisi pertumbuhan tanaman.
1803-1873:
Justus von Leibig, seorang ahli kimia bangsa Jerman sangat berkeyakinan dengan mitos humus. Ia
mendobrak bebeara paham konservatif seperti misalnya beberapa pakar yang saat itu ti dak punya
keberanian untuk menyatakan bahwa karbon dalam tanaman berasal dari sumber-sumber selain CO 2.
Leibig membuat beberapa pernyataan sebagai berikut:
(1). Sebagian besar karbon dalam tanaman berasal dari CO 2 atmosfer.
(2). Hidrogen dan oksigen berasal dari air.
(3). Logam alkalin dibutuhkan untuk menetral asam2 dibentuk oleh tanaman sebagai aktivitas metabolik.
(4). Fosfat penting untuk pembentukan biji.
(5). Tanaman menyerap semua unsur tanpa membedakan dari dalam tanah tetapi mengekskresikan
senyawa-senyawa yang tidak esensial melalui akar-akar.
Tidak semua ide Liebig adalah benar. Ia menyatakan bahwa asam asetat diekskresikan melalui akar
tanaman. Ia juga percaya bahwa NH 4+ merupakan bentuk nitrogen satu-satunya yang diserap tanaman
dan tanaman dapat menemukan senyawa ini dari tanah, pupuk, dan udara.
Leibig sangat percaya pada analisis tanaman dan mempelajari kandungan unsur yang ada
merupakan suatu cara untuk dasar rekomendasi. Ia juga berpendapat bahwa pertumbuhan tanaman
adalah bagian dari jumlah senyawa mineral yang terdapat dalam pupuk. Ia juga mengemukakan '”hukum
minimum” yang berbunyi: ’’Bahwa pertumbuhan tanaman dibatasi oleh unsur hara tanaman yang tersedia
dalam jumlah tersedikit, bila yang lain berada dalam jumlah yang cukup’’. Konsep ini mempengaruhi
pendapat di bidang pertanian dalam jangka lama.
10
Liebig membuat pupuk berdasar idenya terhadap nutrisi tanaman. Rumusan campuran
diperhitungkan tetapi dia melakukan kesalahan dalam mencampur garam fosfat dan kalium dengan
kapur. Sebagai hasilnya pupuk menyebabkan kerusakan pada tanaman. Namun demikian, Leibig
menyumbangkan dasar-dasar dalam pertanian dan dia barangkali orangnya yang dikenal sebagai:
''Bapak Kimia Pertanian''.
(*) Tisdale, S.L. dan W.L. Nelson. 1975. Soil Fertility and Fertilizer. McMillan Publ. Co., Inc. New York.
11
1.2. Riset Strategi Pengembangan Pertanian Organik –
Syekhfani (2005)- Materi-1
Pendahuluan




Perubahan suatu sistem membutuhkan kajian yang tepat dan menyeluruh agar sistem tersebut
dapat berhasil dan tidak memberikan dampak negatif jangka panjang.
Sistem pertanian organik (SPO) di Indonesia merupakan wacana yang saat ini sedang hangat hangatnya didiskusikan apakah dapat menjadi alternatif sistem pertanian yang akan membaw a
pembangunan pertanian akan datang ke arah lebih baik.
Sistem tersebut perlu dikaji secara khusus dan menyeluruh dalam mengantisipasi permasalahan permasalahan yang mungkin muncul bila diterapkan secara luas.
Untuk itu, dibutuhkan strategi dan program yang tepat di bidang penelitian dan pengembangan
SPO di Indonesia.
Dasar-dasar Pokok Pikiran





Penerapan sistem "Revolusi Hijau" di Indonesia, pada awalnya menunjukkan perkembangan yg
menggembirakan, setelah dilakukan berbagai program intensifikasi pada lahan sawah, dimulai
dari padi sentra, Bimas, Inmas Insus, Supra Insus, Gema Palagung, Korporat Farming, dan
Ketahanan Pangan.
Penggunaan saprodi yg dikenal sebagai "Panca Usaha" pertanian (pengolahan tanah, irigasi, bibit
unggul, pemupukan, dan pestisida) di awalnya meningkatkan produksi dan produktivitas tanaman
padi sawah. Keberhasilan yg sangat dirasakan adalah saat Indonesia dinyatakan mencapai
“swasembada beras” tahun 1984. Namun setelah itu sangatlah sulit untuk meningkatkan
produktivitas padi sawah, meskipun dilakukan berbagai upaya.
Jenis tanaman padi unggul dari rekayasa secara biologis diperoleh dengan potensi produksi > 10
ton/ha. Namun potensi produksi itu sangat sulit dicapai, di mana rata-rata produktivitas nasional
hanya 5.0 ton GKG/ha (Jawa Timur sebagai sentra produksi beras hanya 5.5 ton GKG/ha). Telah
terjadi "levelling off" produktivitas tanaman padi sawah. Disinyalir akibat perlakuan budidaya
tanaman yang tidak rasional, yaitu penggunaan pupuk dan/atau pestisida berlebihan, yang
mengakibatkan terjadi ketidak-imbangan perharaan dalam tanah serta terganggunya
biodiversitas siklus pertumbuhan tanaman.
Apabila mengacu kepada sistem tradisional alami (natural system), di mana terdapat
keseimbangan unsur hara dalam tanah, diversifikasi tanaman di lahan sawah, sistem bero tanpa
penggunaan pupuk/pestisida buatan pabrik, dan air irigasi yang tidak tercemar, maka diketahui
kehidupan tidak mengalami banyak permasalahan terutama berkaitan dengan kesehatan
manusia, hewan, tumbuhan, maupun lingkungan. Umur manusia pun relatif panjang dibandingkan
setelah adanya sistem intensifikasi.
Berbagai tindakan intensifikasi lahan di atas mengarah kepada degradasi tanah dan pencemaran
lingkungan, misalnya pemberian pupuk N, P, K buatan pabrik berkonsentrasi serta dosis tinggi
secara terus menerus, tanpa diimbangi dengan unsur hara esensial lain, pestisida/herbisida nonselektif yang membunuh organisme lain kecuali hama/penyakit, air irigasi yang tercemar oleh
industri baik pabrik maupun rumah tangga, semuanya berdampak negatif terhadap kehidupan
manusia, hewan, maupun tanaman. Hal ini menyebabkan kehidupan di bumi makin lama makin
terasa tidak nyaman.
12







Paradigma baru kesuburan tanah yang bersifat sustainable, bahwa tanah bukanlah benda statis
melainkan dinamis, karena ia merupakan medium kehidupan (organisme makro/mikro, termasuk
akar tanaman). Seharusnya, yang menjadi fokus perhatian tidak hanya pengolahan tanah (sifat
fisik) dan pupuk (sifat kimia) saja; melainkan juga kehidupan organisme tersebut (sifat biologi).
Bahan organik, bersifat multi purpose (peran ganda) di mana ia berperan dalam memperbaiki sifat
fisik, kimia, maupun biologi tanah. Jadi, bahan organik adalah merupakan kunci kesuburan tanah,
dan managemen bahan organik adalah kunci keberlanjutan pertanian.
Di pihak lain, perkembangan konsumen di negara-negara maju dari hari ke hari telah beralih
kepada konsumsi bahan pangan yang sehat, tidak tercemar senyawa-senyawa kimia buatan
pabrik. Di Amerika Serikat misalnya, perkembangan produksi organik sejak th 1990-an dalam
jangka lima tahun saja, meningkat tajam dari 5% hingga 20%, dan saat ini mungkin angka tersebut
lebih tinggi lagi. Hal yang sama ditemukan pula pada masyarakat komunitas Eropah dan Kanada,
dan Australia. Impor beberapa produk pertanian saat ini telah mulai mempersyaratkan produk
berasal dari "sistem organik".
Di dalam negeri, akhir-akhir ini SPO mulai didiskusikan, dan bahkan ada yang telah menerapkan
praktek budidaya, meskipun berbagai definisi tentang pertanian organik belum dipahami secara
jelas. Pihak pemerintah maupun swasta juga mulai mengkaji perkembangan yang terjadi di
masyarakat untuk mempertimbangkan apakah sistem ini dapat diterapkan sebagai salah satu
alternatif budidaya yang menguntungkan, diterima di tingkat lokal, regional, nasional dan bahkan
global.
Apabila ternyata SPO dinyatakan dapat menjanjikan sebagai salah satu alternatif budidaya
pertanian yang menguntungkan, maka berbagai hal perlu dipikirkan menuju ke arah
pengembangannya. Hal-hal tersebut meliputi semua aspek yang berkaitan dengan produksi di
lahan (on-farm), maupun di luar lahan (off-farm); melibatkan pihak industri hulu dan hilir, serta
berbagai komponen pelaku produksi terkait, baik pemerintah, swasta, Lembaga Penelitian
(termasuk Perguruan Tinggi), Perbankan, pelaku pasar, dan lain-lain. Semuanya harus mempunyai
persepsi dan komitmen yang sama terhadap pengembangan SPO.
Adalah sulit untuk mengubah sistem intensifikasi pertanian yang selama ini diterapkan beralih ke
SPO, karena sifatnya sangat berbeda; yang satu orientasi ke produksi tinggi dengan masukan dari
luar tinggi (high external input agriculture, HEIA) melibatkan bahan-bahan kimia buatan panrik,
dan yang lain masukan dari luar rendah (low external input agriculture, LEIA) dengan
mengandalkan “daur ulang” (recycling) sisa panen. Hal ini memerlukan tindakan yang bersifat
evolusional bukan revolusional. Terlebih dulu dibutuhkan perubahan sikap perilaku para pelaku
produksi dan konsumsi seperti tersebut di atas.
Fokus pembenahan terutama ditujukan kepada para konsumen sebagai pengguna, diikuti oleh
produsen (petani) beserta para pendukung produksi, serta pelaku pasar. Dalam hal ini, pemerintah
harus berperan dalam membuat kebijakan (regulator, fasilitator, dinamisator, dan eksekutor) dalam
pengembangan sistem. Jaminan kuantitas, kualitas, serta kontinyuitas produksi menjadi kunci
utama keberhasilan usaha, dengan adanya suatu "jaminan pasar". Harus ada political will yang
jelas dari pemerintah tentang pengembangan SPO.
Secara geografis, lahan-lahan pertanian yang berpeluang besar menuju sistem organik, uruturutannya adalah komoditi hortikultura (buah-buahan, sayuran, dan bunga-bungaan);
perkebunan; dan terakhir tanaman pangan terutama yang dibudidayakan di lahan sawah
beririgasi. Umumnya hortikultura dibudidayakan di dataran tinggi (upper stream) yang relatif
bebas dari sumber pencemar kecuali dari tindakan budidaya itu sendiri; perkebunan dilakukan
dengan managemen terkendali, dan tanaman pangan umumnya berada di kawasan dataran
rendah (lower stream); sehingga lahan sawah beririgasi sangat riskan terjadi pencemaran,
tergantung pada kualitas air irigasi apakah tercemar atau tidak.
13
Strategi Penelitian
Bidang Kajian:





Aspek Bio-Fisik; On Farm, Off Farm (IFS, IPNS, IPMS).
Aspek Sosial: Perilaku konsumen (perubahan kebiasaan makan, motto hidup sehat), prioritas
sasaran pengembangan (masy. kalangan bawah, menengah, atas/elit).
Aspek Ekonomi:
Pasar/Jaringan Pasar (jaminan pasar, jaminan produktivitas/kualitas
/kontinyuitas), segmen pasar (lokal, regional, nasional, ekspor).
Aspek Polesi: Kebijakan pemerintah (arah paradigma pembangunan pertanian), regulasi
(standarisasi, sertifikasi, kontrol kualitas, perlindungan konsumen).
Aspek Kelembagaan: pemerintah, swasta, LSM.
Alur Kegiatan







Pewilayahan pertanian organik indigenous dan introduksi.
Evaluasi kesesuaian dan kemampuan lahan (land suitibility dan land capability).
Penentuan jenis komoditi dan lokasi spesifik.
Produsen dan konsumen produk organik.
Pasar dan jaringan pasar.
Sertifikasi dan standarisasi.
Regulasi dan Kebijakan Pemerintah.
Program
Jangka Pendek:



Polesi pemerintah.
Regulasi berkaitan dengan SPO.
Pembentukan kelembagaan formal/non-formal.
Jangka Menengah:





Penentuan jenis komoditi tanaman organik.
Pembenahan sistem pertanaman, sistem perharaan tanaman, dan sistem pengendalian
hama/penyakit tanaman terkendali.
Penguasaan teknologi dekomposisi di tingkat petani.
Penciptaan pasar/jaringan pasar produk organik.
Pengkajian sasaran konsumen produk organik.
Jangka Panjang:




Pemetaan potensi wilayah spesifik untuk komoditi tanaman organik atas dasar land capability dan
land suitability.
Penciptaan sistem agribisnis produk organik di tingkat lokal, regional, nasional, dan global.
Menjalin perjanjian bilateral dengan negara-negara pengimpor produk organik dari Indonesia.
Melakukan penelitian-penelitian dasar dan terapan yang menunjang perkembangan pertanian
organik.
14
Objek Penelitian
Penelitian Dasar:






Sifat kimia dan biokimia tanah, bahan organik sisa tanaman, produk organik.
Proses dekomposisi dan mineralisasi bahan organik, sinkronisasi penyediaan dan uptake unsur
hara, kapasitas dan intensitas penyediaan unsur hara.
Daur ulang sisa tanaman, hubungan hara dalam air - tanah – tanaman.
Sifat kimia dan biokimia pupuk/pestida organik.
Sifat kimia dan biokimia lingkungan, udara, air irigasi.
Kandungan gizi produk pertanian.
Penelitian Terapan:








Kajian pewilayahan komoditi pertanian organik.
Sumber bahan organik (pupuk kandang, pupuk hijau, kompos), proses pembuatan, kualitas.
Teknik Budidaya SPO: pola pertanian, pemupukan, pemberantasan hama penyakit (secara
terpadu), masukan internal/eksternal, daur ulang sisa panen.
Potensi SDM SPO: tingkat pendidikan, pendapatan, adopsi teknologi, tenaga kerja.
Kajian pasar, segmen pasar, jaringan pasar, konsumen.
Kajian kelembagaan tingkat lokal, regional, nasional, global (pemerintah, swasta, lembaga
kemasyarakatan).
Kajian mutu serta jaminan mutu produk pertanian.
Hubungan produk organik dengan kesehatan manusia dan hewan.
Penelitian Faktor Pendukung:





Pelayanan Faktor Pendukung: modal, teknologi budidaya/ pasca panen, bimbingan dan
penyuluhan.
Rakitan Teknologi: teknologi budidaya, teknologi pasca panen.
Penyiapan Tenaga Penyuluh/Pendamping: peran PT sangat besar.
Transfer Teknologi: media masa, percontohan, pendampingan.
Pengorganisasian: “Masyarakat Pertanian Organik Indonesia” (MAPORINA).
Penutup




Sistem pertanian organik (SPO) di Indonesia baru dikembangkan dan merupakan alternatif dalam
meningkatkan pendapatan dan kesejahteraan baik produsen maupun konsumen.
Prinsip dasar SPO adalah keberlanjutan (sustainability), mengacu sistem alami (natural system),
dan tidak menggunakan bahan-bahan kimiawi buatan pabrik; sehingga produk tidak tercemar dan
bersifat akrab lingkungan.
Untuk menuju penerapan SPO, diperlukan kegiatan-kegiatan penelitian, baik bersifat penelitian
dasar maupun terapan, meliputi aspek fisik/biofisik, sosial, ekonomi, maupun kelembagaan.
Penelitian-penelitian tersebut mencakup komponen-komponen pemerintah, swasta, maupun
lembaga kemasyarakatan.
15
DAFTAR PUSTAKA
Syekhfani. 2005. Riset Strategi untuk Pengembangan Pertanian Organik di Indonesia. Makalah disajikan dalam Kongres
Nasional Maporina, Jakarta, 21 Desember 2005.
Tisdale, S.L. dan W.L. Nelson. 1975. Soil Fertility and Fertilizer. McMillan Publ. Co., Inc. New York.
PROPAGASI
TUGAS
1. Tugas Individu (Batas Akhir penyerahan satu Minggu setelah kuliah materi).
2. Berikan ulasan singkat (satu halaman) mengapa Anda perlu mengetahui sejarah perkembangan kestan
bagi pertanian.
16
1.2. Tanah Sebagai Medium Tumbuh – Materi 2
Tujuan:
1. Mahasiswa mengetahui komponen-komponen tanah pengendali sifat kesuburan.
2. Mahasiswa mengetahui mekanisme terjadinya pengendali tersebut.
Penilaian:
KomponenPenilaian
Persentase
Tugas Individual
5
Tanah tersusun atas tiga komponen utama: padatan, cairan, dan udara. Padatan terdiri dari
bahan mineral dan organik, menempati separuh volume. Bahan mineral yang berasal dari hancuran
batuan induk menempati sekitar 45% dan bahan organik dari dekomposisi jasad mikro mati menempati
5% volume. Separuh sisanya diisi oleh cairan dan elektrolit-elektrolit larut, serta udara dengan volume
berfluktuasi menurut banyaknya cairan tersebut.
Berdasar pada ukuran partikel, bahan mineral terbagi atas tiga fraksi: pasir, debu, dan liat.
Perbandingan bobot masa relatif ketiga fraksi ini disebut tekstur tanah. Ukuran masing-masing fraksi
menurut USDA dan ISSS disajikan pada Tabel 1. Diketahui bahwa komponen mineral tanah paling kasar
berukuran 2 mm. Fraksi lebih besar seperti kerikil atau koral tidak termasuk komponen tanah, tetapi
merupakan fraksi batuan induk. Berdasar hal tersebut, bila kita ingin menggunakan tanah dalam
penelitian maka diperlukan ayakan berukuran 2 mm agar komponen bukan tanah dapat dipisahkan.
Secara sederhana, tanah didominasi fraksi pasir akan membentuk struktur lepas dan drainase baik.
Akan tetapi, daya pegang air dan hara rendah sehingga tanah miskin unsur hara dan cenderung
kekurangan air. Tanah didominasi fraksi liat mempunyai sifat lekat dan berstruktur masif sehingga
drainase jelek. Meskipun umumnya tanah-tanah liat relatif kaya unsur hara, namun masalah yang
dihadapi adalah pengolahan berat dan memerlukan perbaikan drainase.
Tabel 1. Klasifikasi Partikel Tanah Menurut USDA
dan ISSS*)
Fraksi
Batas Ukuran Partikel (mm)
USDA
ISSS
Pasir : Sangat kasar
2.00 - 1.00
Kasar
1.00 - 0.50
Sedang
0.50 - 0.25
Halus
0.25 - 0.10
Sangat Halus
0.10 - 0.05
--2.00 - 0.20
--0.20 - 0.02
---
Debu
0.05 - 0.002
0.02 - 0.002
Liat
<0.002
<0.002
*) USDA = United States Dapartement of Agriculture
ISSS = International Society of Soil Science
17
Fraksi debu lebih halus dari pada pasir, dengan ciri dalam keadaan lembab tidak begitu lekat dan
lebih mudah diolah namun mudah mengalami erosi oleh air maupun angin. Bila ketiga fraksi berada
dalam keadaan relatif seimbang, maka akan terbentuk tekstur berlempung (loamy). Tanah-tanah
berlempung ideal untuk dijadikan lahan pertanian. Di antara ketiga fraksi, liat merupakan fraksi koloidal
yang mampu mengendalikan berbagai sifat kimia maupun fisiko-kimia tanah.
Bahan organik menyebabkan warna gelap pada lapisan tanah, terutama pada bagian atas (top soil).
Komponen ini berasal dari dekomposisi sisa-sisa jasad mikro hidup yang mati. Disebut bahan organik
apabila sisa-sisa jasad mikro telah mengalami dekomposisi menjadi bahan halus sukar dikenali asalnya.
Sisa tanaman yang belum memengalami dekomposisi sempurna disebut serasah atau seresah (litter).
Pemisahan menggunakan ayakan berukuran 2 mm seperti pada fraksi mineral, berlaku pula dalam
membedakan bahan organik dari seresah. Bahan organik tanah ada yang sukar mengalami dekomposisi
dan ada yang mudah. Golongan pertama menentukan sifat fisik tanah, sedangkan yang kedua lebih
berperan pada sifat kimia terutama dalam penyediaan hara.
Senyawa organik sukar mengalami dekomposisi yang paling penting adalah humus. Bersamasama liat, humus merupakan komponen pengendali sistim perharaan serta air tanah. Liat dan humus
berperan sebagai kompleks jerapan (adsorption), pertukaran (exchange), dan penyanggaan (buffer) hara
dan air. Unsur hara dalam bentuk ion yang dijerap dipermukaan liat dan humus tersedia bagi tanaman
melalui mekanisme pertukaran atau disosiasi; dan hal yang sangat penting adalah unsur hara dapat
dipertahankan dari proses yang menyebabkan kehilangan. Humus mampu menyerap (absorp) air sekitar
lima kali bobot keringnya.
Sifat penyanggaan sama seperti kantong tempat penyimpanan barang yang sewaktu -waktu dapat
digunakan dengan mudah. Liat dan humus sebagai penyangga, mampu menyimpan unsur hara bila
berlebihan dan segera menyediakan begitu unsur hara berkurang, misalnya diambil tanaman atau hilang
ke luar daerah perakaran. Prinsip penyanggaan hara sangat penting dalam ilmu kesuburan tanah dan
pemupukan. Selain hara, liat dan humus juga berfungsi sebagai penyangga pH dan air tanah.
Unsur hara tanaman tersedia dalam bentuk ion: kation atau anion. Ion diikat oleh kompleks
bermuatan listrik pada permukaannya dan dilepas ke dalam cairan tanah melalui mekanisme pertukaran
ion. Air ditahan di antara lempeng liat dan dalam molekul bahan organik. Kemampuan kompleks
penyangga untuk mempertukarkan kation atau anion dinyatakan sebagai Kapasitas Tukar Kation (KTK)
atau Kapasitas Tukar Anion (KTA); dan jumlah kation-kation basa terjerap, dalam persen, disebut
Persentase Kejenuhan Basa (PKB). Mekanisme pertukaran ion sangat dipengaruhi oleh reaksi tanah
(pH). Dalam menafsir tingkat kesuburan suatu tanah, maka nilai KTK, KTA, PKB, dan pH digunakan
sebagai parameter.
1.2. Komponen Tanah Pengendali Hara
Telah disinggung bahwa liat dan humus merupakan dua komponen padatan aktif dalam
mekanisme penyangga hara dan air. Untuk mengerti lebih jauh, diperlukan gambaran dasar tentang
struktur dan sifat-sifatnya, akan ditinjau lebih lanjut berikut ini.
Struktur Dasar Mineral Liat
Pengertian mineral liat meliputi mineral liat primer dan sekunder, koloid silikat, dan oksida-oksida
besi dan aluminium terhidrasi (seskuioksida). Secara garis besar mineral liat dapat digolongkan dalam
grup-grup disajikan pada Tabel 2.
18
Tabel 2. Penggolongan Grup Mineral Liat
(Loughnan, 1969)
Kristalin:
(a) Tipe 1:1, contoh: kaolinit, haloisit, anaukit, dikit, dan lain-lain.
(b) Tipe 2:1 (memuai), contoh: montmorilonit, beidelit,
nontronit, saponit, vermikulit, dan lain-lain.
(c) Tipe 2:2 (tidak memuai), contoh: khlorit.
Nonkristalin:
(d) Alofan
(e) Seskuioksida (Fe dan Al hidroksida): gutit, limonit, gibsit.
Mineral liat tipe 1:1 tersusun atas satu lempeng silikon tetrahedral dan satu lempeng aluminium
oktahedral; tipe 2:1 dua lempeng tetrahedral dan satu lempeng oktahedral, dan tipe 2:2 masing-masing
tetrahedral dan oktahedral dua lempeng silih berganti. Tipe 1:1 disebut golongan Kaolinit dan tipe 2:1
golongan Montmorilonit. Kedua tipe ini paling banyak dijumpai dalam tanah. Untuk tipe 2:1 yang tidak
mengembang termasuk golongan Ilit, sedang tipe 2:2 golongan khlorit.
Mineral liat tipe 1:1 mempunyai kisi-kisi mantap dan tidak mengembang; sedang tipe 2:1 bersifat
kurang mantap dan mengembang bila menyerap air; menyebabkan terjadi penjonjotan (swelling) bila
basah; dan pengerutan (shrinkage) bila kering. Grumusol (Vertisol) merupakan contoh jenis tanah
didominasi liat tipe 2:1; sangat lekat saat hujan tetapi keras serta merekah dengan celah dalam di
permukaan saat kemarau. Karena itu jenis tanah ini sulit diolah pada kondisi kelebihan ataupun kekurangan
air, dan rekahan dapat menyebabkan kerusakan akar tanaman. Sifat jelek lain ialah drainase buruk
sehingga seringkali menjadi kendala bagi pertumbuhan tanaman.
Tanah didominasi liat tipe 1:1 tidak menunjukkan sifat-sifat di atas. Golongan ini berumur lanjut,
masam dan miskin unsur hara. Sebagai contoh adalah Latosol dan Podzolik (Oksisol dan Ultisol) terdapat di
daerah beriklim basah. Mineral liat tipe 2:1 mempunyai kemampuan mengikat (retensi) unsur hara lebih
besar daripada tipe 1:1; berkaitan dengan jumlah muatan pada permukaan lempeng yang lebih banyak.
Muatan listrik permukaan lempeng liat ditinjau pada uraian berikutnya. Perbedaan tingkat kemampuan
mengikat unsur hara menyebabkan tanah-tanah didominasi mineral liat tipe 2:1 mempunyai tingkat
kesuburan potensial relatif lebih tinggi daripada tipe 1:1.
Komponen Organik: Humus
Jasad hidup, apakah tanaman, hewan ataupun manusia, terdiri dari komponen-komponen organik
sebagai penyusun tubuh. Bila jasad mati, komponen-komponen dirombak oleh jazad mikro menjadi
senyawa organik sederhana. Hasil akhir adalah air, karbon-dioksida, dan unsur-unsur mineral. Senyawa
kimia utama penyusun tanaman meliputi karbohidrat, lignin, dan protein. Sedang penyusun lain ialah
minyak, lilin (wax), enzim, alkaloid, dan unsur mineral. Proses dekomposisi sisa tanaman oleh jazad
melepas senyawa-senyawa tersebut menjadi bahan organik tanah. Kemampuan bahan organik mengalami
dekomposisi berbeda-beda sehingga dapatdigolongkan menjadi senyawa ‘mudah’ dan senyawa ‘tahan’
terhadap dekomposisi. Senyawa yang tahan mengalami dekomposisi antara lain humus, yang tersusun atas
poliuronida dan lignin dengan lignin sebagai senyawa utama.
19
Seperti liat, humus berukuran koloidal dan sangat reaktif. Humus mampu menyerap banyak air
sehingga kapasitas pengikatan air (water holding capacity) tanah menjadi besar. Kemampuan humus
menyerap air lima kali lebih besar dari liat. Di samping itu, humus berperan dalam pembentukan dan
penentuan kemantapan agregat, sifat keremahan, aerasi, sifat olah, dan ketahanan terhadap erosi.
Senyawa protein dalam humus berperan sebagai cadanganmunsur P, N, dan S.
Partikel humus merupakan asam-asam organik yang umumnya bermuatan negatif, sehingga mampu
menjerap kation-kation. Nilai KTK humus kurang lebih 200 hingga 300 me/100g, jauh lebih besar daripada
liat yang hanya sekitar 100 me/100g tanah. Kation-kation basa K, Ca, dan Mg yang diikat humus lebih
mudah tersedia bagi tanaman. Di pihak lain, humus mampu mengurangi pengaruh kemasaman akibat
penggunaan pupuk. Sumber kemasaman tanah seperti ion Al3+ dinetralkan oleh humus dalam bentuk
ikatan khelat (chellating bond) humus-logam. Di sini humus bertindak sebagai ligan (ligand) bermuatan
negatif dan ion Al3+ sebagai inti bermuatan positif. Penggunaan bahan organik pada tanah masam dapat
diperhitungkan sebagai discount factor dosis kapur dalam peningkatan pH.
1.3. Muatan Listrik pada Liat dan Bahan Organik
Muatan listrik tanah menentukan sifat kimia maupun fisiko-kimia. Muatan listrik liat dan humus
menyebabkan keduanya bertindak sebagai kompleks aktif yang erat kaitannya dengan kesuburan tanah
aktual maupun potensial. Di samping itu, ikatan ion-ion dapat menjelaskan sistim penyediaan hara serta
prinsip-prinsip dasar pemupukan.
Muatan Listrik pada Liat
Muatan listrik pada liat muncul karena dua hal: (1) kisi-kisi mineral liat rusak atau patah, dan (2)
pertukaran tempat kedudukan kordinasi unsur Si dan/atau Al oleh unsur-unsur lain dalam struktur mineral
tanpa merusak struktur lempeng, dikenal dengan istilah substitusi isomorfik. Pada kasus pertama, kisi-kisi
liat mengalami kerusakan atau patah akibat gaya-gaya alami atau pengolahan tanah, sehingga sebagian
unsur yang berikatan terlepas.
Pada bagian kisi kristal rusak atau patah, unsur oksigen (O) dan hidrogen (H) berada dalam ikatan
kovalen. Kekuatan ikatan tergantung pada pH. Bila nilai pH rendah, maka cairan tanah didominasi ion H+,
muatan kisi-kisi adalah positif karena ion OH- di ikat oleh ion H+ menjadi molekul air yang netral. Sebaliknya
bila pH tinggi, ion OH- dominan dan muatan kisi negatif karena ion H+ berikatan dengan sebagian OH-.
Sifat muatan liat yang dipengaruhi perubahan pH ini disebut muatan bergantung pada pH (pH-dependent
charge). Mekanisme perubahan adalah sebagai berikut:
Muatan listrik pada substitusi isomorfik tidak dipengaruhi perubahan pH; sehingga disebut muatan
tidak bergantung pH (muatan permanen, permanent charge).
Muatan Listrik pada Bahan Organik/Humus
Muatan listrik pada humus mirip dengan muatan liat mengalami kerusakan pada kisi-kisinya. Contoh
bagan susunan koloidal disajikan dalam Gambar 1.6. Gugus hidroksi fenolat (-O-) terikat pada cincin
aromatik, sedangkan gugus karboksil (-COO-) terikat pada atom karbon lain. Bagan tersebut menyerupai
struktur liat silikat dan menunjukkan adanya jerapan permukaan (surface adsorption), meskipun jerapan
juga terjadi dalam struktur padatan (misel).
Seperti liat kisi-kisi patah, muatan humus sangat bergantung pada pH. Pada suasana sangat masam,
ion hidrogen terikat erat dan tidak mudah diganti kation lain. Dengan penambahan unsur basa maka kealkalian naik; mula-mula ion hidroksil-fenolat berionisasi, kemudian hidrogen dari grup fenolat digantikan
20
oleh kalsium, magnesium, atau kation lain. Sifat muatan bahan organik bergantung pH mempengaruhi nilai
KTK yang berubah dengan perubahan pH pada tanah kaya bahan organik.
Nisbah C/N Tanah dan Tanaman
Bahan organik acapkali digunakan dalam ameliorasi tanah bermasalah terutama berkaitan dengan
sifat fisik. Dalam praktek sehari-hari pemberian bahan organik disebut pemupukan dan bertujuan
meningkatkan produksi. Untuk itu, dibutuhkan jumlah banyak karena kadar unsur terkandung dalam bahan
organik umumnya rendah. Sebagai contoh, kadar N pupuk kandang hanya sekitar 2% dan cukup rendah
dibandingkan 46% dalam urea. Dengan demikian, lebih tepat bila bahan organik dikatakan sebagai pupuk
tanah dan pupuk artisifial (pupuk pabrik, pupuk anorganik) adalah pupuk tanaman.
Dalam praktek pertanian, bahan organik dikenal sebagai pupuk hijau, pupuk kandang, kompos, atau
humus. Tingkat dekomposisi bahan-bahan ini diketahui dari kandungan karbon dan nitrogen. Unsur
karbon dan nitrogen dibutuhkan oleh jazad mikro dekomposer sebagai sumber energi dan hara. Antara
jazad mikro dengan tanaman terjadi kompetisi dalam memperoleh nitrogen. Umumnya jazad mikro lebih
mampu, sehingga tanaman menunjukkan kekurangan (defficiency) nitrogen. Pengikatan N dalam tubuh
jazad dinamakan imobilisasi nitrogen; dijumpai pada tanah diberi bahan organik belum terdekomposisi
sempurna. Imobilisasi bersifat sementara dan dilepas kembali begitu jasad mati. Pelepasan N ditandai
pertumbuhan tanaman normal dan nisbah C/N tamah berada antara 10 sampai 15.
Nisbah C/N lazim digunakan sebagai petunjuk (indikator) kemudahan dekomposisi bahan organik.
Makin tinggi C/N makin sukar terdekomposisi. Jerami padi mempunyai nilai C/N lebih tinggi dari kedelai
sehingga dekomposisinya lebih lama. Contoh komposisi karbon dan nitrogen serta nisbah C/N beberapa
jenis bahan disajikan pada Tabel 4.
Bila jerami padi dimasukkan ke dalam tanah, dengan waktu nisbah C/N 44 turun mendekati 10.
Dalam proses pembentukan kompos, dekomposisi dipercepat melalui penambahan nitrogen dan kapur
untuk memacu perkembangan jazad. Karena dekomposisi membutuhkan waktu, maka pemberian bahan
organik ke dalam tanah dianjurkan dua atau tiga minggu sebelum tanam, atau jerami terlebih dulu
dikomposkan. Tujuannya menjaga agar tanaman tidak kekurangan N akibat kompetisi dengan jazad.
21
Tabel 4. Komposisi Beberapa Jenis Bahan Diberikan ke
dalam Tanah (Kalpage, 1967)
BAHAN
KARBON
NITROGEN
C/N
(%)(%)
Organik, seluruh tanaman: 45 - 50
1.5 - 3.5
15 - 30
0.78
44
Jerami padi
34.6
Kacang-kacangan
50.0
Pupuk kandang
30.9
2.15
14
Kompos
18.7
1.77
11
Serbuk gergaji
Kue kacang tanah
44.9
7.92
40
6
Darah beku
41.5
11.10
4
2.0 - 3.5
13 - 25
Peran Organisme Tanah
Organisme berukuran dari beberapa kali hingga beberapa ribu kali partikel liat.. Dalam kasus umum
dalam ekosistem, organisme lebih besar memakan yang lebih kecil, sebab bentuk ini tidak berisiko
terhadap kesehatan mereka tidak dapat membela diri dan berukuran makanan. Warna latar belakang
membagi mereka dengan ukuran fauna dalam mikro - (kecil), meso- (sedang) dan makro - (besar)
(Coleman & Crossley dalam 'Fundamentals of soil ecology’, 1996), menempatkan fungsi dan hubungan
terhadap daur hara dan struktur tanah pada grup ini melalui cara berikut:
Daur hara
Struktur tanah
Mikroflora
(bakteri + fungi)
Katabolis
bahan
organik.
Mineralisasi dan imobilisasi
unsur hara.
Menghasilkan senyawa organik yg mengikat agregat.
Hypha mengikat partikel membentuk agregat.
Mikrofauna
Mengatur populasi bakteri dan
fungi. Mengubah turn-over
unsur hara.
Bisa berpengaruh terhadap struktur agregat melalui
interaksi dengan mikroflora.
Mesofauna
Mengatur populasi bakteri dan
fungi. Mengubah turn-over
unsur hara . Memperkecil residu
tanaman.
Menghasilkan butiran halus. Membuat bio-pori.
Merangsang humifikasi.
Makrofauna
Memperkecil residu tanaman.
Merangsang aktivitas mikroba.
Mencampur partikel bahan organik dan mineral.
Meredistribusi
bahan
organik
dan
mikroorganisme.Membuat bio-pori. Merangsang
humifikasi. Menghasilkan butiran halus.
22
DAFTAR PUSTAKA
Loughnan, F.C. 1969. Chemical Weathering of the Silicate Minerals. American Elsevier Publ. Co., Inc. New York.
Syekhfani. 2010. Hubungan - Hara – Tanah - Air – Tanaman. Dasar Kesuburan Tanah Berkelanjutan. Edisi ke-2.
PMN – ITS, Surabaya, 247 p.
Tisdale, S.L. dan W.L. Nelson. 1975. Soil Fertility and Fertilizer. McMillan Publ. Co., Inc. New York.
PROPAGASI
TUGAS
1.Tugas Individu (Batas Akhir penyerahan satu Minggu setelah kuliah materi).
2. Berikan ulasan singkat (satu halaman) bagaimana terjadi sifat pengendali pada komponen tanah.
23
1.3. Unsur Hara dalam Sistem Tanah-Tanaman – Materi-3
Tujuan:
1. Mahasiswa mengetahui jenis-jenis unsur hara serta sumber utamanya di alam.
2. Mahasiswa mengetahui peran utama unsur hara bagi pertumbuhan tanaman.
Penilaian:
KomponenPenilaian
Tugas Individual
Persentase
5
Peran kunci pupuk sebagai sumber unsur hara telah diketahui dengan jelas dalam sistem
perharaan tanaman. Saat ini tidak kurang dari 16 unsur hara esensial dibutuhkan tumbuhan hijau untuk
kehidupannya.
Disebut unsur hara esensial, karena tanaman tidak akan dapat hidup tanpa unsur-unsur tersebut,
dan bila kekurangan tumbuh tidak normal. Ke 16 unsur hara tersebut adalah: karbon (C), hidrogen (H),
oksigen (O), nitrogen (N), Fosfor (P), sulfur (S), kalium (K), kalsium (Ca), magnesium (Mg), besi (Fe),
mangan (Mn), seng (Zn), tembaga (Cu), molibdenum (Mo), boron (B), dan khlor (Cl). Tumbuhan hijau
memperoleh karbon sebagai karbon-dioksida dari udara; oksigen dan hidrogen dari air, sedang unsur lain
diambil dari dalam tanah. Berdasar pada keberadaan dalam tanaman secara normal. Unsur hara nitrogen,
fosfor, sulfur, kalium, kalsium, dan magnesium, dikenal sebagai unsur hara esensial makro, karena
dibutuhkan dalam jumlah relatif banyak; sedang unsur hara mikro esensial dibutuhkan relatif sedikit,
adalah besi, mangan, tembaga, seng, boron, molibden, dan khlor.
Hidup tersusun dari senyawa karbon, disimpan dlm tanaman dan hewan, juga dalam tanah. Energi
organisme tanah hanya berasal dari berbagai jenis senyawa karbon yg didaur-ulang ke tanah. Planet bumi
dibedakan menjadi biosfer (lapisan kehidupan), selapis tipis gas, tanah dan cairan di mana semua
kehidupan berada. Planet (diameter 12,000 km), apa penyusunnya? Dengan tekanan permukaan 1
atmosfer, sama dengan 1 kg/cm2, kolom udara 10,000 kg setiap meter persegi, mengandung nitrogen
(~8000kg) dan oksigen (~2000kg) dan 3 kg karbondioksida (CO2) atau sekitar 1kg. Jadi, sedikit sekali
karbon di bagian atas, ditangkap oleh tanaman (lihat Gambar 1).
Tanaman memproduksi bahan tanaman dari unsur hara tanah, air dan karbondioksida,
menggunakan energi cahaya. Ia dinamakan produksi primer. Diagram di bawah menunjukkan aliran
karbon (sama dengan aliran energi). Pada bagian kiri dpt dilihat suatu tanaman menangkap sinar dan CO2
dari udara dan melepas oksigen. Pd malam hari, di mana tdk ada sinar matahari, tanaman melaakukan
respirasi seperti halnya dilakukan hewan, mengambil oksigen dan melepas CO2. Anehnya, proporsi
produksi primer yg banyak (50%) tidak tampak di bawah tanah, di mana dalamnya tumbuh sistim
perakaran dan makanan organisme tanah. Hanya 50% digunakan untuk pertumbuhan atas tanah. Hal ini,
antara 10 dan 40% digunakan utk pertumbuhan, tergantung pada tipe tanaman, umur dan jenis panen.
Bila tanaman secara teratur digembalakan, pertumbuhan biomas adalah rumput, berjumlah tdk lebih dari
40%. Sisa 10% hilang melalui daun gugur. Seresah daun ini didekomposisi oleh fungi dan bakteri,
menyumbang energi bagi biota tanah, melalui pemberian hara ke tanah.
24
Gambar 1. Proses Produksi Primer Tanaman (Materi Kuliah SFN-MAES, 2011)
Semua unsur hara tanaman, kecuali karbon, hidrogen dan oksigen, berasal dari tanah. Sistem tanah
digambarkan oleh para pakar tanah terdiri dari fase padat, cair, dan gas. Fase ini secara fisik dapat
terpisah-pisah. Perharaan tanaman berbasis pada fase padat berdisosiasi dengan fase cairan; kebiasaan
lintasan masuk ke dalam sistem tanaman melalui akar dan sel-sel tanaman. Lintasan ini dapat dinyatakan
dalam bentuk persamaan:
M (padatan) -> M (larutan) -> M (akar tanaman) -> M (tajuk tanaman)
Di mana 'M', adalah unsur hara bergerak kontinyu melalui sistem tanah menuju tanaman.
Operasional sistem ini tergantung pada energi matahari melalui aktivitas fotosintesis dan metabolisme.
Kejadian ini merupakan fenomena alami sederhana, namun dapat dijelaskan secara detail melalui proses
fisik dan fisiko-kimia berkaitan dengan reaksi-reaksi dan lintasan. Transfer aktual di alam menempati
muatan ion-ion, berupa bentuk di mana unsur makanan tanaman dijumpai dalam larutan (fase cair dalam
sistem). Akar tanaman mengangkut ke atas unsur-unsur dari tanah dalam bentuk ion-ion. Muatan ion-ion
positif disebut 'kation' meliputi kalium (K+), kalsium (Ca2+), magnesium (Mg2+), besi (Fe2+), tembaga
(Cu2+), seng (Zn2+), dan lain-lain. Ion-ion bermuatan negatif disebut ‘anion, contohnya nitrat (NO 3-), mono
fosfat (H2PO4-), sulfur (SO42-), Khlor (Cl-), dan lain-lain.
Oleh karena hampir seluruh unsur hara esensial tanaman diambil dari dalam tanah, maka tanah
berperan sangat penting sebagai sumber unsur hara; di samping sebagai medium tumbuh akar tanaman.
Sebagian unsur hara diikat kompleks jerapan dan sebagian lagi larut sebagai senyawa atau ion dalam
cairan tanah. Jumlah unsur terjerap dan larut menentukan kapasitas dan intensitas ketersediaan.
Sebagai gambaran, status unsur total dan tersedia dalam tanah dan jaringan tanaman disaji kan pada
Tabel 5.
25
Tabel 5. Kisaran Normal Kadar Unsur Hara dalam Tanah dan Tanaman
(Isaac dan Kerber, 1971)
Unsur
Unsur Tanah (Total)
Tanah Terekstrak) (ppm)
Tanaman
P
0.05 - 0.25 % P 2O5
0,5 – 500
0,03 - 1.0%
K
0,1 - 4 % K2 O
50 - 4 000
0,2 - 10.0%
Ca
2.5 % CaO
100 - 15 000
0,1- 10.0%
Mg
0,1 - 2 % MgO
10 - 3 000
0,05 - 2%
S
0,05 - 0.4 % SO3
5 - 50
0,1 - 1%
Fe
0,1 - 8 % Fe2O3
10 - 1 000
20 - 200 ppm
Mn
0-0.5% MnO
2 - 500
5-5000 ppm
Cu
2-200(1-1000) ppm
0.5 – 100
1-25 ppm
Zn
10-300 ppm
1 - 100
5-300 ppm, (5-1500) ppm
B
3-200 ppm
0.1 - 2
10-100 ppm, (5-1500) ppm
Mo
0.2-5%
0.5 –10
0.01-25 ppm
Angka di antara kurung ( ), adalah kisaran yang pernah dilaporkan
Data di atas belum menunjukkan kondisi ketersediaan aktual tanaman karena masih sangat
tergantung pada sifat dan perilaku masing-masing unsur hara. Oleh sebab itu, sifat dan perilaku tersebut
penting dipelajari untuk tujuan pengendalian.
DAFTAR PUSTAKA
Isaac, R.A. dan J.D. Kerber. 1971. Atomic absorption and flame photometry: Techniques and uses in soil, plant, and water
analysis. In L.M. Walsh (ed), Instrumental methods for analysis of soils and plant tissue. Soil Sci. Soc. of Amer.,
Inc. Ma., Wisc. USA.
Syekhfani. 2010. Hubungan - Hara – Tanah - Air – Tanaman. Dasar Kesuburan Tanah Berkelanjutan. Edisi ke2. PMN – ITS, Surabaya, 247 p.
PROPAGASI
TUGAS
1. Tugas Individu (Batas Akhir penyerahan satu Minggu setelah kuliah materi).
2. Berikan ulasan singkat (satu halaman) dari mana saja unsur hara diperoleh tanaman dan bagaimana
tanaman menyerap (uptake) masing-masing unsur tersebut.
26
2.1. Unsur Hara Makro
2.1.1. Nitrogen: –
Materi-4
Tujuan:
1. Mahasiswa mengetahui sumber dan sifat perilaku unsur hara nitrogen.
2. Mahasiswa mengetahui analisis dan interpretasi status unsur nitrogen.
Penilaian:
KomponenPenilaian
Tugas Individual
Persentase
10
Nitrogen adalah unsur yang berpengaruh cepat terhadap pertumbuhan tanaman. Bagian
vegetatif berwarna hijau cerah hingga gelap bila kecukupan N; karena ia berfungsi sebagai regulator
penggunaan kalium, fosfor dan unsur-unsur lain dalam proses fotosintesis. Bila kekurangan N, tanaman
kerdil dan pertumbuhan perakaran terhambat. Daun-daun berubah kuning atau hijau kekuningan
(khlorosis, kekurangan khlorofil) dan cenderung gugur. Di lain pihak, bila N berlebihan akan terjadi
penebalan dinding sel; jaringan bersifat sukulen (berair), dan mudah rebah atau terserang hama penyakit.
Sumber
Nitrogen disediakan secara cepat oleh batuan dan mineral batuan beku, tetapi komponen utama
adalah berasal dari atmosfer (79%). Di sini dijumpai molekul gas yg sangat stabil (N2), merupakan bagian
yg tidak mudah lepas. Di bagian atas atmosfer dapat dibagi menjadi radikal (N+.N+) oleh radiasi
ultraviolet, segera bersenyawa dengan oksigen menjadi berbagai oksida nitrat (2NO, NO, NO2), dan
kemudian dengan air membentuk asam nitrat fertil (3NO2 + 3H2O = 2HNO3 + NO). Tsenyawa ini juga
pembentuk inti awan hujan melalui energi tinggi muatan petir.
Tahun 1914 ilmuan Jerman Fritz Haber dan Carl Bosch,pemenang hadiah Nobel menemukan proses
fiksasi nitrogen secara industri dari nitrogen murni dikombinasikan dengan amoniak (NH4) sebagai
methane (CH4), menggunakan gas alam sebagai sumber energi. Sebagian amoniak direaksikan dengan
karbon dioksida menghasilkan urea, pupuk lambat tersedia (slow-release fertiliser). Sisa amoniak
dikonversikan menjadi amonium nitrat (NH3.NO3), pupuk sangat cepat tersedia dan berdaya tinggi. Oleh
karena biaya gas alam sangat murah, pupuk buatan baru ini memegang kendali dalam revolusi hijau
(green revolution), bersama dengan kultivar unggul produksi tinggi.
Nitrogen tanah berasal dari berbagai sumber, yaitu: (1) hasil dekomposisi bahan organik; (2)
penambatan gas N2 atmosfer oleh bakteri Rhizobium bersimbiose dengan tanaman leguminosae; (3)
penambatan gas N2 atmosfer non-simbiotik oleh jazad mikro tanah seperti Azotobacter dan Clostridium;
(4) penambatan gas N2 atmosfer oleh ganggang hijau biru bersimbiose dengan paku air, (5) terdapat
dalam air hujan; (6) terbawa asap gunung berapi; dan (7) sebagai pupuk organik maupun anorganik.
Keseimbangan N di alam secara global dapat dilihat pada Tabel 6; dan jumlah N ditambat secara
tepat belum diketahui, tetapi ada hubungannya dengan jenis tanaman seperti ditunjukkan dalam Tabel 7.
27
Penambatan N simbiotik oleh ganggang hijau biru dilakukan Anabaena-azollae bersimbiose dengan
pakis air (Azolla-pinnata). Pada tanah sawah, asosiasi Azolla - Anabaena diketahui mampu menambat N
bebas 100 hingga 150 kg N tiap hektar per tahun, dengan biomas 40 hingga 60 ton Azolla.
Tabel 6. Keseimbangan Nitrogen di Bumi (Yamaguchi, 1976)
Kegiatan Biologi/Non Biologi
Luas
N2 yang di
tambat
(kg/ha/th)
N2 yang di tambat
250
55-140
14-35
1.015
5
5
135
30
4
-Tipe Tanah/Vegetasi
12.000
25-30
30-35
- Marin
36.000
0.31
10-36
(dalam juta Ha)
(juta ton/th)
Penambatan Biologik:
- Legum
Non-Legum
- Sawah
Penambatan Industrial
30
Penambatan atmosferik
7.6
Penambatan juvenil
0.2
Denitrifikasi:
-Daratan
13.400
3
43
-Marin
36.100
1
40
Hilang ke sedimen
0.2
Tabel 7. Nitrogen yang Ditambat dari Asosiasi Rhizobium-Legum (NAS, 1979)
Tanaman Legum
Kisaran Kira-kira (kg/ha/th)
Alfalfa, Medicago sativa
100-300
Sweet Clover, Melilotus sp
125
Clover, Trifolium sp.
100-150
Kacang Tunggak, Vigna unguiculata
85
Faba Bean, Vicia vaba
240-325
Lentil, Lens sp.
100
Kacang Tanah, Arachis hypogea
50
Kedelai, Glycine max
60-80
Kacang Hijau, Vigna radiata
55
Koro Benguk, Mucuna pruriens
115
Rumput Legum, Desmodium sp.
Lezpedeza sp.
100-400
Lupin, Lupinus sp.
150-200
28
Sifat dan Perilaku
Nitrogen diambil akar dalam bentuk ion NH4+ dan NO3-. Di dalam tanah, nitrogen bersifat mobil dan
mudah mengalami perubahan bentuk (transformasi). Pada kondisi tertentu ia menjadi tidak tersedia
karena terikat atau terfiksasi. Perubahan-perubahan ini umumnya dilakukan oleh jazad mikro tanah.
Beberapa di antaranya jazad mikro spesifik kondisi aerobik atau anaerobik. Aktivitas jazad, di satu pihak
menyediakan N bagi tanaman, tetapi di lain pihak menyebabkan ketidak-tersediaan.
Nitrogen tanah kebanyakan berada dalam bentuk senyawa organik. Perombakan merupakan proses
dekomposisi atau mineralisasi senyawa N dari kompleks menjadi lebih sederhana; dengan urutan, yaitu:
aminisasi, amonifikasi, dan nitrifikasi. Proses-proses tersebut diterangkan sebagai berikut:
 Aminisasi, adalah proses pelepasan senyawa amina dari perombakan senyawa organik mengandung
nitrogen, dalam hal ini adalah protein:
Protein
R-NH4+ + CO2 + senyawa lain + energi
 Amonifikasi, adalah proses pelepasan amoniak dari hasil aminisasi protein:
RNH2 + HOH
R-OH + NH3 + energi
Alkohol
NH3 + HOH
amoniak
NH4+ + OHAmonium
 Nitrifikasi, adalah proses pembentukan nitrit dan nitrat dari hasil amonifikasi:
NH4+ + O2
NO 2- + 4 H+
(a)
Nitrit
NO2- + 2H+ + O2
NO 3- + H2O (b)
Nitrat
Dalam proses dekomposisi, mineralisasi, aminisasi dan amonifikasi yang berperan adalah jazad
heterotrof; dan nitrifikasi dilakukan oleh jasad autotrof, terjadi pada kondisi aerobik. Pada proses
nitrifikasi, jasad mikro yang berperan adalah: proses (a) dilakukan oleh bakteri Nitrosomonas dan
Nitrosoccus; sedang proses (b) dilakukan oleh Nitrobacter. Apabila proses (b) mengalami hambatan,
maka dalam tanah terjadi penimbunan NO2- yang dapat bersifat racun bagi akar tanaman. Nitrifikasi
terjadi pada kondisi aerobik karena bersifat oksidatif. Pada kondisi anaerobik, Bacterium-denitrificans
menggunakan oksigen dari NO2- dan N03-, sehingga kedua ion berubah menjadi gas dan hilang ke
atmosfer. Proses ini disebut denitrifikasi (c).

Denitrifikasi:
NO3-
NO2-
NO, N2O, N2
(c)
gas nitrogen
Proses amonifikasi dan nitrifikasi merupakan mekanisme penyediaan unsur hara karena ion NH4+
dan NO3- merupakan bentuk tersedia. Sedangkan proses denitrifikasi merugikan karena N hilang ke
atmosfer berupa gas. Tidak semua ion N03; sebagian tercuci ke lapisan lebih bawah karena N03 bermuatan negatif tidak diikat oleh komponen tanah yang bermuatan sama. Pencucian NO3- seringkali
menjadi masalah bagi kesuburan N terutama pada tanah bertekstur pasir.
Tidak semua ion NH4+ aman karena ia dapat mengalami fiksasi, yaitu terperangkap di antara
lempeng liat terutama dengan adanya ion K. Bila ion K+ berada dalam jumlah banyak, fiksasi amonium
terjadi akibat K+ yang mempunyai jari-jari ionik relatif sama dengan NH4+ menghalangi pergerakan ion
terakhir ini sehingga tidak tersedia. Mekanisme fiksasi diterangkan dalam Gambar 2.1.
29
Mekanisme lain menjadi penyebab ketidak-tersediaan nitrogen adalah imobilisasi, yaitu N yang
semula tersedia menjadi tidak tersedia akibat di-inkorporasi (di ikat masuk) ke dalam tubuh jasad mikro
karena N merupakan unsur hara esensial bagi jasad. Nitrogen kembali tersedia bila jasad mikro mati dan
dirombak.
Perubahan atau transformasi N tanah selain dilakukan jasad mikro secara biologis; juga melalui
proses fisika, kimia, atau fisiko-kimia. Penguapan N menjadi gas nitrogen pada suhu atau kandungan
karbonat tinggi, disebut volatilisasi. Proses ini menjadi masalah terutama di daerah kering dan /atau
kalkareus; dan percobaan N di kamar-kaca di mana suhu tinggi pada siang hari.
NH4+ + CO32-
NH3 + HCO3-
Amonium Karbonat
Amoniak
Bikarbonat
Perilaku nitrogen dapat menjelaskan perubahan N, berkaitan dengan pemupukan. Pemberian
urea, ZA, Amofos, DAP, atau amonium-nitrat, pada tanah sawah seringkali kurang efisien; bila disebar
rata di permukaan. Ion NH4+ dioksidasi menjadi N03-, tercuci ke lapisan reduktif atau ikut air irigasi. Di
lapisan reduktif, N03--mengalami denitrifikasi. Oleh karena itu, hanya sebagian N diambil tanaman,
sebagian lagi hilang. Ketidak efisienan pemberian N secara sebar-rata di permukaan tanah dapat diatasi
bila pupuk amonium dibenamkan (Ponammperuma, 1964). Mekanismenya pada Gambar 2.2.
Teknik mengantisipasi kehilangan N melalui aplikasi sebar-rata di permukaan tanah sawah, antara
lain dilakukan dengan melapisi atau memperbesar butir pupuk agar bersifat lambat tersedia (slow
release). Sebagai contoh sulfur terselimut urea (SCU, urea dibungkus sulfur); super granular urea (SGU,
urea butir besar); mudball urea (MBU, urea kelereng lumpur), bricket urea (urea pasta), dan pellet urea
(urea tablet). Bentuk-bentuk ini lambat larut karena menghambat proses nitrifikasi merupakan alternatif
mengefisienkan pupuk amonium. Kegiatan bakteri nitrifikasi dicegah dengan menggunakan senyawa
kimia penghambat (inhibitor), misalnya nitrapyrin. Zat penghambat banyak diteliti dan dikembangkan
di International Rice Recearch Institute, Filipina, tetapi sulit diaplikasikan karena khawatir dapat
membunuh jazad penting.
Waktu pemberian yang tepat merupakan kunci efisiensi pemberian pupuk N. Pemberian secara
split sebelum dan setelah tanaman berumur tertentu ditujukan agar serapan N lebih efisien dengan
memperhatikan perkembangan sistem perakaran. Cara ini disebut sinkronisasi pemberian pupuk dan
merupakan konsep yang rasional.
Pada umumnya petani lebih menyukai pemberian pupuk N secara sebar-rata dipermukaan
(broadcasting), dibandingkan dibenamkan (dipping) di lapisan reduksi. Karena itu, usaha untuk
membenamkan pupuk amonium ke lapisan reduktif melalui pengembangan berbagai teknik aplikasi,
masih sulit diadopsi petani meskipun secara teori lebih efisien.
Analisis dan Interpretasi
Perkembangan metode analisis nitrogen tanah sampai saat ini sangat pesat. Namun beberapa di
antaranya ada yang sulit digunakan secara rutin, karena bersifat terlalu spesifik. Metode standar yang
paling umum adalah oksidasi katalitik, di mana N-organik dan anorganik diubah menjadi bentuk
amonium, menggunakan distilator Kjeldahl. Metode ini digunakan pula untuk ekstrak ion NH4+ yang
terikat pada lempeng liat.
Meskipun pengukuran dengan metode yang sama seringkali menunjukkan hasil berbeda, namun
kisaran nilai harkat yang disajikan dalam Tabel 8 dapat digunakan mengevaluasi kandungan N total secara
umum.
Sebagai catatan tambahan, serapan N akan menurun bila dalam tanah terdapat khlor. Pengaruh
pH rendah terhadap ketersediaan N juga perlu diperhatikan sehubungan dengan aktivitas jasad mikro
menurun sehingga N tersedia rendah, meskipun total N tinggi. Pada pH sangat rendah, perombakan
bahan organik terhenti dan terjadi gambut. Keadaan spesifik ini perlu diperhatikan agar interpretasi tidak
keliru.
30
Tabel 8. Kisaran Nilai Harkat Nitrogen dalam Tanah
(Landon, 1986)
KANDUNGAN NITROGEN NILAI HARKAT
Metode Kjeldahl (% bobot)
>1.0
Sangat tinggi
0.5 - 1.0
Tinggi
0.2 - 0.5
Sedang
0.1 - 0.2
Rendah
<0.1
Sangat rendah
DAFTAR PUSTAKA
Herrera, E. 2000. College of Agriculture and Home Economics. New Mexico State University. Soil Analysis - Panduan A122.
Landon, J.R. (ed). 1984. Booker Tropical Soil Manual. Booker Agric. Intern. Ltd.
Ponnamperuma, F.N. 1964. Problems rice soils. A Paper Presented at Inter n. Rice Res. Con., IRRI, Los Banos, Laguna,
The Philippines.
Syekhfani. 2010. Hubungan - Hara – Tanah - Air – Tanaman. Dasar Kesuburan Tanah Berkelanjutan. Edisi ke-2. PMN –
ITS, Surabaya,
247 p.
Tisdale, S.L. dan W.L. Nelson. 1975. Soil Fertility and Fertilizer. McMillan Publ. Co., Inc. New York.
PROPAGASI
TUGAS
1. Tugas Individu (Batas Akhir penyerahan satu Minggu setelah kuliah materi).
2. Berikan ulasan singkat (satu halaman) darimana tanaman memperoleh unsur hara Nitrogen.
3. Berikan ulasan singkat (satu halaman) mengapa Anda perlu mengetahui sifat dan perilaku unsur hara
Nitrogen. Resume sifat perilaku tersebut!
31
2.1.2. Sulfur: –
Materi-5
Tujuan:
1. Mahasiswa mengetahui sumber dan sifat perilaku unsur hara sulfur.
2. Mahasiswa mengetahui analisis dan interpretasi status unsur sulfur.
Penilaian:
KomponenPenilaian
Tugas Individual
Persentase
5
Sumber
Plankton memegang peranan penting dalam daur hara kembali ke lahan. Pada kahir tahun 70-an
telah diketemukan oleh ilmuan James Lovelock, bahwa sulfur dihasilkan oleh beberapa Fito-plankton
sebagai dimethyl sulfide (CH3.S.CH3), suatu gas dengan mudah keluar dari air laut. Dalam atmosfer, gas
ini, oleh karena kesamaan kutub dengan molekul air (H.O.H), menarik uap air dan membantunya
terkondensasi seputar inti dari satu molekul dimetil sulfida. Sifat ini menjadikannya menjadi satu agen
penyebab terjadinya pembuat awan, memegang peranan penting dalam daur ulan g air maupun daur
sulfur. Dimetil sulfid masuk ke dalam tanah melalui air hujan, dengan mudah menyatu dengan struktur
tanah. Oleh karena plankton ditunjukkan berpengaruh terhadap pembentukan awan dan juga albedo
tanah (reflectance),diduga ia berperan penting terhadap pergerakan suhu planet dan penahan kuat
terhadap pemanasan global. Hal ini didiskusikan lebih detail dalam pembahasan tentang pemansan. Daur
lain mungkin berkaitan dengan keberadaan unsur mikro.
Belerang dalam tanah berasal dari berbagai sumber, yaitu: (a) mineral mengandung belerang, (b)
dekomposisi bahan organik, (c) abu sisa pembakaran, (d) asap pabrik ataupun kendaraan ber motor, dan
(e) bahan kimia mengandung S. Permasalahan belerang antara lain muncul akibat:

Penggantian pupuk N beranalisis rendah dan berikutan S (ZA) dengan N beranalisis tinggi (urea),

Penggantian pupuk K berikutan S (ZK) dengan tanpa S (KCl, MOP),

Beralihnya penggunaan pestisida mengandung S menjadi berbahan aktif P atau unsur lain, dan

Pengangkutan bahan panen ke luar lahan terus menerus sehingga S dalam tanah menjadi rendah.
Selain itu, lahan-lahan jauh dari gunung berapi, pusat industri, atau jalan raya dilalui kendaraan
bermotor cenderung mengalami defisiensi sulfur.
Sifat dan Perilaku
Bentuk belerang tersedia bagi tanaman adalah berupa SO3 2-, SO42-, SO2 (gas). Sifat dan perilaku S
mirip dengan N, baik perubahan-perubahan dalam tanah maupun bentuk senyawa dalam tanaman;
hanya bedanya S3- atmosferik dapat diserap langsung oleh tanaman sedang N-atmosferik tidak. Di dalam
tanaman baik S maupun N merupakan penyusun asam amino dalam pembentukan protein. Gejala
defisiensi N dan S ditandai menguningnya daun karena mengalami khlorosis; pada N dimulai dari daun
tertua (terbawah) sedang S merata untuk seluruh jenis daun.
32
Seperti halnya N, pelepasan S dari bahan organik (protein) terjadi dengan bantuan jazad mikro
tanah pada kondisi oksidatif menghasilkan ion SO 42-. Begitu terjadi perubahan kondisi menjadi reduktif,
maka ion SO42- direduksi menjadi gas H2S dan bila terdapat besi reduksi (Fe2+) akan terbetuk pirit yang
mengendap dan sukar larut. Reaksinya sebagai berikut:

Mineralisasi: (bantuan Bacterium thiooxidans)
Bahan organik (protein)

SO42-
Asam amino
Reduksi Sulfat: (bantuan Bacterium desulforicans)
SO42-
S2-
S2- + H+
H2S (gas)
S2- + Fe2+
FeS (pirit)
Pada tanah-tanah cekung dan selalu tergenang masalah kehilangan S menjadi gas atau terbentuk
endapan pirit merupakan indikasi bahwa drainase jelek dan kondisi tanah adalah reduktif. Pada keadaan
ini pemupukan belerang menjadi tidak efektif bila tidak dilakukan perbaikan drainase. Belerang
elementer (So) seringkali diberikan ke dalam tanah untuk maksud menurunkan pH. Apabila hal ini
dilakukan, diperlukan masukan bahan organik agar proses oksidasi yang melibatkan aktivitas jazad mikro
tanah berjalan dengan baik. Oksidasi belereng elementer menjadi ion sulfat memberikan ekses ion H
sehingga menurunkan pH tanah.
Interpretasi Hasil Analisis
Meskipun SO4-S merupakan bentuk diserap tanaman, pengukuran sulfat jarang menunjukkan
suatu penduga yang nyata terhadap level S dalam tanah, oleh karena ion sulfat se ringkali dapat berubah
melalui disosiasi dan pengukuran sangat tergantung kondisi pengambilan contoh. Hal yang sama juga
untuk pengukuran sulfat organik dalam hubungannya dengan laju pelepsan S menjadi bentuk lebih
tersedia. Hanya dapat dilakukan pendugaan sangat terbatas terhadap status S tanah diukur (Tabel 8).
Tabel 8. Interpretasi Hasil Pengukuran S (Landon, 1984)
Pengukuran S
Level S
Pemunculan
Total S
<200 ppm
Defisiensi
S Tersedia (Morgan)
< 3 ppm
Defisiensi
S Tersedia (jenuh)
> 30 me/l
Kelebihan
S (terekstrak)*)
6-12 ppm
Batas repon
*)Berbagai metode
33
DAFTAR PUSTAKA
Herrera, E. 2000. College of Agriculture and Home Economics. New Mexico State University. Soil Analysis - Panduan A122.
Landon, J.R. (ed). 1984. Booker Tropical Soil Manual. Booker Agric. Intern. Ltd.
Syekhfani. 2010. Hubungan - Hara – Tanah - Air – Tanaman. Dasar Kesuburan Tanah Berkelanjutan. Edisi ke-2.
PMN – ITS, Surabaya, 247 p.
Tisdale, S.L. dan W.L. Nelson. 1975. Soil Fertility and Fertilizer. McMillan Publ. Co., Inc. New York.
PROPAGASI
TUGAS
1. Tugas Individu (Batas Akhir penyerahan satu Minggu setelah kuliah materi).
2. Berikan ulasan singkat (satu halaman) mengapa Anda perlu mengetahui sifat dan perilaku unsur hara sulfur.
Resume sifat perilaku tersebut!
34
2.1.3. Fosfor: –
Materi-6
Tujuan:
1. Mahasiswa mengetahui sumber dan sifat perilaku unsur hara fosfor.
2. Mahasiswa mengetahui analisis dan interpretasi status unsur fosfor.
Penilaian:
KomponenPenilaian
Tugas Individual
Persentase
10
Unsur kedua setelah N yang menyebabkan pertumbuhan kritis pada tanaman di lapangan
adalah fosfor (P). Defisiensi unsur P nyata akibatnya karena serapan-serapan unsur lain bisa terhambat.
Peran fosfor bagi tanaman melalui pengaruhnya terhadap pem-bungaan, pembentukan buah dan
biji, pemasakan tanaman, perkembangan akar, ketahanan terhadap penyakit, dan lain -lain. Jumlah
fosfor dalam mine-ral lebih banyak dibandingkan dengan nitrogen, tetapi jauh lebih sedikit dari kalium,
kalsium, dan magnesium. Penting diketahui bahwa hampir semua fosfor dalam tanah tidak tersedia
bagi tanaman. Juga bila diberikan sebagai pupuk tersedia, fosfor sering kali menjadi tidak t ersedia
akibat "fiksasi".
Bentuk Senyawa
Fosfor dalam tanah berada dalam bentuk senyawa organik maupun anorganik. Bila dalam bentuk
organik, maka perombakan merupakan proses penting dalam penyediaan P bagi tanaman. Fosfor dalam
mineral misalnya apatit, strengit, varasit, dan lain-lain, lebih sulit tersedia. Fosfor organik dijumpai
sebagai senyawa fitin, asam nukleat, dan lain-lain dan ada pendapat bentuk P-organik ini tersedia bagi
tanaman. Fosfor anorganik umumnya dijumpai sebagai:
 Senyawa Ca, Fe, dan Al:
Senyawa
Rumus
Kelarutan
Fluor-apatit
3 Ca3(PO4)2.CaF
Karbonato-apatit
3 Ca3(PO4)2.CaCO3
Hidroksi-apatit
3 Ca3(PO4)2.Ca(OH)2
Oksi-apatit
3 Ca3(PO4)2.CaO
Trikalsium-fosfat
Ca3(PO4)2
Dikalsium-fosfat
CaHPO4
Monokalsium-fosfat
Ca(H2PO4)2
naik
35
 Senyawa P-Organik:
1. Fitin dan derivatifnya
2. Asam Nukleat
3. Fosfolipida
 Dalam larutan tanah,
 Terjerap pada permukaan komplek padatan,
 Pengendapan oleh kation Fe, Al, Mn, dan
 Anion fosfat terikat pada kisi-kisi liat: Kaolinit, Montmorilonit, Illit.
Sifat dan Perilaku
Bentuk fosfat tersedia adalah anion-anion: H2PO4-, HPO42- , dan PO43- larut dalam cairan tanah.
Bentuk-bentuk ion ini sangat ditentukan oleh pH tanah (Gambar 3). Pada pH rendah, ion H2PO4dominan; sedang pada pH tinggi ion HPO42-. Ion PO43- terjadi bila pH berada di atas 10.0 sehingga
bentuk ini pada kisaran pH tanah mineral (4.0 hingga 9.0) jarang dijumpai. Jumlah ion H2PO4 - dan
HPO42- berimbang pada kondisi pH netral; sehingga banyak pendapat bahwa pH netral merupakan
kondisi terbaik bagi ketersediaan fosfat.
Gb 3. Hubungan Spesies Ion Fosfat dengan pH Larutan (Tisdale & Nelson, 1975)
Pada tanah masam, kelarutan kation-kation Fe, Al, Mn, Cu, Zn tinggi; sedang pada tanah alkalin Ca
dan Mg berada dalam jumlah banyak. Ion fosfor sangat mudah bereaksi dengan kation-kation tersebut
membentuk ikatan kompleks yang mengendap dan sukar tersedia. Dengan besi, aluminium, dan
mangan, ion P membentuk mineral strengit, varasit, dan manganifosfat yaitu bentuk-bentuk fiksasi
fosfat utama pada tanah-tanah masam. Ikatan P dengan kalsium membentuk mineral apatit, merupakan
bentuk fiksasi P pada tanah alkalin atau kalkareus.Ketersediaan P bagi tanaman tgt pd bentuk anion
fosfat, selanjutnya bentuk anion ini tgt pada pH:
36
+OH-
H2PO4larutan tanah
+OH-
H2O + HPO4=
H2O + PO4---
netral
larutan tanah
sangat masam

sangat alkalin
Pengendapan oleh kation Fe, Al, Mn:
Al3+ + H2PO4- + H2O
2H+ + Al(OH)2H2PO4
larut
tdk larut
Dlm tanah masam biasanya konsentrasi kation Fe, Al lebih besar dp anion fosfat, sehingga reaksi
berlangsung ke arah kanan

Pengendapan oleh kation Ca++ atau CaCO3:
H2PO4- + 2 Ca++
Ca3(PO4)2 + 4H+
larut
tidak larut
H2PO4- + 2 CaCO3
larut
Ca3(PO4)2 + 2CO2 + 2H2O
tidak larut
Ca3(PO4)2 yang terbentuk dalam reaksi di atas, masih dapat berubah menjadi bentuk-bentuk yang
lebih sukar larut, seperti senyawa hidroksi-, oksi- , karbonat-, atau fluor-apatit.
Reaksi-reaksi ini semua terjadi pada tanah-tanah masam yang dikapur dengan dosis tinggi
(Pengapuran berat).

Anion fosfat terikat pada kisi-kisi liat: Kaolinit, Montmorilonit, Illit
1. Reaksi permukaan antara gugusan OH- yang tersembul di permukaan liat dengan anion fosfat
2. Kation Fe dan Al dibebaskan dari pinggiran kristal silikat yg kemudian bereaksi dengan anion fosfat
menjadi fosfat-hidroksi :
[Al] + H2PO4- + 2H2O
Dlm kristal silikat
2H+ + Al(OH)2H2PO4
tidak larut
37
Reaksi pertukaran anion fosfat terjerap sangat lambat dibandingkan dengan reaksi dengan kation
secara individual. Pelepasan fosfat secara perlahan-lahan terjadi selama suatu periode tanam; hal ini
dijadikan dasar pemberian pupuk P setiap awal periode tanaman tersebut.
Pembebasan P terjadi bila pH diubah mendekati 7.0; melalui usaha tindakan pengapuran ataupun
pemberian belerang. Kondisi ketersediaan P dikaitkan dengan pH tanah.
Analisis dan Interpretasi
Metode yang paling umum digunakan untuk menetapkan P tanah adalah metode Olsen dengan
ekstraksi bikarbonat. Metode ini peka terhadap suhu, terutama untuk pH di atas 7.0. Untuk tanah -tanah
masam, digunakan metode Bray, Truog, atau Morgan. Hasil pengukuran dinyatakan dalam ppm fosfat
(P2O5); dengan faktor konversi P elemental dan P2O5:
Konversi dari P ke P2O5 kalikan 2.29
Konversi dari P2O5 ke P kalikan 0.44
Oleh karena banyak macam metode analisis, maka tidak ada pedoman interpretasi umum
ketersediaan P. Harkat P dengan metode Olsen disajikan dalam Tabel 9 (Cooke dalam Landon, 1984)
Untuk metode asam flourida (Bray) dan semua ekstraksi asam, nilai rendah menunjukkan defisiensi,
tetapi nilai tinggi belum tentu dapat di interpretasikan. Nilai tinggi ini dapat diperoleh dari tanahtanah dengan tingkat ketersediaan P rendah atau seringkali pula defisiensi unsur P.
Rata-rata analisis P-total untuk kedalaman 15 cm di USA adalah sekitar 0.06% atau 600 ppm P, dan
jarang ditemukan lebih dari 0.2% atau 2000 ppm. Data P-total (ekstraksi asam perkhlorat) dari Varley
(Landon, 1984) untuk tanah-tanah tropika adalah: rendah 200 ppm, sedang 200 hingga 1000 ppm, dan
tinggi >1000 ppm. Perlu diingat bahwa terdapat interaksi negatif antara P dengan Fe, Zn, dan Cu dan
khlorida dalam tanah dapat mengurangi serapan P oleh tanaman.
Tabel 9.
Interpretasi Umum Penetapan Fosfor MenurutMetode Olsen (Landon, 1984)
Karak-
Contoh Nilai Ketersediaan Indikatif Kebutuhan Tanaman
teristik
Kurang
Diragukan
Cukup
............................... (ppm) ..........................
P-rendah
rumput,
<4
5-7
>8
<7
8 - 13
>14
sereal,
kedele,
Jagung
P-sedang
Lucerne,
kapas,
jagung,
38
Tomat
Karak-
Contoh Nilai Ketersediaan Indikatif Kebutuhan Tanaman
teristik
Kurang
Diragukan
Cukup
............................... (ppm) ..........................
P-tinggi
Gula-bit,
<11
12 - 20
>21
kentang,
seledri,
Bawang
DAFTAR PUSTAKA
Herrera, E. 2000. College of Agriculture and Home Economics. New Mexico State University. Soil Analysis - Panduan A122.
Landon, J.R. (ed). 1984. Booker Tropical Soil Manual. Booker Agric. Intern. Ltd.
Syekhfani. 2010. Hubungan - Hara – Tanah - Air – Tanaman. Dasar Kesuburan Tanah Berkelanjutan. Edisi ke-2.
PMN – ITS, Surabaya, 247 p.
Tisdale, S.L. dan W.L. Nelson. 1975. Soil Fertility and Fertilizer. McMillan Publ. Co., Inc. New York.
PROPAGASI
TUGAS
1. Tugas Individu (Batas Akhir penyerahan satu Minggu setelah kuliah materi).
2. Berikan ulasan singkat (satu halaman) mengapa Anda perlu mengetahui sifat dan perilaku unsur hara fosfor.
Resume sifat perilaku tersebut!
39
2.1.4. Kalium, Kalsium, dan Magnesium: –
Materi-7
Tujuan:
1. Mahasiswa mengetahui sumber dan sifat perilaku unsur Kalium, Kalsium, dan Magnesium.
2. Mahasiswa mengetahui analisis dan interpretasi status unsur Kalium, Kal;sium, dan Magnesium.
Penilaian:
KomponenPenilaian
Persentase
Tugas Individual
20
2.1.4. Kalium: –
Materi-7
Tujuan:
1. Mahasiswa mengetahui sumber dan sifat perilaku unsur hara kalium.
2. Mahasiswa mengetahui analisis dan interpretasi status unsur kalium.
Penilaian:
KomponenPenilaian
Persentase
Tugas Individual
10
Kalium tanah yang cukup merupakan syarat ketegaran dan vigur tanaman, karena kalium
berperan meningkatkan ketahanan tanaman terhadap penyakit tertentu, di samping mendorong
perkembangan akar. Tanaman defisiensi kalium menunjukkan kekeringan mulai ujung daun paling tua
(bawah), meluas sepanjang pinggir, disertai khlorotik bagian tengah. Hampir semua tanah kecuali
bertekstur berpasir, mengandung K-total tinggi. Meskipun K dipegang kompleks jerapan tanah, namun
sedikit yang dapat dipertukarkan. Dengan demikian, proporsi terbesar adalah tidak larut atau relatif
tidak tersedia. Kalium tersedia hanya 1 hingga 2 persen dari total kalium tanah mineral.
Sumber
Kebanyakan kalium merupakan bagian kompleks mineral tanah yang sedikit demi sedikit larut
dalam air tanah, asam karbonat, atau asam-asam lain. Kemudahan pelepasan K tergantung pada
kompleks mineral tanah dan intensitas dekomposisi. Sebagai contoh, dekomposisi kalium feldspar
menghasilkan mineral liat Kaolinit dan Ilit, silikat, dan K-hidroksida (Loughnan, 1969):
2KalSiO
K-feldspar
+ 3HO
air
AlSiO (OH) + 4SiO + 2KOH
kaolinit
silikat
40
kalium
3KalSiO + 2HO
K-feldspar
KAl(Al,Si)O(OH) + 6SiO + 2KOH
air
Ilit
ilikat
kalium
Kalium dibebaskan berupa hidroksida mudah terionisasi dan ion K+ bebas dapat diserap tanaman,
hilang melalui air drainase, atau di ikat muatan negatif kompleks jerapan tanah. Kalium merupakan
unsur penting dalam kerak bumi, tidak dapat berdiri sendiri, melainkan berada sebagai senyawa-senyawa
dalam batuan, mineral, dan garam-garam larut. Secara umum, kerak bumi mengandung kurang lebih 3.11
persen K2O; sedang air laut 0.04 persen (Madiadipoera, 1976).
Batuan felsik, intermediet, mafik, dan ultramafik berturut-turut mengandung 3.3, 2.3, 0.8, dan 0.3
persen kalium (Krauskopf, 1979). Menurut Mohr, van Baren, dan Schuylenborg (1972) mineral K paling
umum dijumpai dalam tanah adalah feldspat, mika, dan feldspatoid; masing-masing beranggotakan
ortoklas dan sanidin (feldspat), 12.3 dan 9.6 persen K; biotit dan muskovit (mika) 5.82 dan 7.48 persen K;
dan lusit (feldspatoid) 16.17 persen K. Urutan berdasarkan kepentingan bagi pertanian, dari paling
penting hingga kurang penting adalah: lusit > ortoklas > sanidin > muskovit > biotit (Soepardi, 1977).
Mineral liat terpenting adalah ilit; di mana K terdapat di antara lempeng-lempengnya lebih banyak
dibandingkan mineral liat tipe 2:1 lainnya.
Sifat dan Perilaku
Bentuk kalium tersedia bagi tanaman adalah ion K+. Kalium tanah berada dalam keseimbangan
bentuk-bentuk: mineral, terfiksasi, dapat diper tukarkan, dan larut dalam cairan tanah (Wood dan deTurk,
1941):
Km
Kf
K dd
Mineral
terfiksasi
dapat di-
Kl
larut
pertukarkan
Bentuk kalium dalam mineral telah dikemukakan di bagian depan. Kalium terfiksasi bila jumlah
dapat diekstraksi menurun akibat K+ larut/ tersedia berinteraksi dengan tanah (mineral liat). Fiksasi K
terjadi karena terjebak di antara lempeng mineral liat Ilit atau dihalangi ion NH4+ yang relatif b erjarijari ionik mirip K+ (lihat fiksasi NH4+). Mekanismenya disajikan dalam Gambar 2.5. Pada tanah -tanah
mengandung banyak mineral liat Ilit, bila kondisi kekurangan seringkali tampak gejala defisiensi K pada
tanaman; akan tetapi gejala tersebut segera pulih setelah mulai musim hujan. Bila dalam tanah lebih
banyak ion NH4+ dari pada K+ maka serapan K berkurang karena mobilitasnya dihalangi ion NH4+. Oleh
sebab itu, pupuk amonium berlebihan dapat menyebabkan defisiensi kalium, khususnya pada tanah
masam miskin K.
Di antara ion-ion basa K, Ca, Mg, atau Na terdapat sifat antagonistik dalam hal serapan oleh
tanaman. Bila salah satu unsur lebih banyak, maka serapan unsur lainnya akan terganggu. Kompetisi
berkaitan dengan sifat fisiko-kimia yang mirip satu sama lain sehingga terjadi perebutan tempat pada
tapak-tapak jerapan tanah atau permukaan akar. Karena itu, nisbah K/Na, K/Ca, K/Ca+Mg, K/Ca+Na+Mg,
seringkali dapat memberikan gambaran tentang status basa-basa dalam tanah.
Kalium termasuk unsur mobil sehingga mudah mengalami pencucian bila kondisi memungkinkan
pergerakannya. Sifat mobilitas K ini berhubungan berhubungan dengan kemudahan pertukaran dengan
kation lain dan ketersediaannya bagi tanaman. Tingkat pencucian K tinggi merupakan penyebab utama
defisiensi K pada tanah-tanah masam. Salah satu usaha mengefisienkan penggunaan K yaitu mengatur
cara dan waktu pemberian pupuk yang tepat. Hal ini merupakan alasan mengapa K diberikan lebih dari
satu kali (split application) selama masa tanam.
41
Dalam praktek, masalah kalium dapat didekati melalui penelaahan kondisi tanah. Secara umum,
tanah-tanah berpeluang mengalami defisiensi kalium adalah tekstur berpasir, bahan induk kapur
(kalkareous), bahan induk masam dan miskin K, kadar bahan organik tinggi, atau tanah-tanah mengalami
pencucian lanjut seperti Oksisol (Soepardi, 1977).
Analisis dan Interpretasi
Metode analisis kalium yang umum digunakan adalah penetapan K dapat dipertukarkan (Kdd ),
diperoleh dari K larut pada analisis KTK. Patut disesalkan bahwa tidak ada uji tanah yang dapat diterima
secara umum yang mampu
menjelaskan Kdd serta beberapa indeks tingkat pelepasan K untuk
melengkapi penilaian status K. Nilai K total mungkin dapat digunakan, meskipun Varley menemukan
hasil yang menyolok dari tanah Nepal dan Saint Helena. Tanah pertama mengandung mineral mika
dengan nilai K total 20 000 ppm (2%) tetapi hanya menunjukkan nilai Kdd 0.1 me/100g; sedang tanah
kedua menunjukkan K total 2 000 hingga 3 000 ppm dan Kdd lebih dari 2.0 me/100g (Landon, 1984).
Perlu diingat bahwa level Kdd biasanya berubah bila tanah-tanah menjadi kering. Oleh sebab itu,
tidak jarang contoh tanah menunjukkan nilai K cukup tinggi di laboratorium tetapi di lapangan tanaman
menunjukkan gejala defisiensi K. Jumlah K yang diperoleh dengan menggunakan ekstraktan amoniumasetat seringkali sedikit berbeda dibandingkan dengan pengekstrak asam encer. Namun demikian,
ekstraksi amonium- asetat menunjukkan keampuhannya selama 15 hingga 20 tahun terakhir (Landon,
1984). Nilai kritik kalium disajikan dalam Tabel 10.
Tabel 10. Nilai Kritik Kalium Tersedia Ekstrak Amonium
Asetat (Landon, 1984)
K Tersedia
Tempat
Sumber
(ekstraksi amonium asetat)
Rendah Sedang
Tinggi
……....... (me/100g) ...............
0.03-0.2 0.2-0.4
Malawi
Young & Brown (1962)
>0.5
AS
Thomas (1966)
0.3-0.5 0.5-0.8
>0.8
Sel.Baru Metson (1961)
<0.15
>0.6
Inggris
<0.25
0.25-0.5
0.15-0.6
0.4-0.8
MAFF (1967)
Sebagai pegangan umum, respon tanaman terhadap pemupukan K tampak bila nilai K tanah <0.2
me/100 g dan tidak tampak bila >0.4 me/100 g. Namun, batas ini masih bersifat pertimbangan tergantung
pada sifat-sifat tanah, lingkungan dan tanaman. Hasil penelitian di Zimbabwe (Landon, 1984),
mengenai hubungan antara defisiensi K dengan tekstur tanah serta indeks ketersediaan disajikan dalam
Tabel 11.
42
Tabel 11. Hubungan Kdd dengan Tekstur (Landon, 1984)
Kisaran K Kdd (ekstrak amonium asetat)
Pasir
Lempung
Liat Berpasir
……….……….. (me/100g) ……………….……………
Defisien (respon)
<0.05
Marginal (respon)
0.05-0.1
0.1-0.2
0.15-0.3
Kecukupan *)
0.1-0.25
0.2-0.3
0.3-0.5
>0.3
>0.5
Kaya
<0.1
>0.25
<0.15
*)Tetapi pemberian diperlukan untuk mencegah defisiensi)
Boyer (Landon, 1984) mengemukakan angka patokan defisiensi K tanah-tanah tropika basah
sebagai berikut (meskipun menurut Jones dan Wild masih bervariasi menurut jenis tanaman serta level
produksi):
Minimum Mutlak : 0.07 hingga 0.20 me/100g
Minimum Relatif: paling rendah 2% jumlah basa
Nisbah K : Mg tinggi dalam tanah dapat menjadi petunjuk defisiensi Mg, misalnya setelah
pemupukan K. Pada tanah-tanah KTK rendah, penambahan Ca dan Mg mungkin diperlukan untuk
mengimbangi pemupukan K. Pada persentase K tinggi (>25%), permeabilitas dan struktur mungkin
dipengaruhi, tetapi tidak sebesar bila Na tinggi. Tanaman dalam kamar kaca atau buah -buahan, serapan
Mg mungkin terhambat bila nisbah K : Mg berkadar Mg rendah 2 : 1 (Landon, 1984).
Pada tanaman teh, Wibowo dan Verstrijden (1976) memberikan status K atau Mg berdasar nisbah
K/Mg sebagai berikut:
K/Mg <5
:
Teh cenderung defisiensi K,
K/Mg >10
:
Teh cenderung defisiensi Mg,
K/Mg = 8-9
:
Kadar K dan Mg normal, atau keduanya sama-sama rendah, dan
K/Mg = 5-7
:
Kadar K rendah pada Mg normal atau di atas normal
Secara umum, Reudering (Tobing, 1976) menetapkan nisbah K/Mg normal tanaman teh antara 3
hingga 5.
43
DAFTAR PUSTAKA
Herrera, E. 2000. College of Agriculture and Home Economics. New Mexico State University. Soil Analysis - Panduan A122.
Landon, J.R. (ed). 1984. Booker Tropical Soil Manual. Booker Agric. Intern. Ltd.
Loughnan, F.C. 1969. Chemical Weathering of the Silicate Minerals. American Elsevier Publ. Co., Inc. New York.
Madiadipoera, T. 1976. Endapan bahan kalium di Indonesia. Kalium dan Tanaman Pangan, Problem dan Prospek. Ed.
Khusus No.2, LPPP-Bogor. Madiadipoera, T. 1976. Endapan bahan kalium di Indonesia. Kalium dan Tanaman
Pangan, Problem dan Prospek. Ed. Khusus No.2, LPPP-Bogor.
Mohr, E.C.J., F.A. van Baren, dan J. Schuylenborg. 1972. Tropical Soils. Mouton-Ichtiar Baru-van Houve. The Hague,
Paris-Jakarta.
Soepardi, G. 1977. Masalah kesuburan tanah dan cara penyelesaiannya (diktat). De partemen Ilmu-ilmu Tanah, Fakultas
Pertanian, Institut Pertanian Bogor.
Syekhfani. 2010. Hubungan - Hara – Tanah - Air – Tanaman. Dasar Kesuburan Tanah Berkelanjutan. Edisi ke-2.
PMN – ITS, Surabaya, 247 p.
Wood, L.K. dan F.E.deTurk, 1941. The absorption of potassium in soils and non-replaceable forms. Soil Sci. Soc. Aner.
Proc. 5: 152-161.
Tisdale, S.L. dan W.L. Nelson. 1975. Soil Fertility and Fertilizer. McMillan Publ. Co., Inc. New York.
Tobing, E.L. 1976. Pemupukan tanaman teh di Simalungun, Sumater a Utara, Warta BPTK 2(3/4):241-256.
PROPAGASI
TUGAS
1. Tugas Individu (Batas Akhir penyerahan satu Minggu setelah kuliah materi).
2. Berikan ulasan singkat (satu halaman) mengapa Anda perlu mengetahui sifat dan perilaku unsur hara kalium.
Resume sifat perilaku tersebut!
44
2.1.5. Kalsium dan Magnesium – Materi-8
Tujuan:
1. Mahasiswa mengetahui sumber dan sifat perilaku unsur hara kalsium dan magnesium.
2. Mahasiswa mengetahui analisis dan interpretasi status unsur kalsium dan magnesium.
3. Mahasiswa mengetahui peran unsur kalsium dan magnesium sebagai bahan kapur.
Penilaian:
KomponenPenilaian
Tugas Individual
Persentase
10
Pengapuran merupakan usaha mengatasi pengaruh buruk akibat kemasaman tanah; antara lain
ketersediaan P dan Mo rendah, kekurangan unsur-unsur K, Ca, dan Mg; keracunan Al, Fe atau Mn, serta
penghambatan perkembangan jazad mikro tanah tertentu.
Pengertian klasik tentang pengapuran tanah yaitu peningkatan pH hingga mendekati netral
(pH=6.5). Namun hasil penelitian mutakhir menunjukkan bahwa penyebab utama pengaruh buruk bukan
oleh ion H+, melainkan efek keracunan ion Al3+. Data Vlamis (1953) merupakan bukti pernyataan
tersebut (Tabel 12).
Penelitian Team Fakultas Pertanian, IPB (Anonymous, 1983) pada Podzolik Merah Kuning Jasinga,
Bogor, menunjukkan bahwa pemberian kapur 20 ton/ha menekan Aldd dari 20.0 menjadi 6.3 me/100 g
tanah dan meningkatkan produksi biji kacang tanah dari 2.6 hingga 38.9 g/pot. Selain itu, berbagai pakar
menyarankan bahwa penentuan jumlah kebutuhan kapur harus didasarkan pada: (1) jenis tanaman yang
akan diusahakan, dan (2) jumlah aluminium yang harus dinetralkan agar dicapai pertumbuhan
maksimum.
Bahan penetral kemasaman atau bahan kapur pertanian adalah senyawa mengandung Ca dan Mg.
Bahan ini meliputi kapur tohor, kapur tembok, batu kapur (kalsit, dolomit), kulit kerang, dan terak baja.
Persyaratannya paling sedikit mengandung 50 persen setara CaO atau 90 persen setara CaCO33. Di
samping itu, harus berukuran 100 persen lolos saringan 20 mesh, dan 80 persen lolos saringan 60 mesh.
Bahan organik dan pupuk TSP dapat diperhitungkan sebagai bahan substitusi kapur karena mampu
menetralkan Aldd. Secara kasar, setiap ton bahan organik setara satu ton kapur, dan setiap kuintal TSP
setara 1/5 ton kapur. Dengan demikian, kebutuhan kapur aktual adalah kebutuhan berdasar Aldd
dikurangi "discount factor" bahan organik dan pupuk TSP.
45
Tabel 12. Aluminium Sebagai Penghambat Tumbuh Tanaman
Jelai (Hordeum vulgare, L) (Vlamis, 1953)
BOBOT JELAI
Perlakuan
pH
Al
Mn
Simbol
Akar
.. (ppm)...
Ekstrak Tanah(ET)
4.2
1.8
ET + Kapur(K a)
5.8
0.8
ET + Ka + H2SO4 (AS)
Tajuk Jumlah
......mg/pot)…..…….
16
32
107
139
7 152
201
353
4.2 0.3 7
125 190
315
ET+Ka+AS+Al2(SO4 )(Al)
4.2 1.8 8
39 137
176
ET+Ka+AS+Al+MnSO4 (Mn)
4.2 0.316
125 216
341
Selain sebagai bahan kapur, Ca dan Mg merupakan unsur hara esensial bagi tanaman. Untuk kasus
ini, pengertian pemberian Ca dan Mg bukanlah pengapuran tetapi pemupukan seperti halnya pemberian
unsur hara lain ke tanah dalam memenuhi kebutuhan tanaman.
Sumber Ca dan Mg
Sumber utama Ca dan Mg di alam adalah batu gamping. Di Indonesia, deposit batu ini tersebar luas
dan terdapat hampir di semua propinsi. Batu gamping dijumpai sebagai mineral kalsit (CaCO3) atau
dolomit (CaCO3, MgCO3), terbentuk secara organik, mekanik atau kimia. Cara pertama merupakan
proses terbanyak sebagai endapan cangkrang kerang dan siput, karang (foraminifera), atau ganggang.
Penyebarannya dari bukit hingga pegunungan kapur sepanjang pantai. Cara kedua berawal dari bahan
kapur pertama, perbedaannya setelah melalui perombakan kemudian diendapkan tidak jauh dari tem pat
semula. Sedang cara ketiga terjadi pada kondisi iklim dan lingkungan tertentu dalam air laut maupun air
tawar. Selain sebagai bahan kapur, Ca dan Mg merupakan unsur hara esensial bagi tanaman.
Sifat dan Perilaku
Faktor-faktor yang mempengaruhi ketersediaan Ca antara lain: (1) konsentrasi ion H+ (pH), makin
rendah pH makin rendah ketersediaan Ca, dan (2) sifat kation Ca dalam tanah, berkenaan dengan tipe
koloid dan persentase kejenuhan Ca. Urutan pembebasan Ca terikat pada koloid yaitu: bahan organi k >
kaolinit > ilit > montmorilonit. Hubungan antara persentase kejenuhan Ca dengan jumlah Ca yang
dibebaskan berbentuk kuadratik. Pada tanaman serealia, gejala kekurangan Ca ditandai oleh daun muda
tidak membuka, tetap menggulung dan mudah patah.
Di dalam tanah, magnesium dijumpai dalam bentuk: (1) larut dalam air, (2) dapat dipertukarkan, (3)
terjerap pada kisi mineral liat, dan (4) berada dalam mineral primer; dan erat hubungannya dengan bahan
induk tanah. Pada tanah Loss kadar Mg adalah tinggi, dan sebaliknya pada tanah tua adalah rendah.
Selain itu, kadar Mg tinggi erat pula kaitannya dengan kadar montmorilonit tinggi. Magnesium
merupakan penyusun khlorofil tanaman, karena itu kekurangan Mg ditandai oleh khlorosis khas di antara
tulang daun (interveinal khlorosisis). "Penyakit kuning" pada lada di Sumatera Selatan dan Lampung,
46
khlorosis pada tanaman cengkeh di Sumatera Barat dan teh di Jawa Barat, erat kaitannya dengan
kekurangan Mg. Demikian pula penyakit “grass tetany” yang menyebabkan kejang pada ternak
ruminansia, dilaporkan karena kekurangan Mg pada rumput pakan ternak. Penggantian pupuk Fussed
Magnesium Fosfat (FMP) berkadar fosfat rendah dengan DSP atau TSP merupakan salah satu penyebab
Mg jarang diberikan melalui pemupukan.
Analisis dan Interpretasi
Secara normal, defisiensi Ca tampak pada tanah dengan nilai KTK rendah dan pH < 5.5. Pemupukan
K tinggi atau tanah dengan cadangan K tinggi menghambat serapan Ca pada tanah netral. Defisiensi Ca
terjadi pula pada pH tinggi bila Na berlebihan (tanah sodik). Pada kasus ini, pemberian Ca tidak hanya
ditujukan untuk memenuhi kebutuhan Ca tanaman tetapi juga untuk memperbaiki struktur tanah yang
hancur akibat dispersi oleh Na. Respon terhadap pemberian Ca dapat terjadi pada tanah berkadar Ca dd <
0.2 me/100 g tanah.
Defisiensi Mg selain karena kadar Mg tanah rendah, juga oleh sifat kompetitif dengan Ca atau K.
Peningkatan nisbah Ca : Mg di atas 5 : 1, dapat menyebabkan ketersediaan Mg menurun, meskipun tanah
termasuk kategori subur. Bila jumlah Mg jauh melebihi Ca, unsur terakhir ini akan berkurang
ketersediannya, dan struktur tanah menjadi lebih lemah akibat terjadi deflokulasi liat. Nilai nisbah
seimbang sangat tergantung pada jenis tanah. Interpretasi hasil analisis Mg disajikan pada Tabel 13.
Tabel 13. Interpretasi Nilai Mgdd (Landon, 1984)
Level
Kisaran
Komentar
(me/100 g) (ppm)
< 0.2
< 30
Rendah
Dibutuhkan pemberian Mg
0.2-0.5
30-60
Medium
Gunakan Kapur Mg bila
diperlukan pengapuran
> 0.5
> 60
Tinggi
Mg biasanya cukup
47
DAFTAR PUSTAKA
Herrera, E. 2000. College of Agriculture and Home Economics. New Mexico State University. Soil Analysis - Panduan A122.
Landon, J.R. (ed). 1984. Booker Tropical Soil Manual. Booker Agric. Intern. Ltd.
Loughnan, F.C. 1969. Chemical Weathering of the Silicate Minerals. American Elsevier Publ. Co., Inc. New York.
Mitchell, R.L. 1964. Trace elements in soils, p. 320-368. In E. Bear (ed), Chemistry of the Soil. Second Ed. Oxford & IBH
Publ. Co., New Delhi.
Syekhfani. 2010. Hubungan - Hara – Tanah - Air – Tanaman. Dasar Kesuburan Tanah Berkelanjutan. Edisi ke-2.
PMN – ITS, Surabaya, 247 p.
Tisdale, S.L. dan W.L. Nelson. 1975. Soil Fertility and Fertilizer. McMillan Publ. Co., Inc. New York.
PROPAGASI
TUGAS
1. Tugas Individu (Batas Akhir penyerahan satu Minggu setelah kuliah materi).
2. Berikan ulasan singkat (satu halaman) mengapa Anda perlu mengetahui sifat dan perilaku unsur hara kalsium
dan magnesium.
3. Demikian pula, berikan ulasan singkat (dua halaman) mengapa unsur basa K tidak tergolong sumber kapur
sedang Ca, dan Mg tergolong sumber kapur.
48
2.2. Unsur Mikro – Materi-9
Tujuan:
1. Mahasiswa mengetahui sumber dan sifat perilaku unsur hara Fe, Mn, Cu, Zn.
2. Mahasiswa mengetahui sifat sinergis maupun antagonis di antara unsur mikro kation.
Dekomposisi batu-batuan akan menghasilkan mineral-mineral sekunder tertentu dengan
mengikut-sertakan semua unsur logam berat sebagai penyusun mikro. Sebagian kecil unsur mikro
dibebaskan setelah mineral primer memengalami dekomposisi dan disintesis menjadi mineral liat, oksida
logam, dan bahan organik. Sedang mineral-mineral sekunder mengandung logam berat adalah golongan
mineral liat mengalami substitusi isomorfik (kaolinit, trioktahedral, mika, montmorilonit, khlorit, dan lain lain), yaitu substitusi Al atau Si dengan logam mikro (Fe, Mn, Cu, Zn); serta oksida dan hidroksida
residual, terutama Fe (Loughnan, 1969; Mitchell, 1964).
Mitchell (1964) mengemukakan analisis unsur-unsur mikro terkandung pada berbagai jenis
mineral berasal dari batuan beku maupun endapan, disajikan pada Tabel 14 a dan b. Penjelasan lebih
lanjut dikemukakan untuk masing-masing jenis unsur mikro.
2.2.1. Unsur Mikro Kation: Fe, Mn, Cu, Cu–
Materi-9
Tujuan:
1. Mahasiswa mengetahui sumber dan sifat perilaku unsur hara Fe, Mn, Cu, Zn.
2. Mahasiswa mengetahui sifat sinergis maupun antagonis di antara unsur mikro kation.
Penilaian:
KomponenPenilaian
Tugas Individual
Persentase
5
Unsur mikro kation meliputi: Fe, Mn, Cu, dan Zn. Secara pedogenesis, dua pertama banyak di
alam sebagai penyusun makro; sedang dua terakhir relatif sedikit dan berpeluang kekurangan. Pengaruh
tanah terhadap ke-4 kation berbeda, tetapi pada kondisi tanah tertentu cenderung sama. Faktor-faktor
tersebut adalah: (1) reaksi tanah (pH), (2) tingkat oksidasi dan pH, (3) reaksi dengan unsur anorganik lain,
dan (4) ikatan dengan bahan organik. Kelarutan unsur mikro kation tinggi pada tanah masam, sehingga
keracunan Fe/Mn sering terjadi, tetapi Cu/Zn kekurangan hilang melalui pencucian.
Unsur Fe dan Mn sangat dipengaruhi oksidasi-reduksi. Pada kondisi reduktif, ion Fe3+ /Mn4+ berubah
menjadi Fe2+/Mn2+ sehingga ketersediaannya meningkat. Sebaliknya bila drainase diperbaiki, maka ion
Fe/Mn tersedia menjadi berkurang. Selain itu, ketersediaan unsur mikro kation berkurang akibat
49
keberadaan kation lain, sehubungan dengan kompetisi serapan oleh akar. Baik Fe/Mn maupun Cu/Zn
terikat kuat dalam ikatan khelat logam-organik.
Secara alami, daerah tropika basah (tropical rain forest) berpeluang besar mengalami masalah unsur
mikro kation. Curah hujan tinggi, masam, berpasir, berombak/ bergelombang, kondisi umum pertanian di
Indonesia. Kekurangan Cu/Zn muncul melalui pencucian/erosi terutama di tegalan. Keracunan Fe/Mn
berkaitan dengan drainase buruk, di mana ketersediaan meningkat di cekungan, sawah atau rawa.
Pengelolaan tanaman secara intensif, disadari atau tidak, dapat pula menjadi penyebab munculnya
kekurangan ataupun keracunan unsur mikro. Pemupukan NPK berat merupakan pendorong kekurangan;
terlebih lagi bila digunakan pupuk NPK beranalisis tinggi tanpa/sedikit ikutan unsur mikro seperti lazim
digunakan (Urea, TSP dan KCl). Hal ini mempengaruhi keseimbangan unsur hara tanah ataupun tanaman.
Tabel 14a. Mineral Primer Sumber Fe, Mn, Zn dan Cu - Batuan Beku (Mitchell, 1964)
Stabilitas
Unsur Utama
Unsur Miko
Mengalami dekomposisi Mudah:
Olivin
Mg, Fe, Si
Ni, Co, Mn, Li, Zn, Cu, Mo
Hornblen
Mg, Fe, Ca,
Ni, Co, Mn, Sc, Li, V, Zn,
Augit
Biotit
Al, Si
Cu, Ga
Ca, Mg, Al,
Ni, Co, Mn, Sc, Li, V, Zn,
Si
Pb, Cu, Ga
K, Mn, Fe, Al, Si
Rb, Ba, Ni, Co, Sc, Li,
Mn, V, Zn, Cu, Ga
Apatit
Ca, P, F
Pb, Sr
Unsur-unsur lain yang jarang
Anorthit
Ca, Al, Si
Sr, Cu, Ga, Mn
Andesit
Ca, Na, Al, Si
Sr, Cu, Ga, Mn
Oligoklas
Na, Ca, Al, Si
Cu, Ga
Mengalami dekomposisi Sedang:
Albit
Na, Al, Si
Cu, Ga
Garnet
Ca, Mg, Fe,
Mn, Cr, Ga, Al, Si
Ortoklas
K, Al, Si
Rb, Ba, Sr, Cu, Ga
Muskovit
K, Al, Si
F, Rb, Ba, Sr, Ga, V
Titanit
Ca, Ti, Si
V, Sn
Unsur-unsur lain yang jarang
Ilmenit
Fe, Ti
Co, Ni, Cr, V
Magnetit
Fe
Zn, Co, Ni, Cr, V
Zirkon
Zr, Si
Hf
Mengalami dekomposisi Sukar:
Kuarsa
Si
50
Tabel 14b. Mineral Primer Sumber Fe, Mn, Zn dan Cu - Batuan Sedimen (Mitchell, 1964)
STABILITAS
UNSUR HARA
MINERAL
UTAMA
Batu-pasir (sand-stone)
UNSUR HARA
MIKRO
Si
Zr, Ti, Sn, Th, Au,
Pt, dsb.
Batu-lapis (shale)
Al,Si, K
V, U, As, Sb, Mo,
Cu, Ni, Co, Cd, Ag,
Au, Pt, B, Se
Bijih besi (ion ores)
Fe
V, P, As, Sb, Se
Bijih mangan (Mn ores)
Mn
Li, K, Ba, B, Ti, W,
Co, Ni, Cu, Zn, Pb
Batu kapur dan dolomit
Endapan garam
Ca, Mg, Fe
K, Na, Ca, Mg
Ba, Sr, Pb, Mn
B, I
Penggunaan varietas unggul respon pemupukan secara terus menerus, diikuti pengangkutan sisa
panen ke luar lahan juga mempercepat munculnya kebutuhan akan unsur mikro. Unsur Cu dan Zn yang
sedikit dalam tanah terangkut ke luar lahan dan tidak dikembalikan melalui pemupukan. Pengairan
berlebihan pada lahan berdrainase buruk dapat menyebabkan tanaman keracunan Fe atau Mn.
DAFTAR PUSTAKA
Herrera, E. 2000. College of Agriculture and Home Economics. New Mexico State University. Soil Analysis - Panduan A122.
Mitchell, R.L. 1964. Trace elements in soils, p. 320-368. In E. Bear (ed), Chemistry of the Soil. Second Ed. Oxford & IBH
Publ. Co., New Delhi.
Syekhfani. 2010. Hubungan - Hara – Tanah - Air – Tanaman. Dasar Kesuburan Tanah Berkelanjutan. Edisi ke-2.
PMN – ITS, Surabaya, 247 p.
51
PROPAGASI
TUGAS
1. Tugas Individu (Batas Akhir penyerahan satu Minggu setelah kuliah materi).
2. Berikan ulasan singkat (satu halaman) mengapa Anda perlu mengetahui sifat dan perilaku unsur hara mikro
kation Fe, Mn, Cu dan Zn.
3. Demikian pula, berikan ulasan singkat (dua halaman) mengapa unsur hara mikro kation Fe, Mn, Cu, dan Zn
bersifat antagonis satu dengan lain.
2.2.2. Unsur Mikro Anion: Cl, B, Mo – Materi-9
Tujuan:
1. Mahasiswa mengetahui sumber dan sifat perilaku unsur hara Cl, B, Mo.
2. Mahasiswa mengetahui sifat sinergis maupun antagonis di antara unsur mikro anion.
Penilaian:
KomponenPenilaian
Tugas Individual
Persentase
5
Unsur mikro anion (Cl, B, Mo) secara kimia mempunyai sifat berbeda sehingga reaksi yang terjadi
dalam tanah pun tidak akan sama.
Khlor
Sebagian besar khlor dalam tanah dijumpai dalam bentuk sangat larut, misalnya kalium khlorida. Ion
Cl- tidak dijerap liat yang bermuatan negatif dan oleh karena itu akan turut bergerak mengikuti aliran air,
baik ke atas maupun ke bawah. Di daerah bercurah hujan tinggi, ion khlor dalam tanah rendah akibat
hilang melalui pencucian. Sedang di daerah kering atau setengah kering akan dijumpai kadar khlor lebih
tinggi, bahkan kadang-kadang bersifat meracun tanaman. Penambahan khlor dari atmosfer diduga dapat
mencukupi kebutuhan tanaman, terutama untuk kondisi seperti Indonesia yang merupakan kepulauan.
Uap air laut merupakan sumber khlor cukup tinggi sehingga masalah khlor di Indonesia belum ada yang
melaporkan. Ion Cl- meningkatkan laju mobilitas Ni 2+, Cu2+ dan Cd2+ melalui tanah. Hal ini mungkin
secara langsung berkaitan dengan tingkat pembentukan kompleks khlor seperti diramalkan dari
52
konstanta kestabilan. Tembaga dipegang jauh lebih kuat dibandingkan Ni maupun Cd seperti ditunjukkan
dari jumlah volume pori yang dibutuhkan untuk memperoleh kembali Cu3+ dalam efluen (larutan
pencuci) dan yang berada sebagai bentuk jerapan (Doner, 1978).
Boron
Ketersediaan dan penggunaaan boron sebagian besar ditentukan oleh pH tanah. Boron sangat larut
dalam keadaan masam dan pada kondisi ini sebagian boron berada dalam bentuk asam borat yang segera
tersedia bagi tanaman. Pada tanah berpasir bereaksi agak masam boron larut akan segera tercuci;
demikian pula pada tanah liat tidak begitu masam, kerena liat bermuatan negatif tidak menjerap anion
H2BO3- atau HBO32- Kecuali pada tanah liat masam didominasi oleh liat tipe 1 : 1 yang mengalami
patahan, anion tersebut dijerap pada kisi yang bermuatan positif.
Pada nilai pH tinggi boron tidak begitu tersedia, kemungkinan mengalami pengikatan oleh liat
berkombinasi dengan adanya kation-kation bivalen Ca atau Mg. Pemberian kapur berlebihan seringkali
menciptakan kekurangan boron. Boron yang berikatan dengan senyawa organik dilepas setelah
prombakan dan tersedia bagi tanaman. Pada umumnya kadar boron lapisan tanah atas lebih tinggi
daripada lapisan bawah. Hal ini merupakan salah satu sebab kekurangan boron terjadi pada musim
kemarau. Pada saat kekurangan air, akar tanaman terpaksa masuk lebih dalam untuk memperoleh lebih
banyak hara dan air sehingga kadar B rendah di bagian bawah ini menyebabkan tanaman kekurangan.
Akan tetapi pada musim hujan, akar tanaman cukup memperoleh hara dan air dari lapisan tanah atas
sehingga boron tidak menjadi masalah.
Molibdenum
Reaksi tanah terhadap molibdenum hampir sama seperti terhadap fosfor; misalnya Mo hampir tidak
tersedia pada tanah bereaksi masam. Dalam keadaan ini, ternyata anion molibdat (MoO43-) bereaksi
dengan mineral tanah seperti silikat, besi dan aluminium. Ion molibdat yang terikat dapat digantikan
kedudukannya oleh ion fosfat melalui pertukaran anion, suatu petunjuk bahwa senyawa tanah yang sama
dapat terlibat dalam pengikatan molibdenum dan fosfat.
Ketersediaan Mo sangat menurun pada tanah masam, sehingga kebijakan pengapuran tertentu
khusus ditujukan agar ketersediaan Mo meningkat. Molibdenum sangat penting bagi bakteri Rhizobium,
sehingga tanaman legum yang ditanam pada tanah kalkareus seringkali menunjukkan respon terhadap
pemberian Mo.
DAFTAR PUSTAKA
Herrera, E. 2000. College of Agriculture and Home Economics. New Mexico State University. Soil Analysis - Panduan A122.
Mitchell, R.L. 1964. Trace elements in soils, p. 320-368. In E. Bear (ed), Chemistry of the Soil. Second Ed. Oxford & IBH
Publ. Co., New Delhi.
Syekhfani. 2010. Hubungan - Hara – Tanah - Air – Tanaman. Dasar Kesuburan Tanah Berkelanjutan. Edisi ke-2.
PMN – ITS, Surabaya, 247 p.
53
PROPAGASI
TUGAS
1. Tugas Individu (Batas Akhir penyerahan satu Minggu setelah kuliah materi).
2. Berikan ulasan singkat (satu halaman) mengapa Anda perlu mengetahui sifat dan perilaku unsur hara Cl, B,
Mo. Resume sifat perilaku tersebut!
54
Modul 3. Evaluasi Kesuburan Tanah
Tujuan:
1. Mahasiswa mengetahui kesuburan tanah suatu area maupun individu tanaman melalui metode analisis.
2. Mahasiswa mengetahui kesuburan tanah suatu area maupun individu tanaman melalui metode visual.
3. Mahasiswa mengetahui kesuburan tanah suatu area maupun individu tanaman melalui metode visual
Penilaian:
KomponenPenilaian
Persentase
Quiz
5
Tugas Individual
5
3.1. Kond isi Tanah Mengalami Masalah Unsur Hara–Materi-10
Tujuan:
1. Mahasiswa mengetahui kondisi tanah apasaja yang mengalami masalah unsur hara.
2. Mahasiswa mengetahui cara mengevaluasi kondisi tersebut secara analisis di laboratorium.
Penilaian:
KomponenPenilaian
Tugas Individual
Persentase
5
Masalah perharaan dapat terjadi pada berbagai kondisi tanah. Berikut disajikan kondisi tanah
yang umumnya menunjukkan masalah unsur hara.
Nitrogen
Masalah unsur N dijumpai pada semua jenis tanah, terutama bertekstur kasar dan berkadar bahan
organik rendah; pada tanah berkapur atau bersuhu tinggi; serta tanah-tanah berdrainase jelek.
55
Fosfor
Ketersediaan P sering dikaitkan dengan rekasi tanah (pH). Pada tanah-tanah masam difiksasi oleh
ion-ion Al, Fe, atau Mn; dan pada tanah alkalin oleh Ca. Umumnya ketersediaan P tidak bermasalah pada
tanah netral. Keberadaan anion seperti SO 42- , SiO44-, NO3-, atau Cl - dapat mengganggu ketersedaian P.
Kondisi basah-kering bergantian, dan juga tanah-tanah berkadar liat tinggi dapat pula dikaitkan dengan
permasalahan ketersediaan P akibat terfiksasi atau teretensi.
Kalium, Kalsium, Magnesium
Kadar basa-basa umumnya rendah pada tanah- tanah masam, terutama bila bertekstur kasar.
Fiksasi K terjadi pada tanah kaya mineral liat Ilit pada keadaan kekurangan air. Antara K, Ca, Mg (dan juga
Na) terjadi kompetisi terhadap serapan oleh tanaman, di mana bila salah satu lebih tinggi maka unsur lain
akan tertekan serapannya.
Sulfur
Masalah sulfur terjadi pada tanah-tanah mempunyai kandungan sulfat rendah, atau drainase
buruk yang menyebabkan reduksi sulfat menjadi sulfida. Gas H2S bersifat racun bagi akar tanaman selain
tidak tersedia karena menguap. Bila terdapat unsur-unsur logam (misalnya Fe, Mn, dan lain-lain.), sulfida
akan diikat dalam bentuk senyawa kompleks logam-sulfida. Bentuk pirit misalnya, merupakan ikatan
besi-sulfida yang mengendap dan sukar larut.
Unsur Mikro Kation (Fe, Mn, Cu, Zn)
Kelarutan unsur mikro kation tinggi pada tanah bereaksi masam, terutama unsur Fe dan Mn,
sehingga seringkali menjadi racun bagi tanaman. Masalah keracunan kedua unsur terjadi pula pada tanah
berdrainase buruk, berkaitan dengan proses reduksi menjadi bentuk tersedia. Pada tanah alkalin,
ketersediaan unsur mikro kation rendah akibat berikatan dengan hidroksida menjadi senyawa kompleks
logam-hidroksida yang mengendap.
Kadar bahan organik tinggi dapat pula menjadi penyebab ketidak-tersediaan unsur mikro logam,
berkaitan dengan ikatan logam-organik (khelat) yang relatif sukar lepas. Kekurangan unsur Cu (dan juga
Zn) pada tanah gambut yang direklamasi merupakan contoh hal tersebut. Kekurangan unsur mikro Cu
dan Zn sering terjadi pada tanah masam akibat pencucian.
Unsur Mikro Anion (B, Mo, Cl)
Kekurangan boron sering dikaitkan dengan tanah-tanah porous yang memungkinkan pencucian.
Perilaku Mo mirip P sehingga kondisi yang menyebabkan P bermasalah dapat pula terjadi pada Mo;
kecuali Mo tidak bermasalah pada kondisi alkalis. Unsur Cl jarang bermasalah di Indonesia karena uap air
laut cukup mengandung khlor yang dibutuhkan tanaman.
56
3.2. Evaluasi Status Kesuburan Tanah –Materi-10
Tujuan:
1. Mahasiswa mengetahui cara mengevaluasi status kesuburan tanah secara visual di lapangan.
2. Mahasiswa mengetahui cara mengevaluasi kondisi melalului percobaan respons.
Penilaian:
KomponenPenilaian
Persentase
Tugas Individual
5
Status perharaan tanah dan tanaman dapat digunakan dalam mengevaluasi tingkat
kesuburan tanah untuk pertumbuhan tanaman. Konsep evaluasi perharaan ini berdasar pada pengertian
yang diberikan oleh Liebig di tahun 1840-an, yaitu kebutuhan hara tanaman dapat dihubungkan dengan
jumlah unsur hara yang diserap tanaman. Berdasar pada pengertian ini, maka berkembanglah metode metode penetapan status perharaan tanah dan tanaman melalui cara-cara:
1. Analisis kimia seluruh tanaman atau bagian-bagian tanaman tertentu,
2. Percobaan respons tanaman di lapang dengan perlakuan dan tanpa perlakuan unsur tertentu,
3. Analisis tanah untuk mengetahui suplai unsur hara tanah (total maupun
4. tersedia),
5. Respons tanaman melalui pemberian langsung ke bagian tanaman me6. lalui cara injeksi ataupun penyemperotan, dan
7. Diagnosis secara visual berdasarkan gejala kelainan yang ditunjukkan
8. tanaman akibat kekurangan atau kelebihan unsur tertentu.
Dari butir-butir di atas, secara umum penilaian status perharaan dapat dilakukan dengan cara:
analisis kimia, percobaan respons tanaman terha-dap pemberian pupuk, dan pengamatan secara
langsung terhadap kelainan pertumbuhan. Ketiga cara masih digunakan dalam metode pene-litian tanah
dan tanaman. Adapun langkah-langkah yang dilakukan adalah sebagai berikut:
(a) Pengamatan Secara Visual:
Gejala kelainan pertumbuhan atau perubahan warna yang terjadi kita amati, kemudian kita
hubungkan dengan gejala spesifik kekurangan ataupun kelebihan unsur hara masing-masing unsur.
(b) Analisis Kimia:
Untuk mengetahui apakah gejala yang muncul dari pengamatan secara visual pada butir (a)
disebabkan oleh kekurangan/kelebihan unsur tertentu, maka perlu dilakukan analisis tanah dan tanaman.
Sebagai petunjuk umum digunakan standar baku unsur hara tanah atau tanaman yang ada.
57
(c) Percobaan Respons:
Untuk menguji apakah unsur-unsur yang telah diketahui menunjukkan kondisi abnormal pada butir
(b) benar-benar bermasalah bagi tanaman, maka perlu dilakukan percobaan respons tanaman terhadap
pemberian unsur yang bermasalah tersebut. Digunakan kontrol sebagai pemban-ding, dan dapat pula
digunakan beberapa tingkat dosis pemberian sehingga dapat dibuat suatu kurva respons. Percobaan
dapat dilakukan di kamar kaca maupun di lapang.
8.3. Pengenalan Gejala Defisiensi
Secara umum, kekurangan dan kelebihan unsur hara akan berpengaruh terhadap pertumbuhan
dan perkembangan tanaman. Pengaruh ini dapat bersifat makroskopik atau mikroskopik berupa
perubahan pada struktur sel. Gejala-gejala spesifik yang tampak secara lokal pada bagian tanaman
adalah sangat penting untuk mengenali kekurangan atau kelebihan unsur hara tertentu. Namun dalam
praktek seringkali dijumpai kesulitan. Gejala defisiensi atau toksisiti suatu unsur berbeda antara satu
tanaman dengan tanaman lain; bahkan dalam satu jenis tanaman. Sebagai contoh, defisiensi seng pada
pohon buah-buahan dan beberapa jenis tanaman semusim menunjukkan kondisi yang jelas, disebut "little
leaf", yaitu ukuran daun tidak normal. Tetapi, pada jagung, ditunjukkan oleh khlorosis pada daun -daun
yang baru berkembang, disebut "white bud" yang berbeda dengan "little leaf".
Tetapi tidak hanya perbedaan defisiensi suatu jenis unsur yang sulit dilakukan diagnosis; gejala
sama atau identik bisa disebabkan oleh unsur-unsur yang berbeda. Sebagai contoh, defisiensi N dan S
ditunjukkan oleh khlorosis yang sulit dibedakan hanya melalui pengamatan secara visual. Kesulitan lain
dalam pengenalan gejala yaitu suatu tanaman bisa mengalami defisiensi atau toksisiti lebih dari satu
unsur. Terakhir, gejala umum defi-siensi atau toksisiti bisa disebabkan bukan oleh perharaaan, misalnya
kekurangan air, atau serangan hama atau penyakit. Oleh sebab itu, sebelum gejala yang tampak
dinyatakan sebagai defisiensi atau toksisiti, maka perlu dilakukan uji pendahuluan berikut:

Gejala kekurangan unsur hara akibat kekurangan air akan pulih bila ta nah diairi,

Serangan hama dapat diketahui dari bekas gigitan atau tusukan hewan

serangga atau kita jumpai serangga tersebut, dan

Serangan penyakit dapat dilacak dengan cara menularkan tanaman sa-

kit ke tanaman sehat; dalam hal ini dapat digunanakan cairan tanaman terkena infeksi kemudian
disuntikan ke jaringan tanaman sehat.
Secara umum, pengenalan gejala defisensi berdasar penampakan pada bagian tanaman dijelaskan
seperti pada bagan dalam Gambar 3.1.
58
Gambar 3.1. Bagan Pengenalan Gejala Umum Defisiensi Unsur Hara pada Tanaman
(www.tutorvista.com)
Bila uji pendahuluan ini negatif, maka selanjutnya dapat dilakukan diagnosis kekurangan atau
kelebihan unsur hara. Sebagai pedoman, berikut ini disajikan gejala umum defisiensi unsur pada tanaman
(Epstein, 1972):
Nitrogen
Kecuali kekeringan, tidak ada defisiensi unsur yang berakibat seburuk kekurangan nitrogen.
Gejala yang paling umum yaitu khlorosis dan etiolasi. Pertumbuhan terhambat dan tanaman tampak
kurus serta kerdil. Tetapi warna buah yang normal merupakan perkecualian. Gejala tampak terutama
pada daun tua yang meluas ke daun muda yang lebih aktif.
Sulfur
Gejala defisiensi sulfur seringkali dikaburkan dengan defisiensi nitrogen. Tanaman menunjukkan
khlorotik, kurus dan pertumbuhan jelek.
Fosfor
Warna daun hijau tua atau biru tua adalah salah satu gejala utama defisiensi P pada berbagai
tanaman. Seringkali pigmen merah, ungu, atau coklat dijumpai pada daun, khususnya sepanjang tulang
daun. Pertumbuahn terhambat dan pada kondisi defisiensi hebat tanaman menjadi kerdil.
59
Kalium
Defisiensi kalium pada beberapa jenis tanaman menyebabkan warna hijau tua atau biru tua seperti
pada defisiensi P. Bercak-bercak seringkali muncul pada permukaaan daun. Bisa pula muncul nek-rosis
pada tepi daun atau daun seperti terbakar. Pada kondisi defisiensi berat, tunas pucuk dan samping bisa
mati ("dieback").
Kalsium
Gejala defisiensi Ca tampak pada fase pertumbuhan awal dan bagian yang paling menderita adalah
jaringan meristematik serta daun muda. Kalsium cenderung mengalami imobilisasi pada daun tua atau
jaringan lain dan tidak dapat ditranslokasikan ke bagian muda yang aktif; akibatnya titik tumbuh rusak
atau mati ("dieback"). Pada bunga dan buah muda gejala disebut "blossom-end-rot". Pertumbuhan akar
sangat dipengaruhi. Gejala defisiensi Ca pada tanah-tanah masam sering diikuti keracunan ion hidrogen,
atau logam-logam seperti Al, Fe, atau Mn. Hal terakhir ini berkaitan dengan kepekatan tion -ion tersebut
tinggi pada pH rendah. Akar-akar tanaman yang rusak dapat terinfeksi bakteri ataupun cendawan.
Magnesium
Berlainan dengan Ca, magnesium mudah ditranslokasikan dari bagian tua ke bagian muda atau
daerah pertumbuhan aktif. Oleh sebab itu, defi-siensi pertama kali tampak pada daun tua. Seringkali
terjadi khlorosis tepi daun diikuti munculnya berbagai pigmen. Khlorosis mungkin pula dimulai dalam
bentuk bercak-bercak atau panu yang berkembang pada tepi dan ujung daun; yang secara keseluruhan
merupakan interveinal chlorosis (khlorosis di antara tulang-tulang daun dimulai pada daun tua).
Besi
Defisiensi besi umumnya ditunjukkan oleh khlorosis pada daun muda. Mula-mula tulang daun tetap
hijau, tetapi pada kebanyakan tanaman tulang daun juga mengalami khlorosis. Defisiensi umumnya
dijumpai pada pohon buah-buahan. Defisiensi yang disebabkan level kalsium karbonat tinggi (tanahtanah berkapur atau kalkareus) disebut "lime induced khlorosis".
Mangan
Gejala defisiensi mangan sangat bervariasi pada berbagai jenis tanaman. Daun seringkali
menunjukkan khlorosis di antara tulang, dan tulang daun membentuk pola berwarna hijau dengan latar
belakang kuning, menyerupai fase awal defisiensi besi. Dapat pula muncul bintik-bintik nekrtotik atau
garis-garis pada daun (pada oats disebut "gray speck"). Pada biji legum, nekrosis bisa muncul pada embrio
atau di permukaan dalam keping biji. Pada beberapa jenis tanaman, daun-daun mengalami perubahan
bentuk (pada pohon pecan disebut "mouse ear"). Bila defisiensi berat, tanaman menjadi sangat kerdil.
Seng
Gejala klasik difisiensi seng pada pohon buah-buahan adalah berupa "Little leaf" atau "rossette";
akibat gagalnya jaringan berkembang secara normal. Perkembangan terhambat menyebabkan daun
menyempit (little leaf), dan ruas terhambat menyebabkan kedudukan daun menyerupai bun ga rose
("rossette"). Pada jenis-jenis tanaman tertentu daun mengalami khlorotik, tetapi daun-daun lain
berwarna hijau tua atau hijau biru, membengkok dan nekrotik. Pada kondisi defisiensi berat,
pembungaan dan pembuahan sangat berkurang dan seluruh tanaman bisa kerdil dan cacat.
60
Tembaga
Gejala sangat bervariasi tergantung jenis tanaman. Daun-daun mengalami khlorotik atau warna
hijau biru tua dengan pinggir melengkung ke atas. Kulit pohon sering kali kasar dan melepuh; gom atau
belendok keluar dari celah kulit melepuh tersebut ("exanthema"). Pucuk muda sering mati diikuti
munculnya tunas-tunas dalam jumlah banyak menyerupai semak-semak. Pembungaan dan pembuahan
berkurang; tanaman semusim bisa gagal tumbuh dan mati pada fase pembibitan.
Khlor
Keesensialan khlor ditemukan pada penelitian tomat yang ditumbuhkan di media larutan murni oleh
Broyer dkk tahun 1954. Tanaman yang mengalami defisiensi Cl mula-mula berwarna hijau biru dan daundaun muda memanjang; di terik matahari ujung daun muda layu dan terkulai, tetapi segar kembali pada
malam hari, suhu dingin atau berawan. Selanjutnya muncul "bronzing" pada daun, diikuti khlorosis dan
mekrosis. Pada keadaan defisiensi hebat tanaman kurus dan kerdil. Layu, kehilangan warna (bronzing)
dan nekrosis dijumpai pula pada jenis tanaman lainnya. Belum dijumpai defisiensi Cl pada tanaman yang
ditumbuhkan di udara terbuka.
Boron
Pertumbuhan ujung sering rusak dan tanaman sering mati akibat defisiensi B. Jaringan tanaman
mengeras, kering, dan rapuh. Daun rontok, batang kasar dan retak-retak; bagian menonjol bergabus dan
berbintik-bintik dan pembungaan sangat dipengaruhi. Bila buah terbentuk, seringkali tampak gejala
seperti pada batang; akar sangat menderita, dan akar atupun pucuk seringkali terinfeksi bakteri.
Molibdenum
Defisiensi Mo pertama kali diidentifikasi pada tanaman tomat, menyebabkan tanaman ini dan jenis
tanaman lain khlorosis di antara tulang daun. Tulang berwarna hijau pucat sehingga khlorosis
menyebabkan daun tampak berbercak-bercak kadang-kadang seperti defisiensi mangan. Tepi daun
cenderung mengeriting atau menggulung. Dalam kasus defisiensi berat diikuti oleh nek- rosis dan
tanaman mengerdil. Pada kubis helai daun menjadi nekrotik dan tidak berkembang, menampakkkan
banyak garis sepanjang tulang daun utama ("whiptail").
DAFTAR PUSTAKA
Epstein, E. 1972. Mineral Nutrition of Plants: Principles and Perspectives. Wiley Eastern Limited. New Delhi.
Mengel, K,. dan E.A. Kirkby. 1982. Principles of Plant Nutrition. Intern. Potash Inst. Switzerland, 655 p.
Syekhfani. 2010. Hubungan – Hara – Tanah - Air – Tanaman. Dasar Kesuburan Tanah Berkelanjutan. Edisi ke-2. PMN –
ITS,. Surabaya. 247 p.
61
PROPAGASI
TUGAS
1. Tugas Individu (Batas Akhir penyerahan satu Minggu setelah kuliah materi bersangkutan).
2. Resume terhadap jurnal (dari dosen).
Ketentuan Resume
1. Maksimal 2 halaman dan diketik, bagian depan diberi cover.
2. Huruf : Times New Roman ukuran 12, spasi 1.5. 3. Kertas A-4, format : Atas : 3.5, Bawah 3, Kiri : 3, Kanan : 3
Penilaian
Nilai Isi dilihat dari : akurasi penyampaian masalah, tujuan, dan pemecahan serta ide penulis mudah dipahami
dan kreativitas.
62
3.2. Anal isis Tanah dan Tanaman–Materi-11
Tujuan:
1. Mahasiswa mengetahui arti penting analisis tanah dan tanaman bagi kesuburan tanah.
2. Mahasiswa mengetahui jenis-jenis analisis yang dilakukan di laboratorium serta kegunaannya.
Penilaian:
KomponenPenilaian
Persentase
Tugas Individual
5
3.2.1. Penggunaan Analisis Tanah Sebagai Dasar Evaluasi Kesuburan Tanah Suatu
Area (Syekhfani, 2001)
Pendahuluan
1. Produktivitas Tanaman adalah fungsi dari faktor-faktor: tanah, tanaman, iklim dan pengelolaan.
2. Produktivitas Tanah adalah fungsi dari faktor-faktor: sifat fisik, kimia, dan biologi tanah.
3. Respon tanaman terhadap pemberian unsur hara dapat terjadi karena:

Kadar unsur total tanah rendah, dan

Ketersediaan unsur bagi tanaman rendah.
Hal ini sebagai akibat intensifikasi berlebihan. Untuk mengetahui hal ini perlu dilakukan analisis
kimia unsur di laboratorium dengan menggunakan metode-metode yang ada.
4. Keampuhan metode analisis tanah dalam mengevaluasi status perharaan tergantung pada
beberapa persyaratan, antara lain yaitu:

Data cukup banyak dan dapat mewakili area yang di evaluasi,

Metode ekstraksi mencerminkan serapan oleh tanaman, diketahui dari nilai korelasi antara
analisis tanah vs tanaman,

Data telah teruji di lapang dari suatu percobaan jangka panjang, dan

Analisis dapat dilakukan secara cepat dan murah.
63
Tahapan Pekerjaan
1. Tahapan evaluasi meliputi pekerjaan-pekerjaan: survai lapang, percobaan pendahuluan (rumahkaca), dan percobaan kalibrasi (lapang).
2. Survai lapang berupa pengumpulan contoh-contoh tanah (dan tanaman) serta data penunjang lainnya
berkenaan dengan kondisi pertumbuhan tanaman, produksi, dan lingkungan. Untuk tanaman jagung:
contoh tanah diambil secara komposit pada kedalaman 0 –30 cm, dan contoh daun berupa daun
dewasa terbuka sempurna (fully expanded leaf) pada fase silk (silking period).
3. Percobaan rumah-kaca merupakan pengujian status hara berdasar informasi dari hasil survai lapang
(pada tempat dengan status unsur:
rendah/sangat rendah) melalui percobaan dosis pupuk; dan
percobaan kalibrasi di lapang merupakan pengujian respon tanaman lebih lanjut di tempat asal
contoh tanah berdasar hasil percobaan rumah-kaca.
4. Data analisis survai lapang bersifat korelatif, sedang percobaan rumah-kaca dan kalibrasi lapang
berupa respon yang dapat diuji tingkat probabilitasnya melalui F-tes, t-tes ataupun regresi.
5. Sebelum survai, diperlukan peta dasar untuk area yang akan dievaluasi. Peta dasar dapat berupa peta
lokasi, vegetasi, topografi, geologi, iklim, dan sebagainya. Penentuan jumlah contoh tanah (dan
tanaman) dan titik pengamatan dilakukan pada peta dasar melalui dua cara:

Secara acak (dilakukan peneliti berpengalaman), dan

Secara sistematis (oleh pemula, misalnya dengan sistem grid).
Intensitas pengamatan menyangkut ketelitian evaluasi.
6. Pemisahan data analisis tanah (dan tanaman) dari titik pengamatan tanaman abnormal (bergejala)
dan normal (tidak bergejala), menghasilkan garis batas kritikal unsur, seperti dikembangkan oleh
Wear dan Somner (1948).
7. Apabila status perharaan ditinjau dari sudut kekahatan terselubung (tidak ditunjukkan oleh gejala
kelainan), maka batas kritikal unsur dapat diperoleh melalui kurva dikemukakan Ulrich dan Hill
(Epstein, 1972) atau Cate dan Nelson (1965).
8. Penggambaran status perharaan dapat dilakukan dengan memasukkan data analisis pada titik–titik
pengamatan dalam peta. Setelah semua data masuk, penyebaran data dapat dikelompokkan dalam
suatu kisaran tingkat status masing-masing unsur pada kategori: sangat rendah, rendah, sedang,
tinggi, dan sangat tinggi. Data analisis dapat diplotkan dengan data melalui metode overlay.
9. Bila dijumpai lebih dari satu unsur yang menjadi masalah, sedangkan di antara unsur-unsur tersebut
ada yang berinteraksi, maka evaluasi dapat didekati dengan menggunakan metode statistik. Langkah
pertama adalah membuat matrik korelasi (r) di antara semua komponen yang di analisis. Selanjutnya
mencari bentuk regresi berganda yang tepat sebagai penduga respon. Kontribusi masing-masing
unsur dalam regresi dapat diketahui melalui nilai koefisien determinasi (R 2) yang diperoleh dari
perhitungan delineating.
64
10. Bentuk pengujian di rumah-kaca bisa berupa manipulasi pemberian unsur hara ke tanah melalui
metode inkubasi, uji kurang satu, ataupun percobaan tingkat dosis pemupukan. Dasar pengujian
diperoleh dari informasi awal survai lapang.
11. Selain analisis tanah (dan tanaman), data yang diperoleh dapat berupa pengamatan visual gejala
kelainan pertumbuhan, respon pertumbuhan dan produksi dari pencatatan parameter yang diamati.
Gambaran respon yang jelas dapat diperoleh bila hasil analisis dikaitkan dengan data tersebut.
12. Penelitian respon di rumah-kaca bisa dilakukan sampai panen, tergantung jumlah media yang
digunakan. Namun data yang ada belum dapat dipakai untuk keperluan rekomendasi karena
dilakukan secara terkontrol pada media terbatas. Penelitian kalibrasi di lapang dapat digunakan
sebagai dasar rekomendasi kepada petani karena medium tidak terbatas dan dilakukan pada kondisi
praktikal. Apbila kita menginginkan data lebih akurat, maka dapat dilakukan percobaan menurut cara
petani.
Hasil yang Diperoleh
1. Dari informasi-informasi survai lapang, percobaan pendahuluan di rumah-kaca, dan percobaan
kalibrasi di lapang diperoleh kurva-kurva standar yang dapat digunakan secara cepat dan tepat untuk
keperluan rekomendasi selanjutnya tanpa perlu melakukan percobaan di area yang diteliti (Gambar 7).
2. Dari kurva respon dapat diperoleh informasi yang tepat terhadap dosis optimum pemberian unsur
melalui pupuk.
3.2.2. Interpretasi Uji Tanah - (Herrera, 2000)
Uji tanah merupakan alat pengelolaan penting dalam mengembangkan program efisiensi
kesuburan tanah, misalnya monitoring potensi pengelolaan tanah dan air. Uji tanah menyediakan
informasi dasar kapasitas penyediaan unsur hara tanah. Uji tanah tidak valid jika pengambilan contoh
tanah salah atau ditangani secara serampangan. Dalam hal ini perlu konsultasi pada pihak instansi yang
berkompeten.
Oleh karena teknik analisis bervariasi antar laboratorium, maka hasil analisis pun mungkin tidak
sama di antara berbagai laboratorium. Angka-angka yang digunakan oleh masing-masing bisa
mempunyai tujuan tertentu. Dalam tulisan ini analisis tanah, tanaman dan air dilakukan menurut metode
yang dikembangkan di laboratorium New Mexico State University (NMSU).
Rekomendasi pengelolaan tanah dan pemupukan berbentuk laporan berdasar informasi hasil uji
tanah disajikan pada suatu lembar hasil analisis laboratorium. Materi yang dilaporkan meliputi latar
belakang budidaya, produksi sebelumnya, pupuk yang digunakan, kedalaman tanah dan permukaan air
bawah tanah, mutu air, dan praktek irigasi. Informasi tambahan meliputi keadaan umum tanaman, hasil
praktek, atau masalah yang mungkin berhubungan dengan tanaman. Kebutuhan pemupukan dapat
berbeda pada umumnya program pengelolaan tanaman. Informasi yang lengkap dan akurat penting
untuk memperoleh rekomendasi pupuk yang menjamin hasil maksimum dengan biaya murah.
65
Uji Tanah Individual
Klasifikasi berikut berupa nilai baku uji tanah, air dan tanaman yang dilakukan di laboratorium
NMSU. Kecuali pH, klasifikasi digolongkan dalam: sangat rendah, rendah, sedang, tinggi, dan sangat
tinggi. Untuk faktor status kesuburan (N, P, K, unsur mikro) klasifikasi rendah dan sangat rendah menandai
adanya kemungkinan respon terhadap pemberian pupuk; klasifikasi sedang mungkin respon atau tidak;
klasifikasi sangat tinggi dan tinggi berarti respon tidak mungkin terjadi.
pH. Kebanyakan tanaman tumbuh baik pada tanah dengan kisaran pH antara 6.2 hingga 8.3. Tanaman
yang peka defisiensi besi dan seng mungkin dijumpai pada pH > 7.5.
pH
Klasifikasi
> 8.5
Sangat alkalin
7.9-8.5
Alkalin sedang
7.3-7.9
Agak alkalin
6.7-7.3
netral
6.2-6.7
Agak masam
5.6-6.2
Masam sedan
3.0-5.6
Sangat masam
Garam, Daya Hantar Listrik (DHL x 103). Bila DHL < 2, berarti ada
masalah dengan kadar garam. Pada tanaman sangat peka bila nilai DHLx10 3 antara 2 hingga 4,
walaupun masalah pada umumnya kecil. Bila DHLx10 3 antara 4 hingga 8, masalah pada umumnya tampak
jelas. DHLx10 3 > 8, tanaman toleransi garam sedang umumnya terhambat pertumbuhannya, daundaun terbakar atau khlorosis. Pencucian tanah dapat mengurangi bahaya kerusakan bila permeabilitas
baik.
Tabel 15 dan 16 adalah daftar toleransi beberapa jenis tanaman terhadap salinitas.
DHL x 103
Klasifikasi
<2
sangat rendah
2-4
rendah
4-8
sedang
8-16
tinggi
> 16
sangat tinggi
66
Tabel 15. Tingkat Toleransi Tanaman terhadap garam, arah ke bawah 
toleransi menurun utk setiap kelompok
Toleransi baik
Toleransi sedang
Toleransi jelek
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - Tanaman Pangan - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - barley (grain)
sugar beet
rape
cotton
rye (grain)
wheat (grain)
oats (grain)
alfalfa
sorghum (grain)
corn (grain)
foxtail millet
sunfrendaher
vetch
- - - - - - - - - - - - -- - - - - - Tanaman Ternak - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - alkali sacaton
saltgrass
bermudagrass
Canada wild rye
western wheatgrass
white Dutch clover
meadow foxtail
alsike clover
red clover
ladino clover
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - Tanaman Sayuran - - - - - - - - - - - - - - - - - - garden beet
kale
asparagus
tomato
broccoli
cabbage caulifrendaher lettuce
potatoes (White Rose)
sweetcorn carrot
peas
onion squash
canteloupe
cucumber
radish
spinach
celery
green beans
- - - - - - - - - - - - - - - - - - Tanaman Buah dan Kacang - - - - -- - - - - - - - - - - pistachio
palm
grape
pear
apple
prune
plum
apricot
peach
strawberry
pecan
67
Tabel 16. Tingkat Toleransi Tanaman Hias terhadap Salinitas Tanah
Kisaran Toleransi
berpengaruh pada tanaman
Tanaman Hias
Sangat Peka
DHL x 10 3 = < 2
Southern yew
Peka
DHL x 10 3 = 2-3 or 4
Laurustinus
Sedang
DHL x 10 3 = 4-5 or 6
Spreading juniper
Pyracantha
Thorny elaeagnus
Oriental arborvitae
Indian hawthorn
Glossy abelia
Photinia
Rose
Chinese holly
Star jasmine
Pyrenees cotoneaster
Chinese hibiscus
Heavenly bamboo
Japanese pittosporoum
Algerian ivy
Japanese black pine
Japanese boxwood
Yelrendah sage
Glossy privet
Toleran
DHL x 10 3 = 6-8
Aleppo pine
European fan palm
Rosemary
Spindle tree
Blue dracaena
Oleander
Umumnya toleran
DHL x 10 3 = 8-10
Croceum iceplant
Purple iceplant
Rosea iceplant
White iceplant
Ceniza
Bougainvillea
Natal plum
Natrium dapat dipertukarkan. Masalah Na muncul bila Na dapat ditukarkan 20 % atau lebih.
Tanah berkadar Na tinggi (tanah sodik) dapat pulih bila Na digantikan dengan unsur lain,
umumnya oleh unsur kapur. Aplikasi gipsum, yang mengandung belerang, asam sulfat dapat
memulihkan tanah sodik dengan baik. Tabel 17 merupakan tingkat toleransi beberapa tanaman
terhadap natrium dapat dipertukarkan.
Natrium %
Klasifikasi
< 10
rendah
10-20
sedang
20-30
tinggi
> 30
sangat tinggi
68
Table 17. Tolerance Berbagai Jenis Tanaman Terhadap Natrium dapat ditukarkan
Toleran terhadap ESP1 dan kisaran di mana
tanaman terpengaruh
Respon pertumbuhan pada kondisi
lapangan
Sangat Peka (ESP = 2-10)
Buahan pohon
Kelapa
Jeruk
Alpokat
Gejala defisiensi natrium
Peka (ESP = 10-20)
Kacang-kacangan
Pertumbuhan kerdil pada nilai ESP rendah
meski kondisi fisik tanah mungkin baik
Sedang (ESP = 20-40)
Clover
Oats
Tall fescue
Padi
Dallisgrass
Pertumbuhan kerdil karena faktor nutrisi
dan/atau kondisis tanah
Toleran (ESP = 40-60)
Gandum
Kapas
Alfalfa
Barley
Tomat
Beets
Pertumbuhan kerdil biasanya karena
kondisi fisik tanah jelek
Umumnya toleran (ESP > 60)
Crested wheatgrass
Fairway wheatgrass
Tall wheatgrass
Rhodesgrass
Pertumbuhan kerdil biasanya karena
kondisi fisik tanah jelek
1
ESP = exchangeable-sodium-percentage (persentase kejenuhan natrium)
Bahan Organik. Persentase bahan organik dapat digunakan dalam menduga kadar N tanah.
Metoda ini sendiri tidak selalu akurat tergantung kadar N tersedia, sehingga kebanyakan orang
menggunakan N-nitrat untuk rekomendasi.
Pasir %
Liat %
Klasifikasi
< .5
< 1.0
sangat rendah
.5-1.0
1.0-2.0
rendah
1.0-1.5
2.0-3.0
sedang
> 1.5
> 3.0
tinggi
69
Tekstur. Tanah bertekstur kasar menentukan kapasitas pegang unsur hara dan/atau air. Tanah
bertekstur halus seringkali menyebabkan masalah perembesan air.
Material
Tekstur
Sand, loamy sand (pasir, pasir berlempung)
kasar
Sandy loam, fine sandy loam (lempung
berpasir, lempung berpasir halus)
Agak kasar
Very fine sandy loam, loam, silt loam, silt
(lempung berpasir sangat halus, lempung,
lempung berdebu, debu)
sedang
Sandy clay, silty clay, clay (liat berpasir, liat
berdebu, liat)
halus
N-Nitrat. Nitrat-nitrogen merupakan unsur N tersedia dalam tanah; bersam bahan organik
(dalam %) digunakan untuk rekomendasi pupuk N. Karena N-nitrat sangat larut, sehingga
mudah mengalami pencucian terutama pada tanah bertekstur kasar. Sampel tanah yang akurat
untuk analisis N-nitrat diambil pada kedalaman 18 hingga 36 cm. Aplikasi penambahan
nitrogen secara split perlu dilakukan terutama pada tanah berpasir.
ppm
Klasifikasi
< 10
rendah
10-30
sedang
> 30
tinggi
P-Bikarbonat. Otorita Mexico Baru pada umumnya rendah P tersedia sebab difiksasi
pada tanah berkapur. Fosfor Bikarbonat (NaHCO3-P) atau P-Olsen, merupakan P- larut air, Pkalsium dapat larut, dan P-organik.
ppm
Klasifikasi
<7
sangat rendah
8-14
rendah
15-22
sedang
23-30
tinggi
>31
sangat tinggi
70
K-Tersedia. Kalium pada umumnya cukup tersedia pada tanah yang tidak mengalami pencucian
tinggi. Kalium dilepas oleh Ca at au Na pada tanah berkapur atau salin. Respons terhadap
pupuk Kalium kadang-kadang tampak pada tanah berpasir dengan kapasitas tukar kation rendah.
ppm
Klasifikasi
< 30
rendah
300-60
sedang
< 60
tinggi
Fe-Ekstrak-DTPA. Kekurangan besi sering menjadi masalah bagi tanaman peka yang tumbuh
pada nilai pH > 7.5. Meskipun batas kritis besi dalam tanah adalah 4.5 ppm, tanaman peka besi
sering dapat tumbuh dengan baik pada level 2.5 ppm bila tidak ada kendala caliche atau gips,
atau terjadi over irigasi. Beberapa jenis tanaman yang satu lebih peka terhadap besi
dibandingkan yang lain.
ppm
Klasifikasi
< 2.5
rendah
2.5-4.5
sedang
> 4.5
tinggi
Zn-Ekstrak-DTPA. Kekurangan Seng merupakan masalah penting beberapa tanaman
sereal, terutama jagung dan gandum; umumnya tanah dengan nilai pH > 7.5 atau tanah
mengalami pemupukan P berat. Beberapa jenis tanaman mungkin lebih peka kurang seng
dibanding jenis lain.
ppm
Klasifikasi
< 0.5
rendah
0.5-1.0
sedang
> 1.0
tinggi
Cu-Ekstrak-DTPA. Defisiensi Tembaga belum dibuktikan di Mexico Baru. Faktor yang
mendukung defisiensi tembaga adalah berkaitan dengan kadar bahan organik tinggi, berpasir,
atau pH tinggi.
71
ppm
Klasifikasi
< 0.3
rendah
0.3-1.0
sedang
> 1.0
tinggi
Mn-Estrak-DTPA. Defisiensi mangan belum dibuktikan di Meksico Baru. Umumnya terjadi di
bawah kondisi seperti terjadi pada besi dan seng.
ppm
Klasifikasi
< 1.0
rendah
1.0-2.5
sedang
> 2.5
tinggi
Faktor Konversi
Luas lahan percobaan dapat dikonversi dari bagian per sejuta (ppm) ke pon per akre melalui faktor
konversi berdasar kedalaman sampling tanah. Karena profil area 1 akre dan dalam 3 inci setara kira-kira 1
juta pon, faktor konversi berikut dapat digunakan:
Kedalaman sampling
ppm, kalikan dg
inci
3
1
6
2
7
2.33
8
2.66
9
3
10
3.33
12
4
72
Komitmen Kesuburan Tanah
Suatu sifat kimia tanah yang baik berdasar interpretasi uji tanah yang akurat bukanlah satusatunya pertimbangan terhadap hasil keuntungan maksimum dari produksi tanaman. Walaupun sejumlah
pupuk yang sesuai berdasar pada suatu uji tanah direkomendasikan dan diterapkan, banyak faktor lain
yang menyebabkan efek pupuk membatasi potensi hasil suatu tanaman. Faktor ini meliputi:
(1) Kondisi tanah,
(2) Pengendalian hama, dan
(3) Mutu air irigasi, dan
(4) Pengelolaan air irigasi.
Jenis tanah dan mutu air irigasi bagi tanaman adalah sulit untuk untuk dikendalikan.
Bagaimanapun, pengendalian hama dan penyakit dan pengelolaan air adalah di bawah kendali
langsung penanam dan ketrampilan pengelolaan nya. Respon terhadap aplikasi pupuk pada umumnya
tergantung berpa baik pengaturan pertanaman.
DAFTAR PUSTAKA
Herrera, E. 2000. College of Agriculture and Home Economics. New Mexico State University. Soil Analysis - Panduan A122.
McArthur, W. M. dan K. Spencer. 1970. A scheme for preliminary study of soil fertility in a district. Australian J. of Exp.
Agric. And Animal Husbandry. Vol. 10: 106-203.
Syekhfani. 2001. Penggunaan Analisis Tanah Sebagai Dasar Evaluasi Kesuburan Tanah Suatu Area. Disampaikan dalam
pelatihan yang diselenggarakan oleh PT Pioneer Hibrida Indonesia di Hotel Kartika Graha, 23 April 2001 (tidak
dipublikasikan).
PROPAGASI
TUGAS
1. Tugas Individu (Batas Akhir penyerahan satu Minggu setelah kuliah materi).
2. Berikan catatan singkat (satu halaman) apa saja yang perlu disiapkan sebelum melakukan analisis di
laboratorium.
73
Modul 4. Aplikasi Pupuk
Tujuan:
1. Mahasiswa mengetahui 5 kaedah pemberian pupuk: kebutuhan, jenis, dosis, waktu, dan cara.
2. Mahasiswa mengerti beda aplikasi pupuk anorganik dengan organik ke tanah dan ke tanaman.
Ada tiga alasan prinsip melakukan pemupukan:
1. Keseimbangan Tanah: menjadikan komposisi hara dalam suatu tanah mencapai campuran
yang dibutuhkan tanaman, atau menambahkan unsur hara dalam suplai singkat. Melalui analisis batuan
dasar dari mana tanah tanah berasal, dan mengetahui kebutuhan tanaman yang tumbuh di sana
atau mencampur tanaman selama beberapa musim, unsur hara dalam suplai sesaat dapat ditetapkan
dan dapat ditambahkan dalam bentuk pupuk artifisial. Dalam uji tanah tradisional, suatu sampel A
dianalisis, daripada horizon C atau B. Hal ini dilakukan karena komposisi horizon A, zone olah dan zone
perakaran, segera menarik untuk musim produksi tanaman. Hal sama seperti analisis horizon C atau
B, unsur asli dalam suplai sesaat dapat dideteksi dan ditambahkan untuk memperbaiki komposisi tanah.
2. Penggantian: untuk menggantikan unsur hara melalui panen. Dalam skala kecil masyarakat primitif,
sisa manusia dan binatang dikembalikan ke tanaman budidaya di mana mereka berasal, tetapi pada
skala besar pertanian di mana produksi dijual dan di,akan secara luas, hal ini tidak tidak lebih lama
diterima. Pupuk artifisial kemudian penting untuk menggantikan pupuk tanah alami. Lihat pula
catatan pada pertanian tradisional dan daur ulang sisa di bawah:

Respon Cepat: pupuk cepat tersedia diaplikasikan untuk memperoleh kebutuhan mendadak tanaman
budidaya monokultur cepat tumbuh.

Optimis: pupuk artifisial diberikan untuk optimisasi bebrapa parameter ekonimi, biasanya jumlah
keuntungan udari operasi. Banyak perusahaan pupuk mendefinisikan hasil optimal tanpa maksud
meningkatkan resiko polusi tanah dan air, dan degradasi lahan miring seperti racun bunga plankton di
laut.

Pakan Mikroorganisme Tanah: suatu aspek paling penting sering dipandang adalah penggunaan
pupuk sebagai pakan mikroorganisme dari senyawa berkayu di dalamnya. Di abad ke-19, 'Gabungan
Petani' Belanda menggunakan lebih dari 20 t/ha manure. Nitrogen dapat diperoleh dari manure
dalam bentuk amoniak NH3, bentuk nitrogen sangat menguap.
74
Tabel 18. Pupuk Umum Digunakan
Tipe pupuk
Formula
Unsur aktif
Komentar
Amonium bikarbonat
NH4.HCO3
N 18%
Cepat menguap. Kemasan butuh sealed. Terbaik aplikasi
dalam tanah. Hilang di atas 50 % setelah aplikasi.
Pembuatan murah.
Amonium nitrat
NH4.NO3
N 35%
Pupuk paling potensial buatan industri Haber-Bosch.
Mudah larut dalam air dan diserap tanaman. Juga cepat
tercuci.
Urea
NH2.CO.NH2
N 47%
Pupuk lambat tersedia yang membutuhkan konversi oleh
bakteri tanah sebelum amoniak tersedia bagi tanaman.
Urea pelet mudah dipak, dipegang, disimpan dan
diaplikasi.
Batu Fosfat
Ca3(PO4)2
P 19%
Ca 38%
Diberikan sebagai fosfor dan kalsium. Ditambang dari
deposit guano (ekskresi burung laut).
Super fosfat
CaSO4 53%
CaP2O5 34%
S 12%
P 11%
Ca 24%
Dibuat dari batuan fosfat atau tulang, digiling menjadi
tepung, kemudian dicampur dengan asam sulfat. Populer
di New Zealand dan Australia.
Super fosfat dobel
Ca(H2PO4)2
P 26%
Ca 17%
Bentuk fosfat yang paling umum, kelarutan tinggi
Triple super fosfat
CaHPO4
P 23% Ca 29%
Digunakan secara luas, sedikit larut dalam air.
Kapur, kalsit
CaCO3
Ca 40%
Ditambahkan ketanah sebagai kalsium dan mengurangi
kemasaman.
Kalium oksida
K2O
K 83%
Penambahan kalium

Uji tanah memberikan konsentrasi tanah dalam ppm (parts per million). Dua nilai berbeda tampak
pada fosfor, tergantung jenis uji: Bray atau Olsen. Olsen menunjukkan gambaran umum 30% lebih
rendah dari pada uji Bray. Tanah adalah dianggap optimal dengan konsentrasi P 10-20 ppm; deficient
bila 0-5 ppm. Tingkat aplikasi tipikal adalah 50 kg/ha (P2O5) untuk lahan pertanian intensitas tinggi.
Kalium diekstraksi dari tanah dengan amonium-asetat, menunjukkan tanah optimal pada 90-130 ppm
dan tanah deficient adalaht 0-50 ppm. Tingkat aplikasi tipikal adalah 40 kg/ha (K2O) untuk tanah
pertanian intensitas tinggi (catatan: 1000 ppm = 1 kg/ton).

Bila pupuk dihalangi, padang rumput berproduksi tinggi diturunkan 5% dan daerah berbukit 10-15%
per tahun, untuk mendatar hasil kurang dari 30-40%.

Pada sistem pertanian tradisional tidak terdapat cukup daur sisa hewan dan manusia untuk
mempertahankan kehilangan melalui panen. Lahan budidaya digilir dengan rumput. Ternak kandang
pedaging diberi pakan sisa tanaman dan tanaman pakan yang ditumbuhkan khusus untuk itu. Sisanya
didaur ke lahan, hanya pada saat sebelum tanaman baru membutuhkan unsur hara. Penyakit tanaman
lebih baik dikendalikan dengan rotasi daripada dengan bahan kimia. Ini merupakan cara pertanian
berlanjut lebih dari seribu tahun, dan mendapat banyak dukungan saat ini dengan istilah permacultur.

Pertanaman dan produksi daging modern telah diperkenankan berkembang secara bebas, belokasi
jauh dengan yang lain, sehingga biaya transpor terlalu tinggi untuk menjastifikasi daur sisa. Ini suatu
ide perdagangan bebas yang tidak cocok untuk keberlanjutan, namun dapat diubah melalui relokasi
petani ayam dan babi ke tempat di mana kotoran sisanya dapat didaur.

Kesuburan tanah berkaitan erat dengan organisme tanah. Bagaimana perlakuan tanah dengan
membajak, memupuk atau mengontrol hama penyakit, petani perlu mempertimbangakan tentang
75
biota tanah. Apa yang perlu? Bagaimana cara perlekuan? Bagaimana cara memperoleh lebih banyak?
Dalam hal ini, pupuk anorganik (artifisial) tidak sama dengan daur sisa. Pupuk artifisial hanya
mengandung nhara untuk tanaman. Sisa dan akar kemudian memberi pakan tanah. Secara kontras,
sisa hewan tanah memberi pakan tanah menjadikan unsur hara tersedia bagi tanaman. Ini perbedaan
penting antara pupuk anorganik dengan bahan organik.

Juga terdapat perbedaan jelas antara tanaman tahunan seperti teh, kopi, karet, rumput, dengan
tanaman semusim seperti kacang, gandum, kentang. Tanaman pohon tidak memerlukan pengolahan
tanah, tidak menghancurkan tanah agar berlanjut, yang mempengaruhi kehidupan biota tanah. Hidup
tanaman yang lama membiarkan tanah menjastifikasi komunitas tanaman baru di atasnya dan
mempertahankan unsur hara yang paling dibutuhkan.

Kebanyakan tanaman budidaya berbeda dari ekosistem alami dan komunitasnya dalam
kompleksitasnya. Tanaman budidaya kebanyakan monokultur, sedang komunitas alami mempunyai
kemungkinan ragam untuk memberikan tipe tanah dan iklim spesifik lokal. Varieats tanaman tinggi
dimaksud bahwa komposisi rata-rata haranya lebih dalam komunitas tanah oprimal. Dengan kata lain,
ragam tanaman meningkatkan kesuburan tanah. Adalah menarik bahwa bero dengan varietas rumput
dan lain ragam tanaman, memelihara tanah lebih subur daripada bila dibudidayakan secara
monokultur satu jenis rumput.
3. Meminimalkan Resiko: melalui kepedulian penuh terhadap lahan budidaya, mengenal sejarah
dan mempunyai pengalaman bagaimana terjadinya melalui penelitian dan pengujian, petani
merupakan person paling tepat untuk menjastifikasi resiko lingkungan. Berikut beberapa praktek umum
mengurangi resiko kerusakan oleh lingkungam:

Uji tanah setiap tahun. Ambil bebrapa sampel tersebar di lahan pada titik-titik tertentu pada bulan
sama setiap waktu. Mintakan advis ahli pertanian. Ingat bahwa ukuran uji adalah hara segera tersedia,
sedang organisme tanah melepas hara 'tidak tersedia' sedikit-sedikit. Tanah yang baik bisa
mempunyai kutub hara 'tidak tersedia'.

Analisis jaringan tanaman untuk serapan hara aktual.

Catatan uji tanah dan tanaman, aplikasi pupuk dan hasil tanaman. Juga curah hujan.

Kondisi aplikasi pupuk saat angin tenang, kurang dari 5 km/jam. Sering-sering semprot/aplikasi.
Hindari air terbuka.

Tidak memupuk bila tanah jenuh air (> kapasitas lapangan). Lakukan bila pipa drainase tak berjalan.

Perubahan suhu tanah tanah 5ºC.

Waktu aplikasi pada saat pertumbuhan tercepat.

Berikan pupuk lambat tersedia (slow-release) atau cepat tersedia (fast-release), atau campuran
keduanya untuk memenuhi kebutuhan tanaman.

Berikan jumlah sedikit lebih sering ( split application) bila mungkin dan mudah dilakukan.

Lahan merupakan tipe yang cocok (tanah, kelerengan).

Sumber dan kualitas sumber air/air pengairan memenuhi syarat sebagai sumber unsur hara.
76
4.1. Prinsip Dasar Apl ikasi Pupuk Anorganik– Materi-13a
Tujuan:
1. Mahasiswa mengetahui cara aplikasi pupuk anorganik padat dan cair.
2. Mahasiswa mengetahui cara aplikasi pupuk anorganik ke tanah dan ke tanaman.
Penilaian:
KomponenPenilaian
Persentase
Tugas Individual
5
Proponen permakultur dan pertanian organik menggunakan sumber alami 'batuan' untuk
pupuk alami. Bahan ini ditebar di lahan. Organisme tanah kemudin menutupinya menjadi lingkungan
masam dan lembab yang mendorong laju pelapukan alami 1 ton/ha. Sudah barang tentu, di horizin C,
batuan basik melapuk pada timgkat ini, memberikan unsur hara baru. Seringkali batuan keras adalah
endapan metamorf seperti greywacke atau batuan beku seperti basalt. Susunan kimia dari kedunya
berbeda , tetapi rata-rata dapat mendorong hasil unsur hara berikutnya (lihat tabel berikut):
Estimasi Komposisi Batuan Pupuk
Unsur
N - nitrogen
P - fosfor
K – kalium
S - sulfur
Ca – kapur, kalsium
Mg - magnesium
Batuan [1]
konsentrasi
ppm
batuan [1]
kg/ton
tanah[2]
kg/ton
100
700
1,200
1,000
20,000
20,000
0.1
0.7
1.2
1.0
20
20
1.0
0.7
14
0.7
14
5
[1] Konsentrasi rata-rata kerak bumi, pada greywacke, granit dan basal.
[2] lihat tabel di atas
Aplikasi pupuk sebelum tanam harus disebar rata dan dibenamkan ke dalam tanah. Dalam hal
pupuk mengandung fosfat larut, aplikasi dilakukan pada jarak 2.5 hingga 5 cm di bagian kiri kanan baris
tanaman dengan kedalaman10 hingga 15 cm, lalu ditutupi tanah untuk mengurangi fiksasi fosfat. Juga
praktek yang baik dilakukan dengan cara mencampurkan superfosfat dengan kotoran ternak (farmyard
manure) sebanyak 18 hingga 22 kg setiap ton sebelum diaplikasikan. Amonium sulfat diaplikasikan
setelahada tanaman dan tidak boleh saat kondisi daun basah. Aplikasi untuk tanaman beririgasi, harus
segera diikuti pemberian air. Untuk tanaman pohon buahan, pupuk diaplikasikan ke tanah seputar
proyeksi tajuk, sesuai perkembangan pertumbuhan.
Di negara-negara maju, pupuk biasanya diaplikasikan dengan bantuan mesin berbagai jenis dan
kadang-kadang menggunakan pesawat terbang seperti helikopter. Kombinasi - tanaman, pupuk, dan
penyebaran - perlu disesuaikan bila pupuk diberikan dalam barisan saat tanam.
77
Diagnosis Kebutuhan Pupuk: (Chrisiworld, 2009)
Ada empat metode penetapan kebutuhan pupuk suatu tanah, yaitu:
(1) percobaan lapangan,
(2) uji pot,
(3) uji biologis, dan
(4) uji kimia.

Percobaan lapangan, bersifat sebagai metode yang lebih nyata, tetapi memerlukan waktu dan biaya,
dilakukan terutama oleh para peneliti dan organisasi peneliti lapangan. Petani yang menginginkan
hasil suatu percobaan lapangan yang valid untuk dijadikan landasan penentuan kebutuhan pupuk di
lahan mereka, perlu minta nasihat pada para Ahli agronomi.

Percobaan pot, memungkinkan melakukan percobaan pemupukan dalam jumlah banyak, pada
tempat terbatas, dan dalam waktu relatif singkat. Bagaimanapun, kondisi pengujian berbeda dengan
di lapangan, hasilnya tidak selalu dapat langsung diaplikasikan skala luas di lapangan.

Uji Biologis, berkaitan dengan pertumbuhan benih atau bentuk tanaman tingkat rendah lain, seperti
bakteri dan fungi, di bawah kondisi khusus dan studi pertumbuhan relatif mereka atau kandungan
hara yang dibutuhkan. Prediksi suatu uji jaringan tanaman untuk nitrat dan unsur hara lain
menunjukkan kecenderungan prediksi kebutuhan tanaman terutama tanaman pangan berbeda.
Metode ini bersifat lambat dan memerlukan biaya besar sehingga tidak selalu dapat dipraktekkan.

Analisis kimia tanah dan tanaman tumbuh di tanah, merupakan metode modern untuk menentukan
status kesuburan tanah. Analisis tertentu memberikan informasi relatif tentang kelebihan atau
kekurangan unsur-unsur bagi tanaman, tetapi tidak memberikan indikasi tentang kuantitas yang
tepat tentang pupuk yang akan diaplikasikan untuk mengatasi defisiensi dengan baik. Suatu metode
dapat digunakan untuk suatu tujuan bila hasilnya dikorelasikan dengan hasil penelitian lapangan.

Uji cepat tanah dapat dilakukan di semua daerah yang didukung fasilitas cukup. Percobaan lapangan
pun jumlahnya banyak, dilakukan setiap tahun pada berbagai jenis tanaman dan tanah berbeda.

Hasil-hasil percobaan lapangan, bila dikalibrasi dengan uji cepat, akan memberikan gambaran status
perharaan dalam tanah berikutnya; ini akan menjadi petunjuk berharga bagi para petugas penyuluh
dalam menyampaikan saran kepada petani tentang praktek pemupukan.

Gejala defisiensi, pada tanaman kadang-kadang mampu memberikan petunjuk kemungkinan
mengatasi defisiensi dalam tanah. Namun, diagnosis defisiensi yang benar membutuhkan
pengalaman yang luas. Lebih jauh, beberapa simptom pada tanaman menunjukkan penampakan
aktual defisiensi unsur hara dalam tanah.

Defisiensi tanah tertentu harus didiagnose dan dilakukan seawal mungkin dengan memperhatikan
tujuan-tujuan lain.
Jumlah Aplikasi Pupuk:
Di negara daratan seperti India, di mana kondisi varietas dan iklim beragam, tidak mudah
menentukan dosis optimum jenis pupuk untuk tanaman tertentu yang umum bagi semua daerah. Setiap
daerah punya penelitian 50 tahun-an dan infomasi kebutuhan pupuk spesifik lokasi. Namun, untuk
78
praktek pupuk khusus dalam hubungan dengan jenis tanaman dan tanah, dilakukan konsultasi dengan
Departemen Pertanian.
Faktor Konversi untuk Menentukan Jumlah Pupuk:
Untuk menetapkan jumlah pupuk dari rekomendasi tingkat aplikasi N, P atau K, atau sebaliknya,
digunakan faktor konversi berikut:
Faktor Konversi untuk Menentukan Jumlah Pupuk
Jenis Unsur/Senyawa
Kalikan
dengan
Jenis Pupuk
Nitrogen
4.854
Amonium sulfat
Nitrogen
2.222
urea
Nitrogen
3.846
Amonium sulfat nitrat
Nitrogen
4.000
Amonium khlorida
Nitrogen
3.030
Amonium nitrat
Fosfor oksida (P2O5)
6.250
Superfosfat, single
Fosfor oksida (P2O5)
12.222
Superfosfat, double
Fosfor oksida (P2O5)
2.857
Dikalsium fosfat
Fosfor oksida (P2O5)
5.000
Tepung tulang, mentah
Kalium (K2O)
1.666
Kalium muriat
Kalium (K2O)
2.000
Kalium sulfat
Amonium sulfat
.206
Nitrogen
Natrium nitrat
0.155
Nitrogen
Urea
0.450
Nitrogen
Amonium sulfat nitrat
0.260
Nitrogen
Amonium khlorida
0.250
Nitrogen
Amonium nitrat
0.330
Nitrogen
Superfosfat, dobel
0.450
Fosfor oksida (P2O5)
Dikalsium fosfat
0.350
Fosfor oksida (P2O5)
Tepung tulang, mentah
0.200
Fosfor oksida (P2O5)
Kalium muriat
0.600
Kalium (K2O)
Kalium sulfat
0.500
Kalium (K2O)
79
4.2. Pupuk Ke Daun: Pendahuluan
Pemupukan daun (atau memberi makan daun) merupakan aplikasi—melalui semprotan—unsur hara
ke daun dan batang tanaman serta serapan oleh bagian tersebut. Penggunaan baik sistem produksi
konvensional maupun alternatif, keduanya mampu (meski kadang-kadang ada kontroversi) dalam hal
meningkatkan nutrisi tanaman. Informasi memberi makan daun pada aplikasi konvensional biasanya
disediakan oleh Koperasi Penyuluhan dan pers pertanian umum, publikasi menitik beratkan aplikasi
dalam hal sistem organik dan berkelanjutan. Lebih detail lihat publikasi ATTRA: Sustainable Agriculture:
An Introduction and Organic Crop Production Overview.
Latar Belakang
Memberi makan daun dilakukan untuk tujuan suplai hara makro dan mikro, hormon tanaman,
stimulan, dan senyawa-senyawa menguntungkan lainnya. Penelitian pengaruh pemupukan melalui daun
antara lain meliputi peningkatan hasil, ketahanan hama penyakit, toleransi kekeringan, dan kualitas
tanaman. Respon tanaman tergantung spesies, bentuk pupuk, konsentrasi, dan frekuensi aplikasi, sejalan
dengan fase pertumbuhan tanaman.
Aplikasi daun seringkali berkaitan dengan fase pertumbuhan vegetatif atau pembuahan tertentu,
dan formula pupuk harus didekati secara benar. Aplikasi juga dilakukan untuk tujuan pemulihan akibat sok
karena pindah tanam, kerusakan, atau akibat cuaca ekstrem buruk.
Dalam hal serapan hara, pemupukan daun dapat mencapai 8 hingga 20 kali lebih efisien daripada
aplikasi melalui tanah (1). Bagaimanapun, efisiensi tidak selalu dicapai dalam praktek. Biasanya,
kegagalan terjadi akibat tidak menguasai prinsip-prinsip memberi makan daun (lihat Dasar Memberi
Makan Daun, uraian di bawah). Kerusakan lain termasuk aplikasi campuran semprotan salah, atau
campuran benar tapi waktu pemberian salah. Keterampilan tentang bahan semprotan yang dipakai dan
fase tumbuh tanaman kapan penyemprotan tampaknya berkaitan dengan pengalaman dan penguasaan
ilmu.
Oleh karena hasil penelitian dan pengalaman praktek aplikasi pemberian makan daun beragam,
pendapat terhadap penggunaannya juga beragam baik pada siklus pertanian konvensional maupun
alternatif. Meski demikian terdapat kesepakatan umum, bahwa bagaimanapun pemupukan daun tidak
dapat disebut sebagai pengganti dalam program penyuburan tanah. Untuk mencari cara operasi ke lahan
agar lebih berlanjut, termasuk beberapa kombinasi kompos, ternak, pupuk kandang, pupuk hijau,
tanaman penutup, mineral-mineral tanah dari batuan, dan perencanaan yang baik dalam rotasi tanaman,
termasuk legum.
Salah satu keuntungan pemupukan daun adalah peningkatan serapan hara dari dalam tanah.
Pernyataan ini berdasar pada pertimbangan bahwa pemupukan daun menyebabkan tanaman
memompakan lebih banyak gula serta eksudat lain dari akar ke rizosfer.
Populasi mikroba di zona perakaran terstimulasi melalui peningkatan eksudat ini. Akibatnya, hal ini
mendorong aktivitas biologi dalam meningkatkan ketersediaan hara, penekanan penyakit secara
biokimia, vitamin, dan faktor-faktor menguntungkan tanaman lainnya. Berdasar pertimbangan ini, maka
upaya aplikasi pemupukan daun dalam pertanian organik adalah tepat, di mana filosofi makanan tanah,
bukan isi ulang tanaman.
80
Pemupukan Daun dan Resistensi Hama Penyakit
Terdapat acuan dasar pertanian organik bahwa tanaman tertentu mempunyai perilaku tersendiri
terhadap ketahanan hama penyakit. Sedang tradisi kebanyakan partisi mencoba mencapai hara optimum
melalui menejemen tanah secara langsung, banyak pertimbangan pemupukan daun kunci akhir
membuat beberapa format "resistency induced" suatu kenyataan praktek.
Pupuk Daun
Agar pupuk daun bekerja efektif, beberapa petunjuk berikut agar diikuti:

Untuk efisiensi dan mencegah kerusakan tanaman, disarankan agar larutan nutrien seencer mungkin.
Kadang-kadang sebanyak satu atau ½ takaran kecil tiap akre adonan aktif cukup menunjukkan respon
yang jelas (1). Semprotan konsentrasi tinggi, khususnya pupuk berupa garam-garam anorganik,
mempunyai potensi "membakar" daun tanaman. Terutama garam-garam khlorida (mis, KCl).

Nilai pH larutan semprot harus berada mendekati kisaran netral (5.5-8.5). Bila dibutuhkan peneraan
pH, dapat digunakan vinegar untuk meningktkan kemasam, dan baking soda untuk menurunkan.

Dalam hal pH, beberapa kualitas air semprot harus diperhatikan:

Kebersihan. Partkel kecil tak larut, dapat segera menyumbat lubang nozzles—meski lebih baikdilengkapi dengan strainers bila cukup banyak bahan mengendap.

Bahan Kimia dan Kontaminan Penyakit. Beberapa air sumber kontaminan tidak boleh digunakan
untuk pupuk daun. Apabila terdapat kecurigaan pada organisme penyakit tertentu, air dapat
diperlakukan secara efektif dengan sedikit hidrogen peroksida.

Khlorin. Khlorinasi air dapat menghilangkan bakteri membahayakan, tetapi dapat pula membunuh
organisme yang menguntungkan, yang mana mungkin berada dalam larutan semprot daun.
Membiarkan air dalam tangki terbuka selama satu malam umumnya cukup menjadikan air tidak
membahayakan mikroba campuran.

Pengaruh baik adalah bila semprot daun mencapai kehalusan atom. Hal ini dapat dilakukan dengan
meningkatkan tekanan pompa menggunakan blower. Perkembangan lanjut berupa semprot tipe
boom dengan mengatur nozzles posisi sudut 45° membiarkan semprot menempel pada tanaman.

Semprotkan saat angin minimal. Ini khusus penting dengan semprot halus mengatom agar mudah
membasahi permukaan daun.

Serapan akan meningkat bila semprotan memasahi dan menempel di helai daun. Semprotan agar
mengenai bagian lokasi stomata.

Tunda semprot daun bila suhu udara turun hingga 80°F atau lebih rendah. Serapan pada suhu tinggi
sangat tidak baik sebab stomata menutup. Beberapa semprot daun paling efektif dilakukan sore hari
menjelang malam, ketika suhu baik dan angin minimal.

Serapan akan dibantu bila kondisi cuaca adalah lembab dan basah. Keberadaan embun pada daun
membantu pupuk daun.

Penambahan surfactant ke larutan menurunkan tegangan permukaan dan meningkatkan serapan.
81

Catat kemungkinan terjadi interaksi di antara pupuk daun. Beberapa bahan tidak cocok untuk
dicampurkan bersama-sama. Ia akan menyebabkan terjadi endapan yang mengikat hara dan
menyumbat nozzle. Banyak label produk menunjukkan ketidak-kompatibelan. Bila tidak ada
keterangan, campur sejumlah relatif bahan dengan air dan dalam botol dan kocok. Bila tidak ada
endapan, bearti tidak ada masalah.

Untuk penghematan dan pengurangan biaya, pupuk daun kadang-kadang dapat dikombinasikan
dengan aplikasi pestisida. Bagaimanapun, konflik waktu dan ketidak-kompatibelan bahan dapat
dikombinasikan melalui semprotan. Boleh jadi diperlukan membaca semua label produk dan
melakukan uji dalam botol.
Defisiensi atau Gejala
Di kawasan di mana produksi tanaman secara kontinyu untuk suatu waktu dan di mana interaksi
tanaman dan tanah tertentu telah dipelajari, defisiensi nutrisi tertentu dapat diprediksi. Di mana defisiensi
ini berkaitan dengan hara sekunder dan mikro, pemupukan daun sering dianggap dapat mengatasi.
Sebagai contoh, pemupukan daun secara rutin digunakan untuk mengatasi defisiensi Zn pada tanaman
pecan. Tampaknya, penyemprotan Ca sering direkomendasikan sebagai salah satu pencegah blossom end rot pada tomat. Pemutusan untuk menyemprot pada beberapa kasus berdasar pada hasil peneleitian
sebelumnya, sering bolstered dengan informasi uji tanah dan/atau pengamatan simptom di lapangan.
Uji Jaringan Tanaman
Uji jaringan tanaman faktual daripada cara pendekatan sebelumnya, yaitu melalui simptom
tanaman, atau uji tanah untuk memantapkan kondisi adanya defisiensi hara, meski mereka dapat
digunakan satu sama lain sebagai patokan dalam mengetahui dan mengatasi masalah defisiensi. Dalam
hal tanaman hortikultura bernilai tinggi (termasuk pecan dan tomat), uji jaringan adalah rutin. Hal ini
barangkali merupakan suatu hal secara umum diterima untuk mengidentifikasi defisiensi unsur hara.
Kesesuaian pemupukan daun sebagai cara koreksi biasanya tergantung pada defisiensi hara. Sebagai
contoh, penggunaan pemupukan daun lebih umum bila defisiensi unsur mikro daripada defisiensi unsur
makro nitrogen, fosfor, atau kalium.
Banyak servis uji tanah juga dilengkapi uji jaringan tanaman. Hal yang sama dilakukan banyak
laboratorium lapangan. Sebagai contoh, Universitas Arkansas, mempunyai program khusus analisis daun
blueberi—komoditi utama di negara ini.
Lab Uji Tanah Alternatif ATTRA mempublikasikan daftar sejumlah fasilitas uji secara bebas,
sebagian di antaranya mengenai servis analisis jaringan.
Perlu perhatian bahwa analisis daun akurat tergantung pada pengambilan dan prosedur penanganan
contoh. Sedang instruksi tampak pada setiap lab atau pengembangan servis konsultasi, beberapa advis
umum yang baik disajikan dalam bentuk tulisan berjudul: Leaf/Petiole (Stem) Sampling.
82
Refraktometer
Suatu alat yang dirasakan petani baik diintreaksikan dengan pemupukan daun adalah
refraktometer. Refractometer adalah alat sederhana yang murah untuk mengukur padatan larut dalam
cairan tanaman (kebanyakan adalah gula), dengan cara menyelidiki berkas (refraksi) cahaya lewat melalui
cairan. Persentase tinggi padatan larut yang ada dalam cairan, berarti perharaan baik dalam tanaman.
Seperti dijelaskan sebelumnya, kebanyakan proponen pemupukan daun berhubungan dengan
pembacaan °Brix lebih tinggi dengan resistensi hama penyakit.
Bahan Pupuk untuk Pemupukan Daun:
Pupuk Sintetik
Bahan pupuk konvensional paling larut dapat digunakan untuk pemupukan daun. Campuran cairan
panas dan formulasi larutan kering (contoh, produk Miracle-Gro™) biasanya ada saham, seperti halnya
dirancang agar larut dalam air dan mengandung beberapa kontaminan. Pupuk mengandung jumlah
banyak khlorin, harus dihindari untuk mengurangi kemungkinan kerusakan tanaman. Catat bahwa pupuk
sintesis tidak diperbolehkan untuk produksi tanaman organik.
Pupuk Organik
Pupuk berbasis-ikan (emulsi ikan atau tepung ikan) dan rumput laut (tepung rumput laut larut atau
ekstrak rumput laut) di antaranya adalah merupakan makanan tanaman paling umum dalam pertanian
organik, diaplikasikan secara sendiri-sendiri maupun kombinasi. Informasi jenis pupuk-pupuk ini telah
ada, dua-duanya telah sangat umum digunakan selama banyak dekade. Buku pegangan: The Non-Toxic
Farming Handbook; menyajikan informasi tentang pupuk berbasis-ikan untuk aplikasi daun maupun tanah.
Berbagai buku oleh Lee Fryer, seperti: The Bio-Gardener's Bible, juga sumber advis yang baik dalam
penggunaan pupuk ikan. Referensi dan detail tentang tumbuhan laut berbagai pupuk tersedia di ATTRA.
Teh kompos menjadi populer sebagai bahan pupuk daun sebab mengandung unsur hara dan
bersifat menekan penyakit. Untuk informasi lanjut produksi teh kompos, disarankan: Compost Tea
Manual by Ingham. Juga lihat: publikasi ATTRA: Notes on Compost Teas.
Bahan organik larut yang mana ekstraksi mudah dibuat, termasuk semprotan darah kering, guano
kelelawar, kascing, teh pupuk, humat, tetes, susu, vitamin B, dan ekstrak herbal ekstrak tanaman seperti
stinging nettle dan horsetail.
Pemupukan Daun untuk Pertanian Organik
Petani organik harus waspada ketika membeli produk pupuk organik komersial. Tidak semua berupa
produk bersertifikasi yang benar. Sebagian telah dicampur dengan bahan pupuk konvensional. Stimulan
tertentu, biokatalis, dan lain-lai juga dilarang, seringkali karena mengandung atau derivat organisme hasil
rekayasa genetik.
83
Manipulasi Tanaman melalui Pemupukan Daun
Strategi pemupukan dapat berhubungan dengan pembungaan, pembentukan buah, ukuran buah,
jumlah pertumbuhan vegetatif,dan karakteristik tanaman lain. Dengan memilih secara hati2 komponen
pupuk daun atau pupuk samping, petani dapat "nudge" suatu tanaman melalui pembentukan buah lebih
awal, lebih lebat, atau mencegah pembuahan—dalam pengembangan bila memproduksi tanaman hijau
atau polong. Konsep ini agak lebih dikenal dalam komunitas pertanian konvensional. Sebagai contoh,
banyak petani jeruk mengetahui bahwa makanan daun dicampur dengan kalium dan nitrat—hara
mendorong pertumbuhan vegetatif—untuk meningkatkan ukuran buah setelah berbuah baik. Secara
umum, campuran pupuk didominasi kalium, nitrat, kalsium, dan khlor cenderung mendorong
pertumbuhan vegetatif dan ukuran buah. Campuran didominasi amonium, fosfor, sulfur, dan mangan
memperbaiki pembuahan dan pembentukan biji.
Karena pengetahuan ini memberikan opsi menejemen lebih banyak pada petani, satu hal tidak
diasumsikan lebih bila mencoba memanipulasi penampakan tanaman. Semua tanaman—tetapi
khususnya tanaman buah—akan membutuhkan jumlah tertentu baik unsur hara untuk pertumbuhan
maupun mendorong pembuahan tiap musimnya. Ketepatan waktu, atau lebih jauh menyeimbangkan,
dapat menghasilkan kerugian dari segi biaya. Catatan, bahwa manipulasi ini dapat menjadi sulit dalam hal
mensertifat organik untuk mencapai rantai pendek terhadap bahan pupuk tersedia untuk digunakan.
84
4.2. Prinsip Dasar Apl ikasi Pupuk Organik– Materi-13b
a
b
c
Aplikasi Pupuk Organik:
a. Penyebaran di lahan dengan tangki
b. Pencampuran menggunakan garu/chissel
c. Pemerataan
85
Penggunaan Kompos
Memanen Kompos:
Proses pengomposan komplit bila komposisi menu dalam waktu singkat dapat diketahui. Kompos
jadi berwarna hitam, remah dan berbau spesifik.
Meskipun anda selalu menambah bahan dan membalik timbunan, anda harus melakukan hingga ke
lapisan terbawah. Pisahkan lapisan yang belum jadi mulai dari atas dan diletakkan di samping. Lapisan
yang sudah jadi dapat dibawa ke luar, dan lapisan yang belum jadi ditaruh kembali di bagi an bawah
tempat pengomposan. Agar saat memindahkan bahan belum komplit pengomposannya dari lapisan jadi,
ayak kompos menggunakan kawat kasa. Ayakan berukuran 7 – 21mm (1/4 – ¾ inci), tergantung pada
kekasaran kompos. Semua bahan pengomposan yang belum komplit kemudian dikembalikan ke
komposer.
Petunjuk:
Cara mudah memperoleh kompos jadi adalah melepas kotak kompos, dan memasang lagi dan
semua bahan belum jadi dimasukkan kembali ke dalam kotak komposer.
Menggunakan Kompos:
Ada banyak cara penggunaan kompos jadi seperti:
 Ia dapat langsung ditambahkan ke kebun atau bedeng kembang dan ke dalam tanah.
 Penyebaran kompos di seputar pangkal batang selama musim pertumbuhan. Unsur hara dari kompos
akan tercuci ke dalam tanah dan perakaran tanaman.
Sebar rata hamparan anda, melalui penyebaran selapis tipis kompos dalam lapisan di atas rumput. Ia harus
diaduk rata dengan tanah.
 Kompos dapat digunakan untuk timbunan pembibitan atau ditambahkan pada tanaman rumah.
Untuk memulai transplanting disarankan menggunakan campuran separuh kompos dan separuh
tanaman pot.
 Penggunaan kompos sebagai pengondisi tanah dengan membenamkan ke dalam tanah sebelum
tanaman berbunga dan sayuran. Atau, sebar bahan jadi di lahan anda sebagai pupuk.
 Membuat teh kompos. Letakkan beberapa kompos dalam suatu burlap sack atau nylon sock dan
tuangkan dalam air. Unsur hara dari kompos akan tercuci ke dalam air. Gunakan 'teh' yang dihasilkan untuk
air kembang, sayuran dan tanaman indoor.
Petunjuk:
Bila anda khawatir terhadap kutu sewaktu menggunakan kompos dalam rumah, sterilkan terlebih
dulu. Kesemua itu harus dilakukan memanaskan kompos dalam oven pada 175Of selama kurang lebih
setengah jam.
86
Aplikasi pupuk sebelum tanam harus disebar rata dan dibenamkan ke dalam tanah. Dalam hal
pupuk mengandung fosfat larut, aplikasi dilakukan pada jarak 2.5 hingga 5 cm di bagian kiri kanan baris
tanaman dengan kedalaman10 hingga 15 cm, lalu ditutupi tanah untuk mengurangi fiksasi fosfat. Juga
praktek yang baik dilakukan dengan cara mencampurkan superfosfat dengan kotoran lahan pertanian
(farmyard manure) sebanyak 18 hingga 22 kg setiap ton sebelum diaplikasikan. Amonium sulfat
diaplikasikan setelahada tanaman dan tidak boleh saat kondisi daun basah. Aplikasi untuk tanaman
beririgasi, harus segera diikuti pemberian air. Untuk tanaman pohon buahan, pupuk diaplikasikan ke
tanah seputar proyeksi tajuk, sesuai perkembangan pertumbuhan.
Di negara-negara maju, pupuk biasanya diaplikasikan dengan bantuan mesin berbagai jenis dan
kadang-kadang menggunakan pesawat terbang seperti helikopter. Kombinasi -tanaman, pupuk, dan
penyebaran- perlu disesuaikan bila pupuk diberikan dalam barisan saat tanam.
Aplikasi Pupuk Kandang:
Khusus pupuk kandang berbau tidak sedap secara umum harus diaplikasikan ke tanah tiga hingga
empat minggu sebelum tanam. Bila tanah cukup lembab, tersedia cukup waktu untuk dekomposisi dan
perbaikan struktur tanah. Waktu aplikasi terlalu lama sebelum tanam, dapat menyebabkan bau tidak
sedap pupuk organik mengalami dekompisisi cepat, tergantung adanya hujan. Tetapi pada kasus
tertentu, bisa jadi menyebabkan kehilangan amoniak dan nitrogen. Pupuk organik sedang dalam proses
perombakan, tidak dianjurkan diaplikasikan sebelum tanam; khususnya pada tanah-tanah ringan. Tetapi,
untuk beberapa kasus, begitu pupuk organik diangkut ke lapangan, segera harus disebar dan dicampur
tanah agar tidak kehilangan nitrogen. Pada budidaya sayuran dan buahan, aplikasi pupuk organik sedang
dalam proses perombakan, khusus bagi tanaman muda, menunjukkan hasil yang baik.
Diperlukan kelembaban cukup untuk proses dekomposisi bahan organik. Pupuk kandang dapat
digunakan pada semua fase pertumbuhan tanaman pada musim hujan, atau bila irigasi cukup. Jumlah
pupuk organik untuk tanaman tanpa irigasi bervariasi dari 1.5 hingga 2 gerobak penuh per hektar pada
area dengan curah hujan tinggi. Untuk lahan beririgasi, pemberian berkisar 10 hingga 20 gerobak. Tebu,
jagung, atau tanaman kebun seperti kentang kunyit, jahe, sayuran dan buahan memerlukan 15 hingga 25
gerobak. Satu gerobak pupuk organik, berukuran 9 meter kubik, berat kurang lebih setengah ton.
Perlu dicatat bahwa nilai pupuk kandang tergantung pada kandungan unsur hara utama dan dapat:
(1). memperbaiki struktur tanah dan aerasi,
(2). meningkatkan kapasitas pemegangan air tanah, dan
(3). merangsang aktivitas jasad mikro yang menjadikan unsur hara dalam tanah tersedia bagi tanaman.
Suplai bahan organik, dikonversi menjadi humus merupakan kegunaan pupuk kandang. Satu ton
kotoran ternak dapat menyuplai 2,95 kg nitrogen, 1,59 kg fosfor dan 2,95 kg kalium. Penggunaan hanya
pupuk kandang menyebabkan ketidak-imbangan unsur hara berkaitan dengan kandungan fosfor yang
relatif rendah. Bagaimanapun, mempertahankan suplai unsur hara esensial siap tersedia, dan juga
dalam bentuk 'dikehendaki', disarankan menggunakan bahan organik padat.
Aplikasi Kompos Cacing:
Aplikasi kompos-cacing matang disarankan 0.5 ton/ha. Saran-saran berikut perlu diikuti:
 Campuran kotoran ternak, domba, kuda dan sisa sayuran dengan gram bran dan gandum merupakan
pakan ideal cacing.
 Campuran gram bran dengan kotoran ternak dengan perbandingan 3 : 10 meningkatkan biomas,
 Campuran bran gandum dengan kotoran ternak perbandingan 3 : 10 mendukung pertumbuhan
cacing. Penambahan sisa dapur dalam proporsi sama meningkatkan populasi cacing.
 Lumpur biogas/ ternak unggas jumlah yang sama sangat meningkatkan populasi cacing dan biomas.
Petunjuk Umum Aplikasi Teh Kompos:





Dapat diinjeksikan ke air sistem sprinkle atau mikro jet dosis yang rekomendasi.
Tidak diaplikasi melalui sistem irigasi drip.
Aplikasi sumber pakan mikroba yang cocok harus diikutkan pada setiap aplikasi teh kompos.
Penggunaan bahan pembasah tanah alami disarankan pada setiap aplikasi teh kompos.
Apabila aplikasi menggunakan alat semprot ke tanah, harus digunakan 40 m spray nozzle.
 Teh kompos dapat peka terhadap sinar UV sehingga perlu diaplikasikan jam-jam pagi atau sore hari.
87
DAFTAR PUSTAKA
Chrisworld. 2009. Vermicompost for Sugarcane – New Experiment. Http://www.chrishiworld.com/default.asp.
Sulivan, Preston.
2004.
Sustainable Soil Management.
31 p.
(http://attra.ncat.org/attra.pub/PDF/soilmgmt.pdf).
NCAT
Agric.
Spec.
ATTRA
Pub.
TUGAS
1. Tugas Individu (Batas Akhir penyerahan satu Minggu setelah kuliah materi bersangkutan).
2.Cara perhitungan mutu pupuk anorganik dan organik (dari dosen). Ketentuan Resume 1. Maksimal 2
halamandan diketik, bagian depan diberi cover. 2. Huruf : Times New Roman ukuran 12, spasi 1.5.
3. Kertas A-4, format : Atas : 3.5, Bawah 3, Kiri : 3, Kanan : 3
Penilaian: Nilai Isi dilihat dari : akurasi penyampaian masalah, tujuan, dan pemecahan serta ide penulis
mudah dipahami dan kreativitas.
88
Modul Praktikum
Kesuburan Tanah
A. Mata Praktikum: Kesuburan Tanah (KESTAN)
B. SKS: 1
C. Tujuan:
1. Mahasiswa secara praktek mengetahui keragaan pertumbuhan tanaman pada tanah subur dan
tidak subur.
2. Mahasiswa mengerti cara merancang percobaan respons tanaman terhadap perlakuan faktorfaktor pertumbuhan.
3. Mahasiswa mampu membedakan bentuk penelitian riset dan observasi serta membuat lay out
percobaan.
D. Penilaian:
KomponenPenilaian
Persentase
Praktikum
30
Total
30
89
Contoh:asi– Materi-P1
JUDUL: ''Ketersediaan Nutrisi1? dan Potensi Produksi Tanaman Pala2? (Myristica fragrans L.) Pada
Altitude3?Berbeda di Sulteng4?''
Abdul Madiki (S3 PDIP-FPUB)
1? Dependent variable (parameter) ~ definisi ~ NPK
2? Independent variable (parameter) ~ definisi ~ kg/ha
3? Faktor geografi ~ strata ~ pewakil ~ peta
4? Skope ~ skala penelitian ~ pewakil ~ spesifik lokasi
LATAR BELAKANG:
-Pala di Sulteng belum pernah diteliti.
-Produksi dipengaruhi kesesuaian lahan (topografi, iklim, jenis tanah).
-Topografi ~ ketersediaan nutrisi ~ pertumbuhan, produksi.
-Ketersediaan nutriisi tgt volume, kandungan dan pelepasan unsur dari seresah.
PENDEKATAN:
-Setelah teridentifikasi: tindakan selanjutnya? ~ IPTEK yang dikembangkan?
BAHAN DAN METODE:
-Bahan: peta dasar: p. Lokasi, p. Topografi, p. Tanah, p. Tanaman, p. Iklim ~ skala peta semi
detail/detail.
-Metode: penentuan titik sampel berdasar topografi, jenis tanah, spesies tanaman, umur tanaman,
iklim.
-Dependent factors: ''faktor produksi (Y)'': produksi per tanaman (data primer), per hektar (data
sekunder).
-Independent factors: ''faktor kesuburan (X)'': jenis sampling (tanah-tanaman-seresah), metode
sampling dan pelaksanaan sampling tanah+daun+seresah .
-Analisis bahan: bahan/jenis unsur .
-Analisis statistik: plotting hasil analisis dalam peta.
-penggambaran kelas evaluasi berdasar: rendah, sedang, tinggi.
-Overlay peta: p. Lokasi, p. Topografi, p. Tanah, p. Tanaman, p. Iklim ~ skala peta semi detail/detail.
-OUTPUT: Peta Evaluasi Lahan Tanaman Pala di Sulteng?.
-OUTCOME:
-Implementasi peta: kesesuaian lahan untuk tanaman pala.
-Interpretasi: status nutrisi ~ status produksi ~ pada topografi/altitude berbeda.
90
Contoh: Riset– Materi-P2
1. Judul :
“Foliar Feeding untuk Menunjang Produksi Tanaman Padi Sawah Berlanjutan”
2.
3.
4.
5.
Dibiayai oleh: Jumlah Biaya Penelitian dan Pengabdian pada Masyarakat: Jangka Waktu Kegiatan : 12 (dua belas bulan)
Personalia Penelitian:
No.
Nama
1
-
Asal Fakultas
Tugas
FP Unibraw
Ketua Peneliti:
Bidang kimia tanah, penanggung jawab utama dan
koordinator pelaksanaan penelitian
2
-
Mahasiswa JIT
Pelaksana (S1):
Mahasiswa JIT, membantu pelaksanaan penelitian
3
-
Mahasiswa JIT
Pelaksana (S1):
Mahasiswa JIT, membantu pelaksanaan penelitian
6. Lokasi Penelitian:
No.
Lokasi/Laboratorium
Alamat
Pemilik/Pengelola
1
Laboratorium Kimia Tanah
FP Unibraw
Jur. Tanah
2
Rumah-kaca
FP Unibraw
Jur. Tanah
3
Laboratorium Kimia Tanah
FP Unibraw
Jur. Tanah
4
Lahan Petani di Kec. Kasembon
Kab. Malang
Petani
PRINSIP DASAR:
-Keseimbangan unsur hara tanah - tanaman
-Hara melalui tanah dan daun
-Dosis, konsentrasi, interval
-Pupuk padat dan larutan
-Kelarutan dan ketersediaan unsur pupuk
91
METODE
-Percobaan respon tanaman padi di media pot, tanah Aluvial (Inseptisol), lahan terbuka/rumah-kaca,
Jurusan Tanah, Fakultas Pertanian, Universitas Brawijaya, Malang.
BAHAN
-Ember plastik kapasitas 10 kg tanah.
-Perlakuan:
a. Hara makro dan mikro lengkap (L)
b. Pupuk dasar (pupuk kandang, dolomit, urea, SP-36, KCl)
c. Pupuk Phonska
d. Hara komersial (GB)
e. ZPT (EM)
f. Energi (sukrose)
92
RANCANGAN
-Acak lengkap sederhana
-Ulangan 3 kali
PELAKSANAAN
7. Persiapan Penelitian:
a. Pengambilan contoh tanah jenis Inseptisol untuk analisis kimia tanah di laboratorium dan
percobaan Rumah-kaca;
dari lokasi lahan petani yanag disawahkan di Kecamatan Kasembon,
Kabupaten Malang, Jawa Timur.
b. Persiapan dan Pelaksanaan Analisis Tanah.
c. Persiapan media tanah dan pot untuk percobaan Rumah-kaca.
8. Persiapan Percobaan:
a. Persiapan medium tanah: jenis tanah dari Desa …., Kecamatan Kasembon, Kabupaten Malang,
Jawa. Tanah dihaluskan dan diayak dengan ukuran 2 mm. Jumlah yang dibutuhkan ad alah 10
(dua) kilogram untuk setiap perlakuan.
b. Ember plastik berwarna hitam dengan kapasitas 15 kilogram tanah kering udara.
c. Air bebas ion sebagai sumber air yang digunakan dalam penelitian.
d. Padi jenis ….. diperoleh dari …., sebagai tanaman indikator.
e. Tanah diinkubasi selama satu minggu menggunakan air bebas ion pada kondisi kapasitas lapang.
f.
Setelah inkubasi dilakukan penanaman padi sebanyak 3 biji/pot, nanti dipertahan satu tanaman
dengan pertumbuhan awal yang seragam.
g. Air tanah dipertahankan pada kondisi tergenang setinggi 5 cm selama pertumbuhan tanaman.
9. Penentuan rancangan percobaan di rumah-kaca:
Rancangan Acak Kelompok Sederhana, dengan perlakuan sebagai berikut:
1. Kontrol minus (K-)
:
tanpa perlakuan dasar
2. Kontrol netral (Ko) :
perlakuan dasar praktek petani setempat
3. Kontrol plus (K+)
:
BO, Dolomit
4. Perlakuan 1 (P1)
:
dipupuk N, P, K, Ca, Mg, S, Cu, Zn, B, Mo ke tanah
5. Perlakuan 2 (P2)
:
dipupuk N, P, K, Ca, Mg, S, Cu, Zn, B, Mo ke daun
Diulang 3 kali = 5 x 3 pot = 15 pot
Parameter pengamatan:
Pertumbuhan tanaman: tinggi tanaman/batang, jumlah daun/anakan, diamater batan
93
Produksi tanaman: bobot segar/kering tanaman
Kadar unsur hara: tanah dan tanaman. Analisis Unsur di Laboratorium:
Analisis tanah dasar berupa analisis lengkap (pH, C-Organik, N-Total, P-tersedia, K, Na, Ca, dan Mgdapat dipertukarkan, KTK, KB, dan tekstur.
Catatan:
A. TANAH:
-dosis (sesuai petani)
-perlakuan (sesuai petani)
B. FOLIAR:
-dosis sesuai praktek
-konsentrasi 1%
-semprot mengabut s/d basah
-mulai 10 hst s/d primordia bunga
-interval 7 hari
TEMPAT PERCOBAAN
-Percobaan dilakukan di rumah-kaca/lapangan terbuka
LAMA PENELITIAN
-Diamati s/d panen (6 bl)
ANALISIS STATISTIK:
-Anova
10. Rencana An ggaran
I. Bahan Habis Pakai
No.
Jenis Bahan
Volume/Harga satuan
Harga
1.
Pot plastik
-
-
2.
Jerigen
-
-
3.
Labu semprot
-
--
4.
Plastik penutup
-
-
5.
-
94
LAY OUT PERCOBAAN– Materi-P3
Contoh-1 (Lay Out)
I.
Pendahuluan



Latar belakang mengapa penelitian dilakukan.
Jenis penelitian yang akan dilakukan: observasi, riset.
Metode yang akan dilakukan: laboratorium, rumah-kaca, lapangan.
II. Tinjauan Pustaka
 Sesuai dengan “Judul” serta “maksud dan tujuan” penelitian
III. Bahan dan Metode


Tempat dan Waktu Percobaan
Alat dan Bahan
IV. Metode Percobaan



Perlakuan dalam percobaan b. Rancangan Percobaan
Ulangan
Cara Kerja
V. Pengukuran dan pencatatan data
 Parameter percobaan (medium, tanaman)
 Analisis tanah dan/atau tanaman c. Lain-lain (sesuai tujuan penelitian)
VI. Hasil Penelitian VII. Pembahasan IX. Kesimpulan
X. Saran
Laporan
Daftar Pustaka
95
Contoh-2 (Lay Out)
JUDUL: ''Medium Kascing Diperkaya untuk Tanaman Jagung''
1. Objek Utama:
2. Cacing Tanah (diberi pakan sesuai perlakuan; produk: kascing)
3. Pendahuluan
4. Tinjauan Pustaka
5. Bahan & Metode
6. Rancangan Percobaan
7. Perlakuan:
8. 0. Tanaman tidak diperkaya
9. 1. Tanaman diperkaya Hara(H)
10. 2. Tanaman diperkaya ZPT(Z)
11. 3. Tanaman diperkaya Antibiotik(A)
12. 4. Tanaman diperkaya H+Z
13. 5. Tanaman diperkaya H+A
14. 6. Tanaman diperkaya Z+A
15. 7.Tanaman diperkaya H+Z+A
striptomisin) Ulangan 3 kali
(>Tanaman = Jagung; hara lengkap; ZPT=auksin; Antibiotik=penisilin,
16. Pelaksanaan:
17. - Tanaman ditanam pada media tanah yg dicampur dengan kascing
18. - Pemeliharaan meliputi: air, gulma, hama penyakit, penyulaman, penjarangan, penyerbukan
19. - Pengamatan dilakukan terhadap parameter berikut.
96
20. Parameter:
21. 1. Kadar unsur hara medium
22. 2. Kadar unsur hara tanaman
23. 3. Pertumbuhan Vegetatif
24. 4. Pertumbuhan generatif
25. 5. Kualitas produk (energi, karbohidrat, lemak, vitamin, mineral)
26. Analisis Data
27. - Sidik ragam
28. - Uji beda nyata/Uji korelasi/regresi
29. Hasil dan Pembahasan
30. Kesimpulan dan Saran
31. Ucapan terima kasih
32. Daftar Pustaka
Lampiran
97
Presentasi Materi Kuliah
Lampiran
98