pentingnya belerang bagi tanaman dan tanah tebu

PENTINGNYA BELERANG
BAGI TANAMAN TEBU
Diabstraksikan
Prof Dr Ir Soemarno MS
Bahan kajian MK Pupuk dan Pemupukan
Jurusan Tanah FPUB Agustus 2009
APLIKASI PUPUK S
TANAMAN TEBU
Aplikasi upupk S pada tanah-tanah lempung
berpasir dapat memperbaiki hasil gula, hasil
ekonomis dan ketersediaan S-tanah.
Aplikasi dengan dosis 200 kg ha-1 (104 kg S
melalui sumber pupuk N dan P dan 96 kg S
melalui unsur belerang) memberikan hasil tebu
dan gula sebesar 182.45 t /ha dan 23.08 t /th.
Aplikasi S dengan dosis yang lebih tinggi
meningkatkan kandungan S-tanah pasca panen
tebu.
Aplikasi belerang dnegan dosis 150 kg /ha (104 kg
melalui pupuk N dan P, dan 46 kg melalui belerang
elementer) menghasilkan net-return sebesar Rs.
81856 /ha dan B/C ratio 1: 1.75.
Sumber: Plant Archives Vol. 10 No. 2, 2010 pp. 773-775
METABOLISME BELERANG
Jalur Asimilasi belerang, Biosintesis Cysteine, dan Biosintesis
Glutathione.
Reaksi kimia pertama dalam asimilasi belerang
yang dikatalisis oleh ATP sulfurylase adalah
thermodynamically unfavorable; akan tetapi
aktivitas ensim APS reductase dan APS kinase
akan menjaga konsentrasi APS.
BELERANG & HASIL TEBU DAN
GULA
Peningkatan kualitas nira tebu akibat aplikasi
pupuk belerang telah banyak dilaporkan para
peneliti tebu di dunia.
Aplikasi pupuk belrang dapat memperbaiki
kualitas nira tebu, dengan indikatornya “pol per
cent” dan “POCS per cent”.
Aplikasi Sulphur dengan dosis 200 kg S/ha,
menghasilkan nilai-nilai juice pol (16.79%) dan
POCS (12.63%).
Hasil gula juga diperbaiki oleh adanya aplikasi
pupuk belerang. Hasil gula sebesar 23.08 t /ha
dicatat pada perlakuan aplikasi 200 kg S /ha (104
kg melalui sumber pupuk N dand P , dan 96 kg
melalui sumber belerang elementer).
Peningkatan hasil gula ini disebabkan oleh
meningkatnya hasil tebu per unit area dan
meningkatnya kualitas nira tebu.
Sumber: Plant Archives Vol. 10 No. 2, 2010 pp. 773-775
EFEK RESIDUAL PUPUK BELERANG
Aplikasi belerang dengan dosis 0,20,40,60 dan 80
Kg S/ha mempunyai efek langsung dan efek residu
terhadap tanaman tebu dan ratoonnya.
Aplikasi S tidak emeningkatkan hasil tebu tahun
pertama, karena tanah mengandung 14 ppm Stersedia, sedangkan batas kritisnya sekitar 10
ppm.
Pada tahun ke dua, tanah mengandung 10 ppm Stersedia dan tanaman tebu respon terhadap disis S
yang rendah 20 Kg S/ha .
Pada tebu ratoon, efek residual pupuk S tampak
jeklas kalau dosis aplikasinya lebih dari 40 kg
S/ha, sedangkan pada dosis aplikasi 20 kg S/ha
efek residualnya tidak ada.
Sumber: Sugar Tech. Vol.7 No 2-3, p. 24-27.
PUPUK BELERANG
Aplikasi belerang dengan dosis (0, 20, 40, 80 kg S/ha)
pada tanah Entisol dapat memperbaiki kualitas
tanaman tebu.
Aplikasi S hingga dosis 80 kg S/ha dapat
meningkatkan hasil tanaman tebu. Hasil tebu
meningkat dari 3.7 menjadi 13.47 t /ha (pupuk S
elementer) dan dari 5.03 menjadi 13.32 t / ha (pupuk
fertisulf) .
Aplikasi belerang dengan dosis 80 kg ha−1
meningkatkan rataan hasil gula 8.47 t ha−1
dibandingkan dengan kontrol (6.58 t ha−1).
Kadar sukrose nira tebu meningkat dari 14.66 menjadi
15.68 dan dari 16.04 menjadi 16.86 pada tanaman
tebu umur 10 dan 12 bulan.
Peningkatan dosis aplikasi S akan meningkatkan efek
residu S dalam tanah.
Kedua macam pupuk S ternyata sama baiknya dalam
meningkatkan hasil tebu dan kualitas niranya.
Sumber: Sugar Tech. Volume 9, Number 1, 98-100
BELERANG
Belerang dapat berfungsi ganda pada pertanaman
tebu, yaitu sebagai bahan peng-asaman tanah dan
sebagai sumber hara esensial S.
Hasil uji tanah biasanya merekomendasikan
sekitar 10 pounds S per acre sebagai hara
esensial.
Pupuk belerang ada yang mengandung sulfat
mudah tersedia bagi tanaman (SO4-2) , misalnya
ammonium sulfate, calcium sulfate (gypsum),
potassium sulfate, magnesium sulfate (epsom
salts), dan lainnya.
Belerang Elementer (bubukan kuning), bentuk
yang lazim untuk mengasamkan tanah , unsur
belerang harus dioksidassi menjadi ion sulfat oleh
bakteri tanah. Proses oksidasi ini berlangsung
bebwerapa minggu lamanya.
BELERANG MENGASAMKAN TANAH
Dalam kondisi tertentu, diperlukan menurunkan pH
tanah dengan menambahkab bahan peng-asam
tanah seperti belerang elementer atau
ammoninum sulfate.
Hal ini dapat dilakukan dengan berhasil kalau
tanah tidak banyak mengandung kalsium
bebas.
Jumlah belerang yang diperlukan beragam sesuai
dengan kondisi tanah. Biasanya tanah-tanah
berpasir memerlukan dosis S lebih sedikit.
Unsur belerang dioksidasi menjadi sulfat oleh
bakteri tanah, sehingga syarat berikut harus
diperhatikan:
1.
2.
3.
4.
5.
Sulfur must be mixed with the soil to provide contact.
The soil must be moist.
The soil must be aerated (bacteria need oxygen).
The soil must be warm for rapid bacterial growth.
Time is required for the reaction to go to completion
(beberapa minggu).
Pengaruh ukuran pertikel belerang terhadap recovery
belerang yang diaplikasikan ke tanah lempung bedu
dengan dosis 1000 ppm S dan diinkubasi pada suhu
ruangan
Jumlah (lb S / 100 ft persegi) belerang elementer
yang diperlukan untuk menurunkan pH tanah
lempung debu hingga kedalaman 6 inch.
pH tanah
yang
6.5
6
5.5
5
4.5
8
3.0
4.0
5.5
7.0
8.0
7.5
4.0
4.5
4.5
6
7
7
1.0
2.0
3.5
5.0
6.0
6.5
-
1.0
2.5
4.0
4.5
6
-
-
1
2.5
3.5
pH
aktual
diinginkan
Untuk tanah-tanah berpasir jumlahnya dikurangi
1/3; untuk tanah-tanah berliat jumlahnya ditambah
1/2 nya
PERILAKU BELERANG
DALAM TANAH
Reaksi Sulfur dalam tanah berlangsung lambat, dan
perubahan pH tanah tidak drastis.
Proses oksidasi belerang menjadi sulfat dilakukan oleh
mikroba, sehingga memerlukan waktu beberapa bulan
untuk mengubah pH tanah hingga batas yang
diperlukan.
Untuk mempercepat proses ini belerang harus
dibenamkan dalam tanah yang lembab dan aerasinya
bagus.
Aplikasi belerang (S) akan melepaskan sejumlah
kation (H+) untuk mengubah pH tanah:
CO2 + S0 + ½O2 + 2H2O —> CH2O + SO42- + 2H+
AMMONIUM SULFAT
Ammonium sulfate dipanaskan hingga lebih
250°C, akan membentuk ammonium bisulfate.
Pada suhu lebih tinggi lagi akan menjadi
ammonia, nitrogen, sulfur dioxide dan air.
Sebagai garam dari asam kuat (H2SO4) dan asam
lemah (NH3), larutannya bersifat masam; pH
larutan 0.1M sebesar 5.5.
Dalam larutan ia mengalami ionisasi menjadi
NH4+ dan SO4=.
Ammonium sulfate dapat membentuk garam
rangkap seperti ammonium cobaltous sulfate,
ferric ammonium sulfate, ammonium nickel sulfate
dan ammonium ferous sulfate.
AMMONIUM SULFAT
Garam ini sangat mudah larut dalam air,
merupakan sumber N dan S bagi tanaman
tebu.
Aplikasinya harus hati-hati, karena kelebihan
akan dapat merangsang pertumbuhan
tanaman hijau berlebihan sehingga tanaman
menjadi “lemah”, dan lebih peka terhadap
gangguan hama dan penyakit.
Ammonium sulfate pada kondisi suhu dan tekanan
biasa bentuknya granula putih .
Tuidak larut dalam alkohol dan amonia cair.
Agak sedikit higroskopis, mampu menyerap air
dari udara pada kondisi lembab nisbi lebih dari 81
percent (pada suhu sekitar 20 °C).
PUPUK UREA DAN ZA
Aplikasi pupuk Urea dan ZA biasanya dapat
memperbaiki hasil tanaman tebu, mempengaruhi
soil pH, dan ketersediaan hara dalam tanah.
pH tanah akan menurun dengan adanya aplikasi
pupuk ZA dan Urea. Pengaruh ZA lebih besar
dibandingkan dnegan Urea.
Kejenuhan Ca dan Mg tanah menurun pada dosis
pupuk yang tinggi.
Kejenuhan Al dan acidity saturation meningkat
dnegan dosis pupuk N, efek ZA lebih besar
dibandingkan dengan Urea.
ZA DAN UREA DALAM TANAH
Penguapan ammonia dari lahan tebu yang dipupuk
dengan Urea atau ZA ditentukan oleh kondisi
mikroklimat pada kebun tebu, terutama ketersediaan
lengas tanah dan laju evaporasinya.
Transformasi urea memerlukan waktu sekitar satu
minggu pada tanah-tanah lempung berpasir, dan
sekitar dua minggu pada tanah-tanah berpasir untuk
terhidrolisis secara lengkap.
Proses hidrolisis berlangsung lebih cepat pada tanahtanah yang teksturnya lebih halus dan kaya bahan
organik; dibandingkan dengan tanah yang terksturnya
kasar dan miskin bahan organik.
Proses nitrifikasi belum terjadi pada awal periode
setelah aplikasi pupuk, yaitu 3 hari pada lempung
berpasir dan 7 hari pada tanah berpasir; tetapi pada
periode ini dapat terjadi immobilisasi NO3-N.
Kadar NO3-N pada akhir periode inkubasi (35 hari)
lebih besar pada perlakuan urea daripada ZA pada
tanah lempung berpasir; dan pada tanah berpasir
terjadi hal sebaliknya.
NBPT Penghambat ensim urease
Salah satu peluang untuk meminimumkan
penguapan NH3 akibat aplikasi upupk Urea pada
lahan tebu adalah menghambat laju hidrolisis urea
dalam tanah.
NBPT [N-(n-butyl) thiophosphoric acid
triamide] merupakan penghambat urease yang
telah dikomersialkan.
NBPT dapat menghambat hidrolisis urea selama
periode 3 - 14 hari tergantung pada suhu tanah
dan kondisi lingkungan lainnya.
Kondisi lengas tanah sangat menentukan
efektivitas NBPT ini.
Sumber: Sci. Agric. (Piracicaba, Braz.), v.65, n.4, p.397-401,
July/August 2008
PUPUK N & S TANAMAN TEBU
Tanaman tebu sangat respon terhadap aplikasi
pupuk N dan S; namun demikian efisiensi kedua
pupuk ini sangat ebragam.
Transformasi pupuk N dan S dalam sistem tanahtanaman tebu dapat dievaluasi dengan teknik isotop
15N dan 34S.
Immobilisasi N:
NO3- or NH4+
Inorganic
Nitrogen
Organic N
organisms
Denitrification:
organisms
NO3-
N 2 + N 2O
Wet Soils
Low Oxygen
menguap ke atmosfer
SIKLUS BELERANG
Sulfur memegang peranan penting dalam
perkebunan tebu: (1) sebagai unsur hara esensial,
(2) sebagai pembenah tanah pH, dan (3) sebagai
fungisida
EFEK ZA PADA TANAH
Setelah diaplikasikan ke tanah, ammonium sulfate
dengan cepat akan larut dan ionisasi menjadi
ammonium dan sulfate.
Kalau tetap ada di permukaan tanah, ammonium
mudah menguap pada kondisi tanah alkalis.
Dalam kondisi seperti ini sebaiknya pupuk ZA
dibenamkan ke tanah, atau aplikasi sebelum irigasi
atau sebelum hujan.
Pada kondisi tanah hangat dan cukup udara,
mikroba tanah akan dengan cepat mengubah
ammonium menjadi nitrate dlam proses nitrifikasi :
[2 NH4+ + 3O2g2NO3- + 2H2O + 4H+].
Selama proses mikrobiologis ini akan dilepaskan
asam [H+], yang akhirnya dapat menurunkan pH
tanah.
SIKLUS BELERANG
PERILAKU AMMONIUM DALAM
TANAH
PERILAKU S DALAM
TANAH
Ketika belerang diaplikasikan ke tanah,
ia akan bergabung dengan air dan
oksigen dengan bantuan aktivitas
mikroba, menjadi asam sulfat.
Reaksi ini berlangsung lambat,
memerlukan waktu 6 - 8 minggu pada
kondisi tanah lembab, hangat dan aerasi
bagus.
BAKTERI REDUKSI SULFAT
Bakteri reduksi sulfat dapat mereduksi sulfat .
H2 atau senyawa organik berfungsi sebagai donor
elektron. Oksidasi bahan organik dapat berlangsung
secara lengkap menghasilkan pelepasan CO2; atau
berlangsung tidak lengkap menghasilkan asam asetat.
Electron donors yang digunakan oleh mikroba adalah H2,
lactate, asam lemak, ethanol, atau asam dikarboksilat.
Bakteri Autotrophic dapat tumbuh dengan H2, CO2, dan
sulfate, garam ammonium digunaskan sebagai sumber
nitrogen.
APLIKASI S THD KETERSEDIAAN HARA
Aplikasi S elementer mempengaruhi pH tanah dan
ketersediaan hara dalam tanah selama musim pertumbuhan
tebu.
Aplikasi S tidak menurunkan pH tanah secara signifikan kalau
dosisnya 0 - 448 kg S ha-1 karena tanah mempunyai kapasitas
buffer yang cukup tinggi.
P dan K larut air dalam tanah-tanah yang diberi S dosis
tertinggi adalah 188% dan 71% lebih tinggi diabndingkan
dengan kontrol pada saat dua bulan setelah aplikasi belerang.
Tanah yang diberi 448 kg S ha-1 mengandung Zn ekstraks
asam asetat sebesar 134% lebih tinggi dibanding dnegan
tanah kontrol.
Hasil gula tidak terpengaruhi oleh penambahan S , rata-rata 17
Mg sugar ha-1.
Sumber: Arieh Singer, Alan Wright, Arieh Singer and Arieh Singer.
2010. University of Florida, Belle Glade, FL
APLIKASI S TANAMAN TEBU
Aplikasi S pada tanah lempung berliat mempunyai efek
langsung dan efek residual pada hasil tebu, dan serapan hara.
Dosis pupuk N, P dan K sebesar 300, 35 dan 50.4 kg per ha
berupa urea, diammonium phosphate dan muriate of potash.
Hasil gula meningkat dengan dosis S hingga 60 kg/ha , baik
pada tanaman langsung maupun efek residu pada ratoon.
Akan tetapi hasil gula pada perlakuan dosis 80 kg S/ha tidak
berbeda dnegan 60 kg/ha.
S-tersedia dalam tanah meningkat dengan adanya aplikasi S
hingga dosis 80 kg/ha, yang berkisar dari 14.6 dan 14.2
menjadi 17.8 dan 17.2 kg/ha pada tanaman tebu dan ratoon.
Serapan N dan K oleh tanaman menigkat signifikan hingga
dosis 60 kg/ha.
Sumber: Proceedings of the 64th Annual Convention of the Sugar
Technologists' Association of India, Cochin (Kerala), India, 17th19th August, 2002.