nitrogen bagi tanaman tebu

1
NITROGEN BAGI TANAMAN TEBU
(smno.tnh.fpub)
Nitrogen merupakan salah satu unsur hara makro primer yang
sangat diperlukan oleh tanaman tebu, sehingga seringkali diperlukan
pemupukan N untuk mengoptimalkan pertumbuhan dan hasil tebu.
Dosis pupuk N tergantung pada tingkat kesuburan tanah, kandungan
bahan organik tanah, tekstur tanah, KTK, dan jumlah biomas tanaman
yang dihasilkan. Kelebihan dan kekurangan nitrogen menyebabkan
gangguan pada pertumbuhan tanaman, produksi dan kwalitasnya.
Efisiensi penyerapan nitrogen ditentukan juga oleh jumlah, frekuensi,
cara, dan waktu pemupukan N. Analisa daun, analisa tanah dan
percobaan pemupukan di lapangan merupakan dasar pembuatan
rekomendasi pemupukan N yang terintegrasi pada pengelolaan yang
baik.
Kecukupan pupuk nitrogen sangat menentukan pertumbuhan
tanaman. Indikatornya terlihat jelas pada ukuran daun, tinggi batang,
luas permukaan daun dan jumlah anakan tanaman tebu. Kekurangan
unsur ini membuat pertumbuhan tanaman merana, ukuran daun
mengecil, kurus dan berwarna kekuningan. Penyebab rendahnya
produktivitas pada tanaman tebu memang cukup banyak, salah satu
yang cukup dominan adalah masalah pemupukan. Pemberian pupuk
buatan yang terus menerus ternyata membuat tanah menjadi keras
dan kecenderungan produktivitasnya semakin rendah. Penggunaan
pupuk organik secara terus menerus tanpa dibantu oleh pemberian
pupuk buatan mempunyai kecenderungan produktivitasnya rendah.
Namun penggunaan keduanya akan menghasilkan sinergi positip
yang dapat meningkatkan produktivitas tanaman. Pemberian pupuk
nitrogen dalam bentuk urea, ZA masih diperlukan dalam jumlah yang
cukup banyak; karena biomas yang dihasilkan tanaman tebu sangat
banyak, setiap tahunnya tidak kurang dari 100 ton biomas per ha yang
dihasilkan tanaman dan tidak kembali ke tanah lagi.
Permasalahan yang muncul adalah seberapa banyak dosis
pupuk N yang diperlukan tanaman tebu untuk mendapatkan
pertumbuhan dan produktivitas optimum? Selain itu seberapa jauh
hasil analisis daun dapat digunakan untuk menyusun rekomendasi
pemupukan secara terintegrasi ”diagnosis and recommendation
integrated system (DRIS)”.
Kandungan hara nitrogen pada daun yang dinyatakan medium
adalah 1.70 %, jika kandungan N-daun 1.70 % - 2.00 %, maka
dikatagorikan “medium-plus” atau “baik-minus”; apabila nilainya 1.40
% - 1.70 % tergolong “medium-minus” atau “kurang-plus”. Apabila
nilainya kurang dari 1.40 % , tergolong “kurang-minus”, sedang jika
kandungan N lebih dari 2.0 %, tergolong “baik-plus”.
2
N-tanaman tebu
Peranan nitrogen bagi tanaman tebu adalah (a) meningkatkan
produksi dan kualitasnya, (b) untuk pertumbuhan vegetatif
(pertumbuhan tunas, daun, batang), (c) Pertumbuhan vegetatif berarti
mempengaruhi produktivitas.
Gejala defisiensi nitrogen antara lain (a) daun berwarna kuning
pucat, (b) ruas lebih pendek, (c) pertumbuhan daun semakin lambat,
(d) batang lebih pendek dan kurus, (e) akar lebih panjang, tetapi lebih
kecil ukurannya, (f) jika defisiensi berkelanjutan, ujung daun dan daun
yang terbawah menjadi nekrosis.
Kelebihan unsur nitrogen dapat berakibat negatif juga yakni (a)
efek racun untuk tanaman, (b) pertumbuhan vegetatif memanjang, (c)
memperlambat kemasakan, (d) mengurangi kadar gula, (e)
mengurangi kualitas jus (nira), (f) Menambah nitrogen yang larut pada
jus dalam stasiun klarifikasi, (g) mudah roboh, (h) lebih mudah
terserang hama dan penyakit.
Tanaman menyerap nitrogen dalam bentuk nitrat (NO3‾) dan
ammonium (NH4+). Efisiensi relatif absorpsi ammonium dan nitrat
dipengaruhi oleh pH tanah dan potensial redoks tanah. Pupuk Nitrat
bersifat sangat mobil, cepat diserap dalam bentuk ion nitrat (NO3-),
dan mudah tercuci. Nitrogen dalam bentuk nitrat dapat bergerak ke
atas bersama air kapiler selama musim kemarau. Ammonium tidak
mudah tercuci karena kation ini diikat oleh partikel liat (clay),
pengikatan ini sedemikian rupa sehingga tidak mudah tercuci, tetapi
masih tersedia bagi tanaman.
N-tanah
Tanah yang strukturnya baik memungkinkan udara masuk ke
dalam pori tanah, demikian juga air akan tertahan dalam ruangan
tersebut. Ujung akar dengan bulu akarnya akan mudah tumbuh pada
kondisi seperti ini. Bulu akar merupakan organ tanaman yang
menyerap unsur hara dan air dari dalam tanah. Jumlah bulu akar ini
sangat dipengaruhi oleh (a) jumlah akar yang tumbuh,(b) diameter
akar, (c) diameter batang, dan (d) Panjang akar. Semakin banyak
jumlah bulu akar, akan semakin tinggi kemampuan akar dalam
menyerap air dan unsur hara.
Pada tanah yang subur dekomposisi bahan organik akan terus
terjadi secara berkelanjutan, sehingga kebutuhan nitrogen mudah
dipenuhi. Sedangkan pada tanah berpasir yang miskin bahan organik,
tanpa penambahan pupuk organik akan sulit menyediakan N dalam
jumlah yang cukup. Itulah sebabnya pada tanah yang demikian perlu
penambahan frekuensi pemupukan nitrogen dan perlu pemberian
pupuk organik.
3
Apabila mikroba tumbuh dengan baik di daerah rizosfer, maka
unsur hara nitrogen yang tersedia dapat diserap oleh tanaman melalui
akar dengan baik. Nitrogen yang diserap akan semakin banyak
jumlahnya. Apalagi jika ditunjang oleh perakaran yang baik dan
jumlah akar aktif maka kemampuan penyerapan unsur hara semakin
tinggi. Dengan demikian tanaman dapat tumbuh lebih baik dan
menghasilkan produksi yang lebih baik.
Pemupukan N tebu
Tanaman tebu memerlukan unsure hara dalam jumlah yang
tinggi untuk dapat tumbuh dan berproduksi dengan baik. Dalam 1 ton
hasil panen tebu terdapat sekitar 2.00 kg N; 0,40 - 0,80 kg P2O5 dan
1,20 - 6,0 kg K2O yang diserap dari dalam tanah. Oleh karena itu
diperlukan pemupukan N, P dan K yang cukup tinggi agar hasil panen
tebu tetap tinggi dan kesuburan tanah dapat dilestarikan.
Penambahan pupuk N karena hara N yang tersedia dalam tanah
berasal dari luar tanah, yaitu : (1) bahan organik sisa panen tanaman,
(2) fiksasi N dari udara oleh mikroba tanah, (3) air irigasi, dan (4)
pupuk N.
Hasil-hasil
penelitian
menunjukkan
bahwa
efisiensi
pemupukan N pada budidaya tebu masih relative rendah, yaitu sekitar
30 - 35%. Efisiensi pemupukan N rendah tersebut disebabkan karena
sebagian hara N dari pupuk hilang melalui proses-proses penguapan,
pencucian, imobilisasi, denitrifikasi dan erosi & runoff.
Tingkat kekurangan N tanaman tebu sangat bervariasi
tergantung pada kiondisi tanah, dan perkembangan tanaman. Pada
awal pertumbuhan tanaman tebu, kekurangan N dapat mengurangi
jumlah anakan, dan jumlah batang pada ratoon, daun menguning,
pendek dan sempit. Kekurangan N pada masa vegetatif dapat
menyebabkan menurunnya diameter batang dan jumlah batang tebu
yang baik. Kekurangan N yang ringan dapat mengurangi laju
fotosintesis, pengaruhnya sangat besar kalau terjadi pada awal
pertumbuhan tanaman.
Pupuk Urea dan ZA telah lazim digunakan dalam budidaya
tanaman tebu. Namun teknologi inovasi dalam aplikasi pupuk N ini
masih sangat diperlukan untuk meningkatkan efisiensinya.
Frekuensi aplikasi pupuk nitrogen seringkali sangat
berpengaruh selama periode pertumbuhan tanaman. Kegagalan
aplikasi nitrogen tepat waktu akan menyebabkan tanaman menjadi
kerdil, masak sebelum waktunya dan mengurangi jumlah hasil tebu.
Analisa tanah sebagai alat kontrol umumnya tidak dapat diandalkan
karena N tersedia dapat berubah dengan cepat akibat berubahnya
iklim (temperatur, hujan) dan faktor budidaya tanaman. Kehilangan
nitrogen dapat dikurangi dengan menghatur frekuensi aplikasi
pemupukan.
4
Pupuk nitrogen dapat digolongkan menjadi tiga yakni:
(1). Pupuk Nitrat (Nitrate), misalnya Sodium Nitrate; Calcium Nitrate;
Potasium Nitrate. (2). Pupuk Amomonium, misalnya A. Sulphate
(S.A./Z.A.); A. Chloride; A. Anhydride; dan (3) Pupuk Amida (Amide),
misalnya Urea; Calcium Cyamnamide.
Pupuk ammonium sulphat (ZA) juga mengandung sulphur.
Pemakaian ZA terus menerus dapat mengasamkan tanah. Aplikasi
pupuk ZA dengan dosis 4-6 ku/ha (beragam tergantung kondisi
tanah) dapat menghasilkan hablur gula yang diharapkan.
Pupuk amida bersifat lambat tersedia, N dalam pupuk ini tidak
langsung tersedia bagi tanaman tetapi harus melalui beberapa
perubahan kimia dahulu. Hasil akhirnya dalam bentuk Ammonium
(NH4+) dan Nitrat (NO3-). Jenis pupuk ini berkadar N tinggi, misalnya
Urea = 46%. Sifat urea yang mudah larut dalam air memungkinkannya
untuk dipakai sebagai pupuk daun.
Dengan bantuan mikroba tanah, nitrogen yang ada dalam
pupuk dapat dikonversi menjadi bentuk yang tersedia bagi tanaman.
Proses perubahannya banyak tergantung pada iklim dan kondisi
tanahnya. Konversi berjalan cepat apabila kadar air, aerasi,
temperatur dan pH nya sesuai.
Aplikasi pemupukan sebaiknya 3 sampai 4 kali yakni pada
saat sebelum tanam (pupuk dasar), setelah perakaran tumbuh (1-2
bulan), pada masa pertumbuhan tunas (tillering, 3 bulan) dan masa
pertumbuhan, namun minimal dua kali setahun. Semakin sering
frekuensi aplikasi pupuk dengan dosis rendah, hasilnya akan semakin
baik, terutama bagi jenis pupuk yang cepat larut dalam air seperti
pupuk ZA dan Urea.
Pada akhir musim kemarau yang panjang, akar banyak yang
mati , itulah sebabnya waktu pemupukan harus menunggu pada saat
akar mulai tumbuh kembali sekitar 1 sampai 1.5 bulan setelah hujan
pertama datang.
Semakin rendah kandungan bahan organik tanah, maka dosis
pupuk nitrogen akan semakin besar. Dosis pupuk N ini juga
tergantung pada frekuensi aplikasi, karena nitrogen yang sifatnya
sangat mobil mudah tercuci (leaching) dan menguap (volatile). Cara
aplikasi menentukan efisiensi pemupukan nitrogen, misalnya ”disebar
(broadcast)” akan lebih boros dibanding dengan ”dibenam
(placement)”. Waktu aplikasi tidak dapat setiap saat dilakukan, karena
curah hujan dan kelembaban tanah tidak setiap saat cocok. Pada
prinsipnya, semakin tinggi kandungan bahan organik tanah, semakin
tinggi KTK akan semakin banyak nitrogen yang tersedia dan dapat
diserap tanaman. Itulah sebabnya analisa daun dibutuhkan untuk
melihat sejauh mana nitrogen dapat diserap oleh tanaman, karena
analisa tersebut dapat segera dibandingkan dengan hasil pengamatan
5
secara visual. Analisa tanah saja tidak dapat diandalkan, karena
pergerakan nitrogen dalam tanah yang begitu cepat sebagai akibat
perubahan iklim (suhu, hujan) yang dinamis.
Teknologi Pupuk N
Pemupukan N tanaman tebu memegang peranan sangat
penting, selain dapat meningkatkan produksi biomassanya, pupuk N
juga dapat meningkatkan keragaman dan kualitas hasil tebu. Masalah
utama penggunaan pupuk N pada lahan kebun tebu adalah
efisiensinya yang relatif rendah karena kehilangan N akibat pencucian
dan penguapan. Untuk itu diperlukan rekayasa teknologi pupuk N
untuk peningkatan efisiensi pemupukan N, misalnya dengan rekayasa
urea-humat. Teknologi pelapisan urea dengan asam humat
diharapkan dapat menghasilkan pupuk urea yang lebih tidak mudah
larut. Dengan pelepasan N yang lebih lambat diharapkan
ketersediaan N dalam tanah lebih besar dan pemupukan menjadi
lebih efisien.
Secara spesifik asam humat dapat digunakan untuk stabilisasi
urea, sehingga meningkatkan efisiensi pemupukan urea pada
tanaman tebu. Dengan menstabilkan urea memakai asam humat ini
diperkirakan efisiensi urea dapat ditingkatkan hingga menjadi sekitar
50%. Proses stabilisasi urea dengan asam humat sangat sederhana
dan dapat dilakukan dengan cara konvensional, yaitu dengan cara
meyemprot secara merata urea dengan asam humat, dan kemudian
dicampur hingga merata. Dosis untuk 100 kg urea menggunakan 1
liter (atau sesuai dengan kebutuhan asam humat).
Rekayasa stabilisasi urea dengan asam humat menghasilkan
urea yang lambat melepaskan nitrogen (slow release), hal ini
diperlukan untuk meminimumkan kehilangan N melalui proses
pencucian dan penguapan.
A recent study on ammonia loss from urea by using acidic
materials such as Humic Acid (HA) has been successful. Besides
reducing ammonia loss, the mixture of urea-HA improves plant
growth and development (American Journal of Applied Sciences,
Nov, 2009).
Amending urea HA can reduce ammonia loss in acid soils by
improving ammonium retention. This may in effect improve urea
N use efficiency as well as reducing environmental pollution in
agriculture (American Journal of Applied Sciences, 5(5):588-591
2009).
6
Urea-TSP-MOP-HA mixtures effectively reduced ammonia loss
and retained soil exchangeable ammonium compared to urea
alone. The acidic nature and high CEC of HA aided in reduction
of ammonia loss and retained soil exchangeable ammonium.
However, the addition of HA in the urea-TSP-MOP mixtures was
not beneficial since the mixtures alone without HA able to reduce
NH3 loss and improved NH4 retention. This may be due to K+
contained in the acid that reduce the quantity of H+ in the
mixtures thus increased soil pH.
Urea, TSP and MOP amended with HA or HA and FA
significantly reduced ammonia loss. The outcome of this study
may contribute to the improvement of urea N, P and K use
efficiency as well as reducing environmental pollution. (American
Journal of Environmental Sciences 5 (5): 605-609, 2009).
The use of liquid organic N fertilizer has the ability to reduce
NH3 volatilization in acid soil. The use of both humic and fulvic
acids could be effective in promoting NH4+ retention. Thus, it
can be concluding that, humic substances, in general, have great
ability in controlling NH3 loss and retaining NH4+ in acid soils.
It could be a cheapest, practical and easiest way to control N loss.
The CEC provided by HA, which ranged between 417-583 cmol
kg-1 may have contributed to ammonia loss reduction. The
negative sites due to ionization of carboxylic (COOH) and
phenolic (OH) might have improved NH4+ retention hence
reduction in N loss. These negative charges could develop with
the level of salt and pH, that occurred in soil. More salt will
produce more negative charge in soil. A similar situation will
occur at high pH. Thus, the presence of KOH, as a source of salt,
could enhance HA charges and indirectly reducing the N loss.
(American Journal of Agricultural and Biological Sciences 4 (1):
18-23, 2009).
Purpose of this research was offering basic data for the
production of humic acid slow-release fertilizers. The effects of
NH4+ concentration, equilibrium time and pH value on the
NH4+ adsorption of humic acid extracted from Shanxi brown
coal and its absorptive regularity were studied by ion-exchange
equilibrium method in this paper.
Results showed that with the increase of NH4+ concentration,
adsorption capacity of NH4+ increased. The adsorption of NH4+
on humic acid could be well described by Freundlich equation
and its kinetics adsorption fit Elovich equations best. Under the
condition of pH lower than 7.04, pH increase of medium was of
great advantage of NH4+ adsorption and could improve the
velocity of adsorption reaction. Under the condition of pH lower
7
than 4.03, physical adsorption was the dominant. However, under
the condition of 4.03 < pH < 7.04, chemical exchange was
dominant. The adsorption capacity could be increased by 58.03 %
at the optimal condition. On the whole, chemical exchanged
played a more important role on NH4+ adsorpiton. Adsorption
capacity rose markedly in the beginning of the adsorption
process, however, it slowed down later. While suitable ratio of
solid to liquid could increase unit adsorption until the ratio
increased to some extent, then the unit adsorption would
decrease. When the ratio was 0.04 and 0.03, the unit adsorption
reach maximum being 34.9 ,72.2 mg/g, respectively. (Plant
Nutrition and Fertilizer Science. 2005,11(4) : 516-523)