7. bab v. fosfor

V. FOSFOR
V. FOSFOR
5.1 Pendahuluan
5.2 Siklus P
5.3 Bentuk dan Fungsi P dalam Tanaman
5.4 Gejala Defisiensi P
5.5. Bentuk P Tanah: a. P Larutan;
b. P Anorganik Tanah;
c. P Organik Tanah.
5.6. Sumber P
: a. P Organik
b. P Anorganik
5.1. Pendahuluan
1. Unsur P merupakan “kunci kehidupan”
2. Sifat P sangat stabil di dalam tanah.
3. Ketersediaan P tanah tergantung pada sifat
dan ciri tanah.
4. Diserap tanaman dalam bentuk HPO4= atau
(H2PO4-)
5. Mobilitas P dalam tanah rendah, karena
retensinya dalam tanah sangat tinggi.
• Fosfor di dalam tanah kurang dibandingkan N
dan K.
• P total pada permukaan tanah beragam dari
0,005 sampai 0,15%.
• Kandungan P total tanah rata-rata rendah di
bagian tenggara humid dibandingkan dengan
di daerah padang rumput.
• Jumlah P total dalam tanah mempunyai
hubungan yang kecil atau tidak berhubungan
dengan ketersediaan P bagi tanaman.
5.2. Siklus P
Residu tanaman & hewan
Pupuk
Diangkut Tanaman
P terjerap
(P labil)
Adsorpsi
Desorpsi
Mineral sekunder
Fe/AlPO4
CaHPO4
(P Non Labil)
Mineral primer
(P non Labil)
Mineralisasi
Larutan P
H2PO4HPO4-2
Persipitasi
Terlarut
Immobilisasi
BAHAN ORGANIK
TANAH
P. Non labil
P. Labil
Terlarut
Pencucian
Gambar 5.1. Siklus P dalam Tanah
• Siklus P menjelaskan hubungan antara keragaman bentuk P
dalam tanah.
• Berkurangnya P larutan tanah dengan serapan oleh akar
tanaman disangga oleh fraksi P organik dan anorganik dalam
tanah.
• Mineral P primer dan sekunder larut menjadi tersedia kembali.
H2PO4- dan HPO4-2 dalam larutan.
• P anorganik dijerap dalam mineral dan permukaan liat sebagai
H2PO4- dan HPO4-2 (P anorganik labil) dapat dilepaskan
kembali pada penyangga P larutan.
• Mikroorganisme tanah mencerna residu tanaman mengandung
P dan menghasilkan senyawa P organik yang dimineralisasi
melalui aktivitas mikrobia untuk mensuplai P larutan.
• Siklus P dapat disederhanakan mengikuti
hubungan :
P larutan tanah
P labil
P tidak labil
P labil dan nonlabil berada pada fraksi organik
dan anorganik.
• P labil: bagian yang mudah tersedia menjadi P
larutan karena laju disosiasi yang tinggi atau
berubah menjadi senyawa P-tidak labil karena
adsoprsi atau retensi.
5.3. BENTUK DAN FUNGSI P PADA TANAMAN
BENTUK
 Konsentrasi P dalam tanaman sangat rendah (0,1 – 0,5%)
dibandingkan dengan konsentrasi N dan K.
 Tanaman menyerap H2PO4- atau HPO4-2 (orthofosfat), hal ini
tergantung pada pH tanah
 Tanaman juga menyerap senyawa P organik dengan berat
molekul yang rendah dan dapat larut (yaitu asam nukleat dan
phytin) yang merupakan hasil produksi dari dekomposisi B.O
tanah.
 Karena ketidakstabilan dari banyak senyawa P organik,
kehadiran aktivitas mikroba ini penting sebagai sumber P
terbatas untuk tanaman tingkat tinggi.
FUNGSI
• Seperti N, P terlibat banyak dalam proses pertumbuhan
tanaman yang vital (penting).
• Fungsi utama (essensial) dari P ialah mentransfer dan
menyimpan energi.
• ADP dan ATP yang bertindak sebagai “pengedar energi” di
antara tanaman
Gambar 5.2. STRUKTUR ADP DAN ATP
Tabel 5.1. Proses dan fungsi ADP dan ATP di dlm tanaman
Transport membran
Aliran sitoplasma
Fotosintesis
Biosintesis protein
Biosintesis Fosfolipid
Sintesis asam Nukleat
Generasi potensial elektrik membran
Respirasi
Biosintesis selulosa, pektin, hemiselulosa dan
lignin
Biosintesis lipid
Biosintesis isoprenoid
steroid dan
giberelin
• P ialah elemen yang penting dalam DNA dan RNA
yang mengandung kode genetis dari tanaman untuk
memproduksi protein-protein dan senyawa-senyawa
lain yang penting untuk struktur tanaman, hasil benih,
dan transfer genetis.
• Fospolipid, fospoprotein, koenzim, dan nukleotida
merupakan komponen-komponen struktural yang
penting dari membran kimia dan fungsi-fungsi yang
berhubungan dengannya.
• Oleh karena itu, P cukup penting untuk pertumbuhan
yang kuat dan perkembangan dari bagian-bagian
reproduksi (buah-buahan, biji-bijian, dan lain-lain).
Gambar 5.3 Pengaruh lokasi penambahan fosfat, nitrat, ammonium dan kalium terhadap
bentuk akar. Tanaman kontrol (HHH) memperoleh larutan hara yang lengkap
pada seluruh bagian sistem akar. Akar lain (LHL) memperoleh larutan hara
yang lengkap pada zona tengah, bagian atas dan bawah disuplai dengan
hara tertentu yang menunjukkan gejala defisiensi.
5.4. GEJALA DEFISIENSI SECARA VISUAL
• Kebanyakan gejala-gejala umum yang terlihat di antaranya
secara ke seluruhan tanaman tumbuh kerdil dan daun berwarna
hijau kegelapan.
• Meningkatnya kekurangan P, warna daun hijau gelap berubah
menjadi hijau keabuan hingga hijau-kebiruan kilat metalik.
• Beberapa tanaman (seperti bit gula) , daun hijau gelap tampak
pada fase pertumbuhan awal, berkembang menjadi coklat,
proses pembentukan jaringan urat daun seperti jala pada daun
tua pada saat tanaman matang.
• Daun berwarna ungu biasanya dihubungkan dengan
kekurangan P pada jagung dan rumput-rumputan lain.
• Gejala terlihat pada ujung daun bawah dan menjalar sepanjang
tepi daun sampai seluruh daun berwarna ungu.
• Daun-daun bagian bawah nekrotik dengan kondisi
kekurangan suplai P.
• Warna ungu disebabkan akumulasi dari gula yang
meningkatkan proses sintesis dari antosianin (pigmen
ungu) dalam daun (terlihat pada lembaran daun).
5.5. BENTUK P DALAM TANAH
5.5.1. P -LARUTAN
• Jumlah H2PO4- dan HPO4-2 ada dalam larutan tergantung pada
pH tanah.
• Pada pH 7,2, H2PO4- ~ HPO42-.
• Di bawah pH 7,2, H2PO4- > HPO4-2, dan di atas pH 7,2
HPO4-2 > H2PO4-.
• Tanaman menyerap HPO4-2 lebih lambat dibandingkan dengan
H2PO4-.
• Rata-rata konsentrasi P larutan tanah tanah ~ 0,05 ppm dan
keragaman yang lebar di antara tanah.
• Konsentrasi P larutan tanah yg dibutuhkan tanaman umumnya
berkisar antara 0,003 sampai 0,3 ppm dan tergantung pada
spesies tanaman serta tingkat produksi (Tabel 5.2.).
• Akar menyerap P dari larutan tanah melalui aliran
massa dan diffusi ke permukaan akar.
• Penyerapan P dari larutan tanah oleh tanaman melalui
aliran massa relatif rendah sehingga hanya sebagian
kecil dari P yang dibutuhkan tanaman melalui
mekanisme ini.
• Contoh, jika rasio transpirasi 400 (400 g air per 1 g
tanaman) dan 0,2% P dalam tanaman. Jika rata-rata
konsentrasi larutan 0,05 ppm P, kemudian banyaknya
P yang bergerak ke tanaman melalui aliran massa
adalah :
400 g H2O x 100 g tanaman x 0,05 g P x 100% = 1 %
g tnm
0,2 g P
10-6 g H2O
Gambar 5.5 Pengaruh pH terhadap distribusi jenis
ortofosfat dalam larutan
Tabel. 5.2. Perkiraan Konsentrasi P Larutan Tanah Dihubungkan
dengan 75 dan 95% Hasil Maksimum Tanaman Terpilih
Tanaman
Perkiraan P Larutan Tanah (ppm) Untuk Dua
Tingkatan Hasil
75% Hasil Maksimum
95% Hasil Maksimum
Ketela Pohon
0,003
0,005
Kacang Tanah
0,003
0,01
Jagung
0,008
0,025
Gandum
0,009
0,028
Kubis
0,012
0,04
Kentang
0,02
0,18
Kedelai
0,025
0,20
Tomat
0,05
0,20
Selada
0,10
0,30
Sumber : Fox, 1982, Better Crops Plant Food, 66:24
5.5.2. P -ANORGANIK TANAH
• P organik dimineralisasi menjadi P anorganik atau
sebagai P yang ditambahkan ke tanah, P anorganik
dalam larutan yang tidak diserap oleh akar atau
diimmobilisasi oleh mikroorganisme dapat dijerap
(adsorbed) oleh permukaan mineral (P labil) atau
diendapkan (precipitated).
• Sebagai senyawa P sekunder, jerapan permukaan dan
reaksi presipitasi secara bersama disebut fiksasi P
atau retensi P.
• Fiksasi P anorganik tergantung pada banyak faktor,
yang terpenting adalah pH tanah.
Gambar 5.7 Pengaruh pH Tanah terhadap Adsorpsi dan Presipitasi P
(Diambil dari Stevenson, 1986, Siklus Tanah, p 250, John
Wiley & Sons)
• Pada tanah masam, P anorganik diendapkan sebagai
mineral sekunder besi atau aluminium fosfat (Fe/AlP) dan atau dijerap permukaan oksida besi atau
aluminium dan mineral liat.
• Pada tanah yang bereaksi netral dan berkapur, P
anorganik dipresipitasi sebagai mineral sekunder
Ca-P dan Mg-P pada tanah yang kaya Mg dan atau
dijerap pada permukaan liat dan CaCO3.
(a) Kelarutan Mineral P
• Siklus P menggambarkan tingkat P-larutan disangga oleh
P yang dijerap pada permukaan mineral (P labil),
mineralisasi P organik dan mineral P dapat larut.
• Akhirnya, konsentrasi P larutan dikendalikan oleh
kelarutan mineral P. Umumnya sebagian besar mineral P
ditemukan pada tanah masam sebagai mineral Al-P dan
Fe-P, sedangkan mineral Ca-P lebih dominan pada tanah
netral dan berkapur (Tabel 5.3).
• Setiap mineral P akan menyokong konsentrasi ion
spesifik tergantung pada hasil kelarutan (Ksp) dari
mineral tsb. Contoh : FePO4.2H2O akan melarut sebagai
berikut :
FePO4.2H2O + H2O
H2PO4- + H+ + Fe(OH)3. (1)
Tabel.5.3. Mineral P yang biasa ditemukan pada tanah masam, netral
dan berkapur
Tanah masam*
Varisit
Strengit
AlPO4.2H2O
FePO4.2H2O
Tanah netral dan berkapur
fosfat dihidrat
CaHPO4.2H2O
Dikalsium
(DCPD)
Dikalsium fosfat (DCP)
Oktakalsium fosfat (OCP)
b-Trikalsium fosfat (b-TCP)
Hidroksiapatit (FA)
Flour apatit (FA)
CaHPO4
Ca4H(PO4)3.2.5H2O
Ca3(PO4)2
Ca5(PO4)3OH
Ca5(PO4)3F
*Mineral2 dalam susunan daftar di atas menunjukkan tingkat kelarutan yang
menurun.
Gambar 5.8 Kelarutan Mineral Fosfat Ca, Al dan Fe di Dalam Tanah
(Lindsay, 1979, Chemical Equilibria in Soils, Wiley
Interscience, p.181)
• Sumbu-y menunjukkan konsentrasi H2PO4- atau HPO4-2 dalam
tanah. Ion H2PO4- lebih dominan pada pH , 7,2, sementara HPO4-2
lebih dominan pada pH > 7,2 (Gambar 5.5).
• Sumbu x menunjukkan pH larutan. Pada pH 4,5, AlPO4.2H2O dan
FePO4.2H2O mengendalikan konsentrasi H2PO4- dalam larutan.
• Meningkatnya pH meningkatkan konsentrasi H2PO4- karena
mineral Al-P dan atau Fe-P larut menurut pada persamaan 1, yang
mana jika digambarkan dalam diagram sebagai positif garis miring.
• Meningkatnya ketersediaan P sering diamati jika flourapatit dapat
digunakan sebagai pupuk pada pH tanah rendah (pH , 4,5),
sebagaimana ditunjukkan oleh kelarutannya yang tinggi pada pH
rendah .
• Perbedaannya, hidroksiapatit atau feroapatit tidak dapat digunakan
untuk menyediakan P tersedia bagi tanaman pada tanah netral atau
berkapur karena kelarutannya rendah.
(b) Reaksi Adsorpsi P
• Reaksi Jerapan P H2PO4- dan/atau HPO4-2 merupakan
P organik lebih yang dijerap pada permukaan mineral
pada tanah masam, mineral-mineral oksida dan dan
hidroksida Al dan Fe termasuk jerapan P utama.
• Disebabkan kemasaman larutan permukaan mineral
mempunyai muatan (+), melalui kedua tempat yang
memiliki muatan (+) dan (-), lebih dominannya
muatan (+) siap menarik H2PO4- dan anion lain.
• Ion P dijerap pada permukaan oksida Fe/Al karena
interaksi antara gugus OH- dan/atau OH2+ pada
permukaan mineral.
P-Labil
P-Nonlabil
Gambar 5.9
Mekanisme
Adsorpsi P pada Permukaan
Oksida Al/Fe. Pengikatan
Fosfat melalui satu ikatan AlO menghasilkan P labil;
kemudian pengikatan melalui
dua ikatan Fe-O atau Al-O
menghasilkan struktur yang
stabil yang menghasilkan
desorpsi P yang sangat kecil
(c) Persamaan Adsorpsi
• Persamaan Freundlich dan Langmuir digunakan untuk
menggambarkan jerapan P dalam tanah. Persamaan-persamaan
ini dapat membentuk pemahaman hubungan antara kuantitas
jerapan P per satuan bobot tanah dan konsentrasi P dalam
larutan. Persamaan jerapan mempunyai bentuk umum :
q = f(c)
• dimana q adalah jumlah kuantitas dijerap dan fungsi (f) dari
konsentrasi P larutan ( c ). Persamaan Freundlich ditunjukkan
oleh :
q = acb
• dimana a dan b adalah koefisien keragaman di antara tanah,
dan q dan c adalah jumlah P yang di jerap dan konsentrasi P
larutan.
• persamaan Freundlich memasukkan batasan adsorpsi
P maksimum dengan gambaran:
q = abc
1 + ac
q = kuantitas jerapan, c = konsentrasi P larutan, b
adsorpsi P maksimum, a = koefisien .
• Adsorpsi P maksimum pada persamaan Langmuir
menunjukan
bahwa
suatu
lapisan
tunggal
(monolayer) ion P dijerap pada permukaan mineral,
yang mana terjadi pada konsentrasi P larutan yang
lebih tinggi dari pada yang digambarkan pada
persamnaan Freundlich.
Jumlah jerapan P pada tanaman
Konsentrasi Larutan
Konsentrasi larutan
Gambar. 5.10. Gambaran grafik isotherm jerapan dari Freundlich (a)
dan Languiir (b) yang persamaan.
(d) Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Fiksasi P
Dalam Tanah
• Banyak sifat-sifat fisik dan kimia tanah yang
mempengaruhi kelarutan P dan reaksi-reaksi adsorpsi
P didalam tanah.
• Akibatnya sifat-sifat tanah ini juga mempengaruhi
konsentrasi P larutan, ketersediaan P bagi tanaman
dan penggunaan pupuk P bagi tanaman.
• Faktor-faktor tersebut adalah: mineral tanah, pH
tanah pengaruh kation-kation, anion, pengaruh P
larutan, bahan organik, waktu dan temperatur,
penggenangan, dan pengelolaan pupuk P.
(e) Mineral Tanah
• Reaksi-reaksi adsorpsi dan desorpsi dipengaruhi oleh
tipe permukaan mineral yang kontak dengan larutan.
• P di jerap lebih besar oleh liat 1:1 (contoh kaolinit)
daripada oleh liat-liat 2:1 (contoh monmorillonit)
sebab tingginya jumlah oksida Fe/Al yang berasosiasi
dengan liat kaolinitik yang menonjol pada tanah yang
mengalami pelapukan lanjut.
• kaolinit mempunyai sejumlah besar gugus OH- yang
terekspos pada lapisan Al yang dapat dipertukarkan
dengan P, selain itu kaolinit muatannya pada ujung
yang dapat menjerat P bergantung pada pH
(f) pH Tanah
• Fiksasi P oleh oksida Fe/Al menurun dengan
meningkatnya pH. Gibbsite [Al (OH)3] menjerat
jumlah P terbesar pada pH 4,0 sampai 5,0. Jerapan P
oleh goethite (FeOOH) menurun antara pH 3,0 dan
12.
• ketersediaan P pada sebagian besar tanah berada pada
keadaan maksimum mendekati pH 6,5.
• Pada nilai pH rendah, fiksasi P lebih besar dari reaksi
dengan oksida Fe/Al dan presipitasi AlPO4 dan
FePO4.
Gambar 5.13. Adsorpsi P oleh oksida Fe atau (goethite) yang
diakibatkan oleh pH tanah (Sumber dari Hingston et all, 1968,
Trans.9 th Int.Cong.Soil.Sci, 1:1459-61)
(g) Efek Kation
• Kation bervalensi dua pada KTK meningkatkan
jerapan P relatf daripada kation bervalensi satu.
Untuk contoh, lihat yang dijenuhi dengan Ca+2
menahan sejumlah besar P darpada yang dijenuhi
oleh Na+ atau ion bervalensi satu lainnya.
• Kation-kation bervalensi dua meningkatkan
pencapaian muatan positif ujung mineral liat terhadap
P. hal ini terjadi pada pH < 6,5, sebab pada pH tanah
yang lebih besar akan terjadi presipitasi mineral Ca-P.
TAHAP 1 : Pertukaran Kation
Al+3
LIAT
+ 3 Ca+2
LIAT
Ca+2
Ca+2
+
Ca+2
Al+3
TAHAP 2 : Hidrolisis
Al+3
+
2H2O
Al(OH)2+
+
2H+
TAHAP 3 : Presipitasi / Adsorpsi
Al(OH)2+
+
H2PO4-
Al(OH)2H2PO4
2 Al+3
(g) Efek Anion
• Anion anorganik dan organik dapat bersaing dengan
P untuk tempat jerapan, yang menghasilkan jerapan P
menurun.
• Penahan anion anorganik yang lemah seperti: NO3dan Cl- pengaruhnya kecil, dimana penjerapan OHH3SiO4-,SO4-2, dan MoO4-2 dapat bersaing.
• Kekuatan jerapan anion menentukan kemampuan
bersaing.
• Untuk contoh, SO4-2 tidak mampu melepas banyak
H2PO4- bilamana
H2PO4- mampu membentuk
senyawa yang lebih kuat daripada SO4-2.
(h) Tingkat Kejenuhan P
• Umumnya , jerapan P lebih besar pada tanah dengan
jerapan P yang sedikit pada permukaan mineral.
• Pupuk P ditambahkan meningkatkan jumlah jerapan
P, menambah penurunan potensial jerapan P menurun.
• Bila semua tempat-tempat pertukaran dijenuhi dengan
H2PO4-, lebih lanjut jerapan tidak akan terjadi dan
manfaat dari aplikasi pupuk P akan meningkat.
(i) Bahan Organik Tanah
• Senyawa organik didalam tanah meningkatkan
ketersediaan P karena :
• Bentuk kompleks organofosfat yang lebih mudah
diasimilasi oleh tanaman,
• Anion ditempati H2PO4- pada tempat-tempat
pertukaran adsorpsi,
• Pembungkusan oksida Fe/Al oleh humus yang
membentuk tutup pelindung dan mengurangi adsorpsi
P, dan
• Meningkatnya jumlah P organik yang dimineralisasi
menjadi P anorganik.
Tabel 5-4. Persentase DCPD yang dihidrolisis ke OCP Berdasarkan
Fungsi Waktu dan Temperatur
Temperatur
(0C)
1 Bulan
10
<5
20
<5
30
<5
Persentase OCP
2 Bulan
4 Bulan
20
20
40
75
30
80
10 Bulan
70
100
100
Sumber : Sheppard and Racz, 1980, Western Canada Phosphate Symp.,p.170
(j) Waktu dan Temperatur
• Adsorpsi P didalam tanah mengikuti dua pola yang
jelas: mula-mula reaksi cepat diikuti oleh sejumlah
reaksi yang lebih lambat.
• Reaksi jerapan meliputi pertukaran P untuk anion
pada permukaan oksida Fe/Al cepat. Reaksi yang
lebih lambat meliputi:
a. Pembentukan ikatan koevalen Fe-P atau Al-P pada
permukaan oksida Fe/Al.
b. Presifitasi suatu senyawa P yang hasil kelarutannya
dilampaui.
(k) Penggenangan
• Sebagian besar tanah akan meningkatkan P tersedia setelah
penggenangan, besarnya konversi mineral Fe+3-P ke mineral
Fe+2-P yang mudah larut terjadi akibat penggenangan.
• Mekanisme lain mencakup kelarutan P yang diselimuti,
meningkatnya mineralisasi P-organik pada tanah-tanah
masam, meningkatnya kelarutan Ca-P pada tanah-tanah
berkapur, dan lebih besarnya difusi P.
• Perubahan-perubahan ini dalam ketersediaan P menjelaskan
mengapa respon aplikasi P pada tanah beririgasi biasanya lebih
kecil daripada suatu tanaman lahan kering yang tumbuh pada
tanah yang sama.
(l) Pengelolaan Pupuk P
• Konsekuensi praktis yang penting dari adsorbs P dan
reaksi-reaksi presipitasi adalah waktu setelah aplikasi
selama tanaman mampu menggunakan P yang
terbaik.
• Pada tanah-tanah dengan kapasitas fiksasi P tinggi,
periode ini singkat, dimana dengan tanah lain bisa
terhambat beberapa bulan atau tahun.
• Jerapan P pupuk lebih besar pada tanah-tanah
bertekstur halus karena daerah permukaan mineral
relatif lebih besar dari tanah-tanah bertekstur kasar.
5.5.3. P Organik Tanah
• P organik menunjukkan kira-kira 50% dari P-total
tanah dan berbeda-beda untuk setiap jenis tanah,
antara 15 sampai 80%.
• Seperti bahan organik, P organik tanah berkurang
dengan kedalaman, dan distribusi dengan kedalaman
juga berbeda-beda di antara tanah.
• Kandungan P dalam bahan organik tanah berkisar
antara 1 sampai 3%.
Tabel 5-6. Rasio C : N : P : S Organik Pada Tanah
Lokasi
Iowa
Brazil
Skotlandia*
Berkapur
Tidak Berkapur
New Zealand+
India
Nomor Tanah
C:N:P:S
6
6
110 : 10:1,4:1,3
194:10:1,2:1,6
10
40
22
9
113:10:1.3:1.3
147:10:2.5:1.4
110:10:2.1:2.1
144:10:1.9:1.8
*Nilai untuk S diberikan sebagai S-total
+Nilai untuk lapisan di bawah permukaan (35-53) cm dengan 105:10:3,5:1,1
Sumber : Stevenson, 1986. Cycles of Soil, p. 262, John Wiley & Sons.
P- Organik
Kedalam
P- Organik
Carringtong
lempung berbeda
P- Organik
Gambar 5-15. Distribusi P dan C Organik Dengan Kedalaman Pada Dua
Contoh tanah Mollisols di Lowa (Stevenson, 1986,
cyclesof Soils, p.261, John Wiley & Sons)
Mineralisasi dan Immobilisasi P di Dalam Tanah
• Mineralisasi dan Immobilisasi P terjadi secara
simultan di dalam tanah dan dapat digambarkan
sebagai berikut :
Mineralisasi
• P-organik
P-organik (H2PO4-/HPO4-2)
Immobilisasi
• P-organik tanah berasal dari sisa-sisa tanaman dan
hewan-hewan yang didegradasi oleh mikroba
menghasilkan senyawa organik lain dan melepaskan
P-organik .
• Enzim fosfatase mengkatalisasi reaksi mineralisasi Porganik dengan :
O
Fosfatase
O
• R – O -P – O- + H2O
H – O – P – O- + R-OH
O
O
• Rasio C:P sisa menentukan kuatnya mineralisasi P
melebihi immobilisasi, jadi seperti C:N
mempengaruhi mineralisasi dan immobilisasi.
Rasio C:P sisa menentukan kuatnya mineralisasi P
melebihi immobilisasi, jadi seperti C:N mempengaruhi
mineralisasi dan immobilisasi, panduan di bawah ini
digambarkan :
Rasio C-P
Mineralisasi/Immobilisasi
< 200
Mineralisasi P-organik
200-300
Tidak ada yg hilang P-organik
> 300
Immobilisasi P-organik
5.6. SUMBER P
5.6.1. P Organik
• Kotoran hewan dan limbah kota merupakan sumber
yang baik bagi ketersediaan P tanaman, dengan
perhitungan pupuk kandang 98% P-organik
diaplikasikan pada lahan pertanian.
• Bentuk dan kandungan P pada kotoran hewan
bervariasi besar bergantung pada kandungan P pada
pakan dan jenis hewan.
Tabel 5.9. Kandungan P Kotoran Hewan Pilihan
Hewan
Total P
P-anorganik
----- % bahan kering -----
Babi
1,5-2,5
0,8-2,0
Sapi pedaging
0,7-1,2
0,5-0,8
Sapi penghasil
0,5-1,2
0,3-1,0
Unggas
0,9-2,2
0,3-1,2
Kuda
0,4-1,4
0,2-0,8
Tabel 5.10. Distribusi Fraksi P pada Kotoran Babi Cair
Setelah Tiga sampai Empat Bulan Penyimpanan.
Hewan
Total P (% Bahan
% P-Total
kering)
Total P-anorganik
1,5-2,0
85
Total P-organik
0,2-0,3
15
P-anorganik dlm larutan
0,01-0,20
5
P-organik dalam larutan
0,01-0,03
<4
P-mikrobia
0,02-0,04
<2
Sumber : Van Faassen, 1987, in V. D. Meer (Ed.), Animal Manure
on on Grassland Crops, pp.27-45.
Pemupukan Mikrobial P
• Bacilli pelarut P dan rhizobakterria lain banyak sekali
di dalam tanah dan boleh jadi siap diisolasi dari
daerah perakaran tanaman.
• Rhizobakteria yang berkoloni pada akar tanaman dan
mendorong pertumbuhan tanaman dikenal sebagai
bakteri peningkatan pertumbuhan tanaman “(BPPT)”
Bacillus spp.
• Berada diantara sebagian besar pelarut P dan
mempunyai keuntungan pembentukan spora yang
resisten terhadap cekaman, dibutuhkan untuk
memelihara perkembangan inokulan biji.
5.6.2. P Anorganik
(a) Istilah digunakan untuk menggambarkan kandungan P dalam
pupuk adalah larut dalam air, larut dalam sitrat, tidak larut
dalam asam sitrat, tersedia, dan P-total (sebagai P2O5).
Kandungan P dari Pupuk
• Kandungan P pupuk dinyatakakan sebagai satuan P2O5 dari
unsur P.
• Meskipun perubahan dibuat dari satuan persen P2O5 ke % P,
sebagian besar masih menyatakan konsentrasi P dalam pupuk
sebagai % P2O5. Hal yang serupa dengan konsentrasi K pada
pupuk selalu dinyatakan sebagai % K2O daripada sebagai %
K.
Konversi antara % P dan % P2O5 adalah :
% P = % P2O5 x 0,43
% P2O5 =% P x 2,29
Konversi faktor diperoleh dari rasio bobot molekul P
dan P2O5 :
2 x P (g/mol)
2 x 31
----------------- = -------- = 0,43
P2O5 (g/mol)
142
SUMBER
Batuan Fosfat
Asam Fosfat
Kalsium Fosfat
Ammonium Fosfat
Kalium orthofosfat
RUMUS KIMIA
(Ca10(PO4)6(X)2)
H3PO4
3Ca(H2PO4)2
NH4H2PO4
KH2PO4
KADAR P2O5 (%)
11,45 – 38,93
39 – 55
16 – 22
48 – 55
30 - 60
(b) Perilaku Pupuk P Dalam Tanah
1. Reaksi Pemupukan P
• Sejumlah sifat dari tanaman dan sumber pupuk P
menentukan reaksi pupuk-tanah mempengaruhi
ketersediaan P pupuk terhadap tanaman.
• Pupuk P ditambahkan ke tanah pada awalnya
meningkatkan P-larutan tetapi kemudian P-larutan
berkurang melalui pengaruh fiksasi-fiksasi P mineral,
jerapan (labil), dan organik.
Pengesteran Zn oleh
asam tetrometa fosfat
Pengesteran Zn oleh
Pengesteran Zn oleh
triammonium fosfat
Gambar. 5-23. Pemisahan Zn oleh Molekul Polyphosphate yang
dapat mengatur konsentrasi Zn yang lebih besar dalam larutan
Dibanding Orthophosphate
Gambar 5-25. Reaksi butiran Monokalsium fosfat (MCP) di dalam tanah. Uap air
bergerak ke arah butiran, yangmana mulai melarut. Asam fosfat
membentuk lingkaran mengelilingi butiran yang menghasilkan pH
larutan 1,5. Larutan masam menyebabkan tanah lainnya dapat
larut, meningkatkan konsentrasi kation dan anion dekat butiran.
Sejalan dengan waktu butiran melarut sempurna dan pH larutan
naik, mengakibatkan presipitasi hasil kelarutan dikalsium fosfat.
2. Interaksi N dengan P
N meningkatkan serapan P oleh tanaman dengan
1. Meningkatnya pertumbuhan akar dan bagian atas
2. Merubah metabolism tanaman
3. Meningkatkan kelarutan dan ketersediaan P.
3. Kelembaban Tanah
• Kandungan kelembaban tanah mempengaruhi keefektifan dan
ketersediaan dari aplikasi P.
• Pada kapasitas lapang, 50 sampai 80% dari P larut-air dapat
didiffusi dari granul pupuk antara 24 jam.
• Kelemahan 2 sampai 4%, 20 sampai 50% P larut air bergerak
keluar dari granul dalam waktu yang sama.
4. Dosis Aplikasi
• Sekalipun pupuk P akhirnya membentuk senyawa Pkurang larut, konsentrasi P dalam larutan meningkat
dengan dosis aplikasi P.
• Dengan waktu konsentrasi P menurun sebagaimana
berkurangnya presipitasi senyawa P dapat larut.
• Lamanya tingginya level P larutan tergantung pada
dosis pupuk P yang diaplikasikan.
• Metode penempatan P, kuantitas P dilepaskan oleh
tanaman, dan sifat tanah mempengaruhi ketersediaan
P.
5. Modifikasi Secara Kimia dalam Zona Reaksi Pupuktanah.
• Modifikasi lingkungan di sekitar partikel P pupuk
atau baris dari P-cair dengan diselaputi atau
penambahan family spesifik dari polimer-polimer
dengan KTK di atas 1,6 me/100 g diteliti sejak tahun
1999 pada bermacam-macam tanaman dan kondisi
tanah.
• Hasil tertinggi dan meningkatnya serapan P tanaman
diperoleh dihubungkan dengan berkurangnya gangguan dari kation-kation seperti Al, Fe, Ca, dan Mg
diketahui berlawanan mempengaruhi ketersediaan P.
6. Residu P.
• Ketersediaan residu pupuk P dapat berlangsung
tahunan tergantung pada dosis P yang digunakan, P
tanaman dikembalikan, dan sifat-sifat tanah
mempengaruhi produk reaksi P secara kimia.
• Reaksi fiksasi P mempengaruhi ketersediaan residu P
dalam tanah-tanah masam dibandingkan tanah-tanah
masam .