Penurunan Penguapan Amonia (Kharisun) PENURUNAN

PENURUNAN PENGUAPAN AMONIA PADA PADI SAWAH AKIBAT PEMBERIAN ZEOLIT
ALAM DAN PUPUK UREA TABLET
REDUCTION OF AMMONIA VOLATILIZATION IN RICE CAUSED BY ADDING NATURAL
ZEOLITE AND PRILLED UREA FERTILIZER
Oleh:
Kharisun
Fakultas Pertanian Universitas Jenderal Soedirman Purwokerto
(Diterima: 8 Juni 2005, disetujui: 9 Juli 2005)
ABSTRACT
The research was aimed at investigating the effect of natural zeolite of
Tasikmalayan deposit and urea fertilizer on ammonia volatilization, fertilizer usage
efficiency, and rice yield. This research was a pot experiment using Eutrudept soil
type conducted in a glass house. The experiment was factorially arranged in a
randomized block design. The factors tested were level of natural zeolite (0, 1000,
and 2000 kg/ha) and urea fertilizer (0, 100, and 200 kg N prilled urea/ha and 0,
100, and 200 kg N supergranule urea/ha). Ammonia emitted was determined using
Sulfuric Acid Entrapment System. Application of natural zeolite reduced volatilized
N by 46%, from 78.78 mg N/pot to 42.11 mg N/pot. The highest volatilized N was
observed at the application of prilled urea at 200 kg N/ha (197.23 mg/pot).
Key words: Efficiency, Natural Zeolite, Volatilization
PENDAHULUAN
Sudah lama diketahui bahwa
nitrogen yang diaplikasikan ke dalam
tanah sawah cenderung mempunyai
keefisienan rendah. Penyebabnya
adalah kehilangan N terutama melalui
melalui penguapan amonia (NH 3 ),
pengawa-nitratan (denitrification), dan
pencucian (leachings). Kehilangan
tersebut dapat menyebabkan
kehilangan pupuk N yang mencapai
80%.
Kehilangan N melalui penguapan
NH3 sangat nyata terutama apabila
pupuk N diberikan dengan cara disebar,
yaitu dapat mencapai 50%. Pada tanah
sawah, kehilangan N melalui penguapan
terutama disebabkan bentuk N mineral
+
yang dominan adalah NH 4 , yang
berpotensi mengalami perubahan
menjadi gas NH3. Nilai pH tanah yang
relatif cukup tinggi pada tanah sawah
Penurunan Penguapan Amonia ... (Kharisun)
mendorong terjadinya perubahan ini.
Salah satu usaha untuk menekan
kehilangan N adalah dengan
menggunakan urea supergranule
(USG) atau lebih dikenal dengan urea
tablet. Penggunaan pupuk jenis ini
dinilai cukup efektif menekan laju
penguapan NH3. Meskipun demikian,
pemanfaatannya menghadapi beberapa
kendala, terutama aplikasinya yang
dianggap sukar dan membutuhkan
banyak tenaga kerja. Kelemahan
lainnya adalah pupuk ini kurang efektif
pada tanah dengan nilai kapasitas tukar
kation (KTK) rendah.
Mineral zeolit dinilai mampu
menang-gulangi kelemahan ini, karena
zeolit sudah lama dikenal sebagai
mineral yang mempunyai kemampuan
menjerap dan menukar kation yang
tinggi (van Straaten, 2002). Oleh
karenanya, ion amonium yang dilepas
melalui pemineralan residu tanaman
107
melaporkan bahwa penggunaan zeolit
53 g/kg (5%) kompos dapat menekan
kehilangan N sampai 80%. Lebih lanjut,
Park dan Komarneni (1998)
melaporkan bahwa zeolit mampu
menangkap 76 g N/kg zeolit.
Zeolit adalah mineral
aluminosilikat yang mempunyai
struktur tridimensi, yang berongga dan
berlorong, sehingga mempunyai luas
permukaan yang besar. Ion pusat Si
dari tetrahedra umumnya mengalami
penggantian oleh Al yang mempunyai
valensi positif tiga. Penggantian ini
menyebabkan zeolite bermuatan
negatif, yang dinetralkan oleh logam
+
+
alkali atau alkali tanah, seperti Na , K ,
2+
2+.
Ca , dan Mg . Ciri ini memungkinkan
zeolit memberikan sifat penting, seperti
sifat penyerapan dan penyaringan
molekul, penukaran kation, dan katalis
(Kharisun dan Budiono, 1999; van
Straaten, 2002). Penelitian Khitome et
al. (1998) juga menyimpulkan bahwa
+
zeolit efektif sebagai penyerap NH4
dan sebagai pupuk N pelepasterkendali (controlled-release
fertilizer). Tujuan peneliti-an ini
adalah untuk mengetahui pengaruh
zeolit alam deposit Tasikmalaya dan
takaran serta jenis pupuk urea
terhadap penguapan amonia dan
keefisienan pemupukan pada padi
sawah.
METODE PENELITIAN
Penelitian ini merupakan
percobaan pot yang dilakukan di Rumah
Kaca Fakultas Pertanian Unsoed
dengan menggunakan tanah Eutrudept.
Penelitian menggunakan pola faktorial
dengan rancangan dasar Rancangan
Acak Kelompok (RAK) dengan ulangan
3 kali. Faktor yang dicoba adalah zeolit
(diameter < 2 mm) dengan 3 takaran
(0, 1.000, dan 2.000 kg/ha), dan
pemupukan urea, yaitu urea pril dengan
takaran 0, 100, dan 200 kg N/ha serta
urea tablet dengan takaran 0, 100, dan
200 kg N/ha). Pot mempunyai luas 210
cm² dan tinggi 30 cm. Setiap pot
ditanami 4 rumpun tanaman padi.
Peubah yang diamati meliputi:
penguapan NH 3 , pH-tanah, dan
serapan pupuk oleh tanaman padi.
Pengamatan N teruap
menggunakan metode Sistem
Perangkap Asam Sulfat (Sulfuric acid
entrapment system). Pengukuran
dilakukan setiap 24 jam selama 40 hari
dan selanjutnya setiap 3 hari. Prinsip
kerja metode ini adalah udara bebas
Gambar 1. Prinsip kerja penangkapan NH3 dengan metode Sulfuric acid entrapment system
Keterangan: 1. pompa udara listrik; 2. larutan 1 N H2SO4; 3a. drum berisi tanah;
3b. Penyungkup plastik; dan 4. larutan 0,05 N H2SO4.
ISSN. 1411-9250
Jurnal Pembangunan Pedesaan Vol. V No. 2, Agustus 2005: 106-112
108
menangkap NH3 yang teruap (Gambar
1). Pengukuran dilakukan dengan
titrasi 0,05 N Na OH.
HASIL DAN PEMBAHASAN
Hasil penelitian menunjukkan
bahwa jenis dan takaran pupuk urea
serta perlakuan zeolit berpengaruh
nyata terhadap penguapan NH3. Tabel
1 menunjukkan bahwa NH3 teruap pada
perlakuan urea pril sangat tinggi, yaitu
terjadi peningkatan N teruap 514%
pada takaran 100 kg N/ha. Penguapan
NH3 tertinggi dicapai pada pemberian
urea pril takaran 200 kg N/ha.
Pemberian urea pril dengan cara
disebar mengakibatkan semakin besar
takaran urea pril, sehingga konsentrasi
+
NH4 pada air genangan semakin tinggi
dan hanya sebagian kecil yang dapat
dijerap oleh partikel tanah. Hal ini
mendorong terbentuknya gas NH3.
Pemberian urea tablet sampai
takaran 200 kg N/ha mampu menekan
terjadinya penguapan NH3, sehingga
secara statistika tidak berbeda nyata
dengan perlakuan kontrol (tanpa
pemupukan urea). Keefektifan urea
tablet dalam menekan laju penguapan
NH 3 disebabkan penempatan urea
tablet pada daerah pengurangan (10
+
cm) mengakibatkan ion NH4 relatif
stabil dan memungkinkan untuk dijerap
oleh koloid tanah tanah secara
optimum. Ukuran fisik urea tablet yang
jauh lebih besar dari urea pril juga
mengakibatkan luas permukaan kontak
dengan air menjadi rendah, sehingga
dapat meminimumkan kehilangan N
melalui penguapan NH3.
Pemberian zeolit alam deposit
Tasik-malaya mampu menurunkan
penguapan NH3 secara nyata. Pada
takaran 1.000 kg/ha, zeolit mampu
menekan kehilangan N melalui penguapan hingga 46,5%. Kemampuan zeolit
untuk menjerap kation menyebabkan
+
NH4 hasil hidrolisis urea pada tanah
sawah dapat segera dijerap oleh
kompleks jerapan zeolit, sehingga
dapat menekan terjadinya penguapan
NH3. Park dan Komarneni (1998)
melaporkan bahwa zeolit mampu
menangkap 76 g N/kg zeolit.
Tabel 2 menunjukkan besarnya
takaran pupuk urea yang hilang melalui
penguapan NH3 pada takaran zeolit
yang berbeda, yang dihitung dalam
Tabel 1. Nilai Rata-rata NH3 Teruap Akibat Pemberian Pupuk Urea dan Zeolit Alam
Perlakuan
Pupuk Urea
N0
NP1
NP2
NT1
NT2
Zeolit Alam
Z0
Z1
Z2
Penguapan NH3 (mg N/pot)
11,40 a
70,49 b
197,23 c
12,96 a
20,13 a
78,78 a
42,11 b
66,41 ab
Keterangan
Tanpa pupuk urea
Urea pril 100 kg N/ha
Urea pril 200 kg N/ha
Urea tablet 100 kg N/ha
Urea tablet 200 kg N/ha
Tanpa zeolit
1000 kg zeolit/ha
2000 kg zeolit/ha
Keterangan: Nilai yang diikuti dengan huruf yang sama pada perlakuan dan kolom yang sama tida
berbeda nyata menurut DMRT pada tingkat kepercayaan P<0.05.
Penurunan Penguapan Amonia ... (Kharisun)
109
Tabel 2. Nilai Rata-rata Takaran Pupuk Urea yang Mengalami Penguapan NH3 pada Takaran Zeolit
yang Berbeda (%)
Perlakuan
Zeolit
Z0
Z1
Z2
Urea 100 kg N/ha
Urea Pril
Urea Tablet
Urea 200 kg N/ha
Urea Pril
Urea Tablet
37,57 aB
22,46 bA
24,09 bA
53,39 aA
25,09 bB
53,56 bA
3,76 aC
-0,73 aB
-1,11 aB
5,20 aC
0,45 aB
0,46 aB
Keterangan: Nilai yang diikuti dengan huruf kecil yang sama (pada kolom yang sama) atau huruf
kapital (pada baris yang sama) tidak berbeda nyata menurut DMRT pada tingkat
kepercayaan P<0.05.
Kehilangan N melalui penguapan
pada perlakuan urea pril sangat besar,
apabila tidak digabung dengan zeolit.
Sebagai contoh, urea pril 200 kg/ha
yang hilang melalui penguapan
mencapai 53,39%. Kehilangan ini dapat
ditekan menjadi 25,09%, apabila
digabung dengan zeolit 1000 kg.
Kehilangan N melalui penguapan pada
urea tablet sangat kecil, bahkan pada
takaran 100 kg N/ha terdapat nilai
negatif terutama yang digabung dengan
perlakuan zeolit. Hal ini berarti
besarnya penguapan lebih kecil
dibandingkan pot yang tidak menerima
pupuk dan zeolit.
Pada takaran zeolit yang lebih
tinggi terdapat kecenderungan
kenaikan N teruap. Hal ini diduga
berkaitan dengan semakin tingginya pH
tanah dengan peningkatan takaran
zeolit (Gambar 2.). Peningkatan pH ini
diduga karena kation basa (seperti K+,
Na+ dan Ca+) yang terdapat pada
kompleks jerapan zeolit dilepas ke
dalam larutan tanah sebagai
kompensasi penangkapan ion NH4+.
Serapan N dan Produksi Padi
Pemberian pupuk urea
baik
Gambar 2. Nilai pH tanah sawah setelah 11 hari aplikasi zeolit yang diukur pada pukul 14.00.
Keterangan: Z0 = tanpa zeolit; Z1 = zeolit 1.000 kg/ha; dan Z2 = zeolit 2.000 kg/ha.
ISSN. 1411-9250
Jurnal Pembangunan Pedesaan Vol. V No. 2, Agustus 2005: 106-112
110
Tabel 3. Angka Rata-rata Serapan N, Residu N Tanah, dan Parameter Pertumbuhan dan Produksi
Tanaman Padi
Perlakuan
Pupuk Urea
N0
NP1
NP2
NT1
NT2
Zeolit Alam
Z0
Z1
Z2
Serapan N Bobot jerami Bobot akar Bobot gabah Residu N tanah
(mg/rumpun) (g/rumpun) (mg/rumpun) (mg/rumpun)
(%)
158
327
442
402
527
a
b
c
c
d
5,87 a
8,57 b
11,22 d
9,87 c
12,07 e
6,03 a
9,06 b
15,84 d
11,97 c
15,76 d
5,34 a
9,94 b
11,42 b
11,29 b
11,72 b
336 a
374 a
373 a
933 a
981 a
954 a
11,73 a
11,97 a
11,49 a
9,99 a
9,95 a
9,89 a
0,02
0,08
0,15
0,17
0,18
a
b
c
c
c
0,11 a
0,13 a
0,13 a
Keterangan: Nilai yang diikuti dengan huruf yang sama pada perlakuan dan kolom yang sama tidak
berbeda nyata menurut DMRT pada tingkat kepercayaan P<0.05.
diikuti dengan kenaikan parameter
pertumbuh-an dan produksi tanaman
(Tabel 3). Pemberian urea tablet pada
takaran 100 kg N/ha mengha-silkan
serapan N yang sama dengan perlakuan
urea pril takaran 200 kg N/ha. Serapan
N tertinggi dicapai pada perlakuan urea
tablet takaran 200 kg N/ha. Tabel 3.
juga menunjuk-kan bahwa
pertumbuhan dan hasil padi yang
dicapai dengan perlakuan urea tablet
100 kg N/ha secara statistika tidak
berbeda dengan pemberian urea pril
200 kgN/ha. Pemberian urea tablet
pada takaran yang lebih tinggi (200 kg
N/ha) tidak efektif meningkatkan
pertum-buhan dan produksi.
Pemberian zeolit meskipun
mampu menekan kehilangan N yang
teruap, namun belum dapat
meningkatkan serapan N oleh tanaman
padi serta pertumbuhan dan produksi
tanaman (Tabel 3). Hal ini berarti, ion
NH4+ yang terjerap oleh zeolit belum
dapat dimanfaatkan secara efektif oleh
tanaman, yang ditunjukkan dengan
tingginya residu N tanah (Tabel 3).
Keefisienan Pemupukan
Nilai rata-rata keefisienan
agronomi dan persentase keefisienan
serapan N ditunjukkan pada Tabel 4
dan 5. Pemberian zeolit alam pada
perlakuan urea pril dan tablet
cenderung meningkatkan keefisienan
agro-nomi. Pemberian zeolit alam
dengan takaran 2.000 kg zeolit/ha dan
urea pril 100 kg/ha mampu
meningkatkan keefisienan agronomi
Tabel 4. Nilai Rata-rata Keefisienan Agronomi (kg gabah/kg pupuk)
Perlakuan
Zeolit
Z0
Z1
Z2
Urea 100 kg N/ha
Urea Pril
Urea Tablet
10,05
9,50
12,10
13,78
13,12
11,53
Penurunan Penguapan Amonia ... (Kharisun)
Urea 200 kg N/ha
Urea Pril
Urea Tablet
6,39
8,29
7,38
7,28
7,13
11,53
111
Tabel 5. Keefisienan Serapan N (%)
Perlakuan
Zeolit
Z0
Z1
Z2
Urea 100 kg N/ha
Urea Pril
Urea Tablet
42,5
37,5
45,0
60,0
62,5
60,0
keefisienan agronominya justru turun
menjadi 15,49%, karena dengan
bertambahnya takaran pupuk N,
semakin banyak urea pril yang teruap.
Pemberian urea tablet pada takaran
200 kg N/ha dan zeolit alam 2.000 kg
zeolit alam/ha, keefisienan
agronominya tetap, yaitu sebesar
11,53 kg gabah/kg pupuk (Tabel 4).
Hal ini menunjukkan bahwa
peningkatan takaran urea tablet dapat
dimanfaatkan secara efektif oleh
tanaman dan penguapan NH3+ dari urea
tablet lebih rendah dibandingkan
dengan urea pril.
Pemberian zeolit alam pada
perlakuan urea pril dan tablet
cenderung meningkatkan keefisienan
Urea 200 kg N/ha
Urea Pril
Urea Tablet
33,8
35,0
37,5
43,8
50,0
43,8
serapan N. Pemberian zeolit alam lebih
berpengaruh terhadap peningkatan
keefisienan serapan N pada takaran
200 kg N/ha dibandingkan dengan
takaran 100 kg N/ha. Pemberian zeolit
alam 2.000 kg/ha dan urea pril 200 kg
N/ha meningkatkan keefisienan
serapan N sebesar 10,95%, sedang
pemberian zeolit alam 1.000 kg/ha dan
urea tablet pada takaran yang sama
dapat meningkatkan keefisienan
serapan N sampai 14,16%. Perlakuan
lainnya juga menunjukkan bahwa
pemberian urea tablet pada takaran
100 dan 200 kg N/ha pada berbagai
takaran zeolit alam, mengakibatkan
keefisienan serapan N lebih tinggi
dibandingkan dengan pemberian urea
Gambar 3. Keefisienan serapan N pada pemberian zeolit dan pupuk urea yang berbeda
ISSN. 1411-9250
Jurnal Pembangunan Pedesaan Vol. V No. 2, Agustus 2005: 106-112
112
besar pengaruhnya terhadap
keefisienan serapan N dibandingkan
dengan urea pril (Gambar 3).
Pemberian urea tablet dapat menekan
penguapan NH 3 + , sehingga akan
meningkatkan keefisienan serapan N.
pencampuran zeolit dan urea, sehingga
didapatkan keefisienan paling tinggi
dan paling menguntungkan bagi petani
baik dari segi biaya produksi maupun
aplikasi pupuk.
DAFTAR PUSTAKA
KESIMPULAN DAN SARAN
Kesimpulan
1. Zeolit alam dapat menurunkan N
teruap sampai 46%, yaitu dari 78,78
menjadi 42,11 mg N/pot.
2. Penguapan N tertinggi terjadi pada
perla-kuan 200 kg urea pril/ha,
yaitu 197,23 mg N/pot.
3. Penggunaan urea tablet dapat
menekan kehilangan N melalui
penguapan menjadi 12,76 mg N/pot.
Saran
Hasil penelitian ini diharapkan
mampu memberikan pemecahan bagi
petani untuk menekan biaya produksi
padi dengan mengurangi penggunaan
pupuk urea. Hal ini karena zeolit
mampu menekan kehilangan N dari
pupuk urea pril sampai 46%, sehingga
petani dapat mengurangi penggunaan
urea pril sampai setengah dari yang
biasa mereka guna-kan asal
penggunaan urea digabung dengan
zeolit. Hal yang masih perlu
dikembangkan adalah mencari teknologi
Penurunan Penguapan Amonia ... (Kharisun)
Bernal, M., P. Lopez, J.M. Real, and M.
Scott. 1993. Application of Natural
Zeolite for Reduction of Ammonia
Emission during the Composting of
Organic Waste in a Laboratory
Composting Simulator. Bioresource
Tech. 43 (1):35-39.
Kharisun dan M.N. Budiono. 1999. An
Alternative Activation Method for
Natural Zeolite from Indonesian
Deposits Based on Its Chemical
Properties. Proceedings of
International Seminar on Catalyst
Chemistry. Yogyakarta, 13
February 1999.
Khitome, M., J.W. Paul, L.M. Lavkulich,
and A.A. Bomke. 1998. Kinetics of
Ammonia Adsorption and
Desorption by Natural Zeolite
Clinotilolite. Soil Sci. Soc. Am. J.
62(3):622-629.
Park, M. and S. Komarneni. 1998.
Ammonium Nitrate Occlusion Vs
Nitrate Ion Exchange in Natural
Zeolite. Soil Sci. Soc. Am. J.
62(5):1455-1459.
Van Straaten, P. 2002. Rocks for
Crops: Agrominerals of SubSaharan Africa. ICRAF, Nairobi,