BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Pengertian Pupuk Pupuk ialah bahan yang diberikan ke dalam tanah baik yang organik maupun yang anorganik dengan maksud untuk mengganti kehilangan unsur hara dari dalam tanah dan bertujuan untuk meningkatkan produksi tanaman dalam keadaan faktor keliling atau lingkungan yang baik ( Sutejo, 1999 ).
Pupuk didefenisikan sebagai material yang ditambahkan ke tanah atau tajuk tanaman dengan tujuan untuk melengkapi ketersediaan unsur hara. Bahan pupuk yang paling awal digunakan adalah kotoran hewan, sisa pelapukan tanaman, dan arang kayu ( Novizan, 2005 ).
Pupuk merupakan kunci dari kesuburan tanah karena berisi satu atau lebih unsur untuk menggantikan unsur yang habis terisap tanaman. Pupuk mengenal istilah makro dan mikro. Meskipun belakangan ini jumlah pupuk cenderung makin beragam dengan aneka merek, kita tidak akan terkecoh dan tetap berpedoman kepada kandungan antara unsur makro dan mikro yang digunakan ( Lingga, 2001 ).
Pupuk bagi tanaman sama seperti makanan pada manusia. Oleh tanaman, pupuk digunakan untuk hidup, tumbuh, dan berkembang. Jika dalam makanan manusia dikenal ada istilah gizi maka dalam pupuk yang beredar saat ini terdiri dari bermacam-macam jenis, bentuk, warna, dan merek. Namun, berdasarkan cara
Universitas Sumatera Utara
aplikasinya hanya ada dua jenis pupuk akar dan pupuk daun. Manfaat pupuk adalah menyediakan unsur hara yang kurang atau bahkan tidak tersedia di tanah untuk mendukung pertumbuhan tanaman. Namun, secara lebih terinci manfaat pupuk ini dapat dibagi dalam dua macam, yaitu yang berkaitan dengan perbaikan sifat fisik dan kimia tanah. ( Marsono, 2005 ).
2.2 Klasifikasi pupuk Pupuk diklasifikasikan menjadi dua yakni sisa-sisa atau seresah tanaman, limbah atau kotoran hewan, demikian pula kompos, yang dapat diubah di dalam tanah menjadi bahan-bahan organik tanah, lazim disebut pupuk alam atau pupuk organik. Sedangkan pupuk yang dibuat di pabrik disebut pupuk buatan atau pupuk anorganik.
2.2.1 Pupuk organik Pupuk organik adalah pupuk yang terbuat dari sisa-sisa makhluk hidup yang diolah melalui proses pem-busukan (dekomposisi) oleh bakteri pengurai. Contohnya adalah pupuk kompos dan pupuk kandang. Pupuk kompos berasal dari sisa-sisa tanaman, dan pupuk kandang berasal dari kotoran ternak. Pupuk organik mempunyai komposisi kandungan unsur hara yang lengkap, tetapi jumlah tiap jenis unsur hara tersebut rendah. Ada beberapa kelebihan dari pupuk organik ini sehingga sangat disukai oleh petani, di antaranya sebagai berikut : 1. Memperbaiki struktur tanah, terjadi karena organisme tanah pada saat penguraian bahan organik dalam pupuk bersifat sebagai perekat dan dapat mengikat butir-butir tanah menjadi butiran yang lebih besar.
Universitas Sumatera Utara
2. Menaikkan daya serap tanah terhadap air, bahan organik memiliki daya serap yang besar terhadap air tanah. 3. Menaikkan kondisi kehidupan di dalam tanah, disebabkan oleh organisme dalam tanah yang memanfaatkan bahan organik sebagai makanan. 4. Sebagai sumber zat makanan bagi tanaman, pupuk organik mengandung zat makanan yang lengkap meskipun kadarnya tidak setinggi pupuk anorganik.
2.2.2. Jenis-jenis Pupuk Organik Jenis pupuk organik sangat beragam. Kalau jenis pupuk anorganik ditentukan oleh kadar haranya maka jenis pupuk organik ini ditentukan oleh asal bahan terbentuknya. a. Pupuk kandang Pupuk kandang adalah pupuk yang berasal dari kandang ternak, baik berupa kotoran padat (feses) yang tercampur sisa makanan maupun air kencing (urine). Kadar hara kotoran ternak berbeda-beda karena masing-masing ternak mempunyai sifat khas tersendiri. b. Kompos Kompos merupakan hasil dari pelapukan bahan-bahan berupa dedaunan, jerami, alang-alang, rumput, kotoran hewan, sampah kota, dan sebagainya. Proses pelapukan bahan-bahan tersebut dapat dipercepat melalui bantuan manusia. c. Pupuk hijau Disebut pupuk hijau karena yang dimanmfaatkan sebagai pupuk adalah hijauan, yaitu bagian-bagian seperti daun, tangkai, dan batang tanaman tertentu yang masih muda. Tujuannya, untuk menambah bahan organik dan unsur-unsur lainnya ke dalam tanah, terutama nitrogen ( Sutejo, 2002 ).
Universitas Sumatera Utara
d. Pupuk Bokashi Bokashi adalah pupuk kompos yang dibuat dengan proses peragian bahan organik dengan teknologi EM4 (Effective Microorganisme 4) atau disebut dengan hasil fermentasi. Keunggulan penggunaan teknologi EM4 adalah pupuk organik dapat dihasilkan dalam waktu yang lebih cepat dibandingkan dengan cara konvensional. EM4 (Effective Microorganisme 4) mengandung ragi, bakteri fotosintetik, jamur pengurai, selulosa Azotobacter sp. Dan Lactobacillus sp. Bahan-bahan yang dibutuhkan untuk pembuatan bokashi dapat diperoleh dengan mudah di sekitar lahan pertanian seperti jerami, sekam (kulit padi), dan seterusnya. Tetapi yang paling baik digunakan sebagai bahan pokok adalah dedak (bekatul) karena kandungan zat gizinya sangat baik untuk mikro-organisme. Ada beberapa jenis pupuk Bokashi yaitu : 1. Bokashi Jerami dan Bokashi Pupuk Kandang Bokashi Jerami sangat baik digunakan untuk melanjutkan proses pelapukan mulsa dan bahan organik lainnya di lahan pertanian. Bokashi Jerami juga sesuai untuk diaplikasikan di lahan sawah. Sedangkan penggunaan Bokashi pupuk kandang baik digunakan dalam pembibitan tanaman. Dan dapat diaplikasikan dengan tanah pada perbandingan 1:1. 2. Bokashi Pupuk Kandang Ditambah Arang Pembuatan Bokashi model ini sangat mudah dilakukan di lingkungan pertanian dan peternakan. Jadi, mudah untuk mendapatkan bahan yaitu kotoran hewan (pupuk kandang) dan Sekam (kulit Gabah Beras), dimana untuk Sekam diarangkan terlebih dahulu. Beberapa cara untuk membuat Arang Sekam diantaranya yaitu : -
Pembuatan Arang Sekam dengan cara dibakar dalam tong
-
Pembuatan Arang Sekam dengan cara disangrai.
Universitas Sumatera Utara
3. Bokashi Pupuk Kandang Ditambah Tanah Bokashi pupuk kandang tanah dapat dipergunakan di dalam pembuatan tanaman. Dalam hal tersebut bokashi pupuk kandang cukup dicampur dengan tanah pada perbandingan 1:1. 4. Bokashi Pupuk Kandang Ekspres (24 jam) Bokashi ekspres sangat baik untuk dijadikan mulsa pada pertanaman sayuran dan buah-buahan. Cara pembuatan bokashi ekspres hanya bahan-bahan yang akan difermentasikan dicampur dengan bokashi yang sudah jadi dan dedak secara merata. Proses fermentasi hanya berlangsung selama 24 jam dan sesudah itu bahan dapat diaplikasikan sebagai pupuk organik (www.deptan.go.id/feati/teknologi/bokashi.pdf).
2.2.3 Pupuk anorganik Pupuk anorganik atau pupuk buatan adalah jenis pupuk yang dibuat oleh pabrik dengan cara meramu berbagai bahan kimia sehingga memiliki persentase , misalnya, pupuk urea berkadar nitrogen 45-46%, (setiap 100 kg urea terdapat 45-46 kg hara nitrogen). Jenis-jenis pupuk anorganik menurut unsur hara yang dikandungnya dapat dibagi menjadi dua yaitu, pupuk tunggal dan pupuk majemuk. a.
Pupuk tunggal Dikatakan pupuk tunggal karena hara yang dikandungnya hanya satu. Ke
dalam kelompok pupuk tunggal ini ada tiga macam pupuk yang dikenal dan banyak beredar di pasaran, yaitu pupuk yang berisi hara utama nitrogen (N), hara utama fosfor (P), dan hara utama kalium (K). Selain itu, ada pula pupuk yang berisi hara utama magnesium (Mg).
Universitas Sumatera Utara
b. Pupuk Majemuk Pupuk majemuk merupakan pupuk campuran yang sengaja dibuat oleh pabrik dengan cara mencampurkan dua atau lebih unsur hara. Misalnya, pupuk Nitrogen dicampurkan dengan Phospat menjadi pupuk NP, dan dicampur lagi dengan Kalium menjadi pupuk NPK. Kandungan hara dari pupuk ini lebih lengkap dibandingkan dengan pupuk tunggal.
2.3 Jenis-jenis Pupuk Anorganik 2.3.1 Pupuk Sumber Nitrogen
a.
Amonium nitrat
Kandungan nitratnya membuat pupuk ini cocok untuk daerah dingin dan daerah panas. Amonium nitrat bersifat higroskopis sehingga tidak dapat disimpan terlalu lama. b. Amonium sulfat (NH 4 ) 2 SO 4 Pupuk ini dikenal dengan nama pupuk ZA. Mengandung 21% nitrogen dan 26% sulfur (S), berbentuk kristal dan bersifat kurang higroskopis. c. Kalsium nitrat Pupuk ini berbentuk butiran, berwarna putih, sangat cepat larut dalam air, dan sebagai sumber kalsium yang baik karena mengandung 19% Ca. Sifat lainnya adalah bereaksi basa dan higroskopis. d. Urea (CO(NH2 ) 2 ) Pupuk urea mengandung 45-46% nitrogen (N). Karena kandungan N yang tinggi menyebabkan pupuk ini menjadi sangat higroskopis. Urea sangat mudah larut dalam air dan bereaksi cepat, juga mudah menguap dalam bentuk amonia. Urea dibuat
Universitas Sumatera Utara
dari gas amoniak dan gas asam arang. Sifat lainya adalah mudah tercuci oleh air dan mudah terbakar oleh sinar matahari. Keuntungan menggunakan pupuk urea adalah mudah diserap tanaman. Selain itu, kandungan N yang tinggi pada urea sangat dibutuhkan pada pertumbuhan awal tanaman. Kekurangannya bila diberikan ke dalam tanah yang miskin hara akan berubah ke wujud atau bahan awalnya, yakni amonia dan karbondioksida yang mudah menguap. Berdasarkan bentuk fisiknya maka urea dapat dibedakan menjadi dua jenis, yaitu urea prill dan urea nonprill
d.1 Urea prill Urea prill merupakan urea yang berbentuk butiran halus berwarna putih. Dibandingkan dengan bentuk lainnya, urea prill mempunyai beberapa kelebihan yakni: a. Dikenal luas di kalangan petani sehingga menjadi prioritas utama pemupukan. b. Mudah didapatkan di Koperasi Unit Desa (KUD), pengecer pupuk dan kios petani. c. Harga terjangkau petani. d. Mudah diaplikasikan, yaitu dengan disebar atau dilarutkan. e. Kandungan N cukup tinggi, yaitu sekitar 46% f. Dapat digunakan untuk keperluan lain, seperti memupuk tambak, untuk campuran ransum atau pakan ternak. Selain kelebihan yang dimilikinya, urea bentuk prill mempunyai kekurangan sebagai berikut : a. Sangat higroskopis sehingga unsur hara mudah hilang. b. Sangat mudah larut sehingga unsur hara mudah dicuci.
Universitas Sumatera Utara
c. Mudah basah dan hancur sehingga butuh perlakuan khusus dalam penyimpanan dan packing. d. Unsur hara yang termanfaatkan hanya 30-50% saja.
d.2 Urea nonprill Urea nonprill terdiri dari beberapa jenis, diantaranya ialah urea ball fertilizer, urea super granule, urea briket, dan urea tablet. 1. Urea ball fertilizer Pupuk urea dengan bentuk bola-bola kecil ini memiliki daya respon cukup tinggi terhadap pertumbuhan tanaman unsur N-nya dapat dilepas secara lambat dan diikat kuat oleh partikel tanah dan kemudian akan diserap akar tanaman. 2. Urea super granule (USG) Bentuk USG hampir sama dengan urea prill hanya ukuran butirannya sedikit lebih besar. USG mampu meningkatkan produksi tanaman (padi) 3,4-20,4% lebih tinggi dibandingkan dengan penggunaan urea prill. 3. Urea briket Urea
briket
dihasilkureaan
dari
proses
pemadatan
urea
prill
dan
penyempurnaan urea super granule. Bentuknya pipih seperti cakram, bersifat rapuh, mudah pecah, dan cepat lengket. Kelebihan urea briket, yaitu mudah larut dan unsur hara cepat tersedia. Sementara kekurangan urea ini diantaranya rapuh, lengket, dan harganya relatif mahal. 4. Urea tablet Urea tablet juga berbahan dasar dari urea prill. Dengan proses pengempaan bertekanan tinggi, urea prill berubah bentuk menjadi tablet. Bila dibandingkan dengan urea prill, urea tablet lebih banyak memiliki keunggulan seperti efisien,
Universitas Sumatera Utara
gulma, mengurangi terjadinya pencemaran mikro, dan menciptakan usaha baru bagi usahawan pupuk.
2.3.2 Pupuk Sumber Fosfor a.
SP36
Mengandung 36% fosfor dalam bentuk P 2 O 5 . Pupuk ini terbuat dari fosfat alam dan sulfat. Berbentuk butiran dan berwarna abu-abu. Sifatnya agak sulit larut di dalam air dan bereaksi lambat sehingga selalu digunakan sebagai pupuk dasar. Reaksi kimianya tergolong netral, tidak higroskopis, dan tidak bersifat membakar. b.
Amonium phosphat
Pupuk ini umumnya digunakan untuk merangsang pertumbuhan awal tanaman (starter fertilizer). Bentuknya berupa butiran berwarna coklat kekuningan. Reaksinya termasuk alkalis dan mudah larut di dalam air. Sifat lainnya adalah tidak higroskopis sehingga tahan disimpan lebih lama dan tidak bersifat membakar karena indeks garamnya rendah.
2.3.3 Pupuk Sumber Kalium a. Kalium klorida (KCl) Mengandung 45%
K2 O dan khlor, bereaksi agak asam, dan bersifat
higroskopis. Khlor berpengaruh negatif pada tanaman yang tidak membutuhkannya, misalnya kentang, wortel, dan tembakau. b.
Kalium sulfat (K 2 SO 4 )
Pupuk ini lebih dikenal dengan nama ZK. Kadar K 2 O-nya sekitar 48-52%. Bentuknya berupa tepung putih yang larut di dalam air, sifatnya agak mengasamkan tanah. Dapat digunakan untuk pupuk dasar sesudah tanam.
Universitas Sumatera Utara
c.
Kalium nitrat (KNO 3 )
Mengandung 13% N dan 44% K 2 O. Berbentuk butiran berwarna putih yang tidak bersifat higroskopis dengan reaksi yang netral.
2.3.4
Pupuk sumber unsur hara makro sekunder a. Kapur dolomit Rumus kimianya adalah CaCO 3 .MgCO3. Berasal dari hasil penambangan
bahan galian batuan dolomit. Kelarutannya dalam air cukup baik. Berbentuk bubuk berwarna putih kekuningan. Bersifat basa sehingga kalau rutin digunakan dapat meningkatkan pH tanah. Dolomit adalah sumber Ca (30%) dan Mg (19%) yang cukup baik. Semakin halus butirannya akan semakin baik kualitasnya. b. Magnesium-sulfat (kiserit) Rumus kimianya adalah MgSO 4 .H2 O. Bahan dasar yang digunakan dalam pembuatan pupuk ini adalah Mg(OH) 2 yang disebut brucit dan MgCO 3 yang disebut magnesit. Kandungan kiserit murni terdiri dari 29% MgO dan 23% S. Kiserit berbentuk hablur berwarna putih keabu-abuan dan agak sukar larut dalam air. Sifatnya asam sehingga bila digunakan terus-menerus dapat menyebabkan tanah bereaksi asam.
2.4 Nitrogen Nitrogen merupakan unsur hara utama bagi pertumbuhan tanaman, yaitu untuk pembentukan asam amino yang akan diubah menjadi protein. Kekurangan nitrogen akan mengurangi efisiensi pemanfaatan sinar matahari dan ketidakseimbangan serapan unsur hara. Tanaman yang kekurangan nitrogen ditandai oleh daun-daun tua berwarna hijau pucat kekuning-kuningan dan kecepatan produksi daun menurun. Sebaliknya kelebihan nitrogen menghasilkan daun yang lebih besar, batang menjadi
Universitas Sumatera Utara
lunak dan berair sehingga mudah rebah dan mudah diserang penyakit, serta pematangan buah juga terhambat. Fungsi nitrogen bagi tanaman adalah sebagai berikut : 1. Untuk meningkatkan pertumbuhan tanaman, 2. Dapat menyehatkan pertumbuhan daun, 3. Meningkatkan kadar protein dalam tubuh tanaman, 4. Meningkatkan kualitas tanaman penghasil daun-daunan, 5. Meningkatkan berkembangbiaknya mikro-organisme di dalam tanah.
Gejala kekurangan unsur hara nitrogen 1. Daun tanaman berwarna pucat kekuning-kunigan 2. Daun tua berwarna kekuning-kuningan dan pada tanaman padi warna ini dimulai dari ujung daun menjalar ke tulang daun 3. Dalam keadaan kekurangan yang parah daun menjadi kering dimulai dari daun bagian bawah terus ke bagian atas 4. Pertumbuhan tanaman lambat dan kerdil 5. Perkembangan buah tidak sempurna atau tidak baik, sering kali masak sebelum waktunya
2.5
Metode Analisa Kandungan Nitrogen
2.5.1 Metode Kjeldahl Metode kjeldahl merupakan metode yang digunakan untuk menentukan kadar nitrogen. Pada dasarnya analisa nitrogen cara kjeldahl dapat dibagi menjadi tiga tahapan yaitu proses destruksi, destilasi, dan titrasi.
Universitas Sumatera Utara
a.
Prinsip Dasar Metoda Kjedahl berdasarkan pada destruksi basah pada sampel, yakni dengan
memanaskan sampel dengan asam sulfat pekat dengan menggunakan suatu katalis dimana hasil destruksi yang diperoleh dibasakan terlebih dahulu, lalu didestilasi. Amonia yang dibebaskan ditampung dalam suatu larutan asam sulfat 0,25 N. Jumlah amonia diketahui dengan cara menitrasi destilat tersebut dengan suatu larutan basa dengan menggunakan indikator campuran (merah metil + metil biru). Cara Kjedahl umumnya dapat dibedakan atas dua cara, yaitu cara makro dan semimikro. Cara makro digunakan untuk contoh yang sukar dihomogenisasi dan berukuran besar, sedang cara semimikro dirancang untuk sampel yang berukuran kecil yaitu kurang dari 300 mg dari bahan yang homogen.
b. Prosedur Kjedahl Metoda ini pada dasarnya dibagi atas tiga tahapan, yaitu : -
Tahap destruksi
Pada tahap ini sampel dipanaskan dalam asam sulfat pekat sehingga terjadi destruksi menjadi unsur-unsurnya. Elemen karbon, hidrogen teroksidasi menjadi CO, CO 2 , dan H2 O sedangkan nitrogennya berubah menjadi ammonium sulfat, (NH4 ) 2 SO 4 . Asam sulfat yang digunakan 25 ml. Sampel yang dianalisa sebanyak 5 gram. Suhu destruksi berkisar antara 370-410oC.
Proses destruksi sudah selesai apabila larutan menjadi jernih atau tidak berwarna. Agar analisa lebih tepat maka pada tahap destruksi ini dilakukan pula perlakuan blanko yaitu untuk koreksi adanya senyawa N yang berasal dari reagen yang digunakan. Tahap destruksi dapat dilihat pada reaksi berikut : Katalis (Se)
N Organik + H2 SO 4(p)
(NH4 ) 2 SO 4 + SO 2
+ CO 2
+H2 O
Universitas Sumatera Utara
-
Tahap destilasi
Pada tahap ini, ammonium sulfat dipecah menjadi amonia (NH 3 ) dengan penambahan NaOH 40% sampai alkalis lalu dipanaskan. Agar selama destilasi tidak terjadi superheating ataupun pemercikan cairan atau timbulnya gelembung gas yang besar maka dapat ditambahkan logam Zinkum (Zn). Amonia yang dibebaskan selanjutnya akan ditangkap oleh larutan standar asam. Asam standar yang dapat digunakan adalah asam sulfat 0,25 N dalam jumlah lebih. Untuk mengetahui jika asam dalam keadaan berlebih maka diberi indikator campuran (merah metil + metil biru). Destilasi diakhiri bila semua amonia sudah terdestilasi sempurna yang ditandai destilat tidak lagi bersifat basa. Tahap destilasi dapat dilihat pada reaksi berikut : (NH4 ) 2 SO 4 + 2NaOH 2NH3(aq) + H2 SO 4(aq)
-
2NH3
+ 2H2 O + Na 2 SO 4
(NH4 ) 2 SO 4
Tahap titrasi
Apabila penampung destilasi digunakan asam sulfat 0,25 maka sisa asam yang tidak bereaksi dengan ammonia dititrasi dengan NaOH standar. Selisih jumlah titrasi blanko dan sampel merupakan jumlah ekuivalen nitrogen. Apabila penampung destilasi digunakan asam borat maka banyaknya asam borat yang bereaksi dengan ammonia dapat diketahui dengan titrasi menggunakan asam. Selisih jumlah titrasi sampel dan blanko merupakan jumlah ekuivalen nitrogen.
2.5.2 Metode Lowry Protein dengan asam fosfotungstat-fosfomolibdat pada suasana alkalis akan memberikan warna biru yang intensitasnya bergantung pada konsentrasi protein yang ditera. Konsentrasi protein diukur berdasarkan optikal density pada panjang
Universitas Sumatera Utara
gelombang 600 nm. Larutan lowry ada dua macam yaitu larutan A yang terdiri dari fosfotungstat-fosfomolibdat (1:1) dan larutan B yang terdiri Na-karbonat 2%, dalam NaOH 0,1 N, kupri sulfat dan Na-K-tartrat 2%.
2.5.3 Metode Biuret Larutan protein dibuat alkalis dengan NaOH kemudian ditambahkan larutan CuSO4 encer. Uji ini untuk menunjukkan adanya senyawa-senyawa yang mengandung gugus amida asam (-CONH 2 ) yang berada bersama gugus amida asam yang lain atau gugus yang lain. Penentuan protein secara Biuret adalah dengan mengukur optical density pada panjang gelombang 560-580 nm.
2.5.4 Metode Spektrofotometer UV Kebanyakan protein mengabsorbsi sinar ultraviolet maximum pada 280 nm. Hal ini terutama oleh adanya asam amino tirosin triptophan dan fenilalanin yang ada pada protein tersebut. Pengukuran protein berdasarkan absorbsi sinar UV adalah cepat, mudah dan tidak merusak bahan.
2.5.5 Metode Turbidimeter atau Kekeruhan Kekeruhan akan terbentuk dalam larutan yang mengandung protein apabila ditambahkan bahan pengendap protein misalnya Tri Chloro Acetic acid (TCA). Tingkat kekeruhan diukur dengan alat Turbidimeter.
2.5.6 Metode Pengecatan Beberapa bahan pewarna misalnya Orange G, Orange 12 dan Amido Black dapat membentuk senyawaan berwarna dengan protein dan menjadi tidak larut.
Universitas Sumatera Utara
Dengan mengukur sisa bahan pewarna yang tidak bereaksi dalam larutan (dengan colorimeter), maka jumlah protein dapat ditentukan dengan cepat. Penentuan protein dengan titrasi formol dinetralkan dengan basa (NaOH), kemudian ditambahkan formalin akan membentuk dimethilol. Dengan terbentuknya dimethilol berarti gugus aminonya sudah terikat dan tidak akan mempengaruhi reaksi antara asam (gugus karboksil) dengan basa (NaOH) sehingga akhir titrasi dapat diakhiri dengan tepat (Sudarmadji, 1989).
Universitas Sumatera Utara
