DAUR N JERAMI KELABU
BERTANDA
lSN DALAM TANAH ALUVIAL
H. Sirwando*, dan N. Abdullah*
ABSTRAK - ABSTRACT DAUR N JERAMI BERTANDA 15N DALAM TANAH ALUVlAL KELABU. Percobaan inkubasi tanah aluvial kclabu yang dibcri jerami padi bertanda 15N telah dilakukan dalam laboratorium. untuk mempelajari laju mineralisasi N jerami padi pada waktu inkubasi 1,2,3,4, 7, dan 10 ming~, masing-masing dengan 6 kali ulangan. :Inkubasii berlangsung pada suhu kamar (20 .:!: 2 C) dalam kondisi tanah yang digenangi air. Hasil yang diperoleh menunjukkan bahwa laju mineralisasi yang tertinggi dicapai setelah 2minggu inkubasi, yaitu sekitar 0,2 persen dari jumlah 15N dalam jerami yang dilepas ke da1am tanah. Waktu inkubasi yang lebih lama cenderung meningkatkan jumlah 15N jerami yang terikat oleh tanah dan mengalami imobilisasi. N CYCLING OF 15N RICE STRAW AMENDED INTO ALUVlAL SOIL. An experiment with 6 replications to study N cycling of 15N-labdled rice straw in aluvial during various incubation time of 1, 2,3,4, 7, and 10 weeks has been carried out in the laboratory •Incubation was conducted at room temperature ( 20 .:!: 20C ) under ana~r..o~}ccondition. Results of the experiment showed, that the highest rate of N mineralization was obtained from 2 weeks incubation, namely 0,2 percent of the total 15N in straw was released into the soil. Extention of incubation time seems to increase the amount of 15N fixed and immobilized in the soil.
PENDAHULUAN Dalam upaya peningkatan produktivitas lahan pertanian selalu dianjurkan agar kesuburan dan perbaikan struktur tanah selalu dipertahankan. Salah salah satu usaha yang mudah dilakukan ialah dengan cara, mengembalikan bahan organik atau limbah pertanian ke dalam tanah. Karena pengembalian bahan organik atau limbah pertanian dapat memperbaiki struktur tanah di samping juga menambah kandungan hara (1). Tiap kali panen tanaman padi akan mengangkut serta unsur hara dari dalam tanah dalam jumlah yang cukup besar. Akibat dari hilangnya unsur hara yang terangkut bersama dengan hasil panen menjadikan produktivitas tanah berangsurangsur berkurang. Menurut GOSWANI dan BANERJEE (2), bahwa 1 ha tanaman padi yang dipupuk normal dapat menghasilkan jerarni yang mengandung sekitar 45 kg N, 7,5 kg P, 104 kg K, 20 kg Ca, 32 kg Mg, 3 kg Fe, 11 kg Mn dan 235 kg Si. Angka ini memberikan gambaran banyaknya hara dari tanah yang terangkut pada setiap kali panen. Sedang hasil penelitian KAl (3) menunjukkan, bahwa rata-rata 70% - 80% hasil panen padi tergantung pada kandungan N organik dalam tanah. lni berarti, bahwa cadangan bahan organik tanah dart waktu ke waktu menjadi berkurang bilamana penambahan dari luar tidak pemah dilakukan. Bahan organik yang ditambahkan ke dalam tanah akan mengalarni pelapukan, dan terjadi perombakan senyawa organik menjadi senyawa inorganik sehingga menjadikan tersedianya • Pusat Aplikaai lsotop dan Radiui, BATAN
357
unsur hara bagi tanaman. Proses demikian yang semata-mata berlangsung secara biologi tergantung daripada berbagai faktor yang dinamakan mineralisasi. Informasi ten tang laju mineralisasi N dari bahan organik yang dikembalikan ke dalam tanah antara lain dengan melakukan percobaan inkubasi di laboratorium. Laju mineralisasi N tersebut menggambarkan penambahan hara N yang tersedia sebagai basil dari pelapukan bahan organik, selain daripada ketersediaan hara N yang berasal dari pelapukan N organik yang sudah ada di dalam tanah. Hasil mineralisasi dari bahan organik berupa jerami padi yang ditambahkan ke dalam tanah, secara kuantitatif dapat dibedakan dari hasil mineralisasi N organik yang ada di dalam tanah dengan menggunakan jerami padi bertanda 15N. Tujuan penelitian ini ialah sebagai penelitian pendahuluan mempelajari daur N jerami padi bertanda 15N dalam tanah Aluvial Kelabu, selama inkubasi 1,2,3,4, 7, dan .10 minggu dalam kondisi tanah digenangi.
BAHAN DAN CARA KERJA Percobaan
inkubasi
ini dilakukan
dalam laboratorium
Tanah dan Nutrisi
Tanaman PAIR BATAN , Jakarta. Sebagai bahan penelitian digunakan jerami padi bertanda 15N dengan 4,5007% ekses atom 15N. Jerami bertanda 15N berasal dari percobaan pemupukan padi terdahulu (4) dengan pupuk urea bertanda 20,2% atom 15N. N-total jerami 1,1247%. Tanah yang dipakai ialah jenis Aluvial Kelabu, berasal dari Kebun Percobaan Pusakanegara, BPTP Sukanadi dengan kandungan N-total 0,145%. Tanah setelah dikeringkan di udara ditumbuk halus dan diayak memakai ayakan 100 mesh atau 0,15 mm. Ditimbang 5 g dan dimasukkan kedalam tabung gelas, kemudian dicampur rata dengan 50 mg jerami padi 15N yang sudah digiling halus. Kemudian ditambahkan 5 ml akuades dan tabung gelas ditutup memakai kertas paraftlm. Tanah diinkubasikan dalam berbagai tingkatan waktu, yaitu 1,2,3, 4, 7, dan 10 minggu, dalam suhu ruangan yang pakai AC (20 :t 2°C). Masingmasing waktu inkubasi diulangi 6 kali. Tiga tabung dipakai untuk penetapan kandungan N-total menu rut Kjeldahl, dan tiga tabung lainnya setelah dilakukan ekstraksi memakai KCI 2N disaring dengan kertas saring Whatman 42. Hasil saringan dipakai untuk penetapan kandungan N -N~ + ditambah 0,2 g MgO dan N-N03dengan ditambah 0,2 g devarda aloy. Sedang bagian yang tidak lolos dari saringan dipakai untuk penetapan kandungan N-sisa melalui distilasi uap. N-sisa ini dianggap sebagai N dari jerami yang terikat oleh tanah dan mengalami imobilisasi (5). Analisis kandungan 15N dilakukan dengan alat Spektrometer Emisi buatan lASCD JAPAN, tipe NIA-I. Skema analisis contoh tanah yang di inkubasi seperti terlihat pada Gambar 1 .
358
5 g tanah + 50 mg jeraml padi bertanda 15 N+ 5 m1 akuades.
dipakai untuk penetapan N-total menurut Kye1dahl.
~ + 0,2 g MgO penetapan N-NH4 + Gambar 1.
~ + 0,2 g devarda aloy penetapan N-N0!l
penetapan N -total menurot Kjeldahl.
Skema analisis contoh tanah yang diinkubasi.
HASIL DAN PEMBAHASAN Tabel 1 menyajikan laju mineralisasi N organik tanah yang diberi tambahan jerami bertanda 15N. lumlah N yang termineralisasi, yang berasal dari N organik tanah dan tambahan jerami bertanda sekitar 117 - 362 ug N atau 2,24 - 5,88% dari jumlah N-total yang ditemukan, selama waktu inkubasi 1 - 10 minggu. Laju mineralisasi tertinggi dicapai setelah waktu inkubasi 2 minggu yang mencapai 362 ug N atau 5,88% dari jumlah N-total. Pembentukan N-NH4 + yang tertinggi dihasilkan setelah 1 minggu inkubasi, yaitu 251 ug N, kemudian diikuti oleh 2 minggu inkubasi yang mencapai 248 ug N. Ditinjau dari persentase N-total, waktu inkubasi 2 minggu menghasilkan persentase laju mineralisasi yang tertinggi yaitu 4,03% dari prosentase N-total, kemudian menurun dengan bertambahnya waktu inkubasi. Terbentuknya N-N03 - yang tertinggi yaitu 126 ug N atau 2,06% dari jumlah N-total, dicapai setelah inkubasi 10 minggu. Hasil analisis N-sisa berkisar antara 85,95% dan 96,17%. Dan jumlah N yang tidak ditemukan berkisar antara 0,89% dan 11,50% atau 58 ug N dan 696 ug N. N yang tidak ditemukan ini diduga hilang melalui penguapan (volatilisasi) amonia selama waktu inkubasi. Laju mineralisasi N organik tanah Aluvial Kelabu yang diberi jerami padi dalam percobaan inkubasi ini rendah. Tabel 2 menyajikan I~u mineralisasi 15N yang berasal dari jerami padi. N-total yang berasal dari 1 N jerami yang ditemukan berkisar antara 13 - 21 ug 15N; angka tertinggi dihasilkan oleh waktu inkubasi 1 minggu. Laju rnineralisasi 15N berkisar antara 0,044 ug dan 1,100 ug atau 0,31% dan 6,11% dari jumlah 359
N-total
yanf ditemukan. Mineralisasi DN yang tertinggi mencapai 0,88 ug atau 5N total yang ditcmukan dicilpai pilda Wilktu inkubillJi 1 minggu. Sedangkan pembentukan 15N-N03 - tertinggi dicapai setelah waktu inkubasi 2 minggu, yaitu 0,33 ug atau 1,83% dari jumlah 15N total yang ditemukan. Analisis 15N-sisa menunjukkan angka antara 75% dan 92,29% dari jumlah 15N total yang ditemukan atau antara 12 ug dan 17 ug. Jumlah 15N yang tidak ditemukan berkisar antara 0,77 ug dan 3,69 ug atau setara dengan 5,92% dan 23,06%. Angka ini menggambarkan jumlah 15N asal dari jerami yang terikat tanah dan mengalami imobilisasi. Tabel 3 menyajikan laju mineralisasi N organik tanah Aluvial Kelabu yang diperoleh dari selisih antara laju mineralisasi N organik tanah yang ditambahkan jerami padi dan laju mineralisasi 15N dari 15N jerami. Laju mineralisasi N berkisar antara 116,77 ug dan 360,9 ug atau setara dengan 2,24% dan 5,88% dari jumlah N-total yang dihasilkan. Angka yang tertinggi dicapai setelah 2 minggu inkubasi yaitu 360,9 ug atau 5,88%. Pembentukan N-NH4 + yang tertinggi mencapai 250,12 ug setelah 1 minggu inkubasi, kemudian menu run dengan bertambah lamanya waktu inkubasi. Pembentukan N-N03yang tertinggi mencapai 143,67 ug atau 2,34%, diperoleh setelah 2 minggu inkubasi. N-sisa berkisar an tara 85,98% dan 96,18%. Dan jumlah N yang tidak ditemukan berkisar antara 54,97 ug dan 692,31 ug atau 0,85% dan 11,47%. Bila diperhatikan hasil analisis tersebut di atas terlihat, bahwa sekitar 0,044 ug -1,100 ug N berasal dari jerami yang dilepas ke tanah Aluvial Kelabu, selama waktu inkubasi 1 sampai 10 minggu. Laju mineralisasi N yang tertinggi mencapai 1,100 ug atau setara dengan 0,2% dari jumlah N jerami. Jerami mengandung 562 ug N total di antaranya terdapat 25,29 ug 15N. Rendahnya laju mineralisasi N jerami ini mungkin disebabkan oleh berbagai faktor yang belum diketahui dan siUah satu di antaranya rnungkin disebabkan faktor suhu yang rendah dalam percobaan ini yaitu sekitar 20 ..!. 2°C. Hasil penelitian SAHRAWAT (6) menunjukkan bahwa waktu inkubasi 2 minggu pada suhu 30°C jumlah N -NH4 + yang dibebaskan mencapai sekitar 17 - 428 ppm, dan pada waktu inkubasi 1 minggu dengan suhu 40°C N-NH4 + yang dibebaskan mencapai antara 13 - 522 ppm. Menurut UN ~ !!. (1973) yang diku tip oleh BROADBENT (7), tanah dalam kondisi tergenang dan di inkubasikan selama 1 minggu pada suhu 40°C rnenghasilkan N tersedia tertinggi. Jadi dalam hal ini, rendahnya laju mineralisasi N jerami yang diperoleh diperkirakan karena percobaan inkubasi berlangsung pada suhu yang rendah. Menurut laporan IRRl (1977) dalam BROADBENT (7) jumlah N yang terimobilisasi selain tergantung pada kandungan N jerami dan bahan induh tanah, juga sangat tergantung pada suhu tanah. Dari hasil analisis 15N-sisa dapat diketahui, bahwa sekitar 12 - 17 ug atau setara dengan 2,1 - 3,0% dari jumlah N jerarni terikat oleh tanah dan rnengalami imobilisasi. Ditinjau dari lamanya waktu inkubasi ternyata, bahwa waktu inkubasi yang makin lama persentase 15N sisa rnakin meningkat. Hal tersebut diperkirakan karena hasil mineralisasi N yang terjadi, diikat kembali olehjasad-jasad renik dalarn tanah, atau oleh partikel tanah dan mengalami imobilisasi. Dengan penambahan pupuk N buatan kepada tanah yang diinkubasikan, mungkin hasil mineralisasi 15N 4,1 rro dart
360
yang terikat dan mengalami imobilisasi itu akan berkurang. Hal ini perlu dibuktikan dengan melakukan percobaan tersendiri. Perhitungan dari jumlah N yang tidak ditemukan kembali dilakukan sebagai berikut : N-total - N mineralisasi-N sisa = N yang tidak ditemukan. N yang tidak ditemukan ini diduga hilang melalui pengupan (volatilisasi) amonia selama waktu inkubasi.
KESIMPULAN Dari hasH percobaan yang dilakukan pada tanah Aluvial Kelabu yang diberi tambahan jerami padi bertanda 15N dapat diambil kesimpulan bahwa, laju mineralisasi 15N asal jerami padi yang tertinggi dicapai setelah 2 minggu waktu inkubasi mencapai 1,100 U!. Memperpanjang waktu inkubasi temyata tidak meningkatkan laju mineralisasi 1 N jerami, akan tetapi menghasilkan 15N sisa yang lebih banyak. yang berarti meningkatnya jumlah 15N termineralisasi yang diikat oleh tanah dan mengalami Imobilisasi. Terbentuknya 15N-NH4 + tertinggl dihasilkan setelah 1 minggu inkubasi yang mencapai 0,88 ug, sedang terbentuknya 15N-N03 - tertinggi dicapai setelah 2 minggu inku basi. . HasH percobaan ini menunjukkan, bahwa daur N j~rami bertanda 15N dalam tanah aluvial kelabu relatif rendah sekali, yaitu 0,2% dari kandungan 15N jerami setelah 2 minggu waktu inkubasi. lni dapat diartikan bahwa daur N jerarni akan berjalan secara lambat dalam jangka waktu yang lama pad a suhu kamar 20 ± 2°C.
UCAP AN TERIMA KASIH Terima kasih penulis tujukan kepada Saudara-saudara M. Tohir, Amrin Djawanas, Sofia Murti, dan Elia Refma, yang telah membantu dalam analisis contoh, sehingga penulisan dapat secara lancar dilakukan. Terima kasih yang sarna ditujukan Ir. Martinus Mardjo dan Ir. Suwandi, atas bantuan mori1 yang telah diberikan kepada penulis.
DAFTAR PUSTAKA I.
PffiLLlPS, SR., and YaNG, HM.Jr., No Tillage Farming, Reiman Associates Milwauke, Wisconsin (1974).
2.
GOSWANI, N.N., and BANERJEE, N.K., ''Phosphorus, potasium and other macronutrients", Soils and Rice, IRRI, Los Banos, Laguna (1978) 561.
3.
KAI, H., and WADA, K., "Chemical and biological immobilization of nitrogen in paddy soils", Nitrogen and Rice, IRRI, Los Banos (1979) 157.
4.
ABDULLAH, N., SUWANDI, dan RUCHYANA, Pengaruh pemupukan nitrogen dan pupuk P, K terhadap keefisienan penggunaan N-pupuk dan bobot kering padi berbagai tingkat umur tanaman padi IR 32, Belum diterbitkan.
361
5.
TOMAR, J.5., and SOPER, R.J., An incubation study nitrogen added as urea to several manitoba soils with particular refference to retention of nitrogen, CanadianJ.SoilSci,611 (1981)
6.
SAHRAWAT, KL., Assay of nitrogen supplying capacity of tropical rice soils, Plant and Soil 65 (1982) Ill.
7.
BROADBENT, F.E., "Mineralization of organic nitrogen in paddy soils", Nitrogen and Rice, IRRl, Los Banos (1979) 105
362
N -total
% 362 68 154 61 312 117 251 83 58% 65020 50,94 100 6480 800 126 82 61 5740 N-sisa Jumlah 114 93 696 248 176 198 49 93 5200 6160 6090 5220 6110 258 219 151 5640 6050 Tabd 1. 0,89 Laju mineralisasi N-organik tanah dengan tambahan 15NFraksi-N jerami. 192 0,94 1,59 2,24 2,55 4,03 90,91 3,87 85,95 4,81 5,88 94,29 1,30 1,54 1,85 3,15 4,24 3,58 93,94 2,47 1,35 2,06 96,17 1,01 1,52 11,50 3,21 2,89 92,61 Jumlah N ugyangN-N03ug
N-NH4+
Waktu
w C1\
W
tidak
ditemukan
W
0\
~
N-total
--
0,44 % % % 11,13 17 16 2,83 21 18 13 13 118 N 92,29 N-sisa 0,88 0,18 88,89 75,00 80,95 -4,19 0,310 0,45 0,11 0,13 4,28 0,77 6,11 0,84 0,23 0,81 3,17 0,57 1,100 4,63 0,972 0,12 0,900 2,50 3,028 0,33 1,77 1,94 14,42 0,092 5,0 5,9214 0,44 ,67 .6Jumlah 0,044 0,31 ugyang 3,690 0,77 23 1,430 76,83 00,31 ,94 ,06 ,92 0,956 yang ug Tabd 92,23 2.88,89 Laju mineralisasi 15N N-N03 -. berasal dari jerami. N-NH4 +
Waktu
Fraksi-N Jumlah
tidak
diternukan
% 6459 % 6142 5727 5008 N-sisa 60,908 5584 6093 6072 81,88 5207 67,88 6034 5188 5624 6096 3,87 5,88 Tabd S.92,82 Laju mineralitui Jumlah N 3257,43 54,972 94,33 11,03 4,03 4,82 143,67 2,89 4,24 0,94 153,69 218,96 1,53 1,01 2,55 3,59 125,96 1.16,77 82,230 96,18 2,24 360,09 250,12 247,23 175,55 48,89 60,87 93,00 Jumlah N dari yang ug 90,92 0,85 197,100 3,21 ug 92,62 93 ,95 190,570 150,044 3,14 2,46 1,58 85,98 692,310 11,47 1,54 0,94 2,34 2,07 1,30 1,35 N-N03 - tanah Aluvial Ke1abu.
ug Waktu
W
0Vo
N-NH4 +
Fraksi-N
tidak
ditemukan
DISKUSI
WlDJANG H. SISWORO : 1. 2.
Apakah penelitian ini clilakukan dalam kondisi aerobik atau anaerobik? Apakah yang dimaksud imobilisasi, apakah perubahan N inorganik menjadi N organik? Bagaimana kaitannya dengan meningkatnya sisa 15N dengan proses imobilisasi ini seperti yang dikemukakan dalam makalah? H. SIRWANDO :
1. 2.
Penelitian dilakukan dalam kondisi anaerobik. Yang dimaksud dengan imobilisasi dalam kaitan ini ialah N inorganik hasil mineralisasi N jerarni yang kemudian tidak tersedia bagi tanaman karena diikat oleh tanah atau digunakan oleh rnikroba tanah. Kaitannya dengan N sisa dan N imobilisasi ialah sebagai berikut. Setelah contoh tanah yang ditambah jerarni bertanda 15N diekstraksi memakai 2 N KCI untuk penetapan N-NH4 + dan N-N03 +, diperoleh sisa tanah yang kemudian didestilisasi uap untuk penetapan N-sisa. N-sisa ini dianggap yang terikat oleh tanah ataU digul1akan oleh mikroba tanah mengalarni imobilisasi (TPMAR dan SOPER, 1981). Diperkirakan bila dalam percobaan ditambahpupuk buatan jumlah N-sisa semakin lama inkubasi akan lain'. Untuk itu diperlukan penelitian tersendiri'. RIV AlE RA TMA :
Menurut percobaan Anda makin lama masa inkubasi makin besar N yang mobil. 1. Faktor apa yang menyebabkan ha1 de~kian. 2. Bila banyak N yang mobil, bagaimana pengaruhnya terhadap kesuburan tanah? H. SIRWANDO: Maaf pemyataan tersebut sedikit keliru, yang betul makin lama inkubasi, makin banyak N tennineralisasi yang diikat oleh tanah dan mengalarni imobilisasi. 1. Faktor yang menyebabkan diperkirakan N yang terrnineralisasi dimanfaatkan untuk kehidupan dan perkembangan jazad-jazad renik dalam tanah. Sehingga N yang dulunya tersedia menjadi tidak tersedia/terikat. BUa dalam percobaan terse but ditambah pupuk N buatan, mungkin jazad renik lebih sedikit menggunakan N rnineralisasi jerarni. Urituk itu diperlukan penelitian tersendiri. 2. Bila banyak N yang mobil (maksudnya tersedia bagi tanaman) tentunya sebagian yang tidak dapat diserap oleh tanaman akan hilang melalui berbagai proses, seperti penguapan amonia, pencucian atau leaching denitrifikasi, dan lain-lain. Dalam percobaan ini N yang hilang diduga hanya oleh penguapan.
366
