DINAMIKA pH DAN KADAR FRAKSI P TANAH SAWAH: PENGARUH INDEKS PERTANAMAN DAN KONDISI PENGGENANGAN
SITI YAENAH
DEPARTEMEN ILMU TANAH DAN SUMBERDAYA LAHAN FAKULTAS PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2015
PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA* Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul Dinamika pH dan Kadar Fraksi P Tanah Sawah: Pengaruh Indeks Pertanaman dan Kondisi Penggenangan adalah benar karya saya dengan arahan dari komisi pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apapun kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir skripsi ini. Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut Pertanian Bogor. Bogor, September 2015 Siti Yaenah NIM A14110018
ABSTRAK SITI YAENAH. Dinamika pH dan kadar Fraksi P Tanah Sawah: Pengaruh Indeks Pertanaman dan Kondisi Penggenangan. Dibimbing oleh UNTUNG SUDADI dan BUDI NUGROHO. Kondisi penggenangan serta indeks pertanaman (IP) memengaruhi dinamika pH, C-organik, dan kadar fraksi-fraksi fosfor (P) pada tanah sawah. Secara umum, P tanah dengan urutan ketersediaan yang menurun bagi tanaman terdiri atas fraksi P-larutan, P-labil dan P-non labil. Secara lebih rinci, P tanah terbagi atas 5 fraksi, yaitu Resin-Pi (Pinoganik), NaHCO3-Pi dan -Po (Porganik), NaOH-Pi dan -Po, HCl-P, dan Residual-P. Penelitian ini bertujuan mengevaluasi hubungan dan keterkaitan antar dinamika pH, C-organik, kadar fraksi-fraksi P dan produksi padi pada tanah sawah dengan indeks pertanaman yang berbeda selama masa penggenangan. Pada penelitian ini P-Resin diganti dengan P-H2O dan fraksi Residual-P tidak dianalisis. Fraksi P yang paling dominan pada tanah sawah dengan IP 100, 200, dan 300% adalah fraksi P-labil, yaitu P-NaOH-Pi dan -Po, sedangkan fraksi yang paling rendah kadarnya adalah fraksi P-larutan yaitu P-H2O. Pada periode penggenangan minggu ke 7-13, pH dan kadar fraksi-fraksi P tanah secara umum meningkat. Secara lebih rinci, peningkatan pH diiringi penurunan kadar fraksi P organik dan peningkatan kadar fraksi P inorganik pada tanah dengan IP 100 dan 200% serta sebaliknya pada tanah dengan IP 300%. Peningkatkan pH dan kadar P adalah akibat peningkatan kondisi reduktif tanah yang menyebabkan terlepasnya satu ion OH dari reduksi ferri-OH3 menjadi ferro-OH2 serta terlepasnya satu ion PO4 dari reduksi ferri-(PO4)3 menjadi ferro-(PO4)2. Kadar fraksi P tanah yang berkorelasi sangat kuat dengan produksi padi sawah adalah HCl-Pi dengan nilai r= 0.879 dan NaHCO3-Pi+Po dengan nilai r= -0.837. Kata kunci: ameliorasi, fraksionasi P, P-inorganik, P-organik, pemupukan
ABSTRACT SITI YAENAH. Dynamics of pH and Concentration of P Fractions in Paddy Soils: Effect of Cropping Index and Submergence Condition. Supervised by UNTUNG SUDADI and BUDI NUGROHO. Submergence condition and cropping index (CI) affect the dynamics of pH, concentration of organic-C and phosphorus (P) fractions in paddy soils. In general, soil P can be divided into three fractions with decreasing order of availability for plant, i.e. available-P, labil-P, andnon labil-P. In more detail, soil P consists of 5fractions, namely Resin-Pinorganic (Pi), NaHCO3-Pi and -Po (Porganic), NaOH-Piand -Po, HCl-Pi, and Residual-P. The objectives of this research were to evaluate the relation and interrelationship among the dynamics of soil Eh, concentration of organic-C and P fractions, and rice yield in paddy soils with different cropping indexes (CI) during submergence period. In this research, Resin-Pi fraction was changed with P-H2O, and Residual-P fractionation was not performed. The dominant fractions of P in paddy soils with CI 100, 200, and 300% was P-labil fraction, i.e. P-NaOH-Pi and -Po, while fractions with the lowest concentration was P-solution fraction, i.e. P-H2O. During the submergence period of 7-13 weeks, pH and P fractions concentration was in general increasing. In more detail, the increasing pH was followed by decreasing concentration of organic P fractions, and increasing concentration of inorganic P fractions in soils with CI 100 and 200%, and vice versa in soils with CI 300%. The increasing pH and concentration of P was due to increasing soil reductive condition that caused release of one OH ion from the reduction of ferri-OH3 to ferro-OH2 and one PO4ion from the reduction of ferri-(PO4)3 to ferro-(PO4)2. Theconcentration of P fractions that correlated strongly with the rice paddy yield were HCl-Pi with r value of 0.879 and NaHCO3-Pi+Po with r value of -0.837. Keywords: amelioration, P fractionation, inorganic-P, organic-P, fertilization
DINAMIKA pH DAN KADAR FRAKSI P TANAH SAWAH: PENGARUH INDEKS PERTANAMAN DAN KONDISI PENGGENANGAN
Skripsi sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Pertanian pada Departemen Ilmu Tanah dan Sumberdaya Lahan
DEPARTEMEN ILMU TANAH DAN SUMBERDAYA LAHAN FAKULTAS PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2015
PRAKATA Puji serta syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT karena atas karuniaNya penulis dapat menyelesaikan penelitian dan skripsi yang diberi judul Dinamika pH dan Kadar Fraksi P Tanah Sawah: Pengaruh Indeks Pertanaman dan Kondisi Penggenangan. Sholawat serta salam semoga tercurah kepada Rasulullah Muhammad SAW yang menjadi teladan bagi penulis dalam menghadapi tantangan selama perjalanan penelitian dan penyusunan skripsi ini. Skripsi ini disusun guna memenuhi persyaratan untuk memperoleh gelar Sarjana Pertanian pada Departemen Ilmu Tanah dan Sumberdaya Lahan, Fakultas Pertanian, Institut Pertanian Bogor. Pada kesempatan ini penulis menyampaikan penghargaan dan terimakasih yang sebesar-besarnya kepada Dr Ir Untung Sudadi, MSc sebagai Pembimbing I dan Dr Ir Budi Nugroho, MSi sebagai Pembimbing II yang telah memberikan bimbingan dan pengarahan kepada penulis dengan penuh kesabaran selama perkuliahan, penelitian maupun penulisan skripsi. Tidak lupa ucapan terimakasih kepada semua pihak yang telah memberikan masukan, dukungan, dan semangat, baik selama penelitian maupun dalam penulisan skripsi ini, diantaranya: 1. Bapak Dr Ir Syaiful Anwar, MSc sebagai Dosen penguji atas koreksi, saran dan nasihat yang sangat konstruktif bagi penyempurnaan skripsi. 2. Kedua orangtuaku yang tercinta atas segala doa dan dorongan moral maupun materi yang telah diberikan, sehingga penelitian ini dapat diselesaikan. 3. Gunawan Saputra dan Muhammad Asdiq Hamsin Ramadhan (USD Tim 2015) yang telah memberikan dukungan, semangat dan kerjasama yang solid dalam penelitian ini. 4. Bidikmisi IPB yang telah membantu saya dalam menyelesaikan studi dan penelitian selama di IPB. 5. Stevia, Diendra, Frans, Septika, Annisa, dan Hana yang telah memberi dukungan, semangat, doa, dan membantu dalam menyelesaikan penelitian. 6. Ardita Laksamana atas dukungan dan menemani selama penelitian. 7. Teman-teman Divisi Kimia dan Kesuburan Tanah Angkatan 48 yang telah memberikan dukungan semangat dan doa. 8. Teman-teman Ilmu Tanah dan Sumberdaya Lahan angkatan 48 atas suka dukanya dalam menyelesaikan studi. 9. Seluruh Staf Laboratorium Kimia dan Kesuburan Tanah dan Komisi Pendidikan Departemen Ilmu Tanah dan Sumberdaya Lahan serta pihakpihak yang tidak bisa disebutkan satu persatu. Penulis berharap semoga skripsi ini dapat bermanfaat.
Bogor, September 2015 Siti Yaenah
DAFTAR ISI DAFTAR TABEL
vi
DAFTAR GAMBAR
vi
DAFTAR LAMPIRAN
vi
PENDAHULUAN
1
Tujuan Penelitian TINJAUAN PUSTAKA
2 3
Tanah Sawah
3
Fosfor
3
Ketersediaan Fosfor pada Tanah
4
Fosfor pada Tanah Sawah
4
Metode Fraksionasi P
4
BAHAN DAN METODE
6
Tempat dan Waktu Penelitian
6
Bahan
6
Metode Penelitian
6
HASIL DAN PEMBAHASAN Hubungan Kadar Air dan C-organik dengan Dinamika pH Tanah
9 9
Hubungan pH dengan Dinamika Kadar Fraksi P
10
Hubungan Kadar Fraksi P dengan Produksi Padi
13
SIMPULAN DAN SARAN
15
Simpulan
15
Saran
15
DAFTAR PUSTAKA
16
LAMPIRAN
18
RIWAYAT HIDUP
20
DAFTAR TABEL 1 Persamaan regresi linier hubungan produksi dengan Fraksi P
13
DAFTAR GAMBAR 1 Dinamika pH tanah sawah berdasarkan lama penggenangan 2 DinamikaC-organik tanah sawah berdasarkan lama penggenangan 3 Hubungan pH dengan dinamika kadar fraksi P pada tanah sawah IP 100, 200, dan 300%
10 10 11
DAFTAR LAMPIRAN 1 Hasil analisis pendahuluan tanah sawah di lokasi penelitian 2 Dosis pemupukan dan ameliorasi tanah sawah di lokasipenelitian 3 Hasil analisis pH dan C-organik pada tanah sawah IP 100, 200, dan 300% 4 Kadar fraksi-fraksi P pada tanah sawah IP 100, 200, dan 300% berdasarkan lama penggenangan
1818 1818 1919 1919
1
PENDAHULUAN Latar Belakang Fosfor merupakan hara esensial makro bagi tanaman yang dibutuhkan dalam jumlah besar ketiga setelah Nitrogen (N) dan Kalium (K). Fosfor berperan sebagai aktivator berbagai enzim metabolisme tanaman dan merupakan komponen klorofil. Fosfor juga pembentuk adenosindifosfat (ADP) dan adenosintrifosfat (ATP), dua senyawa yang terlibat dalam transformasi energi yang paling signifikan pada tanaman (Brady 1990). Sawah adalah tanah yang digunakan untuk bertanam padi, yang dalam pengelolaannya dapat berada pada kondisi tergenang ataupun kering, baik secara terus menerus sepanjang tahun maupun bergiliran dengan tanaman palawija atau hortikultura. Sebagai akibat dari penggenangan, baik lama maupun tingginya genangan, karakteristik dan dinamika P pada tanah sawah dan lahan basah lainnya sangat berbeda dengan pada lahan kering.Menurut BPTP Sumatera Barat (2010), pada pengelolaan tanah sawah dengan pola tanam padi-padi terjadi penurunan kesuburan yang disebabkan oleh pengangkutan bahan organik dalam bentuk biomassa. Rotasi tanaman dengan tanaman semusim lainnya seperti semangka dapat menambah bahan organik dan membantu memperbaiki kesuburan tanah sawah. Perbedaan pola tanam menyebabkan perbedaan pola penggenangan. Tanah sawah mengalami penggenangan lebih lama saat digunakan untuk budidaya padi sawah dan oleh karenanya bersifat lebih reduktif dan sebaliknya saat ditanami palawija (Hardjowigeno dan Rayes 2005). Kedua faktor ini, kadar bahan organik dan kondisi penggenangan, sangat memengaruhi dinamika pH dan P pada tanah sawah. Tingkat kesuburan tanah sawah di Indonesia semakin menurun. Kebutuhan pupuk dari tahun ke tahun mengalami peningkatan. Hal ini mengisyaratkan terjadinya penurunan produktivitas. Peningkatan dosis pupuk, khususnya fosfor (P), mengakibatkan kejenuhan. Pupuk P yang diberikan secara berlebihan akan terakumulasi dan menjadi tidak tersedia bagi tanaman. Secara umum, di dalam tanah dijumpai tiga bentuk kimia atau fraksi P, yaitu: (1) fraksi P-tersedia di larutan tanah atau fraksi P-larutan dalam bentuk ion fosfat H2PO4-, HPO42-, dan PO43-, (2) fraksi P-labil yang terjerap kuat pada permukaan mineral klei, hidrousoksida, karbonat dan bahkan sebagai mineral apatit Ca5(PO4)3(F,Cl,OH) maupun Fe- dan Al-fosfat, serta (3) fraksi P-non labil yang tidak larut. Fraksi kedua dan ketiga lebih rendah ketersediaannya bagi tanaman daripada fraksi pertama. Ketiga fraksi tersebut saling berkeseimbangan. Fraksi pertama dapat berubah menjadi fraksi kedua dan selanjutnya fraksi kedua berubah menjadi fraksi ketiga sehingga ketersediaannya menurun. Sebaliknya, fraksi ketiga dapat berubah menjadi fraksi kedua dan fraksi kedua menjadi fraksi pertama sehingga lebih tersedia bagi tanaman. Keberadaan fraksi-fraksi P di dalam tanah juga sangat dipengaruhi oleh pH atau reaksi tanah. Pada tanah masam, P-larutan akan menjadi lebih tidak tersedia karena berubah menjadi P-labil karena terikat oleh Al dan Fe membentuk Fe-P dan Al-P. Pada tanah alkalin, aktivitas Ca dan Mg yang tinggi menyebabkan
2 fiksasi P dalam bentuk Ca-P dan Mg-P. Pada tanah agak masam sampai netral (pH 6.5), (Anwar dan Sudadi 2013). Penggenangan menyebabkan konvergensi pH tanah mendekati netral pada semua jenis tanah, kecuali tanah gambut dan tanah sulfat masam. Pada tanah masam pH akan meningkat sedangkan pada tanah alkalin menurun mendekati netral akibat penggenangan. Pada tanah yang netral atau sedikit alkalin, perubahan pH dipengaruhi oleh keseimbangan CO2-H2O. Pada tanah masam yang banyak mengandung Fe, kenaikan pH dipengaruhi oleh keseimbangan Fe(OH)2-CO2-H2. Pada tanah masam, perubahan tersebut juga terjadi akibat peristiwa reduksi tanah, dimana proton dikonsumsi sebagai sumber energi mikrob anaerob sehingga pH tanah meningkat mendekati netral (Kyuma 2004). Kekuatan proses reduksi bergantung pada kadar bahan organik yang mudah dilapukkan. Semakin mentah dan tinggi kadar bahan organik tanah dan yang diaplikasikan ke tanah semakin besar kekuatan reduksinya (Hartatik et al. 2007). Kondisi penggenangan pada tanah sawah berbeda-beda. Hal ini berhubungan dengan indeks pertanaman (IP). IP 100, 200, dan 300% berturut-turut menunjukkan penggunaan lahan untuk budidaya padi sawah sekali, dua kali dan tiga kali per tahun, sehingga juga mencerminkan dosis pupuk dan amelioran yang diaplikasikan. Faktor-faktor ini sangat berpengaruh terhadap dinamika pH dan fraksi P tanah. Oleh karena itu perlu dilakukan analisis dan evaluasi terhadap dinamika pH dan kadar fraksi P tanah sawah pada IP dan lama penggenangan yang berbeda.
Tujuan Penelitian Berdasarkan latar belakang di atas, penelitian ini dilakukan dengan tujuan mengevaluasi hubungan dan keterkaitan antar dinamika sifat elektrokimia pH, kadar fraksi-fraksi P dan produksi padi pada tanah sawah dengan indeks pertanaman yang berbeda selama masa penggenangan.
3
TINJAUAN PUSTAKA Tanah Sawah Tanah sawah di Indonesia umumnya berasal dari lahan kering dan lahan rawa dengan berbagai jenis tanah yang cukup beragam. Jenis tanah asalnya antara lain: Entisol, Inceptisol, Vertisol, Alfisol, Ultisol dan Histosol yang tersebar luas terutama di Jawa, Bali, Lombok, Sumatera Utara, Sumatera Barat, Aceh dan Sulawesi Selatan. Penggenangan dan pengelolaan tanah dalam keadaan tergenang dapat menyebabkan perubahan sifat morfologi, fisik, kimia, dan biologi tanah, sehingga berbeda dengan sifat tanah asalnya, terutama pada tanah lahan kering yang disawahkan. Akibatnya, dari berbagai jenis tanah yang disawahkan akan diperoleh produksi padi yang bervariasi (Situmorang dan Sudadi 2001). Perubahan sifat elektrokimia dan kimia yang penting pada tanah sawah akibat penggenagan antara lain: (1) kehilangan oksigen, (2) reduksi atau penurunan potensial redoks (Eh), (3) peningkatan pH tanah masam dan penurunan pH tanah alkalin, (4) peningkatan daya hantar listrik (DHL), (5) reduksi dari Fe (III) ke Fe (II) dan Mn (VI) ke Mn (II), (6) reduksi dari NO3- dan NO2- ke N2O, (7) reduksi SO4= ke S=, (8) peningkatan sumber dan ketersediaan N, (9) peningkatan ketersediaan P, Si, dan Mo, (10) perubahan kadar Zn dan Cu larut air, dan (11) pembentukkan CO2, CH4 dan hasil-hasil dekomposisi bahan organik seperti asam-asam organik dan H2S (De Datta 1981). Menurut Sudadi (2001), perubahan kimia yang terpenting apabila tanah digenangi adalah reduksi besi Fe3+ menjadi Fe2+ dan peningkatan kelarutan besi Fe2+ yang menyertai proses tersebut, karena dapat meningkatkan pH, ketersediaan P, dan mendesak kation-kation dari tapak pertukaran. Warna tanah berubah dari coklat menjadi abu-abu dan Fe2+ dalam jumlah besar masuk ke dalam larutan tanah. Fosfor Fosfor sebagai ortho-fosfat memegang peranan penting dalam kebanyakan reaksi enzim yang tergantung kepada fosforilase. Hal ini, karena fosfor merupakan bagian dari inti sel, sangat penting bagi pembelahan sel, dan juga perkembangan jaringan meristem. Dengan demikian fosfor dapat merangsang pertumbuhan akar dan jaringan muda, mempercepat pembungaan dan pemasakan buah, biji atau gabah, selain itu juga sebagai penyusun lemak dan protein (Sarief, 1986). Secara garis besar P tanah dibedakan atas P-anorganik dan P-organik. Dalam bentuk anorganik, satu hingga tiga atom hidrogen dari asam fosfat diganti oleh kation logam, hingga terbentuk kombinasi fosfat logam. Kombinasi ini dapat terjadi kombinasi dengan besi, aluminium, kalsium, flour atau logam-logam lain. Kombinasi P yang demikian menyebabkan P sukar larut dalam air. P juga bereaksi dengan liat, membentuk komplek liat P yang sukar larut (Nyakpa 1988). Dalam bentuk organik, satu atau mungkin lebih atom hidrogen dari asam fosfat hilang karena ikatan ester dimana sisa dari atom hidrogen, seluruhnya atau sebagian diganti oleh kation logam (Nyakpa 1988).
4 Ketersediaan Fosfor pada Tanah Ketersediaan P dalam tanah ditentukan oleh banyak faktor, tetapi yang paling penting adalah pH tanah. Pada tanah yang ber-pH rendah, P akan bereaksi dengan ion besi dan aluminium. Reaksi tersebut membentuk besi fosfat atau aluminium fosfat yang sukar larut dalam air sehingga tidak dapat digunakan oleh tanaman. Pada tanah ber-pH tinggi, P akan bereaksi dengan ion kalsium. Reaksi ini membentuk ion kalsium fosfat yang sifatnya sukar larut dan tidak dapat digunakan oleh tanaman. Dengan demikian, tanpa memperhatikan pH tanah, pemupukan P tidak akan efektif bagi pertumbuhan tanaman. Hara P dalam tanah berada dalam bentuk organik dan inorganik. Total P tanah berkisar antara 0.02 sampai 0.15% atau setara dengan 200 sampai 2000 kg P ha-1. Jumlah total P tersebut termasuk P yang berada dalam bahan oraganik tanah (Brady 1990). Kadar P total di dalam tanah umumnya rendah dan berbeda-beda antar tanah. Tanah muda biasanya lebih tinggi kadar fosfornya daripada tanah yang tua. Leiwakabessy (2003) menyatakan bahwa P-inorganik makin bertambah kadarnya dengan semakin dalamnya solum tanah kecuali bentuk P-organik. Kadar fosfat tersedia pada tanah pertanian biasanya lebih tinggi dibandingkan pada tanah-tanah yang tidak diusahakan. Hal ini diduga karena P tidak tercuci sehingga residunya tinggi, sedangkan yang hilang melalui tanaman sangat rendah. Fosfor pada Tanah Sawah Pada tanah yang digenangi, kadar P-larut dalam air dan asam pada awalnya meningkat sampai mencapai puncak atau mendatar, kemudian menurun. Puncak P-larut dalam air yang terendah adalah pada tanah klei masam kaya Fe-aktif (Ultisols dan Oxisols) dan puncak tertinggi pada tanah pasir miskin Fe-aktif (Ponnamperuma 1985). Menurut Willet (1985), pada tanah sawah P hanya dilepaskan apabila ferifosfat (Fe3+) tereduksi menjadi ferofosfat (Fe2+) yang lebih mudah larut. Willet (1985) menyatakan bahwa reduksi ferioksida merupakan sumber dominan bagi pelepasan P selama penggenangan, walaupun sejumlah P yang dilepaskan akan dierap kembali. Pelepasan P yang berasal dari senyawa feri terjadi setelah reduksi Mn-oksida. Menurut Willet (1985), peningkatan pH tanah masam akibat penggenangan meningkatkan kelarutan strengite (FePO4∙2H2O) dan variscite (AlPO4∙2H2O) dan selanjutnya terjadi peningkatan ketersediaan P. Sebaliknya, ketika pH tanah alkalin menurun dengan penggenangan, stabilitas mineral kalsium fosfat akan menurun, akibatnya senyawa kalsium fosfat larut. Sanchez (1993) menyatakan saat penggenangan tanah sawah akan melepasan occluded-P akibat reduksi ferioksida yang menyelimuti P menjadi ferooksida yang lebih larut. Metode Fraksionasi P Metode fraksionasi P pertama kali dipublikasikan oleh Chang dan Jakson (1957). Metode ini menggunakan NH4Cl untuk mengekstrak “labile” P, diikuti dengan NH4F untuk fraksi Al-P. Fraksionasi dilanjutkan menggunakan NaOH untuk mengekstrak Fe-P dan P-occluded serta penetapan Ca-P dengan HCl. Penetapan P organik dilakukan melalui pengurangan total P dengan kadar fraksifraksi P inorganik yang telah ditetapkan (Saunders dan Williams 1955).
5 Tiessen dan Moir (1993) mendefinisikan fraksi-fraksi P berdasarkan bentukbentuk P yang diekstrak dengan pengekstrak tertentu, yaitu: 1. Resin-Pinorganik (Pi) adalah fraksi P yang diinterpretasikan sebagai P yang sangat tersedia bagi tanaman. 2. NaHCO3-Pi, -Porganik (Po) adalah fraksi P yang diinterpretasikan sebagai P yang berkorelasi kuat dengan serapan P oleh tanaman dan mikrob serta yang terikat di permukaan mineral (Mattingly 1975) atau bentuk presipitasi Ca- P dan Mg-P (Olsen dan Sommers 1982). 3. NaOH-Pi, -Po adalah fraksi P yang diinterpretasikan sebagai P yang terikat lebih kuat secara kemisorpsi oleh Fe dan Al hidrousoksida. 4. HCl-Pi adalah fraksi P yang diinterpretasikan sebagai Ca-P yang mempunyai kelarutan rendah (Schmidt et al. 1996). 5. Residual-P adalah fraksi P yang diinterpretasikan sebagai “occluded” P dan P organik yang sangat sukar larut.
6
BAHAN DAN METODE Tempat dan Waktu Penelitian Lokasi penelitian adalah tanah sawah dengan IP 100, 200, dan 300% yang berada di Desa Cangkurawok dan Desa Carang Pulang, Kecamatan Darmaga, Kabupaten Bogor, Jawa Barat. Analisis tanah dilakukan di Laboratorium Departemen Ilmu Tanah dan Sumberdaya Lahan, Fakultas Pertanian, IPB. Pengumpulan data lapang, pengambilan contoh tanah, dan analisis laboratorium dilaksanakan pada Februari sampai Agustus 2015. Bahan Bahan-bahan yang digunakan meliputi 60 contoh tanah dan bahan untuk analisis fraksionasi P dengan metode Tiessen dan Moir (1993). Bahan-bahan tersebut adalah aquades, HCl, NaHCO3, NaOH, dan H2SO4. Penetapan P dilakukan dengan metode kolorimetri (pewarnaan). Pewarnaan P dalam larutan menggunakan metode Murphy dan Rilley (MR) (1962). Bahan-bahan yang digunakan dalam metode Murphy dan Rilley adalah (NH4)6Mo7O24 (ammonium molybdate), C6H8O6 (ascorbic acid), C8H4K2O12Sb.3H2O (antimony potasium tartrat) dan H2SO4. Alat yang digunakan dalam pengambilan contoh tanah adalah pipa paralon berdiameter 1¼ inchi, kantong plastik, tongkat kayu (panjang ±80 cm), tabung yang dibungkus lakban hitam, kuesioner dan kamera. Alat-alat yang digunakan untuk analisis laboratorium adalah pipet (5, 10, 15 dan 20 ml) dan pipet tetes, erlenmeyer, tabung sentrifus 50 ml, vacum pump, kertas saring milipore 0.45 μm, gelas piala, gelas ukur, labu takar 50 dan 100 ml, spectrophotometer, timbangan analitik, oven, lemari pendingin, autoclave, kertas saring, dan corong gelas. Metode Penelitian Pengambilan Contoh Tanah Contoh tanah diambil di tanah sawah dengan IP 100, 200, dan 300%, masing-masing diwakili 5 petak dan pada setiap petak ditentukan 5 titik sampling secara acak. Contoh tanah diambil dengan cara menancapkan pipa dari permukaan tanah sampai lapisan tapak bajak. Selanjutnya pipa diangkat dengan cara menutup bagian bawahnya dengan telapak tangan agar tanah tidak keluar. Contoh tanah dimasukkan ke kantong plastik hitam dan dikompositkan hingga tercampur merata, kemudian dimasukkan ke tabung yang dibungkus lakban hitam dan diberi label. Tabung ditutup rapat agar contoh tanah dapat dipertahankan berada dalam kondisi Eh dan kadar air lapang. Analisis Tanah Analisis tanah pendahuluan dilakukan terhadap kadar air (KA), Eh, pH (H2O 1:2.5), P-total (HCl 25%), C-organik (Walkley & Black), N-total (Kjeldahl), KTK dan basa-basa dapat ditukar (N NH4OAc pH 7). Hasil analisis disajikan pada Lampiran 1. Analisis sifat elektrokimia dan kimia tanah dilakukan terhadap contoh tanah dengan lama penggenangan 7, 9, 11 dan 13 minggu, meliputi KA,
7 pH, C-organik, P-total, dan fraksionasi P menurut Tiessen & Moir (1993) yang dimodifikasi (Resin-Pi diganti P-H2O) Fraksionasi P Fraksionasi P dilakukan dengan tahapan prosedur sebagai berikut:
Sumber : Satwoko (2012) Tanah 0.50 g ditimbang ke dalam tabung sentrifus 50 ml, ditambahkan 30 ml aquades, dikocok 16 jam, disentrius dengan kecepatan 3500 rpm selama 15 menit, kemudian larutan disaring dengan vacum pump, dan kadar fraksi P-H2O pada hasil saringan ditetapkan dengan cara memipet 10 ml larutan hasil penyaringan ke dalam labu takar 50 ml. Indikator nitropenol ditambahkan sebanyak 5 tetes dan dilakukan pH adjustment dengan menambahkan 4 mol L-1 NaOH dan 2.50 mol L-1 H2SO4. Pewarnaan dilakukan menurut metode MR dengan menambahkan larutan MR sebanyak 8 ml kemudian ditera hingga 50 ml dengan aquades dan diukur menggunakan spectrophotometer dengan panjang gelombang 712 λ. Contoh tanah dalam sentrifus kemudian ditambahkan 30 ml 0.50 mol L1 NaHCO3 dan dikocok 16 jam. Kemudian tabung disentrifus dengan kecepatan
8 3500 rpm selama 15 menit dan disaring. Hasil penyaringan digunakan untuk penetapan NaHCO3-Pi dan NaHCO3-Ptotal. Penetapan NaHCO3-Pi dilakukan dengan memipet hasil penyaringan sebanyak 10 ml kedalam labu takar 50 ml. Bahan organik yang terlarut diendapkan dengan menambahkan 1.60 ml 0.90 M H2SO4 dan dimasukkan kedalam freezer selama 30 menit, kemudian disaring. Indikator nitrophenol ditambahkan sebanyak 5 tetes dan pH adjustment dilakukan dengan menambahkan 4 mol L-1 NaOH dan 2.50 mol L-1 H2SO4. Pewarnaan dilakukan dengan menurut metode MR. Penetapan NaHCO3-Ptotal dilakukan dengan memipet 5 ml hasil penyaringan kedalam erlenmeyer 250 ml. Larutan 0.90 mol L-1 H2SO4 sebanyak 10 ml dan 0.60 g ammonium peroxidisulfat ditambahkan ke dalam Erlenmeyer kemudian diautoklaf selama 30 menit. Larutan dipindahkan kedalam labu takar 50 ml dan ditambahkan indikator nitrophenol sebanyak 5 tetes dan dilakukan pH adjustment dengan menambahkan 4 mol L-1 NaOH dan 2.50 mol L-1 H2SO4. Pewarnaan dilakukan dengan metode MR. NaHCO3-Po adalah selisih NaHCO3-Pt dengan NaHCO3-Pi. Contoh tanah dalam tabung sentrifus ditambahkan 30 ml 0.10 mol L-1 NaOH dan dikocok selama 16 jam, disentrifus dengan kecepatan 3500 rpm selama 15 menit dan ekstrak NaOH disaring. Hasil penyaringan digunakan untuk penetapan NaOH-Pi dan NaOH-Ptotal dengan memipet hasil penyaringan sebanyak 10 ml kedalam labu takar 50 ml. Bahan organik yang terlarut diendapkan dengan menambahkan 1.60 ml 0.90 M H2SO4 dan dimasukkan kedalam freezer selama 30 menit dan disaring. Indikator nitrophenol ditambahkan sebanyak 5 tetes dan pH adjustment dilakukan dengan menambahkan 4 mol L-1 NaOH dan 2.50 mol L-1 H2SO4. Pewarnaan dilakukan dengan metode MR. Penetapan NaOH-Ptotal dilakukan dengan memipet 5 ml hasil penyaringan kedalam erlenmeyer 250 ml. Larutan 0.90 mol L-1 H2SO4 sebanyak 10 ml dan 0.60 g ammonium peroxidisulfat ditambahkan ke dalam Erlenmeyer kemudian diautoklaf selama 30 menit. Larutan dipindahkan kedalam labu takar 50 ml, ditambahkan indikator nitrophenol sebanyak 5 tetes dan dilakukan pH adjustment dengan 4 mol L-1 NaOH dan 2.50 mol L-1 H2SO4. Pewarnaan dilakukan dengan metode MR. NaOH-Po adalah selisih NaOH-Pt dengan NaOH-Pi. Contoh tanah dalam tabung sentrifus ditambahkan 30 ml 1 mol L-1 HCl dan dikocok selama 16 jam kemudian disentrifus dengan kecepatan 3500 rpm selama 15 menit dan ekstrak HCl disaring. Hasil penyaringan digunakan untuk penetapan HCl-Pi dengan memipet hasil penyaaringan sebanyak 10 ml kedalam labu takar 50 ml. Indikator nitrophenol ditambahkan sebanyak 5 tetes dan pH adjustment dilakukan dengan menambahkan 4 mol L-1 NaOH dan 2.50 mol L-1 H2SO4. Pewarnaan dilakukan dengan metode MR.
9
HASIL DAN PEMBAHASAN Hubungan Kadar Air dan C-organik dengan Dinamika pH Tanah Berdasarkan Booker Tropical Soil Manual (1991), tanah sawah dengan IP 100, 200, dan 300% yang diteliti termasuk bereaksi masam dengan pH (H2O; 1:2.5) berkisar 4.7 sampai 5.5. Penggenangan menyebabkan perubahan pH tanah yang cenderung mendekati nilai 7.0 atau netral (Ponnamperuma 1972). Gambar 2 menunjukkan bahwa pH tanah pada penggenangan minggu-7 sampai minggu-13 secara umum cenderung mengalami kenaikan.Pada tanah masam yang digenangi, nilai pH meningkat karena kondisinya menjadi lebih anaerobik sehingga terjadi proses reduksi, antara lain reduksi ferri menjadi ferro. Proses reduksi ferri-OH3 menjadi ferro-OH2 akan melepaskan satu OH- sehingga meningkatkan pH tanah menurut persamaan reaksi (1) sebagai berikut: Fe(OH)3 + e-
Fe(OH)2 + OH-
(1)
Secara lebih rinci, pada tanah dengan IP 200% terjadi penurunan pH pada minggu-11 ke minggu-13, yaitu dari 5.40 menjadi 5.11. Pada IP 300% terjadi penurunan pH pada minggu-9 ke minggu-11, yaitu dari 5.36 menjadi 5.05. Penurunan pH ini diakibatkan oleh dinamika kadar air dan bahan organik tanah. Pada IP 200% terjadi penurunan kadar air dari minggu-11 ke minggu-13, yaitu dari 49.48% menjadi 42.12%. Pada IP 300% terjadi penurunan kadar air dari minggu-9 ke minggu-11, yaitu dari 86.46% menjadi 82.47%. Penurunan kadar air dapat menurunkan pH tanah menurut persamaan reaksi (2) sebagai berikut: O2 + 2 e- + 2 H+
H2O
(2)
Penurunan kadar air menyebabkan kondisi tanah menjadi lebih oksidatif karena H2O terurai menjadi O2 dan ion hidrogen (H+) serta menghasilkan elektron (e-). Selanjutnya, H+ bereaksi dengan CO2 membentuk H2CO3 yang kemudian berdisosiasi menjadi H+ dan HCO3- sehingga kadar H+ meningkat dan pH tanah menurun. Peningkatan oksigen akan meningkatkan oksidasi atau dekomposisi bahan organik tanah. Gambar 2 menunjukkan bahwa penurunan kadar air yang menyebabkan penurunan pH tanah terjadi bersamaan dengan peningkatan kadar C-organik sebagai hasil dari proses dekomposisi bahan organik pada kondisi tanah yang lebih oksidatif. Dari sisi lain dapat dijelaskan bahwa ion-ion hara dari pupuk inorganik yang diaplikasikan ke dalam tanah digunakan oleh mikrob sebagai sumber energi untuk merombak bahan organik sehingga selain C-organik juga dihasilkan asam-asam organik yang dapat menurunkan pH tanah. Pada tanah dengan IP 100, 200, dan 300%, petani memupuk P berturut-turut dengan dosis 120, 37.7, dan 36 kg P2O5 per hektar per musim tanam (Lampiran 2).
10 6,0 5,5 pH-Tanah
5,53
5,27
5,50
5,36
5,32
5,33
5,30
IP 100%
5,50
5,40
IP 200%
5,12
5,0 5,05
4,75
IP 300%
4,5 4,0 5
7 9 11 13 Lama Penggenangan (minggu)
Kondisi genangan KA (%) C-Org (%)
Kondisi genangan Waktu tanam (MST) KA (%) C-Org (%) Kondisi genangan Waktu tanam (MST) KA (%) C-Org (%) Waktu (MST) Gambar 1 tanam Dinamika
50,37 1,6136 6
47,93 1,5235 8
80,78 2,3976 1
82,29 1,6066 3
100,40 2,3783 0 pH tanah
49,48 1,3542 10
42,12 1,5867 12
83,08Tergenang 82,60 1,9853 2,0673 5 7
86,46 82,47 86,11 1,7290 2,2996 2,1442 2 berdasarkan 4 6 sawah lama
IP 100%
Tergenang
Tergenang IP 200%
Macak-macak
Macak-macak
IP 300%
penggenangan
3,50
% C-organik
3,00 2,30
2,40
2,50 2,38
2,00
IP 100% 1,61
1,50
1,61
1,00
2,14
1,73
1,52
1,99
2,07 1,59
1,35
IP 200% IP 300%
0,50
5
7 9 11 13 Lama Penggenangan (minggu)
Gambar 2 Dinamika C-organik tanah sawah berdasarkan lama penggenangan Hubungan pH dengan Dinamika Kadar Fraksi P Gambar 3 menunjukkan hubungan pH dengan dinamika fraksi P berdasarkan lama penggenangan pada tanah sawah dengan IP 100, 200, dan 300%. Fraksi P yang paling dominan pada ketiga IP tanah sawah adalah fraksi NaOH-Pidan-Po, sedangkan fraksi yang paling rendah kadarnya yaitu fraksi PH2O.
Tidak tergenang
Ma
Tida
11 pH
C-Org (%) Waktu tanam (MST)
Fraksi P (mg/kg)
Fraksi P (mg/kg)
Fraksi P (mg/kg) KA (%)
Kondisi genangan
Kondisi genangan
50,37 1,6136 6
47,93 1,5235 8
49,48 1,3542 10
( a)
42,12 1,5867 12
Lama penggenangan (minggu)
Lama penggenangan (minggu)
Lama penggenangan (minggu) Kondisi genangan
pH
pH
KA (%) C-Org (%) Waktu tanam (MST)
80,78 2,3976 1
82,29 1,6066 3
83,08 1,9853 5
82,60 2,0673 7
( b) Tergenang Tergenang Tergenang
KA (%) C-Org (%) Waktu tanam (MST)
100,40 2,3783 0
86,46 1,7290 2
82,47 2,2996 4
86,11 2,1442 6
( c) Macak-macak
Macak-macak Macak-macak
Tidak tergenang Tidak tergenang Tidak tergenang
Gambar 3 Hubungan pH dengan dinamika kadar fraksi P pada tanah sawah IP (a) 100 , (b) 200, dan (c) 300% Dalam kondisi tanah tergenang atau reduktif, P-inorganik lebih berperan dalam penyediaan P untuk tanaman dan sebaliknya pada kondisi kering atau oksidatif (Patrick dan Mahapatra 1968). Pada penelitian ini, penggenangan pada minggu-7 hingga minggu-13 telah dikurangi oleh petani, terutama pada tanah dengan IP 100%, sehingga kadar air tanah sudah mulai menurun kembali. Namun, tanah dengan kadar air terendah pun (IP 100%, minggu-13, 42.12%) relatif masih sangat lembab dan kondisinya masih reduktif. Dengan demikian, pH tanah cenderung meningkat dan sumber P utama bagi tanaman adalah Pinorganik. Akibatnya, kadar P inorganik (P-H2O, NaHCO3-Pi dan NaOH-Pi) menurun karena diserap tanaman. Sebaliknya, kadar P organik (NaHCO3-Po dan NaOH-Po) cenderung meningkat sebagai hasil dari dekomposisi bahan organik pada kondisi anaerobik, kecuali pada tanah dengan IP 300%. Petani mengaplikasikan amelioran jerami padi pada tanah sawah penelitian dengan IP 100, 200, dan 300% berturut-turut 0.9, 0.7 dan 4.2 ton per hektar per musim tanam. Gambar 3 juga menunjukkan bahwa fraksi inorganik P-H2O yang paling mudah tersedia bagi tanaman cenderung mengalami penurunan selama periode penggenangan minggu-7 sampai minggu-13, terutama pada tanah dengan IP 100%. Pada periode ini, tanaman padi berada pada tahap pematangan biji yang banyak membutuhkan hara P sehingga ketersediaan fraksi P-H2O dan fraksi inorganik lainnya (P-NaHCO3-Pi dan P-NaOH-Pi) menurun karena diserap tanaman. Menurut Patrick dan Mahapatra (1968), penggenangan meningkatkan ketersediaan P tanah. Akibatnya, respon terhadap pemupukan P biasanya rendah,
12 karena tanaman padi sawah dapat menyerap sumber P yang tidak tersedia bagi tanaman lain saat tanah dalam kondisi anaerob. Pada tanah sawah dengan IP 100 dan 200%, kadar fraksi NaOH-Po mengalami penurunan pada minggu-7 ke minggu-9 sedangkan fraksi NaOH-Pi mengalami kenaikan. Hal ini terjadi karena KA tanah mengalami penurunan dari 50.37% ke 47.93%. Penurunan kadar air akan menyebabkan kenaikan kadar oksigen. Fraksi NaOH-Po merupakan fraksi P yang terikat oleh bahan organik. Kenaikan kadar oksigen akan meningkatkan oksidasi atau dekomposisi bahan organik sehingga fraksi NaOH-Po terlepas ke larutan tanah. Karena tanah masih dalam kondisi dominan reduktif dan oleh sebab itu sumber utama P bagi tanaman adalah P inorganik, maka fraksi NaOH-Po yang terlepas ke larutan tanah dan belum terserap oleh tanaman akan segera terikat oleh Al dan Fe dan berubah menjadi fraksi NaOH-Pi. Oleh karenanya, kadar fraksi NaOH-Pi meningkat. Selanjutnya pada minggu-9 sampai minggu-13 KA tanah relatif konstan dan masih berada pada kondisi reduktif, kadar fraksi NaOH-Po terakumulasi sehingga meningkat sedangkan kadar fraksi NaOH-Pi menurun karena diserap tanaman. Dinamika yang relatif sama juga terjadi pada fraksi NaHCO3-Po dan NaHCO3-Pi, yaitu semakin lama periode penggenangan maka kadar fraksi NaHCO3-Po mengalami peningkatan sedangkan fraksi NaHCO3-Pi mengalami penurunan. Dibandingkan pada tanah dengan IP 100 dan 200%, pada tanah dengan IP 300% terjadi dinamika fraksi P-inorganik (NaHCO3-Pi dan NaOH-Pi) dan Porganik (NaHCO3-Po dan NaOH-Po) yang sebaliknya. Kadar fraksi P-inorganik (NaHCO3-Pi dan NaOH-Pi) meningkat sedangkan kadar P-organik (NaHCO3-Po dan NaOH-Po) menurun pada periode penggenangan minggu-7 ke minggu-13. Kadar air dan dosis ameliorasi jerami padi pada tanah dengan IP 300% paling tinggi dibandingkan pada IP 100 dan 200%. Dengan demikian proses reduksi atau penurunan Eh tanah terjadi dengan laju yang lebih tinggi. Penurunan Eh tanah tersebut diikuti oleh reduksi ferri fosfat menjadi ferro fosfat sehingga terjadi pelepasan satu ion fosfat dan meningkatkan kadar P-inorganik. Hal ini juga menunjukkan bahwa amelioran jerami yang diaplikasikan relatif belum matang sehingga diperlukan lebih banyak oksigen untuk mengoksidasikan-nya. Tingkat dekomposisi bahan organik yang diaplikasikan sangat memengaruhi laju reduksi dan dinamika P tanah sehingga sangat penting untuk memperhatikan tingkat dekomposisi amelioran bahan organik dalam hubungannya dengan aktivitas mikrob dalam tranformasi Fe akibat perubahan kondisi penggenangan atau KA tanah (Barrow 1989). Fraksi HCl-Pi paling sulit tersedia bagi tanaman karena terikat oleh Ca. Namun, hasil penelitian ini menunjukkan bahwa selama masa penggenangan minggu-7 sampai minggu-13 fraksi HCl relatif mengalami penurunan. Hal ini menandakan bahwa penggenangan akan meningkatkan kelarutan Ca sehingga fraksi P-HCl atau Ca-P berubah menjadi fraksi yang lebih tersedia bagi tanaman. Menurut Gaol (2013), secara umum peningkatan kelarutan fraksi-fraksi P tanah akibat penggenangan disebabkan oleh proses reduksi FePO4∙2H2O (ferrifosfat,Fe3+) menjadi Fe3(PO4)2∙8H2O (ferro-fosfat,Fe2+), desorpsi fosfat akibat reduksi Fe3+menjadi Fe2+, hidrolisis FePO4 dan AlPO4 pada tanah masam, serta pelepasan occluded-P atau P-tersemat yang dalam penelitian ini terekstrak sebagai P-HCl.
13 Nilai pH tanah sangat memengaruhi kadar hara dan bahan toksik pada tanah tergenang melalui pengaruhnya terhadap keseimbangan kimia (Anwar dan Sudadi 2013). Nilai pH juga sangat menentukan mudah-tidaknya serapan hara oleh tanaman. Umumnya hara lebih mudah diserap akar pada pH mendekati netral. Peningkatan pH pada tanah masam dan penurunan pH pada tanah alkalin akan meningkatkan ketersediaan P (Ponnamperuna 1972). Pada ketiga IP tanah penelitian, nilai pH selama masa penggenangan cenderung mengalami peningkatan dan menyebabkan peningkatan ketersediaan P. Hal ini disebabkan pada kondisi anaerob dengan kadar bahan organik yang tinggi mikrob anaerobik akan berkembang lebih cepat dengan memanfaatkan bahan organik sebagai sumber energi untuk respirasi. Aktivitas respirasi mikrob akan menghasilkan lebih banyak elektron. Jumlah elektron yang meningkat akan diterima oleh akseptor Fe3+ sehingga berubah menjadi Fe2-. Seperti telah dijelaskan sebelumnya, perubahan ini akan meningkatkan nilai pH akibat terlepasnya satu ion OH dari reduksi ferri-OH3 menjadi ferro-OH2 serta ketersediaan P tanah akibat terlepasnya satu ion fosfat dari reduksi ferri-(PO4)3 menjadi ferro-(PO4)2. Hubungan Kadar Fraksi P dengan Produksi Padi Pada Tabel 1 disajikan hasil analisis regresi linier sederhana antara produksi GKP padi sebagai sumbu Y dengan rerata kadar fraksi-fraksi P sebagai sumbu X. Tabel 1 Persamaan regresi linier hubungan produksi (Y) dengan Fraksi P (X) Fraksi P (mg/kg) P-H2O P-NaHCO3-Pi P-NaHCO3-Po P-NaHCO3-Pi+Po P-NaOH-Pi P-NaOH-Po P-NaOH-Pi+Po P-HCl-Pi
Persamaan Regresi y = -1.3377x + 6.8623 y = -0.0719x + 9.4370 y = -0.0521x + 6.6113 y = -0.0655x + 11.223 y = -0.0212x + 9.9677 y = -0.0059x + 5.9357 y = -0.0147x + 11.087 y = -0.0387x + 1.5656
r -0.278 -0.474 -0.628* -0.837** -0.657* -0.188 -0.623* 0.879**
n 12 12 12 12 12 12 12 12
*. Korelasi signifikan pada taraf 5% **. Korelasi signifikan pada taraf 1%
Kadar fraksi HCl-Pi berkorelasi positif sangat kuat dan paling tinggi dengan produksi dengan nilai r sebesar 0.879. Nilai r = 0.879 atau R2 = 0.773 menunjukkan bahwa 77% variasi perubahan produksi dipengaruhi oleh variabel kadar fraksi HCl-Pi dan 23% sisanya oleh faktor lain.Selanjutnya, kadar fraksi NaHCO3-Pi+Po berkorelasi negatif sangat kuat dengan produksi dengan nilai r = 0.837 atau R2 = 0.701. Hal ini berarti bahwa semakin tinggi kadar fraksi HCl-Pi dan semakin rendah kadar fraksi NaHCO3-Pi+Po maka semakin tinggi produksi. Hal ini dimungkinkan oleh terjadinya dinamika atau perubahan dari fraksi HCl-Pi sebagai P-non labil menjadi fraksi NaHCO3-Pi+Po sebagai P-labil dan selanjutnya menjadi fraksi P-larutan sebagai akibat penggenangan dan aplikasi pupuk serta amelioran jerami. Hasil analisis regresi ini juga dapat digunakan untuk memprediksi tingkat produksi. Berdasarkan persamaan linier Y = -0,0387x + 1,5656, tanaman padi
14 akan mencapai tingkat produksi sebesar 1.5656 ton GKP/ha jika kadar fraksi HClPi nol dan peningkatan kadar fraksi HCl-Pi sebesar 1 mg.kg-1 akan mengakibatkan peningkatan produksi sebesar 0.0387 ton GKP/ha.
15
SIMPULAN DAN SARAN Simpulan Kondisi dan lama penggenangan serta indeks pertanaman yang menunjukkan tingkat aplikasi pupuk dan amelioran memengaruhi dinamika pH dan kadar fraksi-fraksi P pada tanah sawah. Fraksi P yang paling dominan pada tanah sawah dengan IP 100, 200, dan 300% adalah fraksi P-labil yaitu NaOH-Pi dan -Po, sedangkan fraksi yang paling rendah kadarnya adalah fraksi P-larutan yaitu PH2O. Pada periode penggenangan minggu ke 7-13, pH dan kadar fraksi-fraksi P tanah secara umum meningkat. Secara lebih rinci, seiring dengan meningkatnya pH terjadi penurunan kadar fraksi P organik dan peningkatan kadar P inorganik pada tanah sawah dengan IP 100 dan 200% serta sebaliknya pada tanah sawah dengan IP 300%. Kadar fraksi yang berkorelasi sangat kuat dengan produksi GKP padi sawah adalah fraksi HCl-Pi dengan nilai r 0.879 dan fraksi NaHCO3-Pi+Po dengan nilai r -0.837.
Saran Dari hasil penelitian ini disarankan untuk menggunakan amelioran jerami padi yang dikomposkan terlebih dahulu untuk mengurangi dinamika perubahan pH dan kadar fraksi-fraksi P tanah dan pupuk hayati pelarut fosfat untuk meningkatkan pelepasan P dari P-HCl agar diperoleh tingkat produksi yang lebih tinggi dan stabil.Takaran pupuk P dan amelioran pada tanah sawah dengan IP 100 dan 200% perlu dikurangi.
16
DAFTAR PUSTAKA [Balittan] Balai Penelitian Tanah. 2009. Analisis Kimia Tanah, Tanaman, Air, dan Pupuk. Bogor (ID): Balittan. Anwar S, Sudadi U. 2013. Kimia Tanah. Bogor (ID): Departemen Ilmu Tanah dan Sumberdaya Lahan IPB. Balai Pengkajian Teknologi Pertanian (BPTP). 2010. Pesisir Selatan Berpeluang Kembangkan Semangka Setelah Padi Sawah. Balai Pengkajian Teknologi Pertanian. Sumatera Barat, Indonesia. Barrow NJ. 1989. Relating chemical process to management system. InPhosphorus Requirement for Sustainable Agriculture in Asia and Oceania. Los Bańos, Laguna (PH): IRRI, p. 199-210. Brady NC. 1990. The Nature and Properties of Soils 10th ed. Macmillan Publishing Company. New York. De Datta SK. 1981. Principles and Practices of Rice Production. Jhon Wiley and Sons. New York. Gaol MDL, Supriadi MS, Sembiring M. 2013. Survey dan pemetaan status fosfat lahan sawah pada daerah irigasi Bahal Gajah/Tiga Bolon Kecamatan Sidamanik Kabupaten Simalungun. Agroekoteknologi 1(4):1226-1234. Hardjowigeno S, Rayes ML. 2005. Tanah Sawah. Bayu Media. Malang. Hartatik W, Sulaeman, Kasno A. 2007. Perubahan Sifat Kimia dan Ameliorasi Sawah Bukaan Baru. Bogor (ID): Balai Besar Penelitian dan Pengembangan Sumberdaya Lahan Pertanian. Kyuma K. 2013. Paddy Soil Science. Kyoto (JP): Kyoto University Press. Leiwakabessy FM, Wahjudin UM, Suwarno. 2003. Kesuburan Tanah. Jurusan Tanah, Fakultas Pertanian IPB, Bogor. Logman. 1991. Booker Tropical Soil Manual: A handbook for soil survey and agricultural land evaluation in the tropics and subtropics. Edited by JR Landon. Booker Agriculture International. New York. Mattingly GEG. 1975. Labile phosphorus in soils. Soil Sci., 119: 369-375. Nyakpa MY, dkk. 1988. Kesuburan Tanah. Universitas Lampung. Lampung. Olsen SR dan Sommers LE. 1982. Phosphorus. In Methods of Soil Analyses, Part 2, 2nd ed, Agron. Monogr. 9. Eds AL Page. RH Miller and DR Keeney, ASA and SSSA. Madison. Patrick WH, Mahapatra IC.1968. Transformation and availability to rice of nitrogen and phosphorus in waterlogged soils. Adv. Agron. 20:323-359. Ponnamperuma FN. 1972. The chemistry of submerged soils. InSoil and Rice. Los Banos (PH): IRRI; p. 51-55. Ponnamperuma FN. 1985. Chemical kinetics of wetland rice soils relative to soil fertility. In: Wetland Soils: Characterization, Clasification and Ultilization. IRRI. Los Banos, Laguna. Philipphines. p. 71-90. Sanchez PA. 1993. Sifat dan Pengelolaan Tanah Tropika. Jilid 2. Institut Teknologi Bandung. Sanders WMH, Williams EG. 1955. Observation on determination of total organic phosphorus from soil. Fertil Res 24:173-180. Sarief S. 1986. Kesuburan dan Pemupukan Tanah Pertanian. Pustaka Buana. Bandung.
17 Satwoko A. 2012. Fraksionasi fosfor pada tanah-tanah sawah di Pulau Jawa. [skripsi]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor. Schmidt JP, Buol SW, Kamprath EJ. 1996. Soil phosphorus dynamics during seventeen years of continuous cultivations: Fraction analyses. Soil Sci SocAmJ 60:1168-1172. Situmorang R, Sudadi U. 2001. Bahan Kuliah Tanah Sawah. Jurusan tanah, Fakultas Pertanian IPB, Bogor. Tiessen H, Moir JO. 1993. Characterization of available P sequential extraction. In Soil Sampling and Method of Analysis. Ed CarterMR. Canadian Society of Soil Science. Lewis Publisher. Boca Raton. Florida. Willet IR. 1985. The Reduction dissolution of phosphate ferrihydrite and sterengite. Aust J Soils 23:237-244. William JDH, Walker TW. 1969. Fractionation of phosphate in a maturity sequence of New Zealand basaltic soil profiles. Soil Sci 107: 22-30.
18
LAMPIRAN Lampiran 1 Hasil analisis pendahuluan tanah sawah di lokasi penelitian pH (H2O)
IP (%) 100 200 300
IP (%)
Eh
5.39 5.22 5.30
(mV) 211 207 177
Kdd
Nadd
PNC-Org HCl25% Kjeldahl (mg/kg) -------- (%) --------350 1.80 0.08 415 2.04 0.08 417 2.38 0.09 Cadd
Mgdd
C/N 23 26 28
KTK
KB
-------------------- (me/100 g) --------------------23.41 29.32 11.37 3.11 38.17 7.47 51.19 15.28 3.38 38.64 12.35 41.67 16.38 3.37 32.77
100 200 300
(%) >100 >100 >100
Lampiran 2 Dosis pemupukan dan ameliorasi tanah sawah di lokasipenelitian IP (%) 100 200 300
Dosis Pupuk dan Amelioran kg/ha/tahun Urea SP-36 KCl NPK Jerami
Pola Tanam
Padi-Kc Tanah-Bengkoang Padi-Padi Padi-Padi-Padi
IP (%) 100 200 300
250 154 600
250 154 0
Pola Tanam
Padi-Kc Tanah-Bengkoang Padi-Padi Padi-Padi-Padi
0 154 0
1000 0 240
900 1320 12600
Verietas Padi Inpari 5 Inpari 5 Cisadane
Dosis Pupuk dan Amelioran kg/ha/musim tanam padi N P2O5 K2O Jerami 133 35.4 128
120 37.7 36
75 46.2 36
900 1320 12600
Luas Lahan (m2) 4000 2700 2500
Produksi GKP Padi ton/ha/musim 3 4.4 7.2
Produksi GKP Padi ton/ha/tahun 3 8.8 21.6
19 Lampiran 3 Hasil analisis pH dan C-organik pada tanahsawah IP 100, 200, dan 300% IP (%)
Minggu ke-...
pH(1:2.5)
C-organik
7
5.325
1.6136
9
5.271
1.5235
11
5.533
1.3542
13
5.496
1.5867
7
4.746
2.3976
9
5.328
1.6066
11
5.402
1.9853
13
5.118
2.0673
7
5.298
2.3783
9
5.358
1.7290
11
5.046
2.2996
13
5.498
2.1442
100
200
300
Lampiran 4
IP (%)
100
200
300
Minggu ke-...
P H2O
Kadar fraksi-fraksi P pada tanahsawah IP 100, 200, dan 300% berdasarkan lama penggenangan
NaHCO3 Pi
NaHCO3 Pt
Fraksi P (mg/kg) NaHCO3 NaOH NaOH Po Pi Pt
NaOH Po
HCl -Pi
P total HCl 25%
7
1.9387
67.8559
122.3936
54.5377
263.2666
536.9421
273.6755
36.0241
364.4531
9
2.1277
76.2553
130.3315
54.0762
331.7078
518.3782
186.6703
33.0729
382.6339
11
1.7319
78.3659
126.1745
47.8086
316.1299
529.3923
213.2624
30.5884
372.6403
13
1.2325
60.2284
123.8224
63.5940
286.0152
534.2533
248.2380
27.2587
578.3646
7
1.3499
74.5880
83.3419
8.7539
212.2909
357.1916
144.9007
107.5343
387.3642
9
1.6140
62.5736
70.3462
7.7725
233.7699
352.9489
119.1790
103.7883
408.1568
11
0.9006
71.6253
102.2294
30.6041
223.6254
355.2991
131.6737
102.2794
378.2343
13
1.1688
37.5627
105.7827
68.2200
225.4537
361.5006
136.0469
89.1836
792.0448
7
1.3337
57.1627
78.9871
21.8245
158.1227
417.2050
259.0822
131.4564
416.5560
9
1.9709
49.0937
80.5868
31.4931
137.0092
368.3788
231.3696
130.0921
391.3338
11
1.1740
55.6888
71.3026
15.6138
261.8057
379.4719
117.6662
113.8687
404.8534
13
1.2955
67.5844
72.8696
5.2852
251.9469
385.9481
134.0013
118.7303
406.1525
20
RIWAYAT HIDUP Penulis dilahirkan di Banjarnegara pada tanggal 4 Januari 1993 sebagai anak kedua dan terakhir dari pasangan Bapak Kasbi Kartomi dan Ibu Tuki. Penulis menyelesaikan pendidikan dasar pada tahun 2005 di SDN Karanganyar, pada tahun 2008 di SMPN 1 Madukara dan pada tahun 2011 di MAN 2 Banjarnegara. Pada tahun yang sama penulis melanjutkan pendidikan di Departemen Ilmu Tanah dan Sumberdaya Lahan, Fakultas Pertanian, Institut Pertanian Bogor, melalui jalur SNMPTN Undangan. Selama menjadi mahasiswi di IPB, penulis aktif dalam beberapa kegiatan kemahasiswaan. Kegiatan tersebut diantaranya menjadi Paskibra IPB tahun 20112012, anggota pengembangan sumberdaya manusia IKMT – Ikatan Keluarga Muslim TPB, anggota BEM – Badan Eksekusi Mahasiswa sebagai anggota pada departemen Advokasi dan Kesejahteraan mahasiswa pada tahun 2012-2013 dan sekretaris departemen Advokasi dan Kesejahteraan Mahasiswa pada tahun 20132014. Pada kegiatan akademik penulis pernah menjadi Asisten Praktikum Kimia Tanah (2015) dan Asisten Praktikum Pengantar Kimia Tanah (2015). Penulis menyelesaikan studi dengan melakukan penelitian dan skripsi yang berjudul “Dinamika pH dan Kadar Fraksi P Tanah Sawah: Pengaruh Indeks Pertanaman dan Kondisi Penggenangan” dibimbing oleh Dr Ir Untung Sudadi, MSc dan Dr Ir Budi Nugroho, MSi.
