FORMULASI PUPUK NITROGEN LAMBAT TERSEDIA DARI BAHAN UREA, ZEOLIT, SERTA ASAM HUMAT DAN PENGARUHNYA TERHADAP PERTUMBUHAN JAGUNG
EMMA PUSPITA SARI
SEKOLAH PASCASARJANA INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2013
PERNYATAAN MENGENAI TESIS DAN SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA Dengan ini saya menyatakan bahwa tesis Formulasi Pupuk Nitrogen Lambat Tersedia dari Bahan Urea, Zeolit, serta Asam Humat dan Pengaruhnya terhadap Pertumbuhan Jagung adalah benar karya saya sendiri 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 tesis ini. Dengan ini saya melimpahkan hak cipta karya tulis saya kepada Institut Pertanian Bogor.
Bogor, Agustus 2013
Emma Puspita Sari NRP A152090011
RINGKASAN EMMA PUSPITA SARI. Formulasi Pupuk Nitrogen Lambat Tersedia dari Bahan Urea, Zeolit, dan Asam Humat serta Pengaruhnya terhadap Pertumbuhan Jagung. Dibimbing oleh SUWARDI, BUDI NUGROHO, dan SRI DJUNIWATI. Kualitas lahan pertanian di Indonesia semakin menurun yang ditandai oleh penurunan kadar bahan organik tanah sehingga produksi berbagai jenis tanaman pertanian semakin rendah. Pada kondisi tanah seperti itu efisiensi pemupukan nitrogen semakin rendah. Telah diketahui pupuk nitrogen yang diberikan ke dalam tanah akan segera menguap ke atmosfer dan tercuci ke perairan. Oleh karena itu diperlukan usaha untuk mengurangi kehilangan nitrogen melalui pembuatan formulasi pupuk tersedia lambat. Saat ini beberapa jenis pupuk tersedia lambat dibuat dengan menambahkan bahan penyelimut dari bahan kimia sehingga penggunaan dalam jangka panjang akan bermasalah bagi lingkungan. Oleh karena itu perlu dicari bahan pupuk tersedia lambat dari bahan alami yang lebih ramah lingkungan seperti zeolit, asam humat dan arabic gum. Tujuan dari penelitian ini adalah Memodifikasi campuran fisik pupuk urea dengan menggunakan zeolit, asam humat dan polimer sehingga berperan sebagai pupuk N tersedia lambat. Mempelajari pola pelepasan nitrogen (amonium dan nitrat) pupuk N tersedia lambat yang telah dibuat.Mempelajari serapan hara N dari berbagai pupuk N tersedia lambat terhadap pertumbuhan tanaman jagung. Pupuk slow release dipersiapkan dengan perbandingan urea zeolit 7:3 dan 8:2, asam humat diberikan sebanyak 2 dan 2,5% dan arabic gum sebagai perekat sebanyak 6%. Jumlah N-NH4+ dan N-NO3- yang tercuci dari pupuk yang telah dibuat diamati selama 30 hari inkubasi dengan metode perkolasi. Konsentrasi N-NH4+ + N-NO3dianalisis dengan metode Kjeldahl. Pupuk yang telah dibuat selanjutnya digunakan untuk mempelajari pengaruh pupuk tersedia lambat terhadap pertumbuhan tanaman jagung pada percobaan di rumah kaca. Hasil penelitian menunjukkan bahwa enam komposisi pupuk N yang dibuat dengan cara penyalutan dengan zeolit, senyawa humat dan gum arab berkarakter sebagai pupuk slow release. Zeolite, bahan humat dan gum arab atau kombinasinya sebagai bahan penyalut mampu menurunkan puncak pelepasan NNH4+ dan N-NO3- dan mengubah pola pelepasannya hingga menjadi masih tersedia sampai pada akhir masa pengujian. Berdasarkan dari data pertumbuhan bentuk slow release fertilizer yang diperoleh itu tidak cocok dengan kebutuhan N tanaman jagung sesuai dengan pertumbuhan fisiologisnya sehingga pertumbuhan terbaik diperoleh hanya oleh urea yang mempunyai kelarutan yang tinggi. Senyawa humat berpengaruh dari segi sifat fisiologis jagung dibandingkan peranannya sebagai bahan pengkapsul pada slow release fertilizer. . Kata kunci: Amonium, Asam humat, Nitrat, Pupuk lambat tersedia, Zeolit.
SUMMARY EMMA PUSPITA SARI. Formulation of Slow Release Nitrogen Fertilizer from Urea, Zeolite and Humic Acid and Its Effect on Corn Growth. Under the direction of Suwardi, Budi Nugroho, and Sri Djuniwati. The quality of agricultural land in Indonesia was declining progressively and it affect to the decrease of crop production. It is well known that N fertilizer is inefficient due to evaporation into atmosphere and leached into the grown water. The objectives of this research were to study the formulation of slow release Nfertilizer made from urea, zeolite, humic acid, and polymer; to study the pattern of nitrogen release from this modified slow release fertilizer; and to evaluate the effect of modified slow release fertilizer on corn growth. The ratio of urea and zeolite used in this experiment was prepared with the ratio of urea (U) and zeolite (Z) 7:3 and 8: 2, humic acid (HA) of 2 and 2.5% and arabic gum as the binding material. The modified fertilizers were put into the percolation column. The volume and concentration of ammonium-N and nitrate-N were collected and measured during one month percolation with Kjeldahl methode. The modified fertilizers then used to evaluate the effect of the fertilizers on growth of corn in greenhouse experiment. The results showed that the composition of the six N fertilizer were prepared by coating with zeolite, humic substance, and gum arabic characterized as a slow release fertilizer. Zeolite, humic substance, and gum arabic or combinations there of as coating agent is able to reduce the peak release of NNH4+ and N-NO3- and change the pattern of release to be still available until the end of the test period. Based on the data of corn’s growth, slow release fertilizer forms obtained did not match the corn crop N requirement in accordance with the physiological growth so that the best growth is obtained only by urea which has a high solubility. Humic substance influential in terms of the physiological properties of corn compared to its role as an encapsulation on slow release fertilizer. Keywords: ammonium-N, humic acid, nitrate-N, slow release fertilizer, zeolite,
c Hak Cipta milik IPB, tahun 2013 Hak Cipta dilindungi Undang-undang
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan atau menyebutkan sumbernya. Pengutipan hanya untuk kepentingan pendidikan, penelitian, penulisan karya ilmiah, penyusunan laporan, penulisan kritik, atau tinjauan suatu masalah; dan pengutipan tersebut tidak merugikan kepentingan yang wajar IPB. Dilarang mengumumkan dan memperbanyak sebagian atau seluruh Karya Tulis dalam bentuk apapun tanpa ijin IPB.
FORMULASI PUPUK NITROGEN LAMBAT TERSEDIA DARI BAHAN UREA, ZEOLIT, DAN ASAM HUMAT DAN PENGARUHNYA TERHADAP PERTUMBUHAN JAGUNG
EMMA PUSPITA SARI
Tesis Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Magister Sains pada Program Studi Agroteknologi Tanah
SEKOLAH PASCASARJANA INSTITUT PERTANIAN BOGOR 2013
Penguji Luar Komisi pada Ujian Tesis: Dr Ir Lilik Tri Indriyati, MSc.
Judul Tesis
:
Nama
:
Formulasi Pupuk Nitrogen Lambat Tersedia dari Bahan Urea, Zeolit, serta Asam Humat dan Pengaruhnya Terhadap Pertumbuhan Jagung Emma Puspita Sari
NRP
:
A152090011
Disetujui, Komisi Pembimbing
Dr Ir Suwardi, MAgr Ketua
Dr Ir Budi Nugroho, Msi Anggota
Dr Ir Sri Djuniwati, MSc. Anggota
Diketahui oleh
Ketua Program Studi Agroteknologi Tanah
Dekan Sekolah Pascasarjana IPB
Dr Ir Suwardi, Magr
Dr Ir Dahrul Syah, MSc.Agr
Tanggal Ujian: 2 Agustus 2013
Tanggal Lulus:
PRAKATA
Assalamu’alaikum Wr.Wb. Puji syukur kehadirat Allah SWT, atas berkat rahmat dan karunia-Nya penulis berhasil menyelesaikan penelitian dan tesis dengan judul “Formulasi Pupuk Nitrogen Lambat Tersedia dari Bahan Urea, Zeolit, serta Asam Humat dan Pengaruhnya terhadap Pertumbuhan Jagung”. Terima kasih dan salam hormat yang sebesar-besarnya penulis haturkan kepada Dr Ir Suwardi M. Agr selaku Ketua Komisi Pembimbing, Dr Ir Budi Nugroho, MSi dan Dr Ir Sri Djuniwati, MSc sebagai Anggota Komisi Pembimbing atas segala ilmu, perhatian, bimbingan, arahan, motivasi, kesabaran, petunjuk serta bantuannya selama penelitian dan penyusunan tesis ini. Ucapan terima kasih dan penghargaan yang tinggi penulis sampaikan kepada PT. Parisonna Alam Sejahtera yang telah memberikan bantuan dana untuk penelitian ini. Penulis juga menyampaikan terima kasih kepada Dr Ir Lilik Tri Indriyati, MSc selaku penguji luar komisi atas segala masukan dan saran untuk kesempurnaan tesis ini. Penulis juga menyampaikan rasa terima kasih kepada seluruh staf dan rekan-rekan, sahabat DITSL dan Bagian Pengembangan Fisik dan Sumberdaya Lahan atas segala bantuan, pemberian semangat, ilmu dan persahabatan selama proses penelitian dan penulisan tesis. Terima kasih kepada seluruh Staf pengajar dan administrasi SPS IPB dan Program Studi Agroteknologi Tanah atas bantuan administasi yang diberikan. Kepada kedua orangtua tercinta Supardi, Wiwik Sarmiati dan saudariku Nofiana Wikdi Astuti, Amd serta seluruh keluarga besar atas seluruh do’a, pengorbanan, kasih sayang, kesabaran, dukungan secara moril dan materiil serta perjuangan yang tulus dan tiada henti sehingga penulis dapat menyelesaikan pendidikan hingga jenjang S2 ini. Semoga karya ilmiah ini dapat memberikan manfaat untuk kemajuan ilmu pengetahuan di Indonesia. Wassalamu’alaikum Wr. Wb. Bogor, Agustus 2013
Penulis
FORMULASI PUPUK NITROGEN LAMBAT TERSEDIA DARI BAHAN UREA, ZEOLIT, SERTA ASAM HUMAT DAN PENGARUHNYA TERHADAP PERTUMBUHAN JAGUNG
EMMA PUSPITA SARI
SEKOLAH PASCASARJANA INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2013
PERNYATAAN MENGENAI TESIS DAN SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA Dengan ini saya menyatakan bahwa tesis Formulasi Pupuk Nitrogen Lambat Tersedia dari Bahan Urea, Zeolit, serta Asam Humat dan Pengaruhnya terhadap Pertumbuhan Jagung adalah benar karya saya sendiri 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 tesis ini. Dengan ini saya melimpahkan hak cipta karya tulis saya kepada Institut Pertanian Bogor.
Bogor, Agustus 2013
Emma Puspita Sari NRP A152090011
RINGKASAN EMMA PUSPITA SARI. Formulasi Pupuk Nitrogen Lambat Tersedia dari Bahan Urea, Zeolit, dan Asam Humat serta Pengaruhnya terhadap Pertumbuhan Jagung. Dibimbing oleh SUWARDI, BUDI NUGROHO, dan SRI DJUNIWATI. Kualitas lahan pertanian di Indonesia semakin menurun yang ditandai oleh penurunan kadar bahan organik tanah sehingga produksi berbagai jenis tanaman pertanian semakin rendah. Pada kondisi tanah seperti itu efisiensi pemupukan nitrogen semakin rendah. Telah diketahui pupuk nitrogen yang diberikan ke dalam tanah akan segera menguap ke atmosfer dan tercuci ke perairan. Oleh karena itu diperlukan usaha untuk mengurangi kehilangan nitrogen melalui pembuatan formulasi pupuk tersedia lambat. Saat ini beberapa jenis pupuk tersedia lambat dibuat dengan menambahkan bahan penyelimut dari bahan kimia sehingga penggunaan dalam jangka panjang akan bermasalah bagi lingkungan. Oleh karena itu perlu dicari bahan pupuk tersedia lambat dari bahan alami yang lebih ramah lingkungan seperti zeolit, asam humat dan arabic gum. Tujuan dari penelitian ini adalah Memodifikasi campuran fisik pupuk urea dengan menggunakan zeolit, asam humat dan polimer sehingga berperan sebagai pupuk N tersedia lambat. Mempelajari pola pelepasan nitrogen (amonium dan nitrat) pupuk N tersedia lambat yang telah dibuat.Mempelajari serapan hara N dari berbagai pupuk N tersedia lambat terhadap pertumbuhan tanaman jagung. Pupuk slow release dipersiapkan dengan perbandingan urea zeolit 7:3 dan 8:2, asam humat diberikan sebanyak 2 dan 2,5% dan arabic gum sebagai perekat sebanyak 6%. Jumlah N-NH4+ dan N-NO3- yang tercuci dari pupuk yang telah dibuat diamati selama 30 hari inkubasi dengan metode perkolasi. Konsentrasi N-NH4+ + N-NO3dianalisis dengan metode Kjeldahl. Pupuk yang telah dibuat selanjutnya digunakan untuk mempelajari pengaruh pupuk tersedia lambat terhadap pertumbuhan tanaman jagung pada percobaan di rumah kaca. Hasil penelitian menunjukkan bahwa enam komposisi pupuk N yang dibuat dengan cara penyalutan dengan zeolit, senyawa humat dan gum arab berkarakter sebagai pupuk slow release. Zeolite, bahan humat dan gum arab atau kombinasinya sebagai bahan penyalut mampu menurunkan puncak pelepasan NNH4+ dan N-NO3- dan mengubah pola pelepasannya hingga menjadi masih tersedia sampai pada akhir masa pengujian. Berdasarkan dari data pertumbuhan bentuk slow release fertilizer yang diperoleh itu tidak cocok dengan kebutuhan N tanaman jagung sesuai dengan pertumbuhan fisiologisnya sehingga pertumbuhan terbaik diperoleh hanya oleh urea yang mempunyai kelarutan yang tinggi. Senyawa humat berpengaruh dari segi sifat fisiologis jagung dibandingkan peranannya sebagai bahan pengkapsul pada slow release fertilizer. . Kata kunci: Amonium, Asam humat, Nitrat, Pupuk lambat tersedia, Zeolit.
SUMMARY EMMA PUSPITA SARI. Formulation of Slow Release Nitrogen Fertilizer from Urea, Zeolite and Humic Acid and Its Effect on Corn Growth. Under the direction of Suwardi, Budi Nugroho, and Sri Djuniwati. The quality of agricultural land in Indonesia was declining progressively and it affect to the decrease of crop production. It is well known that N fertilizer is inefficient due to evaporation into atmosphere and leached into the grown water. The objectives of this research were to study the formulation of slow release Nfertilizer made from urea, zeolite, humic acid, and polymer; to study the pattern of nitrogen release from this modified slow release fertilizer; and to evaluate the effect of modified slow release fertilizer on corn growth. The ratio of urea and zeolite used in this experiment was prepared with the ratio of urea (U) and zeolite (Z) 7:3 and 8: 2, humic acid (HA) of 2 and 2.5% and arabic gum as the binding material. The modified fertilizers were put into the percolation column. The volume and concentration of ammonium-N and nitrate-N were collected and measured during one month percolation with Kjeldahl methode. The modified fertilizers then used to evaluate the effect of the fertilizers on growth of corn in greenhouse experiment. The results showed that the composition of the six N fertilizer were prepared by coating with zeolite, humic substance, and gum arabic characterized as a slow release fertilizer. Zeolite, humic substance, and gum arabic or combinations there of as coating agent is able to reduce the peak release of NNH4+ and N-NO3- and change the pattern of release to be still available until the end of the test period. Based on the data of corn’s growth, slow release fertilizer forms obtained did not match the corn crop N requirement in accordance with the physiological growth so that the best growth is obtained only by urea which has a high solubility. Humic substance influential in terms of the physiological properties of corn compared to its role as an encapsulation on slow release fertilizer. Keywords: ammonium-N, humic acid, nitrate-N, slow release fertilizer, zeolite,
c Hak Cipta milik IPB, tahun 2013 Hak Cipta dilindungi Undang-undang
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan atau menyebutkan sumbernya. Pengutipan hanya untuk kepentingan pendidikan, penelitian, penulisan karya ilmiah, penyusunan laporan, penulisan kritik, atau tinjauan suatu masalah; dan pengutipan tersebut tidak merugikan kepentingan yang wajar IPB. Dilarang mengumumkan dan memperbanyak sebagian atau seluruh Karya Tulis dalam bentuk apapun tanpa ijin IPB.
FORMULASI PUPUK NITROGEN LAMBAT TERSEDIA DARI BAHAN UREA, ZEOLIT, DAN ASAM HUMAT DAN PENGARUHNYA TERHADAP PERTUMBUHAN JAGUNG
EMMA PUSPITA SARI
Tesis Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Magister Sains pada Program Studi Agroteknologi Tanah
SEKOLAH PASCASARJANA INSTITUT PERTANIAN BOGOR 2013
Penguji Luar Komisi pada Ujian Tesis: Dr Ir Lilik Tri Indriyati, MSc.
Judul Tesis
:
Nama
:
Formulasi Pupuk Nitrogen Lambat Tersedia dari Bahan Urea, Zeolit, serta Asam Humat dan Pengaruhnya Terhadap Pertumbuhan Jagung Emma Puspita Sari
NRP
:
A152090011
Disetujui, Komisi Pembimbing
Dr Ir Suwardi, MAgr Ketua
Dr Ir Budi Nugroho, Msi Anggota
Dr Ir Sri Djuniwati, MSc. Anggota
Diketahui oleh
Ketua Program Studi Agroteknologi Tanah
Dekan Sekolah Pascasarjana IPB
Dr Ir Suwardi, Magr
Dr Ir Dahrul Syah, MSc.Agr
Tanggal Ujian: 2 Agustus 2013
Tanggal Lulus:
PRAKATA
Assalamu’alaikum Wr.Wb. Puji syukur kehadirat Allah SWT, atas berkat rahmat dan karunia-Nya penulis berhasil menyelesaikan penelitian dan tesis dengan judul “Formulasi Pupuk Nitrogen Lambat Tersedia dari Bahan Urea, Zeolit, serta Asam Humat dan Pengaruhnya terhadap Pertumbuhan Jagung”. Terima kasih dan salam hormat yang sebesar-besarnya penulis haturkan kepada Dr Ir Suwardi M. Agr selaku Ketua Komisi Pembimbing, Dr Ir Budi Nugroho, MSi dan Dr Ir Sri Djuniwati, MSc sebagai Anggota Komisi Pembimbing atas segala ilmu, perhatian, bimbingan, arahan, motivasi, kesabaran, petunjuk serta bantuannya selama penelitian dan penyusunan tesis ini. Ucapan terima kasih dan penghargaan yang tinggi penulis sampaikan kepada PT. Parisonna Alam Sejahtera yang telah memberikan bantuan dana untuk penelitian ini. Penulis juga menyampaikan terima kasih kepada Dr Ir Lilik Tri Indriyati, MSc selaku penguji luar komisi atas segala masukan dan saran untuk kesempurnaan tesis ini. Penulis juga menyampaikan rasa terima kasih kepada seluruh staf dan rekan-rekan, sahabat DITSL dan Bagian Pengembangan Fisik dan Sumberdaya Lahan atas segala bantuan, pemberian semangat, ilmu dan persahabatan selama proses penelitian dan penulisan tesis. Terima kasih kepada seluruh Staf pengajar dan administrasi SPS IPB dan Program Studi Agroteknologi Tanah atas bantuan administasi yang diberikan. Kepada kedua orangtua tercinta Supardi, Wiwik Sarmiati dan saudariku Nofiana Wikdi Astuti, Amd serta seluruh keluarga besar atas seluruh do’a, pengorbanan, kasih sayang, kesabaran, dukungan secara moril dan materiil serta perjuangan yang tulus dan tiada henti sehingga penulis dapat menyelesaikan pendidikan hingga jenjang S2 ini. Semoga karya ilmiah ini dapat memberikan manfaat untuk kemajuan ilmu pengetahuan di Indonesia. Wassalamu’alaikum Wr. Wb. Bogor, Agustus 2013
Penulis
DAFTAR ISI DAFTAR TABEL
xi
DAFTAR GAMBAR
xii
DAFTAR LAMPIRAN
xiii
1 PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang
1
1.2 Tujuan
2
2 TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Nitrogen
3
2.2 Pupuk Urea dan Permasalahannya
5
2.3 Slow Release Fertilizer
5
2.4 Alternatif Bahan Slow Release Fertilizer
5
2.5 Zeolit
6
2.6 Senyawa Humat
6
2.7 Polimer
8
3 BAHAN METODE 3.1 Waktu dan Tempat Penelitian
11
3.2 Bahan dan Alat
11
3.3 Prosedur Penelitian
11
3.4 Pembuatan Formulasi Pupuk N Lambat Tersedia +
11
-
3.5 Pelepasan Amonium (NH4 ) dan Nitrat (NO3 ) dengan Metode Perkolasi 3.6 Percobaan di Rumah Kaca
13 13
4 HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1 Pembuatan Formula Pupuk N Lambat Tersedia
15
4.2 Pola Pelepasan Nitrogen pada Pupuk Lambat Tersedia
16
4.3 Mekanisme Slow Release dari Slow Release Fertilizer
22
4.4 Pengaruh Beberapa Formulasi Pupuk N Lambat Tersedia terhadap Pertumbuhan Tanaman Jagung
23
5 SIMPULAN
25
DAFTAR PUSTAKA
26
LAMPIRAN
29
DAFTAR TABEL
Halaman 1.
Beberapa Contoh Polimer Alam
8
2.
Beberapa Contoh Polimer Sintetis
9
3.
Jenis Pupuk Perbandingan Urea:Zeolit, Konsentrasi Humat dalam Pupuk dan Kandungan Nitrogen dalam Pupuk 11
4.
Dosis Pupuk N per Polibag
14
5.
Total N-NH4+ yang Terlepas (mg) Selama Uji Perkolasi 1 Bulan
16
6.
Total N-NO3- yang terlepas (mg) Selama Uji Perkolasi 1 Bulan
19
7.
Total Nitrogen dalam Bentuk Amonium dan Nitrat dari Pupuk N Lambat Tersedia dan Pupuk Urea Selama 1 Bulan Uji Perkolasi
20
8.
9.
Pengaruh Pupuk N Lambat Tersedia terhadap Tinggi Tanaman, Jumlah Daun dan Lebar Daun pada 1 MST, 2 MST, 3MST dan 4MST
23
Data Serapan Hara Tanaman Jagung
23
DAFTAR GAMBAR
Halaman 1.
Gejala Defisiensi Nitrogen pada Tanaman
3
2.
Daur N secara Global
4
3.
Diagram Pemisahan Senyawa-senyawa Humat ke dalam Fraksifraksi Humat yang Berbeda
7
4.
Pembuatan Formulasi Pupuk Lambat Tersedia
12
5.
Model Uji Perkolasi
13
6.
Hasil Pembuatan Pupuk Lambat Tersedia
15
7.
Konsentrasi N-NH4+ Dilepaskan Akibat Aplikasi Urea (a), Pupuk P1 (b), dan Pupuk P2 (c), P3 (d), P4 (e) , P5 (f), P6 (g) Selama 1 Bulan Uji Perkolasi
8.
Konsentrasi N-NO3- Dilepaskan Akibat Aplikasi Urea (a), Pupuk P1 (b), dan Pupuk P2 (c), P3 (d), P4 (e) , P5 (f), P6 (g) Selama 1 Bulan Uji Perkolasi
18
21
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman 1.
Metode Analisis Tanah yang Digunakan dalam Penelitian
30
2.
Hasil Analisis Kandungan Nitrogen (%) Pupuk Urea dan Pupuk N Lambat Tersedia
30
3.
Data Analisis Awal Tanah Percobaan Uji Perkolasi
30
4.
Data Analisis Amonium dan Nitrat pada Pupuk
30
5.
Data pH Tanah setelah Uji Perkolasi 1 Bulan
31
6.
Data N-Total Tanah setelah Uji Perkolasi 1 Bulan (Metode Kjeldhal)
31
7.
Data Analisis Awal Tanah Percobaan Rumah Kaca
31
8.
Pupuk yang Digunakan dalam Penelitian
32
9.
Arabic Gum (a) dan Zeolit lolos saringan 100 mesh (b)
32
10. Percobaan Perkolasi
32
11. Uji Kelarutan Udara
33
12
33
Pertumbuhan Tanaman Jagung hingga 4 MST
13. Jumlah Kebutuhan Air pada Percobaan Perkolasi
34
1
1 PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Kualitas lahan pertanian di Indonesia semakin lama semakin menurun yang ditandai oleh penurunan kadar bahan organik tanah sehingga produksi berbagai tanaman pertanian semakin menurun. Seperti yang dinyatakan Van Noordwjik dan De Willigen (1987) bahwa masalah umum yang dijumpai pada lahan pertanian di daerah tropika basah adalah rendahnya keseimbangan antara jumlah hara saat tersedia hara dengan jumlah hara yang dibutuhkan tanaman. Sebagaimana diketahui bahwa tanaman membutuhkan berbagai macam hara makro dan unsur hara mikro. Salah satu unsur makro tersebut adalah unsur nitrogen. Nitrogen mendapatkan perhatian yang lebih besar dibanding unsur hara yang lain dikarenakan sifatnya yang mobile. Pada saat ini, ketidakseimbangan penggunaan pupuk N sering terjadi karena penggunaannya secara berlebih. Ketidakseimbangan ini menyebabkan N tercuci ke lapisan di bawah jangkauan akar tanaman sehingga mengakibatkan pencemaran NO3- pada air tanah dan perairan (Brady dan Weil 2002). Pupuk nitrogen yang umum digunakan petani di Indonesia adalah urea. Urea adalah senyawa yang terdiri dari unsur karbon, hidrogen, oksigen dan nitrogen dengan rumus CO(NH2)2. Penyerapan nitrogen oleh tanaman akan terjadi setelah urea diurai menjadi amonium. Senyawa urea harus diubah terlebih dahulu menjadi amonium (N-NH4+) dengan bantuan enzim urease melalui proses hidrolisis. Apabila diberikan ke tanah, proses hidrolisis tersebut akan berlangsung dengan cepat sehingga sebagian menguap sebagai amoniak (Soepardi 1983). De Datta (1987) melaporkan bahwa penggunaan pupuk N pada tanah sawah hanya 30-40% yang dapat dimanfaatkan oleh tanaman pertanian sehingga umumnya kurang efisien, sedangkan kisaran 60-70% nya hilang. Kehilangan N pada pemupukan hortikultura dapat mencapai 60%. Kehilangan N dalam proses pemupukan tanaman terjadi melalui volatilisasi, nitrifikasi-denitrifikasi, aliran permukaan, dan pencucian (De Datta et al. 1991). Salah satu tantangan dalam kegiatan pertanian saat ini adalah rendahnya efisiensi pupuk urea. Salah satu upaya untuk menjawab tantangan tersebut adalah dengan meningkatkan efisiensi pupuk urea melalui modifikasi pupuk urea menjadi bentuk slow release fertilizer dengan bahan alami. Terdapat beberapa metode yang dapat digunakan untuk membuat slow release fertilizer. Trenkel (1997) mengemukakan bahwa pupuk slow release dapat dibuat dengan mengubah senyawanya menjadi bahan yang memiliki kelarutan rendah karena memiliki bobot, molekul yang tinggi, pelapisan (coating), pembungkusan (encapsulasi), pembungkusan dengan mencampurkan dalam matriks pupuk, memperbesar ukuran butir pupuk (memperkecil permukaan kontak) dan menambahkan penghambat amonifikasi dan nitrifikasi. Beberapa bahan yang dapat digunakan sebagai bahan untuk modifikasi, antara lain zeolit, asam humat (humic acid) dan polimer. Suwardi dan Darmawan (2009) juga menyebutkan zeolit dan asam humat dalam urea-zeolit-asam humat,
2 mempunyai kemampuan memperlambat proses transformasi N-ammonium menjadi bentuk N-nitrat, mengurangi penguapan nitrogen menjadi gas amoniak serta merangsang perkembangan akar tanaman. Zeolit digunakan sebagai bahan dalam pembuatan pupuk lambat tersedia karena memiliki KTK yang tinggi (antara 120-180 me/100 g) yang berguna sebagai pengadsorbsi, pengikat dan penukar kation (Suwardi 2002). Penelitian lain menyebutkan bahwa penambahan zeolit dapat meningkatkan efisiensi urea, sehingga mengurangi kehilangan urea karena pencucian (Ahmed et al. 2009), sedangkan bahan humat dipilih karena humat memiliki KTK yang tinggi serta secara langsung memiliki fungsi merangsang pertumbuhan tanaman melalui pengaruhnya terhadap metabolisme dan terhadap sejumlah proses fisiologis lainnya. Penggunaan polimer dalam pelapisan urea dapat dilakukan dengan mekanisme dimana unsur hara yang ada di dalam pupuk lambat tersedia dilindungi secara mekanis. Salah satu hasil penelitian menunjukkan bahwa aplikasi urea yang dilapisi polimer pada tanaman barley memberikan pangaruh penurunan hilangnya akumulasi pupuk-N nitrat dan pada musim semi dapat meningkatkan serapan N tanaman (Nyborg et al. 1993). Penelitian lain menyebutkan bahwa penggunaan bahan hidrokoloid memperlambat pelepasan urea (Marchaban 2000). Saraswati (1999) menyebutkan bahwa penambahan bahan perekat gum arabic, tapioka atau mineral klei kaolin dapat meningkatkan jumlah mikrob, bobot kering, serta serapan N dan P tanaman kedelai. 1.2 Tujuan Tujuan penelitian ini yaitu : 1. Memodifikasi campuran fisik pupuk urea dengan menggunakan zeolit, asam humat dan polimer sehingga berperan sebagai pupuk N lambat tersedia. 2. Mempelajari pola pelepasan nitrogen (amonium dan nitrat) pupuk N lambat tersedia yang telah dibuat. 3. Mempelajari serapan hara N dari berbagai pupuk N lambat tersedia terhadap pertumbuhan tanaman jagung.
3
2 TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Nitrogen Nitrogen (N) merupakan salah satu dari hara makro utama dalam pertumbuhan tanaman. Menurut Soepardi (1983), nitrogen dalam tanah berasal dari: (1) mineralisasi N dari bahan organik dan immobilisasinya, (2) fiksasi N dari udara oleh mikroorganisme (penambatan N2 atmosfer oleh mikroorganisme secara simbiotik maupun non simbiotik), (3) melalui hujan dan bentuk presipitasi yang lain, dan (4) pemupukan. Nitrogen di dalam tanah terbagi dalam dua bentuk, yaitu untuk Ninorganik dan N-organik. Bentuk N-organik adalah bentuk yang terbanyak seperti asam-asam amino, protein, gula amino, senyawa kompleks yang sukar ditentukan, dan lain-lain. Bentuk N-inorganik seperti ion NO3- (nitrat), dan NH4+ (ammonium) merupakan bentuk tersedia bagi tanaman, serta nitrit (NO2-), oksida nitrous (N2O), oksida nitrit (NO), dan gas N2 akibat perombakan mikroba. Kadar nitrogen dalam tanah sangat bervariasi, tergantung pada pengelolaan dan penggunaan tanah tersebut. Kandungan nitrogen akan menurun seiring dengan kedalaman tanah. Pemupukan nitrogen dengan dosis dibawah optimal menyebabkan tanaman mengalami klorosis pada daun tua dan semakin parah akan terjadi juga pada daun muda. Mula-mula daun menguning dan mengering, lalu rontok. Daun yang menguning diawali dari daun bagian bawah, lalu disusul daun bagian atas. Gejala lain yang ditunjukkan oleh tanaman yang kekurangan N yaitu pertumbuhan lambat/kerdil, daun hijau kekuningan, daun sempit, pendek dan tegak, daun-daun tua cepat menguning dan mati. Pada daun muda akan memperlihatkan ciri-ciri yang kurang berkembang di banding daun normal yaitu kaku, percabangannya tertahan karena dormansi tunas lateral yang berkepanjangan.
Gambar 1. Gejala defisiensi Nitrogen pada tanaman: Daun berwarna kuning pada ujung daun dan melebar menuju tulang daun. Warna kuning membentuk huruf V 1) 1)
http://sulsel.litbang.deptan.go.id/ind/index.php [diakses 20 agustus 2013]
4 Bila hal sebaliknya terjadi, pemupukan nitrogen terjadi secara berlebih menyebabkan penurunan kualitas tanaman karena penurunan kadar karbohidrat (Romaskam dan Yuwono 2002), pertumbuhan vegetatif akan sangat tinggi dan warna daun menjadi hijau tua. Hal ini menyebabkan perpanjangan umur tanaman dan memperlambat proses kematangan karena ketidak seimbangan dengan unsur lain seperti P, K, dan S. Unsur nitrogen ini sangat mobil sehingga mudah hilang dari tanah. Kehilangan nitrogen dalam tanah terutama karena denitrifikasi, volatilisasi, penguraian, pencucian dan diserap oleh tanaman (Tisdale et al. 1985).
Gambar 2. Daur N secara global 2)
N bergerak dari tanah memasuki jaringan tumbuhan, dan kembali lagi dari tumbuhan ke tanah, seringkali dengan adanya peranan binatang atau manusia. Pada kenyataannya, situasinya jauh lebih kompleks, karena senyawa-senyawa N mengalami berbagai transformasi dalam tanah (mineralisasi, immobilisasi, fiksasi, nitrifikasi dan denitrifikasi). Senyawa-senyawa ini mengalami proses pertukaran antara tanah dan atmosfir (melalui proses-proses volatilisasi, denitrifikasi, fiksasi biologi N) dan antara tanah dengan hidrosfer (melalui proses-proses pencucian, erosion/runoff, drainase, irrigasi).
2)
Http://Www.Fertilizer.Org/Ifa/Homepage/Sustainability/Climatechange/ Nitrogen-Cycle.Html) .The soil nitrogen cycle [ diakses tanggal 19 agustus 2013]
5 2.2 Pupuk Urea dan Permasalahannya Urea ditemukan pertama kali oleh Roelle pada tahun 1773 dalam urine. Pembuatan urea dari amonia dan asam sianida untuk pertama kalinya ditemukan oleh F.Wohler pada tahun 1828. Disamping penggunaannya sebagai pupuk, urea juga digunakan sebagai tambahan makanan protein untuk hewan pemamah biak, juga dalam produksi melamin, pembuatan resin, plastik, adhesif, bahan pelapis, tekstil, dan resin perpindahan ion. Bahan ini merupakan bahan antara dalam pembuatan amonium sulfat, asam sulfanat, dan ftalosianina. Urea merupakan senyawa yang mengandung nitrogen paling tinggi (46%) diantara semua pupuk padat dan mudah larut air. Urea mudah dibuat menjadi pelet atau granul (butiran) dan mudah diangkut dalam bentuk curah maupun dalam kantong dan tidak mengandung bahaya ledakan. Pada musim kemarau hampir 55 % dari dosis urea yang ditaburkan hilang oleh penguapan. Pada dimusim hujan, urea akan larut dalam air mencapai 79% dan hilang dalam proses pencucian. Maka sangat tidak menguntungkan jika urea ditaburkan pada saat matahari sangat terik atau saat jumlah air melimpah. (Cooke 1982). 2.3 Slow Release Fertilizer (SRF) Slow dan controlled-release fertilizer adalah pupuk yang mengandung unsur hara, dalam suatu bentuk yang menyebabkan a) penundaan ketersediaannya beberapa saat setelah aplikasi sehingga akhirnya diserap tanaman, atau b) yang tersedia dalam waktu yang lebih lama dibandingkan “pupuk cepat tersedia” seperti pada amonium nitrat atau urea, amonium fosfat atau kalium klorida (AAPFCO 1995). Slow release merupakan tingkat pelepasan dari bahan kimia menjadi bentuk nutrisi yang tersedia bagi tanaman secara nyata dengan laju pelepasan lebih lambat. Pupuk lambat tersedia yang dibuat menggunakan campuran unsur hara nitrogen akan memberikan ketersediaan yang lambat dibandingkan dengan pupuk pada umumnya. Hasil ini diperoleh dikarenakan proses coating pupuk yang ada (nitrogen dan NPK) dengan sulfur atau dengan polimer (semipermiable) atau dengan formulasi khusus senyawa nitrogen. Proses pelepasan ini juga dipengaruhi oleh temperatur dan kelembaban tanah, karena itu nitrogen akan tersedia seiring dengan pertumbuhan tanaman (FA0 2000). Peningkatkan efektifitas pupuk, menurut Leiwakabessy dan Sutandi (2004) dapat dilakukan beberapa cara, antara lain: (1) dengan senyawa pupuk berkelarutan rendah relatif tahan akan pelapukan, dengan jalan memberikan selaput atau membran, pencampuran pembungkus dengan matriks pupuk, dan mengecilkan ruang kontak tanah dengan memperbesar ukuran, (2) memberikan penghambat nitrifikasi atau penghambat urease seperti fenil fosforodiamida, disiandiamida, N-serve, dan terrazole. 2.4 Alternatif Bahan Slow Release Fertilizer Usaha mengurangi kehilangan N banyak berkembang sekarang ini. Mulai dari pencampuran urea dengan zeolit, bahan yang memiliki KTK tinggi, peng-
6
coated-an urea dengan suatu senyawa (misalnya asam humat) dan dengan penggunaan polimer (arabic gum). Zeolit terbentuk dari tufa yang berasal dari bahan piroklastik halus (abu) yang disemburkan oleh aktifitas gunung api yang kemudian terendapkan pada lingkungan yang bersifat basa. Terbentuk bersamaan bahan galian mineral industri lainnya seperti bentonit, toseki, dan kaolin. Secara empiris, rumus molekul zeolit adalah Mx/n.(AlO2)x.(SiO2)y.xH2O. Zeolit umumnya didefinisikan sebagai kristal alumina silika yang berstruktur tiga dimensi, yang terbentuk dari tetrahedral alumina dan silika dengan rongga-rongga di dalam yang berisi ion-ion logam, 2.5 Zeolit
biasanya alkali atau alkali tanah dan molekul air yang dapat bergerak bebas. Struktur zeolit sejauh ini diketahui bermacam-macam, tetapi secara garis besar strukturnya terbentuk dari unit bangun primer, berupa tetrahedral yang kemudian menjadi unit bangun sekunder polihedral dan membentuk polihedral dan akhirnya unit struktur zeolit.Sifat-sifat zeolit antara lain berongga, ber-KTK tinggi, menyerap ion amonium dan dapat digunakan sebagai bahan pembenah tanah dan campuran pupuk. Dikarenakan sifat khas zeolit yang berstruktur tiga dimensi, bermuatan negatif, dan memiliki pori-pori yang terisi ion-ion K, Na, Ca, Mg dan molekul H2O, sehingga memungkinkan terjadinya pertukaran ion dan pelepasan air secara bolak-balik. Menurut (Suwardi 1999) rongga-rongga di dalam zeolit mempunyai ukuran yang sesuai dengan ukuran ion amonium sehingga zeolit mempunyai daya jerap yang tinggi terhadap amonium. Zeolit berdiameter rongga klinoptilotit 3,95,4 Å sedangkan ukuran diameter NH4+ 1,4 Å. Zeolit mempunyai kerangka terbuka dengan jaringan pori-pori yang mempunyai permukaan bermuatan negatif yang dapat mencegah pencucian unsur hara NH4+-urea keluar dari daerah perakaran. Hasil penelitian Prakoso (2006) menunjukkan bahwa kehilangan pupuk N dalam tanah dapat ditekan dengan pembuatan pupuk slow release fertilizer (SRF) yang dibuat dari campuran urea dan zeolit dengan perbandingan urea:zeolit (50:50) memiliki nilai efisiensi yang lebih tinggi karena menghemat 30% penggunaan pupuk urea. Berdasarkan hal tersebut, maka digunakanlah zeolit sebagai bahan pupuk penyedia lambat (slow release fertilizer). 2.6 Senyawa Humat Senyawa humat mengandung asam humat, asam fulvat, humin, dan asam himatomelanat, yang dapat diekstrak dengan cara berbeda (Tan, 1982). Asam humat dan fulvat merupakan senyawa utama dalam bahan organik tanah, karena konsentrasinya di dalam tanah paling tinggi dibandingkan asam – asam organik yang belum terhumuskan. Bahan humat merupakan bahan makromolekul polielektrolit yang memiliki gugus fungsional seperti –COOH, -OH fenolat maupun –OH alkoholat sehingga bahan humat memiliki peluang untuk membentuk kompleks dengan ion logam karena gugus ini dapat mengalami deprotonasi pada pH yang relatif tinggi (Alimin et.al, 2005).
7 Senyawa humat tidak hanya terdapat di dalam tanah, tetapi juga terdapat di dalam batuan, endapan sedimen sungai, laut, dan danau. Berdasarkan hal tersebut senyawa humat diklasifikasikan ke dalam 5 tipe (Tan 2003), yaitu : 1. Senyawa humat yang berasal dari Terrestrial atau tanah, dibedakan berdasarkan asal dari bahan organiknya; kayu daun jarum (softwood), kayu daun lebar (hardwood), rumput dan bambu. 2. Senyawa humat dari aquatic, merupakan senyawa humat yang berasal dari endapan sungai, laut dan danau, yang materialnya dapat berasal dari luar maupun dalam cekungan. Jika bahannya berasal dari luar cekungan, maka komposisi senyawa humatnya mirip dengan terrestrial. 3. Senyawa humat dari gambut atau endapan rawa. 4. Senyawa humat dari endapan geologi, berupa batubara dan serpih (shale) 5. Senyawa humat dari Anthropogenic; senyawa humat yang berasal dari aktivitas pertanian, industri, ternak, unggas dan sisa pembuangan (sampah). Asam humat merupakan bahan aktif yang diekstrak dari bahan organik. Asam humat memiliki KTK sangat tinggi (lebih dari 200 meq/100g) sehingga dapat digunakan sebagai bahan urea-zeolit-humic acid dengan cara diselimutkan pada urea (Suwardi, Darmawan 2009). Unsur atau penyusun utama humat ialah karbon. Kandungan karbon yang dimiliki asam humat berfluktuasi pada kisaran 56-62%. Sementara kandungan hydrogen dan nitrogen berturut-turut berada pada kisaran 2-5.5% dan 2-8% (Orlov 1985; Orlov 1992). Asam humat tidak hanya mengandung C, N, H dan O tapi juga terdapat sulfur dan fosfor. Asam humat juga mengandung unit aromatik dengan ikatan asam amino (organik N), peptide, asam alipatik dan bahan campuran lain yang tipe dan jumlahnya akan tergantung pada jenis tanaman (Orlov 1985). Bahan Organik Tanah Ekstraksi dengan Alkali atau Larutan Na4P2O7
Bahan Humat (Larut)
Humin Bahan bukan Humat (tidak larut)
Perlakuan dengan asam
Asam fulvat (larut)
Asam Humat (tidak larut) Perlakuan dengan alkohol
Asam Humat (tidak larut)
Asam Himatomelanik (larut)
Perlakuan dengan garam netral
Asam Humat coklat (larut)
Asam Humat kelabu (tidak larut)
Gambar 3 Diagram Pemisahan Senyawa-senyawa Humat ke dalam Fraksifraksi Humat yang berbeda
8 Asam humat adalah zat organik yang memiliki struktur molekul kompleks dengan berat molekul tinggi (makromolekul) atau dapat disebut sebagai polimer organik yang mengandung gugus aktif. Di alam, asam humat terbentuk melalui proses fisika, kimia, dan biologi dari bahan-bahan yang berasal dari tumbuhan maupun hewan, yang disebut proses humifikasi. Oleh karena struktur asam humat terdiri dari campuran senyawa organik alifatik dan aromatik (diantaranya ditunjukkan dengan adanya gugus aktif asam karboksilat dan quinoid), maka asam humat memiliki kemampuan untuk menstimulasi dan mengaktifkan proses biologi dan fisiologi pada organisme hidup dalam tanah. Ciri fisik asam humat yaitu merupakan fraksi humat yang larut dalam alkali,namun tidak larut (mengendap) dalam asam dan alkohol (Tan 1992). Beberapa sifat penting lain dari asam humat yang berhubungan dengan peranannya dalam memperbaiki kondisi tanah dan pertumbuhan tanaman adalah kapasitas tukar kation (Cation Exchange Capacity) yang tinggi, memiliki kemampuan mengikat air (Water Holding Capacity) yang besar, sebagai zat pengompleks (Chelating/Complexing Agent), dan kemampuan untuk mengikat (fiksasi) polutan dalam tanah. Schnitzer (1978), menyatakan bahwa pada prinsipnya interaksi bahan humik dengan fraksi anorganik tanah dapat dinyatakan sebagai reaksi pertukaran ion, jerapan permukaan dan pembentukan kompleks/khelat. 2.7 Polymer Polimer dapat dibedakan atas polimer alam dan polimer sintesis. Polimer alam adalah polimer yang terdapat di alam dan berasal dari makhluk hidup. Contoh polimer alam antara lain sebagai berikut Tabel 1 Beberapa contoh polimer alam No 1. 2. 3.
Polimer Pati/amilum Selulosa Protein
4.
Asam nukleat Karet alam
5.
Monomer Glukosa Glukosa Asam amino Nukleotida
Polimerisasi Kondensasi Kondensasi Kondensasi
Isoprena
Adisi
Kondensasi
Contoh Biji-bijian, akar umbi Sayur, Kayu, Kapas Susu, daging, telur, wol, sutera Molekul DNA dan RNA (sel) Getah pohon karet
Polimer sintesis atau polimer buatan adalah polimer yang tidak terdapat di alam dan harus dibuat oleh manusia. Sampai saat ini, para ahli kimia polimer telah melakukan penelitian struktur molekul alam guna mengembangkan polimer sintesisnya. Penggunaan polimer untuk industri pupuk pertama kali dikembangkan di Amerika serikat oleh Archer Daniels Midland Company dengan pelapis berkomponen utama disiklopentadiena dan suatu ester gliserol yang dihasilkan oleh kedelai sekitar 60-an (Leiwakabessy dan Sutandi 2004).
9 Contoh polimer sintesis dapat dilihat pada Tabel 2 di bawah ini : Tabel 2 Beberapa contoh polimer sintesis No 1. 2.
Polimer Polietena Polipropena
Monomer Etena Propena
3.
PVC
Vinilklorida
4. 5.
Polivinil alcohol Teflon
Vinil alcohol Tetrafluoroetena
6.
Dakron
Metiltereftalatdan etilenaglikol
7.
Nilon
8. 9. 10. 11.
Polibutadiena Poliester Melamin Epoksi resin
Asam adipat dan heksametilena diamin Butadiena Ester dan etilena glikol Fenol formaldehida Metoksi benzena dan alcohol sekunder
Terdapat pada Kantung, kabel plastik (Tali, karung, botol) plastik Pipa paralon, pelapis lantai Bak air Wajan atau panci anti lengket Pipa rekam magnetik, kain atau tekstil (wol sintetis) Tekstil Ban motor Ban mobil Piring dan gelas melamin Penyalut cat (cat epoksi)
Selama ini penelitian yang banyak dilakukan berfokus pada seleksi bahan membran. Bahan membran yang dikembangkan dapat dibagi menjadi dua jenis utama, yaitu mineral anorganik dan polimer organik. Mineral anorganik adalah silikon, belerang, gips, fosfat, zeolit, bentonit, maifanitum, diatomite, dan lain-lain, sedangkan polimer organik terdiri dari bahan makromolekul alam (misalnya pati, fibrin, alami karet), bahan sintetis molekul tinggi (misalnya polietilena, polivinil klorida), dan bahan semi-sintetik molekul tinggi (misalnya selulosa etil). Mineral anorganik sebagai bahan membran dapat dengan mudah ditemukan dengan harga murah dan membran yang tersisa di tanah mungkin akan terurai secara alami, namun apabila terdapat dalam konsentrasi yang tinggi dapat memberikan efek buruk terhadap tanah. Sebaliknya, polimer organik sebagai bahan membran telah menunjukkan kontrol yang baik dari hara yang dilepaskan. Meskipun demikian, membran polimer organik membutuhkan proses teknis yang canggih dengan biaya yang relatif tinggi. Selain itu, membran tidak mudah terurai secara alami, menyebabkan resiko pencemaran tanah (Zou et al, 2009). Alternatif bahan yang bisa ditambahkan pada pelapis pupuk atau perekat salah satunya adalah arabic gum atau gum arab. Gum arab berasal dari getah atau eksudat yang dihasilkan tanaman akasia (Acacia sp.). Pada dasarnya Gum arab merupakan polimer yang sangat banyak bercabang terdiri atas rangkaian satuansatuan D-galaktosa, L-arabinosa,asam D-glukoronat, dan L-Ramnosa (Tranggono dkk 1991). Arabic gum adalah senyawa komplek yang terdiri dari senyawa arabinogalaktan, oligosakarida, dan polisakarida. Keunggulan Arabic gum adalah dapat larut dalam air dingin, kelarutannya dalam air cukup tinggi (>50%),
10 pengemulsi yang baik dan dapat menstabilkan emulsi, berviskositas rendah pada konsentrasi tinggi, dan memiliki pH berkisar antara 4.0-4.8 (Fennema 1996).
11
3 METODE PENELITIAN 3.1 Waktu dan Tempat Penelitian ini dilakukan pada bulan Januari sampai Juni 2013. Penelitian ini dilaksanakan di Laboratorium Pengembangan Sumberdaya Fisik Lahan, Departemen Ilmu Tanah dan Sumberdaya Lahan, Fakultas Pertanian, Institut Pertanian Bogor dan Rumah Kaca Cikabayan, Institut Pertanian Bogor. 3.2 Bahan dan Alat Bahan-bahan yang diperlukan pada penelitian ini adalah bahan tanah Latosol Cikabayan, urea, zeolit, polimer (arabic gum), asam humat, pupuk KCl, SP36, polibag (ukuran 5 kg), benih jagung manis dan bahan kimia untuk keperluan analisis, sedangkan alat-alat yang digunakan yaitu granulator (skala laboratorium), timbangan digital, cawan porselin, ball mill, mesin pengocok, toples, oven, pipa paralon ukuran 6 inchi (tinggi 30 cm dan diameter 16 cm), glass wool, gelas kimia, dan lain-lain. 3.3 Prosedur Penelitian Penelitian ini dilaksanakan dalam tiga tahap kegiatan meliputi: 1) Pembuatan formulasi pupuk N lambat tersedia. 2) Pelepasan amonium dan nitrat dari pupuk N lambat tersedia menggunakan metode perkolasi. 3) Aplikasi pupuk N lambat tersedia terhadap pertumbuhan tanaman jagung. 3.4 Pembuatan Formulasi Pupuk N Lambat Tersedia Pada tahap pembuatan pupuk ini dilakukan dengan mempersiapkan semua bahan-bahan yang dibutuhkan yaitu : urea, zeolit, asam humat dan polimer (arabic gum). Jenis pupuk yang dihasilkan berdasarkan perbandingan dan jumlah bahanbahan yang tertera pada Tabel 3. Tabel 3. Jenis Pupuk, Perbandingan Urea:Zeolit, Konsentrasi Humat Dalam Pupuk dan Kandungan Nitrogen dalam Pupuk Jenis Pupuk
Perbandingan campuran Urea : Zeolit
Konsentrasi arabic gum (%)
P1 P2 P3 P4 P5 P6
7:3 8:2 7:3 7:3 8:2 8:2
6 6 6 6 6 6
Konsentrasi Humat dalam pupuk (%) 2 2.5 2 2.5
Nitrogen dalam pupuk (%)
25.14 28.05 28.79 22.02 28.36 32.15
12 Pembuatan formulasi pupuk lambat tersedia dilakukan menurut skala laboratorium. Cara pembuatannya dapat dilihat pada Gambar 4. Pada tahapan pembuatan pupuk ini dilakukan dengan mempersiapkan semua bahan-bahan yang dibutuhkan yaitu: urea, zeolit, asam humat dan polimer (arabic gum).Urea digunakan sebagai kontrol. Proses yang dilakukan adalah membuat modifikasi campuran pupuk dari beberapa bahan yang digunakan sesuai dengan Tabel 3. Ukuran zeolit yang digunakan adalah 100 mesh. Bahan-bahan tersebut kemudian ditambahkan lalu dicampur gum arab dalam jumlah seragam lau dibentuk granul dan dikeringkan pada suhu ≤ 60ºC dengan kisaran waktu 15-30 menit. Pupuk yang digunakan berukuran sedang (tidak lolos saringan < 2 mm). Pupuk dianalisis kadar N-total dengan metode Kjeldahl untuk mengetahui kadar nitrogen. Selanjutnya data ini digunakan untuk menentukan besarnya dosis yang diberikan pada percobaan perkolasi untuk tiaptiap perlakuan. Dasar pembuatan pupuk ini diawali oleh Nainggolan (2010) yang menyatakan bahwa pupuk dengan perbandingan urea : zeolit 70:30 (P1) ini merupakan perbandingan yang memiliki kemampuan menahan keberadaan nitrat hingga minggu ke-14.
Urea dihaluskan hingga lolos 500 μm
Masukkan urea ke dalam granulator
pupuk lambat tersedia
Semprotkan arabic gum yang sudah dilarutkan dengan perbandingan (1: 4) = sebanyak 10 ml dan penambahan asam humat sesuai dengan perlakuan
Kemudian oven pada suhu ≤ 60ºC selama 1530 menit
Tambahkan zeolit (lolos saringan 100 mesh)
Masukkan zeolit sedikit demi sedikit ke dalam granulator hingga terbentuk granul
Gambar 4. Pembuatan Formulasi Pupuk Lambat Tersedia
13 3.5 Pelepasan Amonium (NH4+ ) dan Nitrat (NO3-) dengan Metode Perkolasi Penelitian ini dilakukan untuk mengetahui pelepasan NH4+ dan NO3-. Sebanyak 5 kg tanah (berat kering udara) lolos ayakan 2 mm dimasukkan ke dalam pipa ø 6 inchi (tinggi 30 cm, diameter 16 cm). Jumlah pupuk yang ditambahkan pada setiap kolom setara dengan 270 mg N. Tanah dalam kolom mendapatkan perlakuan yang sama, yaitu dipadatkan sebanyak 100x ketukan. Setelah itu, dilakukan pencucian dengan aquades untuk mendapatkan perkolat. Percobaan perkolasi ini terdiri dari 1 kontrol dengan 6 perlakuan jenis pupuk yang dibuat (Tabel 3). Masing-masing diulang dua kali (duplo), sehingga total terdapat 14 unit. Model perkolasi dapat dilihat pada Gambar 5. Jumlah air yang diberikan (pencucian) sesuai dengan data curah hujan wilayah Darmaga yaitu sebesar 584.7 ml dan diaplikasikan setiap 3 hari sekali selama satu bulan. Penetapan konsentrasi NH4+ dan NO3- (perkolat) dilakukan dengan menggunakan metode destilasi kemudian dititrasi, sedangkan bahan tanah pada kolom perkolasi di akhir waktu (1 bulan) uji perkolasi dianalis pH dan kadar N-Totalnya aquades
t = 30 cm
d = 16 cm Glass wool
Gambar 5 Model Uji Perkolasi 3.6 Percobaan di Rumah Kaca Aplikasi pupuk yang dibuat dilakukan pada tanaman jagung manis seleksi Darmaga 3 IPB untuk mengevaluasi respon tanaman jagung manis yang diaplikasikan pada beberapa jenis pupuk lambat tersedia. Model rancangan menggunakan pendekatan statistik yaitu rancangan acak lengkap (RAL) sebagai berikut: Yij = μ + ti + ε ij atau Yij = μ i + ε ij Dimana : i
= 1, 2,3, 4, 5, 6, 7 dan j = 1, 2, 3
Yij
= Pengamatan pada perlakuan ke- i dan ulangan ke –j
14 μ
= Rataan umum
ti
= Pengaruh Perlakuan ke-i
ε ij
= Pengaruh acak pada perlakuan ke-i ulangan ke-j
Percobaan ini terdiri dari 7 perlakuan, 1 standar, dan 6 pupuk N tersedia lambat, masing-masing terdiri dari 3 ulangan sehingga total unit satuan percobaan adalah sebanyak 21 unit. Bahan tanah yang digunakan sebanyak 5 kg (BKU)/ polibag, masing-masing diberi perlakuan kapur (10 g/ polibag), pupuk SP-36 300kg/Ha (3 gr/polibag) dan KCl 200 kg/ Ha (2 g/ polibag). Pupuk nitrogen diberikan dosis setara dengan urea 300 kg/ Ha dosis pupuk per polibag tertera pada Tabel 4. Pada tiap polibag ditanam dua benih jagung, dan setelah 1 MST dilakukan penjarangan, dan dipertahankan satu tanaman/polibag. Tinggi tanaman dan jumlah daun diamati setiap minggu. Pemupukan dilakukan 3 hari setelah tanam. Penyiangan dan pengendalian hama penyakit dilakukan sesuai dengan kebutuhan. Pengamatan ini dilakukan sampai selama empat minggu setelah tanam. Tabel 4. Dosis Pupuk N per Polibag No
Perlakuan
1 Standard 2 P1 3 P2 4 P3 5 P4 6 P5 7 P6 Keterangan : *) urea
Pupuk N 3.00 *) 5.49 4.92 4.79 6.72 4.87 4.25
Dosis /polibag (g) SP-36 3.00 3.00 3.00 3.00 3.00 3.00 3.00
KCl 2.00 2.00 2.00 2.00 2.00 2.00 2.00
15
4 HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1 Pembuatan Formula Pupuk N Lambat Tersedia Pupuk lambat tersedia dalam penelitian ini dibuat melalui pencampuran 6 kombinasi urea, zeolit, dan asam humat dan dinotasikan sebagai P1, P2, P3, P4, P5, dan P6. Hasil pupuk lambat tersedia tersebut disajikan pada Gambar 6.
P1
P2
P4
P5
P3
P6
Gambar 6 Hasil pembuatan pupuk lambat tersedia Gambar 6 menunjukkan bahwa dihasilkan pupuk padat berbentuk granul dengan ukuran butir 2 – 4 mm. Pupuk P1 dan P2 berwarna hijau keabu-abuan, sedangkan pupuk P3, P4, P5, dan P6 berwarna coklat gelap. Warna hijau keabuabuan berasal dari warna zeolit yang telah dihaluskan yang kemudian dicampur dengan urea dan arabic gum. Warna coklat gelap ini berasal dari warna bahan humat yang secara homogen tercampur pada pupuk tersebut. Kadar air pupuk berkisar 5.02% hingga 8.20 %. Gum arab (arabic gum) dipilih karena merupakan polimer alam, yang memiliki keunggulan sebagai bahan pengental emulsi yang efektif karena kemampuannya melindungi koloid dan stabil dalam larutan asam. Arabic gum dikenal pula sebagai gum acacia adalah salah satu produk getah (resin) yang dihasilkan dari penyadapan getah pada batang tumbuhan legum (polong-polongan) dengan nama sama (nama ilmiah Acacia senegal) (Mahendran, et al. 2008). Penyalutan urea dengan zeolit, asam humat, dan arabic gum serta diharapkan membantu perlambatan pelepasan nitrogen dari pupuk lambat tersedia yang dibuat tersebut. Ganda (2010) menyatakan bahwa formulasi SRF (Slow Release Fertilizer) dalam bentuk UZA (urea-zeolit-asam humat) dapat memperlambat perubahan ammonium menjadi nitrat, sekitar dua minggu dan bervariasi tergantung kadar senyawa humatnya. Marchaban (2000) menyebutkan bahwa adanya penyalutan dengan bahan hidrokoloid (arabic gum) sedikit memperlambat pelepasan urea, makin tinggi kadar penyalut, makin memperlambat pelepasan urea. Pada penelitian tersebut dilakukan penyalutan urea dengan arabic gum 2.5%, 5.0% dan 7.5% yang memberikan hasil bahwa penambahan kadar bahan penyalut akan menurunkan jumlah urea yang
16 terdisolusi. Pada formulasi pupuk tersebut, memperlihatkan bahwa konsentrasi arabic gum sebesar 6% memberikan kerekatan yang baik pada pupuk slow release yang terbentuk. 4.2 Pola Pelepasan Nitrogen pada Pupuk Lambat Tersedia Pelepasan nitrogen dari pupuk dianalisis berdasarkan konsentrasi amonium dan nitrat yang dilepaskan melalui metode perkolasi (perkolat). Hasil analisis amonium (NH4+) perkolat dari pupuk lambat tersedia (Tabel 5) menunjukkan P4 memiliki laju pelepasan amonium terendah yaitu 38.93% lebih lambat dibandingkan urea, diikuti dengan P3 sebesar 32.42%, P1 sebesar 30.91%, P6 sebesar 26.14% dan P2 sebesar 23.64%. Hal ini menunjukkan adanya pengaruh penyalutan dengan zeolit, asam humat dan gum arab terhadap sifat pupuk urea. Hal ini sesuai dengan pernyataan Nainggolan (2010) bahwa ada peran dari zeolit dan asam humat dalam memperlambat pelepasan nitrogen dari urea (CO(NH2)2) menjadi amonium (NH4+). Nainggolan (2010) juga menyebutkan bahwa pupuk UZA (urea zeolit humat dengan perbandingan 70:30) mampu meminimumkan pembentukan amonium, sehingga mampu meningkatkan efisiensi pupuk urea dengan mempertahankan jumlah amonium di dalam tanah. Tabel 5. Total N-NH4+ yang terlepas (mg) selama uji perkolasi 1 bulan Konsentrasi N-NH4+ yang dilepaskan pada Perlakuan
Hari ke-2
Hari ke-4
Hari ke-7
Hari ke-12
Hari ke-18
Hari ke-19
Hari ke-21
Hari ke-22
Hari Total ke-30 Amonium
---------------------------------------------mg-------------------------------------------Urea
0.69
0.72
1.14
1.45
1.81
1.94
1.46
1.36
1.40
11.97
P1
0.56
0.60
0.65
0.69
0.99
1.73
0.93
1.08
1.04
8.27
P2
0.67
0.70
0.75
0.78
0.92
1.75
1.35
1.16
1.06
9.14
P3
0.65
0.71
0.65
0.79
0.71
1.56
1.21
0.99
0.82
8.09
P4
0.58
0.65
0.63
0.71
0.70
1.17
0.98
0.95
0.94
7.31
P5
0.65
0.69
0.73
0.76
0.83
1.27
1.00
1.11
1.04
8.08
P6
0.63
0.69
0.82
0.86
1.04
1.21
1.30
1.10
1.19
8.84
Ketersediaan amonium dalam tanah cenderung rendah pada kondisi aerob, sebagian akibat fiksasi oleh liat dan pada pH tinggi cenderung menjadi bentuk stabil N organik kompleks (Stevenson 1982). Zeolit juga memberikan pengaruh terhadap kestabilan tersebut. Suwardi (1991) menyatakan penjerapan NH4+ di dalam rongga/kisi-kisi zeolit hanya bersifat sementara dan dengan mudah dapar diserap tanaman pada saat diperlukan. Zeolit memiliki banyak kelebihan diantaranya, KTK tinggi yang berperan sebagai pengadsorbsi, pengikat dan penukar kation. Makin tinggi KTK zeolit maka makin banyak jumlah kisi-kisi pertukarannya.
17 Pola umum pelepasan NH4+ dengan waktu pelindian (Gambar 7) menunjukkan bahwa NH4+ dilepaskan dari pupuk N terus meningkat dengan waktu sampai puncak kemudian menurun kembali. Puncak pelepasan tertinggi dicapai pada hari ke 19 kecuali pupuk P6. Puncak kelarutan NH4+ tertinggi diperoleh pada urea, sedangkan semua pupuk N yang disalut dengan campuran zeolit, bahan humat dan gum arab mempunyai nilai puncak kelarutan yang lebih kecil. Proses pelepasan NH4+ dari pupuk dalam penelitian ini diawali dengan pelarutan urea oleh air bersamaan dengan proses uji perkolasi yang diumpamakan sebagai kejadian hujan. Perbedaan konsentrasi NH4+ pada air perkolasi menunjukkan intensitas pelarutan urea, yang mana pada pupuk urea yang disalut dengan zeolit, senyawa humat dan gum arab (P1, P2, P3, P4, P5 dan P6) lebih rendah dibandingkan dengan urea akibat halangan fisik yang berasal dari bahan penyalut tersebut. Gambar 7 menunjukkan bahwa pupuk Standar (urea) memiliki satu titik puncak. Urea mengalami proses pelepasan NH4+ secara cepat dikarenakan tidak adanya halangan fisik yang membantu proses perlambatan kelarutannya. Apabila pola pelepasan NH4+ pada P1 dan P2 dibandingkan dengan pupuk urea terlihat bahwa pada pupuk P1 (perbandingan urea:zeolit = 7:3) dan P2 (perbandingan urea:zeolit = 8:2) memperlihatkan laju pelepasan NH4+ lebih lambat pada pencucian hari ke 2 – 12 untuk P1 dan 2 – 18 untuk P2 lebih lambat dibandingkan urea. Hal ini dikarenakan adanya peranan dari zeolit dalam memperlambat proses kelarutan dari NH4+, melalui penahanan imbibisi air, peningkatan ukuran butir pupuk akibat penyalutan dan penampungan NH4+ terlarut dalam kompleks pertukaran zeolit. Pupuk P1, P3 dan P4 mempunyai komposisi urea zeolit sama yaitu urea : zeolit = 7:3, perbedaan hanya terletak pada penambahan senyawa humat yang mana P3 ditambah 2% dan P4 2.5 %. Namun demikian terdapat sedikit perbedaan pola pelarutan NH4+ diantara ketiga jenis pupuk tersebut. Perbedaan pertama terlihat dari nilai tertinggi pelarutan yang menunjukkan penambahan senyawa humat menurunkan puncak pelarutan NH4+ yang makin rendah dengan meningkatnya dosis senyawa humat. Perbedaan kedua terletak pada laju pelepasan NH4+ dengan pelindian yang untuk P3 dan P4 tetap rendah pada periode hari ke 2 sampai 18, sementara pada P1 rendah pada hari ke 2 sampai 12 selanjutnya meningkat drastis pada hari ke 12 sampai 18. Apabila diperhatikan pola pelarutan NH4+ pada pupuk P2, P6 dan P7 yang mempunyai perbedaan pada kadar penambahan senyawa humat pola pelarutan NH4+ yang sangat mirip dengan pola pupuk P1, P3 dan P4 dan P4 dijumpai. Pada pupuk lambat tersedia yang dibuat dengan cara penyalutan, pelepasan hara melalui salut/membran tidak dipengaruhi secara langsung oleh sifat-sifat tanah, seperti pH tanah, salinitas tanah, tekstur, aktivitas mikroba, potensial redoks, kekuatan ion larutan tanah, tetapi lebih dipengaruhi oleh suhu dan permeabilitas salut (Trenkel 1997). Pelepasan nitrogen juga dilihat dari pelepasan nitrat. Jumlah total pelepasan nitrat harian pada perkolat terlihat pada Tabel 6. Pada pelepasan nitrogen dalam bentuk nitrat ini diduga setelah hari ke-30 masih terjadi. Sampai pada pencucian pada hari ke 30 setelah aplikasi ke dalam tanah pelepasan nitrat dari pupuk N yang diuji masih tetap tinggi.
18
(a)
(b)
(c)
(d)
(f)
(e)
(g)
Gambar 7. Konsentrasi N-NH4+ dilepaskan akibat aplikasi Urea (a), Pupuk P1(b), dan Pupuk P2 (c), P3 (d), P4 (e) , P5 (f), P6 (g) selama 1 Bulan Uji Perkolasi
19 Data pada tabel 6 menunjukkan bahwa pupuk P4 memiliki pelepasan nitrat 37.87% lebih kecil dari urea, diikuti P3 sebesar 35.25%, P5 sebesar 33.98%, P6 sebesar 30.84%, P2 sebesar 30.77%, dan P1 sebesar 22.86%. Pada perlakuan pupuk lambat tersedia terlihat laju pelepasan yang cukup konstan dimana fluktuasi konsentrasi nitrat tidak begitu besar hingga hari terakhir perkolasi, sedangkan pada pupuk urea terlihat adanya pelepasan yang cukup tinggi pada hari ke-7 hingga hari ke-22 lalu menurun pada hari ke-30. Besarnya pelepasan nitrat terjadi karena suasana oksidatif, sehingga sangat memungkinkan perubahan nitrogen dari amonium menjadi nitrat. Leiwakabessy (1988) menyatakan bahwa amonium merupakan bahan baku untuk proses nitrifikasi, maka syarat utama adalah ketersediaan amonium. Tabel 6. Total N-NO3- yang terlepas (mg) Selama Uji Perkolasi 1 Bulan Konsentrasi N-NH4+ yang dilepaskan pada Perlakuan Hari ke-2
Hari ke-4
Hari ke-7
Hari ke-12
Hari ke-18
Hari ke-19
Hari ke-21
Hari ke-22
Hari ke-30
Total Nitrat
-------------------------------------------mg----------------------------------Urea
3.45
3.47
15.24
23.32 27.78
30.50
23.39
18.61
4.64
150.40
P1
4.48
8.63
13.39
15.52 17.59
12.81
18.04
16.18
9.38
116.02
P2
5.15
5.71
13.77
13.41 14.23
11.84
12.32
13.90
13.79
104.12
P3
4.70
7.37
9.46
15.39 12.37
10.71
13.25
11.20
12.94
97.38
P4
4.04
8.18
13.03
11.26 11.85
10.62
12.09
10.85
11.51
93.44
P5
3.42
8.93
7.59
15.62 13.96
10.86
15.18
12.58
11.14
99.29
P6
3.36
7.29
11.31
10.42 15.95
12.45
16.70
14.53
12.02
104.01
Pada Tabel 5 dan 6 terlihat bahwa secara keseluruhan, jumlah total NH4+ dan NO3- pada pupuk lambat tersedia memiliki laju pelepasan lebih rendah dibandingkan urea. Apabila dilihat dari persentase perhari perkolasi pada amonium dan nitrat terlihat bahwa nitrat memberikan nilai persentase lebih tinggi dibandingkan pada amonium. Pada beberapa hari perkolasi terdapat pola yang hampir serupa diantara pola pelepasan amonium dan nitrat, dimana hari ke-2 hingga hari ke-18 cenderung pelepasannya meningkat. Pada kondisi reduktif, NNH4+ lebih dominan daripada N-NO3-, namun sebaliknya dalam kondisi oksidatif N-NH4+ bisa berubah menjadi N-NO3- melalui proses nitrifikasi. Bakteri-bakteri yang berperan besar terhadap perubahan amonium menjadi nitrit adalah bakteri nitrosomonas dan perubahan nitrit menjadi nitrat oleh nitrobakter. Gambar 8 menunjukkan pola umum pelepasan NO3- dengan waktu pelindian yang menunjukkan bahwa pola umum pelepasan NO3- sangat mirip dengan pelepasan NH4+. Pola umum pelarutan NO3- yang diperoleh adalah pelarutan meningkat sampai ulangan pencucian yang berbeda-beda, kemudian menurun dengan titik akhir yang berbeda pula. Pada pupuk urea setelah puncak tertinggi pada pelindian hari ke 19 menurun drastis sampai titik akhir pelindian bernilai sangat rendah. Berdasar data lindian N-NH4+ dan N-NO3- pada akhir,
20 yang tertera pada Tabel 7. Terlihat bahwa hingga proses pelindihan (hari ke 30) 60,1 % N yang ditambahkan telah dilepaskan yang terdiri dari 4,4 % N-NH4+ dan 55.7 % N-NO3-. Pada pupuk N yang bersalut yang terdiri dari P1, P2, P3, P4, P5, dan P6 pelepasan N-NO3- meningkat dengan masa pelindian, mencapai puncak kemudian menurun dengan laju relatif lambat. Pada akhir masa pelindian N-NH4+ dan N-NO3- yang lepas masing-masing berturut-turut 46.0 %, 41.9 %, 39.0 %, 37.3 %, 39.7 % dan 41.7 %. Tabel 7. Total Nitrogen Dalam Bentuk Amonium Dan Nitrat Dari Pupuk N Lambat Tersedia Dan Pupuk Urea Selama 1 Bulan Uji Perkolasi Jumlah N awal
Total N-(NH4+ + N03-)
Perlakuan ----------------------------mg----------------------------Urea P1 P2 P3 P4 P5 P6
270.00 269.50 269.84 270.05 269.96 270.27 270.73
162.37 124.29 113.26 105.47 100.75 107.37 112.85
N yang tercuci (%) 60.14 46.11 41.97 39.06 37.32 39.73 41.68
Pupuk P1 dan P2, menunjukkan pola pelepasan yang hampir serupa,dimana terjadi peningkatan pelepasan NO3- dari hari ke 2 hingga hari ke 18, kemudian menurun perlahan hingga hari ke 30. Nilai NO3- yang diperoleh lebih tinggi dibandingkan hasil yang diperoleh pada pola pelepasan NO3- urea. Pupuk P1, P3,P4, yang memiliki perbandingan urea zeolit yang sama memperlihatkan pola yang meningkat perlahan menaik dan kemudian menurun hingga akhir perlindian. Pada P1 terlihat melepaskan NO3- dengan hasil yang lebih rendah dibandingkan dengan P3 dan P4. Pupuk P3, menunjukkan pola pelepasan NO3- yang meningkat hingga hari ke 7 menurun perlahan kemudian meningkat kembali pada hari ke 21 lalu terlihat konstan hingga hari ke 30. Pupuk P4, memperlihatkan pola pelepasan NO3- meningkat hingga hari ke 7 kemudian perlahan menurun melandai hingga hari ke 30. Pola pelepasan NO3- pada P3, P4 cenderung melandai dikarenakan adanya peranan dari campuran zeolit dan senyawa humat yang terdapat di dalam pupuk tersebut. Sebagaimana diketahui bahwa pola pelepasan NO3- ini sedikit banyak dipengaruhi oleh ketersediaan NH4+ dalam pupuk. NH4+ ini yang selanjutnya digunakan sebagai bahan pembentukan NO3-. Pupuk P2, P5 dan P6 menunjukkan pola pelepasan NO3- yang mana pada P2 terlihat peningkatan pelepasan NO3- dari hari ke 2 hingga hari ke12 dan pelepasan ini terlihat stabil hingga hari ke 30. Pada P5, memperlihatkan pelepasan NO3- yang meningkat pada hari ke 2 hingga hari ke 12 kemudian menurun sedikit pada hari ke 19 kemudian meningkat dan cenderung turun melandai hingga hari ke 30. Pada P6, menunjukkan pola pelepasan NO3- yang meningkat dari hari ke 2 hingga ke 7 kemudian meningkat perlahan hingga hari ke21 lalu menurun melandai hingga hari ke 30.
21
(a)
(b)
(c)
(d)
(f)
(e)
(g)
Gambar 8.
Konsentrasi N-NO3- dilepaskan akibat aplikasi Urea (a), Pupuk P1 (b), dan Pupuk P2 (c), P3 (d), P4 (e) , P5 (f), P6 (g) selama 1 Bulan Uji Perkolasi
22 Berdasarkan penjelasan pola pelepasan NH4+ dan NO3- diatas dapat ditarik suatu kesimpulan bahwa kombinasi pupuk lambat tersedia ini memenuhi persyaratan menjadi slow release fertilizer yang antara lain terlihat dari kelarutan dari NH4+ dan NO3- yang lambat dibandingkan dengan urea, sehingga pada akhir pengujian masih terlihat adanya nilai yang tinggi dari NH4+ dan NO3- dalam pupuk tersebut. Pola pelepasan NH4+ dan NO3- yang terlihat berbeda antara urea dengan pupuk lambat tersedia. Pada urea terlihat pola pelepasannya terlihat meningkat tajam kemudian menurun secara drastis hingga titik terendah pada saat akhir pengujian perkolasi, sedangkan pada pupuk lambat tersedia terlihat peningkatan secara perlahan dari pelepasan NH4+ dan NO3- kemudian mengalami penurunan stabil dan masih memiliki nilai hingga akhir pengujian. 4.3 Mekanisme Slow Release dari Slow Release Fertilizer Mekanisme slow release yang terjadi pada penelitian ini adalah yang pertama adanya halangan fisik yang menghambat pupuk untuk mengalami kontak langsung dengan air dan yang kedua adalah terjadinya pengikatan ion. Zeolit berperan dalam mengikat ion amonium yang dilepaskan pupuk urea pada saat penguraian. Pupuk urea yang telah dilapisi dengan asam humat memberikan efek perlambatan pelepasan amonium dan nitrat pada pupuk. Suwardi dan Darmawan (2009) menyebutkan bahwa rongga zeolit yang berukuran 2-8 angstrom sesuai dengan ukuran ion ammonium. Pengikatan akan lebih efektif jika jumlah zeolit yang dicampurkan ke dalam pupuk urea semakin banyak, karena kompleks jerapan dan rongga yang dapat menangkap ion amonium semakin banyak. Ion yang dilepas ke dalam larutan tanah selama jumlah ion ammonium dalam tanah masih tinggi. Setelah ion ammonium dalam tanah berubah menjadi nitrit,persediaan ion dalam rongga-tongga zeolit dilepaskan ke dalam larutan tanah. Sehingga zeolit berperan memperlambat proses perubahan ion amonium menjadi nitrat. Adanya senyawa humat dalam campuran pupuk lambat tersedia diharapkan selain dapat membantu dalam perlambatan pelepasan penguapan pupuk menjadi gas amoniak, disisi lain memiliki peranan juga dalam memperbaiki pertumbuhan tanaman, meningkatkan permeabilitas sel dan kegiatan hormone pertumbuhan (Tan 1992).
23 4.4 Pengaruh Beberapa Formulasi Pupuk N Lambat Tersedia terhadap Pertumbuhan Tanaman Jagung Pengaruh pupuk N lambat tersedia terhadap pertumbuhan tanaman jagung diamati melalui adanya perbedaan tinggi tanaman dan jumlah daun hingga 4MST. Data pengamatan pertumbuhan ditunjukkan pada Tabel 8. Data pada tabel 8 menunjukkan adanya peningkatan tinggi tanaman dari setiap minggunya. Akan tetapi, tinggi tanaman jagung yang diberi perlakuan pupuk lambat tersedia lebih rendah dibandingkan tanaman yang diberi urea. Tabel 8. Pengaruh Pupuk N Lambat Tersedia terhadap tinggi tanaman, jumlah daun dan lebar daun pada 1 MST, 2 MST, 3MST dan 4 MST. Waktu Perlakuan
Urea P1 P2 P3 P4 P5 P6
1 MST Tinggi Jumlah Tanaman Daun (cm) 18.40 3 14.70 2 14.37 2 12.80 2 12.95 3 18.42 3 13.50 2
2 MST Tinggi Jumlah Tanaman Daun (cm) 27.50 4 19.33 3 18.50 3 19.60 3 15.17 3 30.50 4 18.17 3
3 MST Tinggi Jumlah Tanaman Daun (cm) 32.37 4 21.50 4 24.57 3 21.93 4 19.33 3 31.43 4 21.67 3
4 MST Tinggi Jumlah Tanaman Daun (cm) 53.75 4 35.30 4 34.10 3 32.40 4 31.50 3 32.00 4 34.50 3
Beberapa faktor dapat menyebabkan adanya perlambatan penyediaan unsur untuk tanaman. Hal ini diduga dari pengaruh campuran bahan-bahan pada modifikasi pupuk lambat tersedia berperan dalam perlambatan penyediaan unsur hara bagi tanaman. Di sisi lain, urea yang diberikan pada tanaman jagung terlihat cenderung lebih cepat terhidrolisis sehingga penyediaan unsur bagi tanaman dapat lebih cepat terpenuhi. Serapan hara tanaman pada tanaman jagung tertera pada Tabel 9. Tabel 9. Data Serapan Hara Tanaman Jagung Perlakuan Urea P1 P2 P3 P4 P5 P6
Berat kering 7.02 6.50 6.92 7.01 6.55 6.41 7.39
N-total tanaman 2.62 2.45 2.78 3.28 2.45 2.90 3.21
%serapan hara 18.37 15.96 19.25 23.01 16.57 18.57 23.72
Peningkatan serapan N tanaman ada keterkaitannya dengan peningkatan bobot kering tanaman, perbaikan perkembangan akar tanaman, dan peningkatan ketersediaan N tanah. Pada data Tabel 7 terlihat bahwa pola serapan tanaman
24 jagung terbatas pada pola penambahan senyawa humat. Pada hasil terlihat adanya pengaruh dari humat sebesar 2% dan 2.5% terhadap fisiologis tanaman jagung. Hal ini terlihat dari persentase N-total tanaman dan persentase serapan haranya. Pada kondisi ini, senyawa humat yang berperan sebagai bahan enkapsulasi pupuk lambat N tersedia pada pupuk kurang sesuai denan pola pertumbuhan jagung. Hal ini terlihat dari data yang ada bahwa pada perlakuan P3 dan P4 memiliki nilai N-total tanaman lebih tinggi jika dibandingkan dengan pada perlakuan P1. Hasil persentase serapan hara yang diperoleh juga lebih tinggi pada P3 dan P4 bila dibandingkan dengan P1 (urea:zeolit = 7:3, tanpa humat). Pola yang serupa juga diperoleh pada P5 dan P6, dimana apabila dibandingkan dengan P2 (pupuk dengan perbandingan urea:zeolit = 8:2, tanpa humat), perlakuan dengan pupuk ini memberikan hasil nilai lebih tinggi. Berdasarkan data tersebut dapat disimpulkan bahwa pupuk N lambat tersedia ini kurang sesuai dengan pola pertumbuhan tanaman jagung, akan tetapi dapat digunakan sebagai alternatif pupuk pada tanaman tahunan. Bahan humat yang digunakan sebagai pengkapsul pupuk kurang memberikan peranan berarti dalam sebagai peranannya pada pupuk N lambat tersedia, akan tetapi bahan humat berperan besar pada fisiologis tanaman jagung jika diaplikasikan sebagai pupuk. Senyawa humat mempunyai pengaruh yang sangat menguntungkan terhadap pertumbuhan tanaman,antara lain dapat memperbaiki pertumbuhan tanaman melalui peranannya dalam mempercepat respirasi, meningkatkan permeabilitas sel, serta meningkatkan penyerapan air dan hara. Senyawa humat dapat digunakan sebagai pupuk, bahan amelioran dan hormon perangsang pertumbuhan tanaman. Asam humat juga berpengaruh langsung pada tanaman, diantaranya meningkatkan penyerapan air, mempercepat perkecambahan benih, merangsang pertumbuhan akar, mempercepat pemanjangan sel akar (Tan, 1994).
25
5 SIMPULAN 1.
2.
3.
4.
Berdasarkan hasil penelitian yang dilakukan, maka dapat disimpulkan: Enam komposisi pupuk N yang dibuat dengan cara penyalutan dengan zeolit, senyawa humat dan gum arab hasil penelitian ini berkarakter sebagai pupuk slow release. Zeolite, bahan humat dan gum arab atau kombinasinya sebagai bahan penyalut mampu menurunkan puncak pelepasan N-NH4+ dan N-NO3- dan mengubah pola pelepasannya hingga menjadi masih tersedia sampai pada akhir masa pengujian. Berdasarkan dari data pertumbuhan, bentuk slow release fertilizer yang diperoleh itu tidak cocok dengan kebutuhan N tanaman jagung sesuai dengan pertumbuhan fisiologisnya sehingga pertumbuhan terbaik diperoleh hanya oleh urea yang mempunyai kelarutan yang tinggi. Senyawa humat berpengaruh dari segi sifat fisiologis jagung dibandingkan peranannya sebagai bahan pengkapsul pada slow release fertilizer.
26
DAFTAR PUSTAKA
Ahmed, OH. H. C. H. Braine Yap1 and A. M. Nik Muhamad. 2009. Enhancing the urea-n use efficiency in maize (Zea mays) cultivation on acid soils amended with zeolite and TSP. American Journal of Applied Sciences 6(5): 829-833, 2009 ISSN 1546-9239. Alimin, Narsito, Santosa, S.J., dan Noegrohati, S. 2005. Fraksinasi Asam Humat Dan Pengaruhnya Pada Kelarutan Ion Logam Seng (II) Dan Kadmium (II) (Humic Acid Fractionation And Its Effects On The Solubilities Of Metal Ions Zinc (II) And Cadmium (II)). ILMU DASAR 6: 1-6. Amir dan Farida Arief. 2012. Teknologi Budidaya Jagung (Zea maize) Tanpa Olah Tanah (TOT) pada Lahan Sawah Tadah Hujan. [Internet]. (. Tersedia pada: http://sulsel.litbang.deptan.go.id/ind/index.php. [diperbaharui 19 Juli 2013, diunduh tanggal 20 agustus 2013]. [AAPFCO] Association of American Plant Food Control Officials. 1995: Official Publication No. 48. Published by Association of American Plant Food Control Officials, Inc.; West Lafayette, Indiana [USA]. Brady, NC. and R. R, Weil. 2002. The Nature and Properties of Soils. Thirteenth Edition. Pearson Education, Inc. Upper Saddle River, New Jersey. Cooke, G.W. 1982. Fertilizing for Maximum Yield. Granada Publishing Ltd. London De data, S.K. 1997. Advances in soil fertility research and nitrogen fertilizer management for lowland rice. In: Efficiency of nitrogen fertilizers for rice. IRRI, Manila, [PH] (1987). De Datta, S.K., R.J. Buresh, R.l. Samson, M.N. Obecemea, and l.G. Real. 1991. Direct measurement of ammonia and denitrification fluxes from urea applied to rice. Soil Sci. Soc. Am. J. 55 : 543-548. Darmono, G N. 2010. Pola Pelepasan Nitrogen dari Pupuk Tersedia Lambat (Slow Release Fertilizer) Urea-Zeolit-Asam Humat. Skripsi. IPB.Bogor. Erickson,A.J., Ramsewak,R.S., Smucker,A.J. and Nair,M.G. 2000. Nitrification Inhibitors from the Roots of Leucaena leucocephala. Journal of Agricultural and Food Chemistry. 48(12). 6174-6177. [FAO] Food and Agriculture Organization. 2000. Fertilizer and Their Use. Rome [IT]; FAO and IFA. Fennemaa, O. R. 1996. Gum Arabic. http://food.oregonstate.edu/html.
27 Hofman and Van Cleemput. 2004. .The soil nitrogen cycle] Http://www.fertilizer.org/ifa/HomePage/SUSTAINABILITY/Climatechan ge/ Nitrogen-cycle.html) [ diakses tanggal 19 agustus 2013]. Leiwakabessy, F .M. 1998. Kesuburan Tanah. Departemen Tanah, Fakultas Pertanian, IPB. Bogor. Leiwakabessy dan Sutandi. 2004. Pupuk dan Pemupukan. Jurusan Tanah. Fakultas Pertanian. Institut Pertanian Bogor. Bogor. Mahendran, T.; Williams, P. A.;. Phillips, G. O.; Al-Assaf, S. & Baldwin, T. C. (2008). New Insights into the Structural Characteristics of the Arabinogalactan-Protein (AGP) Fraction of Gum Arabic. Journal of Agricultural and Food Chemistry, Vol. 56, No.19, (September 2008), pp. 9269–9276, ISSN: 0021-8561 Marchaban. 2000. Pembuatan Granul Pupuk Urea dalam Bentuk Lepas Lambat. Majalah Farmasi Indonesia, Fak. Farmasi UGM. Yogyakarta. Nyborg, M., Solberg, E.D, Zhang, M. 1993. Polymer-coated urea in the field: mineralization, and barley yield and nitrogen uptake. In Dahlia Greidinger Memorial International Workshop on Controlled/Slow Release Fertilizers, March 7-12. Haifa, Israel. Orlov, D.S. 1985. Humus; Soils; Humic acid content. Published for the United States Dept. of Agriculture and the National Science Foundation, Washington, D.C., by Amerind Pub. Co. (New Delhi). Prakoso, T.G. 2006. Studi slow release (SRF): uji efisiensi formula pupuk tersedia lambat campuran urea dengan zeolit. Departemen Ilmu Tanah dan Sumberdaya Lahan.Fakultas Pertanian. IPB. Reosmarkam dan Yuwono. 2002. Ilmu Kesuburan Tanah. Kanisius. Yogyakarta. Schnitzer, M .1978. Humic substances and Chemistry. New York. Saraswati, Rasti. 1999. Ulas Balik Teknologi Pupuk Mikrob Multiguna Menunjang Keberlanjutan Sistem Produksi Kedelai. Jurnal Mikrobiologi Indonesia, Feb 1999. BPBTP, Bogor. Soepardi, G. 1983. Sifat dan Ciri Tanah. Jurusan Tanah. Fakultas Pertanian. Institut Pertanian Bogor.Bogor. Suwardi. 1999. “Penetapan Mineral Zeolit dan Prospeknya di Bidang Pertanian” dalam seminar pembuatan danpemanfaatan zeolit agro untuk meningkatkan produksi industry pertanian, tanaman pangan, dan perkebunan,DepartemenPertambangan dan Energi, Bandung 2 Agustus 1999.
28 Suwardi. 2002. Prospek Pemanfaatan Mineral Zeolit di Bidang Pertanian. Ikatan Zeolit Indonesia, Jurnal Zeolit Indonesia, Vol. 1 (1): 5-12. Suwardi dan Darmawan. 2009. Peningkatan Efisiensi Pupuk Nitrogen Melalui Rekayasa Kelat Urea-Zeolit-Asam Humat (Increasing Nitrogen Efficiency through Chelate Engineering of Urea-Zeolit-Humic Acid). Prosiding seminar hasil-hasil penelitian IPB.Bidang Teknologi dan Rekayasa Pangan. Buku 5 No. 3:525. Suwardi dan Astiana S. 2009. Peningkatan Produksi Kelapa Sawit pada Tanahtanah Bermasalah dengan Aplikasi Asam Humat dan Zeolit (Increasing Oil Palm Production in Degraded Soils by Application of Humic Acid and Zeolit). Prosiding seminar hasil-hasil penelitian IPB. Bidang Teknologi dan Rekayasa Pangan. Buku 5 No.2:516. Stevenson, F. J. 1994. Humus Chemistry: Genesis. Composition. Reaction.2nd ed. John Willey & Sons Publishing. Canada. US of America. Tan KH. 1982. Principles of Soil Chemistry. Marcel Dekker, Inc. New York. Tan, KH. 1992. Dasar-Dasar Kimia Tanah. Edisi ketiga (terjemahan).Gadjah Mada Univ. Press. Yogyakarta. Tan, KH. 1994. Environmental Soil Science. Marcel Dekker, Inc. New York Tan KH. 2003. Humic Matter in Soil and the Environment. Marcel Dekker, Inc. New York. Tisdale SL, Nelson WL, Beaton JD.1985. Soil Fertility and Fertilizers. Fourth Edition. Macmillan Publishing Co. NY. Tranggono, S., Haryadi, Suparmo, A. Murdiati, S. Sudarmadji,K. Rahayu, S. Naruki, dan M. Astuti. 1991. Bahan Tambahan Makanan (food Additive). PAU Pangan dan Gizi UGM, Yogyakarta. Trenkel, M E. 1997. Controled Release And Stabilized Fertilizer In Agriculture. IFA. Germany. Van Noordwijk M. and de Willigen, P. 1987. Root as sinks and sources of carbon and nutrient in agricultural systems. In: Brussaard,L. and FerreraCerrato,R. (eds). Soil Biology in Sustainable Agricultural Systems. CRC Lewis Publ., Boca Raton, Florida, pp 71-89. Zou H T, ,Wangyao-Sheng, Song Hao-Wen, Hanyan-Yu,Yu Na, Zhangyu-Ling, Dang Xiu-Li,Huangyi And Zhangyu-Long. 2009. The Production of Organic Inorganic Compound Film-Coated Urea and the Characteristics of Its Nutrient Release. Agricultural Sciences in China 2009, 8(6): 703-708.
29
LAMPIRAN
30 Lampiran 1. Metode Analisis Tanah yang digunakan dalam Penelitian Sifat Tanah (Satuan) Metode pH H2O (1 : 2.5) Elektrometri C-Organik (%) Walkey and Black N-Total (%) Kjeldahl Amonium-Nitrat (ppm) Destilasi Lampiran 2. Hasil Analisis Kandungan Nitrogen (%) Pupuk Urea dan Pupuk N Lambat Tersedia No Jenis Pupuk Kandungan Nitrogen (%) Rata-Rata (%) 1 Urea 1 (kontrol) 45.00 45.00 2 Urea 2 (kontrol) 45.00 3 P1 25.14 25.14 4 P1 25.14 5 P2 27.96 28.05 6 P2 28.14 7 P3 26.67 28.79 9 P3 28.91 10 P4 22.04 22.02 11 P4 22.00 12 P5 27.95 28.36 13 P5 28.76 14 P6 32.35 32.15 15 P6 31.96 Lampiran 3 Data Analisis Awal Tanah Percobaan Uji Perkolasi Sifat Tanah (Satuan) Nilai pH 1 4.8 pH 2 4.8 C-Organik (%) tanah 1 1,23 (%) C-Organik (%) tanah 2 1,17 (%) N-Total (%) 0.14 (%) N-Total (%) 0.13 (%) Amonium (ppm) tanah 1 9.82 (ppm) Amonium (ppm) tanah 2 9.82 (ppm) Nitrat tanah 1 33.85 (ppm) NItrat tanah 2 33.85 (ppm) Lampiran 4 Data Analisis Amonium dan Nitrat pada Pupuk Keterangan Urea Pupuk 1.1 Pupuk 2.1 Pupuk 3.1 Pupuk 4.1 Pupuk5.1 Pupuk 6.1
Amonium (ppm) 907.86 5525.44 6104.59 5149.77 4774.10 4500.72 5384.79
Nitrat (ppm) 1716.34 12014.42 14450.52 12678.81 12291.25 10464.17 12512.71
31 Lampiran 5 Data pH Tanah setelah Uji Perkolasi 1 Bulan Kode Perlakuan Kontrol 1 Kontrol 2 Tanah + P1 Tanah + P1 Tanah + P2 Tanah + P2 Tanah + P3 Tanah + P3 Tanah + P4 Tanah + P4 Tanah + P5 Tanah + P5 Tanah + P6 Tanah + P6
PH 4.3 4.6 4.5 4.6 4.5 4.3 4.5 4.6 4.4 4.3 4.4 4.3 4.3 4.4
Lampiran 6 Data N-Total Tanah setelah Uji Perkolasi 1 Bulan (Metode Kjeldhal) Perlakuan N- Total (%) Rerata N-Total (%) K1.1 0.10 0.12 K1.2 0.14 P1.1 0.12 0.12 P1.2 0.12 P2.1 0.13 0.13 P2.2 0.13 P3.1 0.14 0.14 P3.2 0.14 P4.1 0.13 0.13 P4.2 0.13 P5.1 0.13 0.13 P5.2 0.13 P6.1 0.13 0.13 P6.2 0.13 Lampiran 7 Data Analisis Awal Tanah Percobaan Rumah Kaca Sifat Tanah (Satuan) Nilai pH 1:5 5.3 pH 1:5 5.3 C-Organik (%) ulangan1 C-Organik (%) ulangan 2 N-Total (%) 0.19 (%) N-Total (%) 0.21 (%) Kadar Air ulangan 1 38.11 (%) Kadar Air ulangan 2 38.11 (%) Kadar Air ulangan 3 42.36 (%)
32 Lampiran 8. Pupuk yang digunakan dalam penelitian
Lampiran 9 Arabic Gum (a) dan Zeolit lolos saringan 100 mesh (b)
(a) Lampiran 10 Percobaan Perkolasi
Lampiran 11 Uji Kelarutan Udara
(b)
33 Lampiran 12 Pertumbuhan Tanaman Jagung hingga 4 MST
(1 MST)
(2 MST)
(3 MST)
(4 MST)
Lampiran 13 Jumlah Kebutuhan Air pada Percobaan Perkolasi
34
Luas Penampang Perkolasi (d = 16 cm) L = 3,14 x r2 = 3,14 x (8)2 = 201,143 cm3 Kebutuhan air Curah Hujan Tahun 2012
Kebutuhan Air
= 3537, 5 mm/tahun = 3537,5 mm/ 365 hari = 9, 6917 mm/ hari = 0,96917 cm/ hari = CH x L = 0,96917 x L = 0,96917 cm x 201,143 cm3 = 194,9434 cm3 = 0,1949 dm3 = 0,1949 liter = 194,9 ml / hari
Karena uji perkolasi ini ditujukan untuk melihat pola pelepasan pupuk pada tanaman jagung, karenanya kebutuhan air ini dikonversi ke dalam kurun waktu 3 bulan. 194,9 ml/hari x 90 hari = 17541 ml untuk 3 bulan Sehingga air yang ditambahkan sebanyak 584,7 ml/hari. dan diberikan 3 hari sekali (asumsi hujan di bogor 2x seminggu) dan penambahan air ini berlangsung selama 1 bulan.
35
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Malang pada tanggal 28 februari 1985 dari Ayah Supardi dan Ibu Wiwik Sarmiati. Penulis adalah anak pertama dari dua bersaudara. Tahun 2002 penulis lulus dari SMU N 1 Karangpandan dan pada tahun yang sama penulis lulus seleksi masuk Institut Pertanian Bogor (IPB) melalui jalur Undangan Seleksi Masuk IPB dan diterima di Departemen Ilmu Tanah, Fakultas Pertanian dan lulus pada tahun 2007. Pada tahun 2009 penulis diterima di Program Studi Agroteknologi Tanah pada Program Pascasarjana IPB. Saat ini penulis bekerja sebagai salah satu staff R&D di PT. Parisonna Alam Sejahtera Kediri Jawa Timur.
