Dr.sc.agr. N. NURLAENY, Ir.,MS.
PERAN BAHAN ORGANIK TANAH DALAM SISTEM PERTANIAN BERKELANJUTAN
Dr.sc.agr. N. Nurlaeny, Ir. MS., meraih gelar sarjana dari Fakultas Pertanian Universitas Padjadjaran pada tahun 1980 dan mengikuti pendidikan S-2 (1981-1983) dalam bidang kajian utama Kesuburan Tanah dan Nutrisi Tanaman pada Program Pascasarjana Fakultas Pertanian Universitas Padjadjaran. Pada tahun 1990-1995 mengikuti pendidikan S-3 dalam bidang kajian utama Plant Nutrition and Soil Science di Universität Hohenheim – Stuttgart, Jerman. Saat ini bekerja sebagai staf pengajar pada program studi Agroteknologi, Fakultas Pertanian Universitas Padjadjaran dengan mengampu mata kuliah Sistem Pertanian Berkelanjutan I, Teknologi Media Tanam, Kesuburan Tanah dan Nutrisi Tanaman II, Mikrobiologi Rhizosfir serta mata kuliah Pengembangan Kepribadian. Pada tahun 2000 - 2001 mengikuti program Post-Doc di Research Institute for Soil, Water and Environment, University of Siegen - Germany. Sejak tahun 2008 sampai sekarang aktif sebagai editor pelaksana pada jurnal ilmiah Bionatura. Selain menulis karya ilmiah dalam bentuk Bahan Ajar untuk mahasiswa S-1 dan S-2, juga menulis beberapa artikel hasil penelitian yang telah dimuat dalam berbagai jurnal terakreditasi baik nasional maupun internasional.
Dr.sc.agr. N. NURLAENY, Ir.,MS.
PERAN BAHAN ORGANIK TANAH DALAM SISTEM PERTANIAN BERKELANJUTAN
Unpad Press Hak Cipta dilindungi Undang-Undang
Dilarang keras memperbanyak, memfotokopi sebagian atau seluruh isi buku ini dalam bentuk apapun serta memperjual belikan tanpa izin tertulis penerbit Hak Cipta © 2013 ada pada penulis Hak Penerbitan ada pada Penerbit Unpad Press, Bandung Judul Buku
: Peran Bahan Organik Tanah Dalam Sistem Pertanian Berkelanjutan
Penulis
: Dr.sc.agr. N. Nurlaeny, Ir. M.S.
Editor
: Prof. Dr. Ir. Hj. Yuyun Yuwariah, AS., M.S.
Penerbit
: Unpad Press LPPM Unpad, Jl. Raya Bandung-Sumedang Km 21, Jatinangor 45363 Telp.: 022 -84288812; Fax: 022- 84288896 e-mail:
[email protected]
Cetakan
: Oktober 2013
ISBN
: 978-602-9238-46-4
Anggota Ikatan Penerbit Indonesia (IKAPI) Perpustakaan Nasional RI. Katalog Dalam Terbitan (KDT) Nurlaeny, N Peran Bahan Organik Tanah Dalam Sistem Pertanian Berkelanjutan – N. Nurlaeny/Bandung/130 halaman Unpad Press/2013
DAFTAR ISI Prakata ................................................................................. Daftar Isi ............................................................................. Daftar Tabel ......................................................................... Daftar Gambar .....................................................................
i ii iii iv
PENDAHULUAN ................................................
1
1.1. Konsep Pertanian Berkelanjutan .....................
1
1.2. Pengertian Pertanian Organik...........................
5
1.3. Prinsip-Prinsip Pertanian Organik .................. 1.3.1. Prinsip Kesehatan .................................. 1.3.2. Prinsip Ekologi ...................................... 1.3.3. Prinsip Keadilan .................................... 1.3.4. Prinsip Perlindungan .............................
6 7 9 10 11
1.4. Pengembangan Pertanian Organik ..................
13
1.5. Kekurangan Sistem Pertanian Organik ............................................................
14
1.6. Kelebihan Sistem Pertanian Organik ............................................................
15
BAHAN ORGANIK TANAH ............................
18
2.1. Dekomposisi Bahan Organik di dalam Tanah....................................................
18
I.
II.
i
III.
2.2. Sifat -sifat Bahan Organik Tanah ....................
24
2.3. Sumber-sumber Bahan Organik Tanah ...............................................................
31
PUPUK ORGANIK DAN PUPUK HAYATI ................................................................
35
3.1. Fungsi Pupuk Organik .....................................
39
3.2. Jenis- jenis Pupuk Organik ..............................
40
3.2.1. Pupuk Kotoran ternak ...........................
40
3.2.2. Pupuk Hijau ..........................................
43
3.2.3. Pupuk Kompos .....................................
45
3.2.4. Pupuk Guano.........................................
47
3.2.5. Asam Humat ..........................................
51
3.3. Pupuk Hayati dan Vermikompos ....................
55
3.4. Parameter Kualitas dan Baku Mutu Pupuk Organik .................................................
64
3.5. Jumlah Unsur Hara Tersedia ...........................
72
3.6. Hara Setara Pupuk Buatan ...............................
76
ii
IV.
V.
iii
HUBUNGAN BAHAN ORGANIK DENGAN PERTUMBUHAN TANAMAN ..........................
79
4.1. Mekanisme Ketersediaan Unsur Hara di dalam Tanah .......................................
79
4.2. Pergerakan Unsur Hara ke Permukaaan Akar Tanaman..........................
85
4.3 Mekanisme Penyerapan oleh Akar Tanaman ..................................................
87
4.3.1. Penyerapan Air dan Unsur Hara oleh Akar Tanaman .......................
87
4.3.2. Mobilitas Unsur Hara di dalam Sel-sel Tanaman ....................................
92
MANAJEMEN NUTRISI TANAMAN DAN KESUBURAN TANAH .............................
94
5.1. Konsep Aksesibilitas Nutrisi dalam Kesuburan Tanah .............................................
94
5.2. Prinsip Optimasi dalam Manajemen Nutrisi Tanaman .............................................
96
5.3. Manajemen Kesuburan Tanah dalam Sistem Pertanian Organik secara Global .............................................................
106
DAFTAR PUSTAKA ..........................................
117
DAFTAR TABEL 1.
Sumber dan bentuk pupuk organik ..........................
36
2.
Sumber dan jumlah pupuk organik yang dihasilkan beberapa ternak per hari ..........................
41
3.
Kandungan unsur hara rata-rata dalam pupuk kotoran ternak padat dari beberapa ukuran jenis ternak ...............................................................
42
4.
Konsentrasi unsur hara rata-rata dalam pupuk guano..............................................................
50
5.
Perbandingan konsentrasi unsur hara dalam pupuk guano dari kelelawar dan dari burung laut ................................................................
51
6.
Perbandingan sifat kimia dan kandungan hara dalam Kascing dan Kompos..............................
63
7.
Jumlah unsur hara yang terkandung dalam kotoran padat dan air seni beberapa ternak ........................................................................
75
Amelioran yang diizinkan digunakan untuk bahan penyubur tanah dalam sistem pertanian organik ......................................................
102
Lembar catatan kegiatan dalam praktek manajemen nutrisi ....................................................
115
8
9
iv
DAFTAR GAMBAR 1.
Komposisi tubuh tanah yang ideal .........................
18
2.
Sumber bahan organik ............................................
19
3.
Residu tanaman dan mikroba tanah yang mengalami dekomposisi secara cepat (dilihat dengan alat pemindai mikroskop elektron pada perbesaran 400 µm) .........................
25
Partikel tanah saling terikat dengan agregatagregat mikro pada permukaan residu tanaman sebagai bagian dari pembentukan agregat tanah yang stabil ......................................
26
5.
Gugus karboksil (-COOH) dan hidroksil (–OH) pada senyawa organik ................................
29
6.
Residu tanaman dan produk akhir dari proses pengomposan ........................................................
46
7.
Pupuk organik guano yang berasal dari kotoran kelelawar dan burung laut .........................
48
8.
Asam humat dan sifat kimianya, terbentuk pada akhir proses dekomposisi lanjut, berwarna hitam atau coklat kehitaman ...................
53
Beberapa mikroba tanah yang berperan dalam penyediaan unsur hara bagi tanaman ..................................................................
57
4.
9.
v
10.
Beberapa jenis cacing tanah perombak bahan organik .........................................................
61
11.
Siklus hara dalam sistem pertanian organik ....................................................................
100
12.
Serasah sebagai lapisan mulsa ................................
111
vi
Bab I. PENDAHULUAN 1.1. Konsep Pertanian Berkelanjutan Sistem pertanian berkelanjutan sering juga disebut sebagai sistem pertanian organik, pertanian terpadu, pertanian ramah lingkungan, pertanian selaras alam, atau pertanian ekologis (ecological agriculture). Sistem pertanian ini bukan hanya sekedar proses menanam dan memelihara tanaman, namun merupakan suatu siklus yang tidak terputus mulai dari proses pra-produksi (pemilihan benih bersertifikat, pembuatan pupuk organik), produksi (pengolahan tanah, penyebaran benih bersertifikat, pemeliharaan) hingga pasca panen (panen, pengolahan hasil panen). Siklus yang tidak terputus dalam proses pertanian ini menggambarkan bahwa pertanian merupakan suatu sistem yang berkaitan erat dengan lingkungan (agroekosistem) (Doll dan Snapp, 2009). Pertanian berkelanjutan merupakan suatu sistem budidaya tanaman yang alami, yang harus selalu mempertahankan keseimbangan ekosistem. Dalam penerapannya, sistem budidaya tanaman harus menyesuaikan dengan lingkungan supaya ekosistem tetap berjalan secara alami tanpa harus memu1
Peran Bahan Organik Tanah
tuskan salah satu mata rantai makanan makhluk hidup dan terbuka menerima masukan teknologi baru yang ramah lingkungan (Sharma, 2002). Dalam pertanian organik modern dibutuhkan teknologi bercocok tanam, penyediaan pupuk organik, pengendalian hama dan penyakit dengan menggunakan agen hayati atau mikroba. Selain itu diperlukan penerapan manajemen yang baik untuk mendukung keberhasilan sistem pada lahanlahan pertanian intensif yang telah dikonversi terlebih dahulu untuk berubah menjadi lahan pertanian organik. Lebih lanjut International Federation of Organic Agriculture Movements (IFOAM, 2005) menjelaskan bahwa pertanian organik adalah sistem pertanian holistik yang mendukung dan mempertahankan biodiversitas, siklus dan aktivitas biologi tanah. Sertifikasi produk organik yang dihasilkan, penyimpanan, pengolahan, pasca panen dan pemasarannya harus sesuai dengan standar yang telah ditetapkan oleh badan standardisasi. Dalam hal ini penggunaan mikroba hasil rekayasa genetika (Genetically Modified Organisms, GMO) mutlak tidak diperbolehkan dalam setiap tahapan pertanian organik dari mulai produksi hingga pasca panen. 2
Resensi: Peran Bahan Organik Tanah dalam Sistem Pertanian Berkelanjutan
Dr.sc.agr. N. NURLAENY, Ir.,MS.
PERAN BAHAN ORGANIK TANAH DALAM SISTEM PERTANIAN BERKELANJUTAN
Penulis : Dr.sc.agr. N. Nurlaeny, Ir.,MS. Editor : Prof. Dr. Yuyun Yuwariah A.S.,Ir.,MS. Penerbit : Unpad Press, 2013. Cetakan : I Halaman : 130 hal.
Beberapa tahun yang lalu, sistem pertanian secara intensif telah diterapkan oleh hampir seluruh petani di Indonesia dan relatif berhasil untuk meningkatkan produksi pertanian. Namun di samping keberhasilan tersebut, harus diakui pula bahwa sistem tersebut ternyata membawa berbagai dampak negatif terhadap ekosistem alam dan ke semua aspek kehidupan manusia. Ketergantungan petani terhadap ketersediaan bibit, berbagai macam pupuk kimia dan pestisida, insektisida, herbisida serta fungisida adalah beberapa contoh dampak negatif
tersebut. Hilangnya varietas lokal berbagai macam tanaman, tercemarnya lingkungan akibat penggunaan pestisida dan pupuk kimia, rusaknya struktur tanah adalah sebagian dari sekian banyak lanjutan dari ketergantungan tersebut. Pada dasarnya, manajemen pasokan nutrisi dari pupuk organik ke tanaman jauh lebih kompleks dibandingkan pasokan nutrisi yang berasal dari pupuk anorganik. Oleh karena itu menarik untuk dikaji bagaimana mekanisme yang berlangsung di dalam tanah terutama yang menyangkut berbagai hal seperti bagaimana proses dekomposisi residu tanaman berlangsung?, apakah unsur hara yang terurai akibat proses dekomposisi akan keluar dan hilang atau tetap berada di dalam sistem?, apakah laju dekomposisi bahan organik dapat direkayasa sehingga efisiensi penggunaan nutrisi oleh tanaman dapat meningkat?, atau bagaimana berbagai fraksi dari residu tanaman diubah yang selanjutnya terakumulasi menjadi bahan organik tanah dan berperan sebagai penyedia nutrisi bagi tanaman. Dalam Bab I dibahas mengenai konsep, pengertian dan prinsip-prinsip mengenai pertanian berkelanjutan dengan segala kekurangan dan kelebihannya. Dalam Bab II dibahas mengenai proses dekomposisi bahan organik tanah dengan sifat-sifat dan sumbernya. Selanjutnya Bab III menjelaskan tentang fungsi, jenis pupuk organik disertai dengan parameter kualitas dan baku mutu pupuk organik tersebut, diikuti uraian tentang konversi jumlah kandungan nutrisi pupuk organik yang setara dengan pupuk buatan. Mekanisme ketersediaan nutrisi, pergerakan nutrisi ke permukaan akar tanaman dan diikuti dengan penyerapannya oleh akar tanaman yang berlangsung di dalam tanah dijelaskan dalam Bab IV terutama mengenai keeratan hubungan antara bahan organik dengan pertumbuhan tanaman. Oleh karena itu uraian secara rinci tentang bagaimana konsep aksesibilitas dan prinsip optimasi nutrisi dalam manajemen kesuburan tanah untuk sistem pertanian yang berkelanjutan dapat ditemukan dalam Bab V.
Sumber : Perpustakaan CISRAL UNPAD
