60 :::1
ISSN0216-3128
246
Muzakky,dkk
KANDUNGAN UNSUR MAKRO DAN MIKRO DALAM ASAM HUMA T DAN APLlKASINY A UNTUK PERTUMBUHAN T ANAMAN ". MuzakkYt Agus Taftazani daD Djati Pramana
PuslitbangTeknologiMaju Batan,Yogyakarta.
r
ABSTRAK KANDUNGAN UNSURMAKRO DAN MIKRO DALAM ASAM HUMAT DAN APLlKASINYA UNTUK PERTUMBUHAN TANAMAN. Telah dilakukan analisis kandunganunsur makro dan mikro nutrisi tanaman dalam asam humat dan aplikasinya untuk pertumbuhan tanaman kacang hijau. Pertama penelitian ini bertujuan untuk mengetahuikadar unsurmakro nutrisi Na,K,Ca,Mgdan N, serta unsurmikro Fe, Cu dan Zn. Kedua untuk mengetahuisejauhmana asamhumat tersebutdapat memacupertumbuhan tanaman. Unsur-unsurtersebutdipilih karena dapat memacupertumbuhantanaman. Berdasarkanhasil analisiskimia asamhumatmengandung makro nutrisi Na, K, Ca danMg dari silaut masingmasing sebesar 28,9/%0,2/ ; /,436:1:0,22; /2,96/%0,/4 dan /6,750:1:0,2/mg/gram,kemudiandisusul N yang berkisar antara 0,92%-/,72%. Sedangkanuntuk unsur mikro nutrisi Fe, Cu dan Zn dalam asam humat Silaut /V masing-masingsebesar0,0/3%0,02; 0,034%0,02;dan 0,0/%0,0/ mg/gram. Aplikasi terhadap tanaman kacang hijau yang ditanam secarahidroponik. ternyatasetelahpengamatanselama6 hari mempengaruhi pertumbuhanbagian daun dan akar, denganpertumbuhanpanjang masing-masingadalah 270% daun dan untukakar sebesar40/%. Sementaraitu pertumbuhanbatanghanya/ /0%.
ABSTRACT MACRO AND MICRO ELEMENTS CONTENT IN HUMIC ACID AND THEIR APPLICA TION FOR THE Pl.ANT GROJfTH. The analysis of macro and microelements plant nutrition in humic.acid and"heir application for the plant growth of green peanut has been done. First. this study is intent to determine the concentration of macro elements like Na.K,Ca,Mg and N, and micro element like Fe. Cu and Zn. Secondly, to know how extent the humic acid could improve the plant growth. Those element are chosen due to their ability of improving the plant growth. Base on chemical analysis results. humic acid from Silaut contains macro nutrition Na, K. Ca and Mg 28.91-l=O.21; 1.436-l=O,22; 12,961-l=O.14and 16.750:1:0.21 mg/gram respectively. while N was between 0.92ro-l. 72%. Where as for micro nutrition Fe. Cu and Zn in humic acid ofSilaut IV were 0.013-l=O,02; 0.034-l=O,02;and O.OI-l=O, 01 mg/gram respectively. Application for the green peanut plant which is planted hydroponically. show that for 6 days of investigation. it influences th" growth part of leaf and root, with the elongation growth of270% and 401% respectively. While the growth part of stalk is only 110%.
PENDAHULUAN S enyawaan humat merupakan unsur pokok alamiah yang p~nting dalam tanah, dan saat ini banyak diteliti oleh peneliti-peneliti didunia karena baik langsung atau tidak langsung dapat mempengaruhi pertumbuhan tanaman. Keberadaan senyawaan ini tidak hanya terdapat didalam tanah, tetapi juga terdapat juga didalam air sungai, danau, laut dan endapan sedimennya(I). Senyawaan humat dalam tanah berperan dalam beberapa reaksi kimia tanah, akibatnya senyawa ini bersifat koloid, mempunyai luas permukaan yang luas, bahkan kapasitas adsorpsinya dilaporkan lebih tinggi dari mineral tanah liar2). Senyawa humat dalam tanah juga berperan dalam pengikatan dan tranpostasi ion logam, berinteraksi dengan molekul biologi (enzim tanah) ataupun
Ketidaksuburan tanah banyak disebabkan oleh terjadinya fiksasi makro nutrisi yang dibutuhkan tanaman seperti Na,Ca, Mg , K, dan mikro nutrisi Fe, Cu dan Zn oleh batuan mineral penyusun tanah itu sendiri(J dan4). Adanya senyawa humat dalam tanah yang bersifat bioregulator agent dan memiliki kapasitas penukar ion tinggi dapat menginduksi terjadinya disintegrasi bertahap dari mineral silikat dan aluminosilikat<J). Akibatnya pelarutan makro dan mikro nutrisi tanaman, dan garam-garam lain yang kelarutannya cukup rendah sehingga unsur-unsur hara tersebut berubah menjadi bentuk tersedia yang mudah diserap tanaman. Selain itu senyawa humat sendiri merupakan sumber utama makro dan mikro nutrisi tanaman diatas dan unsur yang paling dibutuhkan bagi tanaman seperti nitrogen(S). Berdasarkan hal ini maka potensi senyawa humat yang di isolasi dari tanah gambut untuk pupuk pertanian dan hortikultura perlu dikaji
dengan pestisida. ---
Prosldlng Pertemuan dan Presentasilimiah Penelltlan Dasar IImu Pengetahuan dan Teknologl Nukllr P3TM-BATAN Yogyakarta, 7 -8 Agustus 2001
Muzakky, dkk.
247
ISSN 0216 -3128
pemanfaatannya. Akibatnya implikasi dalam bidang penelitian tentang kandungan unsur makro daD mikro dalam asam humat serta aplikasinya sebagai pupuk tanaman sangat menarik untuk dilakukan<3don
c. Cara Kerja
6)
Cuplikan gambut yang dipergunakan dalam percobaanini diambil dari daerah Silaut yang terletak sekitar 350 km dari kota Padang, Sumatera Barat.. Lingkungan vegetasi di sekitar area sampling yang dominan berupa spesies Macaranga dengan semaksemak spesies Pteridium daD Eugenia. '. Dari segi taksonomi tanah, daerah sampling Silaut III daD Silaut IV dapat digolongkan ke dalam tanah "histoso/"dengan prosentasejaringan organik cukup tinggi. Cuplikan tanah tersebut dikocok dengan larutanNaOH 0,1 N dengan perbandinganvolume 1 : 5, selama 8 jam setelah itu didiamkan 24 jam. Padatanlumpur dipisahkan dengan sentrifugasi pacta kecepatan 3000 rpm selama 1 jam. Sentrifugasi dilakukan beberapa kali hingga bersih dari endapan. Asam humat daD fulvat dipisahkan dengan pengendapanmenggunakan HCl pekat volume 1/3 bagian. Pemisahan dilakukan dengan sentrifugasi 3000 rpm selama 1 jam, diulangi beberapa kali
Untuk penelitian jumlah kandungan unsur makro clan mikro dalam asam humat akan dilakukan dengan menggunakan metode Spektrofotometri Serapan Atom (SSA). Cara ini diplih karena metode SSA cocok untuk analisis logam-logam tersebut sarnpai dengan tingkat bagian perjuta (ppm) dengan kedapat ulangan yang baik, sensitif, ketelitiannya tinggi, clan cara analisisnya cepat tanpa memerlukan pemisahan unsur yang dianalisis dengan unsur-unsur lainnya(7) Percobaan aplikasi terhadap terhadap tanaman dilakukan dengan sistim penanaman hidroponik terhadap tanaman kacang hijau, dengan indikator panjang batang, daun clan akar sebagai fungsi hari clan total volume yang dipakai sebesar 175 ml('.2dan 7).
TATA KERJA a. Bahan-bahan Tanah gamhut yang diambil dari daerah Silaut, Sumatra Barat, Larutan NaOH 0,1 N, HCIO4, pekat, Campuran HCI-HF encer 5 %, Resin Amberlite IR-120, HCI 0,1 N, Larutan standar Fe, Cu, Zn, Na, K, Ca, dan Mg buatan Spectrosol, HNO) suprapure, Akuatrides buatan P3TM, Serbuk asam humat buatan Humic International, Inc. Jacksonville, Florida, Humus pasaran Yogyakarta, serat kaca, Potasium dichromat, buatan E.Merck. Asam sulfat 96 %, buatan E.Merck. Ferro Sulfat, FeSO4 .7 H2O, buatan E.Merck. Indikator Ferroin, atau 1,10 -Penanthroline buatan Fisher Sci.Co. K2SO4' CuSO4.5 H2O, NaOH, H)BO4 buatan E.Merck. Selenium (Se) serbuk, buatan E.Merck. Indikator Methylene blue dan methyl red. Na-Ktartrat (NaKC4H4O6), NaHPO4, buatan E.Merck. Larutan NaOCl (Clorox) dengan 5,24% Cl. Nanitroprusside (N~Fe(CNhNO.2H2O) dan NaSalisilat (NaC,HsOJ buatan E.Merck dll.
b. Alat-alat Centrifuge, pengaduk magnit, Freeze Dryer Lyovac GT 2, neraca analitik, Centrifuge "Labofuge GL" Heraeus,kolom untuk resin penukar ion, pengocok Ishaker, seperangkat alat Spektrometer Serapan Atom AA-300 P, pipet epe!1dorf dan kombitif, labu takar berbagai ukuran, penggaris, wadah hidroponik , pH meter, seperangkat SpektrofotometerUV-Vis dll.
1. Isolasi senyawa humat dari cuplikan
tanah
gambut
sampai pemisahan sempuma. Endapan mengandung asam humat dilakukan pemumian dengan kolom penukar ion menggunakanresin Amber/ite IRS 120. 2.
Pemurnian asam hum~t menggunakan kolom
penukarion Endapan asam humat dilarutkan dengan penambahan larutan campuran HCI-HF encer. Kemudian HCI-HF dihilangkan dicuci dengan akuadesberulang kali dengan sentrifugasl. Endapan yang diperoleh dilarutkan kembali dengan akuades. Larutan dilewatkan ke dalam kolom penukar ion yang telah dijenuhkan dengan H+. Larutan ditampung (asam humat berupa larutan) dibekukan di dalam freezer. Dikeringkan dengan pengering beku (freeze drying). Setelah kering dilakukan analisis baik kualitatif maupunkuantitatif. 3. Pembuatao larutao cuplikao 8sam humat. Cuplikan 00 2 diatas ditimbang masingmasing :t 100 mgram dimasukkan ke dalam beker teflon. Ditambah 1,0 ml HNO) supra pure, 0,5 ml HCIO4, 200 ~l HF, didiamkan sebentar, kemudian dipanaskan diatas penangas pasir. Setelah larut ditambah akuatrides, diuapkan beberapa kali sampai keasamannya serendah mungkin. Larutan yang terjaai dipindahkan secara kuantitatif ke dalam labu takar 10 ml, daDdit~atkan dengan akuatriqes sampai batas tern daD larutan cuplikan siap untuk dianalisis unsur makro daD mikro nutrisi yang ada didalam asam humat diatas. Untuk pembuatan larutan induk Fe, Cu Zn, Na, K, Ca dan Mg konsentrilSi masingmasing 1000 ppm buatan Spec/rosol, dibuat deret
Prosldlng Pertemuan dan Presentasilimiah Penelltlan Dasar IImu Pengetahuan dan Teknologl Nukllr P3TM-BATAN Yogyakarta, 7 -8 Agustus 2001
ISSN 0216 -3128
248
larutan standardalam vial polietilen 5 ml, dalam suasanaasam nitrat 0,1 M. Dibuat pula analisis terhadapblangko,asamhumatcecilclanhumus. 4. Penentuankadar nitrogin. Ditimbang sebanyak100 mg cuplikan asam humat no2, masukkankedalam labu Kjeldahl, dan ditambahkankedalamnya0,15 gr katalis (campuran 200 gr K2SO4,20 gr CuSO4.5H2Odan 2 gr Se)dan 5 ml H2SO496%. dan labu situtup. Hasil reaksidi panaskanhingga timbul warna hijau, selama 1-2 jam, setelahdigesti selesaidiamkanhingga dingin, kemudian ditambahkan kedalamnyadengan hatihati air suling sebanyak20 ml dan diadukperlahanlahan diataspengadukmagnit. Dipipet sebanyak1 ml hasil digesti (no2) kedalam beker glas, ditambahkan kedalamnya 5,5 ml larutan batTer (Dilarutkan kedalam labu ukur 1 1 sebanyak50 gr NaKC4H4O6+ 26,8 gr NaHPO4+ 54 gr NaOH ditepatkantanda tera dengan air suling), dan 2 ml larutanNa-hypochlorate (6 ml NaOCI dalam 100 ml air). Setelahdikocok, biarkan hasil reaksipaling sedikit selama 45 menit dengan suhu kamar sehinggawarna konstan,dan diukur absorbansinya padapanjanggelombang650nm.
5.
Muzakky,dkk
Aplikasi asam humat untuk pertumbuhan
tanaman. Pada aplikasi pertumbuhantanamandipakai media tanam hidroponik yang dilakukan dengan asamhumatyang telah diisolasi menggunakancara no I dan2. Jumlahvolume total media dibuat 175 ml dan konsentrasiasamhumat sebanyak640 mg/l. Tanamanyang dipakai adalah kacang hijau, dan pengamatanpertumbuhandilakukan sebanyakdua kali yaitu pada hari ke-3 dan ke-6. Bertambahnya panjangtanamandiukur denganalatpenggaris.
HASIL DAN PEMBAHASAN Evaluasi Tabell terlihat bahwa kandungan Na di dalam Humus> Silaut IV, dengan konsentrasi 8,8 -32,9 fig/gram. Konsentrasi ini masih terlalu besar dibandingkan dengan Cecil yaitu 9,96 fig/gram. Evaluasi kandungan: Na, K, Ca clan Mg dalam Silaut IV konsentrasinya sudah relatif kecil clan konsentrasinya mendekati dengan asam -.bumat dari Cecil. Evaluasi kandungan Ca clan Mg dalam humus clan Silaut IV masih terlalu tinggi antara 13,3 -20,5 fig/gram hila dibandingkan dengan asam humat Cecil antara 1,0 -1,8 fig/gram.
Tabell. Kandunganmakranutrisi tanamando/amcup/ikonasamhumat(mg/g),
2
1.5 z
~
1
0.5 0 Silaut IV (0-65)
Silaut IV (>65)
Silaut 11\(0-72)
Silaut III (72-138)
Gambar 1. Hasi/ ana/isis% N do/amasamhumatdari tanahgambutSi/aut bergabaikeda/aman.
Evaluasi unsur makro nutrisi tanaman pada Tabel 1 diatas sangat perlu. Menurut Tan.K.H(3), unsur-unsur K, Ca dan Mg sangat penting untuk pertumbuhan tanaman. Sebaliknya unsur Na walau-
pun tidak begitu esensial untuk pertumbuhan tanaman, tetapi perlu diwaspadai karena kelebihan kandungan unsur Na yang mecapai IOmg/1 atau
Proslding Pertemuan dan Presentasl IImlah Penelitlan Dasar IImu Pengetahuan dan Teknologl Nukllr P3TM-BATAN Yogyakarta. 7 -B Agustus 2001
Muzakky,dkk.
ISSN 0216-3128
lebih dalam tanah dapat merusak kondisi phisik tanah. Selain unsur-unsur makro nutrisi tanaman diatas, unsur nitrogen sebagai makro nutrisi yang juga bersifat pemacu pertumbuhan tanaman didalam asam humat dapat dilihat pada Gambar 1, Dari Gambar 1, dapat diperlihatkan bahwa %
nitrogen didalam asam humat berkisar antara 0,92%-1,72%. Jadi berdasarkan Tabel 1 dan
249
Gambar I dapat diperlihatkan bahwa asam humat sangat potensial sebagai sumber makro nutrisi tanaman sangatsignifikan. Kemudian hasil analisis kandungan unsurunsur mikro nutrisi tanaman didalam asam hum at yang dilakukan dengan menggunakan alat Spektroskopi Serapan Atom setelah melalui proses pengabuan asam humat dan pelarutannya dapat diperlihatkan pada Tabel 2 dibawah.
TabeI 2. Kandungan mikro nutrisi tanaman dalam cuplikan asamhumor ( mgig)
KodeCuplikan Silaut IV
Fe 0,013:1:0,02 3,12:1:0,01 0,041:1:0,04
Cecil Humus
Cu 0,034:1:0,02 1,185:1:0,01
0,0173:1:0,01
Zn 0,0100:1:0,01
0,00592:J:O,002 0,007000:1:0,002
~ ~ ~
G Z
Dsetelah3 hari .setelah 6 han
« ~ z
« Do
B.'..I
Do..
Aka,
PENGAMATAN
Gambar 2. Ap/ikasi asamhumat terhadaptanamankacanghijau yang ditanamsecarahidroponik.
Unsur-unsur mikro nutrisi tanaman yang terdapatpada Tabel 2 diatas perlu diketahui kadarnya karena keberadaannya sangat berperan terhadap tanaman. Misalnya Fe dan Cu sangat esensial untuk pertumbuhan tanaman, karena unsur-unsur ini dipergunakan untuk pembentukan zat hijau daun, terutama unsur Cu banyak berperan didalam proses fotosintesis, reaksi enzim, metabolisme karbohidrat ataupun protein, memecah fiksasi nitrogin daD berperan pada alat-alat reproduksi. Sedangkan unsur Zn dalam tanaman berperan sebagai katalis enzim dehidroginase, proteinase daD peptinase. Unsur Zn ini juga berperan pada produksi calon biji tanaman padi-padian. Adapun batas normal masing-masing unsur mikro tersebut untuk tanaman adalah 100 ~g/g -1 000 ~g/g Fe, 4 -30 ~g/g Cu daD 15-125 ~g/g Zn. Dengan melihat hasil analisis pada Tabel 1 dan 2 serta Gambar 1 diatas, dapat diperlihatkan bahwa asam humat merupakan sum?er makro dan
mikro nutrisi bagi tanaman yang potensial. Untuk itu kajian serta penelitian tentang asam humat sangat signiflkan untuk diteruskan, maka dengan melanjutkan penelitian terhadap tanaman kacang hijau yang ditanam secara hidroponik pacta volume 175 ml, daD pengamatan terhadap panjang batang, daun daD akar maka masing-masing persen pertumbuhan panjangnya dapat diperlihatkan pacta Gambar2. Dari Gambar 2 dapat diperlihatkan bahwa, asam humat dapat mempengaruhi pertumbuhan panjang batang, daun daD akar tanaman pactakacang hijau. Persentase pertumbuhan tersebut sangat signifikan dari perlakuan 3 hari hingga 6 hari. Temyata setelah pengamatan selama 6 hari pengaruh terbesar terjadi pacta bagian daun dan akar, dengan masing-masing persen pertumbuhan panjang adalah 270% daun sedangkan untuk akar sebesar401%.
.
Proslding Pertemuan dan Presentasi IImlah Penelitian Dasar IImu Pengetahuan dan Teknologl Nuklir P3TM-BATAN Yogyakarta, 7 -8 Agustus 2001
250
ISSN 0216-3128
Muzakky,dkk
KESIMPULAN Berdasarkan basil analisis kimia, asam humat sangat potensial sebagai sumber unsur makro daD mikro nutrisi tanaman. Kandungan unsur makro nutrisi Na, K, Ca daD Mg untuk silaut IV masing masing adalah 28,91 :i: 0,21 ; 1,436 :i: 0,22 ; 12,961 :i: 0,14 daD 16,750 :i: 0,21 fig/gram, kemudian disusul N yang berkisar antara 0,92 % 1,72 %. Sedangkan untuk unsur mikro nutrisi Fe, Cu daD Zn asam humat silaut IV masing-masing sebesar0,013 :i: 0,02; 0,034:i: 0,02; dan 0,01 :i: 0,01 fig/gram. Aplikasi terhadap tanaman kacang hijau yang ditanaln secara hidroponik, setelah pengamatan selama 6 hari dapat mempengaruhi pertumbuhan bagian daun daD akar, dengan masingmasing persen pertumbuhan panjang adalah 270 %
daun sedangkan untuk akar sebesar 401 %. Sementara itu pertumbuhan batang hanya 11O%.
DAFT AR PUSTAKA I.
2.
3. 4.
5.
6.
7.
LOBARTINI., J.C ET AL., The geochemical nature and agricultural importance of commercialhumic matter,The Scienceof the Total Environment.,p.I-15, v.113., Elsevier SciencePublishersBV., Amsterdam.,(1992). NALDRIGHI.,M.M., "Effect of humic acids extracted from mined lignite or composted vegetable residues on plant growth and soil microbial populations".,Composetsciences& Utilization., vol.3., no.30-38,p.30-38.,(1995). TAN, KH., "Principles of Soil Chemistry". MarcelDekker,Inc., New York, (1993). SCHIMITZER, M., "Binding of humic substance by soil mineral colloids", 78-103, (1986). WINNER,R.W., "Bioaccumulation and toxicity of Cu as affectedby interactionbetweenhumic acid and water hardness",WaterRes,19,449455,(1985). KIM, J.I., and Czerwinski, KR., "Complexationofions withhumicacid" : Metal ion chargeneutralizationmodel", Radiochimica Acta 73,5-10,(1996). GERSE, J, at all, "Application ofhumicacid'! and their derivatives-inenvironmental pollutant control"., ElsevierScienceB.V, p.1297-1301, (1994).
TANYAJAWAB BusronM. -Apakah
sudah diperhitungkan nilai ekonomisnya
dibandingkan dengan pupuk organik/ alami lainnya terutama terhadap produk hidroponik.
Muzaky -Be/um -Terhadap produk hidroponik be/urn, tetapi pene/itian terhadappertumbuhan daun, batang dan akar sangat memuqskanjadi produk asam menurut saya sangat bersaing dengan produk hidroponiklain. .. Sudarmadji -Aplikasi untuk tanaman kacang hijau terhadap hasil biji bagaimana. Apa bertambah banyak, atau tetap. Misal untuk luas tanaman I ha, menghasilkan kacang hijau berapa ton
Muzaky -Terhadap bijinya tetap, tetapi terhadapbatang, daun don akar, kacanghijau tumbuhpesat. -pene/itian ini be/urnsampai untuk hasi/panen Sabat Simbolon -Bagaimana menganalisis nitrogen pada cuplikan tanah gambut -Apakah asam humat di Kalimantan berbeda dengan asam humat di tempat lain Muzaky -Analisis
'. nitrogen menggunakan caral metoda
Kjeldahl. -Berbeda, tergantung : tingkat humifikasi, sifat genesis tanah dan letak geografi tanah.
Prosldlng Pertemuan dan Presentasilimiah Penelitian Dasar IImu Pengetahuan dan Teknologl Nuklir P3TM-BATAN Yogyakarta, 7 -8 Agustus 2001
