ISSN : 0854 – 641X
J. Agroland 17 (1) : 23 - 29, Maret 2010
PERUBAHAN SERAPAN NITROGEN TANAMAN JAGUNG DAN KADAR Al-dd AKIBAT PEMBERIAN KOMPOS TANAMAN LEGUM DAN NONLEGUM PADA INSEPTISOLS NAPU Changes In N Uptake By Maize Plant and Soil Exchangeable Aluminum Due To The Application Of Legume and Non – Legume Composts In Inceptisols Napu Isrun1) 1)
Jurusan Budidaya Pertanian, Fakultas Pertanian, Universitas Tadulako, Jl. Soekarno – Hatta Km 9 Palu 94118, Sulawesi Tengah Telp/Fax : 0451 – 429738. E-mail :
[email protected]
ABSTRACT The glass house experiment conducted was aimed at identifying changes in N uptake by maize plant and soil exchangeable aluminum at Inceptisol Napu. The experiment used a Randomized Block Design with treatments consisting of 10 t ha-1 compost of various types: n 0= with no compost (control), n a= cacao compost, nb= maize residue compost, n c= paddy straw compost, n d= johar compost, ne= gamal compost, and nf= ground nut residue compost. Each treatment was replicated three times. Sweet maize was used as a tested plant with parameters observed were: (1) soil pH, (2) soil Ntot, (3) Alexch, and (4) N uptake. Data were analysed using ANOVA in conjunction with Tukey’s honestly significant different test at 5% level. The experimental results showed that the compost significantly improved the soil chemical characteristics such as increasing soil pH and soil Ntot and N uptake, and decreasing Alexch. The N upatake by maize was also increased with the highest uptake found in the johar compost treatment. Key words : Compost, exchangeable aluminum (Alexch), inceptisol, legume, and nitrogen
PENDAHULUAN Penggunaan tanah marginal untuk kepentingan pertanian seperti pada sebagian besar Inceptisols dihadapkan pada beberapa masalah serius antara lain : derajat kemasaman yang tinggi, kadar bahan organik yang rendah, kekurangan unsur hara penting bagi tanaman, seperti N, P, Ca, Mg, dan Mo, serta tingginya kelarutan Al, Fe, dan Mn (Mokolobate dan Haynes, 2002 dalam Wahyudi, 2009). Hal ini mencerminkan rendahnya kualitas tanah tersebut yang pada gilirannya akan menghambat penampilan dan produksi tanaman. Diantara berbagai hara tanaman, nitrogen (N) termasuk yang paling banyak mendapat perhatian dan diteliti. Hal ini
disebabkan karena jumlahnya yang sedikit dalam tanah, sedangkan yang terangkut oleh tanaman berupa hasil panen setiap musim sangat banyak. Selain itu, unsur ini juga sering hilang karena pencucian dan penguapan, sehingga ketersediaannya dalam tanah untuk dapat diserap tanaman sangat kecil. Oleh karena itu, pengawetan dan pengendalian unsur ini sangatlah penting (Purwono dan Harsono, 2005). Aluminium juga telah lama diketahui sebagai salah satu faktor pembatas utama pertumbuhan dan perkembangan akar pada tanah-tanah masam yang menyebabkan tanaman tidak dapat menjangkau cukup volume tanah untuk penyerapan hara dan air yang dibutuhkan (Cahyani, 1996). Keracunan aluminium dimulai dengan terganggunya pertumbuhan akar 23
sehingga serapan hara oleh tanaman akan sangat terganggu, dan terhambatnya translokasi unsur–unsur hara pada tanaman (Bates dan Lynch, 2001). Salah satu alternatif yang dapat dilakukan untuk mengatasi persoalan defisiensi hara pada tanah mineral masam berkadar Al tinggi adalah melalui penambahan bahan organik (Hairiah et al., 2000). Namun penambahan bahan organik segar tersebut haruslah memperhatikan kualitasnya. Jenis tanaman yang banyak digunakan sebagai pupuk hijau adalah jenis atau family leguminosa. Jenis tanaman ini memiliki bintil akar yang dapat menambat nitrogen (N) bebas dengan bantuan bakteri rhizobium. Hal ini menguntungkan, baik dalam akumulasi nitrogen (N) dalam tanah maupun dalam peningkatan kandungan nitrogen (N) bagi pertumbuhan tanaman. Selain itu, tanaman legum baik digunakan sebagai bahan organik karena memiliki nisbah C/N yang rendah jika dibandingkan dengan tanaman nonlegum dengan nisbah C/N jauh lebih tinggi, yang menyebabkan proses pendekomposisian lebih lama dan proses mineralisasi hara lebih lambat dari tanaman legum. Dalam upaya pemanfaatan Inseptisols, tanaman jagung terpilih sebagai tanaman percobaan. Hal ini disebabkan karena perhatian pemerintah terhadap tanaman ini cukup besar yaitu dengan dilaksanakannya ekstensifikasi pertanian, terutama ditujukan pada lahan-lahan kering bereaksi masam (Barber, 1994 dalam Amelia, 2007). Berdasarkan hal tersebut di atas, maka dianggap perlu untuk melakukan percobaan mengenai perubahan serapan Nitrogen (N) tanaman jagung dan kadar Aldd akibat pemberian kompos tanaman legum dan nonlegum yang diaplikasikan pada lahan yang memiliki reaksi masam seperti Inseptisol yang berasal dari daerah Napu. BAHAN DAN METODE Percobaan dilaksanakan pada bulan Mei sampai dengan November 2009, dengan lokasi pengambilan sampel di Desa Wanga, 24
Kecamatan Lore Utara, Kabupaten Poso, Propinsi Sulawesi Tengah. Percobaan dilakukan di Green House Fakultas Pertanian dan analisis tanah dan tanaman dilakukan di Laboratorium Ilmu Tanah, Fakultas Pertanian, Universitas Tadulako, Palu. Peralatan yang digunakan meliputi adalah alat perajang bahan organik, karung pengomposan, pipa sirkulasi udara selama pengomposan, pengaduk, sekop, pollybag, ember, kantong plastik dan alat tulis menulis. Bahan yang digunakan adalah seresah tanaman tanaman legum (Johar, Gamal dan tanaman Kacang tanah) dan nonlegum (kulit buah Kakao, seresah Jagung, dan jerami Padi), larutan EM4, gula, dedak padi, pupuk KCl (sebagai sumber K) dan pupuk SP18 (sebagai sumber P2O5) yang digunakan sebagai pupuk dasar, serta air untuk membuat larutan EM4. Penelitian disusun dengan Rancangan Acak Kelompok (RAK) pola sederhana dengan dosis kompos untuk masing-masing perlakuan adalah 10 t/ha. Perlakuan yang diberikan meliputi : n0 = Tanpa Perlakuan (Kontrol); na = Kompos kulit buah Kakao ; nb = Kompos seresah Jagung; nc = Kompos jerami Padi : nd = Kompos Johar ; ne = Kompos Gamal dan nf = Kompos Kacang tanah. Setiap perlakuan diulang 3 kali sehingga terdapat 7 × 3 = 21 satuan percobaan. Sebagai tanaman uji digunakan tanaman jagung manis. Varibel respons yang diamati: (1) pH; (2) N-total tanah; (3)Al-dd dan (4) serapan N tanaman jagung manis. Data variabel respons pada setiap percobaan dianalisis berdasarkan anova dengan uji lanjutannya adalah Beda Nyata Jujur (BNJ) pada taraf α = 5 %. HASIL DAN PEMBAHASAN Karakteristik Inseptisols Napu Hasil analisis contoh tanah Inceptisols asal Napu sebelum perlakuan diperoleh pH H2O 4,72 dan pH KCl 3,78 tergolong masam, C-organik sangat rendah (0,43%), N-total rendah (0,17me/100g), C/N 24
sangat rendah (2,53), KTK tergolong sedang (24,01me/100g), kadar Aldd 1,25 me/100gram, kation basa yang beragam dari rendah hingga sangat rendah yakni Ca (2,42), Mg (0,24), K (0,20), dan Na (0,13). Sedangkan kejenuhan Al (27,11%) tergolong sedang. Sedangkan tekstur contoh tanah tergolong lempung berpasir. (Laboratorium Ilmu Tanah Faperta Untad, 2009). Komposisi Kimia Kompos Hasil analisis kompos mempunyai komposisi kimia yang beragam seperti pada Tabel 1. Berdasarkan hasil tersebut di bawah, dapat diketahui bahwa kandungan nitrogen (N) pada masing-masing kompos tersebut masih berada di atas nilai kritisnya sehingga dapat segera termineralisasi. Menurut Stevenson (1994) bahwa agar segera dapat terjadi mineralisasi maka kadar nitrogen (N) dalam bahan kompos harus lebih tinggi dari nilai kritisnya yaitu antara 1,5 % sampai 2,5 %. Lebih lanjut Janzen dan Kucey (1988) dalam
Wahyudi (2009) mengemukakan bahwa nilai kritis kadar nitrogen (N) adalah sekitar 1,9 % sampai 1,1 %, bila kadar nitrogen (N) berada di bawah nilai kritis tersebut maka akan terjadi imobilisasi. Berdasarkan nilai kritis N dan rasio C/N masing-masing kompos yang digunakan, diketahui bahwa kompos dari tanaman legum memiliki rasio C/N yang lebih rendah dari pada kompos dari tanaman nonlegum. Namun demikian, secara keseluruhan keenam jenis kompos yang digunakan dalam penelitian ini mudah mengalami mineralisasi sehingga diharapkan akan mudah melepaskan senyawa–senyawa yang dikandungannya guna memperbaiki kualitas Inseptisols. Perubahan Reaksi Tanah (pH) Hasil sidik ragam reaksi (pH) tanah menunjukkan bahwa pemberian kompos tanaman legum dan nonlegum berpengaruh sangat nyata terhadap peningkatan pH tanah. Perubahan pH tanah yang berbeda nyata akibat pemberian kompos disajikan pada Gambar 1.
Tabel 1. Komposisi Kimia Kompos No Jenis Kompos
pH Tanah
1. 2. 3. 4. 5. 6.
C – Org 41,79 43,43 47,45 47,01 43,08 42,23
Kakao Seresah Jagung Johar Gamal Jerami Padi Kacang Tanah 5.5 5.4 5.3 5.2 5.1 5 4.9 4.8
N – Total 4,59 4,87 5,79 5,62 4,60 4,91 bc
b
Parameter (%) P 0,019 0,021 0,024 0,026 0,021 0,023 d
bc
K 0,20 0,23 0,26 0,25 0,20 0,23
C/N Rasio 9,10 8,91 8,20 8,36 9,37 8,60
c
c
a
Kontrol Kakao Seresah Jerami Johar Gamal Kacang Jagung Padi Tanah
Jenis Kompos Gambar 1. Perubahan pH Tanah Akibat Pemberian Kompos Tanaman Legum dan Nonlegum
25
Peningkatan pH tertinggi dicapai pada pemberian kompos Johar (5,40) yang diikuti pemberian kompos Gamal dan Kacang tanah (5,30), pemberian kompos seresah Jagung dan jerami Padi (5,26), dan pemberian kompos kulit buah Kakao (5,19), sedangkan pada perlakuan tanpa pemberian kompos (kontrol) (5,06) hampir tidak mengalami kenaikan. Hal ini berkaitan erat dengan komposisi kimia dari masing-masing kompos yang diberikan. Kompos yang memiliki C/N lebih rendah akan mudah terdekomposisi yang selanjutnya akan melepaskan basa-basa yang dikandung oleh bahan organik tersebut. Keberadaan kation-kation basa dapat meningkatkan konsentrasi ion OH- dan pada akhirnya akan meningkatkan pH tanah. Stevenson (1994) menyatakan bahwa bahan organik yang telah terdekompisisi dapat meningkatkan aktivitas ion OH- yang bersumber dari gugus karboksil (-COOH) dan gugus hidroksil (OH-). Ion OH- akan menetralisir ion H+ yang berada dalam larutan tanah. Lebih lanjut Brady dan Weil (2002) menjelaskan bahwa naik turunnya pH tanah merupakan fungsi ion H+ dan OH-, jika konsentrasi ion H+ dalam larutan tanah naik,
N Total (%)
0.25 0.2
b
b
maka pH akan turun dan jika konsentrasi ion OH- naik maka pH akan naik Menurut Buckman dan Brady (1982); Isrun (2006) bahwa pengaruh pemberian bahan organik mampu menurunkan kemasaman tanah sehingga dapat menaikan nilai pHnya. Hal ini disebabkan oleh ion H+ yang terdapat dalam tanah mengalami penurunan, disamping itu pengendapan Al3+ sebagai salah satu faktor penyebab kemasaman tanah dapat dikurangi. Perubahan Kadar N-total Berdasarkan sidik ragam kadar N-total tanah menunjukkan bahwa pemberian kompos baik dari tanaman legum maupun nonlegum, berpengaruh sangat nyata terhadap kadar N-total. Pada Gambar 2 dapat dilihat perlakuan jenis kompos yang berbeda memberikan pengaruh yang berbeda nyata terhadap N-total tanah Inceptisols. Kadar N-total tertinggi dicapai pada pemberian kompos johar, Gamal, Kacang tanah dan Seresah Jagung masing-masing 0,22%, yang diikuti pemberian kompos jerami Padi dan Kulit buah Kakao masingmasing 0,21%. Sedangkan perlakuan tanpa penambahan kompos (kontrol) yakni 0,16 % memiliki kadar N-total yang paling rendah.
b
b
b
Kontrol Kakao Seresah Jerami Jagung Padi
Johar
Gamal
a
b
0.15 0.1 0.05 0
Jenis Kompos
Kacang Tanah
Gambar 2. Perubahan Kadar N-Total Tanah Akibat Pemberian Kompos Tanaman Legum dan Nonlegum.
26
26
Perubahan kadar N-total tersebut dapat disebabkan oleh kandungan N-total dalam kompos yang diberikan. Menurut Hasanudin (2003) bahwa bahan organik yang terdekomposisi akan menghasilkan sejumlah protein dan asam-asam amino yang terurai menjadi ammonium (NH4+) atau nitrat (NO3-) yang merupakan penyumbang terbesar nitrogen (N) dalam tanah. Lebih lanjut Brady dan Weil (2002) menyatakan bahan organik (kompos) merupakan salah satu sumber N, P, dan S. Perubahan Aldd Hasil sidik ragam menunjukkan bahwa pemberian kompos dari tanaman legum dan nonlegum memberikan pengaruh yang sangat nyata terhadap penurunan Aldd. Pada Gambar 3 dapat dilihat perlakuan kompos tanaman legum dan non legum memberikan pengaruh yang berbeda nyata terhadap Perubahan Aldd tanah Inceptisols. Penurunan kadar Aldd tertinggi dicapai pada pemberian kompos Johar (0,24), yang diikuti pemberian kompos Gamal (0,34), pemberian kompos Kacang tanah, seresah Jagung dan jerami Padi (0,35), dan pemberian 0.5
kompos kulit buah Kakao (0,38), sedangkan perlakuan tanpa penambahan kompos (Kontrol) (0,48), hampir tidak mengalami penurunan. Perubahan Aldd akibat adanya sejumlah senyawa organik dari hasil dekomposisi kompos legum maupun non legum yang mempunyai kemampuan mengikat Aldd membentuk ikatan organo kompleks yang sukar larut sehingga menyebabkan aktivitas Al menjadi menurun. Wahyudi (2009) menyatakan bahwa hasil dekomposisi bahan organik yakni humus yang banyak mengandung asam-asam organik yang dapat mengikat aluminium menjadi ikatan organo kompleks (khelat) yang menyebabkan turunnya aktivitas aluminium. Asam-asam organik tersebut bertindak sebagai ligan organik. Asam-asam organik dari hasil dekomposisi ini akan menghasilkan muatanmuatan negatif yang dapat mengikat aluminium membentuk suatu ikatan komplek logam organik. Lebih lanjut dijelaskan bahwa senyawa kompleks terbentuk bila terjadi ikatan koordinasi antara senyawa organik dengan ion Al yang sifatnya tidak larut sehingga Al dapat ditekan.
c b
0.4
b
b b
Nilai Aldd (me/100gram)
0.3
b
a
0.2 0.1 0 Kontrol
Kakao
Seresah Jagung
Jerami Padi
Johar
Gamal
Kacang Tanah
Jenis Kompos
Gambar 3. Perubahan Aldd Tanah Akibat Pemberian Kompos Tanaman Legum dan Nonlegum
27
Perubahan Serapan Nitrogen (N) Oleh Tanaman Jagung pada Inseptisols Napu Akibat Pemberian Kompos Hasil sidik ragam serapan nitrogen (N) oleh tanaman Jagung menunjukkan bahwa pemberian kompos legum maupun non legum sangat nyata pengaruh terhadap serapan nitrogen (N) tanaman jagung. Aplikasi jenis kompos memberikan pengaruh yang berbeda nyata terhadap perubahan serapan nitrogen (N) seperti pada Gambar 4. Peningkatan serapan N tertinggi dicapai pada pemberian kompos Johar (0,21 g/tanaman), yang diikuti oleh pemberian kompos Gamal (0,20 g/tanaman), pemberian kompos Kacang tanah dan seresah Jagung (0,16 g/tanaman), pemberian kompos jerami Padi (0,14g/tanaman), dan pemberian kompos kulit buah Kakao (0,12g/tanaman). Sedangkan serapan nitrogen (N) terendah terjadi pada perlakuan tanpa pemberian kompos (0,10 g/tanaman). Peningkatan serapan nitrogen (N) tanaman dapat disebabkan oleh meningkatnya ketersediaan nitrogen (N) dalam tanah yang bersumber dari bahan organik kompos. Sejalan dengan hasil penelitian Darman (2006) bahwa pemberian kompos sangat berpengaruh terhadap peningkatan konsentrasi N, P, dan K tanaman. Lebih lanjut Wahyudi
(2009), melaporkan bahwa peningkatan serapan N tanaman ada keterkaitan dengan peningkatan berat kering tajuk, perbaikan perkembangan akar tanaman, dan peningkatan ketersediaan N tanah. Peningkatan perkembangan tanaman (berat kering tajuk dan berat kering akar) memiliki hubungan dengan perbaikan kondisi tanah. Hal tersebut akan menyebabkan peningkatan kemampuan akar tanaman untuk menyerap air dan unsur hara N dalam tanah yang pada gilirannya akan menunjang peningkatan perkembangan bagian tanaman di atas permukaan tanah. KESIMPULAN Berdasarkan hasil percobaan mengenai perubahan serapan nitrogen (N) tanaman jagung dan kadar Aldd akibat pemberian kompos tanaman legum dan non legum pada Inseptisols Napu, maka dapat disimpulkan bahwa Pemberian kompos dari tanaman legum dan nonlegum dapat memperbaiki sifat kimia (peningkatan ketersediaan nitrogen (N), kenaikan pH, penurunan Aldd tanah Inceptisols serta peningkatan serapan nitrogen (N) tanaman Jagung. Penurunan kadar Aldd tanah Inceptsols dan serapan hara nitrogen (N) tanaman jagung tertinggi dicapai pada pemberian kompos legum johar.
0.25 b
Nilai Serapan (g/T anaman)
0.2 0.15
a a
a
K ontrol
K akao
b
a
a
0.1 0.05 0 Jagung
Jerami Padi
Johar
J enis K ompos
Gamal
K acang T anah
Gambar 4. Perubahan Serapan Nitrogen (N) oleh Tanaman Jagung Akibat Pemberian Kompos Tanaman Legum dan Nonlegum 28
28
DAFTAR PUSTAKA Amelia, R, 2007. Tingkat Serapan Hara N, P, dan K Tanaman Jagung Manis (Zea mays saccharata Sturt) Pada Tanah Mineral Masam (Oxic Dystrudepts) Akibat Pemberian Ekstrak Kompos Limbah Buah Kakao dan Pupuk P. Skripsi Fakultas Pertanian Universitas Tadulako, Palu. Bates, T.R. and J.P. Lynch, 2001. Root Hairs Confer a Competitive Advantage Under Low Phosphorus Availability. Plant and Soil 236: 243-250. Brady, N.C. and R.R. Weil, 2002. The Nature and Properties of Soils. 31th ed. Prentice-Hall, Upper Saddle River, New York. 511 p. Buckman, H.O. and N.C. Brady, 1982. The Nature and Properties Of Soils. Diterjemahkan Oleh Soegiman, 1986. Ilmu Tanah. Bhatara Karya Aksara, Jakarta Cahyani, V.R., 1996. Pengaruh Inokulasi Mikorisa Veskular Arbuskular dan Perimbangan Takaran Kapur dengan Bahan Organik Terhadap Pertumbuhan Tanaman Jagung Pada Tanah Ultisol Kentrong. Tesis S2 PPS-UGM, Yogjakarta. 131 h. Darman, S. 2006. Efisiensi Serapan Fosfat dan Pengaruh Komponen Beberapa Sifat Kimia Tanah Terhadap Hasil Tanaman Kedelai Akibat Pemberian Ekstrak Kompos Dan Pupuk Fosfat Pada Oxic Dystrudepts. J. Agrisains 7(2): 86-93. Hairiah, K, Widianto, S.R. Utami, D. Suprayogo, Sunaryo, S.M. Sitompul, B. Lusiana, R. Mulia, Meine van Noordwijk dan G. Cadish, 2000. Pengelolaan Tanah Masam Secara Biologi: Refleksi Pengalaman dari Lamping Utara. ICRAF. 311 h. Hasanudin, 2003. Peningkatan Serapan N dan P serta Hasil Tanaman Jagung melalui Inkubasi Mikoriza, Azotobakter dan Bahan Organik pada Ultisol. Jurnal Ilmu-ilmu Pertanian Indonesia, Bengkulu, 5 (2) : 83-89. Isrun , 2006. Pengaruh Dosis Pupuk P dan Jenis Pupuk Kandang Terhadap Beberapa Sifat Kimia tanah, Serapan P dan hasil Jagung Manis (zea mays var. saccharata sturt) Pada Inceptisols Jatinangor. J. Agrisains Vol, 7 No.1: 9-17. Laboratorium Ilmu Tanah Faperta Untad, 2009. Hasil Analisis Tanah Awal Purwono dan Harsono B., 2005. Pengaruh Kompos Sampah Kota dan Pupuk Kandang Sapi Terhadap Sifat Kimia Tanah dan Hasil Tanaman Jagung manis (Zea mays sacchrata) pada Fluentik Destrudepts Asal Jati Nangor Kabupaten Sumedang. http://www.smaker1-tomohon.org/forum/index.php?topic=316.0 Stevenson, F.J., 1994. Humus Chemistry : Genesis, Composition and Reaction. John Willey and Sons, New York. 597 p. Wahyudi, I., 2009. Manfaat Bahan Organik Terhadap Peningkatan Ketersediaan Fosfor dan Penurunan Toksisitas Alumunium di Ultisol. Disertsi Program Pascasarjana Fakultas Pertanian Universitas Brawijaya, Malang.
29
