TINJAUAN PUSTAKA
Unsur Hara Fosfor Terdapat dua bentuk fosfor dalam tanah, yakni fosfor anorganik dan fosfor organik. Sumber utama fosfat anorganik adalah hasil pelapukan dari mineralmineral apatit, dari pupuk-pupuk buatan dan dekomposisi bahan organik. Sebagian besar fosfat anorganik tanah berada dalam persenyawaan kalsium (Ca-P), Alumunium (Al-P), dan besi (Fe-P) yang semuanya sulit larut di dalam air. Fosfor organik tanah berada dalam tiga grup senyawa, yaitu : fitin dan turunannya, asam nukleat, dan fosfolipida. Kadar fosfor organik tanah dijumpai lebih besar pada lapisan tanah atas (top soil) dibandingkan dengan lapisan tanah bawah (sub soil). Hal ini terjadi karena pada lapisan atas terdapat penumpukan sisa-sisa tanaman atau bahan organik (Damanik et al., 2010). Bentuk ion fosfat pada tanah-tanah masam akan bereaksi dengan Fe, Al, dan Mn membentuk senyawa tidak larut (terfiksasi atau teradsorpsi secara kuat dan mengendap) dan tidak tersedia bagi tanaman. Sebaliknya pada tanah-tanah alkalin (pH tinggi), Ca dan Mg bereaksi dengan P, sehingga P juga kurang tersedia (Tisdale et al, 1985). Tanaman sebagian besar menyerap hara fosfat dalam bentuk ion orthofosfat primer yaitu H2PO4- dan orthofosfat sekunder (HPO42-). Kemasaman tanah (pH) sangat mempengaruhi keberadaan dari masing-masing bentuk ion tersebut. Pada tanah-tanah di daerah tropis, bentuk ion H2PO4- lebih banyak dijumpai daripada bentuk yang lain.
Universitas Sumatera Utara
Besarnya kemampuan tanaman dalam menyerap P dipengaruhi oleh berbagai faktor, antara lain : jumlah liat, tipe liat, waktu aplikasi, aerasi, pemadatan, kandungan air tanah, status P tanah, temperatur, hara lain, kemasaman tanah, dan jenis tanaman (Winarso, 2005). Setelah diserap oleh akar, P ditransportasikan ke bagian tanaman lain yang membutuhkan. Tanaman menyimpan hara fosfat dalam jumlah kecil dari total yang diserap oleh akar, oleh karena itu fosfat di dalam tanah harus berada dalam jumlah besar. Tanaman yang tidak mampu menyerap P dalam jumlah optimal akan terhambat pertumbuhannya. Untuk tanaman semusim, misalnya gandum, warna daun tua yang hijau gelap dan ungu merupakan gejala defisiensi P. Defisiensi P tidak hanya mempengaruhi pertumbuhan tanaman tapi juga menghambat pembentukan buah dan biji (Johnston, 2000). Di dalam tubuh tanaman fosfor memberikan peranan yang sangat penting dalam beberapa hal, yaitu : sebagai pembawa dan penyimpanan energi dalam bentuk ATP, berperan dalam fotosintesis dan respirasi, pembelahan dan pembesaran sel, pembentukan lemak dan albumin, pembentukan bunga, buah, dan biji, merangsang perkembangan akar, dan meningkatkan ketahanan tanaman terhadap hama dan penyakit (Winarso, 2005; Damanik et al., 2010). Tanah Andisol Konsepsi pokok dari Andisol (ando, hitam) adalah tanah-tanah yang gembur, ringan dan porous, tanah bagian atasnya berwarna gelap/hitam, berteksur sedang (lempung, lempung berdebu), terasa licin seperti sabun (smeary) apabila dipirik, dan secara khusus terbentuk dari bahan piroklastik yang kaya gelas volkan (Subagyo et al., 2000).
Universitas Sumatera Utara
Andisol merupakan tanah yang memiliki sifat yang khas yang tidak dimiliki oleh tanah lain. Sifat khas tersebut meliputi sifat morfologi, mineralogi, dan fisika tanah. Secara morfologi Andisol memiliki warna gelap sampai hitam yang sangat tebal pada lapisan atasnya. Hal ini disebabkan oleh kandungan bahan organik yang tinggi. Andisol didominasi oleh liat amorf atau liat kristalin yang terdiri atas alofan dan imogolit yang merupakan hasil hancuran iklim dari gelas vulkanik. Di samping itu fraksi koloidal tanah Andisol mengandung hidrat silika dan alumina yang bersamaan dengan alofan dan imogolit mengakibatkan tesedianya banyak permukaan yang reaktif (Tan, 1984). Data analisis Andisol dari berbagai wilayah menunjukkan bahwa Andisol memiliki tekstur yang bervariasi dari berliat sampai berlempung kasar. Namun sebagian besar tergolong berlempung halus sampai berlempung kasar. Reaksi tanah umumnya agak masam. Kandungan bahan organik lapisan atas sedang sampai tinggi, dan lapisan bawahnya umumnya rendah dengan rasio C/N rendah. kandungan P dan
K potensial bervariasi dari rendah sampai tinggi
(Subagyo et al., 2000). Fosfor merupakan unsur yang menjadi faktor pembatas paling utama pada tanah Andisol karena suplainya sangat rendah. Unsur P dierap sangat kuat oleh mineral Al dan Fe nonkristalin yang menyebabkan P menjadi tidak tersedia bagi tanaman. Hal tersebut dikenal dengan istilah retensi P (Shoji and Takahasi, 2002). Andisol memiliki kapasitas retensi fosfat yang tinggi dan biasanya memiliki retensi fosfat >85% (Neall, 2009). Retensi fosfat organik pada tanah Andisol terjadi karena adanya pertukaran ligan yaitu ligan humus dengan ligan fosfat, sehingga terjadi pengikatan Al-fosfat yang berakibat dalam pembebasan
Universitas Sumatera Utara
asam humik. Senyawa-senyawa organik yang bebas akan terdekomposisi cepat (Nanzyo, 2002). Sedangkan menurut Tan (1984), retensi fosfat melalui reaksi jembatan kemungkinan yang lebih besar daripada pertukaran ligan. Jumlah Fosfat yang dapat diretensi dipengaruhi oleh pH tanah dan kandungan Al dan Fe bebas. Umumnya dapat dilihat bahwa retensi fosfat akan menurun dengan meningkatnya pH. Ketersediaan P optimum pada kisaran pH 6-7. Pada pH di bawah 5,6 kelarutan Fe dan Al meningkat sehingga memfiksasi dan mengendapkan P larutan membentuk Al-P dan Fe-P (Syers et al., 2008). Tanah Ultisol Konsepsi pokok dari Ultisol adalah tanah-tanah berwarna merah kuning yang sudah mengalami proses hancuran iklim lanjut sehingga merupakan tanah berpanampang dalam sampai sangat dalam (>2m), menunjukkan adanya kenaikan liat dengan
bertambahnya kedalaman yaitu terbentuknya horixon bawah
akumulasi liat (disebut horizon B argilik), dengan reaksi agak masam sampai masam dengan kandungan basa-basa yang rendah (Subagyo et al., 2000). Ultisol tergolong tanah mineral masam yang mempunyai sebaran cukup luas. Di Indonesia, luas Ultisol diperkirakan sekitar 51 juta ha atau sekitar 29,7% dari luas daratan Indonesia. Di mana sekitar 48,3 juta ha atau sekitar 95% berada di luar Pulau Jawa (Munir, 1996). Tanah ini sudah berkembang lanjut di bentang lahan yang tua dan stabil atau bahan induk yang terlapuk lanjut. Ultisol mempunyai tingkat pelapukan dan pembentukan yang berjalan cepat pada daerah-daerah yang beriklim humid dengan suhu dan curah hujan yang
tinggi. Hal ini menunjukkan bahwa
Ultisol telah mengalami proses pencucian paling akhir sehingga menyebabkan
Universitas Sumatera Utara
tingkat kejenuhan basa yang sangat rendah dan kadar mineral lapuknya juga sangat rendah. Karena itu Ultisol miskin secara fisik dengan adanya horizon argilik
yang
membatasi
pertumbuhan
dan
penetrasi
akar
tanaman
(Munir, 1996; Sutanto, 2005). Dari data analisis tanah Ultisol dari berbagai wilayah di Indonesia menunjukkan bahwa tanah tersebut memiliki ciri reaksi tanah sangat masam (pH 4,1-4,8). Kandungan bahan organik lapisan atas yang tipis (8-12 cm), umumnya rendah sampai sedang. Rasio C/N tergolong rendah (5-10). Kandungan N, P, dan K yang bervariasi sangat rendah, baik lapisan atas maupun lapisan bawah. Jumlah basa-basa tukar rendah, kandungan K-dd hanya berkisar 0-0,1 me/100 (Subagyo et al., 2000). Selain itu Ultisol juga mempunyai kendala kemasaman tanah, kejenuhan Al-dd tinggi, kapasitas tukar kation (KTK) rendah (< 24 cmol/kg tanah), kandungan nitrogen, fosfor, dan kalium yang rendah serta sangat peka terhadap erosi (Munir, 2005). Kadar Al yang tinggi dapat menjadi racun bagi tanaman dan menyebabkan fiksasi P (Hardjowigeno, 1993). Pupuk SP-36 Sumber utama pupuk fosfat saat ini adalah batuan fosfat. Sumber lain adalah tepung tulang. Deposit batuan fosfat tersebar di berbagai belahan dunia. Amerika Serikat, Maroko, China, dan Tunisia merupakan negara-negara dengan deposit fosfat terbesar di dunia. Untuk menghasilkan pupuk fosfat, batuan fosfat diasamkan dengan berbagai bahan seperti asam sulfat, asam nitrat, atau asam hidroklorit (Tisdale et al., 1985).
Universitas Sumatera Utara
SP-36 merupakan jenis pupuk fosfat tunggal yang mengandung 36% P2O5. Pupuk ini dibuat melalui pengasaman batuan fosfat dengan H2SO4 dan memiliki rumus kimia Ca(H2PO4)2 (Damanik dkk, 2009). SP-36 merupakan pupuk yang disubsidi oleh pemerintah di Indonesia. Penggunaan pupuk SP-36 di Indonesia terus mengalami peningkatan dari tahun ke tahun. Menurut Dirjen Pertanian (2012), jumlah permintaan pupuk SP-36 pada tahun 2011 di sektor pertanian mencapai angka 1.000.000 ton dan diproyeksi akan terus mengalami peningkatan. Keterangan mengenai spesifikasi, sifat dan ciri-ciri SP-36 dapat dilihat pada tabel : Spesifikasi
Kandungan
Kadar P2O5 total Kadar P2O5 larut Asam Sitrat Kadar P2O5 larut dalam air Kadar air Kadar Asam Bebas sebagai H3PO4
minimal 36% minimal 34% minimal 30% maksimal 5% maksimal 6%
Sifat dan Ciri
Kriteria
Bentuk Warna Higroskopitas Kelarutan dalam air
butiran abu-abu tidak higroskopis mudah larut
Efisiensi Pemupukan Pengertian efisien dalam produksi merupakan perbandingan antara output dan input, berkaitan dengan tercapainya output maksimum dengan sejumlah input. Marhasan (2005) menjelaskan bahwa efisiensi berhubungan dengan pencapaian output maksimum dari penggunaan sumber daya tertentu. Jika output yang dihasilkan lebih besar dibandingkan input yang digunakan berarti tingkat efisiensinya lebih tinggi.
Universitas Sumatera Utara
Efisiensi pemupukan atau efisiensi penggunaan hara (nutrient use efficiency) dapat diartikan sebagai kemampuan genotip atau varietas tanaman tertentu untuk menyerap hara dari tanah dan mengubah hara tersebut menjadi komponen – komponen tanaman (akar, batang, daun) serta produksi (biji dan buah) (Baligar et al., 2001; Roberts, 2006). Ada beberapa pendekatan yang umum digunakan dalam menghitung efisiensi pemupukan (Dobermann, 2007), yaitu : − Efisiensi Serapan Merupakan kemampuan tanaman dalam menyerap pupuk yang diberikan. Efisiensi serapan bergantung pada keseimbangan antara kebutuhan tanaman dengan hara yang dilepas oleh pupuk dan dipengaruhi beberapa faktor, yaitu : metode aplikasi pupuk (jumlah, waktu, bentuk, dan lokasi/tempat) dan faktor lain yang mempengaruhi kebutuhan nutrisi tanaman (genotip/varietas, iklim, kerapatan tanaman, dan cekaman biotik dan abiotik) − Efisiensi Fisiologis Merupakan kemampuan tanaman untuk mengubah hara yang diserap dari pupuk untuk menghasilkan produk (buah, biji, dll). Sangat tergantung dari genotip/varietas tanaman, iklim, dan faktor pengelolaan. Efisiensi Fisiologis yang rendah mengindikasikan pertumbuhan tanaman yang tidak optimal (disebabkan kekurangan unsur hara, cekaman kekeringan, unsur beracun, hama, dll). − Efisiensi Agronomis Merupakan peningkatan produk yang dihasilkan per jumlah pupuk yang ditambahkan.
Universitas Sumatera Utara
Dipengaruhi berbagai faktor, antara lain faktor pengelolaan, genotip/varietas tanaman, serta faktor biotik dan abiotik lainnya. Tanaman Jagung (Zea mays L.) Jagung sampai saat ini masih merupakan komoditi strategis kedua setelah padi karena di beberapa daerah, jagung masih merupakan bahan makanan pokok kedua setelah beras. Jagung juga mempunyai arti penting dalam pengembangan industri di Indonesia karena merupakan bahan baku untuk industri pangan maupun industri pakan ternak. Dengan semakin berkembangnya industri pengolahan pangan di Indonesia maka kebutuhan akan jagung akan semakin meningkat pula. Dengan berkembangnya jagung hibrida, petani cenderung menggunakan pupuk lebih banyak dari yang direkomendasi. Karena itu sudah selayaknya jumlah pupuk yang digunakan oleh para petani harus berdasarkan jumlah pupuk yang diperlukan tanaman untuk mencapai hasil sesuai potensi hasil varietas yang digunakan (Bakhri, 2007). Upaya peningkatan produksi jagung, baik melalui intensifikasi maupun ekstensifikasi, selalu diiringi oleh penggunaan pupuk, terutama pupuk anorganik, untuk memenuhi kebutuhan hara tanaman. Pada prinsipnya, pemupukan dilakukan secara berimbang, sesuai kebutuhan tanaman dengan mempertimbangkan kemampuan tanah menyediakan hara secara alami, keberlanjutan sistem produksi, dan keuntungan yang memadai bagi petani. Pemupukan secara berimbang dan rasional merupakan kunci utama keberhasilan peningkatan produktivitas jagung. Kadar unsur hara di dalam tanah, jenis pupuk/hara yang sesuai, dan kondisi lingkungan fisik, khususnya pedo-
Universitas Sumatera Utara
agroklimat, merupakan faktor penting perlu diperhatikan dalam mencapai produktivitas optimal tanaman. Analisis kimia tanah merupakan informasi yang dapat membantu dalam mengevaluasi kondisi tanah bagi pertumbuhan tanaman (Akil dan Hadijah dalam Litbang, 2010). Selain takaran dan bentuk pupuk, waktu dan cara pemupukan juga berperan penting dalam meningkatkan efisiensi penggunaan pupuk. Waktu dan cara pemberian pupuk berkaitan erat dengan laju pertumbuhan tanaman di mana hara dibutuhkan oleh tanaman dan kehilangan pupuk (dapat terjadi melalui proses pencucian, penguapan, dan fiksasi). Hara N banyak menguap dan tercuci, hara K banyak tercuci, sedangkan hara P terfiksasi di dalam tanah. Pupuk P sebaiknya diberikan semuanya pada awal tanam, karena memberikan hasil yang sama dengan pemberian secara bertahap. Pemberian P secara larik lebih efektif dibanding secara tugal Pemberian 60 kg P2O5/ha secara larik memberikan hasil yang setara dengan 120 kg P2O5 secara tugal (Syafruddin et al., dalam Litbang, 2010)
Universitas Sumatera Utara
