TINJAUAN PUSTAKA
Sifat dan Ciri Umum Inceptisol Inceptisol merupakan salah satu ordo tanah yang telah dikategorikan ke dalam sistem klasifikasi tanah USDA. Inceptisol adalah tanah yang belum matang (immature) yang perkembangan profil yang lebih lemah dibanding dengan tanah matang dan masih banyak menyerupai sifat bahan induknya. Tanah yang dapat memiliki epipedon okhrik dan horison albik seperti yang dimiliki tanah entisol juga yang menpunyai beberapa sifat penciri lain (misalnya horison kambik) tetapi belum memenuhi syarat bagi ordo tanah yang lain. Nama akhiran yang digunakan untuk sub ordo ataupun kategori lainnya adalah Ept (Hardjowigeno, 1993). Inceptisol berasal dari kata Inceptum yang berarti permulaan, inceptisol merupakan tanah yang belum matang (masih muda) dari bahan induk yang berasal dari campuran batuan endapan tuff dan batuan volkan, serta ada dari batuan pasir, lanau ataupun batuan liat yang belum lama mengalami pelapukan dan sama sekali belum mengalami perkembangan tanah akibat pengaruh iklim yang lemah, letusan vulkan atau topografi yang terlalu miring atau bergelombang dan menyebar mulai dari lingkungan semiarid sampai lembap (Hardjowigeno, 1993). Inceptisol memiliki solum tanah agak dalam yaitu 1-2 m, warnanya hitam atau kelabu sampai coklat tua, memiliki kadar Al dan Fe yang tinggi yang menyebabkan P terikat atau tidak tersedia, memilki tekstur tanah berlempung, pH tanah 4-5,5 , memiliki bahan organik 10-30 %, KTK rendah sampai sedang, struktur tanah gempur dan memiliki kandungan unsure hara N, P, dan K yang rendah sampai sedang (Munir, 1996).
Universitas Sumatera Utara
Abu Tulang Sapi Tulang Sapi merupakan salah satu komponen dari limbah rumah potong hewan. Bahan padatan utama tulang sapi mengandung Kristal kalsium hidroksiapatit Ca10(PO4)6(OH)2 dan kalsium karbonat (CaCO3) yang berpotensi digunakan sebagai adsorben aktif, yakni tulang yang diproses sedemikian rupa mempunyai kemampuan adsorpsi yang tinggi terhadap bahan yang berbentuk padat maupun larutan (yang di dalamnya mengandung logam berat yang bersifat toksik).
Selain
itu
tulang
mengandung
sekitar
1%
asam
sitrat
(Pudjiastuti, 2012). Pengolahan tulang merupakan salah satu faktor yang menentukan efektifitas tulang sebagai pupuk. Tepung tulang bakar merupakan hasil pembakaran pada suhu 4000C, oleh karena itu memiliki kadar bahan organic yang rendah (Jeng et al., 2008) sehingga dapat diduga bahwa tepung tulang bakar memiliki karakteristik permukaan dan dinamika pelarutan dan penyediaan fosfat yang berbeda dengan batuan fosfat maupun tepung tulang lainnya. Tepung tulang, tepung tulang rebus, dan tepung tulang bakar menghasilkan peningkatan serapan fosfat dan pertumbuhan tanaman yang ditumbuhkan dalam pot dan lapangan. Menurut penelitian Pasaribu (2010) yang menyatakan bahwa abu tulang sapi mampu meningkatkan P dalam bentuk tak tersedia ke dalam tanah Ultisol. Untuk mengubah senyawa P tersebut menjadi P dalam bentuk tersedia digunakan asam organik untuk melarutkan senyawa P tersebut seperti asam sitrat dan asam laktat. Perlakuan T3S (1.84 g/300 g dicampurkan asam sitrat) merupakan perlakuan terbaik meningkatkan ketersediaan P di dalam tanah Ultisol.
Universitas Sumatera Utara
Asam Organik Asam Laktat Asam laktat dikenal juga sebagai asam susu yang merupakan senyawa kimia penting dalam beberapa proses biokimia. Seorang ahli kimia Swedia, Carl Wilhelm Scheele, pertama kali mengisolasinya pada tahun 1780. Secara struktur, asam laktat adalah asam karboksilat dengan satu gugus (hidrosil) yang menempel pada gugus karboksil. Dalam air, ia terlarut lemah dan melepas proton (H+), membentuk ion laktat. Asam ini juga larut dalam alcohol dan bersifat menyerap air (higroskopik). Asam ini memiliki simetri cermin (kiralitas), dengan dua isomer: asam L-(+)-laktat atau asam (S)-laktat dan cerminannya, asam D-(-)-laktat atau asam (R) – laktat. Hanya isomer yang pertama (S) aktif secara biologi (Purwanto, 2008). Asam laktat atau 2-hydroxypropanoic acid (CH3CHOHCOOH) merupakan senyawa kimia yang banyak digunakan dalam industry. Senyawa asam ini mempunyai sifat antara lain tak berwarna sampai kekuningan, larut dalam air, alkohol dan eter serta korosif (Purwanto, 2008). Asam Asetat Atom hydrogen (H) pada gugus karboksil (-COOH) dalam asam karboksilat seperti asam asetat dapat dilepaskan sebagai ion H+ (proton), sehingga memberikan sifat masam. Asam asetat adalah asam lemah monoprotik dengan nilai pKa=4,8. Basa konjugasinya adalah asetat (CH3COO-). Sebuah larutan 1 M asam asetat (kira-kira sama dengan konsentrasi pada cuka rumah) memilki pH sekitar 2,4 (Suryani, 2011).
Universitas Sumatera Utara
Asam asetat bersifat korosif terhadap banyak logam seperti besi, magnesium, dan seng membentuk gas hydrogen dan garam-garam asetat (disebut logam asetat). Logam asetat juga dapat diperoleh dengan reaksi asam asetat dengan suatau basa yang cocok. Contoh yang terkenal adalah reaksi soda kue (Natrium bikarbonat) bereaksi dengan cuka. Hampir semua garam asetat larut dengan baik dalam air. Salah satu pengecualian adalah kromium (II) asetat. Contoh reaksi pembentukan garam asetat: Mg(s)+ 2CH3COOH(aq)
(CH3COO)2Mg(aq)+H2(g)
NaHCO3(s)+ 2CH3COOH(aq)
CH3COOMg(aq) +CO2 + H2O(l)
(Suryani, 2011). Asam Sitrat Pada tahun 1893 Wehmer mengindikasikan bahwa asam sitrat dapat diperoleh melalui proses fermentasi larutan gula oleh beberapa jenis fungi.Asam sitrat merupakan asam organik lemah yang banyak ditemukan di daun dan buah tanaman jeruk-jerukan sekitar 8%. Rumus kimia asam sitrat adalah C6H8O7 atau CH2(COOH)-COH(COOH)-CH2(COOH), struktur asam ini tercermin pada nama IUPAC-nya, asam 2-hidroksi-1,2,3-propanatrikarboksilat (Hasibuan, 2010). Asam sitrat adalah asam organik yang larut dalam air dan agak larut dalam alkohol, mampu mengikat ion-ion logam dan sebagai buffer dalam larutan. Asam sitrat bersifat korosif dan dapat membentuk berbagai macam garam seperti garam alkali metal dan alkali tanah (Hasibuan, 2010).
Universitas Sumatera Utara
Unsur Hara Fosfor Di alam terdapat sekitar 150 jenis mineral fosfat dengan kandungan P sekitar 1-38% P2O5.Sebagian fosfat alam ditemukan dalam bentuk apatit. Pada umumnya deposit fosfat alam berasal dari batuan sedimen dalam bentuk karbonat fluorapatit yang disebut francolite (Ca10-x-yNaxMgy(PO4)6-z(CO3)zF,4zF2), sedangkan deposit berasal dari batuan beku dan metamorfik biasanya dalam bentuk fluorapatit (Ca10(PO4)6F2) dan hidroksi apatit (Ca10(PO4)6(OH)2). Adapun deposit yang berasal dari ekskresi burung dan kelelawar (guano) umumnya ditemukan dalam bentuk karbonat hidroksi apatit (Ca10(PO4,CO3)6 (OH)2). Mineral lain seperti kuarsa, kalsit, dan dolomite umumnya juga ditemukan dalam mineral apatit sebagai secondary mineral (Adiningsih dan Rochayati, 1990). Fosfor (P) merupakan unsur hara makro yang dibutuhkan oleh tanaman dalam jumlah banyak dan esensial bagi pertumbuhan tanaman. Sumber utama dan cadangan P adalah kerak bumi yang kandungannya mencapai 0,12% dalam bentuk batuan fosfat, endapan guano dan endapan fosil tulang. Sumber P di dalam tanah terdiri dalam bentuk anorganik dan organik. P organik tanah terdiri dari asam nukleat, fitin, fosfolipid, fospoprotein, dan fospat metabolik (Damanik, dkk, 2010). Kisaran keseimbangan fosfat pada tanah masam akan didapatkan dalam variscite, strengite, dan beragam bentuk isomorfik diantara kedua mineral fosfat di atas, sementara pada tanah yang bereaksi basa keseimbangan P akan membentuk octocalcium phosphate dan apatite. Dalam hubungan tanah-tanaman, beragam bentuk pengikatan fosfat dalam tanah, antara lain: 1) erapan fosfat pada permukaan koloid, 2) presipitasi membentuk senyawa dengan tingkat kelarutan
Universitas Sumatera Utara
yang rendah, 3) pembentukan kopmpleks dengan ion logam yang terlarut, 4) degradasi hidrolitik dari ester dan kondensasi fosfat. Fosfat yang terkondensasi didefinisikan sebagai PO4-3 tetrahedral yang saling berikatan melalui ikatan P-OP. Erapan yang mempresipitasi fosfat dalam bentuk amorf dengan Al dan Fe terjadi pada permukaan koloid partikel tanah. Erapan yang berhubungan dengan proses presipitasi adalah gaya elektrostatik antara muatan negative pada fosfat dan muatan positif pada permukaan partikel (Barchia, 2009) Kandungan Al-P dan Ca-P jauh lebih kecil dibanding fraksi Fe-P. Pembentukan kompleks permuakaan Al+3 dengan P lebih labil dibanding pembentukan kompleks oleh Fe+3, dimana non kristalin oksida Fe yang mempunyai luas permukaan 400m2/g akan mendominasi pembentukan kompleks, dan dengan menggunakan pelarut asam, kelarutan P mengikuti urutan Ca-P> AlP> Fe-P, dimana Ca-P yang paling mudah larut dan Fe-P adalah P terfiksasi yang paling sukar larut (Barchia, 2009). Hal ini disebabkan oleh transformasi bentukbentuk P anorganik tanah yang pada akhirnya akan menurunkan jumlah Al-P dan Ca-P disertai peningkatan jumlah Fe-P. Tingginya kandungan P larut dalam reduktan contoh tanah merupakan indikasi yang mencerminkan kemampuan tanah dalam memfiksasi P. Defisiensi fosfor pada tanaman seringkali disertai oleh kapasitas fiksasi fosfor yang tinggi dalam tanah. Tanah yang memiliki kapasitas fiksasi fosfor yang tinggi adalah tanah yang membutuhkan pemberian 200kg P/ha untuk dapat memberikan konsentrasi keseimbangan sebesar 0,2 ppm P dalam larutan tanah. Untuk memberikan pertumbuhan tanaman yang baik dan hasil yang tinggi, tanaman membutuhkan P dalam jumlah yang cukup. Tanaman membutuhkan
Universitas Sumatera Utara
unsure fosfor dalam bentuk H2PO4- , HPO4-2 , dan PO4-3. Faktor-faktor yang mempengaruhi ketersediaan fosfor dalam tanah adalah 1) pH tanah, 2) Fe, Al dan Mn yang larut, 3) adanya mineral yang mengandung Fe, Al, dan Mn, 4) tersedianya Ca, 5) jumlah dan tingkat dekomposisi bahan organic, dan 6) kegiatan mikroorganisme tanah (Barchia,1985). Asam organik mampu meningkatkan ketersediaan P di dalam tanah melalui beberapa mekanisme, diantaranya adalah: 1) anion organic bersaing dengan ortofosfat pada permukaan tapak jerapan koloid yang bermuatan positif, 2) pelepasan ortofosfat dari ikatan logam-P melalui pembentukan kompleks logam organic, dan 3) modifikasi muatan permukaan tapak jerapan oleh ligan organic (Ginting, dkk, 2010). Disamping meningkatkan P tersedia, beberapa asam organik berbobot molekul rendah dapat mengurangi daya racun Al yang dapat dipertukarkan (Aldd). Kemampuan detoksifikasi asam organik terhadap Al-dd dalam tiga kelompok, yaitu kuat ( sitrat, oksalat, dan tartarat), sedang (malat, malonat, dan salisilat), dan lemah (suksinat, laktat, asetat, dan ptalat) (Ginting, dkk, 2010). Fosfor merupakan unsur yang penting pada semua kehidupan karena unsur ini memainkan peranan penting pada biomolekul seperti DNA (asam deoxyribonukleat), phospholipid, dan ATP (adenosine triphosphate). Fungsi utama P pada tanaman adalah sebagai pentransfer energi yang diperoleh oleh fotosintesan dan metabolisme karbon. Fosfat juga berfungsi pada tempat penyimpanan seperti pada biji dan buah. Selain itu, fosfat mampu merangsang perkembangan akar dengan memperbesar bobot akar dan memperluas daerah penyerapan akar tersebut sehingga akar dengan mudah menyerap fosfat dan unsur
Universitas Sumatera Utara
hara yang lainnya . Energi-energi tersebut disimpan sampai diperlukan dalam bentuk ikatan kimia diantaranya molekul fosfat dalam senyawa yang dikenal sebagai ATP. Di dalam tanaman kandungan fosfat berkisar 0,1-0,5%/berat kering dan tanaman memerlukan fosfat sekitar 5-50kg P/ha/tahun namun tergantung pada jenis tanaman, tanah, dan produksi yang dihasilkan (Hanafiah,dkk, 2009). Tanaman Jagung (Zea mays L.) Jagung memiliki bunga jantan dan bunga betina yang terpisah dalam satu tanaman (monocious). Tiap kuntum bunga memiliki struktur khas bunga dari suku poaceae, yang disebut floret. Pada jagung, dua floret dibatasi oleh sepasang glumae. Bungan jantan tumbuh di bagian puncak tanaman, berupa karangan bunga (fluorescence). Serbuk sari berwarna kuning dan beraroma khas. Bunga betina tersusun dalam tongkol. Tongkol tumbuh dari buku, di antara batang dan pelepah daun. Pada umumnya, satu tanaman hanya dapat menghasilkan satu tongkol produktif meskipun memiliki sejumlah bunga betina. Beberapa varietas unggul dapat menghasilkan lebih dari satu tongkol produktif, dan disebut sebagai varietas prolific. Bunga jantan jagung cenderung siap untuk penyerbukan 2-5 hari lebih dini daripada bunga betina (protandri) (Rukmana, 1997). Iklim yang dikehendaki oleh tanaman jagung adalah daerah-daerah beriklim sedang hingga beriklim subtropics atau tropis yang basah. Jagung dapat tumbuh di daerah yang terletak antara 0-500LU hingga 0-400LS. Pada lahan yang tidak beririgasi, pertumbuhan tanaman ini memerlukan curah hujan ideal sekitar 85-200mm/bulan dan harus merata. Pada fase pembungaan dan pengisian biji tanaman jagung perlu mendapatkan cukup air. Sebaliknya jagung ditanam di awal musim hujan, menjelang musim kemarau. Pertumbuhan tanaman jagung sangat
Universitas Sumatera Utara
membutuhkan sinar matahari. Tanaman jagung yang ternaungi, pertumbuhannya akan terhambat dan memberikan hasil biji yang kurang baik bahkan tidak dapat membentuk buah. Suhu yang dikehendaki tanaman jagung antara 21-340C, akan tetapi bagi pertumbuhan tanaman yang ideal memerlukan suhu yang optimum antara 23-270C. Pada proses perkecambahan benih jagung memerlukan suhu yang cocok sekitar 300C. Saat panen jagung yang jatuh pada musim kemarau akan lebih baik daripada musim hujan karena berpengaruh terhadap waktu pemasakan biji dan pengeringan hasil (Najiyati dan Danarti, 1999). Jagung tidak memerlukan persyaratan tanah yang khusus. Agar dapat tumbuh optimal tanah harus gembur, subur, dan kaya humus. Jenis tanah yang ditanami jagung antara lain: Andosol, Latosol, Grumosol, dan tanah berpasir. Pada tanah yang bertekstur berat masih dapat ditanami jagung dengan hasil yang baik dengan pengolahan tanah secara baik. Sedangkan untuk tanah dengan tekstur lempung/liat berdebu adalah yang terbaik untuk pertumbuhannya. Kemasaman tanah erat hubungannya dengan ketersediaan unsur hara tanaman. Kemasaman tanah yang baik bagi pertumbuhan tanaman jagung antara 5,5-6,5. Tanaman jagung membutuhkan tanah dengan aerasi dan ketersediaan air dalam kondisi baik (Isnaini, 2006). Hama yang umumnya menyerang tanaman jagung adalah: lalat bibit (Atherigene exigma STEIN), ulat tanah (Agrotis sp.), penggerek batang (Pyrausta nubialalis HBN), ulat tongkol (Heliothis armigera), dan hama gudang /hama bubuk (Sitophylus oryzae L.). Penyakit yang umumnya menyerang tanaman jagung adalah: penyakit bulai (Sclerospora maydis), penyakit bercak daun
Universitas Sumatera Utara
(Helminthosporanium triticum) dan penyakit karat daun (Puccimia sorghi) (Rukmana, 1997). Jagung yang berumur dalam, saat panen sekitar 7-8 minggu setelah berbunga. Di samping itu terdapat klobot berwarna kuning dan biji-bijinya telah keras, kering dan mengkilap. Biji masak bila kadar air biji sudah mencapai 3540% dan baik dipanen bila kadar air biji 25-35%. Panen dilakukan dengan jalan sambil memetik, lalu jagung dikeringkan di sinar matahari atau dengan pengeringan buatan (Rukmana, 1997).
Universitas Sumatera Utara
