PENGARUH PEMBERIAN BIOCHAR BATANG SINGKONG DAN PEMUPUKAN P TERHADAP FRAKSIONASI P PADA TANAH ULTISOL
YANG DITANAMI JAGUNG ( Zea mays L.)
(Skripsi)
Oleh
ARDI WAHYU DWI KUSUMA
JURUSAN AGROTEKNOLOGI FAKULTAS PERTANIAN UNIVERSITAS LAMPUNG
ABSTRAK
PENGARUH PEMBERIAN BIOCHAR BATANG SINGKONG DAN PEMUPUKAN P TERHADAP FRAKSIONASI P PADA TANAH ULTISOL
YANG DITANAMI JAGUNG (Zea mays L.) Oleh
Ardi Wahyu Dwi Kusuma
Biochar adalah arang hitam hasil dari proses pemanasan biomassa pada keadaan
oksigen terbatas atau tanpa oksigen. Biochar mengandung karbon tinggi menyebabkan stabilitas biochar di dalam tanah tinggi. Biochar dapat meningkatkan pH tanah, secara efektif memfiksasi Al dan Fe, sehingga
menurunkan Al-dd dan Fe-dd, akhirnya P tersedia meningkat. Penelitian ini yang bertujuan untuk (1) mengetahui pengaruh pemberian biochar batang singkong terhadap fraksionasi P pada tanah Ultisol yang ditanami jagung (Zea mays L.), (2) mengetahui pengaruh pemupukan P terhadap fraksionasi P pada tanah Ultisol yang ditanami jagung (Zea mays L.) dan (3) mengetahui pengaruh pemberian biochar batang singkong dan pemupukan P terhadap fraksionasi P pada tanah
Ardi Wahyu Dwi K
bulan Desember 2018 - Juni 2019. Penelitian disusun secara faktorial (3 x 3) dalam rancangan kelompok teracak lengkap (RKTL), dengan 3 ulangan. Faktor pertama adalah macam biochar (B) dengan dosis 0 ton ha-1(B0), 2,5 ton ha-1(B1) dan 5 ton ha-1(B2). Faktor kedua adalah dosis pemupukan SP-36 (P) dengan dosis 0 kg ha-1(P0), 36 kg ha-1(P1) dan 72 kg ha-1(P2). Homogenitas ragam data diuji dengan uji Bartlett dan additivitas data diuji dengan uji Tukey. Data diolah dengan analisis ragam dan dilanjutkkan dengan Uji BNJ pada taraf nyata 5%. Hasil penelitian menunjukkan bahwa (1) pemberian biochar batang singkong meningkatkan fraksi P-larut dan menurunkan fraksi Al-P, Fe-P, Ca-P dan
P-terselimut (2) pemupukan P meningkatkan fraksi P-larut dan menurunkan fraksi Al-P, Fe-P, Ca-P dan P-terselimut dan (3) kombinasi biochar batang singkong dan pemupukan meningkatkan fraksi P-larut dan menurunkan fraksi Al-P, Fe-P, Ca-P dan P-terselimut.
PENGARUH PEMBERIAN BIOCHAR BATANG SINGKONG DAN PEMUPUKAN P TERHADAP FRAKSIONASI P PADA TANAH ULTISOL
YANG DITANAMI JAGUNG ( Zea mays L.) Oleh
Ardi Wahyu Dwi Kusuma
Skripsi
Sebagai Salah Satu Syarat untuk Mencapai Gelar SARJANA PERTANIAN
Pada
Jurusan Agroteknologi
Fakultas Pertanian Universitas Lampung
FAKULTAS PERTANIAN UNIVERSITAS LAMPUNG
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Kotagajah, 9 Agustus 1995. Penulis merupakan anak kedua dari dua bersaudara dari pasangan Bapak Jito Prasetyo dan Ibu Katidamiyati.
Penulis telah menyelesaikan pendidikan di TK Rejo Basuki pada tahun 2002, SD Negeri 01 Rejo Basuki tahun 2008, SMP Negeri 02 Kotagajah tahun 2011, dan menyelesaikan pendidikan sekolah menengah atas di SMAN 1 Seputih Raman pada tahun 2014. Penulis terdaftar sebagai mahasiswa Jurusan Agroteknologi Fakultas Pertanian Universitas Lampung pada tahun 2014 melalui jalur Seleksi Bersama Masuk Perguruan Tinggi Negeri (SBMPTN). Selama menjadi
Puji syukur kehadirat Allah SWT, atas berkah nikmat dan karunia-Nya skripsi ini dapat terselesaikan.
Kupersembahkan karya sederhana ini, buah perjuangan dan kerja keras kepada Kedua Orang Tua, Kakak yang telah memberikan doa, dukungan, serta kasih
sayang yang tiada henti.
Serta
Sesungguhnya setelah kesulitan itu ada kemudahan, maka apabila telah mengerjakan (suatu urusan),
tetaplah bekerja keras untuk urusan yang lain. Dan kepada Tuhan mu kamu berharap.
(Q.S. Al Insyirah 95 : 6-8)
SANWACANA
Puji syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT atas segala nikmat dan karunia-NYA sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi yang berjudul“Pengaruh Pemberian Biochar Batang Singkong Dan Pemupukan P Terhadap Fraksionasi P Pada Tanah Ultisol Yang Ditanami Jagung (Zea Mays L.)”.
Selama penelitian, penulis telah mendapatkan bantuan dari berbagai pihak. Oleh karena itu dalam kesempatan ini penulis ingin mengucapkan banyak terimakasih kepada :
1. Prof. Dr. Ir. Irwan Sukri Banuwa, M.Si., selaku Dekan Fakultas Pertanian Universitas Lampung.
2. Prof. Dr. Ir. Sri Yusnaini, M.Si., selaku Ketua Jurusan Agroteknologi Fakultas Pertanian Universitas Lampung.
3. Prof. Dr. Ir. Ainin Niswati, M.S., M.Agr.Sc., selaku Ketua Bidang Ilmu Tanah Fakultas Pertanian Universitas Lampung.
5. Ir. Hery Novpriansyah, M.Si., selaku Pembimbing Kedua yang telah
meluangkan waktu untuk memberikan bimbingan, motivasi, nasehat dan ilmu kepada Penulis selama melaksanakan penelitian dan penyelesaian skripsi ini. 6. Dr. Supriatin, S.P., M.Sc., selaku Penguji yang telah memberikan semangat,
masukan, kritik dan saran sehingga Penulis dapat menyelesaikan skripsi ini dengan baik.
7. Kedua orang tua dan kakak yang tak henti memberikan dukungan semangat, motivasi, nasihat dan doa sejak awal perjalanan kehidupan hingga kini Penulis dapat menyelesaikan skripsi.
8. Dr. Ir. Afandi, M.P.,selaku Pembimbing Akademik yang telah memberikan nasihat, ilmu dan motivasi sejak awal perkuliahan hingga kini Penulis dapat menyelesaikan skripsi.
9. Seluruh dosen Jurusan Agroteknologi Fakultas Pertanian Universitas
Lampung atas semua ilmu dan motivasi yang telah diberikan kepada Penulis. 10. Seluruh karyawan Jurusan Agroteknologi Fakultas Pertanian Universitas
Lampung atas semua bantuan dan kemudahan yang telah diberikan kepada Penulis.
11. Sahabat-sahabatku serta teman-teman selama masa perkuliahan, teman satu pembimbing, teman satu penelitian, teman satu kontrakan Blok B9, B11, dan SK Squad terima kasih atas segala bantuan, dukungan, semangat, canda tawa, dan kebersamaannya selama ini.
Semoga Allah SWT melindungi dan membalas kebaikan yang telah diberikan kepada Penulis dan semoga skripsi ini dapat bermanfaat bagi semua. Amin
Bandar Lampung, 30 Januari 2020 Penulis,
DAFTAR ISI
Halaman
DAFTAR ISI... i
DAFTAR TABEL ... iii
DAFTAR GAMBAR ... vi
I. PENDAHULUAN ... 1
1.1 Latar Belakang... 1
1.2 Rumusan Masalah... 4
1.3 Tujuan Penelitian ... 5
1.4 Kerangka Pemikiran ... 5
1.5 Hipotesis ... 8
II. TINJAUAN PUSTAKA ... 9
2.1 Tanah Ultisol ... 9
2.2 Ketersediaan Unsur Hara P di Tanah... 11
2.3 Klasifikasi fosfor ... 18
2.4 Peran Unsur Hara P bagi Tanaman... 19
2.5 Pengertian biochar... 20
2.6 Pengaruh Aplikasi biochar terhadap Sifat Kimia, Fisika, dan Biologi Tanah ... 22
2.6.1 Sifat Kimia Tanah... 22
2.6.2 Sifat Fisika Tanah ... 25
2.6.3 Sifat Biologi Tanah... 26
III. BAHAN DAN METODE ... 28
3.1 Waktu dan Tempat... 28
ii
3.3 Metode Penelitian ... 29
3.4 Pembuatan biochar ... 29
3.5 Pelaksanaan Percobaan ... 31
3.5.1 Pengolahan Tanah... 31
3.5.2 Pengaplikasian biochar... 31
3.5.3 Penanaman... 31
3.5.4 Pemupukan Tanaman ... 32
3.5.5 Pemeliharaan Tanaman... 33
3.5.6 Panen ... 33
3.5.7 Sampling Tanah ... 34
3.6 Pelaksanaan Laboratorium... 34
3.6.1 Analisis Tanah ... 34
3.6.2 Penetapan Fraksionasi P Tanah ... 34
3.7 Analisis Data... 35
IV. HASIL DAN PEMBAHASAN... 36
4.1 Hasil Penelitian... 36
4.1.1 P Tersedia... 36
4.1.2 P Larut (NH4Cl-P)... 38
4.1.3 Alumunium-Fosfor (Al-P) ... 39
4.1.4 Besi-Fosfor (Fe-P)... 41
4.1.5 Kalsium-Fosfor (Ca-P)... 43
4.1.6 Fe-P Terselimut... 45
4.1.7 Al-P Terselimut... 47
4.1.8 Kemasaman Tanah (pH) ... 49
4.1.9 Alumunium Dapat Ditukar (Al-dd)... 50
4.2 Pembahasan ... 52
V. SIMPULAN DAN SARAN... 57
5.1 Simpulan ... 57
5.2 Saran ... 57
DAFTAR PUSTAKA ... 58
[image:15.595.132.511.72.713.2]iii
DAFTAR TABEL
Tabel Halaman
1. Dosis biochar... 31
2. Pupuk SP-36 ... 32
3. Pupuk Urea ... 32
4. Pupuk KCl ... 33
5. Pengaruh interaksi antara pemberian biochar dan pemupukan P terhadap P tersedia... 37
6. Pengaruh interaksi antara pemberian biochar dan pemupukan P terhadap P larut (HN4Cl-P) (ppm) ... 39
7. Pengaruh interaksi antara pemberian biochar dan pemupukan P terhadap Al-P (ppm) ... 40
8. Interaksi antara pemberian biochar dan pemupukan P terhadap Fe-P (ppm) ... 42
9. Interaksi antara pemberian biochar dan pemupukan P terhadap Ca-P (ppm)... 44
10. Interaksi antara pemberian biochar dan pemupukan P terhadap Fe-P Terselimut (ppm)... 46
11. Interaksi antara pemberian biochar dan pemupukan P terhadap Al-P terselmut (ppm) ... 48
12. Pengaruh pemberian biochar terhadap pH tanah... 49
13. Interaksi antara pemberian biochar dan pemupukan P terhadap Al-dd ... 50
14. Pengaruh pemberian biochar batang singkong dan pemupukan P terhadap P larut (NH4Cl-P)... 63
15. Uji homogenitas data P larut (NH4Cl-P) ... 64
16. Daftar analisis ragam P larut (NH4Cl-P) ... 64
17. Pengaruh pemberian biochar batang singkong dan pemupukan P terhadap Al-P ... 65
18. Uji homogenitas data Al-P ... 65
iv
Terhadap Fe-P... 66
21. Uji homogenitas data Fe-P ... 67
22. Daftar analisis ragam Fe-P ... 67
23. Pengaruh pemberian biochar batang singkong dan pemupukan P terhadap Ca-P... 68
24. Uji homogenitas data Ca-P ... 68
25. Daftar analisis ragam Ca-P ... 69
26. Pengaruh pemberian biochar batang singkong dan pemupukan P terhadap Fe-P Terselimut... 69
27. Uji homogenitas data Fe-P Terselimut ... 70
28. Daftar analisis ragam Fe-P Terselimut ... 70
29. Pengaruh pemberian biochar batang singkong dan pemupukan P terhadap Al-P Terselimut... 71
30. Uji homogenitas data Al-P Terselimut ... 71
31. Daftar analisis ragam Al-P Terselimut ... 72
32. Data P tersedia (ppm) ... 72
33. Uji homogenitas data P tersedia ... 73
34. Analisis ragam data P tersedia ... 73
35. Data pH tanah ... 74
36. Uji homogenitas data pH tanah ... 74
37. Analisis ragam data pH tanah ... 75
38. Pengaruh pemberian biochar batang singkong dan pemupukan P terhadap Al-dd ... 75
39. Uji homogenitas data Al-dd... 76
40. Daftar analisis ragam Al-dd... 76
v
DAFTAR GAMBAR
Gambar Halaman
1. Tata letak percobaan ... 29
2. Prosedur analisis fraksionasi P tanah... 35
3. Limbah batang singkong... 78
4. Penjemuran batang singkong... 78
5. Adam Retort Killn (ARK)... 79
6. Pembakaran batang singkong ... 79
7. Penggilingan batang singkong setelah dibakar... 80
8. Penjemuran batang singkong setelah digiling ... 80
9. Pengaplikasian biochar dosis 2,5 kg ... 81
10. Pengaplikasian biochar dosis 5 kg ... 81
11. Pengambilan sampel tanah ... 82
12. Pembuatan larutan pengekstrak ... 82
13. Pengocokan ekstrak menggunakan alat Shaker ... 83
14. Penyaringan eksktrak... 83
15. Ekstrak di Sentrifus... 84
I. PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Ultisol merupakan salah satu jenis tanah di Indonesia yang mempunyai sebaran luas, mencapai 45.794.000 ha atau sekitar 25% dari total luas daratan Indonesia (Subagyo, dkk., 2000). Sebaran terluas terdapat di Kalimantan (21.938.000 ha), diikuti di Sumatera (9.469.000 ha), Maluku dan Papua (8.859.000 ha), Sulawesi (4.303.000 ha), Jawa (1.172.000 ha), dan Nusa Tenggara (53.000 ha). Tanah ini dapat dijumpai pada berbagai relief, mulai dari datar hingga bergunung. Tanah ini berkembang pada berbagai topografi, mulai dari bergelombang hingga bergunung dengan curah hujan yang tinggi. Tanah Ultisol biasanya memiliki penampang tanah yang dalam dan merupakan media tumbuh yang baik bagi tanaman.
2
Usaha-usaha untuk meningkatkan produktivitas tanah Ultisol ini telah banyak dilakukan seperti dengan pengapuran, pemupukan, penambahan bahan organik dan bahan-bahan lain yang dapat memperbaiki sifat fisik, kimia dan biologi tanah. Pemupukan fosfat merupakan salah satu cara mengelola tanah Ultisol. Tanah Ultisol pada umumnya memberikan respon yang baik terhadap pemupukan fosfat (Prasetyo dan Suriadikarta, 2006). Hara P bersifat immobile di dalam tanah karena sebagian besar P tanah dijerap menjadi bentuk tidak tersedia bagi tanaman. Sejumlah pupuk P yang diberikan ke dalam tanah tidak seluruhnya diserap oleh tanaman, tetapi ada yang difiksasi (dijerap) oleh tanah menjadi bentuk yang tidak tersedia bagi tanaman (Soepardi, 1979; Halvin, dkk., 1999).
Fraksi P tanah meliputi P cepat, sedang dan lambat tersedia. Bentuk-bentuk P dengan keseimbangan cepat yaitu P yang dijerap pada permukaan liat maupun oksida-oksida/hidrus oksida Fe dan Al. Fraksi P dengan keseimbangan sedang sampai lambat yaitu P yang diikat di bawah permukaan (Occluded P) yang kelarutannya sedang sampai rendah. Fosfor organik ditemukan dalam bentuk asam nukleat dan fosfolipida dan fosfor dapat diserap oleh tanaman dalam bentuk
ion orthofosfat primer dan sekunder H2PO4-dan HPO42-. Pada fosfor anorganik
3
perubahan secara kimia membentuk senyawa Al-P, Fe-P, dan Ca-P (Kasno dkk., 2009; Nursyamsi dkk., 2011).
4
Beberapa penelitian mengungkapkan bahwa biochar mengandung karbon tinggi menyebabkan stabilitas biochar di dalam tanah tinggi. Biochar dapat
meningkatkan pH tanah, secara efektif memfiksasi Al dan Fe, sehingga menurunkan Al-dd dan Fe-dd, akhirnya P tersedia meningkat, sehingga meningkatkan produksi tanaman. Bila digunakan sebagai pembenah tanah bersama pupuk organik dan anorganik, biochar dapat meningkatkan
produktivitas, serta retensi dan ketersediaan hara bagi tanaman (Gani, 2009). Fosfor dalam bentuk terikat atau terfiksasi oleh komponen tanah tidak dapat diserap tanaman, oleh karena itu perlu diupayakan untuk menurunkan daya fiksasi P, agar P yang ditambahkan dapat secara efektif diserap tanaman. Tingginya jerapan fosfor di dalam tanah Ultisol dapat diatasi dengan pemberian bahan organik ke dalam tanah. Maka diperlukan sebuah studi untuk mengetahui pengaruh pemberian biochar batang singkong dan pemupukan P terhadap fraksionasi P pada tanah Ultisol yang ditanami jagung.
1.2 Rumusan Masalah
Adapun rumusan masalah dalam penelitian ini adalah sebagai berikut
1. Apakah pemberian biochar batang singkong dapat berpengaruh terhadap fraksionasi P pada tanah Ultisol yang ditanami jagung (Zea mays L.)? 2. Apakah pemupukan P dapat berpengaruh terhadap fraksionasi P pada tanah
Ultisol yang ditanami jagung (Zea mays L.)?
5
1.3 Tujuan Penelitian
Adapun tujuan dari penelitian ini adalah
1. Untuk mengetahui pengaruh pemberian biochar batang singkong terhadap fraksionasi P pada tanah Ultisol yang ditanami jagung (Zea mays L.)
2. Untuk mengetahui pengaruh pemupukan P terhadap fraksionasi P pada tanah Ultisol yang ditanami jagung (Zea mays L.)
3. Untuk mengetahui pengaruh pemberian biochar batang singkong dan
pemupukan P terhadap fraksionasi P pada tanah Ultisol yang ditanami jagung (Zea mays L.)
1.4 Kerangka Pemikiran
Tanah Ultisol merupakan tanah yang pada umumnya tidak subur karena memiliki kapasitas jerapan fosfor yang tinggi dan menyebabkan ketersediaan unsur hara fosfor yang rendah (Prasetyo dan Suriadikarta, 2006). Rendahnya ketersediaan fosfor di dalam tanah Ultisol disebabkan oleh kelarutan ion Al dan Fe yang tinggi dan mengakibatkan tingginya kapasitas jerapan fosfor. Tanah Ultisol memiliki daya jerap terhadap fosfor (P) yang kuat. Daya jerap terhadap fosfat yang kuat tersebut menyebabkan P-tersedia bagi tanaman sangat rendah. Hal tersebut menjadi salah satu kendala bagi budidaya tanaman di tanah Ultisol, sebab hara P adalah salah satu hara makro esensial yang diperlukan oleh tanaman. Fosfor (P) diserap tanaman dalam bentuk ortofosfat (H2PO4-, HPO42-) yang disebut
6
dalam tanah, maka akan segera diendapkan menjadi bentuk Al-P, Fe-P dan Ca-P yang tidak tersedia bagi tanaman (Soepardi dkk., 1979).
Tingginya kapasitas jerapan fosfor dapat dikurangi dengan pemberian biochar. Biochar adalah arang hitam hasil dari proses pemanasan biomassa pada keadaan
oksigen terbatas atau tanpa oksigen. Biochar mengandung karbon tinggi
menyebabkan stabilitas biochar di dalam tanah tinggi. Penambahan biochar pada lapisan tanah pertanian akan memberikan manfaat yang cukup besar antara lain dapat memperbaiki struktur tanah, menahan air dan tanah dari erosi karena luas permukaannya lebih besar, memperkaya karbon organik dalam tanah sehingga secara tidak langsung meningkatkan produksi tanaman (Gani, 2009). Menurut Nurlista, (2017) menyatakan bahwa pemberian arang meningkatkan P mudah larut (NH4Cl-P) dan menurunkan fraksi Fe-P.
Pemberian bahan organik ditanah Ultisol dapat menurunkan 50% kapasitas jerapan maksimum fosfor di dalam tanah dan mampu meningkatkan ketersediaan fosfor. Pemberian pupuk organik dan NPK mampu mengurangi jerapan
maksimum fosfor di dalam tanah pada dosis 1⁄2dan penuh pupuk organik namun relatif energi ikatan fosfor menurun pada perlakuan pupuk NPK yang tidak dikombinasikan dengan pupuk organik. Semakin rendahnya jerapan fosfor di dalam tanah yang diakibatkan oleh pemberian bahan organik dapat meningkatkan P tersedia dan meningkatkan produksi tanaman (Satgada, 2017).
Biochar dapat mempengaruhi ketersediaan P melalui hasil dekomposisi yang
7
mampu menurunkan fraksi Al-P dan Fe-P sehingga meningkatkan ketersediaan P di dalam tanah secara langsung melalui proses mineralisasi atau secara tidak langsung dengan membantu pelepasan P yang diendapkan oleh ion Al dan Fe (Zhang, 2016).
Menurut Foth (1998), asam-asam organik sederhana seperti asam oksalat merupakan salah satu senyawa penting dalam proses pelepasan pengendapan P, menurunkan fraksi Al-P dan Fe-P. Mekanisme asam oksalat dalam meningkatkan ketersediaan P, dapat dengan menggantikan P yang terjerap melalui pertukaran ligan pada permukaan Al dan Fe oksida. Selain itu juga dapat dengan melalui pelarutan permukaan logam oksida dan melepaskan P yang terjerap, serta dapat juga melalui pengkompleksan Al dan Fe pada larutan, lalu mencegah
pengendapan ulang dari senyawa P-logam dan penjerapan P oleh Al dan Fe.
Biochar memberi opsi untuk pengelolaan tanah terutama sebagai pemasok karbon
dan perekonstruksi fisika tanah (Prasetyo, dkk., 2014). Semua bahan organik yang ditambahkan ke dalam tanah nyata meningkatkan berbagai fungsi tanah tidak terkecuali retensi berbagai unsur hara esensial bagi pertumbuhan tanaman (Hakim dkk., 1986). Biochar dilaporkan lebih efektif menahan unsur hara untuk
8
Disamping dapat memperbaiki sifat fisik, kimia dan biologi, sebagai bahan pembenah tanah aplikasi biochar diharapkan dapat berperan mengkelat logam-logam di dalam tanah, terutama logam-logam Al dan Fe, sehingga pemberian biochar diharapkan dapat menurunkan fraksi-fraksi Al-P, Fe-P, Ca-P dan P-terselimut yang tidak tersedia dan akhirnya dapat meningkatkan ketersediaan P, sehingga dapat memperbaiki pertumbuhan dan produksi tanaman.
1.5 Hipotesis
Hipotesis yang diajukan pada penelitian ini adalah :
1. Pemberian biochar batang singkong dapat meningkatkan fraksi P-larut dan menurunkan fraksi Al-P, Fe-P, Ca-P dan P-terselimut pada tanah Ultisol yang ditanami jagung (Zea mays L.)
2. Pemupukan P dapat meningkatkan fraksi P-larut dan menurunkan fraksi Al-P, Fe-P, Ca-P dan P-terselimut pada tanah Ultisol yang ditanami jagung
(Zea mays L.)
II. TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Tanah Ultisol
Ultisol merupakan salah satu jenis tanah di Indonesia yang mempunyai sebaran yang cukup luas, mencapai 45.794.000 ha atau sekitar 25% dari total luas daratan di Indonesia (Subagyo dkk., 2000). Penampang tanah yang dalam dan KTK yang tergolong sedang sampai tinggi menjadikan tanah ini mempunyai peranan yang sangat penting dalam pengembangan pertanian lahan kering di Indonesia hampir semua jenis tanaman dapat tumbuh dan dikembangkan pada tanah ini, kecuali yang terkendala oleh iklim dan relief (Prasetyo dan Suriadikarta, 2006).
10
organik pada lapisan atas. Bila lapisan ini tererosi maka tanah menjadi miskin bahan organik dan hara.
Tanah Ultisol mempunyai tingkat perkembangan yang cukup lanjut, dicirikan oleh penampang tanah yang dalam, kenaikan fraksi liat seiring dengan kedalaman tanah, reaksi tanah masam, dan kejenuhan basa rendah. Pada umumnya tanah ini mempunyai potensi keracunan Al dan miskin kandungan bahan organik. Tanah ini juga miskin kandungan hara terutama P dan kation-kation dapat ditukar seperti Ca, Mg, Na, dan K, kadar Al tinggi, kapasitas tukar kation rendah, dan peka terhadap erosi (Adiningsih dan Mulyadi 1993).
Di Indonesia, Ultisol umumnya belum tertangani dengan baik. Dalam skala besar, tanah ini telah dimanfaatkan untuk perkebunan kelapa sawit, karet dan hutan tanaman industri, tetapi pada skala petani kendala ekonomi merupakan salah satu penyebab tidak terkelolanya tanah ini dengan baik (Prasetyo dan Suriadikarta, 2006).
11
kadar bahan organik tanah juga merupakan opsi untuk penanggulangan faktor pembatas lahan kering suboptimal.
Upaya perbaikan kualitas tanah yang relatif murah adalah pemanfaatan sumber bahan organik in situ, seperti pengembalian sisa tanaman. Selama ini upaya pemulihan dilakukan dengan menggunakan berbagai pembenah tanah organik berupa pupuk kandang, kompos, dan biomas tanaman. Dosis yang digunakan masih tergolong cukup tinggi yaitu sekitar 10-20 t ha-1 pupuk kandang
(Nursyamsi dkk., 2004; Nurida, 2012), sehingga dibutuhkan jumlah yang cukup besar dan seringkali sulit dalam pengadaannya.
Menurut Sudjana (2014), dominasi tanah ordo Ultisol disebagian besar wilayah Indonesia menimbulkan masalah tersendiri dalam hal pencapaian produktivitas pertanian dan perkebunan yang optimal. Jenis tanah ini dicirikan dengan agregat kurang stabil, permeabilitas, bahan organik dan tingkat kebasaan rendah. Tekstur tanah berlempung, mengandung mineral sekunder kaolinit yang sedikit tercampur gibsit dan montmorilonit, pH tanah rata- rata 4,2-4,8. Peningkatan produksi tanaman pada tanah ordo Ultisol tidak cukup hanya dengan memberikan pupuk sebagai sumber hara karena pupuk tersebut tidak akan efektif bila pH tanah masih dibawah 4,5. Oleh karena itu perlu dilakukan pembenahan terhadap kesuburan tanah dengan penambahan bahan organik seperti biochar.
2.2 Ketersediaan Unsur Hara P di Tanah
12
lainnya, sehingga nilai efisiensi pemupukan P pada umumnya rendah hingga sangat rendah (Winarso, 2005). Hasil penelitian Kasno (2009) menyatakan bahwa fosfat merupakan hara makro bagi tanaman, tetapi pada tanah masam fosfat menjadi pembatas utama bagi peningkatan pertumbuhan dan hasil tanaman. Ketersediaan dan bentuk-bentuk hara P dalam tanah dipengaruhi oleh tingkat kemasaman tanah, kadar Fe dan Al oksida, serta jenis pupuk P yang ditambahkan ke dalam tanah.
Sumber fosfor dalam tanah dapat berbentuk P-anorganik dan P-organik. Fosfor anorganik berasal dari mineral tanah yang mengandung fosfor. Fosfor organik dihasilkan dari dekomposisi bahan organik yang mentranslokasikan P dari larutan tanah. Unsur P organik memerlukan proses mineralisasi terlebih dahulu agar dapat diserap tanaman (Foth, 1998). Fosfor organik berasal dari hewan dan tumbuhan yang mati dan diuraikan oleh dekomposer (pengurai) menjadi fosfor anorganik, sedangkan senyawa fosfor anoranik umumnya berasal dari air tanah dan mineral tanah sendiri. Senyawa P-anorganik dapat diklasifikasikan menjadi 3 bagian yaitu Besi fosor (FePO4), aluminium fosfor (AlPO4), dan kalsium fosfor (Ca3(PO4)2) (Hakim dkk., 1986).
13
Ketersediaan fosfor di dalam tanah ditentukan oleh banyak faktor, tetapi yang paling penting adalah pH tanah. Pada tanah ber-pH rendah, fosfor akan bereaksi dengan ion besi dan aluminium. Reaksi ini membentuk besi fosfat atau aluminium fosfat yang sukar larut dalam air sehingga tidak dapat digunakan oleh tanaman. Pada tanah ber pH tinggi, fosfor akan bereaksi dengan ion kalsium. Reaksi ini membentuk ion kalsium fosfat yang sifatnya sukar larut dan tidak dapat digunakan oleh tanaman. Dengan demikian, tanpa memperhatikan pH tanah, pemupukan fosfor tidak akan berpengaruh bagi pertumbuhan tanaman.
Selain pH, faktor lain yang menentukan pasokan fosfor pada tanaman adalah sebagai berikut :
a. Aerasi
Ketersediaan oksigen di dalam tanah (aerasi) diperlukan untuk meningkatkan pasokan fosfor lewat proses perombakan bahan organik oleh mikroorganisme tanah. Pada tanah padat atau tergenang air, penyerapan fosfor dan unsur- unsur lainnya akan terganggu.
b. Temperatur
Secara langsung temperatur kamar dapat meningkatkan atau menurunkan
ketersediaan fosfor. Pada temperatur yang relatif hangat, ketersediaan fosfor akan meningkat karena proses perombakan bahan organik juga meningkat.
Ketersediaan fosfor menipis di daerah yang bersuhu rendah. c. Bahan organik
14
perkembangan mikroorganisme tanah perlu dipertahankan. d. Unsur hara lain
Tercukupinya jumlah unsur hara lain dapat meningkatkan penyerapan fosfor. Ammonium yang berasal dari nitrogen dapat meningkatkan penyerapan fosfor. Kekurangan unsur hara mikro dapat menghambat respon tanaman terhadap pemupukan fosfor.
Fosfor juga tidak kalah pentingnya dalam pertumbuhan tanaman seperti halnya Nitrogen dan Kalium walaupun diabsorpsinya dalam jumlah yang lebih kecil dari kedua unsur tersebut. Sumber utama P larutan tanah, disamping dari pelapukan bebatuan/bahan induk juga berasal dari mineralisasi P organik hasil dekomposisi sisa-sisa tanaman yang mengimmobilisasikan P dari larutan tanah dan hewan (Foth, 1998).
Faktor-faktor yang mempengaruhi ketersediaan fosfor dalam tanah menurut Winarso (2005) adalah :
a. Tipe liat
Fiksasi P akan lebih kuat pada liat tipe 1: 1 daripada tipe 2 : 1. Tipe liat 1 : 1 yang banyak mengandung kaolinit lebih kuat mengikat P. Disamping itu oksida hidrous dari Al dan Fe pada tipe liat 1 : 1 juga ikut menjerap P.
b. Reaksi tanah
15
kemasaman makin rendah (pH makin tinggi) ketersediaan P juga akan berkurang oleh fiksasi Ca dan Mg yang banyak pada tanah- tanah alkalin. P sangat rentan untuk diikat baik pada kondisi masam maupun alkalin. Semakin lama antara P dan tanah bersentuhan, semakin banyak P terfiksasi. Dengan waktu Al akan diganti oleh Fe, sehingga kemungkinan akan terjadi bentuk Fe-P yang lebih sukar larut jika dibandingkan dengan Al-P.
Ketersediaan P untuk pertumbuhan tanaman tergantung kepada mobilitasnya di dalam tanah dan keseimbangan antara bentuk P larut dan terjerap. Bila P dalam larutan tanah meningkat (missal karena pemberian pupuk P) maka P akan segera dijerap oleh koloid tanah menjadi bentuk tidak tersedia (sementara waktu), proses ini disebut jerapan (adsorption). Namun demikian bila P dalam dalam larutan tanah turun (misal P diserap tanaman atau tercuci) maka P terjerap tersebut akan lepas ke dalam larutan sehingga dapat diserap tanaman, proses ini disebut sebagai pelepasan (desorption). Proses jerapan dan pelepasan P di dalam mengendalikan bentuk-bentuk P tanah sehingga sangat penting dalam mempengaruhi ketersediaan P tanah (Hakim, dkk., 1986).
16
Di dalam tanah P berbentuk organik dan anorganik. P organik dan P anorganik merupakan sumber utama P bagi pertumbuhan tanaman. Tetapi, ketersediaannya diatur oleh sifat tanah dan kondisi lingkungan. Kandungan P organik sangat berbeda–beda yaitu antara 20-80 %, tergantung pada bahan organik tanah dan perbandingan C/P nya. P organik dapat ditemukan pada humus atau materi organik lainnya.
Pada P anorganik tanah terdapat dua reaksi transformasi P dalam tanah, yaitu : (1) reaksi pengendapan adalah reaksi ion fosfat dengan kation-kation di dalam larutan tanah membentuk senyawa Al-P, Fe-P dan Ca-P yang kelarutannya sangat rendah. (2) Reaksi penjerapan yaitu reaksi yang terjadi pada mineral-mineral kristalin (permukaan dengan muatan tetap) maupun pada permukaan dengan muatan variabel seperti oksida atau hidrusoksida dari Al dan Fe, bahan organik, alofan dan kalsit (Leiwakabessy, 1998). Semua bentuk P tersebut ada dalam semua jenis tanah, tetapi Al-P dan Fe-P lebih dominan pada tanah masam. Bentuk P anorganik yang ada dalam tanah bergantung pada tingkat pelapukan kimianya. Jika bagian kalsium fosfat berkurang karena pelapukan kimia maka bagian besi fosfat akan bertambah (Hakim dkk., 1986).
Fosfor di dalam tanah dijumpai dalam bentuk anorganik dan organik. Fosfor anorganik ditemukan dalam bentuk mineral Al(OH)2H2PO4(variasit),
Fe(OH)2H2PO4(strenggit), dan CaHPO4(monetit), sedangkan fosfor organik ditemukan dalam bentuk asam nukleat dan fosfolipida dan fosfor dapat diserap
oleh tanaman dalam bentuk ion orthofosfat primer dan sekunder H2PO4-dan
17
tanah-tanah yang memiliki pH 2,35-7,20 dan ion HPO42-lebih dominan pada pH
7,20-12,35 sedangkan ion H2PO4-dan HPO42-memiliki ketersediaan yang hampir
sama pada pH 7,20 (Hakim, dkk., 1986).
Berikut merupakan reaksi bolak-balik bentuk ketersediaan unsur hara P yang dipengaruhi oleh pH tanah (Hakim dkk., 1986).
H PO ⎯⎯ H O+HPO ⎯⎯ H O+PO (1) (Tanah sangat masam)
PO ⎯ HPO ⎯ +H PO ⎯ H PO (2) (Tanah sangat basa)
Namun, ketersediaan unsur hara fosfor di dalam tanah relatif rendah terlebih lagi pada jenis tanah ultisol. Berikut merupakan faktor-faktor yang dapat
mempengaruhi ketersediaan fosfor di dalam tanah, 1) pH tanah, 2) ketersediaan ion Al dan Fe dilarutan tanah, 3) mineral oksida-hidroksida Al dan Fe, 4)
tersedianya Ca pada tanah yang memiliki pH di atas 7, dan 5) jumlah dan tingkat dekomposisi bahan organik (Hakim dkk., 1986).
18
Al 3+
+ H2PO4-+ 2H2O→2H
+
+ Al(OH)2H2PO4 (3)
Fe 3+
+ H2PO4-+ 2H2O→2H
+
+ Fe(OH)2H2PO4 (4)
Hal ini menyebabkan ketersediaan fosfor pada tanah ini rendah karena proses penjerapan Al-P dan Fe-P yang tinggi. Menurut Lumbanraja, dkk., (2017) untuk mengatasi permasalahan pada tanah ultisol yang memiliki pH masam dapat dilakukan antara lain dengan pemberian bahan organik yang mampu
meningkatkan kandungan P-tersedia dan menurunkan jerapan fosfor pada koloid tanah, karena Al dan Fe dapat meningkatkan jerapan maksimum fosfor dan energi ikatan fosfor.
2.3 Klasifikasi Fosfor
Kelarutan fosfor di dalam fosfat pembawa yang berbeda akan bervariasi.
Kelarutan pupuk fosfat dalam air tidak selalu menjadi kriteria yang terbaik dalam ketersediaan unsur ini pada tanaman. Penentuan fosfor tidaklah mudah ketika ketersediaan unsur- unsur pupuk ditentukan dengan cepat dalam sampel. Metode kimia yang telah dikembangkan dimana penilaian yang cukup baik adalah larut dalam air, ketersediaan, dan kandungan fosfor total dari pupuk.
19
ditentukan dan dinyatakan sebagai persentase berat total sampel. Ini mewakili fraksi sampel yang larut dalam air.
Fosfor yang larut dalam sitrat. Residu tersebut ditambahkan larutan ammonium sitrat 1 N, kemudian diekstraksi. Kandungan fosfor dari filtrat ditentukan dan dinyatakan sebagai persentase berat total sampel, ini dinamakan fosfor yang larut dalam sitrat.
Fosfor tersedia. Jumlah fosfor yang larut dalam air dan larut dalam asam sitrat 2 % mewakili taksiran yang tersedia untuk tanaman.
Fosfor total. Fosfor total dapat ditentukan secara langsung tanpa langkah– langkah yang digambarkan (Tisdale, 1975).
2.4 Peran Unsur Hara P bagi Tanaman
20
optimal fosfor dalam tanaman pada saat pertumbuhan vegetatif adalah 0.3% -0.5% dari berat kering tanaman.
Peran fosfor bagi tanaman untuk pembelahan sel, pembentukan albumin, pembentukan bunga, buah dan biji. Selain itu fosfor juga berfungsi untuk
mempercepat pematangan buah, memperkuat batang, untuk perkembangan akar, memperbaiki kualitas tanaman, metabolisme karbohidrat, membentuk
nucleoprotein (sebagai penyusun RNA dan DNA) dan menyimpan serta memindahkan energi seperti ATP. Unsur Fosfor juga berfungsi untuk meningkatkan ketahanan tanaman terhadap penyakit.
2.5 Pengertian Biochar
Biochar merupakan bahan kaya karbon yang berasal dari biomassa seperti kayu
maupun sisa hasil pengolahan tanaman yang dipanaskan wadah dengan sedikit atau tanpa udara. Biochar berbentuk padat dan berpori. Sebagian besar porinya tertutup oleh hidrogen dan senyawa organik lain yang komponennya terdiri dari abu, air, nitrogen, dan sulfur biochar telah diketahui dapat meningkatkan kualitas tanah dan digunakan sebagai salah satu alternatif untuk pembenah tanah.
Pemberian biochar ke tanah berpotensi meningkatkan kadar C-tanah, retensi air dan unsur hara di dalam tanah. Keuntungan lain dari biochar adalah bahwa karbon pada biochar bersifat stabil dan dapat tersimpan selama ribuan tahun di dalam tanah (Gani, 2009).
21
ketersediaannya bagi tanaman dibandingkan bahan organik lain. Di Indonesia potensi penggunaan biochar cukup besar, mengingat bahan baku seperti kayu, tempurung kelapa, sekam padi, batang singkong dan tanaman bakau cukup tersedia. Pembuatan arang cukup dikenal masyarakat indonesia, namun belum dimanfaatkan sebagai pembenah tanah. Selama ini umumnya pembuatan arang (charcoal) dari limbah pertanian ditujukan untuk ekspor. Penggunaan biochar sebagai bahan pembenah tanah berbahan baku sisa-sisa hasil pertanian yang sulit terdekomposisi merupakan salah satu alternatif yang dapat ditempuh untuk peningkatan kualitas sifat fisik tanah sehingga produksi tanaman dapat ditingkatkan (Nurida, 2014).
Biochar merupakan bahan pembenah tanah yang telah lama dikenal dalam bidang
pertanian yang berguna untuk meningkatkan produktivitas tanah. Bahan utama untuk pembuatan biochar adalah limbah-limbah pertanian dan perkebunan seperti sekam padi, tempurung kelapa, kulit buah kakao, serta kayu-kayu yang berasal dari tanaman hutan industri. Teknik penggunaan biochar berasal dari basin Amazon sejak 2500 tahun yang lalu. Penduduk asli Indian memasukkan limbah-limbah pertanian dan perkebunan tersebut ke dalam suatu lubang di dalam tanah. Sebagai contoh yaitu “Terra Preta” yang sudah cukup dikenal di Brazil. Tanah ini
terbentuk akibat proses perladangan berpindah dan kaya residu organik yang berasal dari sisa-sisa pembakaran kayu hutan (Gani, 2009).
22
seperti kalsium (Ca) atau magnesium (Mg) dan karbon anorganik. Kualitas senyawa organik yang terkandung dalam biochar tergantung pada asal bahan organik dan metode karbonisasi. Dengan kandungan senyawa organik dan anorganik yang terdapat di dalamya, biochar banyak digunakan sebagai bahan amelioran untuk meningkatkan kualitas tanah, khususnya tanah marginal.
2.6 Pengaruh Aplikasi Biochar terhadap Sifat Kimia, Fisika, dan Biologi Tanah
Aplikasi biochar berdampak positif terhadap sifat kimia, fisika, dan biologi tanah. Berdasarkan beberapa hasil penelitian, efek positif biochar diuraikan sebagai berikut:
2.6.1 Sifat Kimia Tanah
Beberapa hasil penelitian yang telah banyak dilakukan menunjukkan bahwa biochar yang diaplikasikan ke dalam tanah secara nyata berpotensi dalam
meningkatkan beberapa sifat kimia tanah seperti pH tanah, KTK, dan beberapa senyawa seperti C-organik, N-total, serta dapat mereduksi aktivitas senyawa Fe dan Al yang berdampak terhadap peningkatan P-tersedia (Endriani dkk., 2013; Nurida, 2014; Latuponu dkk., 2012). Perbaikan sifat kimia yang diakibatkan oleh penambahan biochar secara tidak langsung berdampak positif pula terhadap pertumbuhan tanaman yang tumbuh diatasnya.
23
dapat membentuk ikatan khelasi dengan ion-ion Al dan Fe sehingga dapat
menurunkan kelarutan ion Al dan Fe, maka dengan begitu ketersediaan P menjadi meningkat. Asam- asam organik yang dihasilkan dari dekomposisi bahan organik juga dapat melepaskan P yang terjerap sehingga ketersediaan P meningkat (Hakim dkk., 1986).
Nigussie dkk., (2012) melaporkan bahwa aplikasi biochar yang berasal dari bonggol jagung dengan dosis 10 ton ha-1secara signifikan meningkatkan pH, C-organik, P-tersedia, N-total, dan KTK tanah yang tercemar maupun yang tidak tercemar Kromium (Cr). Peningkatan ini terjadi disebabkan biochar yang berasal dari bonggol jagung ini diketahui mengandung senyawa-senyawa yang
dibutuhkan tanaman, memiliki luas permukaan yang tinggi, porositas yang tinggi, serta kandungan abu dalam biochar yang secara tidak langsung dapat melarutkan senyawa-senyawa yang terjerap seperti Ca, K, dan N yang dibutuhkan oleh tanaman. Putri dkk., (2017) juga melaporkan bahwa pemberian biochar mampu meningkatkan pH tanah, C- organik, N-total, P-tersedia, K tukar , umur berbunga, tinggi tanaman, bobot kering tajuk, serapan N dan P akan tetapi tidak berpengaruh dalam meningkatkan serapan K dan bobot kering akar tanaman jagung.
24
Hasil penelitian lainnya, menunjukan bahwa biochar dapat menambah kelembaban dan kesuburan tanah pertanian. Disamping itu, dalam konteks
pengurangan emisi CO , biochar persisten dalam tanah bahkan dilaporkan sampai ribuan tahun. Potensi biochar sebagai pembenah tanah selain dapat memperbaiki sifat fisik, kimia, dan biologi tanah dapat pula sebagai sumber utama bahan untuk konservasi karbon organik di dalam tanah. Penambahan biochar ke tanah
meningkatkan ketersediaan kation utama dan fosfor, N total dan kapasitas tukar kation tanah (KTK) yang pada akhirnya meningkatkan hasil produksi
(Gani, 2009).
Pemberian biochar jerami padi, tandan kosong kelapa sawit, kulit durian dan kotoran sapi dapat meningkatan pH tanah, C-organik, N-total, P-tersedia, K tukar, tinggi tanaman, bobot kering tajuk, serapan N dan P, serta kecepatan umur
berbunga tanaman jagung ditanah Ultisol (Putri dkk., 2017). Pada lahan kering masam, pengaruh pemberian biochar signifikan meningkatkan pH (Nurida dkk., 2012; Nurida dkk., 2013), namun tidak berpengaruh nyata pada tanah non masam (Nurida dkk., 2013).
Biochar dapat dijadikan sebagai bahan amelioran untuk menurunkan konsentrasi
Aldd pada lahan kering masam di Indonesia. Namun demikian, kemampuan biochar dalam menurunkan konsentrasi Aldd tanah sangat tergantung pada jenis
biochar dan dosis yang digunakan. Berdasarkan berbagai penelitian yang telah
25
2.6.2 Sifat Fisika Tanah
Penambahan biochar memengaruhi sifat fisika tanah melalui peningkatan kapasitas menahan air, sehingga dapat mengurangi run-off dan pencucian unsur hara. Selain itu, amandemen biochar juga dapat memperbaiki struktur, porositas, dan formasi agregat tanah (Lehmann dan Joseph, 2009; Zhang dkk., 2011). Biochar berpengaruh langsung terhadap tanaman. Perbaikan sifat fisika
menyebabkan jangkauan perakaran tanaman semakin luas sehingga memudahkan tanaman untuk mendapatkan nutrisi dan air yang dibutuhkan dalam
pertumbuhannya (Prasetyo dkk., 2014).
Pemberian perlakuan biochar sekam padi pada Typic Kanhapludult dengan dosis tinggi memberikan pengaruh nyata terhadap sifat fisik tanah seperti menurunkan berat isi dan berat jenis tanah, serta meningkatkan ruang pori total (RPT) dan pori air tersedia tanah (PAT). Pemberian biochar sekam padi dosis tinggi hanya dapat meningkatkan porsi karbon dalam media tumbuh tanaman untuk menunjang pertumbuhan vegetatif tanaman jagung ditunjukkan melalui peningkatan tinggi tanaman, biomassa basah dan kering tanaman (Widyantika dkk., 2019).
26
permeabilitas terhadap pemberian biochar sulit disimpulkan karena data yang diperoleh tidak konsisten.
Hasil pengujian di lahan kering iklim kering dengan menggunakan biochar
ranting legum berdampak positif terhadap pori drainase cepat dan pori air tersedia. Pada lahan kering iklim kering, perbaikan pori drainase cepat akan sangat
membantu pada saat terjadi curah hujan yang tinggi dan bersifat erosif karena sebagian air akan mudah bergerak ke lapisan bawah tanah. Pada saat yang bersamaan, biochar yang ada di lapisan atas akan membantu meretensi air sehingga air lebih tersedia untuk tanaman (Nurida, 2014)
Pemberian biochar dapat memperbaiki karakteristik tanah, pemberian biochar dengan olah tanah berbeda meningkatkan nilai BI, RPT, PDC, PDL, dan PAT tanah. Pemberian biochar dengan jenis olah tanah mempengaruhi jumlah agregat halus contoh tanah. Agregat halus (≤ 1 mm dan ≤ 0.05 mm) didapat luas
permukaan dan ukuran pori yang beragam. Ukuran pori yang kecil meningkatkan luas permukaan sehingga efektifitas dalam penyerapan bahan toksik lebih tinggi. Selain itu ukuran pori ini dapat mengesampingkan penetrasi oleh enzim untuk pembusukan bahan organik (Zhaeittun, 2016).
2.6.3 Sifat Biologi Tanah
Biochar juga dapat memengaruhi populasi dan aktivitas mikroorganisme tanah.
27
Selain itu, daya tumbuh (viabilitas) bakteri mengalami peningkatan setelah ditambahkan biochar.
Menurut Citraresmini dkk., (2016), menunjukan bahwa pemberian kompos jerami+Biochar dengan dosis 3-4 ton ha-1meningkatkan jumlah populasi bakteri pelarut fosfat (BPF). Keberadaan kompos jerami+Biochar menjadi bahan baku bagi mikroorganisme tanah untuk melakukan perombakan dan menghasilkan asam-asam organik yang antara lain dimanfaatkan untuk meningkatkan jumlah populasi. Karbon stabil berasal dari Biochar berperan sebagai pemasok sumber energi dan juga sebagai mikrohabitat bagi mikroorganisme tanah.
III. BAHAN DAN METODE
3.1 Tempat dan Waktu
Penelitian dilakukan di Laboratorium Lapangan Terpadu Fakultas Pertanian Universitas Lampung dan analisis tanah dilakukan di Laboraturium Ilmu Tanah Fakultas Pertanian Universitas Lampung. Pembuatan biochar dilakukan di Balai Penelitian Tanah Kebun Percobaan Taman Bogo Purbolinggo Lampung Timur. Penelitian dilakukan 5-6 bulan dimulai dari bulan Desember 2018 - Juni 2019.
3.2 Alat dan Bahan
Alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah cangkul, hand tractor, hand sprayer, oven, timbangan, meteran, sabit. Instrumentasi yang digunakan adalah
spectrophotometer, senterifius.
Penelitian ini menggunakan benih jagung, batang singkong, pupuk Urea, pupuk TSP, pupuk KCl dan herbisida. Bahan yang digunakan untuk analisis
29
3.3 Metode Penelitian
Penelitian disusun secara faktorial (3 x 3) dalam rancangan kelompok teracak lengkap (RKTL), dengan 3 ulangan. Faktor pertama adalah dosis biochar (B) dengan dosis 0 ton ha-1(B0), 2,5 ton ha-1(B1) dan 5 ton ha-1(B2). Faktor kedua adalah dosis pemupukan SP-36 dengan dosis 0 kg ha-1(P0), 36 kg ha-1(P1) dan 72 kg ha-1(P2).
U1 U2 U3
B1P0 B2P0 B2P1
B0P2 B0P1 B2P2
B0P1 B1P0 B0P0
B0P0 B2P1 B2P0
B1P2 B0P2 B1P0
B1P1 B0P0 B0P1
B2P1 B1P2 B1P1
B2P2 B1P1 B0P2
[image:47.595.184.440.275.450.2]B2P0 B2P2 B1P2
Gambar 1. Tata letak percobaan Keterangan:
B0P0 : Biochar 0 ton ha-1+ pemupukanSP-360 kg ha-1 B0P1 : Biochar 0 ton ha-1+ pemupukanSP-3636 kg ha-1 B0P2 : Biochar 0 ton ha-1+ pemupukanSP-3672 kg ha-1 B1P0 : Biochar 2,5 ton ha-1+ pemupukanSP-360 kg ha-1 B1P1 : Biochar 2,5 ton ha-1+ pemupukanSP-3636 kg ha-1 B1P2 : Biochar 2,5 ton ha-1+ pemupukanSP-3672 kg ha-1 B2P0 : Biochar 5 ton ha-1+ pemupukanSP-360 kg ha-1 B2P1 : Biochar 5 ton ha-1+ pemupukanSP-3636 kg ha-1 B2P2 : Biochar 5 ton ha-1+ pemupukanSP-3672 kg ha-1
3.4 Pembuatan Biochar
30
Retort Killn (ARK) yaitu alat pembuat biochar dengan fungsi mengolah bahan
baku dalam jumlah besar. Persiapan bahan yaitu batang singkong sisa hasil pertanian. Bahan yang telah disiapkan dijemur hingga kering atau kadar air yang terkandung sangat rendah. Bahan yang telah kering dimasukkan ke dalam alat ARK. Setelah semua bahan masuk hingga batas maksimum daya tampung alat, kemudian ARK ditutup menggunakan tutup yang berupa plat yang kedap udara. Hal ini dimaksudkan agar terjadi proses pembakaran tanpa oksigen. Tungku pembakaran mulai dinyalakan dengan menggunakan kayu sebagai bahan bakar. Pembakaran di dalam tungku dijaga agar api tidak padam hingga pembakaran sempurna. Pembakaran dilakukan hingga suhu di dalam ARK mencukupi untuk pembuatan biochar yaitu 200°C-400°C. Indikator yang ke dua yaitu mulai terlihatnya asap tebal pada cerobong ARK. Asap ini mengindikasikan bahwa bahan baku mulai melakukan pembakaran. Kemudian tungku pembakaran ditutup untuk mencegah adanya oksigen yang masuk ke dalam proses pirolisis ARK. Pengamatan dilanjutkan hingga asap yang terlihat dari cerobong sudah tidak pekat dan yang terlihat hanya gelombang panas yang bisa mencapai suhu lebih dari 400°C. Setelah asap menghilang dan terlihat gelombang panas, tutup ARK dibuka kemudian dilakukan penyiraman pada bahan setengah jadi. Hal ini berfungsi untuk menghentikan proses pembakaran yang terjadi pada bahan baku pembuatan biochar. Setelah padam, bahan biochar setengah jadi didiamkan hingga suhu
turun menjadi suhu kamar. Setelah suhu turun menjadi suhu kamar, biochar yang sudah matang dikeluarkan kemudian dijemur. Penjemuran dilakukan agar
31
3.5 Pelaksanaan Percobaan
Adapun hal–hal yang dipersiapkan di dalam penelitian terdiri atas :
3.5.1 Pengolahan Tanah
Pengolahan dilakukan dengan olah tanah intensif yaitu dengan perlakuan pembalikan tanah menggunakan hand tracktor. Penggaruan untuk meratakan tanah menggunakan alat garu dan cangkul agar agregat tanah menjadi remah dan dibuat 27 petak perlakuan dengan ukuran petak 3 m x 3 m dan jarak antar petak 0,5 m.
3.5.2 Pengaplikasian Biochar
Biochar diaplikasikan setelah pengolahan tanah selesai dengan cara dilarik pada
baris tanam dan diaduk hingga merata dengan tanah dengan dosis perlakuan sebagai berikut.
Tabel 1. Dosis Biochar
3.5.3 Penanaman
Penanaman jagung dilakukan 7 hari setelah aplikasi biochar, hal ini dimaksudkan agar biochar yang diaplikasikan sudah berikatan dengan tanah, sehingga tidak mudah terbawa aliran permukaan. Penanaman dilakukan dengan alat tugal sedalam 3 cm dengan jumlah 1 benih per lubang dengan jarak tanam yaitu
Biochar Dosis
ton ha-1 kg plot-1
B0 0 0
B1 2,5 2,25
32
25 cm x 75 cm. Penyulaman dilakukan 7 hari setelah tanam apabila ada benih yang tidak tumbuh atau benih terkena penyakit.
3.5.4 Pemupukan Tanaman
Penelitian ini menggunakan pupuk Urea, SP-36 dan KCl. Pengaplikasian pupuk dicampur secara merata terlebih dahulu dan diaplikasikan dengan cara ditugal pada baris tanaman dengan jarak 5 cm dari lubang tanam.
Tabel 2. Dosis Pupuk SP-36
Pemupukan SP-36 diberikan sekaligus seminggu setelah tanam dengan dosis perlakuan yaitu P0 0 kg ha-1, P1 36 kg ha-1, dan P2 72 kg ha-1.
Tabel 3. Dosis Pupuk Urea
Pupuk Urea diberikan dengan dosis 350 kg ha-1dengan 3 tahap pemupukan. Pemupukan pertama dilakukan pada 7 hari setelah tanam dengan dosis sebesar 100 kg ha-1, pemupukan kedua dilakukan pada 28 hari setelah tanam dengan dosis sebesar 150 kg ha-1, dan pemupukan ketiga diberikan pada umur tanaman 40 hari setelah tanam dengan dosis sebesar 100 kg ha-1.
Pupuk SP-36 Dosis Pemupukan
kg P2O5ha-1 kg SP-36 ha-1 g SP-36 plot-1
P0 0 0 0
P1 36 100 90
P2 72 200 180
Pupuk Dasar Urea 350 kg ha-1
Dosis Pemupukan
7 HST 28 HST 42 HST
kg ha1 100 150 100
33
Tabel 4. Dosis Pupuk KCl
Pupuk KCl dengan dosis 100 kg ha-1diberikan dalam 2 tahap pemberian. Pemupukan KCl pertama diberikan pada umur tanaman 7 hari setelah tanam dengan dosis sebesar 50 kg ha-1dan pemupukan kedua diberikan pada umur tanaman 28 hari setelah tanam dengan dosis sebesar 50 kg ha-1.
3.5.5 Pemeliharaan tanaman
Pemeliharaaan tanaman dilakukan secara intensif. Pemeliharaan pada tanaman ini berupa penyiraman, penyiangan, dan pengendalian OPT. Penyiraman dilakukan dua kali setiap harinya. Penyiangan terhadap gulma dilakukan dengan manual yaitu dicabut atau dibabat kemudian dibakar di tempat yang telah disediakan. Pengendalian OPT dilakukan sesuai dengan kondisi serangan dengan
menggunakan pestisida, dan tanaman yang terkena penyakit akan dilakukan seleksi kemudian dibakar.
3.5.6 Panen
Panen jagung dilakukan apabila sebagian besar kelobot pada pertanaman mulai kering berwarna kuning yaitu 72 hari setelah tanam. Panen dilakukan dengan cara manual yaitu memetik tongkol jagung.
Pupuk Dasar KCl Dosis Pemupukan
100 kg ha-1 7 HST 28 HST 42 HST
kg ha-1 50 50
-34
3.5.7 Sampling Tanah
Pengambilan sampel tanah awal dilakukan sebelum pengaplikasian biochar dengan alat boring tanah. Sampel tanah diambil secara komposit di 5 titik sedalam 0-20 cm per ulangan. Setelah panen dilakukan pengambilan contoh tanah.
Pengambilan sampel tanah dilakukan dengan menggunakan alat boring tanah. Sampel tanah diambil secara komposit di 5 titik sedalam 0-20 cm per petak perlakuan. Sampel tanah dikering udarakan dan diayak dengan ayakan 2 mm. Selanjutnya sampel tanah disimpan dalam botol untuk dianalisis.
3.6 Pelaksanaan Laboratorium
3.6.1 Analisis Tanah
Analisis tanah dilakukan setelah pemanenan. Contoh tanah sebelum tanam dan sesudah panen diambil pada kedalaman 0-20 cm (topsoil). Analisis yang dilakukan adalah pH tanah (pH meter), P tersedia (Metode Bray 1), Al-dd (Metode Titrasi). Fraksionasi P dilakukan dengan cara Jackson (1958) dengan modifikasi lamanya waktu pengocokan. Untuk bahan pereaksi reduksi dipakai cara Murphy dan Riley (1964).
3.6.2 Penetapan Fraksionasi P tanah
35
Larutan Ekstrak masing-masing dipipet 2 ml ke dalam tabung reaksi dan selanjutnya bersama deret standar ditambahkan 10 ml pereaksi pewarna fosfat, kocok hingga homogen dan biarkan 30 menit. Absorbansi larutan diukur dengan spektrofotometer pada panjang gelombang 889 nm.
3.6.3 Analisis Data
Data yang diperoleh dilakukan uji kesamaan ragam dengan uji Bartlett dan kemenambahan data dianalisis dengan uji Tukey. Kemudian dilakukan analisis ragam dan dilanjutkan dengan uji BNJ pada taraf nyata 5 %.
1 g contoh tanah
↓
50 ml 1 N NH4Cl, kocok 0,5 jam,
disentrifusi 15 menit, saring
→
Ekstrak di ukur NH4Cl-P
↓
50 ml 0,5 N NH4F, kocok 2,5 jam,
disentrifusi 15 menit, saring
→
Ekstrak diukur Al-P
↓
50 ml 0.1 N NaOH, kocok 2,5 jam, disentrifusi 15 menit, saring + 2 ml 2N
H2SO4, sentrifus, saring
→
Ekstrak diukurFe-P↓
50 ml 0.5 N H2SO4, kocok 1 jam,
disentrifusi 15 menit, saring
→
Ekstrak diukur Ca-P
↓
40 ml 0.3 M Sodium Sitrat + 5 ml NaHCO3,panaskan + 1.0 g Na2S2O4, kocok 0,5 jam, disentrifusi 15 menit,
saring
→
Ekstrak diukur Fe-P Terselimut↓
50 ml 0.5 N NH4F, kocok 1 jam,
disentrifusi 15 menit, saring
→
[image:53.595.147.477.79.478.2]Ekstrak diukur Al-P Terselimut
V. SIMPULAN DAN SARAN
5.1 Simpulan
Berdasarkan hasil penelitian yang telah dilakukan maka diperoleh kesimpulan sebagai berikut:
1. Pemberian biochar batang singkong meningkatkan fraksi P-larut dan menurunkan fraksi Al-P, Fe-P, Ca-P dan P-terselimut.
2. Pemupukan P meningkatkan fraksi P-larut dan menurunkan fraksi Al-P, Fe-P, Ca-P dan P-terselimut.
3. Kombinasi biochar batang singkong dan pemupukan meningkatkan fraksi P-larut dan menurunkan fraksi Al-P, Fe-P, Ca-P dan P-terselimut.
5.2 Saran
DAFTAR PUSTAKA
Adiningsih, J.S. dan Mulyadi. 1993. Alternatif Teknik Rehabilitasi dan Pemanfaatan Lahan Alang-Alang. Hal. 29-50. Prosiding Pemanfaatan Alang-Alang untuk Usahatani Berkelanjutan. Pusat Penelitian Tanah dan Agroklimat. Badan Litbang Pertanian. Bogor.
Citraresmini, A dan T. Bachtiar. 2016. Dinamika Fosfat Pada Aplikasi Kompos Jerami-Biochar dan Pemupukan Fosfat Pada Tanah Sawah. Jurnal Ilmiah Aplikasi Isotop dan Radiasi. Vol. 12 No. 2 Desember 2016. ISSN 1907-0322
Dariah, A. dan N. L. Nurida. 2012. Pemanfaatan Biochar Untuk Meningkatkan Produktivitas Lahan Kering Beriklim Kering. Balai Penelitian Tanah, Balai Besar Litbang Sumberdaya Lahan Pertanian, Badan Litbang Pertanian, Bogor. Buana Sains Vol 12 No 1: 33-38.
Endriani, Sunarti, Ajidirman. 2013. Pemanfaatan Biochar Cangkang Kelapa Sawit Sebagai Soil Amandement Ultisol Sungai Bahar-Jambi. Jurnal Penelitian Universitas Jambi Seri Sains. Volume 15, Nomor 1, Hal. 39-46
ISSN:0852-8349.
Badan Pusat Statistik. 2017. Data Jumlah Produksi Singkong Indonesia. www. BPS. com. Diakses pada 15 Maret 2018.
Foth, D, H. 1998. Dasar-Dasar Ilmu Tanah. Penerbit Gajah Mada University Press, Yogyakarta. 544 hlm.
Gani, A, 2009. Biochar Penyelamat Lingkungan. Warta Penelitian dan Pengembangan Pertanian 31(6): 15-16.
59
Hakim, N., M.Y. Nyakpa, A.M. Lubis, S.G. Nugroho, M.R. Saul, M.A. Diha, G.B. Hong, dan H.H. Bailey. 1986. Dasar-dasar Ilmu Tanah. Universitas Lampung, Bandar Lampung. 488 hlm.
Halvin, J.L., J.D. Beaton, S.L. Tisdale, and W.L. Nelson. 1999. Soil Fertility and Fertilizers. An Introduction to Nutrient Management. Sixth Edition. Prentice Hall. Upper Saddle River, New Jersey 07458.
Ismail, M., dan A.B. Basri. 2011. Pemanfaatan Biochar untuk Perbaikan Kualitas Tanah. Balai Pengkajian Teknologi Pertanian (BPTP). Aceh. 23 hlm. Kasno, A., I G.M. Subiksa, dan S. Dwiningsih. 2009. Pengaruh Pemupukan P
Terhadap Bentuk Fosfat Tanah dan Hapada Typic Plintudults dan Placic Petraquepts. Jurnal Tanah dan Iklim. (29) : 15-22.
Latuponu H, Dj. Shiddieq, Abd. Syukur dan E. Hanudin. 2012. Kajian Daya Sangga Biochar Limbah Sagu Pada Pelindian Terhadap Ketersediaan Npk Di Tanah Ultisol. Buana Sains Vol 12 No 2: 91-99.
Lehmann, J. and S. Joseph., 2009. Biochar for Environmental Management Science and Technology. Earthscan in the UK and USA. Pp 1-12.
Leiwakabessy, F. M. 1998. Kesuburan Tanah. Jurusan Ilmu Tanah. Fakultas Pertanian IPB. Bogor. 6-36 hlm.
Lumbanraja, J. 2017. Kimia Tanah dan Air (Prinsip Dasar dan Lingkungan). AURA Printing. Bandar Lampung. 295 hlm.
Mindari, M. Purnomo Edi Sassongko, Uswatun Khasanah dan Pujiono. 2018. Rasionalisasi Peran Biochar dan Humat terhadap Ciri Fisik-Kimia Tanah. Jurnal Folium Vol. 1 No. 2. 34-42 EISSN 2599-3070.
Nigussie, A., E. Kissi., M. Misganaw, and G. Ambaw. 2012. Effect of Biochar Application on Soil Properties and Nutrient Uptake of Lettuces (Lactuca sativa) Grown in Chromium Polluted Soils. American-Eurasian J. Agric. & Environ. Sci., 12 (3): 369-376, 2012 ISSN 1818-6769.
Nurida, L. N. 2014. Potensi Pemanfaatan Biochar untuk Rehabilitasi Lahan Kering di Indonesia. Jurnal Sumberdaya Lahan Edisi Khusus
Karakteristik dan Variasi Sumberdaya Lahan Pertanian Hal: 57-68 ISSN 1907-0799.
60
Nurlista, S. D. 2017. Dinamika Fraksi P Inorganik pada Ultisol Jasinga yang diberi Perlakuan Kapur, Kompos, Arang, dan Fosfat Alam: P mudah larut, Al-P, dan Fe-P. Departemen Ilmu Tanah dan Sumberdaya Lahan. IPB. Bogor.
Nursyamsi, D., L. Anggria, dan Nurjaya. 2011. Pengaruh Pemberian P-Alam terhadap Jerapan dan Bentuk-Bentuk P Tanah pada Dystrudept Cibatok, Bogor. Tanah dan Iklim. (22) : 1-12.
Nursyamsi, D., M.T. Sutriadi, Dan U. Kurnia. 2004. Metode Ekstraksi dan Kebutuhan Pupuk P Tanaman Kedelai pada Typic Kandiudox di
Papanrejo, Lampung. Peneliti pada Balai Penelitian Tanah, Bogor. Jurnal Tanah Dan Iklim No. 22.
Prasetyo B.H. dan D.A. Suriadikarta. 2006. Karakteristik, Potensi Dan Teknologi Pengelolaan Tanah Ultisol Untuk Pengembangan Pertanian Lahan Kering Di Indonesia. Jurnal Litbang Pertanian. 25(2) : 39-46.
Prasetyo, Y., H. Djatmiko, dan N. Sulistyaningsih. 2014. Pengaruh Kombinasi Bahan Baku Dan Dosis Biochar Terhadap Perubahan Sifat Fisika Tanah Pasiran Pada Tanaman Jagung (Zea Mays L.). Berkala Ilmiah Pertanian. Vol. 3, No. 7, hlm 3-5.
Purwono dan R. Hartono. 2011. Bertanam Jagung Unggul. Penebar Swadaya, Jakarta. 10-14.
Putri, V. I., Mukhlis, dan B. Hidayat. 2017. Pemberian Beberapa Jenis Biochar Untuk Memperbaiki Sifat Kimia Tanah Ultisol Dan Pertumbuhan
Tanaman Jagung. Jurnal Agroekoteknologi FP USU. Vol.5.No.4, Oktober 2017 (107): 824- 828. E-ISSN No. 2337- 6597.
Satgada, C. P. 2017. Hubungan Perilaku Jerapan Dan Ketersediaan Fosfor Dalam Tanah Dengan P-Terangkut Oleh Tanaman Tebu (Saccharum Officinarum L.) Akibat Perlakuan Pupuk Organonitrofos Dan Npk Di Tanah Ultisol Gedung Meneng. Fakultas Pertanian. Universitas Lampung. Bandar Lampung.
Soepardi, G. 1979. Sifat dan Ciri Tanah. Jur. Tanah IPB Bogor. 112 hlm. Soepardi, G. 1983. Dasar-dasar Ilmu Tanah. Tanah IPB Bogor. 111 hlm. Sudjana, B. 2014. Pengaruh Biochar Dan Npk Majemuk Terhadap Biomas Dan
61
Subagyo, H., N. Suharta, dan A.B. Siswanto. 2000. Tanah-tanah pertanian di Indonesia. Dalam Sumber Daya Lahan Indonesia dan Pengelolaannya. Pusat Penelitian Tanah dan Agroklimat, Bogor. 21-66 hlm.
Sumanda, K., Tamara, P.E., Alqani, F. 2011. Isolation study of efficient a-cellulose from waste plant stem manihot esculenta crantz,. Jurnal Teknik Kimia, Vol. 5, no. 2:434-438.
Suwarto, W. Qamara, dan C. Santiwa. 2000. Sweet Corn Baby Corn. Penebar Swadaya, Jakarta. 127 hlm.
Syukur, M. dan A. Rifianto. 2014. Jagung Manis. Penebar Swadaya. Jakarta. 124 hlm.
Tisdale, and Nelson. 1975. Phosphate Adsorption variability within Soil Series and in Diverse Soil Population Soil Sci. 6 : 408-411.
Widyantika, S, D., dan S. Prijono. 2019. Pengaruh Biochar Sekam Padi Dosis Tinggi Terhadap Sifat Fisik Tanah Dan Pertumbuhan Tanaman Jagung Pada Typic Kanhapludult. Jurnal Tanah dan Sumberdaya Lahan. Vol 6 No 1 : 1157-1163. ISSN:2549-9793.
Winarso, S. 2005. Kesuburan Tanah: Dasar Kesehatan dan Kualitas Tanah. Penerbit Gava Media, Yogyakarta.
Zhaeittun, P. A. 2016. Pengaruh Biochar Terhadap Sifat Fisik Tanah Dan Agregat Halus Contoh Tanah Typic Kanhapludult Kebun Percobaan Taman Bogo, Lampung Timur. Skripsi. Departemen Ilmu Tanah Dan Sumberdaya Lahan Fakultas Pertanian. Institut Pertanian Bogor. Bogor. 37 hlm.
Yuliana, W. 2019. Aplikasi Beberapa Jenis Biochar Untuk Meningkatkan Ketersediaan P Pada Tanah Andisol. Skripsi. Fakultas Pertanian. Universitas Sumatera Utara. Sumatra Utara. 35 hlm.
