Aspek Tanah Pertanian Organik (Revisi 2013)

ASPEK LAHAN DAN MANAJEMEN NUTRISI DALAM PERTANIAN ORGANIK

Tim Tanah_ Pertanian Organik_NN

TUJUAN PERTANIAN ORGANIK

1. Menghasilkan pangan berkualitas tinggi yang bebas residu pestisida, residu pupuk kimia organik sistetik, dan bahan kimia lainnya untuk membantu meningkatkan kesehatan masyarakat

2. Melindungi dan melestarikan keragaman hayati agar dapat berfungsi secara alami dalam mempertahankan interaksi di ekosistem pertanian sesuai sistem alami

3. Memasyarakatkan kembali budidaya organik untuk mempertahankan dan meningkatkan produktivitas lahan guna menunjang sistem usahatani yang berkelanjutan

4. Mengurangi ketergantungan petani terhadap masukan sarana produksi dari luar yang harganya mahal dan berpotensi menyebabkan pencemaran lingkungan sehingga petani dapat memperhitungkan dampak sosial, ekonomi dan lingkungan pertanian organik dan pengolahannya

5. Mendorong meningkatnya siklus biologi dalam sistem usahatani dengan melibatkan tanah, tanaman, ternak, flora dan fauna dalam ekosistem

6. Mempertahankan dan meningkatkan kesuburan tanah dalam jangka panjang secara berkelanjutan

7. Efisiensi penggunaan air8. Memanfaatkan dan mengoptimalkan sumber daya alam secara lokalita untuk

mendukung sistem pertanian organik9. Mengembangkan keseimbangan yang harmonis antara produksi pertanian dan

peternakan

TIm Teaching Pertanian Organik

BASIC CROP REQUIREMENTS – SOILMust use proper tillage and cultivation Must use proper tillage and cultivation

practices to maintain condition of the soil practices to maintain condition of the soil and minimize soil erosion.and minimize soil erosion.

Must manage fertility and nutrients through Must manage fertility and nutrients through crop rotations, cover crops, and plant and crop rotations, cover crops, and plant and animal materialsanimal materials

Fertility management must not contaminate Fertility management must not contaminate crops, soil, or water with plant nutrients, crops, soil, or water with plant nutrients, pathogen organisms, heavy metals, or pathogen organisms, heavy metals, or prohibited substances.prohibited substances.

What Makes Organic Organic?What Makes Organic Organic?Practice Based StandardsPractice Based StandardsMandatory Certification Mandatory Certification Required Organic System PlanRequired Organic System PlanUse of only Approved SubstancesUse of only Approved SubstancesOn-Site InspectionOn-Site Inspection

Materi pembahasan........

V. Remediasi lahan:Phytoremediasi Bioremediasi

VI. Pupuk organik & hayati:Kualitas & baku mutu Jumlah unsur hara tersedia Hara setara pupuk buatan

VII. Manajemen nutrisi & kesuburan tanah:Konsep aksesibilitas unsur haraManajemen kesuburan tanahMinimalisasi kehilangan hara

I. Sifat-sifat tanah: Fisik - Kimia - Biologi

II. Bahan organik: Fisikokimia - Biokimia

III. Kualitas tanah: Definisi kualitas tanah Evaluasi kualitas tanah Indikator tanah sehat

IV. Konversi lahan: Syarat-syarat konversi lahan Fase-fase menuju tanah

organik Tim Tanah_ Pertanian Organik_NN

I.Sifat-sifat tanah yang paling berpengaruh terhadap proses produksi tanaman

a. Sifat Fisik:1. tekstur: berkaitan dengan porositas, infiltrasi air & ketersediaan air tanah2. kedalaman lapisan olah: berhubungan dengan penetrasi akar3. berat jenis: berkaitan dengan laju infiltrasi, konduktivitas hidraulik & kapasitas menahan air (water holding capacity, WHC)4. stabilitas aggregat berhubungan dengan kandungan bahan organik & resistensi tanah terhadap erosi.

b. Sifat Kimia:1. reaksi tanah (pH): berkaitan dengan ketersediaan unsur hara 2. kapasitas tukar kation: berkaitan dengan koloid organik & koloid anorganik 3. kandungan unsur hara: terutama unsur N, P, dan K.

c. Sifat Biologis:1.Respirasi & aktivitas mikroba di dalam tanah2. Proses dekomposisi & mineralisasi Karbon (C), Nitrogen (N)


PROFIL TANAH


II. BAHAN ORGANIK: BAGIAN TERKECIL PENYUSUN KOMPONEN TANAH KUNCI DINAMIKA KEHIDUPAN & KESUBURAN TANAH

Miskin bahan organik Kaya bahan organikTim Tanah_ Pertanian Organik_NN

Warna Terang Warna Gelap

PERANAN BAHAN ORGANIK DALAM TANAH:

Bahan organik

SIFATFISIK

SIFATKIMIA

SIFATBIOLOGI

Meningkatkan:

Retensi air

Agregasi tanah KTK tanah Unsur hara Sumber C & energi bagi mikroba Zat pengatur tumbuh Biosida

Tim Tanah_ Pertanian Organik

III. KUALITAS TANAH ???

Definisi kualitas tanah mencakup:Produktivitas: kemampuan tanah untuk

meningkatkan produktivitas tanaman & efektivitas penggunaan air

Kualitas nutrisi: kemampuan tanah untuk meminimalkan kontaminan, pathogen & kerusakan-kerusakan setempat dalam lingkungannya,

Kesehatan manusia dan ternak:

menunjukkan hubungan internal antara kualitas tanah dengan tanaman, produk ternak & kesehatan manusia

Indikator kualitas tanah: (FISIK, KIMIA DAN BIOLOGI)

Kapasitas adsorbsi tanah Tingkat kejenuhan basa Kandungan koloid organik (bahan

organik) Kandungan koloid anorganik (fraksi

liat)

Evaluasi kualitas tanah:

Parameter untuk mengevaluasi kondisi tanah yang terdegradasi/tercemar a.l.:

Reaksi tanah (pH): sangat masam, sangat alkalis, atau berkadar garam tinggi (salin)

Kandungan unsur hara esensial: makro maupun mikro yang rendah,

Tanah selalu tererosi & drainase buruk,

Tanah selalu mengalami cekaman air

(water stress)Tanah-tanah padat & tercemar

logam berat serta polutan organik Tim Tanah_ Pertanian Organik_NN


Faktor-faktor kesehatan tanah & hubungannya dengan sistem produksi

TANAH HUTAN ALAMI =

TANAH SEHAT

Tanah Konvensional = TANAH tidak SEHAT

Tim Tanah_ Pertanian Organik-NN

DIAMANA TANAH YANG SEHAT BERADA ???

TANAH SEHAT = TANAH BERKUALITAS


=

Ciri-Ciri TANAH SEHAT akibat Penambahan Bahan Organik

Penambahan bahan organik menghasilkan banyak perubahan. Dimodifikasi dari Oshins &Drinkwater, 1999 dalam Magnof F. & vans Es, H., 2009.

Kontaminannon-toksik

Kontaminannon-toksik

Memperbaiki struktur pori

Peningkatan aggregasi

Mengurangi sumber penyakit dari tanah, parasit, nematoda

PENAMBAHAN BAHAN ORGANIK

TANAMAN SEHAT

Peningkatan populasi &

aktivitas biologis

Dekomposisi

Humus & zat pengatur tumbuh

Memperbaiki lapisan olah tanah &

penyimpanan air

Pelepasan unsur hara

Penyimpanan air tanah, unsur hara,

biodiversitas berkurang

CIRI-CIRI TANAH TIDAK SEHAT

Pengolahan intensif,tanah tererosi, sisa panen

tidak dikembalikan

Pemadatan lapisan olah tanah

Bahan Organik berkurang

Hasil Tanaman menurun

Kelaparan Tanaman & malnutrisi

Aggregat tanah rusak

Peningkatan erosi oleh angin & air

Degradasi tanah menurun seperti spiralDimodifikasi dari Topp et al., (1995) dalam Magdoff & van Es, H. (2009)

Tanaman TIDAK sehat

ALTERNATIF ...??......... IV. KONVERSI LAHAN

Tanah tidak Sehat Tanah Pertanian Organik

(konvensional) (Organik)

• Meminimalkan kandungan sisa-sisa bahan kimia yang terdapat di dalam tanah

• Memulihkan unsur flora dan fauna tanahnya

• Lamanya masa konversi tergantung dari intensitas pemakaian input bahan kimia & jenis tanaman sebelumnya

• Masa konversi dapat diperpanjang/diperpendek tergantung kepada legenda/sejarah lahan tsb.

• Bila kurang dari masa tsb. = Lahan Konversi menuju organik


Untuk tanaman semusim diperlukan masa konversi minimal 2 (dua) tahun, sedangkan untuk tanaman tahunan (tidak termasuk padang rumput) diperlukan masa konversi minimal 3 (tiga) tahun.

Prinsip-prinsip budidaya pertanian organik seperti tercantum dalam SNI Sistem Pangan Organik harus telah diterapkan pada lahan yang sedang dalam masa konversi & dianjurkan tanah tetap diusahakan untuk budidaya tanaman. Lahan yang telah atau sedang dikonversi ke lahan untuk produksi pertanian organik tidak diperbolehkan untuk diubah bolak-balik antara lahan pertanian organik dan non-organik (konvensional)

Jika lahan pertanian tidak dapat dikonversi secara bersamaan, maka perlu adanya batas yang tegas dan cukup antara lahan yang sedang dalam masa konversi dengan lahan lainnya, sehingga terhindar dari kontaminasi.

Perlu adanya batasan yang jelas mengenai lahan yang diusahakan secara organik dan lahan non-organik (konvensional).

Lamanya masa konversi tergantung dari sejarah penggunaan lahan, intensitas pemakaian input kimiawi (pupuk, pestisida) dan jenis tanaman sebelumnya (semusim atau tanaman tahunan). Masa konversi dapat diperpanjang atau diperpendek tergantung pada sejarah lahan tersebut, namun tidak boleh kurang dari 12 bulan. Bila masa konversi telah lewat, lahan tersebut merupakan lahan organik, namun bila kurang dari rentang waktu tersebut, maka lahan tersebut masih merupakan lahan konversi menuju organik.

Keputusan penambahan/pengurangan masa konversi tersebut dibuat oleh Lembaga Sertifikasi dengan mengacu pada ketetapan Otoritas Kompeten Pangan Organik (OKPO) berdasar masukan dari pakar yang kompeten.


lanjutan konversi lahan .......

Syarat-syarat konversi menuju lahan organik

lanjutan konversi lahan .......

3 Fase konversi menuju lahan organik:

1. Fase penyesuaian (adjustment phase):

= Sistem pengurangan ketergantungan

tanaman terhadap pupuk kimia.

Selama fase ini berlangsung, akan terjadi penurunan hasil panen akibat konversi/

perubahan dari sistem kimiawi ke sistem biologis.

Tanaman dipaksa mengalami ‘”kelaparan nutrisi” akibat nutrisi yang berasal dari pupuk kimia tidak lagi tersedia. Lamanya masa awal fase penyesuaian tanah organik ini tergantung kepada kondisi historis tanah & pemupukan awal

2. Fase nyaman (comfort phase): Fase ini berlangsung secara bersamaan dengan terjadinya peningkatan aktivitas biologis & berkaitan dengan terjadinya pelepasan unsur hara yang awalnya tidak tersedia menjadi tersedia. Selama fase

ini hasil tanaman akan optimal

3. Fase pemeliharaan (maintenance phase):

Sistem tanah organik setelah periode waktu

yang lama akan mengalami penurunan cadangan unsur hara yang ada di dalam tanah. Hal ini identik dengan terjadinya penurunan kandungan hara akibat pemanenan & kehilangan secara alami akibat pencucian (leaching).


V. REMEDIASI LAHAN

Faktor-faktor remediasi:

1. Tingkat/level kontaminan

2. Jenis & konsentrasi kontaminan

3. Luas area & zone kedalaman

kontaminan dalam tanah,

4. Jenis tanah & penggunaan tanah5. Jumlah & jenis tanaman (untuk Phytoremediasi)

a. PHYTOREMEDIASI sistem dimana jenis-jenis

tanaman tertentu bekerjasama dengan mikroba tanah dalam membersihkan kontaminan sehingga menjadi berkurang/non toksik, bahkan menjadi senyawa yang berguna.

Phytoremediasi berlangsung secara alami melalui 6 tahapan proses secara berurutan yang dilakukan tanaman terhadap kontaminan yang berada di sekitarnya.


Rhizofiltrasi

Phytostabilisasi


From Pilon-Smits (2005) Annu Rev Plant Biol 56: 15-39

Mercury

Selenium

TCE, PCE

Heavy metals

Se, As

Radionuclides

TCE/PCE...

Organics

(PCBs, PAHs)

Phytodegradation

Herbicides, TNT, MTBE, TCE

Nonbiological remediation technologies and bio/phytoremediation are not mutually exclusive.

Pteris vittata

Brassica juncea

Thlaspi caerulescens

Alyssum serpyllifoliumHyperaccumulator plants

From Pilon-Smits (2005) Annu Rev Plant Biol 56: 15-39

b. BIOREMEDIASI BIOREMEDIASI = proses remediasi

menggunakan mikroba: bakteri, jamur, algae atau sekresi yang dihasilkannya untuk menghilangkan kontaminan, terutama kontaminan organik di dalam tanah, seperti: tumpahan minyak, oli dll.

Mikroba menghancurkan ikatan -CH

& merubahnya menjadi CO2, H2O dan asam amino.

Bioremediasi (in-situ): dilakukan langsung di tempat kontaminasi

Bioremediasi (ex-situ): dilakukan penggalian tanah tercemar, diangkut & akan dibersihkan oleh mikroba dalam kondisi terkendali


Bioremediasi lahan tercemar senyawa Hydrokarbon(-CH):

Tahapan proses:

I. Transformasi senyawa toksin senyawa non toksin

II. Akumulasi antropho- genik lebih cepat memasuki siklus biogeokimia alami.

Tahapan proses:

I. Transformasi senyawa toksin senyawa non toksin

II. Akumulasi antropho- genik lebih cepat memasuki siklus biogeokimia alami.

Tim Tanah_ Pertanian Organik

VI. PUPUK ORGANIK ???

Fungsi utama pupuk organik: Meningkatkan kapasitas tukar

kation (KTK) tanah dalam menjerap air dan unsur hara,

Memperbesar daya ikat tanah berpasir, sehingga memperbaiki struktur tanah, infiltrasi dan aerasi

Memperbaiki struktur tanah berlempung menjadi lebih remah

Sumber unsur hara tanaman yang lengkap meskipun kadarnya rendah

Sumber energi dan media hidup bagi mikroorganisme tanah

Mampu bereaksi dengan ion logam untuk membentuk senyawa kompleks (khelasi), sehingga ion-ion logam seperti Al, Fe dan Mn yang meracuni tanaman/menghambat penyediaan hara dapat dikurangi.

Mengandung berbagai jenis asam-asam organik, seperti asam humik, asam fulvik, hormon dan enzym yang tidak terdapat dalam pupuk buatan & sangat berguna bagi tanaman dan mikroba tanah

Tidak merusak lingkungan & aman dipakai meskipun dalam jumlah berlebih.

Bila terjadi defisiensi hara Ca dan P pada tanah yang tidak dapat diatasi dengan pupuk organik, dapat menambahkan amelioran (Amelioran yang diizinkan: SNI 01-6729-2002)


Tabel 1. Amelioran/Bahan yang Diijinkan Digunakan untuk Penyubur Tanah Sumber: SNI 01-6729-2002

No. Jenis Bahan Keterangan 1. Kotoran ternak*) Diperbolehkan. 2. Cairan (slurry) atau urine ternak Diperbolehkan . Sebaiknya digunakan setelah difermentasi dan/atau pengenceran yang tepat. 3. Kompos dari kotoran ternak Diperbolehkan. 4. Guano Diperbolehkan. 5. Sisa-sisa tanaman, mulsa, pupuk hijau Diperbolehkan. 6. Kompos dari sisa industri jamur, humus dari vermikultur Diperbolehkan. 7. Kompos dari limbah organik rumah tangga Diperbolehkan 8. Kompos dari residu tanaman Diperbolehkan9. Limbah rumah potong hewan, industri perikanan & pengolahan ikan. Diperbolehkan 10. Produk samping industri pangan dan tekstil Diperbolehkan,Syarat tanpa ada perlakukan dengan bahan aditif sintesis10. Serbuk gergaji, tatal dan limbah kayu. Diperbolehkan. 12. Abu kayu Diperbolehkan. 13. Batu fosfat alam Diperbolehkan . Asalkan Cd tidak lebih dari 90 mg/kg P2O5 14. Basic slag Diperbolehkan. 15. Batu kalium, garam kalium tambang (kainite, sylvinite) Diperbolehkan. Asal Chlorin <60 % 16. Sulfat kalium (patenkali) Diperbolehkan. Asalkan diperoleh dengan prosedur fisik, tidak diperkaya dengan proses kimia untuk meningkatkan solubilitasnya. 17. Kalsium karbonat alami (kapur tulis, batu kapur) ---- 18. Batuan magnesium ---- 19. Batuan magnesium (kalkareous) ----20. Garam epsom (magnesium sulfat) ---- 21. Gipsum (kalsium sulfat) ----• Keterangan: Untuk kotoran yang dapat menyebabkan ketidak halalan harus dinyatakan dalam system mutunya. 1,2,3*: Bahan yang berasal dari “factory farming” tidak diijinkan untuk digunakan. ----: tidak diatur oleh Negara manapun


No. Jenis Bahan Keterangan 20. Garam epsom (magnesium sulfat) ---- 21. Gipsum (kalsium sulfat) ---- 22. Stillage dan stillage exstract Diperbolehkan. Tidak termasuk ammonium Stillage 23. Natrium klorida Diperbolehkan. Hanya dari garam tambang. 24. Aluminium kalsium fosfat Diperbolehkan. Maksimum 90 mg/kg P2 O5 25. Trace elements (B, Cu, Fe, Mn, Mo, Zn) Diperbolehkan. 26. Sulfur Diperbolehkan. 27. Stone meal ----

28. Clay (bentonit, perlit, zeolit) ---- 29. Organisme alami (cacing) ---- 30. Vermiculite ---- 31. Gambut Diperbolehkan. Tidak termasuk bahan aditif sintesis, diijinkan untuk benih, kompos dalam pot. 32. Humus dari cacing tanah dan serangga ---- 33. Zeolit ---- 34. Arang kayu ---- 35. Chloride of lime (kapur clorida) Diperbolehkan 36. Kotoran manusia Diperbolehkan. Sebaiknya diaerasi atau dikompos. Tidak diterapkan untuk tanaman yang langsung dikonsumsi manusia. 37. Hasil sampingan dari industri gula (vinasse) Diperbolehkan 38. Hasil sampingan dari industri pengolahan kelapa sawit, kelapa dan coklat (termasuk tandan kosong, Lumpur sawit, cocoa peat, dan empty cocoa pods) Diperbolehkan 39. Hasil samping industri pengolahan ingredien dari pertanian organik Diperbolehkan

Sumber: Panduan Penyusunan Cara Budidaya Pertanian Organik (GAP Organik) Direktorat Pengolahan Hasil Pertanian, Ditjen Pengolahan dan Pemasaran Hasil Pertanian, Departemen Pertanian, 2007


KUALITAS & BAKU MUTU

DIDASARKAN PADA:

1. Ukuran partikel kompos

(Gradation)

2. Kandungan bahan organik

3. Nisbah Carbon:Nitrogen

4. pH

5. Kandungan Garam Terlarut (EC)

6. Tingkat kelembaban

7. Kontaminan

8. Tingkat kematangan dan

stabilitas

9. Kandungan logam berat

JUMLAH UNSUR HARA TERSEDIA:

Pupuk organik yang dibuat dari berbagai

bahan asal yang telah dikomposkan, perlu

dianalisis kandungan unsur haranya.

Jumlah pupuk organik yang diaplikasikan

harus dalam jumlah lebih banyak, karena

kandungan unsur hara dalam pupuk organik lebih rendah dibandingkan

dengan pupuk anorganik.

Perbandingan unsur hara yang terkandung

dalam pupuk kandang dari berbagai jenis hewan ditentukan oleh:1. jenis & jumlah pakan yang diberikan, 2. faktor usia (keadaan & individu hewan),3. faktor-faktor perlakuan & cara penyimpananTim Tanah_ Pertanian Organik_NN

lanjutan pupuk organik .......

HARA SETARA PUPUK BUATAN:

Reaksi kerja Nitrogen di dalam pupuk organik ≠ reaksi kerja Nitrogen pada pupuk buatan. Perbandingan antara keduanya ditunjukkan dengan faktor kerja (working coefficient) dari Nitrogen dalam pupuk organik terhadap Nitrogen pupuk buatan, dan dinyatakan dalam %.

Konversi hara pupuk organik setara hara pupuk buatan mengacu kepada jumlah kandungan N, P2O5, dan K2O pupuk buatan.

Jumlah kandungan hara dalam pupuk buatan adalah Urea = 45% N, SP-18 = 18% P2O5, dan KCl = 55% K2O.

Maka: Nilai unsur hara setara pupuk buatan

= dihitung dengan mengalikan

kontribusi bersih masing-masing unsur, dengan jumlah kandungan unsur pada

masing- masing pupuk, kecuali untuk unsur Nitrogen terlebih dahulu harus dikalikan dengan faktor kerja sebesar 40% (Mulyani & Kartasapoetra,1991).


VII. MANAJEMEN NUTRISI & KESUBURAN TANAH

a. KONSEP AKSESIBILITAS NUTRISI:

Selain jumlah nutrisi, aksesibilitas akar tanaman ke nutrisi yang ada di dalam tanah akan lebih maksimal bila:

pengadaan (supply) unsur hara di dalam tanah berlangsung secara konstan (terutama dalam konsentrasi rendah)

berada dalam level keseimbangan yang menyehatkan pertumbuhan

akses perakaran tanaman ke sumber nutrisi tsb. maksimum (struktur tanah dikelola dengan baik, ditambah atau tanpa ada

mulsa).Tim Tanah_ Pertanian Organik_NN

SIKLUS HARA DALAM PERTANIAN ORGANIK



pH dan Ketersediaan hara dalam tanah

1. PENGOLAHAN TANAH MINIMUM: pengolahan intensif akan merusak struktur

tanah, meningkatkan laju perombakan bahan organik, menjadikan tanah

terbuka & menghilangkan mulsa yang telah ada di dalam tanah

2. MEMAKSIMALKAN PRODUKSI BAHAN ORGANIK (sistem intercropping) :

Biomassa residu tanaman tsb. jika dibenamkan kembali ke dalam tanah

akan meningkatkan kandungan bahan organik, air & unsur hara

3. MENJAGA PERMUKAAN TANAH SELALU TERTUTUP: meningkatnya suhu

tanah menyebabkan percepatan laju dekomposisi bahan organik sehingga

unsur hara yang mudah menguap banyak yang hilang, laju pertumbuhan

tanaman berkurang & menyebabkan kematian mikroba

4. MEMAKSIMALKAN KERAGAMAN HAYATI DALAM SISTEM (biodiversitas)

5. Memberikan mulsa: sumbangan nutrisi dari mulsa akan melengkapi tambahan

sumber ketersediaan hara meski dalam jumlah sedikit namun konstan & tepat di

permukaan tanahTim Tanah_ Pertanian Organik_NN

PRINSIP MANAJEMEN KESUBURAN TANAH:

Pengolahan tanah intensif Pengolahan tanah minimum



Tugas 1. Sebutkan dan jelaskan prinsip dasar hubungan tanah dan

tanaman pada pertanian organik2. Sebutkan dan jelaskan langkah-langkah konversi tanah

pertanian konvensional menjadi pertanian organik3. Sebutkan dan uraikan managemen kesuburan tanah pada

pertanian organik4. Jelaskan dengan singkat rekayasa untuk meningkatkan

kesuburan dan kesehatan tanah pada pertanian organik5. Sebutkan bahan penyubur tanah yang diperbolehkan,

dibatasi dan dan di larang pada pertanian organik (SNI- 2010)

6. Uraikan dengan singkat metoda pembuatan kompos secara aerob pada pertanian organik

Documents

Aspek Tanah Pertanian Organik (Revisi 2013)