DAUR N JERAMI BERTANDA lSN DALAM TANAH ALUVIALKELABU

H. Sirwando*, dan N. Abdullah*

ABSTRAK - ABSTRACT

DAUR N JERAMI BERTANDA 15N DALAM TANAH ALUVlAL KELABU. Percobaaninkubasi tanah aluvial kclabu yang dibcri jerami padi bertanda 15N telah dilakukan dalamlaboratorium. untuk mempelajari laju mineralisasi N jerami padi pada waktu inkubasi 1,2,3,4,

7, dan 10 ming~, masing-masing dengan 6 kali ulangan. :Inkubasii berlangsung pada suhukamar (20 .:!: 2 C) dalam kondisi tanah yang digenangi air. Hasil yang diperoleh menunjukkanbahwa laju mineralisasi yang tertinggi dicapai setelah 2minggu inkubasi, yaitu sekitar 0,2 persendari jumlah 15N dalam jerami yang dilepas ke da1am tanah. Waktu inkubasi yang lebih lamacenderung meningkatkan jumlah 15N jerami yang terikat oleh tanah dan mengalami imobilisasi.

N CYCLING OF 15N RICE STRAW AMENDED INTO ALUVlAL SOIL. An experimentwith 6 replications to study N cycling of 15N-labdled rice straw in aluvial during variousincubation time of 1, 2,3,4, 7, and 10 weeks has been carried out in the laboratory •Incubationwas conducted at room temperature ( 20 .:!: 20C ) under ana~r..o~}ccondition. Results of theexperiment showed, that the highest rate of N mineralization was obtained from 2 weeksincubation, namely 0,2 percent of the total 15N in straw was released into the soil. Extentionof incubation time seems to increase the amount of 15N fixed and immobilized in the soil.

PENDAHULUAN

Dalam upaya peningkatan produktivitas lahan pertanian selalu dianjurkan agarkesuburan dan perbaikan struktur tanah selalu dipertahankan. Salah salah satuusaha yang mudah dilakukan ialah dengan cara, mengembalikan bahan organik ataulimbah pertanian ke dalam tanah. Karena pengembalian bahan organik atau limbahpertanian dapat memperbaiki struktur tanah di samping juga menambah kandunganhara (1). Tiap kali panen tanaman padi akan mengangkut serta unsur hara daridalam tanah dalam jumlah yang cukup besar. Akibat dari hilangnya unsur hara yangterangkut bersama dengan hasil panen menjadikan produktivitas tanah berangsur­angsur berkurang. Menurut GOSWANI dan BANERJEE (2), bahwa 1 ha tanamanpadi yang dipupuk normal dapat menghasilkan jerarni yang mengandung sekitar45 kg N, 7,5 kg P, 104 kg K, 20 kg Ca, 32 kg Mg, 3 kg Fe, 11 kg Mn dan 235 kg Si.Angka ini memberikan gambaran banyaknya hara dari tanah yang terangkut padasetiap kali panen. Sedang hasil penelitian KAl (3) menunjukkan, bahwa rata-rata70% - 80% hasil panen padi tergantung pada kandungan N organik dalam tanah.lni berarti, bahwa cadangan bahan organik tanah dart waktu ke waktu menjadiberkurang bilamana penambahan dari luar tidak pemah dilakukan. Bahan organikyang ditambahkan ke dalam tanah akan mengalarni pelapukan, dan terjadi perom­bakan senyawa organik menjadi senyawa inorganik sehingga menjadikan tersedianya

• Pusat Aplikaai lsotop dan Radiui, BATAN

357

unsur hara bagi tanaman. Proses demikian yang semata-mata berlangsung secarabiologi tergantung daripada berbagai faktor yang dinamakan mineralisasi. Informasi

ten tang laju mineralisasi N dari bahan organik yang dikembalikan ke dalam tanah

antara lain dengan melakukan percobaan inkubasi di laboratorium. Laju mineralisasiN tersebut menggambarkan penambahan hara N yang tersedia sebagai basil daripelapukan bahan organik, selain daripada ketersediaan hara N yang berasal daripelapukan N organik yang sudah ada di dalam tanah. Hasil mineralisasi dari bahanorganik berupa jerami padi yang ditambahkan ke dalam tanah, secara kuantitatifdapat dibedakan dari hasil mineralisasi N organik yang ada di dalam tanah denganmenggunakan jerami padi bertanda 15N.

Tujuan penelitian ini ialah sebagai penelitian pendahuluan mempelajari daur Njerami padi bertanda 15N dalam tanah Aluvial Kelabu, selama inkubasi 1,2,3,4, 7,dan .10 minggu dalam kondisi tanah digenangi.

BAHAN DAN CARA KERJA

Percobaan inkubasi ini dilakukan dalam laboratorium Tanah dan Nutrisi

Tanaman PAIR BATAN , Jakarta. Sebagai bahan penelitian digunakan jerami padibertanda 15N dengan 4,5007% ekses atom 15N. Jerami bertanda 15N berasal dari

percobaan pemupukan padi terdahulu (4) dengan pupuk urea bertanda 20,2% atom15N.

N-total jerami 1,1247%. Tanah yang dipakai ialah jenis Aluvial Kelabu, berasaldari Kebun Percobaan Pusakanegara, BPTP Sukanadi dengan kandungan N-total0,145%. Tanah setelah dikeringkan di udara ditumbuk halus dan diayak memakaiayakan 100 mesh atau 0,15 mm. Ditimbang 5 g dan dimasukkan kedalam tabunggelas, kemudian dicampur rata dengan 50 mg jerami padi 15N yang sudah digilinghalus. Kemudian ditambahkan 5 ml akuades dan tabung gelas ditutup memakaikertas paraftlm. Tanah diinkubasikan dalam berbagai tingkatan waktu, yaitu 1,2,3,4, 7, dan 10 minggu, dalam suhu ruangan yang pakai AC (20 :t 2°C). Masing­masing waktu inkubasi diulangi 6 kali. Tiga tabung dipakai untuk penetapankandungan N-total menu rut Kjeldahl, dan tiga tabung lainnya setelah dilakukanekstraksi memakai KCI 2N disaring dengan kertas saring Whatman 42. Hasil saring­an dipakai untuk penetapan kandungan N -N~ + ditambah 0,2 g MgO dan N-N03­dengan ditambah 0,2 g devarda aloy. Sedang bagian yang tidak lolos dari saringandipakai untuk penetapan kandungan N-sisa melalui distilasi uap. N-sisa ini diang­gap sebagai N dari jerami yang terikat oleh tanah dan mengalami imobilisasi (5).Analisis kandungan 15N dilakukan dengan alat Spektrometer Emisi buatan lASCDJAPAN, tipe NIA-I. Skema analisis contoh tanah yang di inkubasi seperti terlihatpada Gambar 1 .

358

5 g tanah + 50 mg jeramlpadi bertanda 15 N+ 5 m1akuades.

dipakai untuk pene­tapan N-totalmenurut Kye1dahl.

~

+ 0,2 g MgO + 0,2 g devardapenetapan aloy penetapanN-NH4 + N-N0!l

Gambar 1. Skema analisis contoh tanah yang diinkubasi.

HASIL DAN PEMBAHASAN

~penetapan N-totalmenurot Kjeldahl.

Tabel 1 menyajikan laju mineralisasi N organik tanah yang diberi tambahanjerami bertanda 15N. lumlah N yang termineralisasi, yang berasal dari N organiktanah dan tambahan jerami bertanda sekitar 117 - 362 ug N atau 2,24 - 5,88%dari jumlah N-total yang ditemukan, selama waktu inkubasi 1 - 10 minggu. Lajumineralisasi tertinggi dicapai setelah waktu inkubasi 2 minggu yang mencapai 362

ug N atau 5,88% dari jumlah N-total. Pembentukan N-NH4 + yang tertinggidihasilkan setelah 1 minggu inkubasi, yaitu 251 ug N, kemudian diikuti oleh 2minggu inkubasi yang mencapai 248 ug N. Ditinjau dari persentase N-total, waktuinkubasi 2 minggu menghasilkan persentase laju mineralisasi yang tertinggi yaitu4,03% dari prosentase N-total, kemudian menurun dengan bertambahnya waktuinkubasi. Terbentuknya N-N03 - yang tertinggi yaitu 126 ug N atau 2,06% darijumlah N-total, dicapai setelah inkubasi 10 minggu. Hasil analisis N-sisa berkisarantara 85,95% dan 96,17%. Dan jumlah N yang tidak ditemukan berkisar antara0,89% dan 11,50% atau 58 ug N dan 696 ug N. N yang tidak ditemukan ini diduga

hilang melalui penguapan (volatilisasi) amonia selama waktu inkubasi. Lajumineralisasi N organik tanah Aluvial Kelabu yang diberi jerami padi dalam percoba­an inkubasi ini rendah.

Tabel 2 menyajikan I~u mineralisasi 15N yang berasal dari jerami padi.N-total yang berasal dari 1 N jerami yang ditemukan berkisar antara 13 - 21 ug15N; angka tertinggi dihasilkan oleh waktu inkubasi 1 minggu. Laju rnineralisasi15N berkisar antara 0,044 ug dan 1,100 ug atau 0,31% dan 6,11% dari jumlah

359

N-total yanf ditemukan. Mineralisasi DN yang tertinggi mencapai 0,88 ug atau4,1 rro dart 5N total yang ditcmukan dicilpai pilda Wilktu inkubillJi 1 minggu.

Sedangkan pembentukan 15N-N03 - tertinggi dicapai setelah waktu inkubasi 2minggu, yaitu 0,33 ug atau 1,83% dari jumlah 15N total yang ditemukan. Analisis

15N-sisa menunjukkan angka antara 75% dan 92,29% dari jumlah 15N total yangditemukan atau antara 12 ug dan 17 ug. Jumlah 15N yang tidak ditemukan berkisarantara 0,77 ug dan 3,69 ug atau setara dengan 5,92% dan 23,06%. Angka inimenggambarkan jumlah 15N asal dari jerami yang terikat tanah dan mengalamiimobilisasi.

Tabel 3 menyajikan laju mineralisasi N organik tanah Aluvial Kelabu yang

diperoleh dari selisih antara laju mineralisasi N organik tanah yang ditambahkanjerami padi dan laju mineralisasi 15N dari 15N jerami. Laju mineralisasi N berkisarantara 116,77 ug dan 360,9 ug atau setara dengan 2,24% dan 5,88% dari jumlahN-total yang dihasilkan. Angka yang tertinggi dicapai setelah 2 minggu inkubasiyaitu 360,9 ug atau 5,88%. Pembentukan N-NH4 + yang tertinggi mencapai 250,12ug setelah 1 minggu inkubasi, kemudian menu run dengan bertambah lamanyawaktu inkubasi. Pembentukan N-N03- yang tertinggi mencapai 143,67 ug atau2,34%, diperoleh setelah 2 minggu inkubasi. N-sisa berkisar an tara 85,98% dan96,18%. Dan jumlah N yang tidak ditemukan berkisar antara 54,97 ug dan 692,31ug atau 0,85% dan 11,47%.

Bila diperhatikan hasil analisis tersebut di atas terlihat, bahwa sekitar 0,044 ug-1,100 ug N berasal dari jerami yang dilepas ke tanah Aluvial Kelabu, selama waktuinkubasi 1 sampai 10 minggu. Laju mineralisasi N yang tertinggi mencapai 1,100 ugatau setara dengan 0,2% dari jumlah N jerami. Jerami mengandung 562 ug N totaldi antaranya terdapat 25,29 ug 15N. Rendahnya laju mineralisasi N jerami inimungkin disebabkan oleh berbagai faktor yang belum diketahui dan siUah satu diantaranya rnungkin disebabkan faktor suhu yang rendah dalam percobaan ini yaitusekitar 20 ..!. 2°C. Hasil penelitian SAHRAWAT (6) menunjukkan bahwa waktuinkubasi 2 minggu pada suhu 30°C jumlah N -NH4 + yang dibebaskan mencapaisekitar 17 - 428 ppm, dan pada waktu inkubasi 1 minggu dengan suhu 40°C

N-NH4 + yang dibebaskan mencapai antara 13 - 522 ppm. Menurut UN ~ !!.(1973) yang diku tip oleh BROADBENT (7), tanah dalam kondisi tergenang dandi inkubasikan selama 1 minggu pada suhu 40°C rnenghasilkan N tersedia tertinggi.Jadi dalam hal ini, rendahnya laju mineralisasi N jerami yang diperoleh diperkirakankarena percobaan inkubasi berlangsung pada suhu yang rendah. Menurut laporanIRRl (1977) dalam BROADBENT (7) jumlah N yang terimobilisasi selain tergan­tung pada kandungan N jerami dan bahan induh tanah, juga sangat tergantung padasuhu tanah.

Dari hasil analisis 15N-sisa dapat diketahui, bahwa sekitar 12 - 17 ug atau

setara dengan 2,1 - 3,0% dari jumlah N jerarni terikat oleh tanah dan rnengalamiimobilisasi. Ditinjau dari lamanya waktu inkubasi ternyata, bahwa waktu inkubasiyang makin lama persentase 15N sisa rnakin meningkat. Hal tersebut diperkirakankarena hasil mineralisasi N yang terjadi, diikat kembali olehjasad-jasad renik dalarntanah, atau oleh partikel tanah dan mengalami imobilisasi. Dengan penambahanpupuk N buatan kepada tanah yang diinkubasikan, mungkin hasil mineralisasi 15N

360

yang terikat dan mengalami imobilisasi itu akan berkurang. Hal ini perlu dibuktikandengan melakukan percobaan tersendiri.

Perhitungan dari jumlah N yang tidak ditemukan kembali dilakukan sebagaiberikut : N-total - N mineralisasi-N sisa = N yang tidak ditemukan. N yang tidakditemukan ini diduga hilang melalui pengupan (volatilisasi) amonia selama waktuinkubasi.

KESIMPULAN

Dari hasH percobaan yang dilakukan pada tanah Aluvial Kelabu yang diberitambahan jerami padi bertanda 15N dapat diambil kesimpulan bahwa, laju minera­lisasi 15N asal jerami padi yang tertinggi dicapai setelah 2 minggu waktu inkubasi

mencapai 1,100 U!. Memperpanjang waktu inkubasi temyata tidak meningkatkanlaju mineralisasi 1 N jerami, akan tetapi menghasilkan 15N sisa yang lebih banyak.yang berarti meningkatnya jumlah 15N termineralisasi yang diikat oleh tanah

dan mengalami Imobilisasi. Terbentuknya 15N-NH4 + tertinggl dihasilkan setelah1 minggu inkubasi yang mencapai 0,88 ug, sedang terbentuknya 15N-N03 - ter­tinggi dicapai setelah 2 minggu inku basi. .

HasH percobaan ini menunjukkan, bahwa daur N j~rami bertanda 15N dalamtanah aluvial kelabu relatif rendah sekali, yaitu 0,2% dari kandungan 15N jeramisetelah 2 minggu waktu inkubasi. lni dapat diartikan bahwa daur N jerarni akanberjalan secara lambat dalam jangka waktu yang lama pad a suhu kamar 20 ± 2°C.

UCAP AN TERIMA KASIH

Terima kasih penulis tujukan kepada Saudara-saudara M. Tohir, AmrinDjawanas, Sofia Murti, dan Elia Refma, yang telah membantu dalam analisis contoh,sehingga penulisan dapat secara lancar dilakukan. Terima kasih yang sarna ditujukanIr. Martinus Mardjo dan Ir. Suwandi, atas bantuan mori1 yang telah diberikankepada penulis.

DAFTAR PUSTAKA

I. PffiLLlPS, SR., and YaNG, HM.Jr., No Tillage Farming, Reiman AssociatesMilwauke, Wisconsin (1974).

2. GOSWANI, N.N., and BANERJEE, N.K., ''Phosphorus, potasium and othermacronutrients", Soils and Rice, IRRI, Los Banos, Laguna (1978) 561.

3. KAI, H., and WADA, K., "Chemical and biological immobilization of nitrogenin paddy soils", Nitrogen and Rice, IRRI, Los Banos (1979) 157.

4. ABDULLAH, N., SUWANDI, dan RUCHYANA, Pengaruh pemupukan nitro­gen dan pupuk P, K terhadap keefisienan penggunaan N-pupuk danbobot kering padi berbagai tingkat umur tanaman padi IR 32, Belumditerbitkan.

361

5. TOMAR, J.5., and SOPER, R.J., An incubation study nitrogen added as ureato several manitoba soils with particular refference to retention of nitrogen,

CanadianJ.SoilSci,611 (1981)

6. SAHRAWAT, KL., Assay of nitrogen supplying capacity of tropical rice soils,Plant and Soil 65 (1982) Ill.

7. BROADBENT, F.E., "Mineralization of organic nitrogen in paddy soils",Nitrogen and Rice, IRRl, Los Banos (1979) 105

362

wC1\W

Tabd 1. Laju mineralisasi N-organik tanah dengan tambahan 15N jerami.

Waktu

Fraksi-Ninkubasi N-NH4+

N -total N-N03-JumlahN-sisaJumlah N yangug

tidak ditemukan

(minggu )

ug%ug %ug %ug%ug%

1

64802513,8761 0,943124,81610094,29580,892

61602484,03114 1,853625,88580090,911983,213

60901762,8982 1,352584,24564092,611923,154

6050611,0193 1,541542,55520085,9569611,507

5220490,9468 1,301172,24502096,17831,5910

6110931,52126 2,062193,58574093,941512,47

W0\~

Tabd 2. Laju mineralisasi 15N yang berasal dari jerami.

Waktu

Fraksi-N

inkubaSi N-NH4 +N-N03 -.N-total JumlahN-sisaJumlah Nyang

ug

tidak diternukan

( minggu )

ug%ug %ug %ug%ug%

1

210,88-4,190,0920,440,9724,631780,953,02814,422

180,774,280,331,831,1006,11 .1688,890,9005,03

180,452,500,120,670,573,171688,891,4307 ,944

160,130,810,181,130,3101,941275,003,69023 ,067

130,110,840,120,920,231,771292,230,775,9210

14--0,440,310,0440,311392,290,9566,83

-). Tidak tercacah.

W0­Vo

Tabd S. Laju mineralitui N dari tanah Aluvial Ke1abu.

Waktu

Fraksi-Ninkubasi N-NH4 +

N-N03 -JumlahN-sisaJumlah N yangN-total

ug

tidak ditemukan

( minggu )

ug%ug %ug %ug%ug%

1

6459250,123,8760,9080,943 11,034,82609394,3354,9720,852

6142247,234,03 143,672,34360,095,88558490,92 197,100 3,213

6072175,552,8981,881,35257,434,24562492,62 190,570 3,144

603460,871,0192,821,54153,692,55518885,98 692,310 11,477

520748,890,9467,881,301.16,772,24500896,1882,2301,5810

609693,001,53 125,962,07218,963,59572793 ,95 150,044 2,46

DISKUSI

WlDJANG H. SISWORO :

1. Apakah penelitian ini clilakukan dalam kondisi aerobik atau anaerobik?2. Apakah yang dimaksud imobilisasi, apakah perubahan N inorganik menjadi N

organik? Bagaimana kaitannya dengan meningkatnya sisa 15N dengan prosesimobilisasi ini seperti yang dikemukakan dalam makalah?

H. SIRWANDO :

1. Penelitian dilakukan dalam kondisi anaerobik.

2. Yang dimaksud dengan imobilisasi dalam kaitan ini ialah N inorganik hasilmineralisasi N jerarni yang kemudian tidak tersedia bagi tanaman karena diikatoleh tanah atau digunakan oleh rnikroba tanah.

Kaitannya dengan N sisa dan N imobilisasi ialah sebagai berikut.Setelah contoh tanah yang ditambah jerarni bertanda 15N diekstraksimemakai 2 N KCI untuk penetapan N-NH4 + dan N-N03 +, diperolehsisa tanah yang kemudian didestilisasi uap untuk penetapan N-sisa. N-sisaini dianggap yang terikat oleh tanah ataU digul1akan oleh mikroba tanahmengalarni imobilisasi (TPMAR dan SOPER, 1981).Diperkirakan bila dalam percobaan ditambahpupuk buatan jumlah N-sisasemakin lama inkubasi akan lain'. Untuk itu diperlukan penelitian tersen­diri'.

RIV AlE RATMA :

Menurut percobaan Anda makin lama masa inkubasi makin besar N yang mobil.

1. Faktor apa yang menyebabkan ha1 de~kian.2. Bila banyak N yang mobil, bagaimana pengaruhnya terhadap kesuburan tanah?

H. SIRWANDO:

Maaf pemyataan tersebut sedikit keliru, yang betul makin lama inkubasi, makinbanyak N tennineralisasi yang diikat oleh tanah dan mengalarni imobilisasi.1. Faktor yang menyebabkan diperkirakan N yang terrnineralisasi dimanfaatkan

untuk kehidupan dan perkembangan jazad-jazad renik dalam tanah. SehinggaN yang dulunya tersedia menjadi tidak tersedia/terikat. BUa dalam percobaanterse but ditambah pupuk N buatan, mungkin jazad renik lebih sedikit menggu­nakan N rnineralisasi jerarni. Urituk itu diperlukan penelitian tersendiri.

2. Bila banyak N yang mobil (maksudnya tersedia bagi tanaman) tentunya sebagi­an yang tidak dapat diserap oleh tanaman akan hilang melalui berbagai proses,seperti penguapan amonia, pencucian atau leaching denitrifikasi, dan lain-lain.Dalam percobaan ini N yang hilang diduga hanya oleh penguapan.

366