NITROGEN TANAH DAN TANAMAN

Nurmasyitah

1. SUMBER DAN BENTUK N TANAHSumber primer (utama) nitrogen berasal dari

atmosfir (80%).

Sedangkan sumber sekunder berasal dari aktivitas kehidupan di dalam tanah.

Secara khusus sumber N berasal dari :1. Bahan organik tanah2. Tanaman3. Pengikatan oleh mikroorganisme dan N

udara4. Pupuk (ZA, Urea , dan lain-lain) 5. Air hujan.

Daur Nitrogen

–Nitrogen memasuki ekosistem melalui 2 jalur alami.• Melalui hujan dan debu nitrogen.• Melalui fiksasi nitrogen, yang dilakukan oleh

mikroba prokariotik dengan kemampuan mengubah N2 menjadi senyawa yang dapat digunakan untuk mensintesis senyawa organik bernitrogen seperti asam amino.

Daur Nitrogen

– Industri pupuk nitrogen kimiawi menyumbang pada daur nitrogen di alam.

–Hasil dari fiksasi nitrogen adalah amonia, yang di dalam tanah akan berubah menjadi amonium setelah mengalami penambahan ion H + (amonifikasi), yang dapat digunakan oleh tanaman.

• Beberapa bakteri aerob dapat mengoksidasi amonium menjadi nitrat, melalui proses yang disebut nitrifikasi.• Nitrat juga dapat digunakan oleh tanaman.• Beberapa bakteri dapat menggunakan oksigen dari nitrat

dan melepaskan N2 ke udara (denitrifikasi).

Bentuk-Bentuk N TanahNitrogen di dalam tanah berbentuk organik dan anorganik.

Bentuk-bentuk organik meliputi : NH4+, NO3

-, NO2-, NO2,

NO dan unsur N. Juga terdapat bentuk lain yaitu NH2OH (hidroksi amin).

Bentuk NH4+, NO2

-, NO3- berasal dari dekomposisi

aerobik bahan organik tanah, atau berasal dari tambahan berbagai pupuk ke tanah.

Ketiga bentuk N tersebut sangat penting bagi kesuburan tanah.

Sedangkan bentuk NO2 dan NO hilang melalui proses denitrifikasi.

Perubahan bentuk nitrogen dalam tanah

dari bahan organik melalui proses :

1. Aminisasi 2. Amonifikasi 3. Nitrifikasi

8

PEREDARAN NITROGEN

Sisa tumbuhan & binatang

Amonia

Bahan Organik Tanah

Nitrat & Nitrit

Nitrogen Atmosfer

Pencucian

Reaksi khemo-

elektrik & Hujan

penyerapanpenyerapan

ekskresiekskresi

Fiksasi Fiksasi simbiotiksimbiotik

Fiksasi non-Fiksasi non-simbiotiksimbiotik

denitrifikasidenitrifikasi

nitrifikasinitrifikasi

amonifikasiamonifikasi

penguapanpenguapan

1. Aminisasi adalah : Pembentukan senyawa amino dari bahan

organik (protein) oleh bermacam-macam (heterogeneus) mikroorganisme.

Protein (BO) + Enzyme (MO) → senyawa amino (R-NH2) + CO2 + E energi untuk pertumbuhan mikroorganisme.

2. Amonifikasi adalah: Pembentukan amonium dari senyawa-

senyawa amino oleh mikroorganisme.

R-NH2 + HOH → R-OH + NH3 + E

NH3 + HOH → NH4OH ↔ NH4 + + OH-

3. Nitrifikasi adalah: Perubahan dari amonium (NH4 +) menjadi

nitrit (oleh bakteri nitrosomonas), kemudian menjadi nitrat (oleh Nitrobacter)

2NH4+ + 3O2 Nitrosomonas 2NO2

- + 2H2O + 4H+ + E

2NO2- + O2 Nitrobacter 2NO3

- + E

Faktor-faktor yang mempengruhi nitrifikasi :- Tata udara Nitrifikasi berjalan baik kalau tata udara baik

- pH tanah Nitrifikasi baik pada pH 7,0

- Suhu Nitrifikasi akan lambat apabila suhu terlalu

rendah .

Hilangnya Nitrogen didalam tanah disebabkan oleh :a. Digunakan oleh tanaman atau mikroorganismeb. N dalam bentuk NH4

+ dapat diikat oleh mineral liat jenis

illit sehingga tidak dapat digunakan oleh tanaman.c. N dalam bentuk NO3

- (nitrat) mudah dicuci oleh air hujan

(leaching). - banyaknya hujan N menjadi rendah - tanah pasir mudah merembeskan air, sehingga N lebih rendah dari tanah liat.

d. Proses denitrifikasi yaitu proses reduksi nitrat (NO3

-) menjadi N2 gas. - Oleh mikroorganisme

2HNO3 bakteri denitrifikasi 2HNO2 → NO2 → N2 gas. - 2(O) -H2O -(O)

- Proses reduksi kimia (terjadi setelah terbentuk nitrit) misalnya reaksi nitrit dengan urea 2HNO2 + CO (NH2 )2 → CO2 + 3H2O + 2N 2

nitrit urea gas

Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Ketersediaan N tanahLingkungan, seperti Iklim dan vegetasi Topografi Komponen mineral

Faktor iklim Unsur iklim yang berpengaruh terhadap

kandungan N adalah temperatur dan suplai air terhadap kegiatan tanaman dan jasad renik tanah.

Temperatur diduga terutama berpengaruh

terhadap kegiatan jasad renik tanah dalam hubungannya dengan pembentukan bahan organik tanah.

Faktor VegetasiKandungan N pada tanah yang ditumbuhi

vegetasi hutan berbeda dengan kandungan N tanah yang ditumbuhi vegetasi rumput-rumputan.

Pada temperatur tertentu kandungan N tanah lebih tinggi pada tanah yang ditumbuhi vegetasi rumput dibandingkan dengan tanah yang ditumbuhi vegetasi hutan.

Pada batas tertentu saplai air akan meningkatkan produksi vegetasi dan kandungan N tanah.

Bila suplai air berlebihan akan mempengaruhi proses dekompoisi yaitu menurunnya proses dekomposisi.

Faktor Topografi.

Pada topografi yang berbeda akan berbeda kandungan N tanah.

Keadaan iklim setempat, terutama hujan akan mempengaruhi kandungan sesuai dengan ketinggian tempat.

Daerah yang kemiringannya tinggi relatif lebih kering karena terjadi aliran permukaan dan erosi, dengan demikian vegetasi yang dihasilkan sedikit sehingga N yang terbentuk juga sedikit.

Tertimbunnya air melalui curah hujan tinggi akan meningkatkan produksi vegetasi dan penyimpanan N dalam tanah.

Faktor Komponen Mineral.

Susunan meneral tanah mempengaruhi keadaan lingkungan tanaman dan jasad renik dalam hubungannya dengan kandungan hara dan kesuburan tanah.

Fraksi mineral dan fraksi organik akan mempengaruhi stabilitas N di dalam tanah.

Semakin halus tekstur tanah semakin tinggi persentase N, kandungan N tertinggi terdapat pada permukaan tanah dan pada umumnya semakin dalam tanah kandungan N semakin rendah.

Keseimbangan N di Dalam Tanah Pada proses peredaran N tanah terdapat dua hal yang

saling berhubungan yaitu :Proses immobilisasiProses mineralisasi.

Immobilisasi adalah penggunaan nitrogen anorganik oleh jasad renik untuk menyusun jaringannya dan sebagai energi dalam melakukan proses dekomposisi bahan organik sehingga N tidak tersedia bagi tanaman.

Immobilisasi biasanya terjadi pada pada saat proses

dekomposisi bahan organik yang rendah kandungan N oleh mikro organisme.

Mineralisasi adalah perubahan nitrogen organik menjadi nitrogen anorganik yang dapat digunakan oleh tanaman.

Mineralisasi akan lebih cepat bila keadaan tanah berdrainase dan aerasi baik dan banyak kation basa.

Proses mineralisasi ini dibantu oleh enzim-emzim yang menghidrolisa komplek protein, sebagaimana reaksi berikut ini :

R – NH2 + HOH enzim R – OH + NH3 + energi

Hidrolisis

2NH3 + H2CO3 (NH4)2 CO3 2NH4 + CO3

-

Keberadaan N di dalam tanah selalu dipengaruhi oleh penambahan dan kehilangannya di dalam tanah.

Sebagian N terangkut melalui panen, sebagian kembali sebagai residu tanaman, hilang ke atmorfir kembali lagi, hilang melalui pencucian dan bertambah lagi melalui pemupukan, hilang tererosi atau bertambah karena pengendapan.

Peranan N

1. Peranan Fisiologis NPeranan N dari sisi fisiologis antara lain adalah :

(1). Reduksi metabolik nitrat (2). Assimilasi amonia.

2. Peranan Agronomis NUntuk memelihara dan mempertahankan kesuburan tanah.

Pengaruh N Terhadap Pertumbuhan dan Produksi

Pada umumnya senyawa organik di dalam tanaman mengandung N, diantarnya asam amino, asam nukleat, enzim-enzim, bahan yang menyalurkan energi (klorofil, ADP & ATP).

Apabila kekurangan N tanaman tidak dapat membentuk bahan-bahan yang sangat diperlukan tersebut.

Gejala Kahat (Kekurangan) N bagi Tanaman.

Bila terjadi kekurangan N, pertumbuhan tanaman akan lambat, kerdil, kurus, pertumbuhan akar terbatas, daun-daun berwarna pucat (kuning) dan gugur.

Gejala Kelebihan N bagi Tanaman.

Penyerapan N dapat melebihi kebutuhan tanaman apabila N tersedia dalam jumlah banyak di dalam tanah, hal ini terjadi terutama apabila beberapa faktor yang lain seperti ketersedian P, K dan air tidak mencukupi.

Kelebihan penyerapan N tersebut dapat menyebabkan pertumbuhan tanaman tidak normal.

Gejala yang terjadi biasanya daun berwarna gelap, sukulen, memperlambat kematangan tanaman (fase vegetatif lebih lama), mengurangi daya tahan tanaman terhadap penyakit, batang lemah & mudah roboh serta mudah rusak karena kedinginan (frost dan membeku).

Pengaruh negatif yang disebabkan oleh kelebihan N dapat dikurangi dengan memberikan K yan cukup.

Neraca N Neraca N adalah penambahan dan

kehilangan N dari tanah yang di sebabkan oleh beberapa faktor.

1. Penambahan NPenambahan nitrogen ke dalam tanah pertanian ada beberapa cara, yaitu :

(1) Pengikatan (penambatan) oleh bakteri leguminosa, (2) Pengikatan (penambatan) bebas atau azofikasi, (3) Turun melalui air hujan (4) Dari pupuk.

2. Pengurangan NPengurangan (kehilangan) N dari tanah dapat disebabkan oleh beberapa faktor : (1). Penguapan

(2). Pencucian (3). Erosi (4). Terbawa bersama panen (5). Digunakan oleh mikro organisme.