Fosfor (P) Tanah

 I. Pendahuluan

Tanah yang subur merupakan tempat hidup mikro organisme yang sangt baik. Selain itu pula tanah yang merupakan sumber kehidupan yang baik adalah tanah yang subur, yaitu kemampuan atau kualitas suatu tanah dalam menyediakan unsur-unsur hara tanaman dalam jumlah yang mencukupi kebutuhan tanaman, dalam bentuk senyawa yang dapat dimanfaatkan tanaman dan dalam perbandingan yang sesuai untuk pertumbuhan tanaman tertentu apabila suhu dan faktor-faktor pertumbuhan lainnya mendukung pertumbuhan normal tanaman (Sukarman et al., 2000)

Tanah terdiri dari dua unsur hara yaitu unsur hara esensial dan non esensial. Unsur hara esensial adalah unsur-unsur hara yang dibutuhkan oleh tanaman, yang fungsinya dalam tanaman tidak bisa digantikan oleh unsur lain, sehingga bila tidak terdapat dalam jumlah yang cukup dalam tanah, maka akan berpotensi menyebabkan gangguan pada pertumuhan tanaman, yang sering diistilakan dengan defisiensi. Sedangkan dikatakan unsur hara non esensial karena unsur hara tersebut belum diketahui secara jelas fungsinya. Sebagai contoh unsur logam plumbum (Pb) dan kadmium (Cd).

Unsur hara esensial dapat dibagi kedalam dua jenis, yaitu unsur hara makro dan unsur hara mikro. Unsur hara makro dibutuhkan oleh tanaman dalam jumlah yang lebih banyak bila dibandingkan unsur hara mikro, unsur hara makro terdiri atas 9 unsur hara dan unsur hara mikro terdiri atas 7 unsur hara. Salah satu unsur hara makro yang sangat dibutuhkan oleh tanaman adalah unsur hara fosfor.

 II. Isi

A.    PENGERTIAN FOSFOR

Fosfor adalah unsur kimia yang memiliki lambang P, merupakan unsur nonlogam,termasuk golongan nitrogendan dengan nomor atom 15. Fosfor ditemukan oleh Hennig Brandt pada tahun 1669 di Hambrug, Jerman. Fosfor berasal dari bahasa Latin yaitu phosphoros yang berarti ‘pembawa terang’ karena keunikannya yaitu bercahaya dalam gelap (glows in the drak). Ia menemukan unsur ini dengan cara ‘menyuling’ air urin melalui proses penguapan dan setelah dia menguapkan ember air urin, dia baru menemukan unsur yang dia inginkan.

Fosfat (P) merupakan unsur hara esensial makro seperti halnya karbon (C) dan nitrogen (N). Fosfor (P) sebagai unsur hara makro esensial yang berperan penting dalam proses fotosintesis, respirasi, transfer dan penyediaan energi kimia yang dibutuhkan pada hampir semua kegiatan metabolisme tanaman. Perannya di dalam sistem biologi tidak dapat digantikan oleh unsur hara lain, sehingga tanaman harus mendapatkan P secara cukup untuk pertumbuhannya secara normal (Winarso, 2005). Tanaman memperoleh unsur P seluruhnya berasal dari tanah atau dari pemupukan serta hasildekomposisi dan mineralisasi bahan organik. Jumlah P total dalam tanah cukup banyak, namun yang tersedia bagi tanaman jumlahnya rendah hanya berkisar 0,01-0,2 mg/kg tanah.

Di alam fosfor berikatan dengan oksigen yang disebut senyawa fosfat. Namun, ketersediaan fosfat dalam tanah di Indonesia umumnya sangat rendah yang disebabkan karena fosfat terikat menjadi AIPO4 pada tanah asam atau Ca3(PO4)2 pada tanah basa. Tanaman tidak dapat menyerap fosfat terikat sehingga harus diubah menjadi bentuk yang dapat diserap tanaman. Selain itu, ketersediaaan fosfat dalam tanah sangat ditentukan oleh pH tanah, jumlah dan tingkat dekomposisi bahan organik, serta kegiatan mikrooganisme dalam tanah seperti jamur.

Fosfat merupakan sumber energi primer bagi oksidasi mikroba. Organisme tanah berhubungansangat erat dengan siklus P dalam tanah yaitu berperan dalam :  (a) pelarutan P-anorganik dan pelepasan (mineralisasi) P-organik, (b) imobilisasi P-tersedia.

Di alam, fosfor terdapat dalam dua bentuk, yaitu senyawa fosfat organik (pada tumbuhan dan hewan) dan senyawa fosfat anorganik (pada air dan tanah). Fosfat organik dari hewan dantumbuhan yang mati diuraikan oleh dekomposer (pengurai) menjadi fosfat anorganik. Fosfatanorganik yang terlarut di air tanah atau air laut akan terkikis dan mengendap di sedimen laut.Oleh karena itu, fosfat banyak terdapat di batu karang dan fosil. Fosfat dari batu dan fosil terkikisdan membentuk fosfat anorganik terlarut di air tanah dan laut. Fosfat anorganik ini kemudianakan diserap oleh akar tumbuhan lagi

B.     KETERSEDIAAN P

Siklus P di dalam tanah cukup dinamis meliputi serapan P oleh tanaman, hanyut terbawalimpasan permukaan dan erosi, pengembalian melalui residu tanamandan hewan, pemupukan, pengembalian melalui mineralisasi-immobilisasi P-organik, reaksi pengikatan pada permukaanliat dan oksida Al dan Fe serta pelarutan mineral P oleh aktivitas mikroba (Buresh et al., 1997).

Fosfor dapat ditemukan di bumi di dalam tanah, air dan sedimen. Siklus fosfor tidak dapat ditemukan di udara yang mempunyai tekanan tinggi, ini karena fosfor biasanya cair pada suhu dan tekanan normal. Hal ini terutama melakukan siklus melalui tanah, air dan sediment. Siklus fosfor  dapat ditemukan sebagai partikel debu yang kecil. Perlahan-lahan bergerak dari endapan di darat dan di sedimen, organisme hidup, dan jauh lebih lambat daripada kembali ke tanah, air dan sedimen. Fosfor paling sering ditemukan dalam formasi batuan sedimen dan laut sebagai garam fosfat. Garam fosfat yang dilepaskan dari pelapukan batuan melalui tanah biasanya larut dalam air dan akan diserap oleh tanaman.

Jumlah fosfor dalam tanah pada umumnya sangat kecil, sering kali faktor pembatas bagi pertumbuhan tanaman. Oleh sebab itu manusia sering menggunakan fosfat sebagai pupuk pada tanah pertanian. Fosfat juga merupakan faktor-faktor pembatas bagi pertumbuhan tanaman di ekosistem laut, karena tidak begitu larut dalam air. Hewan menyerap fosfat dengan makan tumbuhan atau binatang pemakan tumbuhan. Siklus fosfor melalui tanaman dan hewan jauh lebih cepat daripada yang dilakukan melalui batu dan sedimen. Ketika hewan dan tanaman mati, maka fosfat akan kembali ke tanah atau lautan lagi selama pembusukan.

Fosfor diserap tanaman dalam bentuk ion H₂PO₄^- atau HPO₄^2- , tergantung pH larutan tanah. Pada pH 7.22 jumlah ion H₂PO₄^- sama dengan HPO₄^2-, di bawah pH 7.22 sebagian besar dalam bentuk ion H₂PO₄^- dan di atas pH 7.22 sebagian besar dalam bentuk ion HPO₄^2- . Tanaman menyerap ion H₂PO₄^- lebih cepat dari pada ion HPO₄^2-. Senyawa fosfat organik dapat diserap tanaman, akan tetapi dalam jumlah kecil (Tisdale et al., 1985).

Ketersediaan fosfat dikendalikan oleh mineralisasi dan immobilisasi melalui fraksi organik dan pealrutan serta presipitasi fosfat dalam bentuk anorganik. Sisa tanaman, hewan dan mikrobayang dikembalikan ke dalam tanah, secara aktif didekomposisi oleh mikroorganisme. Fosfatdalam sisa organik tersebut harus dilepaskan jika harus tersedia untuk tanaman dan mikroorganisme.

Mineralisasi fosfat merupakan proses enzimatik. Enzim yang terlibat disebut fosfatase yangmengkatalis berbagai reaksi yang melepaskan fosfat dari senyawa fosfat organik ke dalamlarutan tanah. Fosfatase dilepaskan oleh mikroorganisme di luar sel ke dalam larutan tanah untuk mengkatalis reaksi-reaksi berikut ini :

Fosfomonoesterasi menghidrolisis fosfat dari bentuk monoester fosfat, seperti nukleotida ataufosfolipida.

1.      Fosfodiesterase menghidrolisis fosfat dari bentuk diester fosfat seperti asam nukleat.

2.      Fitase menghidrolisis fosfat dari fosfat inositol

Jika fosfat dimineralisasi maka dapat diserap oleh tanaman atau diimmobilisasi kembali kedalam sel mikroba, atau dapat membentuk kompleks anorganik tidak larut. Biomassa mikrobadapat mempengaruhi ketersediaan fosfat melalui immobilisasi, yaitu pengikatan ion ortofosfatmenajdi bentuk organik yang terikat dalam organisme. Misalnya ortofosfat bereaksi dengan ADP(Adenosine diphosphate) dan masukan energi yang sesuai untuk membentuk ATP.

Tingkat immobilisasi dipengaruhi oleh nisbah C/P bahan organik yang mengalami dekomposisi dan jumlah fosfat tersedia dalam larutan tanah. Nisbah C/P residu yang ditambahkan dapatmenentukan tingkat fosfat anorganik dimineralisasi atau diimobilisasi. Jika fosfat tidak cukuptersedia dalam residu untuk asimilasi karbon yang ditambahkan, maka fosfat anorganik darilarutan tanah harus digunakan dan bisa terjadi net imobilisasi. Sebaliknya jika lebih banyak tersedia fosfat dalam residu jika dibandingkan dengan yang diperlukan untuk asimilasi karbon,maka terjadi net mineralisasi ortofosfat. Umumnya, nisbah C/P <> 300:1 menghasilkanimobilisasi. Nisbah antara 200-300 hanya menghasilkan perubahan kecil dalam konsentrasifosfat daam larutan tanah. Proses ini sama dengan proses mineralisasi dan imobilisasi nitrogen.Selain kandungan fosfat dalam residu, variabel tanah dan lingkungan yang lain (misalnya pH, temperatur, aerasi, dan lengas tanah) mempengaruhi aktivitas mikroba dan mineralisasi fosfat.Unsur yang paling menjadi pembatas akan mengendalikan kecepatan mineralisasi fosfat dariresidu. Jika mineralisasi karbon yang cepat terjadi pada residu dengan kandungan fosfat terbatas,maka terjadi imobilisasi fosfat dari tanah. Ketika karbon oragnik yang dapat dimineralisasi habis, bagian biomassa mikroba yang kaya fosfat juga akan dimineralisasi, menghasilkan pelepasanfosfat yang semua diimobilisasi

Mineralisasi P-organik menjadi bentuk P-anorganik dilakukan oleh mikroba tanah. Indikator yang dapat digunakan untuk mengetahui siklus transformasi P-organik menjadi P-anorganik adalah dengan mengetahui jumlah total mikroba dan biomassa mikroba (Buresh et al., 1997).Faktot-faktor yang mempengaruhi proses mineralisasi P di dalam tanah adalah temperatur,kelembaban, aerasi, pH tanah dan kualitas bahan organik yang ditambahkan. Aerasi tanah yang baik dengan kelembaban yang cukup serta temperatur tanah berkisar 30-40 oC menentukan jenisdan aktivitas mikroba tanah, selanjutnya dapat menentukan produk akhir dari prosesmetabolisme mikroba yang bersangkutan (Stevenson, 1986).

Pemilihan jenis tanaman sebagai sumber bahan organik untuk memperbaiki ketersediaan P tanah ditentukan oleh kualitasnya yaitu nisbah C/P. Nilai kritis C/P adalah 200, Bila C/P 200 makaakan terjadi mineralisasi, dan bila C/P 300 atau bila kandungan P pada bahan organik <0,2%>Pelarutan Fosfat Anorganik

Mineral fosfat anorganik umumnya dijumpai sebagai aluminium dan besi fosfat pada tanah-tanahmasam, sedangkan kalsium fosfat mendominasi tanah-tanah basa. Senyawa yang kurang larut inimemasok ortofosfat ke larutan tanah tergantung tingkat kelarutan senyawa tersebut. Ortofosfatdipasok ke akar terutama melalui difusi. Akar tanaman dan mikroorganisme tanah dapat meamcu pelarutan senyawa fosfat melalui pelepasan karbon dioksida dan asam-asam organik ke larutan tanah (Steaven, 1982). Asam karbonat dapat merangsang pelarutan asam pada senyawa kalsium dan magnesiumfosfat. Hal yang sama, keasaman yang dihasilkan oleh bakteri nitrifikasi dan bakteri pelarutsulfur merangsang pelarutan garam-garam fosfat yang tidak larut. Berbagai jenis asam-asamorganik yang dihasilkan oleh mikroorganisme dan tanaman dapat berperan sebagai bahan pengkhelat (chelating agents) untuk melarutkan aluminium, besi, kalsium dan magnesium fosfat,sehingga menghasilkan pelepasan ortofosfat ke dalam larutan tanah (Stevenson, 1986).

Satu kelompok organisme yang penting adalah jamur mikoriza, yang membentuk simbiosis denganakar tanaman untuk memacu serapan fosfat dan unsur hara lainnya. Pada kondisi tergenang,hidrogen sulfida yang dihasilkan oleh bakteri pereduksi sulfat atau proses lainnya, dapat jugamengganti kation logam dari fosfat tidak larut, dengan melepaskan fosfat. Beberapa bakteri yangsangat efektif dalam melarutkan fosfat (bakteri pelarut fosfat) dari batuan fosfat. Salah satucontoh adalah Bacillus megaterium var. Phosphaticum. Bakteri ini telah dikemas dalam bentuk inokulum yang disebut fosfobakterin dan diaplikasikan ke tanah untuk memacu pelarutanmineral fosfat. Selain itu, pemberian bahan sumber karbon yang mudah dimineralisasi seeprti pupuk kandang, dapat memacu pelarutan fosfat melalui peningkatan aktivitas biologi.Peningkatan karbon organik juga berperan dalam mengkompleks aluminium pada tanah-tanah asam, jadi mengurangi peluang aluminium mengikat fosfat.

Cendawan  Mikoriza  Arbuskula  pada  lahan  marginal  yang  miskin  unsur  hara  mampu meningkatkan  penyerapan  hara  makro  (terutama  P)  dan  hara  mikro  melalui  hifa  eksternalnya (Kartika,  2006;  Widiastuti  et  al.,  2002).  Untuk  meningkatkan  serapan  P  pada  tanaman  akibat asosiasi cendawan Mikoriza Arbuskula dan tanaman, diperlukan ketersediaan P dalam tanah. Hara P  merupakan  hara  makro  kedua  setelah  N  yang  dibutuhkan  oleh  tanaman  dalam  jumlah  yang cukup banyak.  Fosfor merupakan salah satu unsur pembatas pertumbuhan tanaman yang ditanam pada tanah Ultisol.  Pada umumnya,  ketersediaan P pada tanah  Ultisol  sangat rendah karena tanah ini mempunyai kemampuan menyerap P yang tinggi. Salah satu cara untuk meningkatkan efisiensi penggunaan P dalam tanah adalah dengan cara inokulasi mikoriza  (Zulaikha dan Gunawan, 2006; Kasno, 2006: Tampubolon et al., 2001). 

Cendawan  Mikoriza  Arbuskula  juga  dapat  menyerap  fosfat  organik  dan  mengubahnya menjadi P anorganik yang dapat diserap tanaman dengan  bantuan enzim fosfatase asam yang juga dihasilkan oleh cendawan Mikoriza Arbuskula dan sel-sel tanaman tersebut. Enzim fosfatase asam oleh  hifa  cendawan  Mikoriza  Arbuskula  yang  sedang  aktif,  menjadi  tumbuh  dan  meningkatkan aktivitas fosfatase pada permukaan akar sebagai hasil infeksi  cendawan Mikoriza Arbuskula  yang menyebabkan  fosfat  anorganik  dibebaskan  dari fosfat  organik  pada daerah  dekat  permukaan  sel sehingga  dapat  diserap  melalui  mekanisme  serapan  hara.  Inokulasi  padi  gogo  dengan  E. colombiana,  G.  manihotis,  dan  Glomus  sp.  dapat  meningkatkan  tinggi  tanaman, jumlah  anakan, berat kering tanaman, serapan P tanaman, berat dan jumlah gabah isi, serta  berat jerami (Kabirun,2002).

C.    PERANAN FOSFAT PADA TANAMAN

Fospor merupakan unsur hara esensial makro yang dibutuhkan untuk pertumbuhan tanaman.Tanaman memperoleh unsur P seluruhnya berasal dari tanah atau dari pemupukan serta hasildekomposisi dan mineralisasi bahan organik. Jumlah P total dalam tanah cukup banyak, namunyang tersedia bagi tanaman jumlahnya rendah hanya 0,01 – 0,2 mg/kg tanah (Handayanto dan Hairiyah,2007).

Fospor yang diserap tanaman tidak direduksi, melainkan berada di dalam senyawa organik dan organik dalam bentuk teroksidasi. Fospor organik banyak terdapat di dalam cairan sel sebagaikomponen sistim penyangga tanaman. Dalam bentuk anorganik, P terdapat sebagai fosfolipidyang merupakan komponen membran sitoplasma dan kloroplas. Fitin merupakan simpanan fospat dalam biji, gula fospat merupakan senyawa antara dalam berbagai proses metabolismetanaman. Nukleoprotein merupakan komponen utama DNA dan RNA inti sel. ATP, ADP danAMP merupakan senyawa berenergi tinggi untuk metabolism.

Peranan P pada tanaman penting untuk pertumbuhan sel, pembentukan akar halus dan rambut akar, memperkuat tegakan batang agar tanaman tidak mudah rebah, pembentukan bunga , buahdan biji serta memperkuat daya tahan terhadap penyakit. Tanaman jagung menghisap unsur Pdalam bentuk ion sebanyak 17 kg/ha untuk menghasilkan berat basah tanaman 4200 kg/ha(Premono,2002).

Secara detail fungsi fosfor dalam pertumbuhan tanaman sukar di utarakan, namun demikian fungsi-fungsi utama fosfor dalam pertumbuhan tanaman adalah sebagai berikut :

1. Memacu terbentuknya bunga dan buah
2. Menurunkan kegagalan penyerbukan
3. Perkembangan akar halus dan akar rambut
4. Memperkuat batang sehingga tidak mudah rebah
5. Memperbaiki kualitas buah

 Selain itu, Fosfor merupakan unsur hara penting penyusun adenosin trifosfat (ATP) yang secara langsung berperan dalam proses penyimpanan dan transfer energi maupun kegiatan yang terkait dalam proses metabolisme tanaman (Dobermann and Fairhurst, 2000; dalam Sarlan dan Sembiring, 2006). Hara P memacu pembentukan akar dan penambahan jumlah anakan, disamping itu juga berfungsi mempercepat pembungaan dan pemasakan buah.

Buntan (1992) menjelaskan fosfor merupakan bahan makanan utama yang digunakan oleh semuaorganisme untuk energi dan pertumbuhan. Secara geokimia, fosfor merupakan 11 unsur yangsangat melimpah di kerak bumi. Seperti halnya nitrogen, fosfor merupakan unsur utama di dalam proses fotosintesis. Fosfor biasanya berasal dari pupuk buatan yang kandungannya berdasarkanrasio N-P-K. Sebagai contoh 15-30-15, mengindikasikan bahwa berat persen fostor dalam pupuk  buatan adalah 30% fosfor oksida (P₂O₅). Fosfor yang dapat dikonsumsi oleh tanaman adalah dalam bentuk fosfat, seperti diamonium fosfat ((NH4)2HPO4) atau kalsium fosfatdihidrogen(Ca(H₂PO₄)₂).

Unsur ini diserap dalam bentuk ion H₂PO₄ , HPO₄ dan PO₄. Diantara ke-3 ion ini yang lebih mudah diserap adalah ion H₂PO₄ karena bermuatan satu (valensi satu) sehingga tanaman hanya membutuhkan sedikit energi untuk menyerapnya esensialitas dari unsur ini adalah:

1. Membentuk dalam penyusunan senyawa ATP yaitu senyawa berenergi tinggi yang dihasilkan dalam proses respirasi siklus kreb sehingga tanaman dapat melakukan semua aktifitas biokimianya seperti pembungaan, pembentukan sel, transpirasi, transportasi dan fotosintesus secara absorbsi.
2. Membentuk senyawa fitin ( Ca-Mg-inositol-6P) yang terdapat dalam biji tepatnya dalam endosperm untuk proses perkecambahan.
3. Membentuk DNA dan RNA untuk pembentukan inti sel DNA Nukleotida.
4. Membentuk senyawa fosfolipid yang berfungsi dalam mengatur masuk keluarnya (permeabilitas) zat-zat makanan didalam sel dan merupakan bahan dasar dari bagian sel.

Selain Fosfor berperan dalam pertumbuhan tanaman, Fosfat juga merupakan salah satu bahan galian yang sangat berguna untuk pembuatan pupuk. Sekitar 90% konsumsi fosfat dunia dipergunakan untuk pembuatan pupuk, sedangkan sisanya dipakaioleh industri ditergen dan makanan ternak. Mineral-mineral fosfat adalah batuan dengankandungan fosfor yang ekonomis. Kandungan fosfor pada batuan dinyatakan dengan BPL (bone phosphate of lime) atau TPL (triphosphate of lime) yang didasarkan atas kandungan P₂O₅.Sebagian besar fosfat komersial yang berasal dari mineral apatit {Ca₅ (PO₄)₃ (F,Cl,OH)} adalahkalsium fluo-fosfat dan kloro-fosfat dan sebagian kecil wavelit (fosfat aluminium hidros).Sumber lainnya berasal dari jenis slag, guano, krandalit (CaAl₃(PO₄)₂(OH)₅ .H₂O), dan milisit{(Na,K) CaAl₆ (PO₄)₄ (OH)₉ 3H₂O}.

D.     DAUR/SIKLUS FOSFOR

Daur / siklus fosfor : proses atau tahapan. Keberadaan fosfor pada organisme hidup sangat kecil, tetapi peranannya sangat diperlukan. Atom fosfor hanya ditemukan dalam bentuk senyawa fosfat (PO₄^3-). Fosfat diserap oleh tumbuhan dan digunakan untuk sintesis organik. Fosfor banyak dikandung oleh asam nukleat, yaitu bahan yang menyimpan dan mentranslasikan sandi genetik. Atom fosfor juga merupakan dasar bagi ATP (Adenosine Tri Phospat) berenergi tinggi yang digunakan untuk respirasi seluler dan fotosintesis. Selain itu merupakan salah satu mineral penyusun tulang dan gigi (Zulaikha dan Gunawan, 2006).

Fosfor merupakan komponen sangat langkah dalam organisme tak hidup. Produktivitas ekosistem darat dapat ditingkatkan jika fosfor dalam tanah ditingkatkan. Peristiwa pelapukan batuan oleh fosfat akan menambah kandungan fosfat di dalam tanah. Contohnya adalah akibat hujan asam. Setelah produsen menggabungkan fosfor ke dalam bentuk biologis, fosfor dipindahkan ke konsumen dalam bentuk organik. Setelah itu, fosfor ditambahkan kembali ke tanah melalui ekskresi fosfat oleh hewan dan bakteri pengurai detritus.

Humus dan partikel tanah mengikat fosfat sedemikian rupa, sehingga siklus fosfor terlokalisir dalam ekosistem. Namun, fosfor dapat dengan mudah terbawa aliran air yang pada akhirnya terkumpul di laut.Erosi yang terjadi akan mempercepat pengurasan fosfat di samping pelapukan batuan yang sejalan dengan hilangnya fosfat. 

Fosfat yang berada di lautan secara perlahan terkumpul dengan endapan yang kemudian tergabung dalam batuan. Ketika permukaan air laut mengalami penurunan atau dasar laut mengalami kenaikan, batuan yang mengandung fosfor ini menjadi bagian dari ekosistem darat. Dengan demikian, maka fosfat mengalami siklus di antara tanah, tumbuhan dan konsumen dalam waktu tertentu.

Diagram terjadinya daur / siklus fosfor

E.    TRANSFORMASI P DI DALAM TANAH

Unsur P di dalam tanah akan mengalami proses alihrupa : mineralisasi, immobilisasi, penjerapan-pelepasan pada permukaan mineral: lempung, oksida Fe dan Al, karbonat, pengendapan-pelarutan mineral sekunder: Ca, Al, Fe fosfat atau pelapukan mineral tanah primer: Apatit.

·      Mineralisasi

Kandungan P dalam bahan organik tanah sekitar 1%  P organik melepaskan fosfat anorganik yang tersedia bagi tanaman. Ensim fosfatase yang dihasilkan oleh berbagai mikrobia, melepas ion orthofosfat. P organik dalam tanah, hampir 50% berupa fosfat inositol, lemak fosfat (fosfolipid) dan asam nukleat sekitar 10%. Hampir 50% P organik  belum dikenali dengan baik. Fofat Inositol merupakan rangkaian ester fosfat : C₆H₆(OH)₆ OH digantikan oleh fosfat, terutama dalam bentuk asam pitat (phytic acid). Inositol hexaphosphate: memiliki 6 gugus fosfat, merupakan hasil aktivitas mikrobia, sisa perombakan.-= inositol, gugus

·      Imobilisasi (asimilasi)

Proses ini merupakan kebalikan dari mineralisasi. Pengambilan P anorganik dari tanah (HPO₄ ^2- or H₂PO₄ ^- ) kemudian diubah menjadi  P organik oleh mikrobia. Ada keseimbangan antara proses mineralisasi dengan immobilisasi. Nisbah C:P menentukan laju perombakan bahan organik (seperti halnya nisbah C/N), mineralisasi P juga ditentukan oleh nsibah C/N. Nisbah C/P tinggi, mikrobia menggunakan P tersedia dari larta tanah, ketersediaan bagi tanaman berkurang. Jika kadar P dalam larutan tanah rendah maka pertumbuhan mikrobia terhambat, perombakan bahan organik juga lambat. Nisbah C/P bahan organik tanah sekitar 100:1. nisbah C:N:P sekitar 120:10:1.3.

      jika C:P > 300, P imobilisasi > P mineralization, residue <0.2% P

      jika C:P = 200-300,  P imobilisasi = P mineralization

      jika C:P < 200,            P imobilisasi < P mineralization, residue >0.3% P

·           Penyerapan P

Penyematan P adalah proses pengambilan P anorganik dari larutan tanah. P hasil mineralisasi bahan organik, P yang diberikan sebagai pupuk terlarut, atau hasil pelarutan berbagai sumber dengan mudah mengalami reaksi di dalam tanah :

·         Adsorpsi: retensi P pada permukaan mineral

·       Presipitasi: pembentukan mineral P sekunder

Penyematan P merupakan reaksi bersinambung, tidak ada batas yang tegas antara adsorpsi dan presipitasi amorf. Jenis penyematan bervariasi sesuai kondisi tanah: terutama pH tanah: kation terlarut, permukaan mineral; kadar fosfat dan kation: pada kadar rendah terjadi adsorpsi, pada kadar tinggi terjadi presipitasi.

•  Presipitasi

Pada tanah masam: dirajai kation terlarut Al dan Fe, menyebabkan presipitasi mineral Al-fosfat dan Fe- fosfat. Pada tanah netral dan kapuran: dirajai kation terlarut Ca, menyebabkan presipitasi mineral Ca-fosfat. Keadaan pH larutan dan kelarutan Al, Fe dan Ca fosfat menentukan kadar P dalam larutan tanah, perhatikan stabilitas mineral. Ketersediaan P maksimum pada pH 6 – 7, yaitu diantara zona Al dan Fe fosfat dengan Ca fosfat yang tidak terlarut.  Reaksi presipitasi umumnya terjadi sangat lambat.

Pada tanah masam: FePO₄ ^. 2H₂O + H₂O <–> H₂PO₄ ^- + H⁺ + Fe(OH)₃, jika kemasaman meningkat (H⁺), keseimbangan bergerak ke kiri, Fe-fosfat mengendap dan P larutan menurun, jika kemasaman menurun, keseimbangan bergerak ke kanan, Fe-fosfat melarut dan P larutan meningkat, pada saat akar menyerap H₂PO₄ ^-, keseimbangan bergerak ke kanan, Fe-fosfat melarut untuk mengisi P dalam larutan tanah. Fe-fosfat padatan akan mempertahankan H₂PO₄ ^– tetap pada aras keseimbangan, hal ini tergantung pH tanah.

Pada tanah netral dan kapuran: CaHPO₄ ^. 2H₂O + H⁺ <–> Ca²⁺ + H₂PO₄ ^- + 2H₂O, jika kemasaman menurun, keseimbangan bergerak ke kiri, Ca-fosfat mengendap dan P larutan menurun, jika kemasaman meningkat keseimbangan bergerak ke kanan, Ca-fosfat melarut dan P larutan meningkat, pada saat akar menyerap H₂PO₄ ^-, keseimbangan bergerak ke kiri, Ca-fosfat melarut, mengisi P dalam larutan tanah. Ca-fosfat padatan menjaga H₂PO₄ ^– pada aras keseimbangan, hal ini tergantung pH tanah. 

F.     SENYAWA FOSFAT TANAH & MASALAHNYA

Fosfor di dalam tanah dapat dibedakan dalam dua bentuk yaitu P-organik dan P-anorganik.Kandungannya sangat bervariasi tergantung pada jenis tanah, tetapi pada umumnya rendah. Posfor organik di dalam tanah terdapat sekitar 50% dari P total tanah dan bervariasi sekitar 15-80% pada kebanyakan tanah. Bentuk-bentuk fospat ini berasal dari sisa tanaman, hewan danmikrobia. Di sini terdapat sebagai senyawa ester dari asam orthofospat yaitu inositol , fosfolipid,asam nukleat, nukleotida, dan gula posfat. Tiga senyawa yaitu inositol fospolopid dan asamnukleat amat dominan dalam tanah.

Inositol fospat dapat mempunyai satu sampai enam atom P setiap unitnya, dan senyawa ini dapat ditemukan dalam tanah atau organisme hidup (bakteri) yang dibentuk secara enzimatik. Asamnukleat sebagai DNA dan RNA menyusun 1-10% P-organik total (Elfiati,2005). Sel-sel mikrobia(bakteri) sangat kaya dengan asam nukleat. Jika organisme tersebut mati maka asam nukleatnyasiap untuk dimineralisasi. Ketersediaan P-organik bagi tanaman sangat tergantung pada aktivitas mikrobia untuk memineralisasikannya. Namun seringkali hasil mineralisasi ini segera bersenyawa dengan bagian-bagian anorganik untuk membentuk senyawa yang relatif sukar larut. Enzim fostafase berperan utama dalam melepaskan P dari ikatan P-organik. Enzim ini banyak dihasilkan darimikrobia tanah,terutama yang bersifat heterotrof. Aktivitas fosfatase dalam tanah meningkatdengan meningkatnya C-organik,tetapi juga dipengaruhi oleh pH , kelembaban temperatur dan faktor lain.

Dalam kebanyakan tanah total P-organik sangat berkorelasi dengan C-organik tanah, sehinggamineralisasi P meningkat dengan meningkatnya C-organik. Semakin tinggi C-organik dansemakin rendah P-organik semakin meningkat immobilisasi P. Fosfat anorganik dapatdiimmobilisasi menjadi P-organik oleh mikrobia dengan jumlah yang bervariasi antara 25-100%.

Bentuk P-anorganik dapat dibedakan menjadi P aktif yang meliputi Ca-P, Al-P, Fe-P dan P tidak aktif, yang meliputi occhided-P , reductant-P , dan mineral P primer.Fospor anorganik di dalamtanah pada umumnya berasal dari mineral fluor apatit. Dalam proses hancuran iklim dihasilkan berbagai mineral P sekunder seperti hidroksi apatit, karbonat apatit, klor apatit dan lainnya sesuaidengan lingkungannya. Selain itu ion-ion fospat dengan mudah dapat bereaksi ionFe³⁺,Al³⁺,Mn²⁺ dan Ca²⁺, ataupun terjerap pada permukaan oksida-oksida hidrat besi,aluminium dan hidrat.

P-anorganik berupa senyawa 3Ca(PO₄)CaF (Fluor apatit), 3Ca₃(PO₄)2CaCO₃ (Carbonat apatit), 3Ca₂(PO₄)2Ca(HO)₂ (Hidroksi apatit), 3Ca₃(PO₄)₂CaO (Oksi apatit), Ca(PO₄)₂CaCO₃ (Trikalsium Phosfat), Ca3(PO4)2 (Dikalsium phosfat), AlPO₄2H₂O (Variscit), FePO₄2H₂O (Strengit).

G. GEJALA DEFISIENSI UNSUR HARA FOSFOR

Kekurangan fosfor menyebabkan tanaman tumbuh kerdil dan hasil menurun, tidak sejelas apabila tanaman kekurangan nitrogen (N) dan kekurangan fosfor sulit dideteksi pada sebagian besar tanaman, pada beberapa fase pertumbuhan, defisiensi fosfor dapat menyebabkan tanaman terlihat hijau gelap dan juga daun tanaman menunjukan menguning khususnya pada daun-daun tua, karena fosfor didalam tanaman bersifat mobile. Terhambatnya pertumbuhan sistem, batang dan daun serta warna daun seluruhnya berubah menjadi hijau tua/keabu-abuan, sering pula terdapat pigmen merah pada daun bagian bawah, selanjutnya mati. Pada tepi daun, cabang dan batang terdapat warna merah ungu yang lambat laun berubah menjadi kuning, hasil tanaman yang berupa bunga, buah dan biji merosot.

H. FAKTOR-FAKTOR YANG MEMPENGARUHI KETERSEDIAAN FOSFOR DI DALAM TANAH

 Faktor-faktor yang mempengaruhi ketersediaan Fosfor di dalam tanah di antaranya yaitu :

Ø  Status fosfor tanah

Tanah yang memdapat fosfor lebih dari fosfor yang diambil tanaman akan memberikan status fosfor lebih tinggi, mempertahankan fosfor dalam status optimum adalah sangat penting.

Ø  Tanaman

Beberapa tanaman mempunyai sistem perakaran serabut dan beberapa tunjang. Perbedaan ini berperan dalam kemampuan tanaman dalam mengambil dan selanjutnya dapat menentukan metode pemberian fosfor.

Ø  Kemasaman

Kelarutan berbagai senyawa fosfor dapat dipengaruhi oleh kemasaman (pH) tanah. Fosfat yang berasosiasi Fe, Al dan Mn mempunyai kelarutan dalam air rendah, logam tersebut sangat dominan ditanah masam.

Ø  Lengas

Peningkatan lengas tanah pada kondisi optimum akan meningkatakan fosfor tersedia bagi tanaman, tanah dengan banyak lengas akan mengurangi O₂, sehingga dapat mengurangi pertumbuhan dan aktifitas akar.

Ø  Temperatur

Temperature sangat penting dalam hubungannya dengan pertumbuhan tanaman, akan tetapi kurang penting dengan ketersediaan fosfor, temperature sangat tinggi atau rendah dapat membatasi sarapan fosfor oleh tanaman.

Ø  Aerasi

Oksigen (O₂) dibutuhkan untuk pertumbuhan tanaman dan absorpsi hara, juga sangat penting untuk pelapukan bahan organik fosfor oleh mikroba.

Ø  Pemadatan

Pemadatan dapat mengurangi aerasi dan ruang pori dalam zone perakaran. Hal ini akan mengurangi serapan fosfor dan pertumbuhan tanaman. Pemadatan juga menyebabkan volume akar untuk melakukan penetrasi. Juga membatasi untuk mengambil fosfor tanah, ini sesuai dengan jarak pergerakan fosfor  sangat pendek.

Ø  Hara lain

Penggunaan hara lain dapat menigkatkan serapan fosfor, penambahan kalsium (pengapuran pada tanah asam) dan pemberian sulfur pada tanah alkalin dapat meningkatkan ketersediaan fosfor. Sebaliknya pemupukan nitrogen dapat meningkatkan serapan fosfor.

Ø   Jumlah liat

Tekstur makin halus retensi fosfor makin besar dan kuat. Tanah dengan kadar liat yang tinggi akan dapat memfiksasi fosfor lebih tinggi dibandingkan dengan kadar liat yang rendah.

Ø   Tipe liat 

                Tanah dengan liat kaolinit (pada tanah dengan curah hujan dan temperature tinggi) dapat menahan atau memfiksasi lebih tinggi. Pada tanah ini fosfor yang diberikan cepat diubah menjadi fosfor tidak larut.

III. Penutup

Fosfat (P) merupakan unsur hara esensial makro seperti halnya karbon (C) dan nitrogen (N). Tanaman memperoleh unsur P seluruhnya berasal dari tanah atau dari pemupukan serta hasildekomposisi dan mineralisasi bahan organic.

Di alam, fosfor terdapat dalam dua bentuk, yaitu senyawa fosfat organik (pada tumbuhan dan hewan) dan senyawa fosfat anorganik (pada air dan tanah). Fosfat organik dari hewan dan tumbuhan yang mati diuraikan oleh dekomposer (pengurai) menjadi fosfat anorganik.

Fosfor berperan dalam pembagian sel dan pembentukan lemak serta albumin, pembentukan bunga, buah, dan biji, kematangan tanaman, melawan pengaruh buruk nitrogen, perkembangan akar halus dan akar rambut, meningkatkan kualitas tanaman dan ketahanan terhadap penyakit.

Fosfor merupakan unsur penting dalam makhluk hidup. Bentuk senyawa fosfor dalam tanah, yang tersedia bagi tanaman adalah P-ortofosfat yang merupakan turunan dari asam folat. Lop P-ortofosfat yang banyak diserap tanaman adalah ion ortofosfat primer (H2PO4^-) dan sejumlah kecil diserap dalam bentuk ion ortofosfat sekunder (HPO4^-). Fosfor merupakan unsur esensiil tanaman.Oleh karena itu tanaman harus mengandung unsur fosfor dengan jumlah yang cukup sebab merupakan unsur hara makro bagi pertumbuhan untuk dapat tumbuh secara normal.Untuk meningkatkan efisiensi pemupukan fosfor, mengurangi biaya usaha tani dari pupuk, petani langsung menggunakan pupuk fosfor dari batuan fosfat alam. 

Kekurangan P pada tanaman akan mengakibatkan berbagai hambatan metabolisme, diantaranya dalam proses sintesis protein, yang menyebabkan terjadinya akumulasi karbohidrat dan ikatan-ikatan nitrogen. Kekurangan P tanaman dapat diamati secaa visual, yaitu daun-daun yang lebih tua akan berwarna kekuningan atau kemerahan karena terbentuknya pigmen antisianin.

 

Daftar Pustaka

Hanafiah,  K.A.  2007.  Dasar  –  Dasar  Ilmu  Tanah.  PT.  Raja  Grafindo  Persada,  Jakarta. Munawar,  A.  2011.  Kesuburan  Tanah  dan  Nutrisi  Tanaman.  PT.  Penerbit  IPB Press, Bogor.

Hardjowigeno, S. 2003. Ilmu Tanah. Akademika Pressindo. Jakarta. 286 hal.

Kartika,  E.  2006.  Isolasi, karakterisasi  dan pemurnian  CMA  dari  tiga  lokasi  perkebunan  kelapa sawit  (tanah  PMK  bekas  hutan,  PMK  bekas  kebun  karet,  dan  gambut  bekas  hutan). Disertasi. Sekolah Pascasarjana Institut Pertanian Bogor. Bogor.

Kasno,  A.,  D.  Setyorini,  dan  E.  Tuberkih.   2006.   Pengaruh  pemupukan  fosfat  terhadap

produktivitas tanah Inceptisol dan Ultisol. Ilmu-ilmu Pertanian Indonesia, 8 (2):      91-98.

Munawar,  A.  2011.  Kesuburan  Tanah  dan  Nutrisi  Tanaman.  PT.  Penerbit  IPB Press, Bogor.

Paul, E.A dan Clark, F.E. 1989. Soil Microbiology and Biochemistry Academic Press, Inc. NewYork. USABuresh, R.J., Smithson, P.C. and Hellums, D.T. 1997. Building soil phospharus capital in Africa.P. 111-149. In. R.J. Buresh et al. (eds). Replenishing soil fertility in Africa SSSA Spec. Publ. 51.SSSA, Madison, WI.

Soepardi, G. 1983. Sifat dan Ciri Tanah. Jurusan Tanah. Fakultas Pertanian. Institut Pertanian Bogor. Bogor. 591 hal.

Stevenson.  1982.  Humus  Chemistry.  John  Wiley and Sons. New York.

Sukarman,  Yusrial, A. Mulyani dan A. Muti, 2000.  Statistik Sumber Daya Lahan/Tanah Indonesia.  PUSLITTAN dan Agroklimat, Badan Penelitian dan Pengembangan Pertanian, Departemen Pertanian. Bogor.

Suntoro.  2003.  Peranan  Bahan  Organik terhadap  Kesuburan  Tanah  dan  Upaya Pengelolaanya. UNS Press. Surakarta.

Tampubolon, G., Ermadani, dan A.M. Itang. 2001. Kapasitas jerapan fosfat ultisol dan respon

tanaman  kedelai  terhadap  konsentrasi  kesetimbangan  P  dalam  larutan  tanah.   Ilmu -ilmu Pertanian Indonesia, 3 (2): 89 – 93.

Tisdale, S.L., W.L. Nelson, and J.D Beaton. 1985. Soil Fertility and Fertilizers. 4th Edition. Mcmillan Publishing Company. New York. 754 p.

Widiastuti, H., E. Guhardja, N. Soekarno, L.K. Darusman, D.H. Goenadi, dan S. Smith. 2002. Optimasi simbiosis cendawan mikoriza arbuskula  Acaulospora tuberculata  dan  Gigaspora margarita pada bibit kelapa sawit di tanah masam. Menara Perkebunan, 70 (2): 50– 57. 

Zulaikha,  S.  dan  Gunawan.  2006.  Serapan  fosfat  dan  respon  fisiologis  tanaman  cabai  merah cultivar hot beauty terhadap mikoriza dan pupuk fosfat pada tanah ultisol. Bioscientiae, 2: 83 – 92.