Nitrogen (N) Tanah

 I. Pendahuluan

Pertumbuhan, perkembangan dan produksi suatu tanaman ditentukan oleh dua faktor utama yaitu faktor genetik dan faktor lingkungan. Salah satu faktor lingkungan yang sangat menentukan lajunya pertumbuhan, perkembangan dan produksi suatu tanaman adalah tersedianya unsur-unsur hara yang cukup di dalam tanah. Dari 105 unsur yang ada di atas permukaan bumi ini, ternyata baru 16 unsur yang mutlak diperlukan oleh suatu tanaman untuk dapat menyelesaikan siklus hidupnya dengan sempurna. Ke- 16 unsur tersebut terdiri dari 9 unsur makro dan 7 unsur mikro. 9 unsur makro dan 7 unsur mikro inilah yang disebut sebagai unsur -unsur esensial.

Menurut ARNON dan STOUT ada tiga kriteria yang harus dipenuhi sehingga suatu unsur dapat disebut sebagai unsur esensial:

• Unsur tersebut diperlukan untuk menyelesaikan satu siklus hidup tanaman secara normal (biji – — biji). 
• Unsur tersebut memegang peran yang penting dalam proses biokhemis tertentu dalam tubuh tanaman dan peranannya tidak dapat digantikan atau disubtitusi secara keseluruhan oleh unsur lain.  
• Peranan dari unsur tersebut dalam proses biokimia tanaman adalah secara langsung dan bukan secara tidak langsung.

        Ketersediaan unsur-unsur esensial didalam tanah bagi tanaman sangat ditentukan oleh pH. Seperti unsur N pada pH 5.5 – 8.5, P pada pH 5.5 – 7.5 sedangkan K pada pH 5.5 – 10 sebaliknya unsur mikro relatif tersedia pada pH rendah. Pelajaran penting yang perlu kita ingat dari ketersediaan unsur esensial dalam hubungannya dengan pH yaitu bahwa untuk melakukan percobaan-percobaan lapang disarankan agar dilakukan pada area dengan pH tanah kurang lebih 7. Hal ini disebabkan karena pada pH tersebut semua unsur hara esensial baik makro maupun mikro berbeda dalam keadaan yang siap untuk diserap oleh akar tanaman sehingga dapat menjamin pertumbuhan dan produksi tanaman. Dan untuk selanjutnya akan menjelaskan pengaruh daripada unsur makro dan mikro terhadap pertumbuhan dan produktivitas tanaman, terutama pengaruh unsur N terhadap pertumbuhan tanaman dan gejala dari kekurangan dan kelebihan unsur tersebut bagi tanaman. Nitrogen merupakan unsur hara bagi pertumbuhan tanaman, yang pada umumnya sangat diperlukan untuk pembentukan atau pertumbuhan bagian vegetative tanaman seperti daun, batang dan akar.

 

II. Isi

2.1 Masalah Ketersediaan Nitrogen

Nitrogen dapat hilang dari tanah melalui beberapa cara seperti;

a. leaching (pencucian)

Hilangnya nitrat melalui proses pencucian adalah persitiwa fisik. Pencucian adalah hilangnya NO₃ larut ketika bergerak dengan air tanah yang umumnya saat kelebihan air di bawah zona perakaran. Nitrat yang berada di daerah zona perakaran memiliki potensi untuk masuk ke air tanah ataupun air permukaan melalui sistem drainase. Tanah bertekstur kasar akan memiliki kapasitas memegang air rendah karena itu akan lebih berpotensi untuk menurunkan nitrat melalui pencucian dibandingkan tanah bertekstur halus.

Tentang pencucian (leaching) N, Nitrat yang ada pada air akan hilang melalui air perkolasi. Nitrat yang hilang tiap tahun pada tanah lembab basah adalah sekitar 5 – 6 kg per hektar dan pada tanah yang gundul akan lebih banyak lagi. Beberapa percobaan telah dilakukan dalam hal memperoleh kejelasan tentang terjadinya pencucian ini :

1. leaching pada tanah yang dibiarkan . . . ± 27 kg/ha/tahun

2. leaching pada tanah yang ditanami rumput . . . ± 3 kg/ha/tahun

3. leaching pada tanah dengan rotasi tanaman . . . ± 9 kg/ha/tahun

b. Denitrifikasi

            denitrifikasi dapat menjadi mekanisme kehilangan NO3- secara besar ketika tanah jenuh air selama 2 – 3 hari. Lingkungan yang miskin O2 akan dapat menyebabkan terjadi denitrifikasi. Denitrikasi adalah proses perubahan atau reduksi dari Nitrat yang diubah menjadi gas N2 bebas dari udara. Proses terjadinya denitrifikasi:

1. Reduksi Biologi

            Organisme penyebabnya disebut bakteri denitrificant yaitu genera Pseudomonas Micrococcus, Achrotomabacter dan Bacillus. Processnya:

2. reduksi kimia

            N hilang sebagai gas tetapi tidak dilakukan oleh mikroorganisme. Dalam hal ini misalnya:

Nitrat dalam larutan sedikit asam akan menguap sebagai gas bila diberikan garam Amonium tertentu, misalnya Urea.

HNO2 + CO(NH2)2 à CO2 + H2O + N2

Cara menghindari denitrifikasi :

•  Urea nila diberikan pada sawah harus diberikan pada lapangan reduksi (bukan oksidasi)

• pemupukan urea sebaiknya tidak dilakukan secaa sekaligus, tetapi beberapa kali disesuaikan dengan fase pertumbuhan tanaman.

c. Volatilisasi

            Dalam proses ini, N hilang sebagai gas ammonia (NH3). Ammonia merupakan bentuk peralihan dari N selama proses dimana urea ditransformasikan ke NH4+. Kehilangan N dari penguapan akan lebih besar jika pH tanah lebih tinggi dari 7.3, suhu udara tinggi, permukaan tanah lembab dan banyak residu pada tanah.

d. erosi tanah/runoff

            Nitrogen bisa hilang dari lahan pertanian melalui erosi tanah dan limpasan.  Penggabungan atau injeksi pupuk kandang dan pupuk sintetik dapat membantu melindungi N terhadap erosi atau limpasan. Di mana tanah sangat erodible, konservasi tanah dapat mengurangi erosi tanah dan limpasan, sehingga kurang rendah permukaan N.

2.2 Ketersediaan Nitrogen

            Nitrogen berasal dari organik (sisa-sisa tanaman/sampah tanaman) yang melapuk, yang dapat menyuburkan tanah sehingga tanah tersebut mampu untuk pertumbuhan tanaman dan memberikan hasil. Pelapukan itu berarti telah melangsungkan pembentukan pupuk organik. Sedangkan N yang berasal dari pupuk buatan misalnya : Urea dan ZA

Tentang penyebaran N di dalam tanah dapat digambarkan sebagai berikut:

1. simbiotik

Pengikatan secara simbiotik dilakukan oleh Rhizobium yang pada umumnya dikenal sebagai strain yang tergantung dari tanaman inangnya. Misalnya: Rhizobium trifolii dan kedelai.

2. non simbiotik

Pengikatan N secara non simbiotik akibat adanya azotobacter yang disebut proses azofikasi. Digunakan bahan organik sebagai sumber energy yang bersifat heterotrofik dan aerobic, anaerobic (clostridium pasterianum)

3. Nitrogen yang berasal dari bahan organik tertentu dengan proses aminisasi, amonifikasi dan nitrifikasi.

Yang dimaksud dengan aminisasi yaitu peristiwa senyawa organik diubah menjadi amina dengan bantuan mikrobia dengan peristiwa enzimatik.

 

    Amonifikasi berlangsung baik pada tanah yang drainasenya baik dan kaya akan kation basa. Setelah amonifikasi terjadi nitrifikasi yang diambil oleh microflora dan difiksasi oleh liat.

    Nitrfikasi yaitu proses perubahan ammonium menjadi Nitrat (NO3-) yang dilakukan oleh bakteri yang sifatnya oksidasi enzimatis dan melalu 2 proses, yaitu:

1. nitrifasi, sewaktu jadi nitrit bakterinya : Nitrosomonas

2. nitrafasi sewaktu jadi nitrat bakterinya : nitrobacter

NH4+ + O2 à NO2- +H2O + H+ + e à Nitrifasi

NO2- + O2 à NO3- + e à nitrafasi

Kecepatan nitrfikasi dipengaruhi oleh faktor-faktor; suhu, kelembaban, pupuk, C/N rasio dan kapur aktif.

2.3 Peranan Nitrogen

            Fungsi nitrogen selengkapnya bagi tanaman adalah :

1. untuk meningkatkan pertumbuhan tanaman

2. dapat menyehatkan pertumbuhan daun, daun tanaman lebar dengan warna yang lebih hijau, kekurangan N menyebabkan klorosis (daun muda berwarna kuning)

3. meningkatkan kadar protein dalam tubuh tanaman

4. meningkatkan kualitas tanaman penghasil daun-daunan

5. meningkatkan berkembangbiaknya mikroorganisme di dalam tanah. Sebagaimana diketahui hal ini penting sekali bagi kelangsungan pelapukan bahan organik.

2.4 Pemupukan Nitrogen

            Nitrogen sebaiknya diberikan/digunakan untuk input kedalam tanah secara bertahap sehingga proses kehilangan N dapat diminimalisir dan N dapat dimanfaatkan oleh tanaman. Beberapa cara pemberian pupuk Nitrogen:

a. penyebaran pupuk

            biasanya pupuk yang tidak larut dalam air dan yang bagian-baigan utamanya terikat secara kimiawi, disebarkan secara merat , dilakukan setelah atau sebelum pengolahan tanah dan selanjutnya dibenamkan.

b. in the row placement

            menempatkan pupuk pada lubang-lbang benih atau sepanjang larikan dimana benih-benih akan ditanam.

c. top dressed

pupuk ditempatkan diatas permukaan tanah disekitar tempat tumbuh tanaman, biasanya dalam menempatkan pupuk ditas tanah, tanah digali sedikit agar penempatan pupuk baik dan tidak tercuci atau terbawa hujan.

d. peneymprotan

ini dapat dilakukan pada pupuk yang mudah larut dalam air dan tujuannya agar unsur-unsur yang terkandung dapat diisap daun atau batang tanaman langsung tidak hanya akar saja.

Pemupukan nitrogen dapat melalui pupuk sintetik ataupun pupuk organik (alam), dan dapat dikombinasikan keduanya untuk memperoleh hasil yang lebih baik.

 

III. Penutup

Nitrogen merupakan unsur hara esensial yang diperlukan tanaman dalam jumlah banyak untuk pertumbuhan vegetative seperti daun, batang dan akar. Nitrogen harus dipertimbangkan sebagai salah satu sumber hara untuk tanaman, beberapa masalah kehilangan N diantaranya disebabkan leaching, erosi, volatilisasi dan denitrifikasi. Untuk itu jumlah dan tata cara pemupukan N harus di regulasi dengan baik.

        Beberapa sumber N yang tersedia harus dipertimbangkan untuk mengevaluasi neraca N untuk lahan pertanian. Mobilitas Nitrogen harus di pertimbangkan dalam pengembangan pemupukan ketersedian nitrogen. Kehilangan nitrogen dari tanah sangat disebabkan oleh tipe tanah dan iklim. Tanah berpasir akan lebih cepat kehilangan N dibandingkan tanah berliat. Pemupukan N harus dilakukan secara bertahap untuk menghindari kehilangan N melalui pencucian dan N dapat lansung diserap tanaman.

 

 

Daftar Pustaka

 

Sutedjo. 2010. Pupuk dan Tata cara Pemupukan. Rineka Cipta. Jakarta

http://www.extension.umn.edu/agriculture/nutrient-management/nitrogen/understanding-nitrogen-in-soils/ . Understanding nitrogen in soils. 2014

https://bibirmemble.wordpress.com/2010/03/23/unsur-nitrogen-dan-peranannya-terhadap-pertumbuhan-tanaman/. Unsur Nitrogen dan peranannya terhadap pertumbuhan tanaman. 2010