–
700 KB – 130 Pages
PAGE – 2 ============
PRAKATA Alhamdulillahirobbilalamin puji syukur diucapkan kepada Allah SWT atas rahmat dan hidayat – Nya sehingga penulis dap at menyelesaikan buku ajar yang berjudul . Dalam kesempatan ini p enulis mengucapkan terima kasih kepada Lembaga Penelitian dan Pengabdian Kepada Masyarakat Universitas Riau yang telah memberikan bantuan dana penelitian melalui Hibah Guru Besar untuk mela ngsungkan penelitian terkait pengaruh bahan organik terhadap perbaikan sifat tanah. Buku yang m embahas pen gelolaan bahan organik yang berperan untuk memperbaiki sifat – sifat tanah masih terbatas. Sehubungan dengan itu, buku ini diharapkan dapat mengisi kekosongan tersebut. Buku ini menguraikan tentang Pengelolaan Bahan Organik , Sumber bahan organik, manfaat ba han organik untuk pertaniam, dan praktek – praktek yang dapat meningkatkan dan menurunkan bahan organik. Penulis menyadari bahwa dalam buku ini masih terdapat banyak kekurangan, oleh karena itu diharapkan kritik dan saran membangun untuk per baikan pada pener bitan yang akan datang . Pekanbaru, Desember 2017 \ Dr. Ir. Wawan, MP
PAGE – 3 ============
Pengelolaan Bahan Organik 1 I. PENDAHULUAN 1.1 TIU dan TIK Setelah mengikuti perkuliahan ini mahasiswa diharapkan : 1. Mampu menj elaskan pengertian bahan organik dan bahan organik tanah 2. Mam p u m enjelaskan mengapa bahan organik tanah di daerah humik tropik rendah 3. Mampu menjel a skan penge rtian pengelolaan bahan organik 4. Mampu menguraikan ruang l ingkup pengelolaan bahan organik 5. Mampu menguraikan manfaat kuliah pengelolaan bahan organik 1.2 Pengertian Bahan Organik dan Bahan Organik T anah Pada tanah mineral bahan organik seringkali sangat menentukan kesuburan tanah. Pada beberapa publikasi dinyatakan bahwa bahan organik sangat mempengaruhi kualitas tanah. Hal itu disebabkan bahan organik di dalam tanah mineral mempengaruhi sifat fisik, kimia dan biologi tanah. Dalam beberapa tulisan sering dijumpai istilah bahan organik dan bahan organik tanah. Sehubungan dengan itu, perlu kiranya dikemukakan batasan tentang ke dua istilah tersebut. Baha n organik adalah semua bahan yang berasa l dari mahluk hidup. Contohnya: semua bahan yang berasal dari tumbuhan (daun, batang, akar, bunga dan buah) dan semua bahan yang berasal dari hewan/binatang (kulit, bulu, daging, cangkang, telur, dan kotoran). Berbed a dengan itu, bahan organik tanah adalah semua jenis senyawa organik yang terdapat di dalam tanah, termasuk serasah, fraksi bahan organik ringan, biomassa mikroorganisme, bahan organik terlarut di dalam air, dan bahan organik yang stabil atau humus (Steven son, 1994) . Pada tanah mineral, b ahan organik tanah umumnya ditemukan di permukaan tanah. Kadar bahan organik di dalam tanah t idak besar, hanya sekitar 3 5 % tetapi pengaruhnya terhadap sifat – sifat tanah dan pertumbuhan tanaman besar sekali. Sumber bahan organik tanah yang utama adalah hasil fotosintesis yaitu bagian atas tanaman seperti daun, duri serta sisa tanaman lainnya termasuk
PAGE – 4 ============
Pengelolaan Bahan Organik 2 rumput, gulma dan limbah pasca panen. Bahan organik di dalam tanah terdiri dari bahan organik kasar dan bahan o rganik halus atau humus. Humus terdiri dari bahan organik halus yang berasal dari hancuran bahan organik kasar serta senyawa – senyawa baru yang dibentuk dari hancuran bahan organik tersebut melalui kegiatan mikroorganisme di dalam tanah. Bahan organik tana h (BOT) adalah b ahan organik dalam tanah yang telah mengalami lebih dari separuh dekomposisi . Dengan demikian, bahan organik tanah sudah tidak bisa dikenali b entuknya seperti daun, ranting dan lain – lain. Bahan organik tanah biasanya menyusun sekitar 5% bobot total tanah, meskipun hanya sedikit tetapi bahan organik memegang peran penting dalam menentukan kesuburan tanah, baik secara fisik, kimiawi maupun secara biologis tanah. Bahan organik tanah dikelompokan menjadi dua, yaitu: 1. Bahan yang belum mengalami perubahan. Meliputi sisa – sisa yang masih segar dan komponen – komponen yang belum mengalami transformasi yaitu senyawa yang masih berupa sisa peruraian yang terdahulu. 2. Bahan yang telah mengalami transformasi Disebut dengan humus. Humus adalah zat humat yang bercampur bersama dengan produk – produk sintesis mikroba yang sudah menjadi suatu senyawa yang stabil serta telah menjadi bagian dari tanah.Memiliki morfologi dan struktur yang berbeda dengan bahan aslinya. Proses penguraian pembentukan humus disebut humif ikasi. Dalam pembentukan humus terjadi penurunan yang cepat mengenai komponen – komponen yang dapat melarut dalam air, dan senyawa – senyawa organi k yang mudah terdekomposisi. Bahan organik tanah sering disebut humus. BOT (humus) berbeda dengan senyawa humik ( h umic substances/humic compound ). Senyawa humik bagian dari humus (BOT), tetapi tidak semua BOT adalah senyawa humik. Menurut Hanafiah (2010), humus adalah senyawa kompleks asal jaringan organik tanaman/fauna yang telah dimodifikasikan atau disintesis oleh mikroba, yang bersifat agak resisten pelapukan, berwarna coklat,
PAGE – 5 ============
Pengelolaan Bahan Organik 3 amorfus (tanpa bentuk) dan bersifat koloidal. Secara umum humus dicirikan sebagai berikut: 1. Bersifat koloidal seperti liat tetapi amorfus dengan luas permukaan dan daya jerap yang jauh melebih i liat, sehingga mempunyai kapasitas tukar kation (KTK) 150 – 300 me/100g dibandingkan liat 8 – 100 me/100g dan daya jerap air 80 – 90% dibandingkan liat yang ganya 15 – 20%; 2. Daya kohesi dan plastisitasnya rendah, sehingga mengurangi sifat lekat liat dan membantu granulasi agregat tanah; 3. Misel humus tersusn oleh lignin,poliuronida, protein dan liat serta unsur C, H, O, N, S, P dan unsur – unsur lainnya; 4. Mempunyai kemampuan untuk meningkatkan ketersediaan hara seperti Ca, Mg dan K; 5. Merupakan sumber energi bagi mikroba heterotrofik; dan 6. Menyebabkan warna tanah menjadi gelap. Bahan organik tanah memiliki peran dan fungsi yang sangat vital di dalam perbaikan tanah, meliputi sifat fisika, kimia maupun biologi tanah (Young, 1989; Keulen, 2001). Terhadap sifat fisik tanah, bahan organik berperan dalam proses pembentukan dan mempertahankan kestabilan struktur tanah, berdrainase baik sehingga mudah melalukan air, dan mampu memegang air banyak. Sebagai akibatnya tanah tidak mudah memadat karena rusa knya struktur tanah.Penambahan bahan organik juga menambah ketersediaan hara dalam tanah.Selain itu juga sebagai penyedia sumber energi bagi aktivitas mikroorganisme sehingga meningkatkan kegiatan organisme, baik mikro maupun makro di dalam tanah. 1.3 B ah an O rganik T anah di daerah Humid Tropi k Indonesia yang terletak pada 11 o LU – 11 o LS memiliki iklim tropic yaitu wilayah dengan suhu rata – rata tahunan tinggi. Bahkan Indonesia sebagian besar wilayahnya memiliki iklim humid tropic, yaitu memiliki suhu dan kelembaban tinggi. Suhu udara di Indonesia berkisar 20 – 35 o C dengan rata rata 26 – 28 o C, sedangkan kelembaban udaranya b erkisar 70 – 90% dengan rata – rata 80%. Sebagian besar wilayah Indonesia khususnya di wilayah Indonesia bagian barat memiliki
PAGE – 6 ============
Pengelolaan Bahan Organik 4 curah hujan tin ggi , sehingga kelembaban tanahnya juga tinggi. Rata – rata suhu , kelembaban udara dan tanah tersebut tergolong tinggi. Pada suhu dan kelembaban tanah tinggi, aktivitas biota tanah sangat intensif, sehingga dekomposisi dan mineralisa si bahan organik berlangsung sangat ting gi, termasuk mineralisasi BOT. Di daerah tropika basah seperti Indonesia, bahan organik tanah (BOT) cepat sekali mengalami pro ses degradasi, sehingga kandungan BOT di dalam tanah cepat berkurang. Rendahnya kandungan BOT akan menyeb abkan rendahnya kesuburan tanah, stabilitas tanah dan ketersediaan air tanah. 1. 4 Pengelolaan Bahan O rganik dan K epentingannya Pengelolaan bahan organik adalah segala usaha/aktivitas yang dilakukan untuk mempertahankan kadar bahan organik di dalam tanah agar tetap tinggi. Mengapa bahan organik t anah perlu dikelola dengan baik , jawabannya k arena bahan organik termasuk BOT memiliki peran yang sangat besar di dalam tanah. Bahan organik yang ditambahkan ke dalam tanah dapat memperbaiki sifat biologi tanah, b ahkan sifat fisik dan kimia tanah. Perbaikan sifat tanah tersebut tentu akan berpengaruh terhadap kesuburan tanah, yang pada gilirannya berpengaruh terhadap pertumbuhan dan produksi tanaman. Upaya pengelolaan bahan organik tanah yang tepat perlu menjadi pe rhatian yang serius, agar tidak terjadi degradasi bahan organik tanah. Penambahan bahan organik secara kontinyu pada tanah merupakan cara pengelolaan yang murah dan mudah. Namun demikian, walaupun pemberian bahan organik pada lahan pertanian telah banyak d ilakukan, umumnya produksi tanaman masih kurang optimal, karena rendahnya unsur hara yang disediakan dalam waktu pendek, serta rendahnya tingkat sinkronisasi antara waktu pelepasan unsur hara dari bahan organik deng an kebutuhan tanaman akan unsur hara. Kua litas bahan organik sangat menentukan kecepatan proses dekomposisi dan mineralisasi bahan organik. Komponen kualitas bahan organik yang penting meliputi nisbah C/N, kandungan lignin, kandungan polifenol, dan kapasitas polifenol mengikat protein.Kandungan h ara N, P dan S sangat menentukan kualitas bahan organik. Nisbah C/N dapat digunakan untuk memprediksi laju mineralisasi bahan organik. Jika bahan organik mempunyai kandungan lignin
PAGE – 8 ============
Pengelolaan Bahan Organik 6 pengelolaan bahan organik pada berbagai system pertanian, dan p engelolaan bahan organik di Indonesia. 1. 6 Manfaat Kuliah Pengelolaan Bahan O rganik Mata kuliah pengelolaan bahan organik diharapkan memberikan manfaat bagi mahasiswa sebagai berikut: 1. Memahami pengertian bahan organik , bahan organik tanah, humus, dan senyawa humik, sehingga bisa membedakan diantara keempatnya. 2. Memahami sumber bahan organik dan komposisinya, 3. Memahami dekomposisi, mineralisasi bahan organik dan genesis senyawa humik, 4. Memahami factor alami dan praktek – praktek yang mempengaruhi bahan organik , 5. Mampu menguraikan hubungan bahan organik dengan sifat tanah dan pertumbuhan tanaman, 6. Mampu menjelaskan k ehilangan bahan organik dan degradasi tanah, 7. Mampu menguraikan metode pengelolaan bahan organik p a da berbagai system pertanian, 8. Mampu menjelaskan penerapan pengelolaan bahan organik di Indonesia. 1. 7 Ringkasan Pada perkuliahan awal ini dimulai dengan menjelaskan pengertian dan perbedaan bahan organik , bahan organik tanah, humus dan senyawa humik. Pada pertemuan berikutnya dijelaskan tentang sumber bahan organik dan komposisinya, dekomposisi dan mineralisasi bahan organik serta genesis senyawa humik, faktor alami dan praktek – praktek yang mempengaruuhi bahan organik , hubungan bahan organik dengan sifat tanah dan pertumbuhan tanaman, kehilangan bahan organik dan degradasi tanah, dan metode pengelolaan bahan organik pada berbagai system pertanian. Pada kuliah terakhir dijelaskan kondisi pengelolaan bahan organik di Indonesia. 1. 8 Pertanyaan Untuk mengevaluasi apakah materi yang telah disampaikan telah dikuasai oleh mahasiswa, maka diajukan beberapa pertanyaan sebagai berikut:
PAGE – 9 ============
Pengelolaan Bahan Organik 7 1. Jelaskan perbedaan bahan organik dan bahan organik tanah 2. Mengapa bahan organik tanah pada tanah di daerah humi d tropic rendah? 3. Jelaskan apa yang di maksud pengelolaan bahan organik tanah 4. Mengapa bahan organik tanah perlu dikelola dengan baik? 1. 9 Daftar Pustaka Barthes, B., A. Azontonde., E. Blanchart., G. Girardin., and R. Oliver. 2004. Effect of legume cover crop ( Mucuna pruriens var Utilis ) on soil carbon in an Ultisol undermaize cultivation in Southren Benin, Soil Use Manag . 20:231 – 239. Hanafiah, K. A. 2010. Dasar Dasar Ilmu Tanah . Raja Grafindo Persada. Jakarta. Stevenson FJ. 1994. Humus Chemistry. Genesis, Composition, Reactions . 2nd Edition. New York, USA : Wiley Interscience. Subronto dan Harahap, I, Y. 2002. Penggunaan kacangan penutup tanah Mucuna bracteata pada pertanaman kelapa sawit. Pusat Penelitian Kelapa Sawit. Medan. Warta Vol 10 No. 1: 1 – 6. Harbo rne, J., 1997, Metode Fitokimia : Penentuan Cara Modern Menganalisis Tumbuhan , Ed. 2, ITB, Bandung.
PAGE – 10 ============
Pengelolaan Bahan Organik 12 II. SUMBER BAHAN ORGANIK DAN KOMPOSISINYA 2.1 TIU dan TIK Setelah me ngikuti perkuliahan dengan topik sumber bahan organik dan komposisinya diharapkan: 1. Mahasiswa mampu menyebutkan sumber bahan organik bagi tanah 2. Mahasiswa mampu menjelaskan bahan penyusun/komposisi sumber bahan organik bagi tanah 2.2 Sumber B ahan O rganik Sebagaimana telah dijelaskan pada bab sebelumnya, b ahan organik adalah semua bahan yang berasal dari mahluk hidup . Dengan demikian bahan organik dapat berupa tumbuhan/tanaman, hewan/binatang, dan mikroorganisme. Sumber primer bahan organik adalah jaringan tanaman berupa akar, batang, ranting, daun, dan buah. Bahan organik dihasilkan oleh tumbuhan melalui proses fotosintesis sehingga unsur karbon m erupakan penyusun utama dari bahan organik tersebut. Unsur karbon ini membentuk senyawa – senyawa organik , seperti selulosa, hemiselulosa, pati, dan bahan – bahan pektin dan lignin. Selain itu , nitrogen juga merupakan unsur yang banyak ter kandung dalam bahan organik karena merupakan unsur yang penting dalam berbagai senyawa organik penyusun sel seperti asam amino (protein), asam nukleat, enzim dan klorofil . Jaringan tanaman ini akan mengalami dekomposisi dan akan terangkut ke lapisan bawah serta d iinkorporasikan dengan tanah. Tumbuhan tidak saja sumber bahan organik bagi tanah , tetapi sumber bahan organik dari seluruh makhluk hidup. Sumber sekunder bahan organik adalah b inatang/hewan ( fauna ) . Fauna terlebih dahulu harus menggunakan bahan organik ta naman setelah itu barulah menyumbangkan pula bahan organik. Perbedaan sumber bahan organik tanah tersebut akan memberikan perbedaan pengaruh yang disumbangkannya ke dalam tanah. Hal itu berkaitan erat dengan komposisi atau susunan dari bahan organik terseb ut. Mengenai komposisi bahan organik akan dibahas pada bagian 2.3.
PAGE – 11 ============
Pengelolaan Bahan Organik 13 Sumber bahan organik bagi tanah yang berasal dari tumbuhan/tanaman dapat berupa: sisa (residu) tanaman, pupuk hijau, gulma, hasil pangkasan tumbuhan, sampah organik (Tandan kosong kelapa sawit, solid), limbah organik PKS dan kompos. Sumber bahan organik yang berasal dari hewan/binatang dapat berupa: pupuk kandang, kotoran binatang, bulu, tepung tulang, tepung ikan, dan tepung darah. 1. Sisa Tanaman Sisa tanaman dapat digunakan sebagai sumber bahan organik . Walau pun dalam realitas di lapangan, s isa tanaman sering digunakan untuk berbagai tujuan. Pada pengusahaan sawah, jerami padi sering dibiarkan di areal persawahan, tetapi tidak jarang digunakan unt uk alas ternak dan sebagai pakan ternak. Bila digunakan sebagai pakan ternak, maka dihasilkan kotoran ternak yang seringkali digunakan sebagai pupuk kandang yang akan diaplikasi ke dalam tanah. Penggunaan yang lain dari sisa tanaman adalah untuk bahan bak ar. Untuk tujuan ini, hanya sedikit hara P dan K yang dikembalikan ke tanah atau tidak ada sama sekali. Kandungan hara beberapa tanaman pertanian ternyata cukup tinggidan bermanfaat sebagai sumber energ i utama mikroorganisme di dalam tanah. Apabila digunak an sebagai mulsa, maka ia akan mengontrol kehilangan air melalui evaporasi dari perm ukaan tanah, dan pada saat yang sama dapat mencegah erosi tanah. Hara dalam tanama n dapat dimanfaatkan setelah tanaman m engalami dekomposisi. 2. Pupuk Hijau Bahan organik yang digunakan sebagai sumber pupuk dapat berasal dari bahan tanaman, yang sering disebut sebagai pupuk hijau. Biasanya pupuk hijau yang digunakan berasal dari tanaman legum, karena kemampuan tanaman ini untuk mengikat N2 – udara dengan bantuan bakteri pena mbat N, menyebabkan kadar N dalam tanaman relatif tinggi. Akibatnya pupuk hijau dapat diberikan dekat dengan waktu penanaman tanpa harus mengalami pros es pengomposan terlebih dahulu.
700 KB – 130 Pages