PERANAN ZEOLIT DALAM PELEPASAN NITROGEN

DARI PUPUK TERSEDIA LAMBAT (SLOW RELEASE FERTILIZERS)

NURUL HIKMAH A.24101097

DEPARTEMEN ILMU TANAH DAN SUMBERDAYA LAHAN

FAKULTAS PERTANIAN

INSTITUT PERTANIAN BOGOR

2006

SUMMARY

Nurul Hikmah. The Utilization of Zeolite on Nitrogen Release from Slow Release Fertilizers. Suwardi and Astiana Sastiono as advisors.

Nitrogen is one of plant nutrients which are most important for plant

growth. However, nitrogen is easy leaching from the soil as nitrate, volatilizing as

ammonia gas, or change to other forms which can not be absorbed by crops. To

increase the nitrogen efficiency, the fertilizer is made as slow release form.

Zeolite is mineral which has capability to adsorb nitrogen as ammonium ion. By

making the precise mixture of zeolites and nitrogen as slow release fertilizer, it

expecting to improve the release of nitrogen according to the time and amount that

required by crops. The objectives of this research were (a) to compare the

nitrogen release of the slow release fertilizer (SRF) formula and the mixture of

urea and zeolite; and (b) to compare the nitrogen release of SRF formula and prill

urea as well as granule urea.

The experiment was carried out by using aerobe incubation method during

14 weeks. The codes of SRF which used in this research are A, B, C, D with

contained of 22% N; E, F, G, H (32% N), K (36% N), prill and granule urea (45%

N), P1 (6% N), P2(18% N), P3 (15% N), and without nitrogen as control. The

fertilizers were given equivalent to 50 mg/kg and put its into plastic bottle

containing equivalent to100g oven-dry soil. The fertilizer and soil then mixed

homogenously and watered until field capacity. The soil in the plastic bottle

covered by polyethylene plastic and then incubated in the room temperature. The

nitrogen as ammonium and nitrate, electrical conductivity (EC), and pH were

analyzed at 1, 2, 3, 4, 6, 8, 10, 14 week of incubation period.

The results indicate that ammonium had been detected at the first week

incubation and decrease until near zero at the third week incubation. Meanwhile,

the nitrate showed a continuous increase during the incubation period. The

slowest nitrogen release showed by SRF B formula (urea mixture with zeolite in

the ratio of 50:50). This value is still lower compared with the other 3 types of

commercial SRF. Zeolite in the SRF adsorbed ammonium that released by

fertilizers. During the ammonium in the soil solution is still high, the ammonium

which is adsor bed by zeolite would not immediately release into soil. After

ammonium turned into nitrate, the ammonium adsorbed in the zeolite cavities

released into the soil solution.

Keywords : ammonium, nitrate, slow release fertilizer, zeolite .

RINGKASAN

Nurul Hikmah. Peranan Zeolit dalam Pelepasan Nitrogen dari Pupuk Tersedia Lambat (Slow Release Fertilizers). Dibawah bimbingan Suwardi dan Astiana Sastiono.

Salah satu unsur pupuk yang terpenting bagi tanaman adalah nitrogen (N).

Nitrogen merupakan unsur yang muda h hilang melalui pencucian baik dalam

bentuk nitrat, menguap ke udara dalam bentuk gas amoniak, dan berubah ke

bentuk-bentuk lain yang tidak dapat dimanfaatkan oleh tanaman. Salah satu usaha

untuk mengurangi kehilangan nitrogen adalah dengan membuat pupuk tersebut

dalam bentuk tersedia lambat (slow release). Zeolit merupakan mineral yang

memiliki kemampuan menjerap nitrogen dalam bentuk ion ammonium.

Pembuatan pupuk nitrogen dengan campuran zeolit dalam jumlah yang tepat

diharapkan dapat membantu mengendalikan pelepasan unsur nitrogen sesuai

dengan waktu dan jumlah yang dibutuhkan tanaman. Penelitian ini bertujuan

untuk (a). Mengetahui laju pelepasan nitrogen dari formula slow release fertilizer

(SRF) campuran antara urea dan zeolit. (b). Membandingkan laju pelepasan

nitrogen formula SRF dengan pupuk urea pril dan urea granul.

Percobaan dilaksanakan dengan menggunakan metode inkubasi tertutup

selama 14 minggu. Jenis dan kadar nitrogen pupuk yang digunakan dalam

penelitian adalah: A, B, C, D dengan kadar nitrogen 22%; E, F, G, H (32% N), K

(36% N), urea pril dan urea granul (45% N), P1 (6%N), P2(18%N), P3 (15%N),

dan tanpa nitrogen sebagai kontrol. Pupuk N setara dengan 50 mg/kg dimasukkan

ke dalam wadah plastik yang berisi tanah setara 100 g berat kering mutlak

(BKM). Tanah dan pupuk dicampur merata lalu dilembabkan sampai mencapai

kadar air kapasitas lapang. Tanah dalam wadah plastik ditutup dengan plastik

polyethylene kemudian diinkubasi pada suhu kamar. Pada minggu ke- 1, 2, 3, 4, 6,

8, 10, 14 inkubasi, kadar amonium, nitrat, pH dan EC dianalisis.

Hasil penelitian menunjukkan bahwa amonium terbentuk sangat cepat

pada minggu ke-1 inkubasi dan menurun mendekati nol pada minggu ke-3.

Sementara itu laju pembentukan nitrat meningkat selama masa inkubasi. Laju

pelepasan nitrogen pada pupuk yang paling lambat terjadi pada formula SRF B

yang mengandung campuran urea:zeolit dengan perbandingan 50:50. Nilai ini

lebih lambat dari 3 jenis pupuk pembanding yang ada di pasaran. Zeolit yang

dicampur dengan pupuk urea mengikat amonium yang dilepaskan pupuk pada saat

penguraian. Amonium yang dijerap zeolit tidak segera dilepas ke dalam larutan

tanah selama jumlah amonium dalam tanah masih tinggi. Setelah amonium dalam

tanah berubah menjadi nitrat, persediaan amonium dalam rongga-rongga zeolit

dilepaskan ke dalam larutan tanah.

Kata kunci: amonium, nitrat, slow release fertilizer, zeolit.

PERANAN ZEOLIT DALAM PELEPASAN NITROGEN

DARI PUPUK TERSEDIA LAMBAT (SLOW RELEASE FERTILIZERS)

NURUL HIKMAH A.24101097

Skripsi Sebagai salah satu syarat untuk memproleh gelar

Sarjana Pertanian pada Departemen Ilmu Tanah dan Sumberdaya Lahan

Fakultas Pertanian Institut Pertanian Bogor

DEPARTEMEN ILMU TANAH DAN SUMBERDAYA LAHAN

FAKULTAS PERTANIAN

INSTITUT PERTANIAN BOGOR

2006

Judul : Peranan Zeolit dalam Pelepasan Nitrogen dari Pupuk

Tersedia Lambat (Slow Release Fertilizers)

Nama : Nurul Hikmah

Nomor Pokok : A24101097

Menyetujui

Pembimbing Skrips i I Pembimbing Skripsi II

Dr. Ir. Suwardi, M.Agr. Dr. Ir. Astiana Sastiono , M.Sc. NIP.131 664 410 NIP.130 779 513

Mengetahui

Dekan Fakultas Pertanian

Institut Pertanian Bogor

Prof. Dr. Ir. Supiandi Sabiham MAgr. NIP.130 422 698

Tanggal Lulus :

RIWAYAT HIDUP

Penulis di lahirkan di kota Meulaboh (Aceh Barat) pada tagggal 24April

1983 dari ibunda Linda Wati dan Ayah Hartanto Hadiono. Penulis adalah anak

kedua dari 4 bersaudari (Nurhasanah, Nurul Hikmah, Ainun Mardiah, dan Puteri

Azmi). Penulis menempuh pendidikan Sekolah Dasar di SD Negeri Panaragan

Kidul2 bogor tahun 1989 dan lulus pada tahun 1995. kemudian melanjutka n

pendidikan di SMPN 11 Bogor sampai dengan tahun 1998, dan melanjutkan ke

SMUN 6 Bogor dan menyelesaikan pendidikan pada tahun 2001.

Pada tahun 2001, penulis lulus seleksi masuk ke Institut Pertanian Bogor

melalui Ujian Masuk Perguruan Tinggi Negeri (UMPTN). Selama kuliah di IPB

penulis aktif megikuti berbagai kegiatan di kampus, beberapa diantaranya adalah,

anggota Kebun Mahasiswa Pecinta Tanaman Obat Agrifarma, Anggota Paduan

Suara Agria Swara, anggota redaksi majalah HUMUS, penulis juga aktif di

Himpunan Mahasiswa Ilmu Tanah (HMIT) sebagai Staf di Biro Seni dan bakat.

Bogor, Maret 2006

Penulis

KATA PENGANTAR

Puji syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT yang telah melimpahkan

segala rahmat dan hidayah-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan

penyusunan skripsi ini dengan baik. Skripsi yang berjudul Peranan Zeolit dalam

Pelepasan Nitrogen dari Pupuk Tersedia Lambat (Slow Release Fertilizers)

merupakan salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Pertanian, Fakultas

Pertanian, Institut Pertanian Bogor.

Selama penyusunan skripsi ini, penulis telah banyak mendapat bantuan

dari Dr.Ir. Suwardi dan Dr.Ir. Astiana Sastiono sebagai pembimbing skripsi.

Untuk itu, penulis mengucapkan terimakasih yang sebesar-besarnya kepada beliau

yang telah memberikan bimbingan, pengarahan dan sumbangan pemikiran kepada

penulis. Penulis juga ucapkan banyak terimakasih kepada mama, papa, ka Fera,

adikku ainun dan putri yang tersayang. Kepada sahabatku Trilia dan rekan-rekan

seangkatan yang tidak dapat disebutkan satu persatu, penulis sangat

berterimakasih atas bantuan moril maupun spiritual yang telah diberikan.

Besar harapan penulis, semoga skripsi ini dapat bermanfaat bagi yang

membutuhkannya. Atas segala kerendahan hati penulis mohon maaf yang sebesar-

besarnya.

Semoga kita semua selalu berada dalam lindungan-Nya.

Bogor, Maret 2006

Penulis

DAFTAR ISI

Halaman

KATA PENGANTAR .................................................................................... i

DAFTAR ISI ................................................................................................... ii

DAFTAR TABEL........................................................................................... iii

DAFTAR GAMBAR...................................................................................... iv

I. PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang ................................................................................. 1

1.2. Tujuan Penelitian.............................................................................. 3

II. TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Nitrogen sebagai Unsur Pupuk......................................................... 4

2.2. Pengembangan Slow Release Fertilizers dengan Pemanfaatan Zeolit 12

III. BAHAN DAN METODE

3.1. Tempat dan Waktu........................................................................... 22

3.2. Bahan dan Alat................................................................................. 22

3.3. Metode Pene litian............................................................................. 23

3.4. Pelaksanaan Percobaan .................................................................... 24

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1. Laju Pelepasan Nitrogen Pupuk menjadi Amonium ........................ 25

4.2. Laju Pelepasan Nitrogen menjadi Amonium dan Nitrat .................. 28

4.3. Perubahan pH, EC dan Sifat-Sifat Kimia Tanah selama Inkubasi... 29

4.4. Mekanisme Slow Release pada SRF yang di buat dari Urea dan Zeolit................................................................................. 31

V. KESIMPULAN DAN SARAN

5.1. Kesimpulan....................................................................................... 33

5.2. Saran................................................................................................. 33

VI. DAFTAR PUSTAKA .............................................................................. 35

LAMPIRAN ............................................................................................. 37

DAFTAR TABEL

Teks Halaman

1. Jenis Pupuk SRF, Perbandingan Urea dan Zeolit, dan Kandungan Nitrogen............................................................................... 18 2. Pupuk Pembanding Urea Pril (UP), Urea Granul (UG) dan SRF Produk Import (P1, P2, P3) ..................................................................... 19

Lampiran

1. Metode Analisis Tanah yang Digunakan dalam Penelitian.................... 30

2. Perubahan pH selama 14 Minggu Inkubasi ............................................ 30

3. Perubahan EC selama 14 Minggu Inkubasi............................................ 30

4. Hasil Analisis Kimia Tanah Awal.......................................................... 31

5. Kriteria Penilaian Data Analisis Sifat Kimia Tanah Menurut (PPT) ..... 31

6. Hasil Analisis Kimia Tanah setelah Inkubasi selama14 Minggu........... 32

7. Hasil Analisis Amonium dan Nitrat selama 14 Minggu Periode Inkubasi................................................................................................... 33

.

DAFTAR GAMBAR

Teks Halaman

1. Laju Pelepasan Nitrogen menjadi Amonium dari Pupuk SRF, Urea Prill (UP), Urea Granul (UG), selama 14 Minggu Waktu Inkubasi................ 21

2. Kurva Kumulatif Pembentukan Nitrat dari 9 Jenis Pupuk Formula

SRF, Urea Prill (UP), Urea Granul (UG) Terhadap Jumlah Nitrogen yang Diberikan....................................................................................... 22 3. Laju (NH4

++ NO3-) antara Formula SRF, Urea Prill (UP) dan Urea

Granul yang Dihasilkan .......................................................................... 23 4. Laju Nitrogen Pupuk SRF (B), Urea Prill (UP),

Urea Granul (UG), dan SRF Produk Import........................................... 24

Lampiran

1. Pupuk Urea Prill dan Pupuk Urea Granul............................................... 34

2. Pupuk Slow Release Fertilizers (SRF).................................................... 34

3. Model Inkubasi (Keadaan Aerob)........................................................... 34

I. PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Salah satu unsur pupuk yang terpenting bagi tanaman adalah nitrogen (N).

Unsur nitrogen merupakan unsur yang paling tidak efisien pemanfaatannya karena

mudah hilang melalui pencucian baik dalam bentuk nitrat, menguap ke udara

dalam bentuk gas amoniak, dan berubah ke bentuk-bentuk lain yang tidak dapat

dimanfaatkan oleh tanaman. Berbagai usaha untuk meningkatkan efisiensi

pemupukan nitrogen telah dilakukan misalnya dengan pembuatan urea tablet.

Pupuk ini tidak populer di masyarakat karena dalam pengaplikasiannya harus

dibenamkan ke dalam tanah. Keberhasilan pembuatan pupuk tersedia lambat SRF

(slow release fertilizer) merupakan faktor yang sangat penting untuk

meningkatkan efisiensi pupuk nitrogen dan sekaligus meningkatkan produksi

tanaman.

Usaha memperlambat pelepasan nitrogen dari pupuk dapat menurunkan

pencemaran lingkungan karena nitrogen dalam bentuk nitrat yang masuk ke

perairan merupakan salah satu sumber pencemar air. Nitrogen dalam bentuk

anorganik (nitrat, nitrit, dan amoniak) merupakan indikator pencemaran air.

Nitrifikasi banyak berpengaruh terhadap kualitas lingkungan karena oksidasi dari

NH4+ yang stabil menjadi NO3

- yang mudah larut dapat menyebabkan pencemaran

nitrat terhadap air tanah. Konsentrasi nitrat yang tinggi dalam air dapat memacu

pertumbuhan mikroba, alga, plankton, enceng gondok, dan tumbuhan air lainnya

akibat proses penyuburan air oleh nitrat (Hardjowigeno, 2003).

Nitrogen yang diserap tanaman dapat berasal dari nitrogen anorganik dan

organik. Nitrifikasi merupakan perubahan dari amonium menjadi bentuk nitrat

Bentuk amonium dan nitrat keduanya dapat digunakan oleh tanaman. Perubahan

dari bentuk-bentuk nitrogen dalam tanah harus diperhitungkan dalam menentukan

dosis pupuk agar kebutuhan tanaman akan nitrogen dapat diprediksi dengan lebih

akurat. Nitrifikasi yang terlalu cepat dapat menyebabkan peningkatan jumlah

kehilangan N.

Jenis pupuk N yang banyak dijumpai di pasaran di Indonesia adalah dalam

bentuk urea (CO(NH2)2). Pupuk ini mudah larut dalam air dan menguap ke udara

sehingga dalam penggunaannya sebaiknya ditempatkan di bawah permukaan

tanah untuk mengurangi penguapan gas NH3. Dalam prakteknya, untuk

mengurangi kehilangannya petani sering melakukan pemupukan padi dua atau

tiga kali dalam satu musim tanam, selain itu petani perlu mengatur sifat-sifat tanah

seperti kelembaban tanah sehingga efisiensi pupuk urea dapat ditingkatkan.

Nitrogen merupakan pupuk yang rendah efisiensinya. Nitrogen yang diberikan ke

dalam tanah, hanya sekitar 30-40% diambil oleh tanaman, dan 60% hilang dalam

proses volatilisasi menjadi gas amoniak (De Datta, 1987).

Peningkatan efisiensi pemupukan ini dapat dilakukan antara lain dengan

memperbaiki teknik aplikasi pemupukan dan perbaikan sifat fisik dan kimia

pupuk melalui perubahan sistem kelarutan hara, bentuk dan ukuran pupuk serta

formulasi kadar hara pupuk. Melalui usaha tersebut diharapkan kelarutan dan

pelepasan hara dapat lebih diatur sehingga faktor kehilangan hara dapat dikurangi

dan pencemaran terhadap lingkungan menjadi lebih kecil (Astiana, 2004).

Salah satu usaha untuk mengurangi kehilangan nitrogen adalah dengan

membuat pupuk tersebut dalam bentuk slow release. Zeolit merupakan salah satu

bahan yang dapat mengikat nitrogen sementara. Zeolit memiliki nilai kapasitas

tukar kation (KTK) yang tinggi (antara 120-180 me/100g) yang berguna sebagai

pengadsorpsi, pengikat dan penukar kation (Suwardi, 2000). Pupuk dalam bentuk

slow release dapat mengoptimalkan penyerapan nitrogen oleh tanaman karena

SRF dapat mengendalikan pelepasan unsur nitrogen sesuai dengan waktu dan

jumlah yang dibutuhkan tanaman, serta mempertahankan keberadaan nitrogen

dalam tanah dan jumlah pupuk yang diberikan lebih kecil dibandingkan metode

konvensional. Cara ini dapat menghemat pemupukan tanaman yang biasanya

dilakukan petani tiga kali dalam satu kali musim tanam, cukup dilakukan sekali

sehingga menghemat penggunaan pupuk dan tenaga kerja (Suwardi, 1991).

Dengan pemanfaatan zeolit sebagai campuran urea diharapkan dapat

membantu mengendalikan kehilangan nitrogen dari pupuk. Pembuatan SRF dari

bahan zeolit dengan jumlah yang tepat diharapkan dapat mengendalikan pelepasan

unsur nitrogen sesuai dengan waktu dan jumlah yang dibutuhkan tanaman dan

mempertahankan keberadaan nitrogen dalam tanah, sehingga jumlah pupuk yang

diberikan lebih efisien dari metode konvensional dan dapat menghemat biaya.

1.2. Tujuan Penelitian

Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui laju pelepasan nitrogen dari

formula slow release fertilizer (SRF) campuran urea dan zeolit serta

membandingkan laju pelepasan nitrogen formula SRF dengan pupuk urea pril dan

urea granul.

II. TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Nitrogen Sebagai Unsur Pupuk

2.1.1. Nitrogen di dalam Tanah

Nitrogen (N) merupakan unsur hara yang penting bagi tanaman, sehingga

bila kekurangan atau jumlah unsur tersebut tidak cukup, maka tanaman tidak

dapat tumbuh dengan normal. Nitrogen merupakan salah satu unsur pupuk yang

diperlukan dalam jumlah paling banyak namun keberadaannya dalam tanah sangat

mobil sehingga mudah hilang dari tanah melalui pencucian maupun menguap ke

udara. Nitrogen merupakan unsur hara penentu produksi atau sebagai faktor

pembatas utama produksi (Sanchez, 1993). Jumlah nitrogen dalam tanah

bervariasi, sekitar 0.02% sampai 2.5% dalam lapisan bawah dan 0.06% sampai

0.5% pada lapisan atas (Alexander, 1977).

Nitrogen dalam tanah berasal dari: (1) mineralisasi N dari bahan organik

dan immobilisasinya, (2) fiksasi N dari udara oleh mikroorganisme (penambatan

N2 atmosfer oleh mikroorganisme secara simbiotik maupun non simbiotik),

(3) melalui hujan dan bentuk presipitasi yang lain, (4) pemupukan (Soepardi,

1983; Leiwakabessy, 1988). Proses laju dekomposisi yang tinggi dari bahan

organik, belum tentu dapat memenuhi kebutuhan tanaman karena unsur N

memiliki kelemahan diantaranya adalah mudah hilang, dan mencemari

lingkungan.

Unsur N yang ditemukan dalam tanah secara umum dapat dibagi menjadi

dua bagian besar, yaitu bentuk N-organik dan N-inorganik. Bentuk N-organik

meliputi asam amino atau protein asam amino bebas, gula amino dan senyawa

kompleks yaitu amonium yang berasosiasi dengan lignin dan polimer -polimernya

(Tisdale et al. , 1985). Bentuk N-inorganik terdapat dalam bentuk amonium

(NH4+), nitrat (NO3

-), nitrit (NO2-), oksida nitrous (N2O), oksida nitrit (NO) dan

gas N2 akibat perombakan mikrobia. N2O dan N2 adalah bentuk yang hilang dari

tanah dalam bentuk gas sebagai akibat proses denitrifikasi (Leiwa kabessy, 1988).

Nitrogen yang tersedia bagi akar tumbuhan di dalam tanah dominan

berada dalam bentuk sebagai ion nitrat (NO3-) dan ion amonium (NH4

+). Kedua

bentuk nitrogen ini, sebagian besar merupakan hasil perombakan sisa-sisa bahan

organik tumbuhan dan hewan oleh jasad renik. Ion nitrat bermuatan negatif,

karena itu tidak terikat oleh liat dan partikel humus dalam tanah. Apabila tidak

diabsorpsi oleh tumbuhan, nitrat ini dapat tercuci ke lapisan tanah yang lebih

dalam atau tercuci ke sungai dan lautan.

Nitrogen yang berada dalam bentuk N-organik agar tersedia bagi

tanaman, harus mengalami dekomposisi menjadi N-inorganik. Proses

dekomposisi ini disebut sebagai mineralisasi yang terdiri dari tiga tahap, yaitu:

aminisasi (transformasi protein menjadi amina), amonifikasi (transformasi amina

menjadi amonium), dan nitrifikasi (tranformasi amonium menjadi nitrat)

(Sanchez, 1979; Tisdale et al. , 1985).

Mineralisasi terjadi melalui 3 tahap reaksi utama:

1. aminisasi

2. amonifikasi

3. Nitrifikasi � dipengaruhi oleh bakteri autotrof

Berlangsung di bawah aktifitas mikroorganisme yang heterotrof

Mikroorganisme Heterotrof butuh senyawa C-organik sebagai sumber energi.

Mikroorganisme Autotrof memperoleh energi dari oksidasi garam-garam

an-organik dan memperoleh karbon dari CO2 udara sekitarnya.

Aminisasi adalah pembentukan senyawa amino dari bahan organik

(protein) oleh bermacam-macam mikroorganisme (hidrolisis protein dan

pembebasan amina-amina dan asam-asam amino).

Aminisasi : protein � R-NH2 + CO2 + energi +lain-lain.

Amonifikasi adalah pembentukan amonium dari senyawa-senyawa amino

oleh mikrorganisme.

Amonifikasi: R-NH2++ HOH � R-OH+ + NH3 + energi.

NH3 + HOH � NH4OH � NH4++ OH-

Amina-amina dan asam-asam amino yang dibebaskan di manfaatkan oleh

golongan bakteri heterotrop yang lain dan membebaskan senyawa amonium.

Senyawa amonium yang dihasilkan dapat:

1. di konversi ke nitrit selanjutnya diubah menjadi nitrat.

2. diambil langsung oleh tanaman.

3. dipakai langsung oleh bakteri dalam melanjutkan proses dekomposisi, dan

difiksasi oleh mineral liat tertentu dari tipe 2:1.

Nitrifikasi adalah perubahan dari amonium (NH4+)menjadi nitrit (oleh

bakteri Nitrosomonas), kemudian menjadi nitrat (oleh Nitrobacter).

Proses oksidasi biologi ini dibedakan dalam 2 tahap yaitu:

1. perubahan amonium menjadi nitrit; oleh bakteri nitrosomonas (tergolong

bakteri obligat autotrof).

2 NH4+ + 3 O2 � 2 NO2

- + 4 H+ + H2O.

2. dan nitrit menjadi nitrat; oleh golongan bakteri obligat autotrof (nitrobakter).

2 NO2-+ O2 � 2NO3

-

Tiga hal penting dari proses nitrifikasi:

• reaksi ini butuh oksigen, oleh sebab itu proses ini berlangsung di tanah-

tanah yang aerasinya baik (proses aerobik).

• Reaksi ini membebaskan H+ , yang merupakan sebab terjadinya

pengasaman tanah bila dipupuk dengan pupuk-pupuk NH4+ seperti pupuk

buatan N-organik seperti urea.

• Oleh karena bakteri-bakteri yang memegang peranan dalam proses ini,

maka kecepatan perubahan dan jauhnya perubahan ini berlangsung

dipengaruhi oleh keadaan lingkungan.

Faktor-faktor yang mempengaruhi proses nitrifikasi ialah; (1) jumlah NH4+

di dalam tanah, oleh karena NH4+merupakan bahan baku untuk proses nitrifikasi

maka syarat utama ialah harus tersedia NH4+. Sumber ini dapat berasal dari

(1) proses dekomposisi bahan organik maupun dari pupuk amonium yang

diberikan ke tanah, (2) populasi mikroorganisme, (3) reaksi tanah, (4) aerasi

tanah, dan (5) kelembaban tanah (Leiwakabessy, 1988).

Faktor-faktor yang mempengaruhi proses mineralisasi N-organik antara

lain: (1) nisbah C/N dan jenis senyawa penyusun bahan organik, (2) kemasaman

tanah (3) aerasi tanah, (4) kandungan mineral liat, (5) suhu, (6) kelembaban tanah

(Sanchez, 1979), (7) kapur aktif dalam tanah, (8) penambahan pupuk ke dalam

tanah (Soepardi, 1983).

Unsur nitrogen, yang diberikan dalam bentuk garam-garam amonium

ataupun nitrat di dalam tanah akan diuraikan menjadi bentuk ion NH4+ dan NO3

-.

Selama suasana lingkungan tidak memungkinkan untuk proses nitrifikasi, kation

NH4+ dapat diadsorpsi dan ditahan oleh koloid tanah sehingga tidak tercuci oleh

air perkolasi seperti halnya dengan bentuk NO3-. Bentuk NH4

+ ini dapat ditahan

oleh tanah untuk waktu yang panjang apabila syarat untuk proses nitrifikasi tidak

sesua i. Tetapi bentuk N-NH4+ tidak menjamin terbebasnya unsur ini dari

pencucian. Tergantung dari kapasitas tukar kation (KTK) tanah, apakah banyak

NH4+yang dapat diikat ataukah sedikit. Pada tanah-tanah dengan KTK kecil maka

hanya sebagian kecil saja dari NH4+ yang diberikan dapat diikat oleh tanah

sedangkan sisanya akan tercuci ke lapisan bawah.

Segera setelah NH4+ dinitrifikasi maka akan mudah sekali tercuci oleh karena

bentuk NO3- tidak diikat oleh tanah. Di daerah-daerah dengan curah hujan yang

besar maka bentuk nitrat ini akan hilang tercuci dari dalam tanah dan pada musim

kemarau yang kuat ia akan bergerak lagi ke lapisan-lapisan di atasnya bersama-

sama dengan pergerakan air ke atas secara kapiler.

2.1.2. Kehilangan Nitrogen

Kehilangan nitrogen dalam ta nah terutama disebabkan oleh proses

denitrifikasi, volatilisasi, penguraian, pencucian, aliran permukaan, diserap oleh

tanaman, serta pemanenan (Tisdale et al. ,1985). Oleh karena itu, usaha

meningkatkan efisiensi pemupukan N merupakan faktor yang sangat penting

untuk diperhatikan. Besarnya kehilangan dari pupuk N yang diberikan,

diperkirakan 20-40% di India, 37% di California, 68% di Lousiana, 25% di

Filipina dan 52-71% di Indonesia (Ismunadji dan Sismiyati, 1988).

Faktor-faktor yang mempengaruhi terjadinya denitrifikasi dan penguapan

antara lain: (1) jumlah dan sifat bahan organik, (2) kelembaban, (3) aerasi, (4) pH

tanah, (5) suhu, (6) kadar dan bentuk N dalam tanah juga tekstur tanah (Tisdale,

Nelson, dan Beaton, 1985).

Denitrifikasi adalah perubahan nitrogen dari keadaan teroksidasi seperti

nitrat (NO3-) dan nitrit (NO2) menjadi bentuk yang lebih tereduksi seperti gas-gas

oksida nitrit (NO), oksida nitrous (N2O) dan unsur nitrogen bebas (N2). Proses ini

terjadi jika tanah dalam keadaan anaerob dimana konsentrasi oksigen berkurang

atau sedikit sehingga menimbulkan dekomposisi anaerobik. Kehilangan terbesar

terjadi dalam bentuk nitrous oxide, pada pH 4.9-5.6, sedangkan pada pada pH 7.3-

7.9 adalah dalam bentuk gas N2 dan sedikit nitrous oxide (Leiwakabessy, 1988).

Kehilangan melalui proses denitrifikasi ini dapat mencapai lebih dari 20%

(Leiwakabessy dan Sutandi, 1992).

Volatilisasi merupakan salah satu penyebab kehilangan nitrogen tanah

yang dapat disebabkan oleh dua hal, yaitu penguapan melalui sistem kapiler tanah

dimana NH4+ yang terlarut dalam air bergerak ke lapisan atas dan hilang melalui

proses evaporasi dan kedua disebabkan penempatan pupuk amonium yang kurang

tepat di permukaan tanah menyebabkan penguapan secara langsung akibat suhu

yang tinggi. Pelepasan dari pupuk urea yang diberikan ke dalam tanah dapat

mencapai 10-15% (Leiwakabessy, 1988). Dengan demikian hilangnya N melalui

volatilisasi salah satunya dapat dikurangi dengan menggunakan pupuk lepas

terkendali (slow release).

Kehilangan nitrogen melalui proses pencucian terutama terjadi pada

tanah yang bertekstur kasar dengan KTK yang rendah dan pada umumnya tercuci

dalam bentuk nitrat (Black, 1973). Bentuk NO3- ini sangat mudah tercuci karena

dalam keadaan larut di tanah, tidak terikat dan tidak dapat membentuk senyawa

sukar larut. Menurut Buckman dan Brady (1969), bentuk N-NH4+ agak tahan

terhadap pencucian karena dapat difiksasi oleh mineral liat tipe 2:1. Fiksasi ini

terjadi di dalam kisi-kisi kristal seperti halnya K+ pada mineral liat tipe 2:1,

misalnya montmorilonit, ilit, dan vermikulit.

2.1.3. Efisiensi Serapan Pupuk Nitrogen

Urea (CO(NH2)2) merupakan pupuk nitrogen yang telah lama dan banyak

digunakan untuk meningkatkan hasil produksi tanaman pangan. Efisiensi serapan

pupuk N di daerah tropika oleh tanaman padi sawah relatif rendah 30-50%. Hal

ini menunjukan bahwa lebih dari 50% pupuk yang diberikan tidak dapat diambil

oleh tanaman padi (Prasad dan De Datta, 1979). Efisiensi pupuk urea yang rendah

tersebut disebabkan oleh kehilangan akibat denitrifikasi, pencucian, terbawa aliran

permukaan dan volatilisasi amonia yang masih relatif tinggi.

Urea termasuk pupuk yang higrokopis (mudah menarik uap air) pada

kelembaban 73%. Untuk dapat diserap tanaman, nitrogen dalam urea harus

dikonversi terlebih dahulu menjadi amonium (N-NH4+) dengan bantuan enzim

urease melalui proses hidrolisis. Namun bila diberikan ke tanah, proses hidrolisis

tersebut akan cepat sekali terjadi sehingga mudah menguap sebagai amoniak

(Soepardi dan Djokosudardjo, 1980). Pemberian urea dengan disebar akan cepat

terhidrolisis (dalam 2-4 hari) dan ini rentan terhadap kehilangan melalui

volatilisasi NH3 karena perubahan harian dalam pH air genangan sebagai hasil

dari aktivitas biologi. Pada pH >7 N hilang dalam bentuk N bebas dan pada pH <6

akan mendorong kehilangan N dalam bentuk N2O (nitrit) (Soepardi, 1983).

Dalam tanah, urea dihidrolisis dengan cepat oleh enzim Urease menjadi

amonium karbamat dan segera terurai menjadi NH3dan CO 2. Amonia yang

dihasilkan selanjutnya akan dihidrolisis dan dioksidasikan sampai dengan

terbentuk nitrat (Sanchez,1976). Reaksi perombakan urea menjadi nitrat yang

terjadi dalam tanah adalah sebagai berikut:

CO (NH2)2 + H2O → H2NCOONH 4

H2NCOONH4 → 2NH3 +CO2

NH3 +2H2O → NH4+ +H2O+OH

2NH4+ + 3O2 → 2NO2

-+ 2H2O +4H+ +Energi

2NO2- + O2 → 2 NO3

- + Energi.

Salah satu cara untuk mengurangi kehilangan N adalah dengan

memodifikasi bentuk fisik dan kimia pupuk urea sehingga diharapkan dapat

memperlambat proses hidrolisis. Pembuatan pupuk urea dalam bentuk ukuran

butiran besar dapat meningkatkan ketersediaan pupuk sehingga dapat bertahan

lebih lama dan banyak diserap tanaman serta lebih sedikit yang hilang di

bandingkan dengan urea prill. Beberapa contoh bentuk baru dari pupuk urea

antara lain; urea super granul, urea briket yang diaplikasikan dengan cara di

benamkan sedalam 15 cm dari lapisan atas (Prasad dan de Datta, 1979).

2.2. Pengembangan Slow Release Fertilizer dengan Pemanfaatan Zeolit

2.2.1. Mineral Zeolit

Mineral zeolit diketahui pertama kali pada tahun 1756 oleh seorang ahli

mineralogi swedia bernama Freiherr Axer Frederick Cronsteadt. Nama zeolit

berasal dari bahasa yunani, yaitu dari kata; Zein (mendidih) dan Lithos (batuan)

yang artinya batu mendidih. Karena mineral ini mengeluarkan buih bila

dipanaskan, sehingga kelihatan seperti mendidih (Gottardi, 1978; Mumpton,

1984).

Zeolit merupakan mineral kristalin dari kelompok tektosilikat, yaitu

alumino-silikat terhidrasi dengan kation alkali dan alkali tanah seperti kalium,

natrium, kalsium dan magnesium yang mengisi rongga -rongga kerangka alumino-

silikat dan mempunyai struktur tiga dimensi. Susunan strukturnya adalah

(Si, Al)O4 tetrahedral, memiliki pori yang berisi molekul air dan kation yang

dapat dipertukarkan. Zeolit dicirikan oleh kemampuannya menyerap dan

mengeluarkan air serta menukarkan bagian kationnya tanpa merubah struktur

kristalnya (Mumpton, 1977).

Rumus umum zeolit menurut Gottardi (1978) adalah:

(Mx+My

2+) (Al(x+2y) Sin-(x+2y) O2n).mH2O

M+dan M2+ adalah kation monovalen (Na, K) dan divalent (Mg, Ca, Sr,

dan Ba), x dan y adalah bilangan tertentu, m adalah jumlah molekul air kristal

dan n adalah muatan ion logam.

Mineral zeolit mempunyai susunan porous serta mempunyai saluran dan

rongga yang teratur dalam ukuran tertentu yang bersambungan. Sebagai kristal

aluminosilikat terhidrasi dengan kation alkali ataupun alkali tanah, zeolit memiliki

struktur dalam tiga dimensi yang tidak terbatas dalam bentuk-bentuk rongga. Unit

struktur kristal zeolit terdiri dari kelompok senyawa tetrahedral alumina dan

silikat yang bentuknya tergantung dari perbandingannya menurut jenis dan spesies

zeolit. Struktur yang dimiliki zeolit menyebabkan mineral zeolit mempunyai

karakter yang spesifik (Mumpton, 1984). Struktur kristalnya terbuka dengan

volume ruang hampa cukup besar de ngan garis tengah antara 2-8 Angstrom

tergantung dari tipe atau jenis mineral zeolit. Volume dan ukuran garis tengah

ruang hampa dalam kisi-kisi kristal inilah yang menjadi dasar sebagai penyaring

molekul dalam penggunaan mineral zeolit (Gottardi, 1978).

Zeolit dapat diklasifikasikan menjadi dua kelompok besar yaitu zeolit alam

dan zeolit sintetis. Zeolit alam terbentuk karena adanya proses perubahan alam

(zeolitisasi) dari batuan vulkanik tuf, sedangkan zeolit sintetis direkayasa oleh

manusia secara kimia dari bahan baku tertentu (Suwardi, 2002). Beberapa contoh

zeolit alam antara lain; mordenit, klinoptilolit, heulandit , laumontit, khabasit

(Breck, 1974). Jumlah dan komposisi kation dalam zeolit tergantung dari jenis

zeolit dan lingkungan pembentukannya, misalnya mordenit umumnya banyak

mengandung kalsium sedangkan klinoptilolit mengandung kalium. Zeolit yang

terbentuk pada lingkungan marin, mengandung banyak natrium sedangkan zeolit

yang terbentuk pada lingkungan volkanik mempunyai kadar kalium dan

magnesium tinggi.

Indonesia sebagai daerah vulkanis, sampai saat ini deposit yang telah

diketahui tidak kurang dari 47 lokasi yang tersebar dari pulau Sumatera, Jawa,

Lombok, dan Sumba. Lokasi yang telah diteliti secara intensif adalah di daerah

Jawa Barat yaitu Bayah (Banten selatan), Cikembar (Sukabumi), Nanggung

(Bogor) dan Cikalong (Tasikmalaya) (Suwardi, 1991).

Mineral zeolit di alam telah banyak ditemukan dalam beberapa jenis.

Tetapi hanya 10 jenis yang memiliki nila i ekonomis baik dalam bidang industri

maupun dalam bidang pertanian yaitu analsim, khabasit, klinoptilolit, erionit,

heulandit, laumontit, mordenit dan phillipsit, wairakit dan natrolit. Dari ke 10

jenis tersebut hanya 5 jenis yang telah terbukti bermanfaat untuk pertanian, yaitu

klinoptilolit,mordenit, erionit, kabasit, dan philipsit. (Suwardi, 2002).

Pada prinsipnya penggunaan zeolit didasarkan atas sifat-sifat mineralogi,

fisik dan kimia yang dimiliki mineral ini yang akan diuraikan berikut ini.

• Sifat Mineral

Sifat mineral zeolit dapat dipelajari dengan menggunakan bantuan alat

mikroskop polarisasi, DTA (Diffrential Thermal Analysis). Beberapa sifat yang

dapat ditetapkan antara lain meliputi struktur kristal, volume rongga, rasio Si/ Al

ukuran rongga dimensi saluran, jumlah tetrahedral dan arah sumbu kristal.

Kandungan mineral sangat bervariasi dari satu daerah ke daerah lain, bahkan

dalam satu deposit kandungan zeolit bervariasi dari lapisan atas ke lapisan bawah.

Jenis yang umum ditemukan dan ditambang adalah klinoptilonit dan mordenit.

Beberapa bentuk struktur kristal zeolit; kubik, hexagonal dan monoklin tetapi

yang lebih dominan adalah monoklin (Suwardi, 2002).

• Sifat Kimia

Sifat kimia zeolit antara lain pH, daya hantar listrik, kapasitas tukar kation

(KTK), susunan kimia. Hasil analisis zeolit dari beberapa lokasi (Suwardi, 1997)

menunjukan bahwa pH zeolit berkisar 6.3-8.2 (rata-rata 7.2), dimana pH terendah

(6.3) terdapat pada zeolit dari Lampung dan tertinggi (8.2) dari Nanga Panda.

Daya hantar listrik zeolit sangat rendah berkisar dari 0.02-0.15 dS/m (rata-rata

0.06 dS/m), karena dalam larutan sedikit mengeluarkan garam-garam yang dapat

menghantarkan listrik, sehingga zeolit banyak dimanfaatkan sebagai media

tumbuh tanaman. KTK zeolit berkisar antara 71.9-167 me/100g (rata-rata 104.6

me/100g) dengan KTK terendah (71.9 me/100g) terdapat pada zeolit dari

Cikembar dan tertinggi (167 me/100g) dari Nanga panda. Semakin tinggi KTK

zeolit menunjukan sifat zeolit semakin baik.

Zeolit terutama terdiri dari SiO2, A12O3 , K2O, CaO, Na2O, MnO, Fe2O3,

MgO. Zeolit dari Indonesia kaya akan K2O dan CaO. Sifat kimia zeolit terpenting

yang dimanfaatkan dibidang pertanian adalah sifat adsorbsi dan sifat pertukaran

kation.

a. Sifat adsorpsi

Adsorpsi dapat diartikan sebagai suatu proses melekatnya molekul-

molekul atau zat pada permukaan zat yang lain atau terkonsentrasinya berbagai

substansi terlarut dalam larutan antara dua buah permukaan. Zeolit memiliki

kemampuan dalam mengikat sejumlah molekul dan ion yang terdapat dalam

larutan maupun gas. Adsorpsi molekul oleh zeolit dapat terjadi bila air

dihilangkan dari kristal zeolit melalui pemanasan dengan suhu antara 350-400 ºC

(Mumpton, 1984). Dalam hal ini, berbagai molekul adsorbate yang berdiameter

sama atau lebih kecil dari diameter rongga dapat diadsorpsi, sedangkan molekul

yang berdiameter lebih besar dari pori-pori zeolit akan tertahan. Akibat dari

pemanasan maka air akan menguap, pada keadaan demikian, rongga maupun

saluran-saluran dalam zeolit akan dapat berfungsi sebagai penyaring molekul

(Astiana, 1993). Zeolit yang telah kehilangan air dari rongganya dinamakan zeolit

yang telah teraktivasi yang dapat berfungsi sebagai pengadsorpsi kation yang

efektif.

b. Sifat pertukaran kation

Pertukaran kation merupakan proses dimana kation-kation yang diadsorpsi

dapat ditukar dengan kation-kation lainnya. Pertukaran kation zeolit pada

dasarnya adalah fungsi dari derajat substitusi silika oleh aluminium dalam struktur

kristal zeolit. Semakin banyak jumlah aluminium menggantikan posisi silika maka

semakin banyak muatan negatif yang dihasilkan, sehingga makin tinggi KTK

zeolit tersebut dan penetralan dilakukan oleh kation alkali tanah. Susunan kation

yang dapat dipertukarkan pada zeolit tergantung pada komposisi mineralnya.

Kation-kation yang dapat dipertukarkan ataupun molekul air yang terdapat pada

zeolit tidak terikat secara kuat dalam kerangka karenanya dapat dipisahkan atau

dipertukarkan secara mudah dengan cara pencucian dengan larutan yang

mengandung kation lain (Mumpton, 1984). Oleh karena itu zeolit merupakan

salah satu dari banyak bahan penukar kation yang mempunyai kapasitas tukar

kation yang tinggi. kapasitas tukar kationnya dapat mencapai 200 sampai 300

me/100g. Kapasitas tukar kation dari zeolit ini terutama merupakan fungsi dari

tingkat penggantian Al untuk Si dalam struktur rangka.

Dalam prakteknya, lingkungan pertukaran dalam zeolit tergantung pada

beberapa faktor, yaitu: (1) tipologi kerangka (konfigurasi saluran), (2) ukuran dan

bentuk (kemampuan berpolarisasi) kation, (3) kerapatan muatan pada saluran dan

rongga, (4) valensi dan kerapatan muatan ion, (5) konsentrasi dan komposisi

elektrolit pada larutan luar (Barrer, 1976).

Fraksi ukuran butir mineral zeolit yang digunakan ternyata mempengaruhi

nilai kapas itas tukar kation, dimana butir berukuran 48 sampai 60 mesh nilainya

adalah 96.5 sampai 115.1 me/100g dan ukuran 200 mesh nilainya adalah 109.9

me/100g. Penggerusan mineral zeolit yang lebih halus, menyebabkan kerusakan

pada struktur kristal sehingga nilai kapasitas tukar kationnya turun. Ukuran butir

yang terbaik untuk digunakan sebagai penukar kation dalam reaksi pertukaran

adalah 48 sampai 60 mesh (Astiana dan Wiradinata, 1989).

• Sifat Fisik

Sifat-sifat fisik zeolit sangat beragam dan yang terpenting adalah warna,

kerapatan isi, kadar air, besar dan jumlah rongga. Warna zeolit pada umumnya

kehijau-hijauan sampai keabu-abuan, oleh karena itu zeolit juga disebut batu

hijau. Selain itu, zeolit memiliki warna putih, putih kekuningan, merah muda,

coklat kemerahan, dan hijau tua coklat kekuningan. Perbedaan warna zeolit

disebabkan oleh jenis mineral pengotor yang ada di dalam zeolit dan kadar air.

Mineral-mineral pengotor diantarannya mineral liat, kuarsa,dan feldspar. Mineral

pengotor dapat berubah warna pada kadar air yang berbeda. Kerapatan isi atau

bobot isi zeolit lebih ringan dibandingkan dengan mineral golongan silikat

lainnya, yaitu berkisar antara 1.9-2.4g/cm3. Hal ini dikarenakan mineral zeolit

memiliki struktur berongga. Bobot isi sangat erat hubungannya dengan volume

rongga dalam zeolit. Volume rongga zeolit berkisar 20-50% dari volume zeolit,

jika volume rongga zeolit semakin besar maka bobot isinya semakin rendah.

(Suwardi, 1997).

2.2.2. Zeolit Sebagai Campuran Pupuk

Zeolit sebagai mineral alam yang banyak terdapat di Indonesia mempunyai

sifat-sifat yang spesifik antara lain penyerap dan penukar kation yang tinggi.

Zeolit merupakan bahan alternatif yang diharapkan mampu untuk meningkatkan

efisiensi pemupukan nitrogen. Salah satu aspek penggunaan zeolit dalam bidang

pertanian adalah sebagai bahan campuran pupuk, khususnya pupuk nitrogen. Hal

ini berdasarkan pada selektivitas adsorbsi zeolit yang tinggi terhadap ion

amonium yang mampu mengefisienkan penggunaan pupuk kimia nitrogen

sehingga penyerapan pupuk menjadi lebih efisien. Oleh karena itu zeolit dapat

digunakan sebagai bahan pupuk penyedia lambat (slow release fertilizers).

Penambahan zeolit pada pupuk nitrogen akan menjerap amonium yang

dikeluarkan oleh pupuk. Jika konsentrasi nitrat dalam tanah menurun, amonium

yang telah dijerap oleh zeolit akan dilepaskan kembali ke dalam larutan tanah,

dengan cara demikian N yang diberikan kedalam tanah dapat tersedia dalam

waktu yang lebih lama. Pupuk dalam bentuk slow release fertilizer (SRF), dapat

mengoptimalkan penyerapan hara oleh tanaman dan mempertahankan keberadaan

hara dalam tanah, karena SRF dapat mengendalikan pelepasan unsur sesuai

dengan waktu dan jumlah yang dibutuhkan tanaman. Melalui cara ini, pemupukan

tanaman, yang biasanya dilakukan pe tani tiga kali dalam satu kali musim tanam,

cukup dilakukan sekali sehingga menghemat pe nggunaan pupuk dan tenaga kerja

(Suwardi,1991).

Beberapa hasil penelitian mengenai kegunaan zeolit sebagai bahan

campuran pupuk nitrogen antara lain, hasil dari penelitian Mirza, (1995) dan

Novalina, (1995) yaitu penelitian penggunaan zeolit sebagai bahan campuran

dengan pupuk (Zeo-Urea Tablet) terhadap pertumbuhan dan produksi padi sawah

pada tanah Aluvial Indramayu, Karawang, Grumusol Cianjur dan Latosol Subang

yang memberikan hasil produksi tertinggi pada percobaan rumah kaca diperoleh

pada aplikasi pupuk tablet zeolit urea (20/80) sebanyak 200 kg/ha pada tanah

Grumusol Cianjur yaitu 9.36 ton gabah kering panen per hektar. Di daerah Subang

pada pemberian pupuk zeolit urea (20/80) sebanyak 200 kg/ha yaitu 8.48 ton/ha,

Indramayu pada pemberian pupuk zeolit urea (20/80) sebanyak 200 kg/ha yaitu

8.18 ton/ha, dan Karawang pada pemberian pupuk zeolit urea (10/90), 200 kg/ha

sebesar 7.08 ton/ha.

Berdasarkan data dari hasil keseluruhan percobaan dan peningkatan hasil

produksi yang diperoleh maka aplikasi pupuk tablet urea zeolit lebih baik

dibandingkan urea tablet ataupun prill dengan takaran pemberian sebanyak 200

kg/ha. Takaran yang menguntungkan adalah dengan pemberian tablet urea zeolit

(10/90) sampai (20/80) sebanyak 150 kg/ha dimana takaran N berkisar antara

60,75-54 kg, atau 200 kg/ha dengan kandungan N antara 72-81 kg tergantung dari

jenis tanahnya. Tanah yang kurang subur membutuhkan takaran pemberian pupuk

yang lebih tinggi. Hasil dari lapangan secara keseluruhan terlihat bahwa

penggunaan tablet zeolit urea memberikan pengaruh yang positif terhadap

peningkatan hasil tanaman padi. Hal ini disebabkan karena pada urea prill dan

urea tablet, tidak terdapat mekanisme pengikatan NH4+ selain oleh partkel tanah,

sehingga konsentrasinya yang tinggi pada larutan tanah di tahap awal pemberian

pupuk, menyebabkan persentase kehilangan pupuk lebih besar. Sedangkan pada

perlakuan urea-zeolit tablet terdapat mekanisme pertukaran pada kisi-kisi kristal

zeolit, sehingga pupuk yang diberikan akan dapat lebih efisien digunakan tanaman

karena sebelum dimanfaatkan NH4+ terlebih dahulu dijerap oleh kristal zeolit yang

menyebabkan efisiensi hara N lebih tinggi. Zeolit dapat mencegah terjadinya

nitrifikasi karena mineral zeolit dapat menjerap NH4+ pada kisi-kisinya (diameter

rongga klinoptilolit 3.9-5.4 Aº sedangkan diameter NH4+ 1.4 Aº ), sehingga bakeri

nitrifikasi tidak dapat masuk karena ukuran tubuh dari bakteri tersebut 1000 kali

lebih besar dari diameter rongga zeolit (Alexander, 1977).

III. BAHAN DAN METODE

3.1. Tempat dan Waktu

Penelitian dilaksanakan di Laboratorium Departemen Ilmu Tanah dan

Sumberdaya Lahan, Fakultas Pertanian, Institut Pertanian Bogor. Penelitian

dilakukan dari bulan Juni 2005 sampai dengan Desember 2005.

3.2. Bahan dan Alat

Pupuk SRF yang digunakan dalam penelitian ini dibuat dari campuran

urea dengan zeolit dengan perbandingan seperti terlihat pada Tabel 1. Pupuk SRF

diberi label A, B, C, D dengan perbandingan urea:ze olit 50%:50%, untuk E, F, G,

H dengan perbandingan urea:zeolit 70%:30%, untuk K dengan perbandingan

urea:zeolit 80:20%. Perbedaan dari jenis-jenis SRF tersebut selain perbandingan

antara urea dan zeolit adalah jenis dan jumlah bahan perekat (binder).

Tabel 1. Jenis Pupuk SRF, Perbandingan Urea dan Zeolit, dan Kandungan Nitrogen.

Nitrogen

Jenis Pupuk Perbandingan Urea : zeolit

( %)

Dalam Pupuk

(%)

Dalam Tanah

(mg/kg)

Jumlah Pupuk Tiap Botol (g)

A 50 50 22 50 0.022 B 50 50 22 50 0.022 C 50 50 22 50 0.022 D 50 50 22 50 0.022 E 70 30 32 50 0.015 F 70 30 32 50 0.015 G 70 30 32 50 0.015 H 70 30 32 50 0.015 K 80 20 36 50 0.014

Keterangan: SRF kelompok A, B, C, D dan SRF kelompok E, F, G, H dibedakan dalam hal

jenis dan jumlah bahan perekatnya.

Sebagai pembanding digunakan urea prill, urea granul, dan tiga jenis SRF

produk import P1, P2, dan P3 (Tabel 2).

Tabel 2. Pupuk Pembanding Urea Prill (UP), Urea Granul (UG) dan SRF Produk Import (P1, P2, P3).

Nitrogen

Jenis Pupuk Dalam Pupuk (%)

Dalam Tanah (mg/kg)

Jumlah Pupuk Tiap Botol (g)

UP 45 50 0.010 UG 45 50 0.010 P1 6 50 0.083 P2 18 50 0.027 P3 15 50 0.033

Kontrol - - - Keterangan: UP (urea prill), UG (urea granul), P1, P2, P3 merupakan jenis pupuk SRF yang

merupakan produk import dari negara Holand. Pupuk ini pada dasarnya di buat untuk diaplikasikan pada tanaman tahunan dengan jangka waktu ketersediaannya dalam tanah 6 sampai dengan 9 bulan.

Tanah yang digunakan untuk penelitian adalah tanah yang biasa digunakan

untuk menanam padi sawah di daerah Darmaga, Bogor. Tanah diambil dari jenis

tanah Aluvial (order Inceptisol). Tanah diambil secara komposit pada kedalaman

0-20 cm kemudian dikeringudarakan dan diayak 4 mm untuk uji pelepasan

nitrogen dari pupuk SRF melalui percobaan inkubasi. Untuk analisis sifat-sifat

kimia di laboratorium, tanah ditumbuk dan diayak lagi melalui saringan 2 mm.

3.3. Metode Penelitian

Urea dan zeolit dipersiapkan dalam bentuk bubuk (powder) dengan ukuran

60-100 mesh. Selanjutnya urea dan zeolit denga n perbandingan seperti Tabel 1,

dicampur secara homogen dengan peralatan mixer kemudian ditambah binder.

Selanjutnya SRF dibuat dalam bentuk granul dengan peralatan granulator dan

rotary dryer

Pengukuran laju pelepasan nitrogen pupuk dilakukan dengan metode inkubasi

di ruang terbuka di laboratorium. Tanah kering udara sebanyak 117,49 g atau

setara 100 g (berat kering mutlak/BKM) dimasukan ke dalam wadah plastik

berbentuk tabung silinder dengan diameter 6.00 cm dan tinggi 6.70 cm. Jenis dan

jumlah pupuk yang ditambahkan ke dalam tanah dalam wadah plastik disajikan

pada Tebel 1. Setiap perlakuan diulang 3 kali.

3.4. Pelaksanaan Percobaan

Pupuk urea dan formula SRF ditimbang sesuai dengan perlakuan

kemudian dimasukan ke dalam wadah plastik yang telah berisi tanah setara 100 g

BKM. Tanah dan pupuk dicampur merata lalu tanah dilembabkan sampai

mencapai kadar air kapasitas lapang (38.69%). Tanah dalam wadah plastik ditutup

dengan plastik polyethelene kemudian diinkubasi. Inkubasi dilakukan pada suhu

kamar dalam inkubator terbuka selama 14 minggu.

Tiap periode waktu tertentu yaitu pada minggu ke - 1, 2, 3, 4, 6, 8, 10, 14

setelah inkubasi, kadar amonium, nitrat, pH dan EC dianalisis. Tiap perlakuan

diulang 3 kali dengan mengeluarkan seluruh isi tanah dari dalam wadah plastik

dan kemudian diayak dengan saringan 2 mm sehingga butiran pupuk yang belum

hancur akan berada di atas saringan. Karena jumlah perlakuan ada 15, maka

jumlah wadah plastik sebanyak 15 x 3 x 8 =360.

Penetapan kadar amonium dan nitrat dilakukan dengan mengekstrak tanah

dengan 2 N KCl lalu ekstraktan diukur dengan FIA Star. Seluruh contoh tanah

pada minggu ke 14dianalisis pH, EC, amonium, nitrat, P, K, KTK dan basa-basa.

Jenis dan metode analisis disajikan pada Tabel Lampiran 1.

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1. Laju Pelepasan Nitrogen Pupuk Menjadi Amonium

Laju pelepasan nitrogen dari pupuk SRF menjadi amonium selama 14

minggu waktu inkubasi disajikan pada Gambar 1. Mulai minggu ke -1 pupuk

dengan cepat berubah menjadi amonium. Jumlah nitrogen yang terlepas dari

pupuk menjadi amonium pada tanah berkisar antara 10-30% dari jumlah nitrogen.

Pupuk A, B, dan D yang memiliki perbandingan urea:zeolit = 50%:50%

mempunyai laju perubahan menjadi amonium lebih lambat. Sementara itu pupuk

F, G, H yang memiliki perbandingan urea:zeolit = 70%:30% memiliki laju yang

sangat cepat. Ada kecenderungan yang jelas semakin tinggi kandungan zeolit laju

pelepasan nitrogen menjadi amonium semakin lambat. Hal ini menunjukkan

bahwa zeolit dapat memperlambat laju pelepasan nitrogen menjadi amonium.

Gambar 1. Laju Pelepasan Nitrogen Menjadi Amonium dari Pupuk SRF, Urea Prill (UP), Urea Granul (UG) selama 14 Minggu Waktu

Inkubasi

0

5

10

15

20

25

30

35

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14

waktu Inkubasi (minggu)

Rel

ease

N-N

H4+

(%

)

E A

B

D K

UG

C G

H

F

UP

Berdasarkan gambar 1 di atas, terdapat penyimpangan untuk pupuk E yang

memiliki kandungan zeolit 30% laju pelepasan nitrogen menjadi amonium

lambat sementara itu pupuk C yang memiliki kandungan zeolit 50%

mempunyai laju pelepasan nitrogen menjadi amonium yang cepat. Sampai

minggu ke-8, hampir semua pupuk SRF tidak lagi menghasilkan amonium.

Jumlah nitrat yang terbentuk hasil dari laju pelepasan nitrogen pupuk SRF

selama 14 minggu waktu inkubasi disajikan pada Gambar 2. Pada minggu

pertama pupuk dengan agak lambat berubah menjadi nitrat. Pada minggu ke -2

akumulasi pelepasan nitrogen pupuk menjadi nitrat semakin besar sampai minggu

ke-3. Pada minggu ke-3 jumlah pelepasan nitrogen pupuk menjadi nitrat mencapai

45-65% dari nitrogen yang diberikan ke dalam tanah. Dari pupuk SRF yang

dibuat dari campuran urea dan zeolit, campuran zeolit (50:50) memberikan jumlah

nitrat paling kecil.

Gambar 2. Kurva Kumulatif Pembentukan Nitrat dari 9 Jenis Pupuk Formula SRF, Urea Prill (UP), Urea Granul (UG) Terhadap Jumlah

Nitrogen yang Diberikan

0

1 0

2 0

3 0

4 0

5 0

6 0

7 0

8 0

9 0

100

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 0 1 1 1 2 1 3 1 4

waktu Inkubasi (minggu)

Re

lea

se

N-N

O 3- (%

)

B

UG F C

A UP

D E

K H

G

Dari Gambar 2 terlihat bahwa dari 9 pupuk SRF, jumlah nitrat yang

paling sedikit terbentuk adalah B yang diikuti C, dan F. Hal ini menunjukan

bahwa formula SRF B (B) memiliki kecepatan proses pelepasan nitrogen yang

paling lambat dibandingkan delapan jenis formula SRF lainnya. Jumlah nitrat

yang terbentuk meningkat dari minggu ke minggu hingga 14 minggu waktu

inkubasi. Makin tinggi kadar zeolit laju pelepasan nitrogen dari pupuk menjadi

semakin lambat. Hal ini terkait dengan kemampuan zeolit yang terbatas menyerap

nitrogen dalam bentuk amonium. Sedangkan dalam bentuk nitrat yang berupa

anion ze olit tidak dapat mengikat.

4.2. Laju Pelepasan Nitrogen Menjadi Amonium dan Nitrat

Laju pelepasan nitrogen pupuk menjadi amonium dan nitrat selama 14

minggu waktu inkubasi disajikan pada Gambar 3.

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14

waktu Inkubasi (minggu)

Rel

ease

(N

-NH 4

+ +

N-N

O 3- )

(%)

Gambar 3. Laju (N-NH4++N-NO3

-) Antara Formula SRF, Urea Prill (UP) dan Urea Granul (UG) yang Dihasilkan.

B

UG F

C

A UP

D E

K H

G

Dari gambar 1, terlihat bahwa pada minggu pertama (N-NH4++N-NO3

-)

yang terbentuk cukup banyak. Pada minggu kedua pelepasan nitrogen semakin

cepat sampai minggu ke-3 jumlah nitrogen hampir mendekati 100%. Dari pupuk

SRF yang dibuat dari campuran urea dan zeolit 50%:50% memberikan jumlah

nitrogen paling lambat.

Dari gambar Gambar 4, Laju pelepasan nitrogen dari pupuk yang dibuat

dari campuran zeolit dan urea ternyata lebih baik dibandingkan dengan pupuk

SRF produk import. Pupuk urea prill maupun urea granul merupakan pupuk

yang paling cepat mengalami proses pelepasan nitrogen. Artinya pupuk ini

melepaskan amonium dan nitrat dalam jumlah lebih banyak dibandingkan dengan

formula SRF campuran urea dan zeolit dan SRF import kecuali P1.

Gambar 4. Laju (N-NH4++N-NO3

-) SRF (B), Urea Prill (UP), Urea Granul (UG), dan SRF Produk Import (P1,P2,P3)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14

waktu Inkubasi (minggu)

Rel

ease

(N

-NH

4++N

-NO

3- ) (

%)

P3 P1

B UP

P2

UG

Dari kenyataan di atas menunjukkan bahwa pupuk SRF yang dibuat dari

campuran urea dan zeolit dapat digunakan sebagai pupuk SRF. Namun demikian

pupuk SRF import ternyata lebih lambat dari SRF yang dibuat dengan campuran

zeolit. Dari informasi yang ditulis pada kemasan pupuk SRF produk import

menunjukkan bahwa pupuk tersebut memang ditujukan untuk penggunaan pada

tanaman tahunan sehingga dibuat sangat lambat. Sedangkan SRF yang

dikembangkan untuk penelitian ini dibuat untuk tanaman padi yang mempunyai

umur sekitar 14 minggu.

4.3. Perubahan pH, EC dan Sifat-Sifat Kimia Tanah Selama Inkubasi

Hasil pengukuran pH dan EC setiap minggu selama 14 minggu inkubasi

disajikan pada Lampiran 2 dan 3. Secara umum pH tanah cukup tinggi pada awal

inkubasi dan kemudian menurun sejalan dengan waktu inkubasi. Hal ini sangat

berkaitan dengan produksi amonium (bersifat basa) pada awal inkubasi

menyebabkan peningkatan pH. Sejalan dengan waktu inkubasi terjadi penurunan

jumlah amonium dan peningkatan nitrat. Karena nitrat bersifat asam, maka sejalan

dengan waktu inkubasi pH tanah menurun. Sebaliknya nilai daya hantar listrik

(EC) pada awal inkubasi rendah dan meningkat sejalan dengan waktu inkubasi.

Perubahan pH dan EC tergantung dari proses nitrifikasi dari nitrogen menjadi

amonium dan nitrat.

Reaksi pembentukan nitrat akan membebaskan H+ merupakan sebab

terjadinya pengasaman tanah (Leiwakabessy, 1988). Pemberian pupuk nitrogen ke

dalam tanah dapat meningkatkan reaksi nitrifikasi dalam tanah dengan

membebaskan ion hidrogen sehingga menurunkan pH tanah.dan menyebabkan

nitrat yang terbentuk tinggi. Nitrat yang merupakan anion dari asam kuat bila

berada dalam jumlah yang tinggi dapat menghantarkan listrik yang ditunjukan

dengan nilai EC yang tinggi.

Hasil analisis sifat kimia tanah awal (Tabel Lampiran 4) menunjukkan

bahwa tanah Aluvial yang digunakan dalam percobaan ini mempunyai reaksi

tanah yang masam (pH H2O 5.0), C-organik rendah (1.64%), N-total rendah

(0.16%). Kriteria penilaian disajikan pada Tabel Lampiran 5. Analisis tanah

sebelum perlakuan pupuk menunjukkan bahwa P-tersedia tinggi (13.1 ppm), Ca

tinggi (11.33 me/100g), Mg tinggi (3.53 me/100g), sedangkan nilai dari K rendah

(0.26 me/100g). Tanah-tanah di daerah tropika basah umumnya mempunyai

kandungan K rendah. Nilai KTK tanah turun setelah dilakukan inkubasi, pada

perlakuan semua pupuk yang diinkubasikan terlihat adanya penurunan nilai KTK

pada saat minggu ke -14 (Tabel Lampiran 6) bila dibandingkan dengan nilai KTK

tanah awal 23.85 me/100g.

4.4. Mekanisme Slow Release pada SRF yang Dibuat dari Urea dan Zeolit

Zeolit yang dicampur dengan pupuk urea mengikat amonium yang dilepaskan

pupuk urea pada saat penguraian. Pengikatan akan lebih efektif jika jumlah zeolit

yang dicampurkan ke dalam pupuk urea semakin banyak, karena kompleks

jerapan yang dapat menangkap amonium semakin banyak. Amonium yang

dijerap zeolit tidak segera dilepas ke dalam larutan tanah selama jumlah amonium

dalam tanah masih tinggi. Setelah amonium dalam tanah berubah menjadi nitrat,

persediaan amonium dalam rongga-rongga zeolit dilepaskan ke dalam larutan

tanah. Jadi zeolit berfungsi memperlambat proses perubahan amonium menjadi

nitrat.

Zeolit memiliki nilai KTK yang tinggi, yang berguna sebagai pengadsorpsi

dan pengikat dan penukar kation, karena memiliki KTK yang tinggi maka

semakin banyak jumlah kisi-kisi pertukaran di dalam zeolit, sehingga semakin

banyak jumlah NH4+yang berasal dari formula SRF dan pupuk urea yang telah

mengalami hidrolisis menjadi amonium dapat dijerap oleh kisi-kisinya.

Penjerapan NH4+ini di dalam rongga / kisi-kisi zeolit, hanya bersifat sementara

dan dengan mudah akan di berikan kepada tanaman pada saat diperlukan

(Suwardi, 1991).

Berdasarkan sifat pertukaran kation yang tinggi, zeolit dapat mengikat dan

menyimpan sementara unsur-unsur hara dalam tanah kemudian melepaskan

kembali ke tanah saat tanaman membutuhkan khususnya N karena sifat

selektivitas adsorbsi zeolit yang tinggi terhadap ion amonium. Kemampuan zeolit

dalam menyerap ion amonium, menghambat perubahan amonium menjadi nitrat

sehingga kehilangan N dalam bentuk nitrat yang mudah tercuci air hujan dapat

ditekan. Jika kadar N dalam larutan tanah berkurang, N yang diadsorbsi oleh

zeolit akan dilepaskan secara perlahan untuk keperluan tanaman (Suwardi, 2002).

V. KESIMPULAN DAN SARAN

5.1. Kesimpulan

1) Dari 9 jenis formula SRF, SRF B yang mengandung campuran urea:zeolit

(50:50) mempunyai laju pelepasan nitrogen paling lambat. Bila

dibandingkan dengan pupuk urea pril maupun urea granul, formula SRF B

masih memiliki laju pelepasan nitrogen lebih lambat. Hal ini terkait

dengan jumlah zeolit yang digunakan berbeda pada tiap formula SRF

serta jenis dan jumlah bahan perekat yang digunakan untuk tiap formula

SRF.

2) Dengan penambahan zeolit sebagai bahan campuran pupuk yang dibuat

dalam bentuk granul, nyata dapat memperlambat laju pelepasan nitrogen

yang berasal dari formula SRF karena disebabkan oleh kemampuan

mineral zeolit untuk menjerap nitrogen yang diberikan dalam bentuk

kation amonium pada kisi-kisi kristalnya, sehingga dapat mengurangi

transformasi amonium menjadi bentuk nitrat secara biologik.

3) Pupuk dalam bentuk slow release fertilizer (SRF) dapat mengoptimalkan

penyerapan hara oleh tanaman, karena SRF dapat mengendalikan

pelepasan hara sesuai dengan waktu dan jumlah yang dibutuhkan tanaman,

mempertahankan keberadaan hara dalam tanah dan jumlah pupuk yang

diberikan lebih sedikit dibandingkan dengan metode konvensional serta

dapat menghemat penggunaan pupuk dan tenaga kerja.

5.2. Saran

Perlu diadakannya uji percobaan lapang ataupun di rumah kaca dengan

suatu komoditi tanaman tertentu sehingga da pat diketahui besarnya produksi yang

dihasilkan dari pemberian pupuk formula SRF dan juga membandingkannya

dengan besarnya produksi yang dihasilkan dari pemberian pupuk urea granul serta

pupuk urea prill.

VI. DAFTAR PUSTAKA

Alexander, M. 1977. Introduction to Soil Microbiology. 2nd ed. Jhon Wiley and Sons. Inc. New York.

Astiana. S. 2004. Penggunaan Baha n Mineral Zeolit Sebagai Campuran Pupuk Zeolit-Urea Tablet. Departemen Ilmu Tanah dan Sumber Daya lahan, Fakultas Pertanian, IPB. Bogor.

Astiana. S. 1993. Perilaku Mineral Zeolit dan Pengaruhnya Terhadap Perkembangan Tanah (Disertasi). Program Pasca Sarjana, IPB. Bogor.

Astiana dan Wiradinata. 1989. Peranan Zeolit dalam Meningkatkan Produksi Pertanian. Jurusan Tanah, Fakultas Pertanian, IPB, Bogor.

Barrer, R. M. 1976. Cation-Exchange Equilibria in Zeolites and Feldpathoid. In L. B. Sand F. A. Mumpton (ed.) Natural Zeolites, Occurrence, Properties, Use, Pergamon Press. Oxford.

Black, C. A . 1973. Soil Plant Relationship. 2nd. Ed. Wiley Eastern Private Limited. New Delhi.

Breck, D. W. 1974. Zeolites Molecular Sieves. Wiley Inter Science.

Buckman, H. O. and N. C. Brady. 1969. The Nature and Properties of Soils. The Mac millan Co. New York.

De Datta.1987. Advances in Soil Fertility Research and Nitrogen Fertilizer Management for Lowland Rice. Akademiai Kiado, Budapest.

Gottardi, G. 1978. Mineralogy and Crystal Chemistry of Zeolites. P. 31-44. In Natural Zeolites: Occurrence, Properties, Use (Sand, L. B. and Mumpton, F. A. , eds. ). Pergamon Press, Oxford, New York.

Hardjowigeno, S. 2003. Ilmu Tanah. Jakarta; Akademika Pressindo

Ismunadji, M. dan R. Sismiyati. 1988. Hara Mineral Tanaman Padi. Dalam Padi. Balai Penelitian dan Pengembangan Tanaman Pangan. Bogor.

Leiwakabessy, F. M. 1988. Kesuburan tanah. Departemen Tanah, Fakultas Pertanian, IPB. Bogor.

Leiwakabessy, F. M. dan A. Sutandi, 1992. Pupuk dan Pemupukan. Jurusan Tanah, Fakultas Pertanian, IPB. Bogor.

Mirza, F. 1995. Efektifitas Pupuk Urea-Zeolit tablet terhadap Pertumbuhan dan Produksi Padi Sawah (Oryza sativa L.) varietas IR-64 pada Tanah Aluvial Indramayu dan Karawang. Skripsi Mahasiswa (S1). Jurusan Tanah, Fakultas Pertanian, IPB, Bogor.

Mumpton, F. A. 1977. Mineralogy and Geology of Natural Zeolites. Mineralogical Society of America, Short course notes, Vol. 4. s

Mumpton, F. A. 1984. Natural Zeolites. In W. G. Pond and F. A. Mumpton (ed.) Zeo-Agriculture: Use of Natural Zeolites In Agriculture and Aquaculture. West View Press, Boulder, Colorado.

Novalina. 1995. Efektifitas Pupuk Urea-Zeolit tablet terhadap Pertumbuhan dan Produksi Padi Sawah ( Oryza sativa L.) varietas IR-64 pada Grumusol Cianjur dan Latosol Subang. Skripsi Mahasiswa (S1). Jurusan Tanah, Fakultas Pertanian, IPB, Bogor.

Prasad, R. And S. K. De Datta. 1979. Increasing Fertilizer Nitrogen Efficiency in Wett Land Rice, In Nitrogen and Rice. 1979. IRRI. Los Banos, Laguna, Philippines.

Sanchez, P. A. 1979. properties and Management of Soil in Tropics. Jhon Wiley and Sons. New York.

Sanchez, P. A. 1993. Sifat dan pengelolaan Tanah Tropika. Penerbit ITB. Bandung.

Soepardi, G. 1983. Sifat dan Ciri Tanah, Departemen Ilmu Tanah, Fakultas Pertanian Bogor, IPB. Bogor.

Soepardi, G., S. Sabiham, dan S. Djokosudardjo. 1980. Pupuk dan Pemupukan. Departemen Ilmu Tanah, Fakultas Pertanian Bogor, IPB. Bogor.

Suwardi. 1991. The Mineralogical and Chemical Properties of Natural Zeolite and Their Application Effect for Soil Amandement. A Thesis for the Degree of Master. Laboratory of Soil Science. Departement of Agriculture Chemistry, Tokyo University of Agriculture.

Suwardi. 1997. Studies On agricultural utilization of Natural Zeolites in Indonesia. Dissertation. Graduate School of Agriculture. Tokyo University of Agriculture.

Suwardi. 2000. Pemanfaatan Zeolit sebagai Media Tumbuh Tanaman Hortikultura. Departemen Tanah, Fakultas Pertanian IPB, Prosiding. Temu Ilmiah IV. PPI. Tokyo, Jepang; 1-3 September 1995.

Suwardi. 2002. Pemanfaatan Zeolit untuk Meningkatkan Produksi Tanaman Pangan, Peternakan, dan Perikanan. Makalah disampaikan pada Seminar Teknologi Aplikasi Pertanian Bogor IPB.

Tisdale, S. L. , W. L. Nelson and Beaton. 1985. Soil Fertility and Fertilizers. 4rd ed. The Mac Millan PubL. Co. New York.

Tabel Lampiran 1. Metode Analisis Tanah yang Digunakan dalam Penelitian.

Tabel Lampiran 2. Perubahan pH selama 14 Minggu Inkubasi

Tabel Lampiran 3. Perubahan EC selama 14 Minggu Inkubasi (µS/cm)

Sifat Tanah (Satuan) Metode pH H2O (1:5) Elektrometri C-Organik (%) Walkey dan Black N-Total (%) Kjeldahl Nitrat-Amonium (ppm) FIASTAR P-tersedia Bray 1 Kandungan basa-basa (me/100g) Ca (me/100g) N NH4OAc pH 7.0 Mg (me /100g) N NH4OAc pH 7.0 K (me/100g) N NH4OAc pH 7.0 Na (me/100g) N NH4OAc pH 7.0 KTK (me/100g) N NH4OAc pH 7.0 Daya Hantar Listrik (EC) (µS/cm) EC meter

Waktu M1 M2 M3 M4 M6 M8 M10 M 14Kontrol 6.30 6.00 5.93 5.78 5.65 5.44 5.38 5.26

UP 5.92 5.64 5.71 5.56 5.38 5.42 5.21 5.15UG 5.97 5.52 5.56 5.50 5.43 5.15 5.23 5.18A 5.85 5.42 5.36 5.31 5.29 5.25 5.27 5.11B 5.87 5.46 5.31 5.27 5.28 5.32 5.64 5.11C 5.95 5.59 5.52 5.55 5.42 5.23 5.37 5.13D 5.90 5.63 5.60 5.55 5.32 5.41 5.38 5.11E 5.86 5.51 5.44 5.47 5.40 5.36 5.29 5.18F 6.13 5.67 5.60 5.36 5.38 5.25 5.25 5.02G 5.96 5.64 5.53 5.28 5.31 5.24 5.22 5.09H 6.03 5.78 5.03 5.11 5.02 5.66 5.84 5.00K 5.91 5.40 5.03 5.01 5.00 5.53 5.46 5.01P1 6.34 5.93 5.90 5.33 5.31 5.35 5.31 5.36P2 6.33 5.98 5.90 5.31 5.32 5.29 5.32 5.37P3 6.26 5.80 5.80 5.25 5.25 5.29 5.26 5.30

Jenis pupuk M1 M2 M3 M4 M6 M8 M10 M14Kontrol 77.53 104.37 122.93 130.40 141.73 138.17 202.60 172.00

UP 91.06 149.96 165.33 158.70 152.20 153.60 175.93 149.60UG 99.26 134.43 140.56 148.16 140.00 135.03 157.27 146.10A 101.56 138.80 128.53 145.56 146.40 160.97 158.87 146.83B 81.66 121.83 133.10 141.60 136.55 153.93 158.83 147.47C 97.70 137.80 148.19 146.76 165.40 152.23 153.20 154.90D 96.90 137.96 144.70 148.66 158.77 164.87 161.07 152.60E 99.63 129.80 148.56 151.13 155.50 164.53 157.63 152.03F 97.80 134.16 141.83 141.63 156.60 151.23 168.73 157.20G 87.50 136.53 140.53 157.46 144.60 153.67 160.33 153.73H 82.43 127.70 149.63 154.63 145.03 176.43 165.60 142.27K 87.23 121.73 138.13 151.50 155.07 165.40 156.83 141.73P1 94.13 129.33 137.43 152.97 171.80 167.63 203.80 241.00P2 88.07 118.10 137.10 157.53 171.77 172.90 182.37 218.33P3 125.10 149.37 176.73 193.80 195.10 195.27 205.67 243.33

Tabel Lampiran 4: Hasil Analisis Kimia Tanah Awal

Tabel Lampiran 5: Kriteria Penilaian Data Analisis Sifat Kimia Tanah Menurut Pusat

Penelitian Tanah (1983) ( dalam Hardjowigeno,1992)

C-Org N-Total KB C/N Ca Mg K Na KTK Al P Fe Cu Zn Mn

------------(%) ---------- ---------------- (me/100g) ---------------- ------------------- (ppm) --------------

1.64 0.16 64.7 10.25 11.3 3.53 0.26 0.3 23.9 0.04 13.1 6.38 0.12 8.15 16.1

Sifat Kimia Tanah Sangat Rendah

Rendah Sedang Tinggi Sangat Tinggi

N-Total (%) < 0.1 0.1-0.2 0.21-0.5 0.51-0.75 > 0.75 C-Organik (%) < 1.0 1-2 2.01-3.0 3.1-5.0 > 5 C/N < 5 5-10 11-15 16-25 > 25 P Tersedia (Bray1.ppm)

< 4 5-7 8-10 11-15 > 16

KTK (me/100g) < 5 5-16 17-24 25-40 > 40 K( me/100g) < 0.1 0.1-0.3 0.4-0.5 0.6-1.0 > 1 Ca (me/100g) < 2 2-5 6-10 11-20 > 20 Mg (me/100g) < 0.3 0.4-1.0 1.1-2.0 2.1-8 > 8 Na (me/100g) < 0.1 0.1-0.3 0.4-0.7 0.8-1 > 1 KB (%) < 20 20-40 41-60 61-80 > 80 Kejenuhan Al (%) < 5 5-10 11-20 21-40 > 40

Reaksi Tanah Sangat masam Masam

Agak masam Netral

Agak alkalis Alkalis

pH H2O < 4.5 4.5-5.5 5.6-6.5 6.6-7.5 7.6-8.5 78.5

Tabel Lampiran 6. Hasil Analisis Kimia Tanah setelah Inkubasi selama 14 Minggu

Jenis pupuk C-Org N-Total C/N P Bray I Basa-basa (me/100g) KTK KB Al

(%) (%) (ppm) Ca Mg K Na (me/100g) (%) (me/100g) UP 1.39 0.14 9.93 56.9 10.12 3.47 0.26 0.50 19.62 73.14 0.04 UG 1.43 0.15 9.53 23.9 10.91 3.85 0.43 0.68 19.62 80.89 0.04 A 1.31 0.13 10.08 32.5 9.61 3.33 0.26 0.38 21.15 64.12 0.08 B 1.33 0.13 10.23 33.7 9.66 3.25 0.26 0.32 21.73 62.08 0.08 C 1.44 0.14 10.29 33.2 10.52 3.57 0.30 0.42 23.85 62.1 0.04 D 1.28 0.13 9.85 36.8 9.66 3.30 0.26 0.38 21.92 62.04 0.08 E 1.34 0.14 9.57 34.1 9.91 3.48 0.30 0.40 23.85 59.08 0.12 F 1.36 0.13 10.46 33.7 9.77 3.43 0.28 0.32 20.38 67.71 0.12 G 1.34 0.13 10.31 35.9 10.2 3.38 0.26 0.3 21.54 65.65 0.08 H 1.2 0.12 10.00 29.7 9.27 3.22 0.21 0.28 22.69 57.21 0.12 K 1.33 0.14 9.50 35.5 10.42 3.55 0.21 0.26 20.38 70.85 0.04 P1 1.59 0.15 10.6 36.48 8.69 3.15 0.09 0.13 20.26 59.53 0.16 P2 1.44 0.14 10.29 33.41 8.48 3.05 0.09 0.13 19.11 61.49 0.19 P3 1.44 0.14 10.29 34.56 7.76 2.72 0.13 0.17 19.88 54.23 0.16

Kontrol 1.32 0.12 11.00 35.00 10.35 3.27 0.31 0.42 25.00 57.4 0.04

NITRAT (%)

MINGGU UP UG A B C D E F G H K P1 P2 P3

I 14.89 24.58 15.40 16.10 20.20 17.09 20.20 21.66 23.00 14.84 18.21 5.26 10.21 11.06

2 84.53 69.26 73.15 67.74 81.71 79.23 75.66 82.11 94.85 80.73 76.61 2.75 4.76 22.11

3 102.63 61.20 57.95 63.44 64.09 64.73 65.60 62.75 71.10 65.88 82.46 18.04 5.74 31.59

4 62.39 64.76 60.01 56.64 73.29 88.29 63.00 56.36 71.04 67.35 63.40 55.83 18.18 49.94

6 65.49 80.03 69.71 55.65 65.74 68.06 83.83 70.51 79.23 88.75 88.30 45.12 21.12 55.63

8 65.85 46.79 56.09 64.84 58.55 68.08 67.84 64.34 74.51 48.51 24.20 19.91 16.85 47.05

10 72.08 78.64 70.40 31.41 95.49 94.39 100.98 102.51 57.81 143.44 125.56 20.62 45.21 37.74

14 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 17.43 24.22 82.61

AMONIUM (%)

MINGGU UP UG A B C D E F G H K P1 P2 P3

I 41.19 51.03 25.68 29.99 43.66 37.98 25.90 52.18 43.70 51.65 40.04 11.66 31.33 44.36

2 0.54 0.54 5.19 2.58 0.46 1.19 1.19 1.70 5.59 7.20 1.04 24.36 18.98 53.09

3 1.59 2.15 0.03 0.00 0.00 0.00 0.44 0.28 0.00 0.00 0.00 4.19 3.95 4.38

4 0.00 0.00 0.00 0.00 5.84 0.00 0.56 0.00 0.00 0.20 0.00 0.00 2.68 2.73

6 0.03 0.00 0.00 0.09 0.00 0.00 0.00 0.26 0.75 0.00 0.00 0.00 2.08 0.00

8 0.14 0.35 2.39 3.04 0.00 0.21 0.00 0.13 1.88 4.00 1.95 0.40 2.33 3.11

10 0.00 1.79 2.46 8.54 1.65 2.50 0.00 0.44 0.69 9.65 1.28 0.12 0.11 0.00

14 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.13 0.33 0.22

TOTAL AMONIUM-NITRAT (%)

MINGGU UP UG A B C D E F G H K P1 P2 P3

I 56.08 75.60 41.08 46.09 63.86 55.06 46.10 73.84 66.70 66.49 58.25 16.93 41.54 55.43

2 85.06 69.80 78.34 70.31 82.18 80.41 76.85 83.81 100.44 87.93 77.65 27.11 23.74 75.20

3 104.22 63.35 57.98 63.44 64.09 64.73 66.04 63.03 71.10 65.88 82.46 22.23 9.69 35.96

4 62.39 64.76 60.01 56.64 79.13 88.29 63.56 56.36 71.04 67.55 63.40 55.83 20.85 52.66

6 65.49 80.03 69.71 55.65 65.74 68.06 83.83 70.51 79.23 88.75 88.30 45.12 23.20 55.63

8 65.99 47.14 58.48 67.88 58.55 68.29 67.84 64.46 76.39 52.51 26.15 20.31 19.18 50.15

10 72.08 80.43 72.86 39.95 97.14 96.89 100.98 102.95 58.50 153.09 126.84 20.73 45.32 37.74

14 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 17.56 24.55 82.84

Tabel Lampiran 7: Hasil Analisis Amonium dan Nitrat selama 14 Minggu Periode Inkubasi (%)

Gambar 1. Pupuk Urea Prill dan Pupuk Urea Granul

Gambar 2. Pupuk Slow Release Fertilizers (SRF)

Gambar 3. Model Inkubasi (Keadaan Aerob)