Sobat Agrowira, sejak mula munculnya aktivitas pertanian sampai tahun 1850, pupuk organik umumnya digunakan untuk menyuburkan tanah pertanian. Selain menambah unsur hara makro dan mikro di dalam tanah, pupuk organik juga terbukti sangat baik dalam memperbaiki struktur tanah pertanian.
Kelebihan pupuk organik diantaranya adalah:
Memperbaiki Struktur Tanah
Hal ini terjadi karena organisme tanah saat penguraian bahan organik dalam pupuk bersifat sebagai perekat dan dapat mengikat butir-butir tanah menjadi butiran yang lebih besar.
Menaikkan Daya Serap Tanah Terhadap Air
Bahan organik memiliki daya serap yang besar terhadap air tanah. Itulah sebabnya pupuk organik sering berpengaruh positif terhadap hasil tanaman, terutama pada musim kering.
Menaikkan Kondisi Kehidupan di Dalam Tanah
Hal ini terutama disebabkan oleh organisme dalam tanah yang memanfaatkan bahan organik sebagai makanan. Oleh karena itu, pupuk organik seperti pupuk kandang yang diberikan pada tanah harus diuraikan terlebih dahulu oleh jasad renik melalui proses pembusukan atau peragian sebelum diserap oleh akar tanaman. Dari proses pembusukan ini, jasad renik memperoleh makanan dan sumber tenaga. Semakin banyak pupuk organik yang diberikan maka semakin banyak pula jasad renik dalam tanah.
Sebagai Sumber Zat Makanan Bagi Tanaman
Pupuk organik mengandung zat makanan yang lengkap meskipun kadarnya tidak setinggi pupuk anorganik. Namun cara kerjanya agak lambat dibandingkan pupuk anorganik. Oleh karena itu, untuk mencapai hasil maksimal, pemakaian pupuk organik hendaknya diimbangi dengan pupuk anorganik agar keduanya saling melengkapi. Dengan demikian akan tercipta tanah pertanian yang kaya zat hara, strukturnya gembur atau remah dan berwarna cokelat kehitaman.
Nitrogen (N) sangat penting dalam kebutuhan dilahan pertanian. Ketika terjadi kekurangan unsur hara N, sistem perakaran tanaman dan pertumbuhan tubuh tanaman menjadi kerdil, daun tua berubah menjadi kekuningan, dan hasil buah pada tanaman akan mengandung sedikit sekali protein kasar. Ketika terjadi kelebihan unsur N, tanaman akan mengalami keterlambatan proses pematangan dan pertumbuhan vegetatifnya akan berlebihan. Pupuk Nitrogen merupakan barang yang mahal di pasaran, dan apabila tercuci bisa memberikan dampak negatif kepada lingkungan. Mengefisiensikan penggunaan pupuk nitrogen sesuai kebutuhan tanaman serta menghindari pemberian secara berlebihan adalah sangat penting untuk dilakukan.
Siklus Nitrogen
Siklus daur unsur nitrogen di lahan pertanian menunjukkan bagaimana unsur N dari kotoran hewan, pupuk kimia, dan tanaman mengalir di dalam tanah menuju ke tanaman, air dan udara. Dengan memahami siklus nitrogen, akan memberikan Anda pemahaman mengenai penggunaan terbaik antara Kotoran Hewan (Manure) dengan Pupuk Kimia (Fertilizer) untuk memenuhi kebutuhan tanaman serta tetap menjaga kelestarian lingkungan.
Secara umum siklus nitrogen di alam terdiri atas 3 (tiga) runtutan langkah yaitu:
Fiksasi
Mineralisasi
Nitrifikasi
Ketiga langkah dalam proses siklus daur nitrogen tersebut memperkaya kebutuhan unsur nitrogen bagi tanaman. Sedangkan,
Denitrifikasi
Volatilisasi
Immobilisasi
Leaching / Pencucian
Keempat langkah tersebut diatas akan mengakibatkan pengurangan atau bahkan kehilangan secara permanen unsur Nitrogen dari zona akar ( _root zone_ ) tanaman.
MINERALISASI
Adalah proses yang dilakukan oleh mikroba untuk mengurai N organik dari kotoran hewan, material organik dan sisa tanaman menjadi bentuk Amonium. Karena ini merupakan proses biologis, kecepatan dan kadar mineralisasinya akan sangat bervariasi tergantung suhu tanah, kelembaban tanah, dan jumlah oksigen yang terkandung di dalam tanah ( _aerasi_ ).
Secara kimia, proses ini dapat dijabarkan sebagai berikut:
Proses mineralisasi hanya bisa terjadi dengan syarat pada kondisi tanah yang hangat ( 20 – 35 Celsius), kondisi tanah yang beraerasi dan memiliki kelembaban yang baik.
NITRIFIKASI
Adalah proses yang dilakukan oleh mikroorganisme mengubah Amonium menjadi Nitrat untuk menghasilkan energi. Nitrat adalah bentuk unsur Nitrogen (N) yang paling mudah diserap tanaman, namun sangat mudah sekali hilang tercuci ( Leaching ).
Secara kimia, proses biologis ini dapat dijabarkan hasil akhirnya sebagai berikut:
NH4+ (Ammonium) –> NO2– (Nitrit) –> NO3– (Nitrat)
Proses nitrifikasi terjadi lebih cepat pada saat kondisi tanah hangat (20 – 35 Celsius), lembab dan beraerasi baik. Laju proses biologi ini akan terhenti (istirahat) pada saat kondisi tanah dibawah 5 Celsius atau diatas 50 Celsius.
DENITRIFIKASI
Adalah proses hilangnya unsur N melalui konversi nitrat menjadi bentuk gas Nitrogen, contohnya menjadi bentuk oksida seperti Nitric Oxide, Nitrous Oxide Dinitrous Oxide. Ini terjadi ketika kondisi tanah jenuh dan bakteri kemudian menggunakan nitrate sebagai salah satu sumber oksigen.
Secara kimia, proses biologis ini dapat dijabarkan hasil akhirnya sebagai berikut:
NO3– (Nitrate) –> NO2– (Nitrit) –> NO (Nitric Oxide) –> N2O (Nitrous Oxide) à N2 (Dinitrogen Gas)
Proses denitrifikasi biasanya terjadi pada tanah yang memiliki drainase buruk.
VOLATILISASI
Adalah proses kehilangan nitrogen melalui konversi / perubahan amonium menjadi gas amoniak, yang kemudian dilepaskan ke udara. Proses kehilangan nitrogen secara volatilisasi lajunya semakin meningkat pada kondisi tanah yang memiliki pH tanah tinggi dan tanah yang mudah kehilangan air (evaporasi) contohnya pada kondisi panas dan berangin.
Secara kimia, proses kehilangan nitrogen secara volatil ini dapat dijabarkan sebagai berikut:
Kehilangan volatil sangat tinggi pada kotoran hewan ( _manures_ ) dan pupuk urea yang diaplikasikan dipermukaan tanah terbuka yang tidak dibarengi dengan penggemburan atau penghujanan pada tanah.
Kotoran hewan mengandung unsur N dalam dua bentuk utama: Ammonium dan N organik. Jika kotoran hewan pada saat dipalikasikan dibiarkan terbuka dilahan pertanian dalam waktu satu hari, 65% kandungan Amonium akan bertahan. Namun jika dibiarkan dalam waktu lima hari unsur N amonium dalam kotoran hewan akan hilang. N organik pada kotoran hewan tidak akan hilang melalui proses volatilisasi ini, namun membutuhkan waktu untuk mengalami mineralisasi sehingga dapat dikonsumsi tanaman.
IMMOBILISASI
Adalah kebalikan dari proses mineralisasi. Semua makhluk hidup membutuhkan unsur N, termasuk mikro organisme di tanah pun berkompetisi dengan tanamn untuk mendapatkan unsur N. Immobilisasi terkait dengan proses dikonsumsinya unsur nitrat dan ammonium oleh organisme tanah sehingga menjadi tidak bisa dikonsumsi oleh tanaman.
Secara kimia, proses kehilangan nitrogen secara biologis ini dapat dijabarkan sebagai berikut:
NH4+ ( Ammonium ) dan / atau NO3– ( nitrat ) –> R-NH2 (N Organik)
Penggabungan material dengan kadar rasio Karbon – Nitrogen (C/N ratio) yang tinggi (Contoh: serbuk kayu, jerami, dsb) , akan meningkatkan aktifitas biologi dan mengakibatkan meningkatnya kebutuhan akan N, akhirnya menghasilkan immobilisasi.
Immobilisasi hanya mengunci sementara unsur N, ketika mikroorganisme mati, unsur N organik yang dikandung dalam sel akan diubah kembali melalui proses Mineralisasi dan Nitrifikasi sehingga menghasilkan unsur Nitrat yang dapat dikonsumsi tanaman.
LEACHING
Adalah tercucinya unsur N dalam konsentrasi yang tinggi sehingga berdampak pada kualitas air. Partikel tanah tidak bisa menahan nitrat, karena muatan atom negatifnya. Sebagai akibatnya, nitrat mudah sekali terbawa air dalam tanah. Laju pencucian / leaching tergantung pada kondisi drainase tanah, curah hujan, jumlah nitrat di dalam tanah, dan konsumsi tanaman ( uptake )
Standar EPA mensyaratkan nilai maksimum 10ppm N dalam air minum yang telah terkontaminasi nitrat untuk dapat dikonsumsi dengan aman.
CROP UPTAKE / Konsumsi Tanaman
Adalah tujuan utama dari manajemen nitrogen dilahan pertanian. Efisiensi terbaik akan muncul ketika sejumlah unsur N diberikan secara tepat dalam satu waktu ketika tanaman secara aktif membutuhkannya. Efisiensi N hanya tergantung pada beberapa faktor termasuk suhu, kelembaban tanah, tekanan hama, dan pemadatan tanah ( soil compaction )
Penggunaan secara efisiens unsur Nitrogen selama musim tanam dan penggunaan tanaman penutup (cover crop) dapat meminimalkan kehilangan unsur nitrogen dalam tanah.
Tujuan utama dari manajemen Nitrogen adalah untuk memaksimalkan efisiensi N dengan cara meningkatkan *CROP UPTAKE* dan meminimalkan kehilangan N di lapangan. N tanaman bisa dipenuhi melalui sumber N yang sudah ada (Contoh: dari unsur organik tanah, bawaan tanah, dan kotoran hewan yang telah diberikan) dan aplikasi tambahan N melalui pupuk organik dan kimia.
Untuk cara terbaik aplikasi penggunaan sumber N yang sudah ada dilahan ataupun pembelian pupuk kimia, pertimbangkanlah fakta dari siklus N berikut:
N yang dilepaskan dari tanah mati, melalui mineralisasi dan nitrifikasi kebanyakn bisa men-supply cukup N
Metode dan waktu pemberian kotoran hewan ( manures ) dan pupuk kimia menentukan ketersediaan nitrogen untuk tanaman, namun juga berpotensi kehilangan. Aplikasi kombinasi penebaran kotoran hewan dan pupuk kimia yang dilakukan secara cepat di lapangan dapat menjaga kandungan amonium dari kehilangan N volatil.
