Siklus Phosphor

Siklus Phosphor dan Pengujian Nutrisi Phosphor

by Siswanto

​Agroteknologi - Fak. Pertanian

​UPN "Veteran" Jawa Timur

​Diperbaruhi dari : Phosphor Cyclus, Testing and Fertilizer Recommendations. By Clain Jones, Soil Chemist, and  Jeff Jacobsen, MSU Extension Soil Scientist in Nutrient Management Module No. 4

​Latar Belakang

​• Pupuk Phosphor (P) adalah hanya pupuk kedua setelah nitrogen (N) dalam jumlah aplikasi tahunan ke lahan pertanian

• Phosphor diperlukan untuk banyak fungsi-fungsi tanaman, termasuk  tranfer

energi, dan sintesa protein.

• pupuk P komersial diambil dari endapan P yang ketersediaannya terbatas.

​Bentuk-Bentuk Fosfor

​Siklus Fosfat

​H₂PO₄^-

​Siklus Fosfor

​Fosfor dapat dijumpai dalam tanah sebagai:

• ion phosphate (HPO4^-2  or H2PO4^-) sbg. bentuk tersedia bagi tanaman dan

kadarnya < 1 mg P/L (1 ppm P),

• Mencerminkan ion fosfat 1% » P total tanah

• P-terjerap P-organic

• atau dalam P-mineral

• P-organik menurun cepat dengan kedalaman tanah,

• Proses-proses yang mengontrol ketersediaan P dalah tanah adalah:

a. diambil oleh tanaman, b. serapan, c. pelepasan, d. mineralisasi,

e. immobilisasi, f. pengendapan, g. pemecahan dan h. erosi

Multiple Choice

Bentuk-bentuk P tanah yang tersedia bagi tanaman untuk pertumbuhanya adalah

• Ca₃(PO4)₂

• HPO₄^- dan H²PO₄^2-

• Al(HPO₄)₃ dan Al₂(H₂PO₄)₃

• Fe₃(PO₄)₂ dan FePO₄

• AlPO₄ dan FePO₄

Multiple Choice

Bentuk phosphat yang ada dalam tanah pertanian adalah

• P-Organik, ion P, dan P-Mineral, P-Terjerap

• P-Lambat Larut, P-Sukar larut

• ion PO₄^3-, CaPO₄^-

• Ca-P, Al-P, Fe-P, dan Mn-P

​1. Serapan/desopsi

​Pengikatan P ke partikel tanah terjadi karena:

• muatan negatif fosfat ditarik ke, dan diikat kuat oleh muatan positif mineral,

​ seperti aluminium  (Al) dan besi (Fe) hidrosida dan oksida

• kebanyakan fosfat dijerap pada pH rendah (Al, Fe tinggi)

• tanah bertekstur halus menjerap P, krn. memiliki luas permukaan jenis yg luas.

• ketersediaan P meningkat, bila lart. tanah mengandung anion lain spt. HCO3^-,

CO3^2-, SiO4^2-, SO4^2-, or molibdat tinggi yg bersaing tempat u/ penyerapan

• Desorbsi P (antonim absorpsi) -> meningkat bila kelarutan P menurun, 

• Or kondisi tergenang -> pelarutan Fe(OH)2 -> FeO membebaskan P yg diserap P.

​2. Mineralisasi /Immobilisasi

​• Mineralisasi P : proses dimana

P-organik dirubah ke senyawa

fosfat organik P, dan

• imobilisasi P : proses dimana

P-tersedia  terikat oleh sel-sel

mikroorgnisme

​2. Mineralisasi /Immobilisasi

​• Mieralisasi terjadi sangat cepat ketika rasio C:P < 200:1

• immobilisasi terjadi bilamana rasio C: P  > 300:1

• For pembanding, rasio C:P kotoran sapi RPH sekitar 100:1 (St. Jean, 1997)

• Mineralisasi dan imobilisasi P dipengaruhi oleh:

1. temperatur,

2. kelembaban,

3. aerasi dan pH

​3. Diserap oleh Tanaman

​• Phosphate tanah rendah -> tanaman mengambil sejumlah besar P -> desopsi

dan pelarutan

• Proses difusi P ke akar tanaman

• P : Lhn pertanian berkisar 22.5 - 67.3 kg P2O5/ha/th

• Pupuk komersial : bentuk oksida (P2O5) ≠ bentuk unsur (P), -> nilai P dinyatakan

​ sebagai P2O5.

• Dengan rasio BM P2O5 -> % P2O5, dpt dikonversi ke % P dengan x 0.44

(%P = % P2O5 x 0.44).

• Metode untuk prediksi pemindahan P adalah: analisis  P jaringan tanaman yang

dipindahkan dari tanah, dan mengalikan hasilnya dengan berat kering tanaman.

Multiple Select

Dua bentuk pengikatan P ke partikel tanah terjadi akibat muatan negatif fosfat ditarik ke, dan diikat kuat oleh muatan positif oleh

• mineral Apatit seperti Ca(OH)₂

• Mineral Aluminium seperti Al(OH)₃ dan Al₂O₃

• Mineral Besi seperti Fe(OH)₂, Fe(OH)₃ FeO dan Fe₂O₃

• mineral Silika seperti Si₂O₃

Multiple Select

Ketersediaan P meningkat, bila larutan tanah mengandung banyak anion lain seperti .......dan ......... yg bersaing tempat untuk penyerapan

• NO₂^- dan NO₃^-

• Cl^-, dan BO₃^-

• HCO₃^- dan

  CO₃^2-

• SiO42- dan SO42-

Fill in the Blank

Tuliskan 3 kata yang menunjukkan metode/cara untuk prediksi banyaknya pemindahan Phospat dari tanah ketanaman

Multiple Choice

Mineralisasi P adalah proses dimana P-organik dirubah ke senyawa fosfat organik-P, sedangkan proses dimana P-tersedia terikat oleh sel-sel mikroorgnisme sehingga tidak tersedia bagi tanaman dikenal sebagai proses .....

• Pengendapan P

• Sorbsi/Panyerapan P

• Fiksasi P

• imobilisasi P 

​4. Pengendapan/Pelarutan

​Konsentrasi P tersedia sebagian besar dikontrol oleh:

• Kelarutan mineral P dari Ca-P -> pH > diatas 6.8

• Kelarutan mineral P dari Al-P dan Fe-P -> pH rendah dibawah 6.5

• Bentuk-bentuk kalsium fosfat yang ada

​5. Pengendapan/Pelarutan

​Pemupukan P dengan dosis 125.78 kg P2O5/ha -> hasil uji P tanah (Olsen) naik sekitar 13 ppm jika kadar kapur meningkat 1% , sedangkan pada peningkatan kapur 12,5%, uji P tanah (Olsen) meningkat sebesar 8 ppm

​6. Erosi dan Limpasan Permukaan

​• Erosi merupakan salah satu penyebab kehilangan P dari lahan pertanian

• P-terlarut di LP merupakan penyebab kedua kehilangan P dari lahan pertanian,

namun kadar P-terlarut di LP umum  rendah -> tingginya P-terjerap dan

pengendapan -> sbg. mineral P

• Kelarutan P ditemukan mendekati 80 mg/l (80 ppm) di lahan padang rumput yang

dipupuk dengan pupuk kandang unggas (Pierzynski et al., 2000).

• Studi lain, aplikasi pupuk limbah susu dari 19.06 kg P2O5/ha, kadar P terlarut di

LP meningkat hingga enam kali lipat (Sharpley dan Tunney, 2000).

6. Erosi dan Limpasan Permukaan​

​Mencegah hilangnya P permukaan oleh erosi/LP antara lain melalui:

1. tanpa olah tanah,

2. konservasi tanah,

3. penahan angin,

4. meningkatkan kesuburan tanah,

5. mengurangi pembakaran sisa tanaman,

6. tanaman penutup,

7. kontrol aliran langsung/limpasan permukaan,

8. dan penyangga strip

Multiple Select

Konsentrasi P tersedia bagi tanaman di lahan pertanian sebagian besar dikendalikan oleh kelarutan mineral 

• Monocalsium Phosphat dan Dicalsium Phosphat

• Tricalsium Phosphat dan Hidroksi Apatite

• Mineral P dari Ca-P

  dan mineral P dari Al-P

• Mineral Fe-P dan bentuk kalsium fosfat yang ada

Multiple Choice

Orosi tanah merupakan salah satu penyebab utama kehilangan P dari lahan pertanian, maka upaya untuk mencegah kehilangan P lebih lanjut dari lahan pertanian dapat dilakukan dengan cara

• Mengolah tanah dengan intensif

• Membiarkan tanah dalam keadaan terbuka

• Konservasi tanah dan mengurangi pembakaran sisa tanaman

• Membiarkan run off dan tanpa penyangga strip

Fill in the Blank

Tuliskan satu kata yang saudara ketahui, mengapa peningkatan kadar kapur dalam tanah menyebabkan penurunan konsentrasi Phosphat (P) tanah

7. Pencucian​

​• Kehilangan P karena pencucian jarang terjadi

• Studi menunjukkan bahwa P terlarut bergerak tidak lebih dari 5 cm dari lapisan

olah (belum meninggalkan zona perakaran)

• Di tanah berpasir, P tersedia meningkat konsentrasinya sampai 90 cm di bawah

permukaan, tetapi tidak memiliki efek pada P tersedia di kedalaman 137 cm di

bawah permukaan (Pierzynski et al., 2000).

• Sebuah studi selama tiga tahun pada tanah lempung liat berpasir yang diirigasi

berat P tercuci sampai kedalam sekitar 137 cm (Peterschmidt et al., 1979).

​pH dan Perilaku Fosfat

​Al-P dan Fe-P :

Mineral P dominan di tanah

dng pH di bawah 6,5

(Havlin et al., 1999).

​

Ca-P :

mineral P yang dominan

di tanah dengan pH diatas 7.

​Penambahan & Pengurangan P Tersedia Tanah

​Uji P-Soil

​• Tujuan utama uji P tanah : untuk menentukan kebutuhan pupuk P bagi tanaman

• Bbrp metode dikembangkan unt. mengekstrak P yang terjerap dan mineral P

Fill in the Blank

Bentuk P tersedia bagi tanaman adalah H₂PO₄^- dan HPO4^2- yang sangat peka terhadap perubahan pH tanah, untuk menjaga agar kedua bentuk P di atas tetap tersedia maka harus menjaga pH tanah disekitar

Multiple Select

Pengurangan P Tersedia Tanah dapat terjadi setiap saat karena diambil tanaman, immobilisasi, erosi, absorbsi, pengendapan dan dapat diatasi dengan 

• Menaikkan Pengangkutan

• Mineralisasi dan Pelarutan

• Peningkatan Fiksasi

• Penambahan Pupuk, dan desorbsi

Multiple Choice

Tujuan utama penguji P tanah adalah untuk menentukan besarnya kebutuhan pupuk P bagi tanaman, metode uji P tanah yang cocok untuk tanah dengan pH dibawah 6.0 adalah

• Olsen

• Bray I dan Bray II

• North Caroline

• NaHCO₃ dan NaCl

​Batas Kritis Ketersesiaan P

​Mengelola Pupuk Fosfat

1. Tipe Pupuk (Mudah Larut/Tidak)

2. Waktu/Penempatan pupuk -> absorbsi & pengendapan P sangat cepat, maka

aplikasi pupuk P dipilih pada saat serapan tanaman maksiumum & pemberian

dalam jalur lebih dianjurkan dibandingkan disebar

3. Sumber pupuk P -> BFA, PK, Kompos dll

4. Kelembaban Tanah -> FC melarutkan 50-80% pupuk P in 24 jam, sdg pada

kelembaban 24% P yang larut 20-50% (Havlin et al., 1999).

5. Kecepatan aplikasi pupuk P -> absorbs dan pengendapan P sangat tinggi shg.

aplikasi P jumlah kecil tdk berpengaruh pada peningkatan ketersediaan P ->

aplikasinya banyak

Fill in the Blank

Tuliskan 2 kata yang menunjukkan bahwa, batas aman kadar P tanah berpasir dan P tanah berlempung yang meningkatkan hasil panen pada beberapa jenis tanah

Multiple Select

Mengelola pupuk phosphat dilakukan agar ketersediaan P-tanah terjaga, hal ini dapat dilakukan dengan mengetahui sifat pupuk P,  waktu dan penempatan pupuk yang tepat, mengetahui sumber pupuk P, dan ...... serta ......

• Menjaga Kelembaban Tanah dalam Field Capacity

• Kecepatan Aplikasi Pupuk P

• Membenamkan Pupuk P pada saat aplikasi

• menambahkan kapur atau belerang bila pH tanah tidak 6.5

​Resume

​• Sebagian besar P dalam tanah tidak tersedia bagi tanaman karena terikat oleh

mineral P shg tidak larut dan/dijerap kuat oleh kation Ca, Fe, Al

• Ketersediaan P tanah diukur dengan salah satu dari tiga tes tanah utama: Olsen

(netral-alkalis), Bray atau Mehlich (asam)

• Tujuan dari manajemen pupuk P adalah untuk menjaga tingkat ketersediaan P

tanah di dekat atau di atas tingkat kritis hasil panen maksimal, serta di bawah

ambang batas lingkungan.

• Meningkatkan ketersediaan P yang diambil tanaman dapat dilakukan dengan

aplikasi bahan pupuk yang mengikat fosfat tinggi (ammonium fosfat) dan

penambahan bahan organik