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-

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

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

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

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