Ilmu Tanah

PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Nitrogen merupakan sumber utama gas bebas di udara yang menempati 78% dari volume atmosfer. Dalam bentuk unsur lain tidak dapat digunakan oleh tanaman. Nitrogen gas harus diubah menjadi bentuk nitrat atau amonium melalui proses-proses tertentu agar dapat digunakan oleh tanaman. Atmosfer terdiri dari 79 % nitrogen ( berdasarkan volume ) sebagai gas padat N2 yang tidak bereaksi dengan unsur-unsur lainnya yang menghasilkan suatu bentuk nitrogen yang dapat digunakan oleh sebagian besar tanaman. Peningkatan penyediaan nitrogen tanah untuk tanaman terdiri terutama dari meningkatnya jumlah pengikatan nitrogen secara biologis atau penambahan nitrogen pupuk. Diantara berbagai macam unsur hara yang dibutuhkan tanaman nitrogen merupakan salah satu diantara unsur hara makro tersebut yang sangat besar peranannya bagi pertumbuhan dan perkembangan tanaman. Nitrogen memberikan pengaruh besar terhadap perkembangan pertumbuhan. Diantara tiga unsur yang biasa mengandung pupuk buatan yaitu kalium, fosfat, dan nitrogen, rupanya nitrogen mempunyai efek paling menonjol. Nitrogen bila ditinjau dari segi keberadaannya merupakan yang paling banyak mendapat perhatian. Hal ini disebabkan jumlah nitrogen yang terdapat di dalam tanah sedikit sedangkan yang diangkat tanaman berupa panen setiap musim cukup banyak. Disamping itu, senyawa nitrogen anorganik sangat larut dan mudah hilang dalam air drainase atau alang ke atmosfer. Selanjutnya efek nitrogen terhadap pertumbuhan akan jelas dan cepat. Dengan demikian dari banyak segi jelas bahwa unsur nitrogen ini merupakan unsur yang berdaya besar yang tidak saja unsur yang harus diawetkan juga harus dikendalikan pemakaiannya. 1.2 Tujuan dan Kegunaan Tujuan dari pembahasan Nitrogen ini mengetahui jumlah, fungsi, pengaruhnya bagi tanaman kehutanan dan keberadaan pH-nya serta pemupukannya. Kegunaan dari pembahasan Nitrogen ini agar dapat mengetahui dan mempelajari Nitrogen lebih baik lagi dalam fungsinya bagi tanaman khususnya tanaman Kehutanan. II. TINJAUAN PUSTAKA Cara utama nitrogen masuk ke dalam tanah adalah akibat kegiatan jasad renik, baik yang hidup bebas maupun yang bersimbiose dengan tanaman. Dalam hal yang terakhir nitrogen yang diikat digunakan dalam sintesa amino dan protein oleh tanaman inang. Jika tanaman atau jasad renik pengikat nitrogen bebas, maka bakteri pembusuk membebaskan asam amino dari protein, bakteri amonifikasi membebaskan amonium dari grup amino, yang kemudian dilarutkan dalam larutan tanah. Amonium diserap tanaman, atau diserap setelah dikonversikan menjadi nitrat oleh bakteri nitrifikasi (Hakim, dkk., 1986). Tanah hutan berbeda dengan tanah perkebunan dan tanah peternakan. Tanaman di lahan kering umumnya menyerap ion nitrat NO3- relatif lebih besar jika dibandingkan dengan ion NH4+. Ada dugaan bahwa senyawa organik, misalnya asam nukleat dan asam amino larut, dapat diserap langsung oleh tanaman (Tisdale, 1985). Tetapi keberadaan kedua senyawa tersebut dalam tanah dianggap kecil jika dibandingkan dengan keperluan tanaman. Menurut Mengel & Kirkby (1987), pada pH rendah, nitrat diserap lebih cepat dibandingkan dengan amonium, sedangkan pada pH netral kemungkinan penyerapan keduanya seimbang. Hal ini mungkin disebabkan oleh adanya persaingan anion OH- dengan anion NO3- sehingga penyerapan nitrat sedikit terhambat. Pada pH 4,0 penyerapan nitrat lebih banyak dibandingkan dengan amonium. Amonium dalam kadar yang tinggi dapat meracuni tanaman. Hal ini disebabkan oleh adanya amoniak (NH3) yang terbentuk dari amonium. Bagi tanaman yang berwarna hijau mengandung N protein terbanyak dan meliputi 70% - 80% dari total N tanaman. Nitrogen asam nukleat terdapat sekitar 10% dan asam amino terlarut hanya sebanyak 5% dari total dalam tanaman. Pada biji tanaman, protein umumnya dalam bentuk tersimpan (Rosmarkam & Yuwono, 2002). Tabel Nilai dan Kriteria N dalam Tanah yang Berdasarkan Standar Internasional (SI) Nilai N-Total Kriteria N-Total < 0,1 0,1 – 0,21 0,22 – 0,51 0,52 – 0,75 > 0,75 Sangat rendah Rendah Sedang Tinggi Sangat tinggi Faktor-faktor yang mempengaruhi ketersediaan N adalah kegiatan jasad renik, baik yang hidup bebas maupun yang bersimbiose dengan tanaman. Pertambahan lain dari nitrogen tanah adalah akibat loncatan suatu listrik di udara. Nitrogen dapat masuk melalui air hujan dalam bentuk nitrat. Jumlah ini sangat tergantung pada tempat dan iklim (Hakim, dkk., 1986). Pengaruh jangka panjang pemupukan nitrogen dalam biosfer tidak diketahui, tetapi pemupukan ini merupakan bahaya yang terpendam bagi pencemaran nitrat terhadap air tanah dan eutrofikasi danau. Penting untuk disadari bahwa penambahan lebih banyak nitrogen ke dalam tanah sebagai pupuk tidak selalu berakibat lebih banyak pencucian nitrat sampai ke permukaan air tanah. Hal ini merupakan akibat dari kenyataan bahwa pertumbuhan tanaman yang sangat meningkat memerlukan lebih banyak pengambilan nitrogen. Tetapi, kehilangan nitrogen meningkat bila kemampuan tanah dalam imobilisasi terlampaui (Foth, 1994). Nitrogen dalam tanah berasal dari (1.) Bahan organik tanah (bahan organik halus, N tinggi, C/N rendah; dan bahan organik, kasar, N rendah C/N tinggi. Bahan organik merupakan sumber N yang utama di dalam tanah.); (2.) Pengikatan oleh mikroorganisme dan N udara (Simbiose dengan tanaman legumenose, yaitu oleh bakteri bintil akar atau Rhizobium; Bakteri yang hidup bebas (nonsimbiotik) yaitu Azotobacter (aerobik) dan Clostridium (anaerobik)); (3.) Pupuk, misalnya ZA, Urea, dan lain-lain; dan (4.) Air hujan. Fungsi N adalah memperbaiki pertumbuhan vegetatif tanaman dan pembentukan protein. Gejala-gejala kekurangan N adalah tanaman kerdil, pertumbuhan akar terbatas, dan daun-daun kuning dan gugur. Gejala-gejala kebanyakan N adalah memperlambat kematangan tanaman, batang-batang lemah mudah roboh, dan mengurangi daya tahan tanaman terhadap penyakit. Nitrogen di dalam tanah terdapat dalam berbagai bentuk yaitu protein, senyawa-senyawa amino, Amonium (NH4+), dan Nitrat (NO3-). Hilangnya N dari tanah karena digunakan oleh tanaman atau mikroorganisme, N dalam bentuk NH4+ dapat diikat oleh mineral liat jenis illit sehingga tidak dapat digunakan oleh tanaman, N dalam bentuk NO3- mudah dicuci oleh air hujan, banyak hujan N rendah, dan tanah pasir mudah merembeskan air sehingga N lebih rendah daripada tanah liat (Hardjowigeno, 2003). Penelitian di lakukan untuk mengetahui pengaruh pemberian hara Nitrogen dan Fosfor kedalam tanah terhadap perkembangan mikoriza pada tanaman pinus Merkusii. Dalam penelitian ini telah di gunakan andosol dari puncak dan latosol dari Darmaga. Satu bibit pinus merkusii di tanam dalam satu pot yang berisi 490 gram tanah kering untuk masing-masing jenis tanah, merupakan satu kesatuan percobaan [Jurnal : penelitian perkembangan mikoriza pada Pinus merkusii (Chairil Anwar)]. Nitrogen { (NH4) 2SO4 } di berikan dalam lima tingkat kepekatan yaitu, 0 ppm, 60 ppm, 120 ppm, 180 ppm, atau 240 ppm sedangkan fosfor { ( NaH2 P04) } juga dalam lima tingkat kepekatan yaitu, 0 ug/ml, 0,1 ug/ml, 0,2 ug/ml, 0,3 ug/ml, 0,4 ug/ml. Percobaan ini di lakukan dalam empat ulangan, enambelas minggu kemudian persentase mekuriza pada perakaran bibit di tentukan [Jurnal : penelitian perkembangan mikoriza pada Pinus merkusii (Chairil Anwar)]. Pemberian fosfor tidak berpengaruh nyata terhadap perkembangan mikoriza, sedangkan pemberian Nitrogen dengan sangat nyata menekan perkembangan mikoriza. Pengaruhnya dapat di gambarkan dengan perkembangan regresi Y = 2,7 – 0,000797 X; Y adalah persentase mikoriza , sedangkan X merupakan banyaknya Nitrogen yang di berikan [Jurnal : penelitian perkembangan mikoriza pada Pinus merkusii (Chairil Anwar)]. III. PEMBAHASAN III.1 Unsur Nitrogen Pertumbuhan, perkembangan dan produksi suatu tanaman ditentukan oleh dua faktor utama yaitu faktor genetik dan faktor lingkungan. Salah satu faktor lingkungan yang sangat menentukan lajunya pertumbuhan, perkembangan dan produksi suatu tanaman adalah tersedianya unsur-unsur hara yang cukup di dalam tanah. Dari 105 unsur yang ada di atas permukaan bumi ini, ternyata baru 16 unsur yang mutlak diperlukan oleh suatu tanaman untuk dapat menyelesaikan siklus hidupnya dengan sempurna. Ke- 16 unsur tersebut terdiri dari 9 unsur makro dan 7 unsur mikro. 9 unsur makro dan 7 unsur mikro inilah yang disebut sebagai unsur -unsur esensial. Menurut ARNON dan STOUT ada tiga kriteria yang harus dipenuhi sehingga suatu unsur dapat disebut sebagai unsur esensial: Unsur tersebut diperlukan untuk menyelesaikan satu siklus hidup tanaman secara normal (biji – biji). Unsur tersebut memegang peran yang penting dalam proses biokhemis tertentu dalam tubuh tanaman dan peranannya tidak dapat digantikan atau disubtitusi secara keseluruhan oleh unsur lain. Peranan dari unsur tersebut dalam proses biokimia tanaman adalah secara langsung dan bukan secara tidak langsung. Ketersediaan unsur-unsur esensial didalam tanah bagi tanaman sangat ditentukan oleh pH. Seperti unsur N pada pH 5.5 – 8.5, P pada pH 5.5 – 7.5 sedangkan K pada pH 5.5 – 10 sebaliknya unsur mikro relatif tersedia pada pH rendah. Pelajaran penting yang perlu kita ingat dari ketersediaan unsur esensial dalam hubungannya dengan pH yaitu bahwa untuk melakukan percobaan-percobaan lapang disarankan agar dilakukan pada area dengan pH tanah kurang lebih 7. Hal ini disebabkan karena pada pH tersebut semua unsur hara esensial baik makro maupun mikro berbeda dalam keadaan yang siap untuk diserap oleh akar tanaman sehingga dapat menjamin pertumbuhan dan produksi tanaman. Dan untuk selanjutnya kami akan mencoba menjelaskan pengaruh daripada unsur makro dan mikro terhadap pertumbuhan dan produktivitas tanaman, terutama pengaruh unsur N terhadap pertumbuhan tanaman dan gejala dari kekurangan dan kelebihan unsur tersebut bagi tanaman. III.2 Nitrogen Nitrogen adalah unsur kimia yang memiliki lambang N, nomor atom dari 7 dan massa atom 14,00674 u. Elemental nitrogen tidak berwarna, tidak berbau, tawar dan kebanyakan lembam diatomik gas pada kondisi standar, merupakan 78% dari volume atmosfer bumi. Banyak senyawa penting industri, seperti amonia, asam nitrat, nitrat organik (propellants dan bahan peledak), dan sianida, mengandung nitrogen. Ikatan yang sangat kuat dalam unsur kimia nitrogen mendominasi, menyebabkan kesulitan untuk kedua organisme dan industri dalam mematahkan ikatan untuk mengubah N_2 menjadi senyawa yang berguna, tetapi melepaskan sejumlah besar energi sering berguna, ketika senyawa tersebut terbakar, meledak, atau pembusukan kembali menjadi gas nitrogen. Unsur nitrogen ditemukan oleh dokter Skotlandia Daniel Rutherford pada tahun 1772. Nitrogen terjadi di semua organisme hidup. Ini adalah elemen konstituen asam amino dan dengan demikian protein, dan asam nukleat (DNA dan RNA). Ini terletak pada struktur kimia dari hampir semua neurotransmiter, dan merupakan komponen yang menentukan alkaloid, molekul biologis yang dihasilkan oleh banyak organisme. III.3 SIKLUS NITROGEN Siklus nitrogen merupakan salah satu siklus hara paling penting yang ada di permkaan bumi. Nitrogen digunakan oleh organisme hidup untuk menghasilkan sejumlah kompleks organik molekul seperti asam amino, protein, dan asam nukleat. Dibawah ini adalah agen-agen yang berperan dalam siklus nitrogen: Fiksasi nitrogen oleh bakteri dapat memperbaiki atmosfer gas nitrogen (N 2) untuk amonia (NH 3) dalam reaksi pengurangan. Decomposer adalah bakteri dan jamur yang membusuk bangkai binatang dan tanaman dan, dalam proses mengkonversi nitrogen organik mereka (yang ditemukan dalam protein dan asam nukleat) menjadi anorganik, amonium (NH 4 +) . Bakteri nitrifikasi adalah bakteri yang interconvert molekul nitrogen anorganik: Nitrosomonas mengubah amonium (NH 4 +) ke nitrit (NO 2 -) ,Nitrobacter mengubah nitrit (NO 2 -) menjadi nitrat (NO 3 -) .Secara bersama proses-proses ini dikenal sebagai nitrification .Nitrification hanya terjadi bila kondisi tanah tidak sesuai yaitu berawa, terlalu dingin atau terlalu asam. Jika kondisi tanah yang tidak sesuai terakumulasi amonium Baktei denitrifikasi adalah bakteri yang mengubah nitrat (NO 3 -) untuk nitrit (NO 2 -) dan kemudian ke gas nitrogen (N 2) .Bakteri ini mengkonversi nitrogen anorganik ke dalam atmosfer nitrogen; suatu proses yang dikenal sebagai denitrifikasi. Contoh bakteri ini adalah Pseudomonas, Thiobacillus dll. Fiksasi nitrogen oleh energi yang tinggi yang tersedia dari petir yang cukup untuk memperbaiki atmosfer nitrogen nitrat Haber-Bosch: ini adalah sepenuhnya proses buatan yang digunakan dalam pembuatan pupuk amonium – tetapi karena kontribusi terhadap total fiksasi nitrogen atmosfer sering termasuk Pencucian: hilangnya nitrat dari tanah sebagai akibat dari hujan lebat turun. Nitrat larut ke dalam tubuh air (misalnya danau) memperkaya mereka dan membuat mereka lebih subur. Proses ini dikenal sebagai eutrofikasi. III.4 N TERSEDIA BAGI TANAMAN Nitrogen yang dapat di manfaatkan oleh tanaman tinggkat tingggi khususnya tanaman budidaya dapat di bedakan atas empat kelompok utama yaitu: 1. Nitrogen nitrat (NO3-), 2. Nitrogen ammonia (NH4+), 3. Nitrogen molekuler (N2) dan 4. Nitrogen organic. Nitrogen adalah unsur yang sangat penting bagi pertumbuhan tanaman. Nitrogen merupakan bagian dari protein, bagian penting konstituen dari protoplasma, enzim, agen katalis biologis yang mempercepat proses kehidupan. Nitrogen juga hadir sebagai bagian dari nukleoprotein, asam amino, amina, asam gula, polipeptida dan senyawa organik dalam tumbuhan. Dalam rangka untuk menyiapkan makanan untuk tanaman, tanaman diperlukan klorofil, energi sinar matahari untuk membentuk karbohidrat dan lemak dari C air dan senyawa nitrogen. Adapun peranan N yang lain bagi tanaman adalah : Berperan dalam pertumbuhan vegetatif tanaman Memberikan warna pada tanaman Panjang umur tanaman Penggunaan karbohidrat Dan lain-lain Sumber-sumber nitrogen : a. Nitrogen antara lain bersumber dari pupuk buatan pabrik seperti urea, ZA, dan Amonium Sulfat. b. Udara merupakan sumber nitrogen paling besar yang dalam proses pemanfaatannya oleh tanaman melalui perubahan terlebih dahulu, dalam bentuk amonia dan nitrat yang sampai ketanah melalui air hujan, atau yang di ikat oleh bakteri pengikat nitrogen. c. Sumber nitrogen lainnya adalah pupuk kandang dan bahan-bahan organisme lainnya. III.5 GEJALA KEKURANGAN DAN KELEBIHAN UNSUR N TERHADAP TANAMAN Kekurangan salah satu atau beberapa unsur hara akan mengakibatkan pertumbuhan tanaman tidak sebagaimana mestinya yaitu ada kelainan atau penyimpangan-penyimpangan dan banyak pula tanaman yang mati muda yang sebelumnya tampak layu dan mengering. Adapun gejala yang ditimbulkan akibat dari kekurangan dan kelebihan unsur N bagi tnaman adalah sebagai berikut : 1. Efek kekurangan unsur N bagi Tanaman. Pertumbuhan kerdil, Warna daun menguning, Produksi menurun, Fase pertumbuhan terhenti, Kematian. 2. Efek dari kelebihan unsur N bagi tanaman Menghasilkan tunas muda yang lembek / lemah dan vegetatif Kurang menghasilkan biji dan biji-bijian Menperlambat pemasakan / penuaan buah dan biji-bijian Mengasamkan reaksi tanah, menurunkan PH tanah, dan merugikan tanaman, sebab akan mengikat unsur hara lain, sehingga akan sulit diserap tanaman. Pemupukan jadi kurang efektif dan tidak efisien. III.6 Pengaruh Nitrogen pada Pohon S. palembanica berpengaruh lebih baik terhadap sifat fisik tanah, utamanya dalam hal porositas tanah dan berat jenis (bulk density) tanah dan permeabilitas tanah. Ketiga jenis Shorea yang diteliti yakni : S. compressa dan S. palembanica tidak menyebabkan perbedaan sifat reaksi tanah di bawahnya. Reaksi (pH) tanah termasuk sedang (pH 5,12 - 5,66) di bawah tiga jenis tegakan hutan tersebut. Ketiga jenis tegakan Shorea yang diteliti berpengaruh baik terhadap kadar C-organik dan nitrogen tanah. Semuanya dalam kondisi (level) sedang. Untuk C-organik (2.20 - 2.28 persen (0 - 10 cm) dan 1,21 - 1,66 persen dan (10 - 20 cm) dan untuk N-total 0,24 - 0,47 persen (0 - 10 cm) dan 0,2 - 0,44 persen dan (10 - 20 cm) jeluk tanah. Dalam unsur hara potasium (K) tanah ketiga jenis tanaman hutan tidak menunjukkan perbedaan pengaruh. Demikian pula dalam hal kadar hara magnesium (Mg) dan kalsium (Ca) dan Kapasitas Tukar Kation (KTK) tanah. Jenis S. pinanga, S. compressa dan S. palembanica pada jenis tanah aluvial dapat dikembangkan karena berpengaruh cukup baik terhadap sifat fisik tanah. Untuk perbaikan, pelestarian kesuburan dan konservasi tanah jenis S. pinanga adalah pilihan yang terbaik. IV. PENUTUP IV. 1 Kesimpulan Nitrogen adalah unsur yang sangat penting bagi petrumbuhan tanaman. Nitrogen merupakan bagian dari protein, bagian penting konstituen dari protoplasma, enzim, agen katalis biologis yang mempercepat proses kehidupan. Nitrogen juga hadir sebagai bagian dari nukleoprotein, asam amino, amina, asam gula, polipeptida dan senyawa organik dalam tumbuhan. Dalam rangka untuk menyiapkan makanan untuk tanaman, tanaman diperlukan klorofil, energi sinar matahari untuk membentuk karbohidrat dan lemak dari C air dan senyawa nitrogen. Fungsi Nitrogen bagi pertumbuhan tanaman adalah memperbaiki pertumbuhan vegetatif tanaman. Tanaman yang tumbuh pada tanah yang cukup N, berwarna lebih hijau. Selain itu Nitrogen berfungsi dalam pembentukan protein. IV.2 Saran Kekurangan salah satu atau kelebihan unsur hara akan mengakibatkan pertumbuhan tanaman tidak sebagaimana mestinya yaitu ada kelainan atau penyimpangan-penyimpangan yang tidak diharapkan pada tanaman, maka dari itu sebaiknya kita memperhatikan dalam pemberian unsur N pada tanah dan tanaman. DAFTAR PUSTAKA http://pupukdsp.com/index.php/Pupuk-Tanaman/Unsur-Hara-Nitrogen-N.html http://www.silvikultur.com/Unsur_Hara_Nitrogen.html http://bibirmemble.wordpress.com/2010/03/23/unsur-nitrogen-dan-peranannya-terhadap-pertumbuhan-tanaman/ buroco121.blogspot.com/.../kimia-dan-kesuburan-tanah-n-total.html Buckman, H.O dan N.C, Brady., 1982. Ilmu Tanah. Bhratara Karya Aksara. Jakarta. Foth, H.D., 1994. Dasar-Dasar Ilmu Tanah. Erlangga. Jakarta. http://blogs.unpad.ac.id/mieke/files/2010/12/Artikel-J2.pdf http://journal.ipb.ac.id/index.php/bulhpt/article/view/2608/1591