| dc.description.abstract | RINGKASAN
SUTARDI. Efisiensi Serapan Hara pada Penggunaan Berbagai Pelapisan Formula Pupuk NPK untuk Meningkatkan Produksi Padi. Dibimbing oleh MUNIF GHULAMAHDI, SANDRA ARIFIN AZIZ, HAJRIAL ASWIDINNOOR, dan MARKUS ANDA.
Efisiensi pupuk NPK konvensional masih rendah akibat tingginya kehilangan hara melalui proses pencucian, volatilisasi, dan denitrifikasi. Oleh karena itu, penelitian ini mengembangkan teknologi pelapisan (coating) untuk meningkatkan efisiensi penggunaan hara. Penelitian ini bertujuan mengembangkan pupuk NPK berlapis berbasis bahan alami melalui tahapan penelitian yang sistematis. Penelitian ini diawali dengan karakterisasi bahan pelapis alami menggunakan analisis FTIR (Fourier Transform Infrared Spectroscopy), XRD (X-Ray Diffraction), XRF (X-Ray Fluorescence), dan SEM (Scanning Electron Microscopy) untuk mengidentifikasi potensi bahan alami sebagai pelapis pupuk NPK konvensional. Hasil analisis menunjukkan bahwa tujuh bahan alami, yaitu zeolit, kapur tohor, guano fosfat, kapur kalsit, biochar sekam padi, biochar tempurung kelapa, dan pupuk organik kambing, berpotensi digunakan sebagai pelapis pupuk NPK konvensional. Kombinasi bahan-bahan tersebut mampu menghasilkan pupuk NPK lepas lambat yang lebih efektif dan efisien.
Hasil uji perkolasi pada tanah Aluvial Sulfat Masam menunjukkan bahwa penggunaan pupuk NPK berlapis mampu mempertahankan pelepasan hara secara lebih terkendali dibandingkan pupuk tanpa pelapisan (konvensional). Formula kontrol terdiri atas 400 kg Urea ha?¹, 50 kg SP-36 ha?¹, dan 75 kg KCl ha?¹ dengan total dosis 525 kg ha?¹. Penelitian ini menghasilkan tiga formula terbaik, yaitu: (1) 200 kg Urea ha?¹, 12 kg SP-36 ha?¹, 25 kg KCl ha?¹, 100 kg kapur tohor ha?¹, dan 100 kg zeolit ha?¹ dengan total dosis 437 kg ha?¹; (2) 200 kg Urea ha?¹, 12 kg SP-36 ha?¹, 25 kg KCl ha?¹, 100 kg kapur kalsit ha?¹, dan 100 kg guano fosfat ha?¹ dengan total dosis 437 kg ha?¹; serta (3) 300 kg Urea ha?¹, 25 kg SP-36 ha?¹, 50 kg KCl ha?¹, 100 kg kapur tohor ha?¹, 100 kg zeolit ha?¹, 100 kg kapur kalsit ha?¹, 100 kg guano fosfat ha?¹, dan 5 kg biochar sekam padi ha?¹ dengan total dosis 780 kg ha?¹. Ketiga formula tersebut mampu mempertahankan pelepasan NH4?, NO3?, N total, P total, dan K total meskipun penggunaan Urea, SP-36, dan KCl masing-masing dikurangi sebesar 25–50%, 50–76%, dan 33–66,7% dibandingkan formula kontrol. Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa teknologi pelapisan menggunakan bahan alami mampu meningkatkan efisiensi penggunaan pupuk konvensional sehingga kebutuhan pupuk N, P, dan K dapat ditekan tanpa menurunkan ketersediaan hara selama periode inkubasi.
Hasil uji perkolasi pada tanah Gleisol menunjukkan bahwa penggunaan pupuk NPK berlapis mampu mempertahankan pelepasan hara secara lebih terkendali dibandingkan pupuk tanpa pelapisan. Formula kontrol terdiri atas 400 kg Urea ha?¹, 50 kg SP-36 ha?¹, dan 75 kg KCl ha?¹ dengan total dosis 525 kg ha?¹. Penelitian ini menghasilkan tiga formula terbaik, yaitu: (1) 400 kg Urea ha?¹, 50 kg SP-36 ha?¹, 75 kg KCl ha?¹, 100 kg kapur tohor ha?¹, 100 kg zeolit ha?¹, 100 kg kapur kalsit ha?¹, 100 kg guano fosfat ha?¹, dan 5 kg biochar sekam padi ha?¹ dengan total dosis 930 kg ha?¹; (2) 400 kg Urea ha?¹, 50 kg SP-36 ha?¹, 75 kg KCl ha?¹, dan 100 kg kapur tohor ha?¹ dengan total dosis 625 kg ha?¹; serta (3) 300 kg Urea ha?¹, 25 kg SP-36 ha?¹, 50 kg KCl ha?¹, 100 kg kapur tohor ha?¹, 100 kg zeolit ha?¹, 100
kg kapur kalsit ha?¹, 100 kg guano fosfat ha?¹, dan 5 kg biochar sekam padi ha?¹ dengan total dosis 780 kg ha?¹. Formula ketiga mampu menurunkan penggunaan Urea sebesar 25,0%, SP-36 sebesar 50,0%, dan KCl sebesar 33,3% dibandingkan formula kontrol tanpa menurunkan kemampuan mempertahankan pelepasan NH4?, NO3?, N total, P total, dan K total. Ketiga formula tersebut juga menunjukkan pola pelepasan hara yang lebih stabil dibandingkan pupuk tanpa pelapisan. Selain itu, ketiga formula tersebut memiliki karakteristik pupuk lepas lambat (Slow-Release Fertilizer/SRF) yang lebih baik, yang ditunjukkan oleh nilai konstanta laju pelepasan hara (k) yang lebih rendah dan waktu paruh pelepasan hara yang lebih panjang dibandingkan pupuk tanpa pelapisan
Hasil uji perkolasi pada tanah Grumusol menunjukkan bahwa pupuk NPK berlapis berbahan alami mampu memperlambat pelepasan nitrogen dibandingkan perlakuan kontrol yang terdiri atas 300 kg Urea ha?¹, 75 kg SP-36 ha?¹, dan 75 kg KCl ha?¹. Perlakuan kontrol memiliki konstanta laju pelepasan (k) tertinggi, yaitu 0,0350 hari?¹, serta waktu paruh pelepasan (t1/2) paling pendek, yaitu 19,8 hari. Sebaliknya, formula pupuk berlapis berbahan alami menunjukkan pelepasan hara yang lebih lambat dan lebih stabil hingga hari ke-28 pengamatan. Penelitian ini menghasilkan tiga formula terbaik, yaitu: (1) 300 kg Urea ha?¹, 75 kg SP-36 ha?¹, 75 kg KCl ha?¹, 75 kg zeolit ha?¹, 75 kg kapur kalsit ha?¹, dan 250 kg biochar sekam padi ha?¹ dengan nilai k sebesar 0,0115 hari?¹ dan t1/2 sebesar 60,3 hari; (2) 300 kg Urea ha?¹, 75 kg SP-36 ha?¹, 75 kg KCl ha?¹, 75 kg zeolit ha?¹, 75 kg kapur kalsit ha?¹, 250 kg biochar sekam padi ha?¹, dan 250 kg biochar tempurung kelapa ha?¹ dengan nilai k sebesar 0,0120 hari?¹ dan t1/2 sebesar 57,8 hari; serta (3) 300 kg Urea ha?¹, 75 kg SP-36 ha?¹, 75 kg KCl ha?¹, 75 kg zeolit ha?¹, 75 kg kapur kalsit ha?¹, 250 kg biochar sekam padi ha?¹, 250 kg biochar tempurung kelapa ha?¹, 250 kg pupuk organik kambing ha?¹, dan 250 kg bahan organik cengkeh ha?¹ dengan nilai k terendah, yaitu 0,0105 hari?¹, serta waktu paruh pelepasan (t1/2) terpanjang, yaitu 66,0 hari. Ketiga formula tersebut menunjukkan pola pelepasan hara yang lebih stabil dibandingkan pupuk tanpa pelapisan. Selain itu, ketiga formula tersebut memiliki karakteristik pupuk lepas lambat (SRF) yang lebih baik, yang ditunjukkan oleh nilai konstanta laju pelepasan hara (k) yang lebih rendah dan waktu paruh pelepasan hara (t1/2) yang lebih panjang dibandingkan perlakuan kontrol.
Hasil uji efektivitas rumah kaca pada tanah Aluvial Sulfat Masam membuktikan bahwa pupuk NPK berlapis mampu mempertahankan pelepasan NH4?, NO3?, N total, P total, dan K total secara lebih terkendali dibandingkan pupuk kontrol yang terdiri atas 400 kg Urea ha?¹, 50 kg SP-36 ha?¹, dan 75 kg KCl ha?¹ dengan total dosis 525 kg ha?¹. Hasil penelitian juga menunjukkan bahwa pupuk NPK berlapis mampu mempertahankan pertumbuhan dan hasil padi meskipun penggunaan pupuk konvensional NPK dikurangi secara substansial dibandingkan kontrol. Penelitian ini menghasilkan tiga formula terbaik, yaitu: (1) 300 kg Urea ha?¹, 25 kg SP-36 ha?¹, 50 kg KCl ha?¹, 100 kg kapur tohor ha?¹, 100 kg zeolit ha?¹, 100 kg kapur kalsit ha?¹, 100 kg guano fosfat ha?¹, dan 5 kg biochar sekam padi ha?¹ dengan total dosis 675 kg ha?¹; (2) 300 kg Urea ha?¹, 25 kg SP-36 ha?¹, 50 kg KCl ha?¹, 100 kg kapur tohor ha?¹, 100 kg zeolit ha?¹, 100 kg kapur kalsit ha?¹, 100 kg guano fosfat ha?¹, dan 5 kg biochar sekam padi ha?¹ dengan total 780 kg ha?¹; serta
(3) 200 kg Urea ha?¹, 12 kg SP-36 ha?¹, 25 kg KCl ha?¹, 100 kg kapur tohor ha?¹, 100 kg zeolit ha?¹, 100 kg kapur kalsit ha?¹, 100 kg guano fosfat ha?¹, 5 kg biochar sekam padi ha?¹, dan 5 kg biochar tempurung kelapa ha?¹ dengan total dosis 647 kg
ha?¹. Semuanya formula tersebut mampu mengurangi penggunaan Urea, SP-36, dan KCl masing-masing sebesar 25–50%, 50–76%, dan 33,3–66,7% dibandingkan pupuk kontrol. Meskipun penggunaan pupuk konvensional dikurangi, formula tersebut tetap mampu mempertahankan ketersediaan hara selama pertumbuhan tanaman. Selain itu, formula tersebut mampu meningkatkan sinkronisasi pelepasan hara dengan kebutuhan tanaman, meningkatkan aktivitas fotosintesis, pertumbuhan vegetatif, jumlah gabah bernas, dan bobot gabah per rumpun, serta menurunkan persentase gabah hampa dibandingkan pupuk kontrol tanpa pelapisan.
Hasil uji efektivitas rumah kaca pada tanah Gleisol menguatkan bahwa pupuk NPK berlapis mampu mempertahankan bahkan meningkatkan pertumbuhan dan hasil padi meskipun penggunaan pupuk konvensional dikurangi secara substansial dibandingkan pupuk kontrol yang terdiri atas 400 kg Urea ha?¹, 50 kg SP-36 ha?¹, dan 75 kg KCl ha?¹ dengan total dosis 525 kg ha?¹. Penelitian ini menghasilkan tiga formula terbaik, yaitu: (1) 200 kg Urea ha?¹, 12 kg SP-36 ha?¹, 25 kg KCl ha?¹, 100 kg kapur tohor ha?¹, dan 100 kg zeolit ha?¹ dengan total dosis 437 kg ha?¹; (2) 200 kg Urea ha?¹, 12 kg SP-36 ha?¹, 25 kg KCl ha?¹, 100 kg kapur tohor ha?¹, 100 kg zeolit ha?¹, 100 kg kapur kalsit ha?¹, 100 kg guano fosfat ha?¹, 5 kg biochar sekam padi ha?¹, dan 5 kg biochar tempurung kelapa ha?¹ dengan total dosis 647 kg ha?¹; serta (3) 200 kg Urea ha?¹, 12 kg SP-36 ha?¹, 25 kg KCl ha?¹, 100 kg kapur tohor ha?¹, 100 kg zeolit ha?¹, 100 kg kapur kalsit ha?¹, 100 kg guano fosfat ha?¹, 5 kg biochar sekam padi ha?¹, 5 kg biochar tempurung kelapa ha?¹, dan 5 kg pupuk organik kambing ha?¹ dengan total dosis 652 kg ha?¹. Ketiga formula tersebut mampu mengurangi penggunaan Urea sebesar 50,0%, SP-36 sebesar 76,0%, dan KCl sebesar 66,7% dibandingkan pupuk kontrol. Meskipun penggunaan pupuk konvensional berkurang secara signifikan, ketiga formula tersebut tetap mampu meningkatkan aktivitas fotosintesis, pertumbuhan vegetatif, jumlah gabah bernas, dan bobot gabah per rumpun dibandingkan pupuk tanpa pelapisan. Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa teknologi pelapisan yang menggunakan kombinasi mineral alami, biochar, dan bahan organik mampu meningkatkan efisiensi penggunaan hara serta menyinkronkan pelepasan hara dengan kebutuhan tanaman pada tanah Gleisol.
Hasil uji efektivitas lapang pada tanah Gleisol di Kabupaten Bantul dan Sleman, D.I. Yogyakarta menggambarkan bahwa pupuk NPK berlapis mampu mempertahankan bahkan meningkatkan pertumbuhan dan hasil padi dibandingkan pupuk konvensional. Penelitian ini menggunakan dua perlakuan kontrol, yaitu National Recommended Fertilizer Dose yang terdiri atas 300 kg ha?¹ Urea, 50 kg ha?¹ SP-36, dan 50 kg ha?¹ KCl, serta Farmer’s Existing Practice Dose yang terdiri atas 500 kg ha?¹ Urea, 50 kg ha?¹ SP-36, dan 50 kg ha?¹ KCl. Penelitian ini menghasilkan dua formula terbaik, yaitu: (1) 200 kg ha?¹ Urea, 50 kg ha?¹ SP-36, 75 kg ha?¹ KCl, 100 kg ha?¹ zeolit, 100 kg ha?¹ kapur tohor, 100 kg ha?¹ guano fosfat, 5 kg ha?¹ biochar sekam padi, 5 kg ha?¹ biochar tempurung kelapa, dan 25 kg ha?¹ pupuk organik kambing dengan total dosis 660 kg ha?¹; serta (2) 300 kg ha?¹ Urea, 25 kg ha?¹ SP-36, 50 kg ha?¹ KCl, 100 kg ha?¹ zeolit, 50 kg ha?¹ kapur tohor, 100 kg ha?¹ guano fosfat, 5 kg ha?¹ biochar sekam padi, 10 kg ha?¹ biochar tempurung kelapa, dan 5 kg ha?¹ pupuk organik kambing dengan total dosis 645 kg ha?¹. Kedua formula tersebut mampu menurunkan penggunaan Urea sebesar 33,3–66,0% dan SP-36 sebesar 50,0% dibandingkan perlakuan kontrol. Meskipun penggunaan pupuk konvensional berkurang, kedua formula tersebut tetap mampu mempertahankan bahkan meningkatkan pertumbuhan dan hasil padi. Hasil
penelitian ini menunjukkan bahwa kedua formula memiliki efisiensi penggunaan hara yang lebih tinggi dibandingkan pupuk konvensional.
Hasil uji efektivitas lapang pada tanah Grumusol di Kabupaten Sragen menbuktikan bahwa pupuk NPK berlapis mampu meningkatkan efisiensi penggunaan hara serta mempertahankan hasil padi meskipun penggunaan pupuk konvensional dikurangi. Penelitian ini menggunakan beberapa perlakuan kontrol, yaitu kontrol pupuk konvensional yang terdiri atas 300 kg ha?¹ Urea, 110 kg ha?¹ SP-36, dan 110 kg ha?¹ KCl dengan total dosis 520 kg ha?¹; National Recommended Fertilizer Dose yang terdiri atas 300 kg ha?¹ Urea, 75 kg ha?¹ SP-36, dan 75 kg ha?¹ KCl dengan total dosis 450 kg ha?¹; Farmer’s Existing Practice Dose yang terdiri atas 500 kg ha?¹ Urea, 150 kg ha?¹ SP-36, dan 150 kg ha?¹ KCl dengan total dosis 800 kg ha?¹; serta kontrol tanpa pemupukan. Penelitian ini menghasilkan satu formula terbaik berdasarkan produksi gabah dan nilai Relative Agronomic Effectiveness (RAE) tertinggi. Formula tersebut terdiri atas 90 kg ha?¹ Urea, 50 kg ha?¹ SP-36, 50 kg ha?¹ KCl, 100 kg ha?¹ zeolit, 100 kg ha?¹ kalsit, 50 kg ha?¹ biochar sekam padi, 100 kg ha?¹ biochar tempurung kelapa, dan 100 kg ha?¹ pupuk organik kambing dengan total dosis 640 kg ha?¹. Formula tersebut menghasilkan produksi gabah tertinggi sebesar 8,07 t ha?¹ dengan nilai Relative Agronomic Effectiveness (RAE) sebesar 130,4–135,98%. Formula tersebut juga mampu menurunkan penggunaan Urea sebesar 40–60,0% dan penggunaan SP-36 sebesar 50,0% dibandingkan perlakuan kontrol. Meskipun penggunaan pupuk konvensional berkurang, formula tersebut tetap mampu mempertahankan bahkan meningkatkan pertumbuhan dan hasil padi. Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa formula tersebut memiliki efisiensi penggunaan hara yang lebih tinggi dibandingkan pupuk konvensional.
Hasil uji stabilitas tiga formula terbaik pada tiga varietas unggul padi di lahan pesisir Pantai Kecamatan Ngombol, Kabupaten Purworejo, Jawa Tengah, pada tanah Aluvial Sulfat Masam ditemukan bahwa pupuk NPK berlapis mampu meningkatkan efisiensi penggunaan pupuk konvensional tanpa menurunkan produktivitas padi. Penelitian ini menggunakan perlakuan kontrol berupa pupuk NPK konvensional tanpa pelapisan yang terdiri atas 400 kg ha?¹ Urea, 50 kg ha?¹ SP-36, dan 75 kg ha?¹ KCl dengan total dosis 525 kg ha?¹. Perlakuan kontrol tersebut menghasilkan produksi rata-rata sebesar 6,95 t ha?¹ gabah kering panen (GKP) dengan nilai Relative Agronomic Effectiveness (RAE) sebesar 100% sebagai dasar pembanding seluruh perlakuan. Penelitian ini menghasilkan formula terbaik berdasarkan kombinasi produksi gabah dan efisiensi penggunaan pupuk pada varietas Bioprima Agritan. Formula tersebut terdiri atas 300 kg ha?¹ Urea, 25 kg ha?¹ SP-36, 50 kg ha?¹ KCl, 100 kg ha?¹ kapur tohor, 100 kg ha?¹ zeolit, 100 kg ha?¹ kapur kalsit, 100 kg ha?¹ guano fosfat, dan 5 kg ha?¹ biochar sekam padi dengan total dosis 780 kg ha?¹. Formula tersebut mampu mengurangi penggunaan Urea sebesar 25,0–50,0%, SP-36 sebesar 50,0–76,0%, dan KCl sebesar 33,3–66,7%, atau setara dengan penghematan pupuk konvensional total sebesar 28,57–54,86% dibandingkan perlakuan kontrol. Formula tersebut menghasilkan produksi gabah sebesar 7,07 t ha?¹ GKP pada varietas Bioprima Agritan, 7,24 t ha?¹ GKP pada varietas Mekongga, dan 6,89 t ha?¹ GKP pada varietas IPB 3S. Nilai RAE yang dihasilkan masing-masing sebesar 104,6%, 110,7%, dan 89,62%. Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa teknologi pelapisan pupuk NPK menggunakan kombinasi bahan mineral, biochar, dan bahan organik mampu mempertahankan produktivitas
padi sekaligus meningkatkan efisiensi penggunaan pupuk konvensional pada lahan pesisir dengan tanah Aluvial Sulfat Masam.
Hasil uji stabilitas tiga formula terbaik pada tiga varietas unggul padi di tanah Gleisol Kabupaten Bantul, D.I. Yogyakarta menrekomendasikan bahwa pupuk NPK berlapis mampu meningkatkan efisiensi penggunaan pupuk konvensional tanpa menurunkan produktivitas padi. Penelitian ini menggunakan perlakuan kontrol berupa pupuk NPK konvensional tanpa pelapisan yang terdiri atas 400 kg ha?¹ Urea, 50 kg ha?¹ SP-36, dan 75 kg ha?¹ KCl dengan total dosis 525 kg ha?¹. Perlakuan kontrol tersebut menghasilkan produksi rata-rata sebesar 5,92 t ha?¹ gabah kering panen (GKP), efisiensi agronomi sebesar 4,08 kg kg?¹ N, dan nilai Relative Agronomic Effectiveness (RAE) sebesar 100% sebagai dasar pembanding seluruh perlakuan. Penelitian ini menunjukkan bahwa formula terbaik diperoleh pada varietas Mekongga, IPB 3S, dan Bioprima Agritan. Formula tersebut menggunakan 200–300 kg ha?¹ Urea, 12–25 kg ha?¹ SP-36, dan 25–50 kg ha?¹ KCl yang dipadukan dengan 100 kg ha?¹ kapur tohor, 100 kg ha?¹ zeolit, dan 100 kg ha?¹ kapur kalsit. Formula tersebut selanjutnya diperkaya dengan 100 kg ha?¹ guano fosfat, 5 kg ha?¹ biochar sekam padi, dan 5 kg ha?¹ biochar tempurung kelapa sehingga total dosis formula berkisar antara 647–780 kg ha?¹. Penggunaan formula tersebut mampu menghemat penggunaan pupuk konvensional hingga 54,86% dibandingkan perlakuan kontrol. Formula tersebut menghasilkan produksi gabah sebesar 7,02 t ha?¹ GKP pada varietas Mekongga, 6,62 t ha?¹ GKP pada varietas IPB 3S, dan 6,92 t ha?¹ GKP pada varietas Bioprima Agritan. Efisiensi agronomi yang dihasilkan masing-masing sebesar 17,89 kg kg?¹ N, 16,88 kg kg?¹ N, dan 26,51 kg kg?¹ N. Nilai Relative Agronomic Effectiveness (RAE) yang dicapai masing-masing sebesar 122,06%, 140,90%, dan 158,10%. Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa teknologi pelapisan pupuk NPK berbasis mineral alam, biochar, dan bahan organik mampu meningkatkan efisiensi penggunaan pupuk konvensional sekaligus mempertahankan bahkan meningkatkan produktivitas padi pada tanah Gleisol.
Penggunaan pupuk NPK berlapis berbahan alami meningkatkan efisiensi penggunaan pupuk konvensional secara signifikan pada berbagai tipe tanah dan kondisi pengujian. Formula terbaik menurunkan penggunaan Urea sebesar 100–410 kg ha?¹ atau setara dengan 25–82%, SP-36 sebesar 25–100 kg ha?¹ atau setara dengan 33–76%, serta KCl sebesar 25–100 kg ha?¹ atau setara dengan 33–67% dibandingkan pemupukan konvensional. Meskipun penggunaan pupuk konvensional dikurangi secara substansial, produktivitas padi tetap dapat dipertahankan bahkan meningkat pada beberapa lokasi pengujian.
Temuan penelitian ini menunjukkan bahwa teknologi pelapisan pupuk NPK menggunakan kombinasi zeolit, kapur tohor, kapur kalsit, guano fosfat, biochar sekam padi, biochar tempurung kelapa, dan pupuk organik kambing meningkatkan efisiensi penggunaan hara serta mendukung sistem produksi padi yang lebih berkelanjutan.
Secara keseluruhan, hasil penelitian ini memberikan dasar ilmiah yang kuat bagi pengembangan pupuk NPK lepas lambat berbasis sumber daya alami sebagai alternatif teknologi pemupukan yang lebih efisien, ekonomis, dan berkelanjutan untuk mendukung peningkatan produksi padi nasional. | |
