727 Teknologi Pupuk Hayati untuk Efisiensi Pemupukan dan Keberlanjutan Sistem Produksi Pertanian Rasti Saraswati Peneliti Badan Litbang Pertanian di Balai Penelitian Tanah, Jl. Tentara Pelajar No. 12, Bogor 16114 Abstrak. Efisiensi pemupukan dapat ditingkatkan dengan menggunakan mikroba fiksasi N 2 , pelarut hara P dan K, dan pemacu pertumbuhan tanaman. Pengunaan mikroba penyubur tanah dapat menyediakan hara bagi tanaman dan metabolit pengatur tumbuh tanaman, serta melindungi akar dari gangguan hama dan penyakit. Teknologi pupuk hayati merupakan penggunaan produk biologi aktif yang terdiri dari mikroba penyubur tanah untuk meningkatkan efisiensi pemupukan, kesuburan dan kesehatan tanah. Penggunaan pupuk hayati di Indonesia saat ini sedang marak-maraknya digunakan, baik oleh petani, pabrik-pabrik pupuk maupun berbagai proyek-proyek Departemen Pertanian, namun demikian masih banyak juga produk pupuk hayati yang belum memenuhi standar mutu. Agar pemanfaatan pupuk hayati berdampak pada peningkatan pendapatan petani, maka teknologi pupuk hayati yang dimanfaatkan harus sudah matang/teruji dengan tingkat efisiensi tinggi. Penyuluhan sangat diperlukan agar pemanfaatan pupuk hayati berdampak pada peningkatan hasil dan efisiensi pemupukan. Pemahaman strategi pemanfaatan pupuk hayati ialah untuk memperbaiki kualitas tanah, memelihara keanekaragaman hayati menunjang keberlanjutan produktivitas pertanian. Kata kunci: Teknologi pupuk hayati, efisiensi pemupukan, keberlanjutan sistem produksi pertanian PENDAHULUAN Efisiensi pemupukan merupakan hal yang sangat penting bagi pelaku usaha pertanian dan perkebunan mengingat tingkat kehilangan yang tinggi akibat proses-proses dalam tanah (aliran pemupukan, pencucian, evaporasi, fiksasi dan imobilisasi). Dengan kecenderungan semakin tingginya biaya produksi pupuk Urea sebagai akibat menipisnya ketersediaan serta meningkatknya harga bahan gas alam (bahan baku pabrik Urea), serta meningkatnya kesadaran manusia akan isu lingkungan, maka penggunaan pupuk sintetik secara perlahan akan diminimalkan dan ditingkatkan ke penggunaan pupuk yang ramah lingkungan dan bersumber dari bahan baku terbaharui (renewable resources) seperti pupuk hayati dan pupuk organik. Pengelolaan sistem produksi pertanian secara terpadu, intensif dan berkelanjutan melalui aplikasi pupuk hayati yang bermutu unggul dapat meningkatkan efisiensi pemupukan, penghematan biaya pupuk, tenaga kerja, pendapatan petani, produktivitas pertanian serta kelestarian lahan pertanian. 68
12
Embed
Teknologi Pupuk Hayati untuk Efisiensi Pemupukan dan ...balittanah.litbang.pertanian.go.id/ind/dokumentasi/lainnya/68... · Teknologi Pupuk Hayati untuk Efisiensi Pemupukan dan Keberlanjutan
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
727
Teknologi Pupuk Hayati untuk Efisiensi Pemupukan dan Keberlanjutan Sistem Produksi Pertanian
Rasti Saraswati
Peneliti Badan Litbang Pertanian di Balai Penelitian Tanah, Jl. Tentara Pelajar No. 12, Bogor 16114
Abstrak. Efisiensi pemupukan dapat ditingkatkan dengan menggunakan mikroba fiksasi
N2, pelarut hara P dan K, dan pemacu pertumbuhan tanaman. Pengunaan mikroba
penyubur tanah dapat menyediakan hara bagi tanaman dan metabolit pengatur tumbuh
tanaman, serta melindungi akar dari gangguan hama dan penyakit. Teknologi pupuk
hayati merupakan penggunaan produk biologi aktif yang terdiri dari mikroba penyubur
tanah untuk meningkatkan efisiensi pemupukan, kesuburan dan kesehatan tanah.
Penggunaan pupuk hayati di Indonesia saat ini sedang marak-maraknya digunakan, baik
oleh petani, pabrik-pabrik pupuk maupun berbagai proyek-proyek Departemen Pertanian,
namun demikian masih banyak juga produk pupuk hayati yang belum memenuhi standar
mutu. Agar pemanfaatan pupuk hayati berdampak pada peningkatan pendapatan petani,
maka teknologi pupuk hayati yang dimanfaatkan harus sudah matang/teruji dengan tingkat
efisiensi tinggi. Penyuluhan sangat diperlukan agar pemanfaatan pupuk hayati berdampak
pada peningkatan hasil dan efisiensi pemupukan. Pemahaman strategi pemanfaatan pupuk
hayati ialah untuk memperbaiki kualitas tanah, memelihara keanekaragaman hayati
menunjang keberlanjutan produktivitas pertanian.
Kata kunci: Teknologi pupuk hayati, efisiensi pemupukan, keberlanjutan sistem produksi
pertanian
PENDAHULUAN
Efisiensi pemupukan merupakan hal yang sangat penting bagi pelaku usaha pertanian dan
perkebunan mengingat tingkat kehilangan yang tinggi akibat proses-proses dalam tanah
(aliran pemupukan, pencucian, evaporasi, fiksasi dan imobilisasi). Dengan kecenderungan
semakin tingginya biaya produksi pupuk Urea sebagai akibat menipisnya ketersediaan
serta meningkatknya harga bahan gas alam (bahan baku pabrik Urea), serta meningkatnya
kesadaran manusia akan isu lingkungan, maka penggunaan pupuk sintetik secara perlahan
akan diminimalkan dan ditingkatkan ke penggunaan pupuk yang ramah lingkungan dan
bersumber dari bahan baku terbaharui (renewable resources) seperti pupuk hayati dan
pupuk organik. Pengelolaan sistem produksi pertanian secara terpadu, intensif dan
berkelanjutan melalui aplikasi pupuk hayati yang bermutu unggul dapat meningkatkan
efisiensi pemupukan, penghematan biaya pupuk, tenaga kerja, pendapatan petani,
produktivitas pertanian serta kelestarian lahan pertanian.
68
Rasti Saraswati
728
Perlindungan terhadap komunitas mikroba dalam ekosistem pertanian sangat
penting bagi keberlanjutan sistem produksi pertanian. Dengan berbagai dampak positif
yang timbul dari pemanfaatan pupuk hayati dan komitmen yang tinggi dalam
meningkatkan kelestarian lahan akan menyelamatkan ekosistem kita dan mampu
menopang kehidupan manusia.
Pertanian Ramah Lingkungan
Sejalan dengan meningkatnya kepedulian masyarakat terhadap kesehatan dan
pelestarian lingkungan, inovasi teknologi peningkatan produktivitas tanah dan tanaman
harus ramah lingkungan agar lahan dapat digunakan secara lestari dalam jangka panjang.
Pertanian ramah lingkungan secara umum diartikan sebagai usaha pertanian yang
menerapkan teknologi serasi dengan kelestarian lingkungan, ditujukan untuk optimalisasi
pemanfaatan sumberdaya alam pertanian, untuk memperoleh hasil panen optimal yang
aman dan berkelanjutan. Kriteria pertanian ramah lingkungan adalah: 1) terpeliharanya
keanekaragaman hayati dan keseimbangan ekologis biota pada permukaan dan lapisan
olah tanah, 2) terpeliharanya kualitas sumberdaya alam pertanian dari segi fisik,
hidrologis, kimiawi dan biologik mikrobial, 3) bebas cemaran residu kimia, limbah
organik dan anorganik yang berbahaya atau mengganggu proses hidup tanaman, 4)
terlestarikannya keanekaragaman genetik tanaman budidaya, 5) tidak terjadi akumulasi
senyawa beracun dan logam berat yang membahayakan melebihi batas ambang aman, 6)
terdapat keseimbangan ekologis antara hama/penyakit dengan musuh-musuh alami, 7)
produktivitas lahan stabil dan berkelanjutan, dan 8) produksi hasil panen bermutu tinggi
dan aman sebagai pangan atau pakan (Sumarno et al. 2000).
Komponen habitat alam, mikroba mempunyai peran dan fungsi penting dalam
mendukung terlaksananya pertanian ramah lingkungan melalui berbagai proses, seperti
dekomposisi bahan organik, mineralisasi senyawa organik, fiksasi hara, pelarut hara,
nitrifikasi, denitrifikasi, dan sebagainya. Dalam aliran “pertanian input organik”, mikroba
diposisikan sebagai produsen hara, tanah dianggap sebagai media bio-sintesis dan hasil
kerja mikroba dianggap sebagai pensuplai utama kebutuhan hara bagi tanaman. Di
Amerika Serikat, mikroba tanah dipandang sangat penting, sehingga digunakan menjadi
salah satu indikator dalam menentukan indeks kualitas tanah (Karlen, et al. 2006).
Semakin tinggi populasi mikroba tanah akan semakin tinggi aktivitas biokimia dalam
tanah dan semakin tinggi indeks kualitas tanah. Populasi mikroba tanah yang tidak
bersifat patogenik, juga dianggap sebagai salah satu indikator teknologi pertanian yang
ramah lingkungan.
Teknologi Pupuk Hayati untuk Efisiensi Pemupukan
729
Manfaat Pupuk Hayati
Baru sebagian kecil dari ribuan spesies mikroba yang telah diketahui memiliki
manfaat bagi usaha pertanian, seperti bakteri fiksasi N2 udara pada tanaman kacang-
kacangan, bakteri dan fungi pelarut fosfat, bakteri dan fungi perombak bahan organik,
serta bakteri, cendawan, dan virus sebagai agensia hayati. Namun masih banyak lagi
mikroba yang belum teridentifikasi dan diketahui manfaatnya. Saraswati et al. (2004)
menggolongkan fungsi mikroba secara umum menjadi 4 (empat) fungsi, yaitu: (1)
meningkatkan ketersediaan unsur hara tanaman dalam tanah, (2) sebagai perombak bahan
organik dalam tanah dan mineralisasi unsur organik, (3) bakteri rizosfir-endofitik
berfungsi memacu pertumbuhan tanaman dengan membentuk enzim dan melindungi akar
dari mikroba patogenik, dan (4) sebagai agensia hayati pengendali hama dan penyakit
tanaman. Berbagai reaksi kimia dalam tanah juga terjadi atas bantuan mikroba tanah.
Banyak bukti empiris teknologi modern yang memanfaatkan mikroba, seperti pada
proses fermentasi substrat untuk menghasikan alkohol, pembuatan antibiotik, enzim dan
sebagainya. Pemanfaatan mikroba dalam dunia pertanian masih tertinggal jauh
dibandingkan dengan bidang industri biokimia. Namun, disadari atau tidak disadari
mikroba telah banyak berperan dalam sistem usaha pertanian. Pemanfaatan teknologi
mikroba di bidang pertanian dapat meningkatkan fungsi mikroba indigenus (asli-alamiah)
dalam berbagai sistem produksi tanaman baik secara langsung maupun tidak langsung.
Proses dan Strategi Pemanfaatan Pupuk Hayati
Mikroba tanah merupakan dasar transformasi bagi berlanjutnya suatu kehidupan,
fungsinya mempengaruhi berbagai proses dalam tanah. Transformasi beberapa pupuk
kimia dalam tanah tergantung pada mikroba tanah, seperti nitrifikasi amonia, katalisis
hidrolisis pupuk P oleh enzim fosfatase dan katalisis hidrolisis pupuk urea oleh enzim
urease. Pemberian pupuk kimia berlebihan dapat memberikan efek negatif pada
lingkungan mikroba, khususnya pada daerah yang dekat dengan partikel pupuk, karena
meningkatkan konsentrasi garam dalam larutan tanah sehingga menyebabkan
ketidakseimbangan hara, pH rendah, pH tinggi atau nitrit tinggi. Pemberian pupuk kimia
dalam jumlah sedikit memberikan efek menguntungkan pada komunitas mikroba
heterotrofik dan memberikan efek positif pada struktur tanah, perbaikan ketersediaan hara
dan meningkatkan kandungan humus.
Siklus hara, proses perombakan bahan organik, dan pembentukan humus dalam
tanah sangat tergantung pada adanya mikroba penyedia hara tanah dan perombak bahan
organik. Pengelolaan tanah mempengaruhi struktur komunitas mikroba dan pembentukan
bahan organik tanah selama musim tanam. Perubahan ciri fisik dan kimia tanah hasil olah
tanah akan mempengaruhi lingkungan tanah yang mendukung pertumbuhan populasi
Rasti Saraswati
730
mikroba dan keanekaragamannya. Tanpa olah tanah, yang membiarkan sisa-sisa daun
pada permukaan tanah akan menghasilkan senyawa karbon organik larut yang dapat
meningkatkan populasi mikroba tanah. Dekomposisi tumpukan-tumpukan sisa-sisa
tanaman merupakan strategi yang tepat untuk melindungi dan meningkatkan kualitas
tanah dan menghindari adanya imobilisasi hara dan alelopati.
Strategi ke depan, perlu ditingkatkan layanan informasi teknologi tentang teknologi
pemanfaatan pupuk hayati dan perannya dalam mendukung keberlanjutan produktivitas
pertanian, dengan meningkatkan pemberdayaan petani melalui pelatihan-pelatihan dan
pengembangan desa-desa binaan. Pemanfaatan pupuk hayati yang sesuai dengan kondisi
tanah merupakan alternatif pemupukan untuk meningkatkan kesuburan tanah, efisiensi
pemupukan, keberlanjutan produktivitas tanah dan mengurangi bahaya pencemaran
lingkungan.
Efektifitas Pupuk Hayati
Salah satu upaya untuk mencapai renewable input dalam sistem pertanian
berkelanjutan adalah memelihara kesehatan dan kualitas tanah kimia melalui proses
biologi, dengan mengurangi ketergantungan terhadap penggunaan pupuk sintetis. Menjaga
keberlangsungan kaidah-kaidah hayati yang mendukung rantai daur ulang yang terjadi di
alam antara organisme produsen, konsumen, pengurai, serta melibatkan secara
proporsional penyediaan unsur hara dan pengendalian hama dan penyakit tanaman yang
sinergis dengan kaidah hayati merupakan hal yang sangat penting.
Pemanfaatan inokulan rhizobia pada intensifikasi kedelai pada tahun 80-an
menunjukkan bahwa tingkat adopsi petani terhadap teknologi ini rendah. Berbagai metode
aplikasi dan efisiensi yang tidak pasti merupakan faktor penyebabnya, sehingga untuk
mengatasi keragaman keefektifan inokulan mutu harus ditingkatkan.
Berbagai jenis pupuk hayati dengan komposisi mikroba berbeda banyak ditemukan
di lapangan, salah satunya beberapa produk Badan Litbang Pertanian. Hasil penggunaan
Rhizo-plus di 24 provinsi pada tahun 1997/98, dengan luas areal keseluruhan 273.013 ha
pada kedelai dapat menekan kebutuhan pupuk N (sampai 100%) dan P (sampai 50%) dari
yang direkomendasikan, dengan rata-rata peningkatan hasil di 9 provinsi yang tersebar di
30 kabupaten 4,79-5,40 kw/ha (42,09–56,69%) (Saraswati, 1999; Simanungkalit &
Saraswati, 1999). Di beberapa lokasi pertanian kedelai bekas sawah berpengairan seluas
25 ha (laporan hasil demonstrasi area oleh Direktorat kacang-kacangan dan umbi-umbian,
Dinas Pertanian Tanaman Pangan Tingkat II), MT 2003, menunjukkan bahwa aplikasi
Rhizoplus mampu menghasilkan kedelai rata-rata 2,5 t ha-1
(Tabel 1).
Teknologi Pupuk Hayati untuk Efisiensi Pemupukan
731
Tabel 1. Pengaruh Rhizoplus di beberapa lokasi pertanian kedelai bekas lahan sawah
berpengairan seluas 25 ha (laporan hasil demonstrasi area oleh Direktorat
kacang-kacangan dan umbi-umbian-Dinas Pertanian Tanaman Pangan Tingkat
II), MT 2003
Produksi
(t ha-1)
Jabar (Lemah Abang, Kerawang – 2 lokasi 2,4-3,2
DIY (Bantul – 1 lokasi) 2,0
Jatim (Jombang – 5 lokasi) 2,1-2,6
Sopeng (Sulsel – 1 lokasi 1,8
Pati (Kayen 0- 2 lokasi) 2,8
Pupuk mikroba pelarut fosfat, BioPhos dapat digunakan untuk memecahkan
masalah inefisiensi pemupukan P. Aplikasi BioPhos pada tanaman kedelai di lahan
podsolik merah kuning yang belum pernah ditanami kedelai mampu menekan kebutuhan
pupuk SP-36 sampai 60% (53 kg ha-1
), sedangkan tanpa aplikasi BioPhos membutuhkan
pupuk SP-36 sebanyak 125 kg ha-1
(Gambar 1).
Gambar 1. Pengaruh aplikasi PMPF Biophos terhadap efisiensi pemupukan P
Hasil demonstrasi plot pada tanaman kedelai di 12 lokasi transmigrasi di Lambale,
Kabupaten Muna, Propinsi Sulawesi Tenggara (Desember 1998–April 1999) seluas 10 ha
menunjukkan bahwa kombinasi pemberian BioPhos (200 g ha-1
) dengan pupuk anorganik
dosis pola bantuan (Urea 100 kg ha-1
; SP-36 50 kg ha-1
; dan KCl 50 kg ha-1
) meningkatkan
hasil kedelai sebesar 12,5%, sedangkan dengan pupuk anorganik dosis ½ pola bantuan
(Urea 50 kg ha-1
; SP36 25 kg ha-1
; dan KCl 25 kg ha-1
) dapat meningkatkan hasil kedelai
sebesar 28,32% (Tabel 2) .
Rasti Saraswati
732
Tabel 2. Pengaruh PMPF BioPhos pada hasil kedelai di 12 lokasi transmigrasi Sulawesi
Selatan, Lambale (1999)
Luas area
tanam
(m2)
Urea
Pemupukan (kg
ha-1)
SP-36
KCl PMPF BioPhos Hasil
(t ha-1)
5000 - - - - 0.82
5000 - - - 200 0.84
5000 50 25 25 - 0.85
5000 50 25 25 200 1.09
5000 100 50 50 200 1.08
25000 100 50 50 - 0.96
Penggunaan bakteri pengakumulasi logam berat (BPLB) Bacillus sp. untuk usaha
perlindungan tanah akibat pencemaran logam berat di lahan sawah tercemar limbah
industri dapat mengurangi dampak negatif logam berat, dan kasus keracunan bahan
pangan oleh logam berat dapat diatasi. Sismiyati (1998) melaporkan bahwa kandungan
Cd, Cu, Pb, dan Hg pada bulir padi yang mendapatkan irigasi dari S. Bengawan Solo
berturut-turut telah mencapai 5,7 ppm; 5,6 ppm; 13,6 ppm; dan 0,62 ppm diatas batas
ambang WHO yaitu 0,24 ppm Cd; 0,20 ppm Cu; 2 ppm Pb; dan 0,1 ppm Hg. Hasil
penelitian Saraswati et. al. (2006) menunjukkan bahwa pemanfaatan BPLB dapat
meningkatkan kualitas beras, menurunkan dengan nyata serapan Cd beras dan
meningkatkan bobot beras. Di Desa Balong Ampel, Kecamatan Sukarahayu, Kabupaten
Bekasi (0,38 ppm), aplikasi kombinasi BPLB dengan Zn menurunkan 20% serapan Cd
beras dan meningkatkan hasil beras 40% (Tabel 3).
Tabel 3. Pengaruh aplikasi BPLB Bacillus sp pada padi sawah dilahan tercemar limbah
industri MT (2004)
Perlakuan
Bobot
jerami
(t ha-1)
Hasil
beras
(t ha-1)
Serapan Cd
beras
(g ha-1)
Kontrol 4,67 3,13 c 1,52 b
BPLB +Zn 6,38 4,40 ab 1,22 a
Kompos + Zn 7,06 4,26 b 1,19 a
Mikroba Pelindung Tanaman, BioReg-NPS yang mempunyai kemampuan
menghasilkan senyawa organik alami pemacu pertumbuhan tanaman, anti patogen dan
anti hama kedelai dapat digunakan untuk perlindungan tanaman kedelai, NPS yang
dikandungnya bekerjasama dengan bakteri simbionnya dari genus Heterorhabditis dan
Steinernema menghasilkan senyawa yang toksik bagi serangga sasaran, mampu
membunuh serangga hama dalam waktu 24-48 jam. Nematoda patogen serangga ini
efektif terhadap hama penggerek polong kedelai (Tabel 4).
Teknologi Pupuk Hayati untuk Efisiensi Pemupukan
733
Tabel 4. Pengaruh PMPHP terhadap kerusakan tanaman kedelai pada Podzolik Merah