Muzakky,dkkISSN 0216-3128246

KANDUNGAN UNSUR MAKRO DAN MIKRO DALAM ASAMHUMA T DAN APLlKASINY A UNTUK PERTUMBUHANT ANAMAN ".

60

MuzakkYt Agus Taftazani daD Djati PramanaPuslitbang Teknologi Maju Batan, Yogyakarta.

r

:::1

ABSTRAKKANDUNGAN UNSUR MAKRO DAN MIKRO DALAM ASAM HUMAT DAN APLlKASINYA UNTUKPERTUMBUHAN TANAMAN. Telah dilakukan analisis kandungan unsur makro dan mikro nutrisitanaman dalam asam humat dan aplikasinya untuk pertumbuhan tanaman kacang hijau. Pertamapenelitian ini bertujuan untuk mengetahui kadar unsur makro nutrisi Na,K,Ca,Mg dan N, serta unsur mikroFe, Cu dan Zn. Kedua untuk mengetahui sejauh mana asam humat tersebut dapat memacu pertumbuhantanaman. Unsur-unsur tersebut dipilih karena dapat memacu pertumbuhan tanaman. Berdasarkan hasilanalisis kimia asam humat mengandung makro nutrisi Na, K, Ca dan Mg dari silaut masing masing sebesar28,9/%0,2/ ; /,436:1:0,22 ; /2,96/%0,/4 dan /6,750:1:0,2/ mg/gram, kemudian disusul N yang berkisarantara 0,92%-/,72%. Sedangkan untuk unsur mikro nutrisi Fe, Cu dan Zn dalam asam humat Silaut /Vmasing-masing sebesar 0,0/3%0,02 ; 0,034%0,02; dan 0,0/%0,0/ mg/gram. Aplikasi terhadap tanamankacang hijau yang ditanam secara hidroponik. ternyata setelah pengamatan selama 6 hari mempengaruhipertumbuhan bagian daun dan akar, dengan pertumbuhan panjang masing-masing adalah 270% daun danuntuk akar sebesar 40/%. Sementara itu pertumbuhan batang hanya / /0%.

ABSTRACTMACRO AND MICRO ELEMENTS CONTENT IN HUMIC ACID AND THEIR APPLICA TION FORTHE Pl.ANT GROJfTH. The analysis of macro and microelements plant nutrition in humic.acid and"heirapplication for the plant growth of green peanut has been done. First. this study is intent to determine theconcentration of macro elements like Na.K,Ca,Mg and N, and micro element like Fe. Cu and Zn. Secondly,to know how extent the humic acid could improve the plant growth. Those element are chosen due to theirability of improving the plant growth. Base on chemical analysis results. humic acid from Silaut containsmacro nutrition Na, K. Ca and Mg 28.91-l=O.21 ; 1.436-l=O,22; 12,961-l=O.14 and 16.750:1:0.21 mg/gramrespectively. while N was between 0.92ro-l. 72%. Where as for micro nutrition Fe. Cu and Zn in humic acidofSilaut IV were 0.013-l=O,02 ; 0.034-l=O,02; and O.OI-l=O, 01 mg/gram respectively. Application for the greenpeanut plant which is planted hydroponically. show that for 6 days of investigation. it influences th" growthpart of leaf and root, with the elongation growth of270% and 401% respectively. While the growth part of

stalk is only 110%.

Ketidaksuburan tanah banyak disebabkanoleh terjadinya fiksasi makro nutrisi yangdibutuhkan tanaman seperti Na,Ca, Mg , K, danmikro nutrisi Fe, Cu dan Zn oleh batuan mineralpenyusun tanah itu sendiri(J dan 4). Adanya senyawa

humat dalam tanah yang bersifat bioregulator agentdan memiliki kapasitas penukar ion tinggi dapatmenginduksi terjadinya disintegrasi bertahap darimineral silikat dan aluminosilikat<J). Akibatnyapelarutan makro dan mikro nutrisi tanaman, dangaram-garam lain yang kelarutannya cukup rendahsehingga unsur-unsur hara tersebut berubah menjadibentuk tersedia yang mudah diserap tanaman. Selainitu senyawa humat sendiri merupakan sumber utamamakro dan mikro nutrisi tanaman diatas dan unsuryang paling dibutuhkan bagi tanaman sepertinitrogen(S). Berdasarkan hal ini maka potensisenyawa humat yang di isolasi dari tanah gambutuntuk pupuk pertanian dan hortikultura perlu dikaji

PENDAHULUAN

S enyawaan humat merupakan unsur pokokalamiah yang p~nting dalam tanah, dan saat ini

ban yak diteliti oleh peneliti-peneliti didunia karenabaik langsung atau tidak langsung dapatmempengaruhi pertumbuhan tanaman. Keberadaansenyawaan ini tidak hanya terdapat didalam tanah,tetapi juga terdapat juga didalam air sungai, danau,

laut dan endapan sedimennya(I).Senyawaan humat dalam tanah berperan

dalam beberapa reaksi kimia tanah, akibatnyasenyawa ini bersifat koloid, mempunyai luas

permukaan yang luas, bahkan kapasitas adsorpsinyadilaporkan lebih tinggi dari mineral tanah liar2).Senyawa humat dalam tanah juga berperan dalampengikatan dan tranpostasi ion logam, berinteraksidengan molekul biologi (enzim tanah) ataupun

dengan pestisida.---

Prosldlng Pertemuan dan Presentasilimiah Penelltlan Dasar IImu Pengetahuan dan Teknologl NukllrP3TM-BATAN Yogyakarta, 7 -8 Agustus 2001

ISSN 0216 -3128 247Muzakky, dkk.

pemanfaatannya. Akibatnya implikasi dalam bidangpenelitian tentang kandungan unsur makro daDmikro dalam asam humat serta aplikasinya sebagaipupuk tanaman sangat menarik untuk dilakukan<3 don

6)

c. Cara Kerja

1. Isolasi senyawa humat dari cuplikan tanah

gambut

Cuplikan gambut yang dipergunakan dalampercobaan ini diambil dari daerah Silaut yang terletaksekitar 350 km dari kota Padang, Sumatera Barat..Lingkungan vegetasi di sekitar area sampling yangdominan berupa spesies Macaranga dengan semak-semak spesies Pteridium daD Eugenia. '. Dari segitaksonomi tanah, daerah sampling Silaut III daDSilaut IV dapat digolongkan ke dalam tanah

"histoso/"dengan prosentase jaringan organik cukuptinggi. Cuplikan tanah tersebut dikocok denganlarutan NaOH 0,1 N dengan perbandingan volume 1 :5, selama 8 jam setelah itu didiamkan 24 jam.

Padatan lumpur dipisahkan dengan sentrifugasi pactakecepatan 3000 rpm selama 1 jam. Sentrifugasidilakukan beberapa kali hingga bersih dari endapan.Asam humat daD fulvat dipisahkan denganpengendapan menggunakan HCl pekat volume 1/3bagian. Pemisahan dilakukan dengan sentrifugasi3000 rpm selama 1 jam, diulangi beberapa kali

sampai pemisahan sempuma. Endapan mengandungasam humat dilakukan pemumian dengan kolompenukar ion menggunakan resin Amber/ite IRS 120.

Untuk penelitian jumlah kandungan unsurmakro clan mikro dalam asam humat akan dilakukandengan menggunakan metode SpektrofotometriSerapan Atom (SSA). Cara ini diplih karena metodeSSA cocok untuk analisis logam-logam tersebut

sarnpai dengan tingkat bagian perjuta (ppm) dengankedapat ulangan yang baik, sensitif, ketelitiannyatinggi, clan cara analisisnya cepat tanpa memerlukanpemisahan unsur yang dianalisis dengan unsur-unsur

lainnya(7)Percobaan aplikasi terhadap terhadap

tanaman dilakukan dengan sistim penanamanhidroponik terhadap tanaman kacang hijau, denganindikator panjang batang, daun clan akar sebagaifungsi hari clan total volume yang dipakai sebesar175 ml('.2 dan 7).

TATA KERJA

a. Bahan-bahanTanah gamhut yang diambil dari daerah

Silaut, Sumatra Barat, Larutan NaOH 0,1 N, HCIO4,pekat, Campuran HCI-HF encer 5 %, ResinAmberlite IR-120, HCI 0,1 N, Larutan standar Fe,Cu, Zn, Na, K, Ca, dan Mg buatan Spectrosol,HNO) suprapure, Akuatrides buatan P3TM, Serbukasam humat buatan Humic International, Inc.Jacksonville, Florida, Humus pasaran Yogyakarta,serat kaca, Potasium dichromat, buatan E.Merck.Asam sulfat 96 %, buatan E.Merck. Ferro Sulfat,FeSO4 .7 H2O, buatan E.Merck. Indikator Ferroin,atau 1,10 -Penanthroline buatan Fisher Sci.Co.K2SO4' CuSO4.5 H2O, NaOH, H)BO4 buatanE.Merck. Selenium (Se) serbuk, buatan E.Merck.Indikator Methylene blue dan methyl red. Na-K-tartrat (NaKC4H4O6), NaHPO4, buatan E.Merck.Larutan NaOCl (Clorox) dengan 5,24% Cl. Na-nitroprusside (N~Fe(CNhNO.2H2O) dan Na-Salisilat (NaC,HsOJ buatan E.Merck dll.

2. Pemurnian asam hum~t menggunakan kolom

penukarionEndapan asam humat dilarutkan dengan

penambahan larutan campuran HCI-HF encer.Kemudian HCI-HF dihilangkan dicuci denganakuades berulang kali dengan sentrifugasl. Endapanyang diperoleh dilarutkan kembali dengan akuades.Larutan dilewatkan ke dalam kolom penukar ion yangtelah dijenuhkan dengan H+. Larutan ditampung(asam humat berupa larutan) dibekukan di dalamfreezer. Dikeringkan dengan pengering beku (freezedrying). Setelah kering dilakukan analisis baikkualitatif maupun kuantitatif.

3. Pembuatao larutao cuplikao 8sam humat.Cuplikan 00 2 diatas ditimbang masing-

masing :t 100 mgram dimasukkan ke dalam bekerteflon. Ditambah 1,0 ml HNO) supra pure, 0,5 mlHCIO4, 200 ~l HF, didiamkan sebentar, kemudiandipanaskan diatas penangas pasir. Setelah larutditambah akuatrides, diuapkan beberapa kali sampaikeasamannya serendah mungkin. Larutan yangterjaai dipindahkan secara kuantitatif ke dalam labu

takar 10 ml, daD dit~atkan dengan akuatriqes sampaibatas tern daD larutan cuplikan siap untuk dianalisisunsur makro daD mikro nutrisi yang ada didalamasam humat diatas. Untuk pembuatan larutan indukFe, Cu Zn, Na, K, Ca dan Mg konsentrilSi masing-masing 1000 ppm buatan Spec/rosol, dibuat deret

b. Alat-alatCentrifuge, pengaduk magnit, Freeze Dryer

Lyovac GT 2, neraca analitik, Centrifuge "LabofugeGL" Heraeus,kolom untuk resin penukar ion,pengocok Ishaker, seperangkat alat SpektrometerSerapan Atom AA-300 P, pipet epe!1dorf dan

kombitif, labu takar berbagai ukuran, penggaris,wadah hidroponik , pH meter, seperangkatSpektrofotometer UV-Vis dll.

-Prosldlng Pertemuan dan Presentasilimiah Penelltlan Dasar IImu Pengetahuan dan Teknologl Nukllr

P3TM-BATAN Yogyakarta, 7 -8 Agustus 2001

ISSN 0216 -3128248 Muzakky,dkk

larutan standar dalam vial polietilen 5 ml, dalamsuasana asam nitrat 0,1 M. Dibuat pula analisisterhadap blangko, asam humat cecil clan humus.

5. Aplikasi asam humat untuk pertumbuhantanaman.

Pada aplikasi pertumbuhan tanaman dipakaimedia tanam hidroponik yang dilakukan denganasam humat yang telah diisolasi menggunakan carano I dan 2. Jumlah volume total media dibuat 175ml dan konsentrasi asam humat sebanyak 640 mg/l.Tanaman yang dipakai adalah kacang hijau, danpengamatan pertumbuhan dilakukan sebanyak duakali yaitu pada hari ke-3 dan ke-6. Bertambahnyapanjang tanaman diukur dengan alat penggaris.

4. Penentuan kadar nitrogin.Ditimbang sebanyak 100 mg cuplikan asam

humat no2, masukkan kedalam labu Kjeldahl, danditambahkan kedalamnya 0,15 gr katalis (campuran200 gr K2SO4, 20 gr CuSO4.5 H2O dan 2 gr Se) dan5 ml H2SO4 96%. dan labu situtup. Hasil reaksi dipanaskan hingga timbul warna hijau, selama 1-2jam, setelah digesti selesai diamkan hingga dingin,kemudian ditambahkan kedalamnya dengan hati-hati air suling sebanyak 20 ml dan diaduk perlahan-lahan diatas pengaduk magnit. Dipipet sebanyak 1ml hasil digesti (no2) kedalam beker glas,ditambahkan kedalamnya 5,5 ml larutan batTer(Dilarutkan kedalam labu ukur 1 1 sebanyak 50 grNaKC4H4O6 + 26,8 gr NaHPO4 + 54 gr NaOHditepatkan tanda tera dengan air suling), dan 2 mllarutan Na-hypochlorate (6 ml NaOCI dalam 100ml air). Setelah dikocok, biarkan hasil reaksi palingsedikit selama 45 menit dengan suhu kamarsehingga warna konstan, dan diukur absorbansinyapada panjang gelombang 650 nm.

HASIL DAN PEMBAHASAN

Evaluasi Tabell terlihat bahwa kandungan Nadi dalam Humus> Silaut IV, dengan konsentrasi 8,8-32,9 fig/gram. Konsentrasi ini masih terlalu besardibandingkan dengan Cecil yaitu 9,96 fig/gram.Evaluasi kandungan: Na, K, Ca clan Mg dalamSilaut IV konsentrasinya sudah relatif kecil clankonsentrasinya mendekati dengan asam -.bumat dariCecil. Evaluasi kandungan Ca clan Mg dalam humusclan Silaut IV masih terlalu tinggi antara 13,3 -20,5fig/gram hila dibandingkan dengan asam humat Cecilantara 1,0 -1,8 fig/gram.

Tabell. Kandungan makra nutrisi tanaman do/am cup/ikon asam humat (mg/g),

2

1.5

z~ 1

0.5

0Silaut III (72-138)Silaut 11\ (0-72)Silaut IV (>65)Silaut IV (0-65)

Gambar 1. Hasi/ ana/isis % N do/am asamhumat dari tanah gambut Si/aut bergabai keda/aman.

pun tidak begitu esensial untuk pertumbuhantanaman, tetapi perlu diwaspadai karena kelebihankandungan unsur Na yang mecapai IOmg/1 atau

Evaluasi unsur makro nutrisi tanaman padaTabel 1 diatas sangat perlu. Menurut Tan.K.H(3),unsur-unsur K, Ca dan Mg sangat penting untukpertumbuhan tan am an. Sebaliknya unsur Na walau-

Proslding Pertemuan dan Presentasl IImlah Penelitlan Dasar IImu Pengetahuan dan Teknologl NukllrP3TM-BATAN Yogyakarta. 7 -B Agustus 2001

Muzakky, dkk. ISSN 0216-3128 249

lebih dalam tanah dapat merusak kondisi phisiktanah.

Gambar I dapat diperlihatkan bahwa asam humat

sangat potensial sebagai sumber makro nutrisitanaman sangat signifikan.

Kemudian hasil analisis kandungan unsur-unsur mikro nutrisi tanaman didalam asam hum atyang dilakukan dengan menggunakan alatSpektroskopi Serapan Atom setelah melalui prosespengabuan asam humat dan pelarutannya dapatdiperlihatkan pada Tabel 2 dibawah.

Selain unsur-unsur makro nutrisi tanamandiatas, unsur nitrogen sebagai makro nutrisi yangjuga bersifat pemacu pertumbuhan tanaman didalamasam humat dapat dilihat pada Gambar 1,

Dari Gambar 1, dapat diperlihatkan bahwa %nitrogen didalam asam humat berkisar antara0,92%-1,72%. Jadi berdasarkan Tabel 1 dan

TabeI 2. Kandungan mikro nutrisi tanaman dalam cuplikan asam humor ( mgig)

Kode CuplikanSilaut IV

CecilHumus

Fe

0,013:1:0,023,12:1:0,010,041:1:0,04

Cu0,034:1:0,021,185:1:0,01

0,0173:1:0,01

Zn0,0100:1:0,01

0,00592:J:O,0020,007000:1:0,002

~

~~

GZ«~z«Do

Dsetelah 3 hari

.setelah 6 han

B.'..I Do..PENGAMATAN

Aka,

Gambar 2. Ap/ikasi asam humat terhadap tanaman kacang hijau yang ditanam secara hidroponik.

Unsur-unsur mikro nutrisi tanaman yangterdapat pada Tabel 2 diatas perlu diketahui kadarnyakarena keberadaannya sangat berperan terhadaptanaman. Misalnya Fe dan Cu sangat esensial untukpertumbuhan tanaman, karena unsur-unsur inidipergunakan untuk pembentukan zat hijau daun,terutama unsur Cu banyak berperan didalam prosesfotosintesis, reaksi enzim, metabolisme karbohidratataupun protein, memecah fiksasi nitrogin daDberperan pada alat-alat reproduksi. Sedangkan unsurZn dalam tanaman berperan sebagai katalis enzimdehidroginase, proteinase daD peptinase. Unsur Znini juga berperan pada produksi calon biji tanamanpadi-padian. Adapun batas normal masing-masingunsur mikro tersebut untuk tanaman adalah 100 ~g/g-1 000 ~g/g Fe, 4 -30 ~g/g Cu daD 15-125 ~g/g Zn.

Dengan melihat hasil analisis pada Tabel 1dan 2 serta Gambar 1 diatas, dapat diperlihatkanbahwa asam humat merupakan sum?er makro dan

mikro nutrisi bagi tanaman yang potensial. Untuk itukajian serta penelitian tentang asam humat sangatsigniflkan untuk diteruskan, maka denganmelanjutkan penelitian terhadap tanaman kacanghijau yang ditanam secara hidroponik pacta volume175 ml, daD pengamatan terhadap panjang batang,daun daD akar maka masing-masing persen

pertumbuhan panjangnya dapat diperlihatkan pactaGambar 2.

Dari Gambar 2 dapat diperlihatkan bahwa,asam humat dapat mempengaruhi pertumbuhanpanjang batang, daun daD akar tanaman pacta kacanghijau. Persentase pertumbuhan tersebut sangatsignifikan dari perlakuan 3 hari hingga 6 hari.Temyata setelah pengamatan selama 6 haripengaruh terbesar terjadi pacta bagian daun danakar, dengan masing-masing persen pertumbuhanpanjang adalah 270% daun sedangkan untuk akar.sebesar 401 %.

Proslding Pertemuan dan Presentasi IImlah Penelitian Dasar IImu Pengetahuan dan Teknologl NuklirP3TM-BATAN Yogyakarta, 7 -8 Agustus 2001

250 ISSN 0216 -3128 Muzakky,dkk

KESIMPULAN

Berdasarkan basil analisis kimia, asam humatsangat potensial sebagai sumber unsur makro daDmikro nutrisi tanaman. Kandungan unsur makronutrisi Na, K, Ca daD Mg untuk silaut IV masingmasing adalah 28,91 :i: 0,21 ; 1,436 :i: 0,22 ;12,961 :i: 0,14 daD 16,750 :i: 0,21 fig/gram,kemudian disusul N yang berkisar antara 0,92 % -1,72 %. Sedangkan untuk unsur mikro nutrisi Fe,Cu daD Zn asam humat silaut IV masing-masingsebesar 0,013 :i: 0,02; 0,034:i: 0,02; dan 0,01 :i: 0,01fig/gram. Aplikasi terhadap tanaman kacang hijauyang ditanaln secara hidroponik, setelahpengamatan selama 6 hari dapat mempengaruhipertumbuhan bagian daun daD akar, dengan masing-masing persen pertumbuhan panjang adalah 270 %daun sedangkan untuk akar sebesar 401 %.Sementara itu pertumbuhan batang hanya 11O %.

TANYAJAWAB

Busron M.-Apakah sudah diperhitungkan nilai ekonomisnya

dibandingkan dengan pupuk organik/ alamilainnya terutama terhadap produk hidroponik.

Muzaky-Be/um

-Terhadap produk hidroponik be/urn, tetapipene/itian terhadap pertumbuhan daun, batangdan akar sangat memuqskan jadi produk asammenurut saya sangat bersaing dengan produkhidroponik lain. ..

Sudarmadji-Aplikasi untuk tanaman kacang hijau terhadap

hasil biji bagaimana. Apa bertambah ban yak,atau tetap. Misal untuk luas tanaman I ha,menghasilkan kacang hijau berapa ton

Muzaky

-Terhadap bijinya tetap, tetapi terhadap batang,daun don akar, kacang hijau tumbuh pesat.

-pene/itian ini be/urn sampai untuk hasi/ panen

Sabat Simbolon

-Bagaimana menganalisis nitrogen pada cuplikantanah gambut

-Apakah asam humat di Kalimantan berbedadengan asam humat di tempat lain

Muzaky '.

-Analisis nitrogen menggunakan caral metoda

Kjeldahl.

-Berbeda, tergantung : tingkat humifikasi, sifatgenesis tanah dan letak geografi tanah.

DAFT AR PUST AKA

I. LOBARTINI., J.C ET AL., The geochemicalnature and agricultural importance ofcommercial humic matter, The Science of theTotal Environment., p.I-15, v.113., ElsevierScience Publishers BV., Amsterdam., (1992).

2. NALDRIGHI.,M.M., "Effect of humic acidsextracted from mined lignite or compostedvegetable residues on plant growth and soilmicrobial populations"., Composet sciences &Utilization., vol.3., no.30-38, p.30-38., (1995).

3. TAN, KH., "Principles of Soil Chemistry".Marcel Dekker, Inc., New York, (1993).

4. SCHIMITZER, M., "Binding of humicsubstance by soil mineral colloids", 78-103,(1986).

5. WINNER,R. W., "Bioaccumulation and toxicityof Cu as affected by interaction between humicacid and water hardness", Water Res, 19,449-455, (1985).

6. KIM, J.I., and Czerwinski, KR.,"Complexation of ions with humic acid" : Metalion charge neutralization model", RadiochimicaActa 73, 5-10, (1996).

7. GERSE, J, at all, "Application of humic acid'!and their derivatives-in environmental pollutantcontrol"., Elsevier Science B.V, p.1297-1301,(1994).

Prosldlng Pertemuan dan Presentasilimiah Penelitian Dasar IImu Pengetahuan dan Teknologl NuklirP3TM-BATAN Yogyakarta, 7 -8 Agustus 2001