PENTINGNYA BELERANG BAGI TANAMAN TEBU Diabstraksikan Prof Dr Ir Soemarno MS

1. PENTINGNYA BELERANG BAGI TANAMAN TEBU Diabstraksikan Prof Dr Ir Soemarno MS Bahan kajian MK Pupuk dan Pemupukan Jurusan Tanah FPUB Agustus 2009

2. APLIKASI PUPUK S TANAMAN TEBU Aplikasi upupk S pada tanah-tanah lempung berpasir dapat memperbaiki hasil gula, hasil ekonomis dan ketersediaan S-tanah. Aplikasi dengan dosis 200 kg ha-1 (104 kg S melalui sumber pupuk N dan P dan 96 kg S melalui unsur belerang) memberikan hasil tebu dan gula sebesar 182.45 t /ha dan 23.08 t /th. Aplikasi S dengan dosis yang lebih tinggi meningkatkan kandungan S-tanah pasca panen tebu. Aplikasi belerang dnegan dosis 150 kg /ha (104 kg melalui pupuk N dan P, dan 46 kg melalui belerang elementer) menghasilkan net-return sebesar Rs. 81856 /ha dan B/C ratio 1: 1.75. Sumber: Plant Archives Vol. 10 No. 2, 2010 pp. 773-775

3. METABOLISME BELERANG Jalur Asimilasi belerang, Biosintesis Cysteine, dan Biosintesis Glutathione.

4. Reaksi kimia pertama dalam asimilasi belerang yang dikatalisis oleh ATP sulfurylase adalah thermodynamically unfavorable; akan tetapi aktivitas ensim APS reductase dan APS kinase akan menjaga konsentrasi APS.

5. BELERANG & HASIL TEBU DAN GULA Peningkatan kualitas nira tebu akibat aplikasi pupuk belerang telah banyak dilaporkan para peneliti tebu di dunia. Aplikasi pupuk belrang dapat memperbaiki kualitas nira tebu, dengan indikatornya “pol per cent” dan “POCS per cent”. Aplikasi Sulphur dengan dosis 200 kg S/ha, menghasilkan nilai-nilai juice pol (16.79%) dan POCS (12.63%). Hasil gula juga diperbaiki oleh adanya aplikasi pupuk belerang. Hasil gula sebesar 23.08 t /ha dicatat pada perlakuan aplikasi 200 kg S /ha (104 kg melalui sumber pupuk N dand P , dan 96 kg melalui sumber belerang elementer). Peningkatan hasil gula ini disebabkan oleh meningkatnya hasil tebu per unit area dan meningkatnya kualitas nira tebu. Sumber: Plant Archives Vol. 10 No. 2, 2010 pp. 773-775

6. EFEK RESIDUAL PUPUK BELERANG Aplikasi belerang dengan dosis 0,20,40,60 dan 80 Kg S/ha mempunyai efek langsung dan efek residu terhadap tanaman tebu dan ratoonnya. Aplikasi S tidak emeningkatkan hasil tebu tahun pertama, karena tanah mengandung 14 ppm S-tersedia, sedangkan batas kritisnya sekitar 10 ppm. Pada tahun ke dua, tanah mengandung 10 ppm S-tersedia dan tanaman tebu respon terhadap disis S yang rendah 20 Kg S/ha . Pada tebu ratoon, efek residual pupuk S tampak jeklas kalau dosis aplikasinya lebih dari 40 kg S/ha, sedangkan pada dosis aplikasi 20 kg S/ha efek residualnya tidak ada. Sumber: Sugar Tech. Vol.7 No 2-3, p. 24-27.

7. PUPUK BELERANG Aplikasibelerangdengandosis (0, 20, 40, 80 kg S/ha) padatanahEntisoldapatmemperbaikikualitastanamantebu. Aplikasi S hinggadosis 80 kg S/ha dapatmeningkatkanhasiltanamantebu. Hasiltebumeningkatdari 3.7 menjadi 13.47 t /ha (pupuk S elementer) dandari 5.03 menjadi 13.32 t / ha (pupukfertisulf) . Aplikasibelerangdengandosis 80 kg ha−1meningkatkanrataanhasilgula 8.47 t ha−1dibandingkandengankontrol (6.58 t ha−1). Kadar sukroseniratebumeningkatdari 14.66 menjadi 15.68 dandari 16.04 menjadi 16.86 padatanamantebuumur 10 dan 12 bulan. Peningkatandosisaplikasi S akanmeningkatkanefekresidu S dalamtanah. Keduamacampupuk S ternyatasamabaiknyadalammeningkatkanhasiltebudankualitasniranya. Sumber: Sugar Tech. Volume 9, Number 1, 98-100

8. BELERANG Belerang dapat berfungsi ganda pada pertanaman tebu, yaitu sebagai bahan peng-asaman tanah dan sebagai sumber hara esensial S. Hasil uji tanah biasanya merekomendasikan sekitar 10 pounds S per acre sebagai hara esensial. Pupuk belerang ada yang mengandung sulfat mudah tersedia bagi tanaman (SO4-2) , misalnya ammonium sulfate, calcium sulfate (gypsum), potassium sulfate, magnesium sulfate (epsom salts), dan lainnya. Belerang Elementer (bubukan kuning), bentuk yang lazim untuk mengasamkan tanah , unsur belerang harus dioksidassi menjadi ion sulfat oleh bakteri tanah. Proses oksidasi ini berlangsung bebwerapa minggu lamanya.

9. BELERANG MENGASAMKAN TANAH • Dalam kondisi tertentu, diperlukan menurunkan pH tanah dengan menambahkab bahan peng-asam tanah seperti belerang elementer atau ammoninum sulfate. • Hal ini dapat dilakukan dengan berhasil kalau tanah tidak banyak mengandung kalsium bebas. • Jumlah belerang yang diperlukan beragam sesuai dengan kondisi tanah. Biasanya tanah-tanah berpasir memerlukan dosis S lebih sedikit. • Unsur belerang dioksidasi menjadi sulfat oleh bakteri tanah, sehingga syarat berikut harus diperhatikan: • Sulfur must be mixed with the soil to provide contact. • The soil must be moist. • The soil must be aerated (bacteria need oxygen). • The soil must be warm for rapid bacterial growth. • Time is required for the reaction to go to completion (beberapa minggu).

10. Pengaruh ukuran pertikel belerang terhadap recovery belerang yang diaplikasikan ke tanah lempung bedu dengan dosis 1000 ppm S dan diinkubasi pada suhu ruangan

11. Jumlah (lb S / 100 ft persegi) belerang elementer yang diperlukan untuk menurunkan pH tanah lempung debu hingga kedalaman 6 inch. Untuk tanah-tanah berpasir jumlahnya dikurangi 1/3; untuk tanah-tanah berliat jumlahnya ditambah 1/2 nya

12. PERILAKU BELERANG DALAM TANAH Reaksi Sulfur dalam tanah berlangsung lambat, dan perubahan pH tanah tidak drastis. Proses oksidasi belerang menjadi sulfat dilakukan oleh mikroba, sehingga memerlukan waktu beberapa bulan untuk mengubah pH tanah hingga batas yang diperlukan. Untuk mempercepat proses ini belerang harus dibenamkan dalam tanah yang lembab dan aerasinya bagus. Aplikasi belerang (S) akan melepaskan sejumlah kation (H+) untuk mengubah pH tanah: CO2 + S0 + ½O2 + 2H2O   —>   CH2O + SO42- + 2H+

13. AMMONIUM SULFAT Ammonium sulfate dipanaskan hingga lebih 250°C, akan membentuk ammonium bisulfate. Pada suhu lebih tinggi lagi akan menjadi ammonia, nitrogen, sulfur dioxide dan air. Sebagai garam dari asam kuat (H2SO4) dan asam lemah (NH3), larutannya bersifat masam; pH larutan 0.1M sebesar 5.5. Dalam larutan ia mengalami ionisasi menjadi NH4+ dan SO4=. Ammonium sulfate dapat membentuk garam rangkap seperti ammonium cobaltous sulfate, ferric ammonium sulfate, ammonium nickel sulfate dan ammonium ferous sulfate.

14. AMMONIUM SULFAT Garam ini sangat mudah larut dalam air, merupakan sumber N dan S bagi tanaman tebu. Aplikasinya harus hati-hati, karena kelebihan akan dapat merangsang pertumbuhan tanaman hijau berlebihan sehingga tanaman menjadi “lemah”, dan lebih peka terhadap gangguan hama dan penyakit. Ammonium sulfate pada kondisi suhu dan tekanan biasa bentuknya granula putih . Tuidak larut dalam alkohol dan amonia cair. Agak sedikit higroskopis, mampu menyerap air dari udara pada kondisi lembab nisbi lebih dari 81 percent (pada suhu sekitar 20 °C).

15. PUPUK UREA DAN ZA Aplikasi pupuk Urea dan ZA biasanya dapat memperbaiki hasil tanaman tebu, mempengaruhi soil pH, dan ketersediaan hara dalam tanah. pH tanah akan menurun dengan adanya aplikasi pupuk ZA dan Urea. Pengaruh ZA lebih besar dibandingkan dnegan Urea. Kejenuhan Ca dan Mg tanah menurun pada dosis pupuk yang tinggi. Kejenuhan Al dan acidity saturation meningkat dnegan dosis pupuk N, efek ZA lebih besar dibandingkan dengan Urea.

16. ZA DAN UREA DALAM TANAH Penguapan ammonia dari lahan tebu yang dipupuk dengan Urea atau ZA ditentukan oleh kondisi mikroklimat pada kebun tebu, terutama ketersediaan lengas tanah dan laju evaporasinya. Transformasi urea memerlukan waktu sekitar satu minggu pada tanah-tanah lempung berpasir, dan sekitar dua minggu pada tanah-tanah berpasir untuk terhidrolisis secara lengkap. Proses hidrolisis berlangsung lebih cepat pada tanah-tanah yang teksturnya lebih halus dan kaya bahan organik; dibandingkan dengan tanah yang terksturnya kasar dan miskin bahan organik. Proses nitrifikasi belum terjadi pada awal periode setelah aplikasi pupuk, yaitu 3 hari pada lempung berpasir dan 7 hari pada tanah berpasir; tetapi pada periode ini dapat terjadi immobilisasi NO3-N. Kadar NO3-N pada akhir periode inkubasi (35 hari) lebih besar pada perlakuan urea daripada ZA pada tanah lempung berpasir; dan pada tanah berpasir terjadi hal sebaliknya.

17. NBPT Penghambat ensim urease Salah satu peluang untuk meminimumkan penguapan NH3 akibat aplikasi upupk Urea pada lahan tebu adalah menghambat laju hidrolisis urea dalam tanah. NBPT [N-(n-butyl) thiophosphoric acid triamide] merupakan penghambat urease yang telah dikomersialkan. NBPT dapat menghambat hidrolisis urea selama periode 3 - 14 hari tergantung pada suhu tanah dan kondisi lingkungan lainnya. Kondisi lengas tanah sangat menentukan efektivitas NBPT ini. Sumber: Sci. Agric. (Piracicaba, Braz.), v.65, n.4, p.397-401, July/August 2008

18. PUPUK N & S TANAMAN TEBU Tanamantebusangatresponterhadapaplikasipupuk N dan S; namundemikianefisiensikeduapupukinisangatebragam. Transformasipupuk N dan S dalamsistemtanah-tanamantebudapatdievaluasidenganteknikisotop 15N dan 34S. Immobilisasi N: NO3- or NH4+ Organic N Inorganic Nitrogen organisms Denitrification: NO3- N2 + N2O menguap ke atmosfer organisms Wet Soils Low Oxygen

19. SIKLUS BELERANG Sulfur memegang peranan penting dalam perkebunan tebu: (1) sebagai unsur hara esensial, (2) sebagai pembenah tanah pH, dan (3) sebagai fungisida

20. EFEK ZA PADA TANAH Setelahdiaplikasikanketanah, ammonium sulfate dengancepatakanlarutdanionisasimenjadi ammonium dan sulfate. Kalautetapadadipermukaantanah, ammonium mudahmenguappadakondisitanah alkalis. Dalamkondisisepertiinisebaiknyapupuk ZA dibenamkanketanah, atauaplikasisebelumirigasiatausebelumhujan. Padakondisitanahhangatdancukupudara, mikrobatanahakandengancepatmengubah ammonium menjadi nitrate dlamprosesnitrifikasi : [2 NH4+ + 3O2g2NO3- + 2H2O + 4H+]. Selamaprosesmikrobiologisiniakandilepaskan asam [H+], yang akhirnyadapatmenurunkan pH tanah.

21. SIKLUS BELERANG

22. PERILAKU AMMONIUM DALAM TANAH

23. PERILAKU S DALAM TANAH Ketika belerang diaplikasikan ke tanah, ia akan bergabung dengan air dan oksigen dengan bantuan aktivitas mikroba, menjadi asam sulfat. Reaksi ini berlangsung lambat, memerlukan waktu 6 - 8 minggu pada kondisi tanah lembab, hangat dan aerasi bagus.

24. BAKTERI REDUKSI SULFAT Bakteri reduksi sulfat dapat mereduksi sulfat .  H2 atau senyawa organik berfungsi sebagai donor elektron. Oksidasi bahan organik dapat berlangsung secara lengkap menghasilkan pelepasan CO2; atau berlangsung tidak lengkap menghasilkan asam asetat. Electron donors yang digunakan oleh mikroba adalah H2, lactate, asam lemak, ethanol, atau asam dikarboksilat.  Bakteri Autotrophic dapat tumbuh dengan H2, CO2, dan sulfate,  garam ammonium digunaskan sebagai sumber nitrogen. 

25. APLIKASI S THD KETERSEDIAAN HARA Aplikasi S elementermempengaruhi pH tanahdanketersediaanharadalamtanahselamamusimpertumbuhantebu. Aplikasi S tidakmenurunkan pH tanahsecarasignifikankalaudosisnya 0 - 448 kg S ha-1karenatanahmempunyaikapasitas buffer yang cukuptinggi. P dan K larut air dalamtanah-tanah yang diberi S dosistertinggiadalah 188% dan 71% lebihtinggidiabndingkandengankontrolpadasaatduabulansetelahaplikasibelerang. Tanah yang diberi 448 kg S ha-1mengandung Zn ekstraksasamasetatsebesar 134% lebihtinggidibandingdnegantanahkontrol. Hasilgulatidakterpengaruhiolehpenambahan S , rata-rata 17 Mg sugar ha-1.  Sumber: Arieh Singer, Alan Wright, Arieh Singer and Arieh Singer. 2010. University of Florida, Belle Glade, FL

26. APLIKASI S TANAMAN TEBU Aplikasi S pada tanah lempung berliat mempunyai efek langsung dan efek residual pada hasil tebu, dan serapan hara. Dosis pupuk N, P dan K sebesar 300, 35 dan 50.4 kg per ha berupa urea, diammonium phosphate dan muriate of potash. Hasil gula meningkat dengan dosis S hingga 60 kg/ha , baik pada tanaman langsung maupun efek residu pada ratoon. Akan tetapi hasil gula pada perlakuan dosis 80 kg S/ha tidak berbeda dnegan 60 kg/ha. S-tersedia dalam tanah meningkat dengan adanya aplikasi S hingga dosis 80 kg/ha, yang berkisar dari 14.6 dan 14.2 menjadi 17.8 dan 17.2 kg/ha pada tanaman tebu dan ratoon. Serapan N dan K oleh tanaman menigkat signifikan hingga dosis 60 kg/ha. Sumber: Proceedings of the 64th Annual Convention of the Sugar Technologists' Association of India, Cochin (Kerala), India, 17th-19th August, 2002.