Pupuk

Pupuk adalah material yang ditambahkan pada media tanam atau tanaman untuk mencukupi kebutuhan hara yang diperlukan tanaman sehingga mampu berproduksi dengan baik. Material pupuk dapat berupa bahan organik ataupun non-organik (mineral).

Pupuk berbeda dari suplemen. Pupuk mengandung bahan baku yang diperlukan pertumbuhan dan perkembangan tanaman, sementara suplemen seperti hormon tumbuhan membantu kelancaran proses metabolisme. Meskipun demikian, ke dalam pupuk, khususnya pupuk buatan, dapat ditambahkan sejumlah material suplemen.

Dalam pemupukan, perlu diperhatikan kebutuhan tumbuhan tersebut, agar tumbuhan tidak mendapat terlalu banyak zat makanan. Terlalu sedikit atau terlalu banyak zat makanan dapat berbahaya bagi tumbuhan. Pupuk dapat diberikan lewat tanah ataupun disemprotkan ke daun. Salah satu jenis pupuk organik adalah kompos.

Jenis Pupuk

Dalam praktik sehari-hari, pupuk biasa dikelompok-kelompokkan untuk kemudahan pembahasan. Pembagian itu berdasarkan sumber bahan pembuatannya, bentuk fisiknya, atau berdasarkan kandungannya.

Pupuk berdasarkan sumber bahan.
Dilihat dari sumber pembuatannya, terdapat dua kelompok besar pupuk:
(1) Pupuk Organik atau pupuk alami (misal pupuk kandang dan kompos), dan
(2) Pupuk Kimia atau pupuk buatan.
Pupuk organik mencakup semua pupuk yang dibuat dari sisa-sisa metabolisme atau organ hewan dan tumbuhan, sedangkan pupuk kimia dibuat melalui proses pengolahan oleh manusia dari bahan-bahan mineral. Pupuk kimia biasanya lebih “murni” daripada pupuk organik, dengan kandungan bahan yang dapat dikalkulasi. Pupuk organik sukar ditentukan isinya, tergantung dari sumbernya; keunggulannya adalah ia dapat memperbaiki kondisi fisik tanah karena membantu pengikatan air secara efektif.

Pupuk berdasarkan bentuk fisik.
Berdasarkan bentuk fisiknya, pupuk dibedakan menjadi Pupuk Padat dan Pupuk Cair. Pupuk padat diperdagangkan dalam bentuk onggokan, remahan, butiran, atau kristal. Pupuk cair diperdagangkan dalam bentuk konsentrat atau cairan. Pupuk padatan biasanya diaplikan ke tanah/media tanam, sementara pupuk cair diberikan secara disemprot ke tubuh tanaman.

Pupuk berdasarkan kandungannya.
Terdapat dua kelompok pupuk berdasarkan kandungan: Pupuk Tunggal dan Pupuk majemuk. Pupuk tunggal mengandung hanya satu unsur, sedangkan pupuk majemuk paling tidak mengandung dua unsur yang diperlukan. Terdapat pula pengelompokan yang disebut pupuk mikro, karena mengandung hara mikro (micronutrients). Beberapa merk pupuk majemuk modern sekarang juga diberi campuran zat pengatur tumbuh atau zat lainnya untuk meningkatkan efektivitas penyerapan hara yang diberikan.

Pupuk

Pupuk Organik

Pupuk organik mencakup semua bahan yang dihasilkan dari makhluk hidup dan bisa digunakan untuk menyuburkan tanaman, seperti kotoran hewan, kotoran cacing, kompos, rumput laut, guano, dan bubuk tulang. Kotoran hewan merupakan limbah yang sering kali menjadi masalah lingkungan, sehingga penggunaan kotoran hewan sebagai pupuk dapat menguntungkan secara lingkungan dan pertanian. Tulang hewan sisa penyembelihan hewan bisa dijadikan bubuk tulang yang kaya kandungan fosfat.

Pupuk Organik dibuat dari bahan-bahan organik atau alami. Berdasarkan bentuknya pupuk organic dapat dikelompokkan menjadi pupuk organik padat dan pupuk organik cair. Beberapa orang juga mengelompokan pupuk-pupuk yang ditambang seperti dolomite, fosfat alam, kiserit, dan juga abu (yang kaya K) kedalam golongan pupuk organik. Beberapa pupuk organik yang diolah pabrik misalnya adalah tepung darah, tepung tulang, dan tepung ikan. Pupuk organik cair antara lain adalah compost tea, ekstrak tumbuh-tumbuhan, cairan fermentasi limbah cair peternakan, fermentasi tumbuh-tumbuhan, dan lain-lain.

Bahan organik penyubur tanah yang digunakan dalam budidaya secara organik, antara lain:
  • Pupuk hijau, meliputi tanaman: turi, lamtoro, sesbania, orok-orok dan tanaman legum/kacang-kacangan.
  • Kotoran ternak, berasal dari ternak yang dibudidayakan secara organik. Factory farming diperbolehkan setelah mengalami proses pengomposan minimal 2 minggu.
  • Kompos sisa tanaman, dibolehkan bila berasal dari pertanaman organik, anatara lain: jerami dan sekam padi, bonggol jagung, serbuk gergaji, kulit kacang, kulit kopi, dan lain lain. Jenis pupuk kompos adalah : Pupuk kompos aerob, Vermikompos, Pupuk organik cair, Pupuk bokashi.
  • Urine ternak (slurry), berasal dari ternak yang dibudidayakan secara organik dan digunakan apabila telah mengalami proses fermentasi dan diencerkan. Factory farming diperbolehkan setelah mengalami proses fermentasi.
  • Kompos media jamur merang dibolehkan bila media dan jerami berasal dari pertanaman padi organik. Media jamur merang berupa campuran serbuk gergaji dan bahan organik lain seperti jerami yang merupakan sumber kalium.
  • Kompos limbah organik sayuran dibolehkan bila berasal dari pertanaman sayuran organik. Kompos dari limbah organik sayuran limbah pasar dan rumah tangga harus bebas kontaminan logam berat.
  • Azolla sumber nitrogen alami dan proses dekomposisinya cepat, 80% hara yang dikandung dilepaskan dalam waktu 8 minggu setelah tanam.
  • Blue green algae (ganggang hijau biru), sumber nitrogen alami, bersimbiosis dengan mikroba penambat N2 bebas.
  • Molase/tetes bahan organik yang ditambahkan dalam pembuatan kompos padat/cair sebagai sumber makanan dan energi mikroorganisme.
  • Pupuk hayati (biofertilizers), substansi yang mengandung mikroorganisme dengan fungsi tertentu untuk meningkatkan ketersediaan hara bagi tanaman. Sebaiknya menggunakan mikroorganisme lokal dan bukan hasil rekayasa genetika (GMO).
  • Rhizobium mikroorganisme penambat N2 udara yang bersimbiosis dengan akar tanaman legum.
  • Bakteri pengurai/decomposer, bukan hasil rekayasa genetika (GMO), bakteri pengurai (dekomposer) terutama berasal dari setempat/lokal.
  • Zat pengatur tumbuh (ZPT) alami bukan berasal dari bahan ZPT sintetis.

Pupuk organik memiliki kandungan hara yang lengkap. Bahkan didalam pupuk organik juga terdapat senyawa-senyawa organik lain yang bermamfaat bagi tanaman, seperti asam humik, asam fulfat, dan senyawa-senyawa organik lain. Namun, kandungan hara tersebut rendah. Berdasarkan pengalaman beberapa orang, tidak ada pupuk organik yang memiliki kandungan hara tinggi atau menyamai pupuk kimia.


Manfaat pupuk organik

Pupuk organik diketahui mampu meningkatkan keanekaragaman hayati pertanian dan produktivitas tanah secara jangka panjang. Pupuk organik juga dapat menjadi sarana sekuestrasi karbon ke tanah. Nutrisi organik meningkatkan keanekaragaman hayati tanah dengan menyediakan bahan organik dan nutrisi mikro bagi organisme penghuni tanah seperti jamur mikoriza yang membantu tanaman menyerap nutrisi,[16] dan dapat mengurangi input pupuk.


Kerugian pupuk organik

Pupuk organik merupakan pupuk yang bersifat kompleks karena ketersediaan senyawa yang ada pada pupuk tidak berupa unsur ataupun molekul sederhana yang dapat diserap oleh tanah secara langsung. Kadar nutrisi yang tersedia sangat bervariasi dan tidak dalam bentuk yang tersedia secara langsung bagi tanaman sehingga membutuhkan waktu lama untuk diserap oleh tanaman.

Beberapa limbah yang dikomposkan, jika tidak diolah secara tepat, dapat menjadi sarana pertumbuhan patogen yang merugikan tanaman. Jenis patogen dapat berupa jamur, bakteri, mikoplasma dan nematoda. Pupuk organik dapat membawa patogen dan telur serta serangga yang mengganggu tanaman. Pupuk kandang sering kali mengandung benih gulma atau bibit penyakit bagi manusia.

Pupuk kandang juga mempunyai bau yang tidak enak bagi lingkungan, meskipun tidak beracun. Sedangkan pupuk hijau mungkin menimbulkan allelopati bagi tanaman pokok. Di beberapa negara, masing-masing mempunyai peraturan pengawasan yang berbeda-beda untuk pupuk kompos komersial mereka.

Proses pengkomposan menghasilkan panas. Dengan dihasilkannya panas maka akan dihasilkan produk kompos akhir yang stabil, bebas dari patogen dan biji-biji gulma, berkurangnya bau, dan lebih mudah diaplikasikan ke lapangan.

Sumber pupuk organik

Hewan
Urea dari kotoran hewan (dan juga manusia) dapat digunakan untuk menjadi sumber pupuk organik. Sebuah firma di Belanda telah mampu mengubah urin manusia menjadi struvite yang dapat digunakan sebagai pupuk.

Namun limbah perkotaan yang kemungkinan telah tercampur obat-obatan, polusi, hormon buatan, logam berat, plastik, dan sebagainya tidak dapat digunakan sebagai bahan baku pupuk untuk digunakan pada usaha pertanian organik.

Penelitian yang dilaukan oleh Agricultural Research Service (ARS) mennjukan bahwa kotoran ayam dapat menjadikan kondisi tanah lebih baik bagi pertumbuhan tanaman dibandingkan dengan penggunaan pupuk anorganik. ARS melakukan studi tersebut kepada perkebunan kapas dan menemukan bahwa kapas menghasilkan 12% lebih banyak dibandingkan dengan penggunaan pupuk anorganik.

ARS juga memperkirakan harga kotoran ayam saat ini hanya $17 per ton, jauh lebih murah dibandingkan dengan jumlah manfaat yang dapat disediakan pupuk anorganik pada kemampuan pengkondisian tanah yang setara yang sebesar $78 per ton. Tepung tulang, tepung darah, tepung ikan, dan emulsi ikan juga dapat digunakan sebagai pupuk.

Tumbuhan
Tanaman penutup legum (misal alfalfa) sering kali ditumbuhkan di sela-sela tanaman perkebunan untuk memperkaya tanah dengan nitrogen melalui proses pengikatan nitrogen dari atmosfer dan memperkaya kandungan fosfor melalui mobilisasi nutrisi.

Salah satu studi yang dilakukan ARS menemukan bahwa alga dapat digunakan untuk menangkap nitrogen dan fosfor yang dilepaskan lahan usaha tani ke lingkungan melalui aliran air permukaan (surface runoff). Alga ini dapat digunakan untuk menyaring limbah pertanian, yang lalu dapat dikembalikan lagi ke tanah sebagai pupuk. Laju pelepasan nutrisinya setara dengan pupuk anorganik sehingga dapat digunakan pada pembibitan. Limbah industri kayu seperti serbuk gergaji dan kepingan kayu, juga dapat digunakan sebagai pupuk.

Pupuk Anorganik

Secara umum, tumbuhan hanya menyerap nutrisi yang diperlukan jika terdapat dalam bentuk senyawa kimia yang mudah terlarut. Nutrisi dari pupuk organik hanya dilepaskan ke tanah melalui pelapukan yang dapat memakan waktu lama. Pupuk anorganik memberikan nutrisi yang langsung terlarut ke tanah dan siap diserap tumbuhan tanpa memerlukan proses pelapukan.

Pupuk Anorganik, atau Pupuk kimia adalah pupuk yang dibuat secara kimia atau juga sering disebut dengan pupuk buatan. Pupuk kimia bisa dibedakan menjadi pupuk kimia tunggal dan pupuk kimia majemuk. Pupuk kimia tunggal hanya memiliki satu macam hara, sedangkan pupuk kimia majemuk memiliki kandungan hara lengkap. nPupuk kimia yang sering digunakan antara lain Urea dan ZA untuk hara N: pupuk TSP, DSP, dan ZA untuk hara P: Kcl atau MOP untuk hara K. Sedangkan pupuk majemuk biasanya dibuat dengan mencampurkan pupuk-pupuk tunggal. Komposisi haranya bermacam-macam tergantung produsen dan komoditasnya.

Tiga senyawa utama dalam pupuk anorganik yaitu nitrogen (N), fosfor (P), dan kalium (K). Kandungan NPK dihitung dengan pemeringkatan NPK yang memberikan label keterangan jumlah nutrisi pada suatu produk pupuk anorganik.

Secara umum, nutrisi NPK yang siap diserap oleh tanaman pada pupuk anorganik mencapai 64%, jauh lebih tinggi dibandingkan pupuk organik yang hanya menyediakan di bawah 1% dari berat pupuk yang diberikan. Inilah yang menyebabkan mengapa pupuk organik harus diberikan dalam jumlah yang jauh lebih banyak dibandingkan pupuk anorganik.

Pupuk nitrogen dibuat dengan menggunakan proses Haber yang ditemukan pada tahun 1915. Proses ini menggunakan gas alam sebagai sumber hidrogen, dan gas nitrogen dari udara pada temperatur dan tekanan yang tinggi dengan bantuan katalis menghasilkan amonia sebagai produknya. AMonia dapat digunakan sebagai bahan baku pupuk lainnya seperti amonium nitrat dan urea. Pupuk ini dapat dilarutkan terlebih dahulu dengan air. Sebelum ditemukannya proses Haber, mineral seperti natrium nitrat ditambang untuk dijadikan sumber pupuk nitrogen anorganik. Mineral ini masih ditambang sampai sekarang.

Proses lainnya dalam pembuatan pupuk organik adalah proses Odda yang disebut juga dengan proses nitrofosfat. Bebatuan fosfat dengan kadar fosfor hingga 20% dilarutkan ke asam nitrat untuk menghasilkan asam fosfat dan kalsium nitrat. Bebatuan fosfat juga bisa diproses menjadi mineral P2O5 dengan bantuan asam sulfat. Melalui tungku listrik, mineral fosfat juga bisa direduksi menjadi fosfat murni, namun proses ini sangat mahal.

Kalium secara komersial dapat ditemukan di berbagai tempat mulai dari bebatuan di dalam bumi hingga sedimen di dasar laut. Bebatuan yang mengandung kalium sering kali berada dalam bentuk kalium klorida yang juga ditemukan bersamaan dengan mineral natrium klorida. Bebatuan yang mengandung kalium ditambang dengan bantuan air panas sehingga larut. Larutan ini diuapkan dengan bantuan sinar matahari. Senyawa amina digunakan untuk memisahkan KCl dengan NaCl.

Penggunaan pupuk anorganik secara komersial telah berkembang dan meningkat hingga 20 kali lipat dibandingkan 50 tahun yang lalu dengan jumlah konsumsi saat ini mencapai 100 juta ton nitrogen anorganik per tahun. Tanpa pupuk anorganik, diperkirakan sepertiga bahan pangan saat ini tidak dapat berproduksi. Penggunaan pupuk fosfat juga meningkat dari 9 juta ton (1960) menjadi 40 juta ton (2000). Setiap hektare tanaman jagung membutuhkan antara 30 hingga 50 kilogram pupuk fosfat, sedangkan kedelai membutuhkan 20–25 kg. Yara International merupakan produsen pupuk nitrogen anorganik terbesar di dunia.


Penerapan

Pupuk anorganik digunakan di semua jenis tanaman pertanian dengan jumlah pemberian bergantung pada jenis tanaman dan tingkat kesuburan tanah saat ini. Misal tanaman pertanian jenis legum (seperti kedelai) tidak membutuhkan pupk nitrogen anorganik sebanyak tanaman lain karena mampu mengikat nitrogen.

Namun penerapan pupuk anorganik berlebih dapat menyebabkan peningkatan keasaman tanah karena mineral yang tidak dimanfaatkan mampu bereaksi dengan air yang ada di tanah membentuk senyawa asam. Untuk mencegah hal ini, status nutrisi dari tanaman dan tanah perlu dinilai sebelum penerapan pupuk anorganik.


Nilai NPK dari berbagai jenis bahan campuran pupuk NPK

Nilai NPK untuk berbagai jenis bahan buatan:
  • 00-17-00 hingga 00-22-00 Superfosfat (Monokalsium fosfat monohidrat dengan gipsum)
  • 30-00-00 hingga 40-00-00 Urea berlapis sulfur (slow release) 31-00-00 Isobutilidena diurea (slow release)
  • 33-00-00 hingga 34-00-00 Ammonium nitrat
  • 35-00-00 Urea (slow release, terkadang dalam wujud ureaformaldehida)
  • 40-00-00 Metilena urea (slow release)
  • 15-00-00 Kalsium nitrat
  • 21-00-00 Ammonium sulfat
  • 46-00-00 Urea
  • 82-00-00 Anhydrous ammonia
  • 10-34-00 hingga 11-37-00 Ammonium polifosfat
  • 11-48-00 hingga 11-55-00 Monoammonium fosfat
  • 18-46-00 hingga 21-54-00 Diammonium fosfat
  • 13-00-44 Potassium nitrat
    • 00-44-00 hingga 00-52-00 Triple superfosfat (Monokalsium fosfat monohidrat)

    Nilai NPK untuk bahan mineral:
    • 11-08-02 hingga 16-12-03 guano
    • 00-3-00 hingga 00-8-00 batu fosfat (menjadi 00-34-00 jika dalam bentuk dapat dilarutkan)
    • 00-00-22 Kalium magnesium sulfat
    • 00-00-60 Kalium klorida

    Nilai NPK untuk bahan biosolid:
    • 01-00-00 kotoran sapi dari peternakan susu
    • 01-00-01 kotoran kuda
    • 03-02-02 kotoran unggas
    • 04-12-00 tepung tulang
    • 05-05-06 tulang dan darah ikan
    • 06-02-00 Milorganit