Pupuk NPK

Pupuk adalah zat yang berisi satu unsur atau lebih yang dimaksudkan untuk menggantikan unsur yang habis terisap oleh tanaman dari tanah. Jadi memupuk berarti menambah unsur hara bagi tanah (pupuk akar) dan tanaman (pupuk daun) (Handayani, 2009). Marsono dan Sigit (2002) menyatakan bahwa manfaat pupuk secara umum adalah menyediakan unsur hara yang kurang atau bahkan tidak tersedia di tanah untuk mendukung pertumbuhan tanaman. Namun secara lebih terinci manfaat pupuk dapat dibagi dalam dua macam, yaitu yang berkaitan dengan perbaikan sifat fisika dan kimia tanah.

Manfaat utama dari pupuk yang berkaitan dengan sifat fisika tanah yaitu memperbaiki struktur tanah dari padat menjadi gembur. Sedangkan manfaat yang berkaitan dengan sifat kimia tanah adalah menyediakan unsur hara yang dibutuhkan bagi tanaman (Marsono dan Sigit, 2002).

Handayani (2009) menyatakan bahwa unsur hara yang diperlukan tanaman dapat dibagi menjadi tiga golongan berdasarkan jumlah yang dibutuhkan tanaman. Ketiga golongan tersebut sebagai berikut:

1.   Unsur hara makro yaitu unsur hara yang dibutuhkan dalam jumlah banyak, seperti nitrogen (N), fosfor (P), dan potasium atau kalium (K).

2.  Unsur hara sedang (sekunder) yaitu unsur hara yang dibutuhkan dalam jumlah kecil, seperti sulfur/belerang (S), kalsium (Ca), dan magnesium (Mg).

3.  Unsur hara mikro yaitu unsur hara yang dibutuhkan dalam jumlah sedikit, seperti besi (Fe), tembaga (Cu), seng (Zn), khlor (Cl), boron (B), mangan (Mn), dan molibdenum (Mo).

Selain menyediakan unsur hara, pemupukan juga membantu mencegah kehilangan unsur hara yang cepat hilang, seperti N, P, dan K yang mudah hilang oleh penguapan. Pupuk juga dapat memperbaiki keasaman tanah (Handayani, 2009).

Atas dasar kandungan unsur hara yang dikandungnya pupuk terdiri dari pupuk tunggal dan pupuk majemuk. Pupuk tunggal adalah pupuk yang mengandung satu jenis hara tanaman seperti N atau P atau K saja, sedangkan pupuk majemuk adalah pupuk yang mengandung lebih dari satu unsur hara tanaman, seperti gabungan antara N dan P, N dan K atau N dan P dan K (Handayani, 2009).

Pupuk NPK padat adalah pupuk buatan berbentuk padat yang mengandung unsur hara utama nitrogen, fosfor dan kalium (BSN, 2010). Pupuk NPK (Nitrogen-Pospat-Kalium) merupakan pupuk majemuk cepat tersedia yang paling dikenal saat ini. Kadar NPK yang banyak beredar adalah 15-15-15, 16-16-16, dan 8-20-15. Tipe pupuk NPK tersebut juga sangat populer karena kadarnya cukup tinggi dan memadai untuk menunjang pertumbuhan tanaman (Handayani, 2009).

2.3.1  Pupuk NPK

Pupuk NPK adalah suatu jenis pupuk majemuk yang mengandung lebih dari satu unsur hara yang digunakan untuk menambah kesuburan tanah. Pupuk majemuk yang sering digunakan adalah pupuk NPK karena mengandung senyawa ammonium nitrat (NH₄NO₃), ammonium dihidrogen fosfat (NH₄H₂PO₄), dan kalium klorida (KCl).

Pupuk NPK mengandung unsur N (Nitrogen), P (Posfor) dan K (Kalium) yang sangat dibutuhkan oleh tumbuhan. Pupuk NPK sudah banyak dipakai oleh petani untuk meningkatkan hasil pertaniannya. Unsur N merupakan unsur hara utama bagi tumbuhan yang pada umumnya sangat diperlukan untuk pembentukan atau pertumbuhan bagian-bagian vegetatif tanaman, seperti daun, batang dan akar tetapi kalau terlalu banyak dapat mengahambat pembuahan pada tanaman.

Unsur P merupakan penyusun sel pada tumbuhan. Posfor diambil tanaman dalam bentuk H₂PO₄^- dan HPO₄^2-. Secara umum fungsi Posfor untuk mempercepat pembungaan dan pemasakan buah pada tanaman. Unsur K menurut Sutejo (1990) menyatakan bahwa peranan kalium pada tanaman yaitu untuk membentuk protein dan karbohidrat, meningkatkan ketahanan tanaman tarhadap penyakit dan kualitas buah.

Kadar unsur hara N, P, dan K dalam pupuk majemuk dinyatakan dengan komposisi angka tertentu. Misalnya pupuk NPK 10-20-15 berarti bahwa dalam pupuk itu terdapat 10 % nitrogen, 20 % fosfor (sebagai P₂O₅) dan 15 % kalium (sebagai K₂O). Penggunaan pupuk majemuk harus disesuaikan dengan kebutuhan dari jenis tanaman yang akan dipupuk karena setiap jenis tanaman memerlukan perbandingan N, P, dan K tertentu (Chandra, 2011).

2.3.2        Unsur Kalium

            Kalium merupakan unsur kedua terbanyak setelah nitrogen dalam tanaman. Kalium diserap dalam bentuk K⁺. Bentuk utama dalam tanaman adalah K⁺, kation ini unik dalam sel tanaman. Unsur hara K merupakan unsur hara makro yaitu unsur hara yang dibutuhkan dalam jumlah banyak oleh tumbuhan. Kalium dengan mudah diserap oleh akar tanaman. Sebagian besar ion kalium (K⁺) disimpan didalam sel tumbuh-tumbuhan. Ion-ion K⁺ didalam air tanah dan ion-ion K⁺ yang diadsorpsi dapat langsung diserap oleh tanaman.

Unsur K juga mempunyai fungsi yang sangat penting pada proses fisiologis tanaman (Sanyal, 2006) seperti aktifitas enzim, fotosintesis, transport hasil fotosintesis, transport hara dan air serta metabolisme pati dan protein. Apabila tanaman kekurangan unsur K akan dapat menurunkan kekuatan batang dan ketahanan tanaman terhadap terjangkitnya hama dan penyakit (Rahardjo, 2012).

2.3.3        Kadar Air

Kadar air merupakan banyaknya air yang terkandung dalam bahan yang dinyatakan dalam satuan persen. Kadar air juga merupakan karakteristik yang sangat penting dalam bahan pangan karena air dapat mempengaruhi penampakan, tekstur, kualitas serta ikut menentukan kesegaran dan daya awet bahan pangan tersebut, kadar air menyebabkan mudahnya bakteri, kapang dan khamir untuk berkembang biak, dengan demikian kandungan persentase kadar air sangat mempengaruhi kualitas pupuk yang sesuai dengan syarat mutu yang di izinkan.

Air mempunyai beberapa fungsi penting dalam tanah. Air penting dalam pelapukan mineral dan bahan organik, yaitu reaksi yang menyiapkan hara larut bagi pertumbuhan tanaman. Air berfungsi sebagai media gerak hara ke akar-akar tanaman. Akan tetapi bila air terlalu banyak hara-hara yang aktif dapat hilang tercuci dari lingkungan perakaran (Safitri, 2012).

               

2. Unsur Nitrogen

Di alam nitrogen ditemukan di atmosfer bumi (78 % volume) sebagai gas diatom dengan rumus molekul N₂, tidak berwarna, tidak berbau, tidak berasa, tidak dapat terbakar, sangat sedikit larut dalam air, dan bersifat tidak reaktif kecuali pada suhu tinggi. Dalarn keadaan cair, nitrogen tidak berwarna, dan tidak berbau, dan penampakannya mirip air (Capah, 2006).

Nitrogen merupakan unsur hara makro esensial yang sangat dibutuhkan untuk pertumbuhan tanaman yang pada umumnya sangat diperlukan untuk pertumbuhan vegetatif tanaman seperti akar, batang dan daun (Jumini dkk, 2011). Menurut  Lesmana (2007) Nitrogen mendorong pertumbuhan tanaman yang cepat dan memperbaiki tingkat hasil dan kualitas buah atau biji melalui peningkatan jumlah tunas dan sintesa protein.

Nitrogen diserap tanaman dalam bentuk ion nitrat (NO₃^‑) dan ammonium (NH₄⁺). Sebagian besar nitrogen diserap dalam bentuk ion nitrat karena ion tersebut bermuatan negatif sehingga selalu berada didalam larutan tanah dan mudah terserap oleh akar. Karena selalu berada didalam larutan tanah, ion nitrat lebih mudah tercuci oleh aliran tanah. Sebaliknya, ion ammonium bermuatan positif sehingga terikat oleh koloid tanah. Ion tersebut dapat dimanfaatkan oleh tanaman setelah melalui proses pertukaran kation. Karena bermuatan positif ion ammonium tidak mudah hilang oleh proses pencucian (Widiyandari, 2009).

          Fungsi Nitrogen bagi tanaman adalah sebagai berikut:

1.     Meningkatkan pertumbuhan tanaman (daun, batang dan akar).

2.    Meningkatkan kadar protein dalam tubuh tanaman.

3.    Meningkatkan kualitas penghasil tanaman penghasil daun-daunan.

4.    Meningkatkan berkembangbiaknya mikroorganisme di dalam tanah.

Tanaman yang kurang memperoleh nitrogen tumbuh kecil, daunnya kuning dan cepat rontok. Sedangkan pemberian nitrogen yang terlalu banyak dapat mengakibatkan, sebagai berikut :

1.     Tanaman mudah rebah

2.    Meningkatnya kepekaan tanaman terhadap berbagai penyakit

3.    Tanaman terlambat masak

4.    Kualitas produk kurang baik (Zai, 2010).

 3. Unsur Posfor

          Unsur Posfor (P) adalah salah satu nutrisi utama dan sangat esensial bagi tanaman disamping Nitrogen (N) dan Potasium (K) (Supriyo, 2010). Fosfor tidak terdapat secara bebas di alam. Posfor ditemukan sebagai fosfat dalam beberapa mineral, tanaman dan merupakan unsur pokok dari protoplasma. Posfor terdapat dalam air sebagai ortofosfat (Sianturi, 2008). Menurut Supriyo (2010) Peran fospat yang sangat terpenting bagi tanaman adalah memacu pertumbuhan akar dan pembentukan sistem perakaran serta memacu pertumbuhan generatif tanaman.

Fosfat terdapat dalam tiga bentuk yaitu H₂PO₄^-, HPO₄^2-, dan PO₄^3-. Fosfat umumnya diserap oleh tanaman dalam bentuk ion ortofosfat primer H₂PO₄^- atau ortofosfat sekunder HPO₄^2- sedangkan PO₄^3- lebih sulit diserap oleh tanaman (Sianturi, 2008).

Fungsi dari Posfor bagi tanaman adalah sebagai berikut :

1.     Dapat mempercepat pertumbuhan akar tanaman

2.    Mempercepat serta memperkuat pertumbuhan tanaman muda menjadi tanaman dewasa pada umumnya.

3.    Mempercepat pembungaan dan pemasakan buah biji atau gabah.

4.    Dapat meningkatkan produksi biji-bijian.

Kekurangan unsur Posfor pada umumnya dapat mengakibatkan volume jaringan tanaman menjadi lebih kecil dan warna daun menjadi lebih gelap, dan kelebihan unsur Posfor, sejauh ini tak berpengaruh pada tanaman (Zai, 2010).

4. Unsur Kalium

          Kalium diserap tanaman dalam bentuk ion K⁺, di dalam tanah ion tersebut bersifat sangat dinamis sehingga mudah tercuci. Kalium adalah suatu unsur kimia berbentuk logam lunak berwarna putih keperakan dan termasuk golongan alkali tanah. Persediaan kalium dalam tanah dapat berkurang karena tiga hal, yaitu pengambilan kalium oleh tanaman, pencucian kalium oleh air, dan erosi tanah. Kalium tergolong unsur yang mobil dalam tanaman baik dalam sel, dalam jaringan tanaman baik dalam xylem dan maupun floem, serta mempunyai sifat larut dan mudah difiksasi dalam tanah (Zai, 2010).

Fungsi unsur kalium bagi tanaman adalah sebagai berikut :

1.     Membantu pembentukan protein dan karbohidrat

2.    Memperkuat tegaknya batang sehingga tanaman tidak mudah roboh

3.    Meningkatkan kualitas biji atau buah

4.    Meningkatkan resistensi tanaman terhadap penyakit

5.    Membantu perkembangan akar tanaman

Kekurangan unsur kalium pada tanaman memperlihatkan gejala tanaman mudah roboh, turgor tanaman berkurang, sel menjadi lemah, daun mennjadi kering, ujung daun berwarna coklat. Sedangkan kelebihan unsur K pada tanaman menyebabkan penyerapan unsur Ca, Na, Mg turun karena unsur mempunyai pengaruh saling berlawanan dari satu sama lain berusaha mengusir disebut antagonis (Zai, 2010).

 5. Persyaratan Mutu Pada Pupuk NPK

Standar Nasional Indonesia (SNI) 2803:2012 telah menetapkan syarat mutu dan metode pengujian pupuk anorganik NPK padat. Adapun syarat mutu pupuk NPK padat sesuai dengan tabel 2.1. dibawah ini.

Tabel 2.1. Persyaratan mutu pupuk NPK

No	Uraian	Satuan	Persyaratan
1	Nitrogen total	%	Min. 6
2	P2O5 total	%	Min. 6
3	K2O	%	Min. 6
4	Jumlah kadar N, P2O5,       K2O	%	Min. 30
5	Kadar air (b/b)	%	Maks. 3
6	Cemaran logam
	-Merkuri (Hg)	mg/kg	Maks. 10
	-Cadmium (Cd)	mg/kg	Maks. 100
	-Timbal (Pb)	mg/kg	Maks. 500
7	Arsen (As)	mg/kg	Maks. 100

Sumber : Standar Nasional Indonesia (SNI) 2803:2012.

Metode Pengujian

Metode Kjeldahl

Metode kjeldahl merupakan metode yang digunakan untuk menentukan kadar nitrogen (Widiyandari, 2009). Metode Kjeldahl didasarkan pada destruksi sampel yakni dengan memanaskan sampel dengan asam sulfat pekat menggunakan katalis dimana penentuan kadar Nitrogen total dengan metode kjeldahl terdiri atas 3 tahapan (Manurung, 2012).

Adapun tahapan-tahapan dalam menentukan kadar Nitrogen  total dengan menggunakan metode kjeldahl, yaitu:

1.      Tahap destruksi

Pada tahap ini sampel dipanaskan dengan asam sulfat pekat sehingga terjadi destruksi menjadi unsur-unsurnya. Elemen karbon, hidrogen teroksidasi menjadi CO, CO₂ dan H₂O sedangkan nitrogennya berubah menjadi ammonium sulfat (Manurung, 2012). Untuk mempercepat proses destruksi sering ditambahkan katalisator. Dengan penambahan katalisator tersebut titik didih asam sulfat akan dipertinggi sehingga destruksi berjalan lebih cepat. Suhu destruksi berkisar di atas 300^oC. Proses destruksi dinyatakan selesai apabila larutan telah berubah menjadi jernih atau tidak berwarna. Agar analisa lebih tepat maka pada tahap destruksi ini dilakukan pula perlakuan blanko yaitu untuk koreksi adanya senyawa N yang bereaksi dari reagensia (Widiyandari, 2009).

1.      Tahap Destilasi

Pada tahap destilasi, ammonium sulfat dipecah menjadi ammonium (NH₃) dengan penambahan NaOH sampai alkalis dan dipanaskan. Ammonium yang dibebaskan selanjutnya akan ditangkap oleh larutan standar. Larutan standar yang dapat dipakai adalah asam klorida atau asam borat dalam jumlah yang berlebihan. Agar kontak antar asam dan ammonia lebih baik maka diusahakan ujung tabung destilasi tercelup sedalam mungkin dalam asam. Untuk mengetahui asam dalam keadaan berlebihan maka diberi indikator Conway (metil merah + metil biru). Destilasi diakhiri bila sudah semua ammonia terdestilasi sempurna yang ditandai dengan destilat tidak bereaksi basa (Widiyandari, 2009).

2.     Tahap titrasi

Banyaknya asam borat yang bereaksi dengan ammonia dapat diketahui dengan titrasi menggunakan asam (Widiyandari, 2009). Menurut Damaris (2012) akhir titrasi ditandai dengan perubahan warna larutan dari hijau menjadi merah muda. Selisih jumlah sampel dan blanko merupakan jumlah equivalen nitrogen (Widiyandari, 2009)