Ringkasan buku 3 arvin r. mosier, j. keith syers, and john r. freney. agriculture and the nitrogen cycle

421 views

Published on

Published in: Education
0 Comments
0 Likes
Statistics
Notes
  • Be the first to comment

  • Be the first to like this

No Downloads
Views
Total views
421
On SlideShare
0
From Embeds
0
Number of Embeds
2
Actions
Shares
0
Downloads
1
Comments
0
Likes
0
Embeds 0
No embeds

No notes for slide

Ringkasan buku 3 arvin r. mosier, j. keith syers, and john r. freney. agriculture and the nitrogen cycle

  1. 1. Ringkasan Buku 3 Bagian 1 11 Desember 2013 Bismillah..
  2. 2.     Pupuk mensuplai 50% N total yang dibutuhkan untuk produksi pangan dunia. Di tahun 1996 konsumsi pupuk N berjumlah total 83 Tg N (Smill 1999), dan diasumsi akan meningkat sedikit demi sedikit sejak saat itu. Contoh 84,1 Tg di tahu 2002 (FAO, 2004). Kemudian, Smil memperkirakan aliran N dunia kemungkinan akan sama dan digunakan disini. Input tahunan lainnya adalah fiksasi N biologi (2541 Tg), daur ulang N dari sisa tanaman (12 – 20 Tg) dan pupuk dari sisa hewan (12 – 22 Tg), deposisi di atmosfir dan air irigasi memberikan tambahan sebesar (21 – 27 Tg) (Smil 1999). Dari kurang lebih 170 g N yang ditabahkan, hampir setengah berasal dari lahan tanaman (85 Tg). Sisanya N menyatu ke dalam bahan organic atau hilang ke lingkungan. Leaching, run off dan erosi terhitung sebesar 37 Tg kehilangan N per tahun, Penguapan ammonia dari tanah dan tanaman berkontribusi 21 Tg. Denitrifikasi menyebabkan kehilangan N2 sebesar 14 Tg per tahun dan N2O serta NO dari proses nitrifikasi atau denitrifikasi sebesar 8 Tg N dari total keseluruhan (Smil 1999; Balasubramanian et al., Chapter 2; Peoples et al., Chapter 4; Goulding, Chapter 15; Boyer et al.,Chapter 16, volume ini). Van der Hoek (1998) juga memperkirakan bahwa lebih dari 60 persent input N per tahun untuk produksi pangan tidak dikonversi menjadi produk yang berguna. <Ringkasan Buku 3 Arvin R. Mosier, J. Keith Syers, and John R. Freney.>
  3. 3.      Kelebihan N didefinisikan sebagai perbedaan antara input dan output, juga kehilangan ke lingkungan atau terakumulasi di dalam tanah. Tanah – tanah pertanian di Amerika (dan mungkin hampir di seluruh Eropa bagian barat) dianggap mendekati ke tahap yang mantap untuk akumulas N, kemudian semua input tidak hilang dari lahan tanaman namun keluar ke atmosfir atau sistem perairan (Howarth et al., 2002). Hubungan ketidakefisienan produksi protein hewani memperburuk ketidakefisienan pemanfaatan N. Kehilangan N terbesar dari produksi pangan dunia menggambarkan masa depan dimana populasi manusia dan permintaan protein hewani meningkat (Galloway et al. 2002a). Adanya peningkatan konsumsi produk ternah di dunia kecuali wilayah – wilayah didalam SSA, telah dilengkapi dengan intensifikasi produk ternak di beberapa wilayah, terutama sekali Amerika Utara. Karena pemusatan produksi stok pangan di Negara hanya memproduksi sedikit pangan ternak. <Ringkasan Buku 3 Arvin R. Mosier, J. Keith Syers, and John R. Freney.>
  4. 4.      Seperti yang dipaparkan, pupuk N memiliki efisiensi yang rendah dalam penggunaannya di sector pertanian (10-50% untuk pertumbuhan tanaman oleh petani) (Balasubramanian et al.,). Penyebabnya adalah efisiensi yang rendah mengakibatkan kehilangan N yang tinggi akibat leaching, run off, penguapan ammonia atau denitrifikasi (Raun dan Johnson 1999), dengan mengakibatkan pencemaran badan air dan atmosfir. Dengan pembatasan area lahan dan kebutuhan untuk mengurangi polusi air dan atmosfir dengan reaksi N yang berasal dari pupuk N, maka satu – satunya cara untuk melanjutkan tingginya populasi adalah dengan meningkatkan efisiensi pupuk N (Cassman et al. 2002). Sangat penting untuk diketahui bahwa bentuk dan jalur hilangnya N dan factor – factor yang mengendalikannya sehingga tahapan bisa dilakukan untuk mengurangi kehilangan dan meningkatkan NUE. Investigasi telah menunjukkan bahwa proses dan jumlah kehilangan N utama dipengaruhi oleh tipe ekosistem, karakteristik tanah, penanaman dan teknik pemupukan serta kondisi cuaca. Sebagai akibatnya kehilangan bisa sangat bervariasi dengan perbedaan keadaan tanah dari wilayah ke wilayah karena perbedaan penerapan metode penanaman. Di Eropa, dimana senyawa nitrat untuk pupuk sangat dominan, pencucian nitrat dan denitrifikasi adalah proses utama kehilangan N. Sementara di Negara – Negara lain dunia, dimana urea merupakan pupuk utama, penguapan ammonia cenderung lebih penting (Goulding, Chapter 15) <Ringkasan Buku 3 Arvin R. Mosier, J. Keith Syers, and John R. Freney.>
  5. 5.      Berbagai pendekatan disarankan untuk meningkatan pemupukan NUE, termasuk mengoptimalkan penggunaan bentuk pupuk, waktu dan metode aplikasi, menyesuaikan supply N dengan permintaan kebutuhan tanaman, mensuplai pupuk dalam air irigasi, mengganti urea menjadi calcium ammonium nitrat untuk membatasi kehilangan ammonia, mengurangi aplikasi di musim hujan untuk mengurangi leaching, pengaplikasian pupuk pada tanaman dibandingkan tanah, mengubah type pupuk untuk menyesuaikan kondisi dan menggunakan pupuk slow release (Balasubramanian et al., chapter 2). Variasi genetic dari penggunaan internal yang efisien berpotensi untuk meningkatkan NUE melalui seleksi tanaman (Giller et al., Chapter 3). Sebagai tambahan, teknik budidaya yang meningkatkan pertumbuhan tanaman awal, mengurangi kompetisi untuk diserapnya N oleh tumbuhan, mengurangi kecelakaan hama dan meningkatkan irigasi serta drainase akan membantu NUE. Dobermann dan Cassman (Chapter 19) memberikan contoh bagaimana factor – factor eksternal sebagai tambahan management N dapat meningkatkan NUE. Factor – factor yang terlibat dalam peningkatan efisiensi produksi jagung di Amerika Serikat dari 42 hingga 57 kg padi per N kg adalah 1)ketahanan cekaman tertinggi dari hibrida jagung modern, 2)managemen yang baik (pengolahan konservasi, kualitas benih yang baik, density tanaman tinggi, pengendalian gulma dan penyakit, keseimbangan pemupukan dengan nutrisi, irigasi dan peningkatan jumlah dan waktu aplikasi N pada kebutuhan tanaman. <Ringkasan Buku 3 Arvin R. Mosier, J. Keith Syers, and John R. Freney.>
  6. 6.  Keutamaan sector pertanian adalah sebuah bagian dari rantai produksi pangan dengan enam contributor dan saling berpengaruh satu sama lain.  Ketika terjadi perubahan kemasyarakatan dari pertanian menuju industry untuk jasa pelayanan, tugas dan nilai keutamaan pertanian menjadi lebih kecil dan peran suplaiyer (pupuk dan benih), pengolahan industry, pedagang besar, retail dan konsumen menjadi lebih tinggi. Di waktu yang sama, pengaruh contributor luar produksi pangan juga meningkat.  Rantai produksi pangan di setiap Negara atau wilayah tidak berdiri sendiri dari sistem social dan ekonomi. Sebagai contoh, kebijakan pemerintah memiliki pengaruh besar terhadap keefektifan infrastruktur local dan regional, dimana produksi pertanian sangat tinggi ketergantungannya (Palm et al., Chapter 5) untuk pengiriman input ke pertanian dan mendistribusikan produk ke kota, Negara atau melalui perdagangan internasioanl.  Contributor diluar proses produksi sering kali focus pada satu pihak dalam rantai produksi, tapi pengaruh suplayer, industry pengolahan, pedagang besar, retail dan konsumen di proses produksi juga meningkat dalam hal biaya, selain itu contributor diluar rantai produksi juga sering mengubah focus produksinya. <Ringkasan Buku 3 Arvin R. Mosier, J. Keith Syers, and John R. Freney.>
  7. 7.  Nitrogen adalah input kunci dalam produksi pangan. Ketersediaan pupuk N dari abad ke 20 telah memberikan peranan besar bagi peningkatan produksi pangan, meskipun tidak sebanding di beberapa Negara (Smil, 2001).  Saat ini sekitar 40% populasi manusia bergantung pada pupuk N untuk produksi pangan. Sekitar 65% N digunakan untuk produksi padi, jagung, dan gandum (IFA, 2002).  Sereal dan beberapa jenis tanaman menggunakan rata – rata 50% dari aplikasi N untuk menghasilkan biomass (Krupnik et al., Chapter 14). 50% yang lain menghilang ke lingkungan luas, menyebabkan sejumlah lingkungan dan ekologi mendapat efek samping (Galloway dan Cowling, 2002).  Kehilangan N ini merupakan kerugiaan ekonomi bagi petani terutama petani kecil di Afrika, dimana biaya pupuk menggambarkan biaya total yang besar dan dimana peningkatan produksi panga sangat diperlukan (Sanchez dan Jama, 2002).  Sangat jelas, peningkatan signifikan dilakukan dalam penggunaan N untuk menghasilkan pangan yang cukup untuk kebutuhan pokok dan menghindari degradasi skala besar di linkungan karena hilangnya N (Tilman et al. 2001). <Ringkasan Buku 3 Arvin R. Mosier, J. Keith Syers, and John R. Freney.>
  8. 8.  Di dalam kajian, empat indicator budidaya yang sering digunakan sebagai pengukuran NUE adalah factor produksi (PFPN), efisiensi budidaya (AEN), efisiensi pemulihan (REN) dan efisiensi fisiologi.  Pembahasan saat ini difokuskan pada REN sebagai indicator pemupukan NUE di tanaman dan sistem penanaman dengan tetap melihat pentingnya sumber N yang lain yang berperan sebagai penyedia N bagi pertanian.  Tujuan adalah untuk mengidentifikasi factor – factor pembatas utama REN di bawah kondisi lapangan dan peluang untuk meningkatkan nilai rata – rata REN dari kondisi tersebut. <Ringkasan Buku 3 Arvin R. Mosier, J. Keith Syers, and John R. Freney.>
  9. 9. Tanaman yang efisien  NUE adalah sifat kompleks dengan banyak komponen dan membutuhkan kompensasi yang tinggi untuk mengambil peran komponen – komponen lain.  Seleksi tanaman di dasari pada kumpulan perlakuan tentang laju N. NUE dapat diukur pada berbagai tanaman atau genotype yang memiliki tiga komponen, yaitu kemampuan efisiensi atau pemulihan lahan dan pupuk N, efisiensi internal dengan N yang digunakan untuk menghasilkan biomassa dan internal efisiensi yang digunakan untuk menghasilkan padi. Kemampuan efisiensi  Tergantung pada jenis tanaman, perbedaan dalam kemampuan N bisa merupakan hasil dari perbedaan penyimpanan N dan kemampuan untuk menyerap N dari berbagai kedalaman tanah (Tirol-Padre et al.,1996), efisiensi penyerapan dan asimilasi ammonium dan nitrat, dan peran akar di dalam rizosfir mempengaruhi mineralisasi N, transformasi dan transport (Kundu dan Ladha, 1997).  Perbedaan dalam penyimpanan N berhubungan dengan karakteristik perakaran seperti panjang akar, cabang dan penyebarannya yang mendukung eksporasi volume tanah yang lebih besar. <Ringkasan Buku 3 Arvin R. Mosier, J. Keith Syers, and John R. Freney.>
  10. 10. Laju pengikatan di permukaan akar tidak membatasi pengikatan N dan biasanya mengakibatkan turunnya peluang adanya peningkatan genetic tanaman. Sebagai contoh, pengukuran skala jangka waktu pendek terhadap kemampuan akar dalam mengikat N di tanaman padi berkisar 10 kg per ha per hari (Peng dan Cassman, 1998), yang dilewati oleh penyerapan N untuk akumulasi biomassa. Secara rata – rata diketahui bahwa efek induksi akar di rizosfir dalam proses transformasi N memiliki kemungkinan besar dapat dimanipulasi. Efisiensi penggunaan N internal  Pada umumnya, hubungan antara produksi biomassa tanaman dan konsentrasi N di jaringan sangat berbanding terbalik dengan sedikit perbedaaan dalam tipe spesies baik C3 atau C4 (Greenwood et al., 1990).  Penggunaan N secara internal yang efisiensi berkaitan kuat dengan indeks panen sehingga peningkatan hasil tanaman dalam indeks panen secara otomatis akan menghasilkan peningkatan dalam efisiensi internal. Meskipun varietas tanaman dalam setiap spesies menggambarkan perbedaan genetic dan kandungan protein, hal ini menggambarkan pula perbedaan level suplai N.  Relative variasi genetic ditemukan dalam proses yang membutuhkan N untuk dikonversi pada lahan padi dalam satu spesies tanaman (Cassman et al., 2003). Alhasil, potensi untuk meningkatkan efisiensi penggunaan N dengan memperhatikan hasil panen dapat dibatasi dari pemilihan varietas untuk menurunkan konsentrasi N padi. Untuk sebagian besar tanaman, hal ini tidak menjadi pilihan tersedia karena konsentrasi protein pagi menentukan kualitas.  <Ringkasan Buku 3 Arvin R. Mosier, J. Keith Syers, and John R. Freney.>

×