Pupuk merupakan 30-50% dari total biaya variabel pengelolaan perkebunan kelapa sawit dan karet. Nitrogen adalah makronutrien tunggal yang paling banyak diaplikasikan di semua tanaman perkebunan tropis. Tanaman penutup tanah legum menawarkan alternatif biologis untuk nitrogen sintetis, yang telah didokumentasikan selama puluhan tahun penelitian lapangan di Malaysia, Indonesia, dan Filipina untuk memberikan pengurangan biaya yang konsisten dan terukur jika didirikan dan dikelola dengan benar. Artikel ini menjelaskan ilmu di balik fiksasi nitrogen biologis, apa yang didukung oleh bukti yang dipublikasikan untuk spesies kunci, dan cara menghitung pengembalian finansial dari investasi tanaman penutup tanah Anda.
Biologi fiksasi nitrogen simbiotik
Tumbuhan legum menjalin hubungan simbiotik dengan bakteri tanah dari genus Rhizobium, Bradyrhizobium, dan kelompok terkait. Bakteri mengkoloni sistem akar tanaman, membentuk bintil akar karakteristik yang terlihat dengan mata telanjang. Di dalam bintil ini, bakteri menggunakan nitrogen atmosfer (N₂), yang membentuk 78% dari udara, dan mengubahnya menjadi amonium (NH₄⁺), bentuk nitrogen yang dapat langsung digunakan oleh tumbuhan dan organisme tanah. Proses ini, yang dikenal sebagai fiksasi nitrogen biologis (BNF), tidak memerlukan masukan sintetis dan meninggalkan sisa nitrogen di dalam tanah setelah tanaman penutup tanah dipangkas atau menua secara alami.
Efisiensi BNF bergantung pada tiga faktor: spesies legum yang dipilih, keberadaan strain Rhizobium asli atau inokulasi yang efektif di dalam tanah, dan kondisi tanah yang mendukung pembentukan bintil (pH 4.5-6.5, fosfor yang cukup, kontaminasi logam berat yang rendah). Di tanah perkebunan yang terdegradasi dengan pH asam di bawah 4.5, efisiensi BNF menurun secara signifikan: amandemen kapur atau inokulasi dengan strain Rhizobium komersial meningkatkan pembentukan bintil dan tingkat fiksasi.
Apa yang didukung oleh bukti nitrogen, berdasarkan spesies
Angka nitrogen yang dipublikasikan untuk spesies ini mengukur hal yang berbeda: porsi nitrogen tanaman yang berasal dari udara (%Ndfa), nitrogen yang terakumulasi dalam biomassa selama setahun, dan nitrogen yang tersimpan dalam biomassa pada satu waktu. Kami hanya mengutip angka yang terkait dengan studi yang disebutkan namanya, dan kami tidak mengubah satu jenis angka menjadi jenis lainnya:
- Mucuna bracteata: dalam studi pengenceran isotop 15N di bawah kelapa sawit berumur tiga tahun pada tanah seri Jawa di Malaysia, tanaman ini memperoleh 67 hingga 84% nitrogennya dari fiksasi atmosfer (Cheah, Zaharah dan Aminuddin, 2010, MPOB Oil Palm Bulletin 60). Tidak ada satu laju fiksasi tahunan rutin yang dinyatakan.
- Pueraria javanica: dalam satu uji lapang di timur laut Thailand di bawah karet muda, penutup ini mengakumulasi hingga 250 kg N/ha per tahun dalam biomassa di atas tanah, dengan 85 hingga 93% nitrogen tersebut berasal dari fiksasi (Clermont-Dauphin et al., 2016). Perkirakan lebih rendah di bawah kanopi yang mulai menutup (cahaya berkurang) atau di lahan yang terbatas air dan rawan kekeringan.
- Centrosema pubescens: nitrogen biomassa dilaporkan hingga sekitar 293 kg N/ha (Edraiza, 2014). Itu adalah nitrogen yang tersimpan dalam biomassa, bukan laju fiksasi tahunan.
- Calopogonium mucunoides: nitrogen biomassa dilaporkan hingga sekitar 154 kg N/ha (Edraiza, 2014), juga stok yang tersimpan dan bukan laju fiksasi tahunan.
Sebagai referensi, urea mengandung 46% nitrogen, sehingga setiap 100 kg nitrogen yang sampai ke tanaman setara dengan sekitar 217 kg urea. Perhitungan yang sama dapat dipakai untuk menilai nitrogen apa pun yang disuplai oleh tegakan Anda sendiri.
Menghitung pengembalian finansial
Untuk menghitung pengembalian ekonomi dari fiksasi nitrogen tanaman penutup tanah, gunakan kerangka ini:
- Tentukan tingkat aplikasi nitrogen Anda saat ini (kg N/ha/tahun dari semua sumber)
- Estimasi nitrogen yang akan disuplai tanaman penutup tanah Anda ke tanaman utama, dari pengambilan sampel biomassa dan analisis daun Anda sendiri atau dengan kalkulator nitrogen kami
- Konversikan ke urea: nitrogen yang disuplai (kg N/ha) ÷ 0.46 = setara urea (kg/ha); kalikan dengan harga urea Anda per kg untuk penghematan per hektar
- Kurangi biaya benih tahunan dan tenaga kerja penanaman/pengelolaan dari angka penghematan
- Bandingkan hasilnya dengan biaya penanaman selama perkiraan umur tegakan sebelum Anda mengubah program pemupukan
Sebagai contoh perhitungan saja: dengan harga urea RM 1,800 per ton, setiap 100 kg nitrogen yang sampai ke tanaman bernilai sekitar RM 391 per hektar (sekitar 217 kg urea). Angka untuk perkebunan Anda bergantung pada nitrogen yang benar-benar disuplai oleh tegakan Anda sendiri, karena itu kami menyarankan konfirmasi melalui uji tanah dan daun.
Kualifikasi penting: ketersediaan nitrogen vs. tingkat fiksasi
Tidak semua nitrogen yang difiksasi segera tersedia untuk tanaman utama. Nitrogen dilepaskan secara bertahap seiring dengan dekomposisi biomassa tanaman penutup tanah, sebuah proses yang memakan waktu 2-6 bulan tergantung pada rasio C:N, curah hujan, suhu, dan aktivitas mikroba. Dalam sistem pengelolaan pangkas-dan-mulsa, sebagian besar pelepasan nitrogen terjadi 4-12 minggu setelah pemangkasan. Penentuan waktu siklus pemangkasan sebelum puncak kebutuhan nitrogen tanaman utama (biasanya 2-3 bulan sebelum panen atau selama pertumbuhan vegetatif yang cepat) memaksimalkan sinkronisasi antara pelepasan nitrogen dan serapan tanaman.
Kontribusi fosfor, kalium, dan mikronutrien
Fiksasi nitrogen biologis adalah manfaat utama, tetapi bukan satu-satunya. Biomassa tanaman penutup tanah legum juga berkontribusi:
- Siklus fosfor: Eksudat akar MB dan PJ melarutkan fraksi fosfor tanah yang tidak tersedia untuk tanaman, meningkatkan efisiensi penggunaan fosfor dari cadangan tanah yang ada.
- Pengembalian kalium: Biomassa yang dipangkas mengembalikan 40-80 kg K/ha/tahun tergantung pada spesies dan hasil, sebagian mengimbangi kebutuhan aplikasi kalium.
- Siklus mikronutrien: Akar yang dalam mengakses mikronutrien lapisan bawah tanah (Mg, Ca, Zn) dan mengumpulkannya ke lapisan permukaan melalui dekomposisi biomassa.
Inokulasi: kapan dibutuhkan?
Pada tanah di mana tanaman penutup tanah legum telah didirikan sebelumnya (sebagian besar lokasi perkebunan dewasa), populasi Rhizobium yang efektif sudah ada dan inokulasi tidak diperlukan. Pada lahan yang baru dibuka, tanah hutan bekas tebangan, atau lokasi yang sangat terganggu dengan sejarah pertanian terbatas, aplikasi inokulan Rhizobium komersial (yang secara khusus cocok dengan spesies legum) pada saat penanaman meningkatkan pembentukan bintil dan kontribusi BNF awal. Biaya inokulasi biasanya RM 30-80/ha, rendah relatif terhadap nilai nitrogen yang diberikan pada tahun pertama.
Memulai
Langkah pertama adalah pemilihan spesies yang tepat untuk kondisi lokasi Anda, diikuti dengan pengadaan benih bersertifikat dan persiapan lokasi. Gunakan Kalkulator Tanaman Penutup Tanah Tingkat Lanjut kami untuk mengidentifikasi spesies mana yang paling sesuai dengan jenis tanah, tanaman, profil curah hujan, dan kemiringan Anda. Untuk benih tanaman penutup tanah legum bersertifikat dengan tingkat perkecambahan yang didokumentasikan, kunjungi koleksi benih tanaman penutup tanah Chemiseed.
