Penguapan nitrogen dari urea pada kelapa sawit: mengapa banyak N yang diaplikasikan menghilang ke udara

Urea (46% N) adalah pupuk nitrogen utama yang digunakan di perkebunan kelapa sawit Malaysia, baik di perkebunan besar maupun kebun rakyat, karena harganya termurah per unit nitrogen dan mudah diperoleh melalui rantai pasokan bersubsidi. Namun, penelitian di Malaysia menunjukkan bahwa sebagian besar urea yang diaplikasikan tidak pernah mencapai sistem akar kelapa sawit, karena sebagian nitrogennya hilang ke udara sebagai amonia.

Ketika kehilangan tinggi, sebagian besar uang yang dibelanjakan untuk nitrogen justru memupuk udara, bukan tanaman. Mengurangi kehilangan ini adalah salah satu cara paling langsung untuk meningkatkan efisiensi pupuk dan menekan biaya input dalam pertanian perkebunan Malaysia.

Kimia penguapan urea

Ketika butiran urea diaplikasikan ke permukaan tanah, enzim urease, yang dihasilkan oleh bakteri tanah dan terdapat pada residu tanaman, dengan cepat menghidrolisis urea menjadi amonium karbonat dan kemudian ion amonium (NH4+) dan bikarbonat. Reaksi ini meningkatkan pH lokal di sekitar setiap butiran urea, menggeser kesetimbangan amonium-amonia secara kuat ke bentuk gas volatil: amonia (NH3). Gas amonia berdifusi dari permukaan tanah ke udara: inilah penguapan.

Tingkat kehilangan tergantung pada suhu permukaan, kecepatan angin, kelembaban tanah, dan waktu antara aplikasi urea dan curah hujan atau irigasi. Tingkat penguapan tertinggi terjadi ketika urea diaplikasikan ke permukaan tanah yang kering atau lembab (tetapi tidak basah) di bawah kondisi hangat dan berangin. Suhu siang hari yang panas di Malaysia selama musim kemarau menciptakan kondisi hampir optimal untuk aktivitas urease yang cepat dan pelepasan amonia. Sebagian besar kehilangan terjadi dalam beberapa hari pertama setelah aplikasi, sebelum hujan dapat melarutkan dan membawa urea ke dalam tanah.

Kapan penguapan paling buruk di Malaysia

Pola curah hujan di Malaysia sangat musiman di beberapa daerah dan tidak menentu di mana-mana. Periode kering sering terjadi, terutama selama monsun barat daya di Semenanjung Malaysia dan selama periode kering yang dipengaruhi El Nino di Sabah dan Sarawak. Periode inilah yang sering kali paling membutuhkan aplikasi urea (untuk mendukung perkembangan tandan menjelang puncak panen musiman), dan justru saat kehilangan akibat penguapan paling tinggi.

Urea yang diaplikasikan saat kekeringan cenderung memberikan hasil yang buruk, karena kombinasi serapan yang rendah dari tanah kering dan penguapan yang tinggi dalam kondisi kering. Paradoks memupuk saat kekeringan untuk persiapan panen, lalu kehilangan sebagian besarnya ke udara, adalah inefisiensi struktural dalam program nutrisi kelapa sawit konvensional yang dapat diatasi sebagian oleh sumber nitrogen organik.

Perkebunan di lereng dan teras menghadapi risiko kehilangan nitrogen tambahan dari aliran permukaan. Ketika hujan akhirnya tiba setelah periode kering, seringkali turun dengan deras, menghanyutkan butiran urea yang belum larut dari teras dan saluran pembuangan sebelum dapat masuk ke zona akar, memperburuk kehilangan udara dengan kehilangan air.

Strategi mitigasi: waktu dan formulasi

Strategi pengurangan penguapan yang paling mudah diakses tidak memerlukan perubahan input: aplikasikan urea sesaat sebelum hujan yang diprakirakan atau setelah hujan ketika tanah lembab tetapi tidak tergenang air. Tanah yang lembab mempercepat pelarutan urea dan pergerakannya ke profil tanah sebelum hidrolisis menghasilkan amonia volatil. Manajer perkebunan Malaysia dengan pemantauan cuaca yang andal dapat mengatur waktu aplikasi untuk memanfaatkan jendela ini secara konsisten dan mengurangi kehilangan akibat penguapan secara nyata.

Membagi aplikasi nitrogen tahunan menjadi rotasi yang lebih sering dan lebih kecil mengurangi konsentrasi urea di permukaan tanah pada satu waktu, menurunkan fluks amonia puncak. Meskipun meningkatkan tenaga kerja aplikasi, pembagian juga meningkatkan sinkronisasi antara pasokan nitrogen dan permintaan tanaman, terutama di sekitar siklus perkembangan tandan.

Urea yang diberi inhibitor urease memperlambat reaksi hidrolisis, dan urea berlapis polimer memperlambat pelepasan urea ke dalam tanah; keduanya memperpanjang jendela antara aplikasi dan penguapan. Produk ini dapat mengurangi kehilangan amonia; apakah biaya per unit N yang lebih tinggi sepadan bergantung pada besarnya kehilangan nitrogen Anda saat ini dan harga yang Anda bayar, jadi bandingkan dengan angka Anda sendiri.

Sumber nitrogen organik: pendekatan komplementer

Nitrogen organik, dari kompos, biomassa tanaman penutup tanah, POME, dan kondisioner biologis, berperilaku sangat berbeda dari urea anorganik. Nitrogen organik dimineralisasi dari senyawa organik kompleks oleh mikroorganisme tanah pada tingkat yang dikendalikan oleh suhu tanah, kelembaban, dan aktivitas mikroba. Pasokan lepas lambat yang dimediasi tanah ini secara inheren kurang rentan terhadap penguapan karena tidak menghasilkan aliran amonium permukaan yang mendorong pelepasan amonia dari urea.

CSB Organico menyediakan nitrogen dalam bentuk terikat organik yang termineralisasi secara progresif selama musim tanam. Bila digunakan bersama pembenah tanah seperti SoilBoost EA, yang dapat mendukung kondisi biologis tanah, sumber nitrogen organik dapat memasok sebagian kebutuhan nitrogen kelapa sawit, sehingga mengurangi jumlah urea yang dibutuhkan dan volume nitrogen yang terpapar risiko penguapan.

Tanaman penutup tanah legum termasuk Mucuna bracteata dan Pueraria javanica mengikat nitrogen atmosfer melalui simbiosis Bradyrhizobium mereka dan menambahkannya ke kumpulan nitrogen organik tanah. Nitrogen ini masuk ke sistem tanaman melalui mineralisasi mikroba residu tanaman penutup tanah, sekali lagi melalui jalur lepas lambat dan rendah penguapan. Di lahan dengan sistem tanaman penutup tanah yang mapan, sebagian nitrogen tanaman dapat berasal dari jalur ini; ubah dosis urea hanya berdasarkan analisis daun dan tanah.

Kasus bisnis untuk efisiensi nitrogen

Nilai pengurangan penguapan mudah diperkirakan dengan angka Anda sendiri: kalikan pengeluaran urea tahunan Anda per hektar dengan porsi nitrogen yang diperkirakan hilang dalam kondisi Anda, lalu dengan luas tanam Anda. Optimasi waktu, aplikasi terbagi, dan substitusi sebagian dengan nitrogen organik dapat memulihkan sebagian kehilangan tersebut tanpa mengubah luas lahan, varietas tanaman, atau input lainnya. Efisiensi nitrogen adalah salah satu perbaikan agronomis yang paling langsung. Untuk membahas input nitrogen organik atau benih tanaman penutup tanah untuk blok Anda, minta penawaran.