JERAPAN NITROGEN-URINE OLEH ZEOLIT DAN PENGARUHNYA TERHADAP PERTUMBUHAN TANAMAN JAGUNG ( Zea mays L.)
Adsorption of N-Urine by Zeolite and Its Effect on the Growth of Maize

## Lilik Tri Indriyati* dan Iswandi Anas
Departemen Ilmu Tanah dan Sumberdaya Lahan, Fakultas Pertanian IPB, Jl. Meranti Kampus IPB Darmaga Bogor 16680

## ABSTRACT
Generally urine contains nutrients, e.g. a high nitrogen (N) which is dissolved and being available for plants, but it is easily  lost  into  ammonia  gas.  Nitrogen  is  most  needed  nutrient  by  plants.  Natural  zeolites  have  high  affinity  for  ammonium ions. Ammonium-impregnated zeolites can be used as slow release nitrogen fertilizer. The aim of the experiment was carried out to observe the relationship between zeolite size and their capacity to adsorp N contained in cow urine, and to investigate the  effect  of  the  size  and  the  rates  of  N-urine  impregnated  zeolite  on  the  growth  of  maize.  The  research  was  carried  out  as green house experiment and it was set up as completely randomized design with three replications. Four levels of zeolite was applied at the rate of 1000, 2000, 4000, and 8000 ppm; and two levels of zeolite size, viz. less than 60 mesh and 32-60 mesh. Plant and soil parameters measured were plant height, dry matter of shoots and roots, N uptake of shoot and root, and soil cation exchange capacity (CEC). The results showed that the smaller the size of zeolites, the higher the adsorption of urine-N. However the effect of  the zeolite size of 60 mesh on plant height, drymatter of shoots and roots of 21 day maize, N uptake of root, and soil CEC  was significantly  higher than the application of zeolite with size less  than  30 mesh. Zeolite-urine rate of 2000  ppm  significantly  increased  the  plant  height,  dry  matter  of  shoots,  N  uptake  of  roots,  and  soil  CEC,  but  interaction between  the  size  and  the  rate  of  zeolite  showed  no  significant  difference  in  all  parameters  observed.  All  plant  growth parameters tend to decrease with the rate application of zeolite-urine of more than 2000 ppm
Keywords : N adsorption, urine, zeolite

## ABSTRAK
Urine umumnya mengandung unsur hara, terutama nitrogen (N) yang tinggi, mudah larut dan tersedia bagi tanaman, tetapi mudah hilang dalam bentuk gas amonia. Nitrogen merupakan unsur hara yang sangat dibutuhkan oleh tanaman. Zeolit merupakan mineral yang memiliki mempunyai afinitas yang tinggi terhadap ion amonium. Zeolit yang mengandung amonium dapat  digunakan  sebagai  pupuk  lambat  tersedia.  Tujuan  percobaan  ini  adalah  untuk  melihat  hubungan  antara  ukuran  zeolit dengan  kemampuannya  menjerap  nitrogen  yang  terkandung  dalam  urine  sapi,  dan  mengamati  pengaruh  ukuran  dan  takaran zeolit  yang  telah  dicampur  dengan  urine  sapi  terhadap  pertumbuhan  tanaman  jagung.  Penelitian  ini  dilakukan  dengan percobaan pot di rumah kaca yang disusun secara acak lengkap dengan tiga ulangan. Perlakuan yang diberikan adalah empat taraf  takaran  zeolit:  1000,  2000,  4000,  dan  8000  ppm  dengan  dua  taraf  ukuran  zeolit,  yaitu  kurang  dari  60  mesh  dan  32-60 mesh. Parameter tanaman dan tanah yang diukur adalah tinggi tanaman, bobot kering bagian atas dan akar tanaman, serapan N bagian atas dan akar tanaman, serta KTK tanah. Hasil percobaan menunjukkan bahwa jerapan N-urine semakin besar dengan semakin halus ukuran zeolit. Tetapi pengaruh pemberian zeolit-urine dengan ukuran 60 mesh terhadap tinggi tanaman, bobot kering  bagian  atas  dan  akar  tanaman  jagung  umur  21  hari,  serapan  N  akar  serta  KTK  tanah  nyata  lebih  tinggi  daripada pemberian  zeolit-urine  dengan  ukuran  yang  lebih  halus  (<  32  mesh).  Zeolit-urine  dengan  takaran  2000  ppm  nyata meningkatkan  tinggi  tanaman,  bobot  kering  bagian  atas  tanaman,  serapan  N  akar,  dan  KTK  tanah,  tetapi  interaksi  antara ukuran dan takaran zeolit-urine tidak berpengaruh nyata terhadap parameter yang diamati. Pada takaran zeolit-urine lebih dari 2000 ppm, semua parameter pertumbuhan tanaman cenderung menurun.
Kata kunci : Jerapan N, urine, zeolit

## PENDAHULUAN
Akhir-akhir ini perhatian umum banyak dicurahkan pada pencemaran lingkungan dan pengaruhnya terhadap  manusia  dan  makhluk  hidup  lainnya.  Salah  satu bahan  pencemar  yang  sering  dijumpai  adalah  limbah
peternakan seperti kotoran hewan dan urinenya. Akumulasi  yang  besar  dari  limbah  peternakan  merupakan masalah yang serius bagi kesehatan manusia dan binatang. Di  lain  pihak,  urine  hewan  mengandung  unsur  hara  yang mudah  larut  dan  tersedia  bagi  tanaman.  Urine  pada umumnya mempunyai kandungan kalium (K) dan nitrogen
*) Penulis Korespondensi: Telp. +6281317419501; Email. tri1503@yahoo.co.id
(N)  yang  tinggi.  Selama  proses  penyimpanan  kotoran hewan  (baik  yang  padat  maupun  cair)  menunjukkan adanya kehilangan N  sebesar 30-77% (Misselbrook et al ., 2004), dan kehilangan P sekitar 4-30% (Kirshman, 1998).
Bagian  terbesar  dari  nitrogen  yang  dikandung dalam  urine  yang  masih  segar  berada  dalam  bentuk  urea, [CO(NH 2 ) 2 ].  Urea  ini  akan  segera  terhidrolisis  menjadi ammonia  (NH 3 )  dan  dapat  meracuni  tanaman  bila  urine diaplikasikan  sebagai  pupuk.  Hidrolisis  urea  merupakan proses  yang  dimediasi  oleh  jasad  renik  dengan  bantuan enzim  urease.    Melalui  proses  hidrolisis,  pH  meningkat dan  dihasilkan  amonium  dan  bikarbonat  (Hanaeus et  al. , 1996).  Amonium  berada  dalam  keseimbangan  dengan amonia  terlarut,  dan  amonia  terlarut  berada  dalam keseimbangan  dengan  gas  ammonia  (nilai  pKa  pada kondisi keseimbangan ini adalah 9.3 pada 25 o C) : CO(NH 2 ) 2 + 3H 2 O  2NH 4 + + HCO 3 - + OH - ……….. (1) NH 4 + + OH -  NH 3 (aq) + H 2 O           ……….. (2) NH 3 (aq)  NH 3 (g)                      ………..
(3)
Bau  yang  tidak  sedap  dari  urine  disebabkan  oleh amonia  (NH 3 )  yang  terkandung  di  dalamnya.    Bila amoniak  ini  dapat  diserap  dengan  suatu  penjerap (adsorben),  maka  pencemaran  udara  dapat  diatasi  dan unsur  hara  yang  terdapat  di  dalamnya  dapat  digunakan sebagai  sumber  hara  bagi  tanaman.    Salah  satu  penjerap yang  cukup  baik  untuk  mengatasi  masalah  ini  adalah zeolit.    Gas-gas  amoniak  bereaksi  dengan  zeolit  hidrous membentuk  ion-ion  ammonium  dan  tertahan  dalam struktur zeolit (Pond dan Mumpton, 1984).
Zeolit (klinoptilolit) adalah mineral yang mempunyai  kisi  tiga  dimensi  yang  kaku  dengan  rongga- rongga  saluran  berukuran  0.001  mikron.  Bijih  zeolit  yang umum  disebut  dengan  klinoptilolit  sebenarnya  adalah zeolit  yang  kaya  klinoptilolit,  di  mana  kandungan klinoptilolitnya  berkisar  60-90%  dari  kandungan  zeolit (Armbruster, 2001). Klinoptilolit mempunyai afinitas yang tinggi  terhadap  ion  NH 4 + pada  tapak  pertukaran internalnya  (Ferguson  dan  Pepper,  1987;  Dyier et  al ., 1999;  Rivera et  al .,  2000)  dan  zeolit  ini  menunjukkan selektivitas  yang  lebih  besar  terhadap  ion-ion  monovalen. Urutan  selektivitas  dari  klinoptilolit  menurut  Mercer  dan Ames  (1976)  adalah  sebagai  berikut  : Cs+  >  Rb + >  K + > NH 4 + >  Ba 2+ >  Sr 2+ >  Ca 2+ >>  Fe 3+ >  Al 3+ >  Mg 2+ . Penggunaan  zeolit  yang  mengandung  ammonium  sebagai pupuk  lambat  tersedia  dikenal  sebagai  “ zeo-agriculture ” ( Pond  and  Mumpton , 1984).  Zeolit  juga  dapat  menjerap anion-anion  pada  kation-kation  strukturalnya,  misalnya cukup  banyak  P  yang  tererap  pada  tapak-tapak  struktur dari Al hidrus oksidanya  (Sakadevan et al ., 1998; Wild et al. , 1996).
Indonesia  memiliki  banyak  sumber  zeolit. Endapan  zeolit  tersebar  di  berbagai  tempat  terutama tempat-tempat  yang  berdekatan  dengan  gunung  api. Potensi  zeolit  untuk  digunakan  dalam  bidang  pertanian telah  mulai  diteliti  di  Indonesia.  Sebagian  besar  masalah yang  ada  pada  tanah-tanah  di  Indonesia  adalah  tingkat kemasaman  yang  tinggi  dan  kandungan  unsur  hara  yang rendah.  Zeolit  dapat  memperbaiki  sifat-sifat  tanah  antara lain  meningkatkan  jumlah  kation  dan  kapasitas  tukar kation (KTK) tanah (Hartatik dan Adiningsih, 1987).
Berdasarkan  uraian  di  atas,  maka  percobaan  ini dilakukan  dengan  tujuan  untuk  (1)  mengamati  hubungan antara  ukuran  zeolit  dengan  kemampuannya  menjerap
nitrogen  yang  terdapat  dalam  urine  sapi;  (2)  mengamati pertumbuhan  tanaman  jagung  yang  dipengaruhi  oleh pemberian  zeolit  yang  telah  diperlakukan  dengan  urine sapi.

## BAHAN DAN METODE
Tanah  yang  digunakan  dalam  penelitian  ini adalah  Podsolik  Merah  Kuning  dari  Gajrug,  Kabupaten Lebak  pada  kedalaman  0-20  cm  yang  diambil  secara komposit.  Tanaman  uji  yang  digunakan  adalah  jagung varietas  Kalingga.  Mineral  zeolit  yang  digunakan  berasal dari  Bayah,  Banten  Selatan.  Bahan  kapur  yang  digunakan adalah dolomit (daya netralisasi 121) sebanyak 16 ton ha -1 . Kebutuhan  kapur  didasarkan  pada  kandungan  Al-dapat ditukar (Al-dd), yaitu setara dengan satu kali me Al-dapat dipertukarkan  (Al-dd)  100g -1 tanah.  Urine  sapi  diperoleh dari  kandang  sapi  Fakultas  Peternakan,  IPB.  Urine  sapi ditampung  langsung  dan  diletakkan  dalam  suatu  wasah tertutup  dan  sebelum  digunakan  dalam  percobaan,  urine disimpan dalam lemari pendingin pada suhu kira-kira 5 o C selama satu hari. Sebelum disimpan, urine diberi satu tetes tetes  HCl  1 N untuk  mencegah  hilangnya  N  melalui volatilisasi . Pupuk  dasar  yang  diberikan  terdiri  dari  TSP (46%  P 2 O 5 )  dan  KCl  (60%  K 2 O),  sedangkan  unsur  mikro adalah  ammonium  molibdat  [(NH 4 ) 6 Mo 7 O 27 .4H 2 O],  seng sulfat  (ZnSO 4 .7H 2 O),  besi  sulfat  (FeSO 4 .H 2 O,  dan tembaga sulfat (CuSO 4 .5H 2 O).
Zeolit  ditumbuk  dan  disaring  sampai  diperoleh lolos  saringan  (ukuran  kurang  dari)  60  mesh  dan  32–60 mesh.  Pengaktifan  zeolit  dilakukan  dengan  pengasaman 2N HCl selama  dua jam, dan dilakukan pencucian sampai sepuluh  kali  dengan  alkohol  80%.  Setelah  itu  zeolit dipanaskan  pada  suhu  250 o C  selama  2  jam.  Zeolit  yang telah diaktifkan dicampur dengan urine sapi selama 24 jam dengan  perbandingan  zeolit  dan  urine  (w/v)  adalah  1:1. Setelah  dicampur  dengan  urine,  kandungan  N  total  dalam zeolit dianalisis (Tabel 1).
Tanah  yang  telah  diambil  secara  komposit  dari kedalaman  0-20  cm  dikeringudarakan,  ditumbuk  dan disaring  sehingga  lolos  saringan  2  mm.  pot  percobaan sebanyak 32 buah masing-masing diisi dengan tanah setara 5  kg  bobot  kering  mutlak  (BKM),  kemudian  dicampur dengan  dolomite  dan  selanjutnya  diinkubasi  selama  dua minggu pada kondisi kapasitas lapang.
Tabel  1.  Sifat  kimia  zeolit  setelah  aktivasi  dan  pencampuran dengan urine
Sifat Kimia Ukuran Zeolit (mesh) < 60 32-60
pH H 2 O 3.2 3.4 pH KCl 2.2 2.3 N-total (%) Td 0.06 P-tersedia (ppm) td td Ca dd (me 100g -1 ) 34.10 29.70 Mg dd (me 100g -1 ) 2.53 2.14 K dd (me 100g -1 ) 6.61 6.11 KTK (me 100g -1 ) 94.10 45.30 KB (%) 61.20 100 Al dd (me 100g -1 ) 5.57 4.45 H dd (me 100g -1 ) 1.82
3.75 td = tidak terdeteksi
dipertukarkan  (Al-dd)  100g -1 tanah.  Urine  sapi  diperoleh dari  kandang  sapi  Fakultas  Peternakan,  IPB.  Urine  sapi ditampung  langsung  dan  diletakkan  dalam  suatu  wadah tertu
Pada saat tanam, tiap pot diberi pupuk TSP, KCl, ammonium molibdat, seng sulfat, besi sulfat, dan tembaga sulfat,  masing-masing dengan takaran 200 ppm P 2 O 5 , 200 ppm K 2 O, 2 ppm Mo, 3 ppm Zn,1 ppm Fe, dan 2 ppm Cu. Zeolit-urine  dicampur  dengan  tanah  secara  merata, kemudian ditanam lima benih jagung. Satu minggu setelah tanam bibit tanaman jagung dijarangkan dan dipertahankan tiga  tanaman  setiap  pot.    Tanaman  dipanen  saat  tanaman berumur 21 hari. Pada saat panen, tanaman jagung diambil dan  dipisahkan  antara  bagian  atas  tanaman  dan  akar tanaman.  Bagian-bagian  tanaman  ini  selanjutnya  dicuci dan  dikeringkan  pada  suhu  60 o C  selama  48  jam.    Setelah kering,  setiap  bagian  tanaman  jagung  ditimbang,  digiling, dan  disaring,  untuk  selanjutnya  dianalisis  kandungan  N dalam  tanaman  (Kjelhdal).  Pertumbuhan  tanaman  jagung diamati dengan mengukur tinggi tanaman pada umur 7, 14, dan 21 hari. Pada akhir percobaan dilakukan analisis tanah, yaitu  KTK  (NH 4 OAc N pH  7.0),  pH  (pH  meter  1:1),  dan kandungan N total tanah (Kjehldal).
Percobaan  dirancang  dalam  Rancangan  Faktorial Acak  Lengkap,  factor  pertama  adalah  ukuran  zeolit  yang terdiri  dari  dua  taraf  ukuran  zeolit  (kurang  dari  60  mesh dan  32-60  mesh),  dan  faktor  kedua  adalah  takaran  zeolit yang  terdiri  dari  empat  taraf  takaran  zeolit  (1000,  2000, 4000,dan  8000  ppm).  Semua  perlakuan  dilakukan  dengan empat  ulangan,  sehingga  diperoleh  32  satuan  percobaan. Pengujian  dilakukan  dengan  menggunakan  analisis  ragam dengan  uji  F,  sedangkan  uji  lanjut  digunakan  Uji  Beda Nyata Jujur (BNJ).

## HASIL DAN PEMBAHASAN

## Jerapan Nitrogen (N)-Urine oleh Zeolit
Kadar  N  dalam  urine  dan  N-urine  yang  dijerap (diadsorpsi) oleh zeolit disajikan pada Tabel 2. Data dalam Tabel  2  ditunjukkan  bahwa  sekitar  34.29-48.57%  dari  N- urine  mampu  dijerap  oleh  zeolit.  Ukuran  pori  juga merupakan  salah  satu  faktor  yang  dapat  mempengaruhi kapasitas  dan  laju  adsorpsi  zeolit  terhadap  adsorbat tertentu ( Bonenfant et  al .,  2008).  Hal  ini  menunjukkan bahwa zeolit (klinoptilolit) efektif dalam menjerap kation- kation amonium dari urine. Proses jerapan (adsorpsi) pada adsoban  yang  berongga  terjadi  karena  terjebaknya molekul-molekul  adsorbat  dalam  rongga  mengalami penyaringan, sedangkan pada sisi aktifnya terjadi interaksi dengan molekul adsorbat (Sharma, 1986). Hasil percobaan menunjukkan  bahwa  makin  halus  ukuran  zeolit,  makin besar  N-urine  yang  dijerap.    Jerapan  N-urine  oleh  zeolit yang  berukuran  kurang  dari  60  mesh  lebih  tinggi  14.28% dibandingkan  dengan  zeolit  yang  berukuran  lebih  besar (32-60 mesh).  Hal ini karena semakin kecil ukuran zeolit, maka  luas  permukaan  spesifiknya  makin  besar  sehingga jerapan ion ammonium (NH 4 + ) pada permukaan luar zeolit juga  meningkat,  dan  ini  menyiratkan  bahwa  kation-kation dalam  zeolit  dengan  ukuran  yang  lebih  kecil  lebih  mudah dipertukarkan  dengan  kation-kation  yang  ada  dalam larutan  berair  ( aqueous  solutions )  (Wen  dan  Tang,  2006; Huang  dan  Yang,  2010). Tingginya  kapasitas  serapan ( absorption )  terhadap  ammonia  menyebabkan  zeolit sangat  efektif  secara  alami  dalam  mengontrol  tingginya konsentrasi amonia yang dihasilkan dalam peternakan ikan (Polat et  al .,  2004).  Selanjutnya  Pond  dan  Mumpton
(1984)  menyatakan  bahwa  gas-gas  amoniak  bereaksi dengan zeolit hidrous  membentuk ion-ion ammonium dan tertahan dalam struktur zeolit.
Tabel 2. Kadar N-urine dan persentasi N-urine yang dijerap zeolit
Perlakuan N-total (%) % N-urine Dijerap oleh zeolit Urine 1.05 - Zeolit < 60 mesh td - Zeolit 32-60 mesh 0.06 - Zeolit < 60 mesh + urine 0.51 48.57 Zeolit 32-60 mesh + urine 0.42 34.29
Senyawa  bentuk  larut  yang  terpenting  dalam urine  adalah  urea,  yang  besarnya  80%  dari  seluruh  fraksi N-urine.    Urea  yaitu  diamida  asam  karbonat  adalah  hasil akhir  utama  metabolisme  pada  mamalia  (Anggorodi, 1979).  Urea  yang  terkandung  dalam  urine  menurut Rinsema  (1986)  merupakan  produk  uraian  dari  protein dalam  tubuh,  di  mana  senyawa  ini  mudah  ditransformasi oleh  bakteri Micrococcus  urease menjadi  ammonium karbonat. Senyawa  ini tidak  stabil tapi cenderung dipecah dan  menghasilkan  ammoniak  (NH 3 ).  Gas-gas  amoniak bereaksi  dengan  zeolit  hidrous  membentuk  ion-ion ammonium  dan  tertahan  dalam  struktur  zeolit  (Pond  dan Mumpton,  1984).    Klinoptilolit  mempunyai  afinitas  yang tinggi  terhadap  ion  NH 4 + pada  tapak  pertukaran internalnya  (Ferguson  dan  Pepper,  1987;  Dyier et  al ., 1999;  Rivera et  al .,  2000).  Serapan  N  oleh  zeolit tergantung  pada  sifat  pertukaran  ion  dari  mineral,  jumlah yang digunakan, ukuran butir, dan waktu kontak.

## Pengaruh Zeolit-Urine terhadap Pertumbuhan Tanaman Jagung serta Serapan Nitrogen Bagian Atas Tanaman dan Akar
Tinggi  tanaman  merupakan  sifat  morfologi  yang penting  yang  bertindak  sebagai  indikator  yang  nyata  bagi ketersediaan  sumberdaya  pertumbuhan  yang  ada  di sekitarnya.  Menurut  Forbes  dan  Watson  (1992)  bobot kering tanaman adalah bobot dari semua komponen kimia dalam  tanaman  seperti  selulosa,  gula,  dan  protein  (semua yang  merupakan  hasil  fotosintesis),  serta  mineral,  tidak termasuk  air. Ukuran  atau  takaran  zeolit  berpengaruh nyata  (p  <  0.05)  pada  tinggi  tanaman  (Gambar  1  dan  2) dan bobot kering bagian atas tanaman jagung umur 21 hari (Gambar  3  dan  4),  tetapi  interaksinya  tidak  berpengaruh nyata  (p  >  0.05)  terhadap    tinggi    tanaman    dan  bobot kering tanaman jagung umur 21 hari.
Tabel  1  menunjukkan  bahwa  N-urine  yang mampu dijerap oleh zeolit dengan ukuran yang lebih halus (< 60 mesh) relatif lebih tinggi dibandingkan ukuran zeolit yang  lebih  besar.  Namun  pengaruh  ukuran  zeolit-urine yang  diberikan  ke  dalam  tanah  terhadap  tinggi  tanaman dan bobot kering bagian atas tanaman menunjukkan bahwa pengaruh  ukuran zeolit-urine yang lebih halus (<60 mesh) nyata  lebih  rendah  dibandingkan  dengan  ukuran  zeolitr- urine yang lebih besar (32-60 mesh).
Gambar 1.  Pengaruh  ukuran  zeolit-urine  terhadap  tinggi tanaman jagung umur 21 hari
Gambar 2.  Pengaruh  takaran  zeolit-urine  terhadap  tinggi tanaman jagung umur 21 hari
Gambar 3.  Pengaruh  ukuran  zeolit-urine  terhadap  bobot  kering tanaman jagung umur 21 hari
Gambar 4.  Pengaruh  takaran  zeolit-urine  terhadap  bobot  kering tanaman jagung umur 21 hari
Hal  ini    diduga    karena    zeolit-urine    yang berukuran    halus  dengan  permukaan  spesifik  yang  luas menyebabkan  terjadinya  sementasi  berbagai  ukuran partikel tanah dan zeolit sehingga meningkatkan ketahanan mekanik  terhadap  pertumbuhan  akar,  yang  selanjutnya berpengaruh  negatif  terhadap  serapan  hara  oleh  tanaman. Terhambatnya  pertumbuhan  akar  tanaman  membatasi serapan hara.  Groleau-Renaud et al. (1998) membuktikan bahwa  pertumbuhan  akar  tanaman  jagung  sangat dipengaruhi  oleh  hambatan  mekanik  dari  media  tumbuh. Umumnya  diketahui  bahwa  pengaruh  hambatan  mekanik terhadap morfologi akar ditentukan oleh sangat berkurangnya  laju  pemanjangan  akar  dan  bertambahnya diameter  dari  akar-akar  yang  terhambat ( Trinchera et  al ., 2010).  Boeuf-Tremblay et  al. (1995)  selanjutnya menunjukkan  bahwa  bibit  jagung  dan  pertumbuhan tanaman  sangat  dipengaruhi  oleh  hambatan  mekanik melalui  simulasi  dengan  menambahkan  butiran-butiran gelas  ( glass  beads )  ke  dalam  media  tumbuh  yang  steril, yang menghasilkan akar-akar yang lebih pendek dan lebih berat  per  satuan  panjang.    Sebagaimana  dilaporkan  juga oleh  Iijima et  al. (1991),  bahwa  hambatan  mekanik terhadap  pertumbuhan  tanaman  umumnya  menentukan tidak  hanya  perubahan  pada  morfologi  akar,  tetapi  juga penurunan bobot bagian atas tanaman.
Hasil  percobaan  menunjukkan  bahwa  takaran zeolit-urine  sebesar  2000  ppm  memberikan  pertumbuhan tanaman  (tinggi  tanaman  dan  bobot  kering  bagian  atas tanaman)  yang  paling  tinggi  dibandingkan  perlakuan lainnya. Takaran zeolit-urine sebesar 8000 ppm memperlihatkan  pertumbuhan  tanaman  jagung  tidak berbeda dengan takaran zeolit-urine 1000 ppm.
Ukuran zeolit berpengaruh  nyata (p < 0.05) pada bobot  kering  akar  tanaman  jagung  umur  21  hari  (Gambar 5),  tetapi  takaran  dan  interaksi  antara  ukuran  dan  takaran zeolit-urine  tidak  berpengaruh  nyata  (p  >  0.05)  terhadap bobot  kering  akar  tanaman.  Pada  percobaan  ini  bobot kering  tanaman  diamati  untuk  mengukur  perkembangan dan  kesehatan  sistem  akar  yang  ada  di  bawah  permukaan tanah.  Sistem  akar  berkembang  baik  dari  tanaman  yang sedang  tumbuh  aktif,  dan  serapan  air  dan  hara  oleh tanaman  sangat  dipengaruhi  oleh  kesehatan  sistem perakaran,  yang  selanjutnya  memengaruhi  perkembangan dan  pertumbuhan  tanaman  (Turk et  al .,  2006).  Dalam percobaan  ini,  zeolit-urine  dengan  ukuran  32-60  mesh
61.08 71.91 54 56 58 60 62 64 66 68 70 72 74 < 60 32-60 T in g g i T an am an (c m ) Ukuran Zeolit-urin (mesh) 63.52 72.76 67.69 62.0 56 58 60 62 64 66 68 70 72 74 1 000 2 000 4 000 8 000 T in g g i T an am an (c m ) Takaran Zeolit-urin (ppm) 2.43 3.23 0,00 0,50 1,00 1,50 2,00 2,50 3,00 3,50 < 60 32-60 Bo b o t Ke rin g T an am an (g pot -1 ) Ukuran Zeolit-urine (mesh)
2.102 3.595 2.893 2.724 0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 1 000 2 000 4 000 8 000 Bo b o t Ke rin g T an am an (g pot -1 ) Takaran Zeolit-urine  (ppm) a b a b a b
memberikan  bobot  kering  akar  yang  nyata  lebih  tinggi daripada  zolit-urine  dengan  ukuran  yang  lebih  halus  (<60 mesh).  Selanjutnya  pengaruh    positif  dari  ukuran  zeolit- urine  ini  juga  ditunjukkan  oleh  pertumbuhan  tanaman jagung  (Gambar  1  dan  3).  Olczyk  (2005)  menyatakan bahwa  zeolit  berpengaruh  positif  terhadap  air  tanah  dan kemampuan retensi hara dan menurunkan pencucian N dan P  dari  tanah  sehingga  memperbaiki  ketersediaan  hara dalam  tanah.    Pada  percobaan  ini,  pertumbuhan  akar tertinggi  yang  ditunjukkan  oleh  bobot  kering  akar diperoleh pada perlakuan zeolit-urine dengan takaran 2000 ppm.  Peningkatan  jumlah  takaran  selanjutnya  tidak memperbaiki bobot akar tanaman jagung yang ditumbuhkan  di  rumah  kaca.  Pengaruh  positif  zeolit terhadap  perkembangan  akar  juga  diamati  pada  lobak (Lewis et  al .,  1984)  dan  alfalfa  (Turk et  al .,  2006). Penambahan  zeolit-NH 4 dalam  percobaan  di  rumah  kaca menghasilkan  peningkatan  bobot  akar  lobak  sebesar  59% dan 53%, masing-masing pada tanah bertekstur liat sedang dan tanah bertekstur liat ringan (Lewis et al ., 1984).
Gambar 5.  Pengaruh  ukuran  zeolit-urine  terhadap  bobot  kering akar tanaman jagung umur 21 hari
Serapan  nitrogen  (N)  oleh  akar  tanaman  jagung umur  21  hari  nyata  dipengaruhi  oleh  ukuran  zeolit-urine, tetapi  tidak  nyata  dipengaruhi  oleh  takaran  zeolit  atau interaksinya  dengan  ukuran  zeolit.    Pengaruh  ukuran  dan takaran  zeolit-urine  terhadap  serapan  N  bagian  atas tanaman dan akar tanaman jagung disajikan pada Tabel  3. Zeolit  dengan  ukuran  30-60  mesh  nyata  meningkatkan serapan  N  akar  sebesar  53.6%,  dan  cenderung meningkatkan  serapan  N  bagian  atas  tanaman.  Hasil  ini sejalan  dengan  hasil  yang  diperoleh  pada  pertumbuhan tanaman jagung sebagaimana dijelaskan di atas. Perbaikan kondisi  lingkungan  di  sekitar  akar,  meningkatkan kemampuan akar berkembang dan menyerap nitrogen dari tanah  dengan  lebih  baik.    Serapan  N  bagian  atas  tanaman tertinggi dicapai pada perlakuan dengan takaran 2000 ppm, selanjutnya peningkatan takaran zeolit cenderung menurunkan  serapan  N  tanaman.  Pola  yang  sama  juga diperlihatkan  oleh  serapan  N  akar  (Tabel  4).  Pada percobaan ini tidak ada penambahan pupuk dasar nitrogen ke  dalam  tanah  (hanya  ada  tambahan  N  dari  pupuk ammonium  molibdat dengan takaran  yang sangat rendah),
tetapi tanaman jagung  memperlihatkan pertumbuhan  yang cukup  baik  dan  serapan  N  yang  cukup  untuk  mendukung pertumbuhan tanaman jagung umur 21 hari terutama pada perlakuan ukuran  32-60  mesh  dan takaran 2000 ppm. Hal ini  menunjukkan  bahwa  N-urine  yang  dijerap  oleh  zeolit dipertukarkan ke dalam tanah dan diserap oleh tanaman.
Tabel 3.  Pengaruh  ukuran  dan  takaran  zeolit-urine  terhadap serapan  nitrogen  bagian  atas  tanaman  dan  akar tanaman jagung
Ukuran Zeolit- urine (mesh) Takaran (ppm) Serapan N Bagian Atas Tanaman (mg pot -1 ) Serapan N Akar (mg pot -1 ) 1,000 40.60 7.38 < 32 2,000 79.93 14.93 4,000 42.52 17.57 8,000 29.87 21.26 Rerata 48.23 15.28 a 1,000 46.52 19.34 32 – 60 2,000 70.80 34.09 4,000 68.37 18.04 8,000 80.68 22.42 Rerata 66.59 23.47  b
Tabel  4.  Pengaruh  takaran  Zeolit-urine  terhadap  serapan nitrogen bagian atas tanaman jagung
Takaran (ppm) Serapan N Bagian Atas Tanaman (mg pot -1 ) Serapan N Akar (mg pot -1 ) 1,000 43.56 13.36 2,000 75.36 24.51 4,000 55.44 17.81 8,000 55.27 21.84

## Pengaruh Zeolit-Urine terhadap Kapasitas Tukar Kation (KTK) Tanah
Hasil analisis ragam  menunjukkan bahwa  ukuran zeolit-urine  atau  takaran  zeolit-urine  berpengaruh  sangat nyata  terhadap  KTK  tanah,  tetapi  interaksi  antara  ukuran dan  takaran  zeolit-urine  tidak  berpengaruh  nyata. Hubungan  antara  ukuran  zeolit  dan  KTK  tanah ditunjukkan  pada  Gambar  6,  sedangkan  hubungan  antara takaran  zeolit-urine  dengan  KTK  tanah  ditunjuukan  pada Gambar  7.  Hasil  analisis  ragam  menunjukkan  bahwa ukuran atau takaran zeolit-urine berpengaruh sangat nyata terhadap  KTK  tanah,  tetapi  interaksi  antara  ukuran  dan takaran zeolit-urine tidak berpengaruh nyata terhadap KTK tanah. Dari Gambar 6 ditunjukkan bahwa nilai KTK tanah semakin besar dengan makin besarnya ukuran zeolit-urine. Hal ini diduga bahwa terjadi  kerusakan  struktur  mineral zeolit    saat    dilakukan    penghancuran    zeolit    untuk mendapatkan  ukuran  yang  lebih  kecil  sehingga  sebagian Al  yang  menyusun  struktur  mineral  zeolit  terlepas  dari kerangka  zeolit.  Dengan  rusaknya  struktur  mineral  zeolit maka  kemampuan  untuk  menjerap  dan  menukarkan kation-kation  dalam  tanah  menjadi  berkurang.  Suyartono (1986) mengemukakan bahwa KTK dari zeolit merupakan fungsi  dari  tingkat  penggantian  Si  oleh  Al  dalam  struktur
1.01 1.40 0,00 0,20 0,40 0,60 0,80 1,00 1,20 1,40 1,60 < 60 32-60 Bo b o t Ke rin g A k ar (m g pot -1 )
Ukuran Zeolit-urine (mesh)
mineral  zeolit.  Selain  itu,  kerusakan  struktur  ini menyebabkan  pori-pori  zeolit  berkurang.  Hal  ini  dapat mengurangi  proses  pertukaran    kation    dan  akibatnya KTK tanah yang  dihasilkannya lebih rendah.
Gambar 6.  Pengaruh  ukuran  zeolit-urine  terhadap  Kapasitas Tukar Kation (KTK) tanah
Hal  ini  sejalan  dengan  hasil  percobaan  yang dilakukan  oleh  Liu  (2000) bahwa  zeolit  berukuran  tepung kehilangan  kemampuannya  sebagai  penukar  ion  selama percobaan dengan kolom yang dijenuhi dengan air limbah selama 35 jam.  Pada percobaan ini, sebelum diberikan ke dalam tanah zeolit yang sudah diaktifkan dicampurkan dan direndam  ke  dalam  urine  selama  24  jam.  Nguyen  dan Tanner (1998) melaporkan bahwa klinoptilolit memperlihatkan  kerusakan  struktur  mineralnya  setelah dilakukan  pembasahan.  Demikian  Kismolo et  al .  (2012) berdasarkan hasil percobaan yang dilakukannya menyatakan  bahwa  semakin  kecil  ukuran  butirnya,  maka nilai rerata kapasitas tukar  kation yang dihasilkan masing- masing  logam  alkali  cenderung  turun  yang  disebabkan oleh  kerusakan  mineral  yang  semakin  besar  pada  ukuran butir  yang  semakin  kecil.    Lebih  lanjut  Kismolo et  al . (2012)  menyatakan  bahwa  pada  batas  tertentu  peubah panas  dan  penambahan  bahan  kimia  justru  menurunkan nilai KTK logam-logam alkali, yang diduga karena terjadi kerusakan struktur kerangka zeolit sehingga mengakibatkan  penurunan  mobilitas  logam-logam  alkali dalam  (Ca,  Mg,  Na  dan  K)  dalam  zeolit.  Kondisi  yang demikian  akan  menyebabkan  terjadinya  penurunan  nilai KTK  masing-masing  logam  alkali  tersebut.  Pada percobaan  ini  pengaktifan  zeolit  dilakukan  dengan diasamkan  dengan 2N HCl  selama  dua  jam  dan selanjutnya dipanaskan pada suhu 250 o C selama dua jam. Akibat  penurunan  KTK  tanah  pada  perlakuan  zeolit-urine dengan  ukuran  yang  lebih  halus  terlihat  pada  lebih rendahnya  pertumbuhan  tanaman  jagung  yang  diamati (Gambar 1 dan 3).
Gambar 7.  Pengaruh  takaran  zeolit-urine  terhadap  Kapasitas Tukar Kation (KTK) tanah
Gambar  7  terlihat  bahwa  semakin  besar  takaran zeolit-urine  yang  diberikan  ke  dalam  tanah,  maka  KTK tanah  semakin  tinggi.  Nilai  KTK  tertinggi  (40.15  me 100g -1 )  diperoleh  pada  pemberian  takaran  zeolit-urine 8000  ppm,  yang  nyata  lebih  tinggi  dibandingkan  dengan takaran zeolit-urine yang paling rendah (1000 ppm).

## SIMPULAN
Hasil percobaan pot menunjukkan bahwa jerapan N-urine  semakin  besar  dengan  semakin  halus  ukuran zeolit.  Tetapi  pengaruh  pemberian  zeolit-urine  dengan ukuran 32-60 mesh terhadap tinggi tanaman, bobot kering bagian atas dan akar tanaman jagung umur 21 hari, serapan N  akar  serta  KTK  tanah  nyata  lebih  tinggi  dibandingkan dengan  ukuran  zeolit-urine  yang  lebih  halus  (<  60  mesh). Zeolit-urine dengan takaran 2000 ppm nyata meningkatkan tinggi tanaman, bobot kering bagian atas tanaman, serapan N akar, dan KTK tanah, tetapi interaksi antara ukuran dan takaran  zeolit-urine  tidak  berpengaruh  nyata  terhadap parameter  yang  diamati.  Pada  takaran  zeolit-urine  lebih dari  2000  ppm,  semua  parameter  pertumbuhan  tanaman cenderung menurun.

## DAFTAR PUSTAKA
Anggorodi,  R.  1979. Ilmu  Makanan  Ternak  Umum .  PT Gramedia, Jakarta.
Armbruster, T. 2001. Clinoptilolite-heulandite: application and  basic  research. In Galarnau,  A., et  al. ,  (Eds), Zeolites  and  mesoporous  materials  at  the  dawn  of the  21st  century. Studies  in  Surface  Science  and Catalysis, 135: 13-27.
Boeuf-Tremblay, V., S. Plantureux, and A. Guckert. 1995. Influence  of  mechanical  impedance  on  root exudation  of  maize  seedlings  at  two  development stages. Plant Soil , 172: 279-287.
Bonenfant,  D.,  M.  Kharoune,  P.  Niquette,  M.  Mimeault, and R. Hausler. 2008. Advances in principal factors
34.86 41.44 30 32 34 36 38 40 42 < 250 250-500 KT K T an ah (m e 100g -1 ) Ukuran Zeolit-urine (µm) 37.02 37.34 38.08 40.15 35 35,5 36 36,5 37 37,5 38 38,5 39 39,5 40 40,5 1 000 2 000 4 000 8 000 KT K T an ah (m e 100g -1 ) Takaran Zeolit-urine (ppm) a a a b
b
influencing  carbon  dioxide  adsorption  on  zeolite. Sci. Technol. Adv. Mater., 9.
Dyer,  A.  and  K.J.  White.  1999.  Cation  diffusion  in  the natural  zeolite  clinoptilolite. Thermochimica  acta , 340-41, 341-348.
Forbes,  J.C.  and  R.D.  Watson.    1992. Plants  in Agriculture. Cambridge University Press.
Ferguson,  G.A.  and  I.L.  Pepper.  1987.  Ammonium retention  in  sand    amended  with  clinoptilolite. Soil Sci. Soc. Am. J., 51: 213-234.
Groleau-Renaud, V., S. Plantureux, and A. Guckert. 1998.
Influence of plant morphology on root exudation of maize  subjected  to  mechanical  impedance  in hydroponic conditions. Plant Soil , 201: 231-239.
Hanæus,  Å.,  D.  Hellström,  and  E.  Johansson.  1996. Conversion of urea during storage of human urine.
Vatten , 52: 263-270.
Huang,  H.,  X.  Xiao,  B.  Yan,  and  L.  Yang.  2010. Ammonium  removal  from  aqueous  solutions  by using  natural  Chinese  (Chende)  zeolite  as adsorbent. J. Hazard Mater ., 175: 247-252.
Iijima,  M.,  Y.  Kono,  A.  Yamauchi,  and  J.R.  Pardales. 1991. Effect of soil compaction on the development of  rice  and  maize  root  systems. Environ  Exp  Bot , 31: 333-342.
Kirchmann,  H.  1998.  Phosphorus  flows  in  Swedish society. KSLA Tidskr , 137: 145-156.
Kismolo,  E.,  Nurimaniwathy,  dan  T.  Suyatno.  2012.
Karakterisasi  kapasitas  tukar  kation  zeolt  untuk pengolahan  limbah  B3  cair.  Prosiding  Pertemuan dan  Presentasi  Ilmiah  -  Penelitian  Dasar  Ilmu Pengetahuan  dan  Teknologi  Nuklir  2012.  Pusat Teknologi Akselerator dan Proses Bahan – BATAN (Yogyakarta, 4 Juli 2012).
Lewis,  M.D.,  F.D.  Moore  and  K.L.  Goldsberry,  1984.
Ammonium-Exchanged
Clinoptilolite
and Granulated  Clinoptilolite  with  Urea  as  Nitrogen Fertilizers. In Zeo  Agriculture:  Use  of  Natural Zeolites  in  Agriculture  and  Aquaculture,  Pond, W.G.  and  F.A.  Mumpton  (Eds.).  Westview  Press, Boulder CO., pp: 105-112.
Liu,  C.  2000.  A  study  on  the  utilization  of  zeolite  for ammonia  removal  from  composting  leachate. Thesis  for  the  degree  of  Master  of  Science, Department of Chemical & Biological Engineering, the University of British Columbia.
Mercer,  B.W.  and  L.L.  Ames.  1976. Ammonia  Removal from  Wastewater.  Natural  Zeolites-Occurrence, Properties, Use. Pergamon Press, pp. 458–462.
Misselbrook, T.H., M.A. Sutton, and D. Scholefield. 2004.
A  simple  process  -  based  model  for  estimating ammonia  emissions  from  agricultural  land  after fertilizer  applications. Soil  Use  and  Management , 20: 365-372.
Nguyen,  M.L.  and  C.C.  Tanner.  1998.  Ammonium removal  from  wastewaters  using  natural  New Zealand  zeolites. New  Zealand  Journal  of Agricultural Research, 41:427-446.
Olczyk,  T.  2005.  Vegetarian  newsletter.  Horticultural Sciences  Department  a  Vegetable  Crops  Extension Publication, Vegetarian 05-04 April 2005.
Polat, E., K. Mehmet, D. Halil, and O. Naci, 2004, Use of natural zeolit (Clinoptilolite) in agriculture. J. Fruit Ornam. Plant Res ., 12 : 183-189.
Pond,  W.G.  and  F.A.  Mumpton.  1984. Zeo-Agriculture  – Use  Of  Natural  Zeolites  In  Agriculture  And Aquaculture . Westview Press.
Rinsema, W.T. 1986. Pupuk dan Cara Memupuk . Penerbit Bhratara Karya Aksara, Jakarta.
Rivera, A., G. Rodríguez-Fuentes, and E. Altshuler. 2000. Time  evolution  of  natural  clinoptilolite  in  aqueous medium:  conductivity  and  pH  experiments. Microporous  and  mesoporous  materials ,  40:  173- 179.
Sakadevan, K. and H.J. Bavor. 1998. Phosphate adsorption characteristics of soils, slags and zeolite to be used as  substances  in  constructed  wetland  systems. Water Research, 32: 393-399.
Sharma, A. 1986. Text Book of Physical Chemistry . India.
Vikas Publishing House. P 603.
Suyartono.  1986.  Peranan  kapur  dan  zeolit  dalam pertanian.  Terbitan  Khusus/Penyuluhan  No.  04. Ditjen Pertambangan.
Trinchera, A., C.M.  Rivera, S. Rinaldi,  A.Salerno, E. Rea and  P.  Sequi.  2010.  Granular  size  effect  of clinoptilolite on maize seedlings growth. The Open Agriculture Journal, 4: 23-30.
Turk, M., G. Bayram, E. Budakli, and N. Celik. 2006.  A study  on  effects  of  different  mixtures  of  zeolite with  soil  rates  on  some  yield  parameters  of  alfalfa ( Medicago sativa L.). J. Agronomy , 5: 118-121.
Wen,  D.,  Y.-S.  Ho,  and  X.  Tang.  2006.  Comparative sorption kinetic  studies of ammonium onto zeolite, J. Hazard. Mater , 133: 252-256.
Wild, D.,  H. Siegrist,  and  A.  Kisliakova. 1996. P-fixation by  Mg,  Ca  and  zeolite-A  during  stabilization  of excess sludge from enhanced biological P-removal. Wat. Sci. Tech ., 34: 391-398.