Pupuk
Pupuk adalah material yang ditambahkan pada media tanam atau tanaman untuk mencukupi kebutuhan hara yang diperlukan tanaman sehingga mampu berproduksi dengan baik. Material pupuk dapat berupa bahan organik ataupun non-organik (mineral). Pupuk berbeda dari suplemen. Pupuk mengandung bahan baku yang diperlukan pertumbuhan dan perkembangan tanaman, sementara suplemen seperti hormon tumbuhan membantu
kelancaran proses metabolisme. Meskipun demikian, ke dalam pupuk, khususnya pupuk buatan, dapat ditambahkan sejumlah material suplemen.
Dalam pemberian pupuk perlu diperhatikan kebutuhan tumbuhan tersebut, agar tumbuhan tidak mendapat terlalu banyak zat makanan. Terlalu sedikit atau terlalu banyak zat makanan dapat berbahaya bagi tumbuhan. Pupuk dapat diberikan lewat tanah ataupun disemprotkan ke daun. Salah satu jenis pupuk organik adalah kompos.
Dalam praktik sehari-hari, pupuk biasa dikelompok-kelompokkan untuk kemudahan pembahasan. Pembagian itu berdasarkan sumber bahan pembuatannya, bentuk fisiknya, atau berdasarkan kandungannya.
Dilihat dari sumber pembuatannya, terdapat dua kelompok besar pupuk: (1) pupuk organik atau pupuk alami (misal pupuk kandang dan kompos) dan (2) pupuk kimia atau pupuk buatan. Pupuk organik mencakup semua pupuk yang dibuat dari sisa-sisa metabolisme atau organ hewan dan tumbuhan, sedangkan pupuk kimia dibuat melalui proses pengolahan oleh manusia dari bahan-bahan mineral. Pupuk kimia biasanya lebih
"murni" daripada pupuk organik, dengan kandungan bahan yang dapat dikalkulasi. Pupuk organik sukar ditentukan isinya, tergantung dari sumbernya; keunggulannya adalah ia dapat memperbaiki kondisi fisik tanah karena membantu pengikatan air secara efektif.
Berdasarkan bentuk fisiknya, pupuk dibedakan menjadi pupuk padat dan pupuk cair. Pupuk padat diperdagangkan dalam bentuk onggokan, remahan, butiran, atau kristal. Pupuk cair diperdagangkan dalam bentuk konsentrat atau cairan. Pupuk padatan biasanya diaplikan ke tanah/media tanam, sementara pupuk cair diberikan secara disemprot ke tubuh tanaman.
Terdapat dua kelompok pupuk berdasarkan kandungan: pupuk tunggal dan pupuk majemuk. Pupuk tunggal mengandung hanya satu unsur, sedangkan pupuk majemuk paling tidak mengandung dua unsur yang diperlukan. Terdapat pula pengelompokan yang disebut pupuk mikro, karena mengandung hara mikro (micronutrients). Beberapa merk pupuk majemuk modern sekarang juga diberi campuran zat pengatur tumbuh atau zat lainnya untuk meningkatkan efektivitas penyerapan hara yang diberikan.
Kotak pengomposan di halaman rumah Pupuk organik mencakup semua bahan yang dihasilkan dari makhluk hidup dan bisa digunakan untuk menyuburkan tanaman, seperti kotoran hewan, kotoran cacing, kompos, rumput laut, guano, dan bubuk tulang. Kotoran hewan merupakan limbah yang seringkali menjadi masalah lingkungan, sehingga penggunaan kotoran hewan sebagai pupuk dapat menguntungkan secara
lingkungan dan pertanian. Tulang hewan sisa penyembelihan hewan bisa dijadikan bubuk tulang yang kaya kandungan fosfat.
Pupuk organik diketahui mampu meningkatkan keanekaragaman hayati pertanian dan produktivitas tanah secara jangka panjang. Pupuk organik juga dapat menjadi sarana sekuestrasi karbon ke tanah.
Nutrisi organik meningkatkan keanekaragaman hayati tanah dengan menyediakan bahan organik dan nutrisi mikro bagi organisme penghuni tanah seperti jamur mikoriza yang membantu tanaman menyerap nutrisi, dan dapat mengurangi input pupuk.
Pupuk organik merupakan pupuk yang bersifat kompleks karena ketersediaan senyawa yang ada pada pupuk tidak berupa unsur ataupun molekul sederhana yang dapat diserap oleh tanah secara langsung. Kadar nutrisi yang tersedia sangat bervariasi dan tidak dalam bentuk yang tersedia secara angsung bagi tanaman sehingga membutuhkan waktu lama untuk diserap oleh tanaman.
Beberapa limbah yang dikomposkan, jika tidak diolah secara tepat, dapat menjadi sarana pertumbuhan patogen yang merugikan tanaman.
Kadar nutrisi, tingkat kelarutan, dan laju pelepasan nutrisi pupuk organik umumnya lebih rendah dibandingkan pupuk anorganik. Secara umum, keberadaan nutrisi pada pupuk organik lebih terlarut ke antara molekul tanah, namun juga tidak lebih tersedia dalam wujud yang bisa dimanfaatkan secara langsung oleh tanaman.
Berdasarkan studi dari Universitas California, semua pupuk organik diklasifikasikan sebagai pupuk dengan laju pelepasan yang lambat (slow release fertliizer) sehingga tidak menyebabkan memar (burn) pada tanaman meski kadar nitrogen pada pupuk organik berlebih. Gejala burn merupakan gejala umum yang ditemukan pada tanaman ketika pemberian pupuk kimia dilakukan secara berlebihan.
Kualitas pupuk organik dari kompos dan sumber lainnya dapat bervariasi dari satu proses produksi ke proses produksi berikutnya. Tanpa pengujian secara sampling terlebih dahulu, tingkat nutrisi yang akan diterima tanaman tidak bisa diketahui secara pasti.
Urea dari kotoran hewan (dan juga manusia) dapat digunakan untuk menjadi sumber pupuk organik. Sebuah firma di Belanda telah mampu mengubah urin manusia menjadi struvite yang dapat digunakan sebagai pupuk.
Namun limbah perkotaan yang kemungkinan telah tercampur obat-obatan, polusi, hormon buatan, logam berat, plastik, dan sebagainya tidak dapat digunakan sebagai bahan baku pupuk untuk digunakan pada usaha pertanian organik.
Penelitian yang dilaukan oleh Agricultural Research Service (ARS) mennjukan bahwa kotoran ayam dapat menjadikan kondisi tanah lebih baik bagi pertumbuhan tanaman dibandingkan dengan penggunaan pupuk anorganik. ARS melakukan studi tersebut kepada perkebunan kapas dan menemukan bahwa kapas menghasilkan 12% lebih banyak dibandingkan dengan penggunaan pupuk anorganik. ARS juga memperkirakan harga kotoran
ayam saat ini hanya $17 per ton, jauh lebih murah dibandingkan dengan jumlah manfaat yang dapat disediakan pupuk anorganik pada kemampuan pengkondisian tanah yang setara yang sebesar $78 per ton.
Tepung tulang, tepung darah, tepung ikan, dan emulsi ikan juga dapat digunakan sebagai pupuk.
Tanaman penutup legum (misal alfalfa) seringkali ditumbuhkan di sela-sela tanaman perkebunan untuk memperkaya tanah dengan nitrogen melalui proses pengikatan nitrogen dari atmosfer dan memperkaya kandungan fosfor melalui mobilisasi nutrisi.
Salah satu studi yang dilakukan ARS menemukan bahwa alga dapat digunakan untuk menangkap nitrogen dan fosfor yang dilepaskan lahan usaha tani ke lingkungan melalui aliran air permukaan (surface runoff). Alga ini dapat digunakan untuk menyaring limbah pertanian, yang lalu dapat dikembalikan lagi ke tanah sebagai pupuk. Laju pelepasan nutrisinya setara dengan pupuk anorganik sehingga dapat digunakan pada pembibitan.
Secara umum, tumbuhan hanya menyerap nutrisi yang diperlukan jika terdapat dalam bentuk senyawa kimia yang mudah terlarut. Nutrisi dari pupuk organik hanya dilepaskan ke tanah melalui pelapukan yang dapat memakan waktu lama. Pupuk anorganik memberikan nutrisi yang langsung terlarut ke tanah dan siap diserap tumbuhan tanpa memerlukan proses pelapukan.
Tiga senyawa utama dalam pupuk anorganik yaitu nitrogen (N), fosfor (P), dan kalium (K). Kandungan NPK dihitung dengan pemeringkatan NPK yang memberikan label keterangan jumlah nutrisi pada suatu produk pupuk anorganik.
Secara umum, nutrisi NPK yang siap diserap oleh tanaman pada pupuk anorganik mencapai 64%, jauh lebih tinggi dibandingkan pupuk organik yang hanya menyediakan di bawah 1% dari berat pupuk yang diberikan. Inilah yang menyebabkan mengapa pupuk organik harus diberikan dalam jumlah yang jauh lebih banyak dibandingkan pupuk anorganik.
Pupuk nitrogen dibuat dengan menggunakan proses Haber yang ditemukan pada tahun 1915. Proses ini menggunakan gas alam sebagai sumber hidrogen, dan gas nitrogen dari udara pada temperatur dan tekanan yang tinggi dengan bantuan katalis menghasilkan amonia sebagai produknya. AMonia dapat digunakan sebagai bahan baku pupuk lainnya seperti amonium nitrat dan urea. Pupuk ini dapat dilarutkan terlebih dahulu dengan air.