Para pelaku pertanian masa kini tentu tak asing lagi dengan unsur nitrogen atau N. Jenis-jenis pupuk sumber unsur N pun sangat familiar bagi petani. Salah satunya adalah yang paling dirindukan saat memasuki musim tanam padi, seringkali membuat banyak petani galau saat terjadi kelangkaan. Apa pagi kalau bukan Urea.

Urea memang sumber unsur nitrogen yang paling populer. Namun kekinian banyak rekan-rekan petani mulai sadar, tak semua tanaman wajib diberi urea sebagai penyedia unsur N. Masih ada banyak jenis pupuk yang mengandung unsur N selai urea. Ayo kita kupas tuntas.

Tentang Nitrogen

Nitrogen adalah unsur yang istimewa. Keberadaannya konon menempati urutan ke 7 yang terdapat di galaksi bimasakti dan berlimpah juga di bumi. Nitrogen dalam bentuk N₂ membentuk sekitar 78% atmosfer bumi.  Pemanfaatan nitrogen dalam berbagai keperluan sangatlah beragam, diantaranya untuk pupuk, pestisida, industri pangan, industri polimer, bahkan hingga industri militer (amunisi dan bahan peledak).

Meskipun keberadaan nitrogen di udara sangat berlimpah, tanaman tidak bisa begitu saja menyerap dan memanfaatkannya secara langsung. Agar dapat dimanfaatkan tanaman nitrogen harus diubah bentuknya terlebih dahulu menjadi bentuk senyawa yang kompatibel (selaras) dengan sistem metabolisme tanaman. Bentuk nitrogen yang kompatibel dengan kebutuhan tanaman inilah yang terkandung dalam pupuk.

“Ibaratnya makanan, nitrogen adalah sayuran mentah yang belum siap dikonsumsi, maka harus dimasak dulu dengan menambahkan bumbu-bumbu tertentu”

Nitrogen untuk Tanaman

Pupuk nitrogen lazimnya diberikan dalam 3 bentuk yaitu urea (NH₂CONH₂), senyawa nitrat (NO₃) dan amonium (NH₄). Kesemuanya bisa diserap tanaman tapi hanya nitrat dan amonium yang dimanfaatkan secara langsung oleh tanaman. Sedangkan urea meski bisa terserap ke dalam jaringan tanaman, tidak akan memberikan manfaat sebelum diubah menjadi senyawa nitrat atau amonium. Proses pengubahan urea menjadi amonium maupun nitrat di dalam tubuh tanaman memerlukan bantuan enzim-enzim yang terdapat secara alami dalam jaringan tubuh tanaman. Contohnnya enzim urease yang menghidrolisis urea menjadi amonia dan karbon dioksida. Pengubahan urea menjadi amonium juga bisa berlangsung dalam tanah dengan bantuan mikroba tanah maupun oleh pengaruh pH dan kadar oksigen pada tanah. Pada tanah yang tergenang air dan minim oksigen (anaerob), misalnya pada lahan-lahan sawah urea akan bertransformasi menjadi amonium. Sedangkan pada lahan yang kaya oksigen dengan aerasi yang cukup (aerob) dimana mikroorganisme nitrifikasi seperti nitrosomonas dan nitrobacter berkembang baik urea akan diubah menjadi bentuk nitrat.

Nitrogen Urea

Pada masa lampau para petani di daratan Eropa dan Asia barat telah terbiasa menggunakan air kencing (urin) hewan ternak untuk menyuburkan ladang-ladang mereka. Kendala yang dihadapi saat itu jumlah urin yang dihasilkan oleh ternak tidak cukup untuk memupuk lahan pertanian yang makin hari semakin luas. Hingga pada tahun 1773 seorang alkemis Perancis bernama Hilaire Rouelle berhasil menemukan cara mensintesis urin tiruan yang mengandung nitrogen organik dengan cara mereaksikan unsur-unsur anorganik. Urin tiruan inilah yang kemudian disebut dengan urea. 

Saat ini urea telah banyak diproduksi dalam skala industri oleh beberapa negara dan Indonesia merupakan produsen pupuk urea terbesar di Asia Tenggara. Selain digunakan secara langsung sebagai pupuk tunggal, urea juga digunakan sebagai salah satu bahan pembuatan pupuk majemuk NPK dan UAN (Urea Ammonium Nitrate).

Karakteristik pupuk urea diantaranya :

• Rumus kimianya NH₂CONH₂ atau (NH₂)₂CO atau CON₂H₄
• Berbentuk pril atau butiran kristal putih.
• Mengandung 46% nitrogen.
• Bersifat higroskopis (mudah menarik air).
• Mudah larut dalam air.
• Mudah diserap tanaman, selanjutnya dikatalisasi menjadi amonium atau nitrat sehingga bisa termanfaatkan oleh sel-sel tanaman.

Nitrogen Nitrat

Nitrat merupakan bentuk nitrogen yang bisa langsung dimanfaatkan oleh tanaman tanpa melalui proses pengubahan bentuk lagi. Nitrat bisa terbentuk secara alami di udara maupun di dalam tanah. Di udara nitrat terbentuk dari fiksasi nitrogen oleh petir, dimana energi listrik yang dihasilkan oleh petir memecah ikatan N₂ kemudian direaksikan dengan oksigen (O₂) menjadi asam nitrat (HNO₃). Inilah sebabnya mengapa di wilayah-wilayah yang sering terjadi petir menjadi subur. Di tanah, nitrat alami merupakan hasil sekresi dari bakteri nitrifikasi. Nakteri nitrosomonas menambat gas amonia menjadi nitrit (NO₂), dilanjutkan oleh bakteri nitrobacter menjadi nitrat (NO₃). Proses ini disebut nitrifikasi.

Pupuk nitrat tersedia dalam berbagai bentuk berupa pupuk majemuk, diantaranya potasium / kalium nitrat (KNO₃), kalsium nitrat (Ca(NO₃)₂) dan kalsium amonium nitrat (CAN). Selain itu, kandungan nitrat juga terdapat pada pupuk NPK granular dengan berbagai variasi yang tersedia di pasaran.

Karakteristik pupuk nitrat antara lain:

• Bersifat mobile (mudah bergerak) di tanah sehingga mudah tercuci oleh air.
• Merupakan anion (muatan -)
• Umumnya berbentuk butiran (pril / granular), dan ada pyla berbentuk kristal.
• Sangat mudah larut dalam air.pada tanah atau lahan yang 
• Mudah dan cepat diserap oleh tanaman.
• Menyebabkan keasaman pada tanah meningkat.
• Bersifat higroskopis, aplikasi pada daun pada cuaca panas beresiko menyebabkan plasmolisis.
• Pemberian nitrat berlebihan akan menyebabkan tanaman terlalu sukulen, mudah terdampak cuaca dan penyakit, serta pecah sel.

Efek pupuk nitrat pada tanaman berupa pertumbuhan tanaman secara vertikal / memanjang. Oleh karenanya tanaman yang diberi nitrat melebihi kebutuhan akan menjadi lebih vigor, kandungan air tinggi, mudah patah atau rebah. Pemberian nitrat yang berlebih juga berdampak pada dinding sel tanaman yang menjadi tipis sehingga tanaman mudah terserang hama dan patogen, tidak tahan cuaca panas serta menyebabkan absisi (kerontokan bunga dan buah). Sedangkan keunggulan pupuk nitrat diantaranya cocok digunakan pada fase vegetatif, bisa berfungsi sebagi starter pertumbuhan, atau pendorong pertumbuhan saat terjadi stagnasi. Pupuk nitrat tidak cocok diberikan pada tanaman yang menghasilkan minyak atau atsiri, serta pada tanaman-tanaman pembentuk anakan seperti padi dan bawang merah.

Nitrogen Amonium

Selain nitrat, bentuk nitrogen yang dapat dimanfaatkan oleh tanaman adalah amonium (NH₄). Amonium terbentuk pada tanah atau lahan yang anaerobik (minim oksigen), misalnya pada lahan yang tergenang air seperti sawah, dan lahan-lahan yang cenderung masam yang banyak terdapat ion hidrogen (H). Amonium juga banyak terbentuk pada lahan-lahan yang kaya bahan organik yang telah mengalami dekomposisi. Berbeda dengan nitrat, terbentuknya amonium tidak terlalu melibatkan mikroorganisme. Cukup dengan keberadaan ion-ion hidrogen yang biasanya terbentuk pada proses fermentasi. 

Pupuk buatan yang mengandung amonium diantaranya amonium sulfat atau ZA (zwavelzuur ammoniak : bhs Belanda), mono ammonium phosphate (MAP), diammonium phosphate (DAP), dan beberapa pupuk majemuk NPK.

Karakteristik pupuk nitrat antara lain:

• Mudah terdegradasi menjadi gas ammonia.
• Mobilitasnya lebih rendah dibanding nitrat.
• Merupakan kation (bermuatan +)
• Mudah larut dalam air.
• Lebih cocok untuk tanaman-tanaman monokotil (biji berkeping 1)
• Sifat higroskopisnya lebih rendah daripada nitrat.

Kesimpulan

1. Ada 3 bentuk unsur nitrogen yang digunakan sebagai pupuk yaitu nitrogen urea, nitrogen bentuk nitrat, dan nitrogen bentuk amonium.
2. Nitrogen dalam bentuk urea dapat diserap tanaman, tetapi agar bisa dimanfaatkan oleh tanaman harus diubah terlebih dahulu menjadi bentuk nitrat ataupun amonium.
3. Nitrat mudah tersedia pada lahan-lahan yang aerobik (terdapat cukup oksigen). Amonium mudah tersedia pada lahan-laha anaerobik (minim oksigen dan cukup hidrogen) misalnya pada lahan sawah.
4. Nitrat cocok untuk tanaman-tanaman hortikultura dan tanaman berbiji keping 2 *(dikotil). Amonium cocok untuk tanaman-tanaman berbiji keping 1 (monokotil)
5. Nitrat mudah hilang tercuci oleh aliran air, sedangkan ammonium mudah hilang menjadi gas amonia.

"Tetaplah jadi orang yang pandai bersyukur pada apa yang kita miliki. Sebab, dengan bersyukur rezeki itu akan selalu bertambah"