MK. Manajemen Kesuburan Tanah PENGELOLAAN PUPUK UREA

Presentasi berjudul: "MK. Manajemen Kesuburan Tanah PENGELOLAAN PUPUK UREA"— Transcript presentasi:

1 MK. Manajemen Kesuburan Tanah PENGELOLAAN PUPUK UREA
Bahan kajian MK. Manajemen Kesuburan Tanah PENGELOLAAN PUPUK UREA & APLIKASINYA Diabstraksikan oleh: smno.jursntnhfpub.2012

2 MANAGING UREA-CONTAINING FERTILIZERS
MANAJEMEN PUPUK UREA MANAGING UREA-CONTAINING FERTILIZERS Larry G. Bundy Department of Soil Science University of Wisconsin

3 OVERCOMING NITROGEN VOLATILIZATION LOSSES
MENGATASI KEHILANGAN PENGUAPAN NITROGEN OVERCOMING NITROGEN VOLATILIZATION LOSSES Larry G. Bundy Department of Soil Science University of Wisconsin

4 UREA menjadi Amoniak (NH3) ….. Hilang,,

5 Penggunaan pupuk Nitrogen di Wisconsin, 1984 and 2000.
Tons of N (1000’s) % of N use N source 1984 2000 NH3 75 41 44 25 Urea 45 63 27 38 UAN 50 61 29 37 Total 170 165

6 Penggunaan pupuk N di Wisconsin (tons)

7 REAKSI UREA DALAM TANAH
Equation 1. Hidrolisis Urea Soil (NH4)2CO3 Ammonium Carbonate (NH2)2CO + 2H20 Urea Water Urease Equation 2. + (NH4)2CO3 + 2H NH CO H20 Ammonium Ammonium Carbon Water Carbonate Dioxide (gas) Equation 3. NH OH NH H2O Ammonium Hydroxyl Ammonia Water +

8 Waktu setelah aplikasi urea (hari)
Kecepatan hidrolisis Urea dalam tanah lempung-debu yang suhunya berbeda-beda 62o 79o 50o Waktu setelah aplikasi urea (hari)

9 Perubahan pH tanah lempung-debu yang dipupuk urea, suhu tanah berbeda
79o 50o Waktu setelah aplikasi urea (hari)

10 Efek pH tanah terhadap persentase N sebagai ammonia dan ammonium
Ammoniacal N Soil pH Ammonia Ammonium % 6 0.058 99.94 7 0.57 99.43 8 5.4 94.6 9 36.5 63.5

11 Kehilangan Penguapan Ammonia
Urea dan pupuk-pupuk yg mengandung urea Hanya pada aplikasi di permukaan tanah Tillage or rain in 2-3 days controls loss Kehilangan-besar jarang terjadi Kehilangan maksimum = % dari pupuk N

12 Faktor yang mendorong kehilangan ammonia
Setelah aplikasi tidak ada hujan dan tdk ada irigasi Residu tanaman ada di permukaan tanah Suhu tinggi pH tanah tinggi (alkalis) Kandungan liat rendah dan miskin BOT (KTK rendah) Initially moist soil followed by drying

13 Kehilangan Penguapan Ammonia

14 Efek kehilangan ammonia dari pupuk yang disebar di permukaan tanah thd hasil jagung, Lancaster, WI
Sumber N Kehilangan Ammonia (%) Hasil tanaman (bu/acre) None -- 83 Urea 16 122 UAN solution (28%) 12 125 Ammonium nitrate 2 132 Oberle & Bundy, Data from one of four experiments.

15 Sumber N Kehilangan Ammonia (%) Hasil (tons/acre) None -- 0.74 Urea 19
Efek kehilangan ammonia dari pupuk yg disebar di permukaan tanah thd hasil hijauan rumput, Lancaster, WI Sumber N Kehilangan Ammonia (%) Hasil (tons/acre) None -- 0.74 Urea 19 1.09 Ammonium nitrate 1 1.30 Oberle & Bundy, N rate = 60 lb N/acre.

16 Sumber N dan Pengelolaannya
Sumber Nitrogen pada tanaman jagung tanpa olah tanah

17 Treatment Yield Ear leaf N bu/acre % Ammonia, inj. 138 3.06
Efek sumber N dan penempatannya pada kondisi tanpa oleh tanah terhadap hasil jagung dan Kadar N daun-bendera 1 Treatment Yield Ear leaf N bu/acre % Ammonia, inj. 138 3.06 UAN injected 135 2.85 UAN surface 118 2.48 Urea surface 123 2.57 1 Ave.of seven expts. Mengel et al., 1982 (Indiana)

18 -------- bu/acre --------
Efek Sumber N dan Metode Aplikasinya thd hasil jagung, Janesville and Winnebago, WI1 Yield Application method Winnebago Janesville bu/acre UAN surface broadcast 163 146 UAN surface band 153 139 Anhydrous ammonia 165 1 Bundy et al., Yields are means of 3 yr, 2 N rates, and 4 tillages

19 Efek Sumber N & Metode Aplikasinya thd Haisl Jagung, Arlington, WI1
Year N source & method 1993 1994 1995 bu/acre Ammonium nitrate 118 a 177 a 163 a UAN spray 94 bc 140 b 152 a UAN spray + rain 105 ab 139 b 159 a UAN sprinkle 86 bc 148 b -- UAN injected 157 a Urea 83 c 155 b 160 a 1 Bundy & Andraski, 1997, Rain = 0.5 inch

20 Perlakuan pada studi dekomposisi residu N
Waktu aplikasi dan Doses N (UAN dan ammonium sulfate) Sulfur seabagai gypsum diaplikasikan nuntuk menyediakan sulfur Perlakuan dilakukan pada residu tanaman jagung musim sebelumnya.

21 Waktu aplikasi, sumber dan dosis pupuk N pada hasil biji jagung, Arlington, 1999-2001
N timing & rate (lb N/acre) Yield 1999 Yield 2000 Yield 2001 Fall Spring bu/acre 167 b 63 e 105 e 30 UAN 160 UAN 219 a 146 abc 191 b 30 AS 160 AS 220 a 158 a 202 ab 190 UAN 148 ab 194 b 190 AS 216 a 160 a 208 a 100 AS 90 UAN 136 bc 207 a

22 SUMBER Nitrogen & PENGELOLAANNYA
Penghambat Urease untuk mengendalikan kehilangan Ammonia

23 N-(n-butyl) thiophosphoric triamide (NBPT) Produk Komersial - Agrotain
Penghambat Urease N-(n-butyl) thiophosphoric triamide (NBPT) Produk Komersial - Agrotain

24

25 ------- bu/acre ------
Peningkatan hasil biji jagung akibat aplikasi penghambat urease dengan pupuk urea Experimental sites No.of sites Yield increase Urea UAN bu/acre All sites 78 4.3 1.6 N responsive 64 5.0 2.8 Significant NH3 loss 59 6.6 2.7 1/ Hendrickson, 1992

26 Sumber Nitrogen dan Manajemennya
Aplikasi Urea pada Musim Dingin (winter)

27 Efek sumber N, waktu aplikasi, dan dosis pada hasil jagung, Illinois1
Nitrogen treatment Nitrogen rate Source/method Time 120 180 240 Yield (bu/acre) None (control) 89 Urea/surface Winter 94 123 126 Urea/Incorp. Spring 140 157 165 Anhydrous ammonia 149 158 1 Illinois Agronomy Handbook,

28 Sumber Nitrogen dan Pengelolaannya
Aplikasi Urea sebelum tanam pada tanah-tanah berpasir

29 --------- bu/acre --------- 35 70 - 61 87 + 80 99 140 101 124 109 134
Efek Sumber N dan waktu aplikasinya thd hasil jagung, Hancock, WI (rataan 2 tahun) Preplant N rate Inhibitor Urea NH3 lb/acre bu/acre 35 70 - 61 87 + 80 99 140 101 124 109 134 210 98 142 119 137

30 Efek sumber N dan waktu aplikasinya thd hasil jagung, Hancock, WI ( rataan 2 tahun.)
Sidedress N rate Inhibitor Urea NH3 lb/acre bu/acre 35 70 - 99 89 + 106 104 140 127 129 125 210 135 137 142 133

31 IKHTISAR Urea-containing fertilizers are widely used (75-80% of the N in Wisconsin). Ammonia loss can occur from surface applied urea fertilizers Faktor tanah dan iklim mempengaruhi kehilangan ammonia. Kehilangan maksimum jarang melebihi 20% dari pupuk N yang digunakan.

32 IKHTISAR Sumber N kadangkala menunjukkan hasil lebih baik dengan material non-urea Factors other than ammonia loss may contribute to these results. Urease inhibitors can reduce ammonia loss from urea fertilizers. Manfaat ekonomis dari penghambat urease “tidak pasti”.

33 IKHTISAR Aplikasi urea pada musim dingin pada tanah-tanah yang beku, rawan kehilangan N Preplant applications of urea on sandy soils should be avoided

34 KONTROL KEHILANGAN PENGUAPAN NITROGEN
Incorporate or inject urea-containing fertilizers Use non-urea N sources for surface applications Perhatian aplikasi penghambat urease kalau ada risiko penguapan N tinggi

35 Hasil jagung dengan pupuk N disebar permukaan tanah

36 PENGUAPAN AMMONIA

37 Efek Sumber N dan waktu aplikasinya thd hasil jagung, Hancock, WI
Preplant Sidedress Dosis N Inhibitor Urea NH3 lb/acre bu/acre 35 70 - 61 87 99 89 + 80 106 104 140 101 124 127 109 134 129 125 210 98 142 135 137 119 133

38

39 PENTINGNYA NITROGEN DALAM LINGKUNGAN
N2 menyusun 80% dari atmosfir N2 tidak dapat digunakan langsung oleh kebanyakan organisme N2 is not a problem until its in a reactive form like NH3 or NO3 and is out of balance in nature N is the major component of proteins and nucleic acids Often the most limiting nutrient for plant growth Kalau kondisinya tidak seimbang, N dapat berdampak negatif langsung dan tidak langsung pada lingkungan

40 SIKLUS NITROGEN BOT Partikel tanah Pencucian

41 REAKSI-REAKSI DALAM SIKLUS N
N memasuki siklusnya melalui: N fixation Fertilization Non-biological Lightning Burning fossil fuels N2 + O NO 2NO + O NO2 2 NO2 + H2O HNO3 + HNO2 HNO H+ + NO3- (Nitrate; Readily used by plants) Biological N fixation Microorganisms Nitrogenase N2 + 6 e- + 8H NH3 (Ammonia)+ H2 Fe, Mo

42 Fiksasi N secara Biologis
Jasad fiksasi N secara simbiotik Responsible 70% of all N fixation Microorganisms Rhizobium bacteria Menginfeksi akar tanaman legume Frankia bacteria Menginfeksi akar pohon tertentu Proces Fiksasi N Bacteria reduce N2 to NH3 Plants take up NH3 and combine it with Carbon skeletons to produce amino acids Other plants only have access to this fixed N by the plant dying and becoming part of the soil organic matter-N pool High levels of N will reduce biological N fixation Jasad renik fiksasi N yang hidup bebas Responsible for 30% of world N fixation Microrganisms Cyanobacteria Dapat ditemukan pada lahan padi sawah Azospirrilium, Azobacter, and Clostridium bacteria Dapat ditemukan dalam tanah Menghasilkan NH3 untuk digunakan sendiri.

43 PUPUK N Produced by the Haber-Bosch process Developed in 1913 Process
High pressure High temperature N2 + 3H NH3 Fe catalyst Primarily responsible for the green revolution, but also responsible to large increase of reactive N in our environment

44 Ammonifikasi (Mineralisasi)
N in plant protein may become part of the soil’s OM nitrogen pool by microbial degradation of: Dead plant litter Undigested protein in animal feces N-organik dikonversi menjadi ammonia oleh Bakteri Tanah Process R-NH NH3 + R Dilakukan oleh bakteri aerobic dan anerobik Increased by: Increased soil OM-N pool Increased soil temperatures Soil pH > 7 High soil moisture NH3 rapidly converted to NH4+ at pH < 7.5 NH4+ is relatively stable N dicerna oleh binatang dan diekskresikan sebagai urea (mammalia) atau asam urat (unggas)

45 O Urease H2N – C – NH NH3 + CO2 Urea O H C N steps w/ H N C Urease C O NH CO2 O C C N N H H Uric acid

46 NASIB AMMONIA YG DILEPASKAN DARI MINERALISASI
Penggunaan oleh Tanaman Imobilisasi Bacteria incorporate N into their own cells and contribute to soil OM-N pool Terjadi dalam tanah yang C:N rationya tinggi Pencucian Terjadi pada tanah-tanah berpasir Mempunyai kemampuan rendah mengikat NH4+ Kation maonium tercuci ke dalam groundwater kalau air hujan menembus ke dalam tanah Tanah-tanah yang kaya liat dan BOT dapat mengikat NH4+ yang hanya dapat hilang melalui erosi tanah.

47 Nitrification Highest proportion of NH4+ is converted to NO3 by aerobic bacteria Nitrosomas Nitrobacter O H O2 NH NO NO3 Reaksinya berlangsung cepat pada kondisi: Warm temperatures Well aerated soils Neutral pH Tanah lembab Tanah subur Reaksinya berlangsung lampat pada kondisi: Suhu dingin Tanah jenuh air pH tanah masam During nitrification, soil pH may decrease as NH4 is converted to NO3

48 Penguapan NH4+ tidak menguap
In soils with high pH (> 7.0), NH4+ is converted to NH3 which can volatize into the atmosphere as a gas NH3 is also released when the urea (in mammals) or uric acid (in poultry) excreted in urine mixes with the urease or uricase enzymes produced by the bacteria in the feces in in manure in barns, outdoor lots, manure storage structures, and in fields after application Jumlah NH3 yang diuapkan 20 to 70% of the N in manure Ammonia losses from animal agriculture represents 75% of all NH3 emitted in the U.S. Laju penguapan NH3 ditingkatkan oleh: pH tanah > 7.0 Suhu tanah > 50 F Pergerakan angin kencang.

49 PERILAKU NO3- HASIL NITRIFIKASI
Diserap oleh tanaman Pencucian masuk ke groundwater NO3 is highly soluble in water and does not bind to soil particles During periods of excessive precipitation, NO3 transported to ground water as water infiltrates the soil Carries Ca, Mg, and K cations out of the soil reducing fertility while leaving Al which is toxic to plants NO3 may be transported to surface waters via tile drainage Faktor-faktor yang emningkatkan pencucian hara Akumulasi NH4+ dalam tanah selama musim dingin Increased NO3 in soil as nitrification increases with increased soil temperatures Rendahnya penyerapan NO3 oleh tanaman muda Kandungan lengas tanah yang tinggi

50 PERILAKU NO3- HASIL NITRIFIKASI
Denitrifikasi Conversion of NO3 to N2 in anerobic conditions in soil or manure storage areas Process C6H12O6 + 4 NO CO2 + 6H2O + 2N2 + NOx NOx = NO, NO2 or N2O N2 dan NOx gas-gas yang dilepaskan ke lingkungan N2 bersifat inert dalam lingkungan NOx mempunyai banyak efek buruk thd lingkungan Denitrification ditingkatkan oleh: Tanah kaya N Tanah Anerobik Tanah tergenang Tanah padat Suhu tinggi Tanah kaya bahan organik

51 EFEK POSITIF PENINGKATAN JUMLAH N-REAKTIF DALAM LINGKUNGAN
Peningkatan hasil dan kualitas gizi pakan Increased wealth of the human population Increased productivity of N-limited crops and ecosystems Peningkatan hasil per hektar Dapat mengurangi pengolahan lahan marjinal dan hutan Peningkatan penangkapan karbon.

52 EFEK BURUK NITROGEN DALAM LINGKUNGAN

53 EFEK BURUK NITRATE (NO3) DALAM LINGKUNGAN
Memasuki suplai air minum Bahayanya (Blue Baby Syndrome) Formation of methemoglobin that prevents hemoglobin in red blood cells from carrying oxygen to peripheral tissues Normal: O2 Hemoglobin in Oxygenated hemoglobin red blood cells Peripheral tissue (Uses O2) Nitrate toxicity: Gut bacteria NO NO O2 Hemoglobin in Methemoglobin Konsentrasi berbahaya : 10 ppm dalam air

54 EFEK BURUK AMMONIA DALAM LINGKUNGAN
Bahaya-bahayanya Bau-bau Toksin langsung Efek fisiologis dan jumlahnya Ternak (<100 ppm, usually found in livestock facilities) Iritasi mata Iritasi saluran pernafasan Reduksi ketahanan penyakit Manusia (OSHA limit is 50 ppm) 9 ppm Iritasi mata, hidung dan tenggorokan 50 – 150 ppm Batuk parah dan produksi mukus Iritasi Nasal > 150 ppm Scarring of the upper and lower respiratory tract Pulmonary edema Bahan kimia membakar mata 500 ppm Kematian akut

55 EFEK BURUK AMMONIA DALAM LINGKUNGAN
Problem for workers and animals in confinement Limited threat to the community Recommended limits (One-hour average exposure) Measurement Concentration Dilution Neighboring residence < 150 ppb :7 Property line < 70 ppb :15 Toksisitas dalam lingkungan akuatik (Manure spills) Most natural water sources NH4-N at 2 ppm is toxic to fish In alkaline waters at high temperatures NH4-N at 0.1 ppm is toxic to fish Particulat yang ukurannya kurang dari 2.5 um (PM2.5) Formed when atmospheric NH3 reacts with SO2, NOx, and volatile organic compounds (VOCs) Produce (NH4)2SO4, NH4NO3, and NH4HSO4 Forms in rain clouds and fog Dispersed to ground as rainfall and snow (Wet deposition) Released in air as aerosols (Dry deposition)

56 EFEK BURUK AMMONIA DALAM LINGKUNGAN
Sumber-sumber komponen PM2.5 Pertanian Pembakaran bahan bakar fosil Bahayanya PM2.5 Kesehatan manusia Masuk ke paru-paru Increased hospital emissions Increased respiratory diseases Decreased lung function Alteration in lung tissue and respiratory defense mechanisms Chronic bronchitis Increased risk of myocardiac infarctions Desposisi N di dalam lingkungan Mengasamkan danau dan sungai Algae bloom in water sources Depletion of minerals in soils Decreased biodiversity of ecosystem Standar kesehatan untuk PM2.5 Rata-rata tahunan – 15 ug/m3 Baku mutu 24 jam– 65 ug/m3 Monitoring pada lokasi di seluruh USA

57 EFEK BURUK AMMONIA DALAM LINGKUNGAN
Mengasamkan tanah Proses During nitrification, H+ are released that lower pH of soil NH NO3 - 4H+ Mereduksi kemampuan tanaman menyerap hara lainnya

58 EFEK BURUK NOx DALAM LINGKUNGAN
SUMBER-SUMBER UTAMA Combustion of fossil fuels Agriculture Bahaya-bahaya Komponen PM2.5; NO2 Hujan asam; NO2 NOx + H HNOx Efek-efeknya Merusak jaringan paru-paru Meningkatkan asam dalam air Membahayakan populasi ikan Peningkatan kemasaman tanah Membahayakan pohon Kerusakan bangunan

59 EFEK BURUK NOx DALAM LINGKUNGAN
Formation of ground level ozone; NO2 Formed when volatile organic compounds (VOCs) react with NOx in the presence of heat and sunlight Efek-efeknya Kesehatan Infeksi dan penyakit respirasi Gangguan paru-paru Ekosistem Reduksi hasil pertanian dan kehutanan Reduksi dfaya hidup kecambah pepohonan Peningkatkan kepekaan tanaman thd stress dan penyakit Kerusakan daun-daun tanaman Pmebentukan smog dengan PM mereduksi jarak pandang Destruction of stratospheric ozone; N2O In upper atmosphere, N2O triggers reactions that deplete the stratospheric ozone layer which protects the earth from ultraviolet radiation Human skin cancer Damages plant foliage Gas rumah-kaca; N2O N2O mempunyai efek gas rumah kaca sebesar 310 kali lebih besar dibandingkan dnegan efek CO2 Menyebabkan pemanasan global

60 EFEK BURUK NH3, NO3, dan NOx DALAM LINGKUNGAN AQUATIK DAN TERESTRIS
Dalam lingkungan akuatik Mobile aquatic Hypoxic communities move zone (Gulf of Peningkatan N Algae bloom Decay of dying Mexico) in marine algae reduce environment dissolved O2 in Fish kills water Pfisteria Produce toxins Fish lesions (Red tides) Fish and shellfish kills Memory loss, confusion, gastro- intestinal problems (Humans)

61 Dalam Lingkungan Terestris
Peningkatan N-tanah memicu pertumbuhan tanaman yang butuh banyak N Alterasi kimia tanah Kehilangan Ca, Mg dan K Akumulasi Al

62 STABILISASI UREA – HUMIK

63 … STABILISASI UREA - HUMIK …
Penguapan ammonia pada aplikasi urea sebar-permukaan tanah ternyata sangat besar, sehingga efisiensi pemupukan urea relative rendah (sekitar 33%). Akan tetapi penguapan ini masih dapat dikendalikan dengan jalan mencampur urea dengan asam humat (HA) dan/atau asam fulvat (FA). Humic acid alone was not effective in controlling ammonia volatilization even though ammonium retention was found to be significantly higher compared to urea alone. Fulvic acid significantly reduced ammonia volatilization by 50% compared to urea alone. It also caused the highest retention of soil exchangeable ammonium and available nitrate. However, there was no ammonia volatilization with acidified HA and FA. Ammonium and nitrate accumulation for FA was better than acidified HA and FA. Ammonia loss could be reduced by improving ammonium retention. It must be stressed that results obtained in the incubation experiment using an acidic (pH water 6.32) soil of Typic Paleudults (Bekenu series) may only be applicable to similar acid soils.

64 … STABILISASI UREA - HUMIK …
Urea yang distabilkan dnegan HA atau (HA+FA) dapat mengurangi penguapan ammonia, sehingga efisiensi pemupukan urea meningkat dan gangguan pencemaran lingkungan berkurang. Penggunaan molekul-molekul humik dapat mereduksi penguapan NH3 dan meningkatkan NH4+ dapat-ditukar. Tingginya nilai KTK asam humat menyebabkan perlakuan asam-humat-cair sangat baik mereduksi kehilangan N setelah aplikasi urea sebar-permukaan. Adanya HA dan FA yang dicampur dengan urea dapat meningkatkan recovery NH4+. Meskipun pH tanah cukup tinggi, pengurangan penguapan NH3 cukup besar untuk perlakuan asam humat dan fulvat. Penggunaan pupuk N organic cair dapat mereduksi penguapan NH3 pada tanah-tanah masam. Penggunaan HA dan FA bersama urea sangat efektif mereduksi penguapan NH3 dan menahan NH4+ di tanah untuk tidak tercuci.

65 … … STABILISASI UREA - HUMIK …
Urea atau disebut karbamida merupakan senyawa organik dengan rumus kimia CO(NH2)2. Molekul senyawa ini mempunyai dua buah gugus amino (-NH2) yang dihubungkan oleh gugus karbonil (-CO-). Senyawa tersebut berupa padatan, tidak berwarna, tidak berbau, mudah larut dalam air, bersifat higroskopis ( mudah menyerap air) dan tidak beracun. Struktur senyawa tersebut adalah :  Struktur molekul urea Urea mengkristal berupa padatan dengan struktur tetragonal dan mempunyai cahnnel dengan diameter 5.67Å, namun dalam bentuk rantai panjang lurus akan membentuk struktur heksagonal dengan diameter 8-12 Å, (Smith, 1952). Saluran dengan diameter cukup besar dapat mengakomodir senyawa rantai karbon alifatik yang jumlahnya atom C nya lebih dari enam. Senyawa ikatan rangkap akan kurang dijerap di dalam channel urea.

66 STABILISASI UREA - HUMIK …
UREA INKLUSI Inklusi merupakan penambahan suatu senyawa yang mampu membentuk kisi-kisi kristal yang mempunyai ruang yang cukup besar (Host) untuk dimasuki suatu molekul yang akan dipisahkan atau yang disebut dengan molekul tamu (Guest). Pada proses inklusi, tidak terjadi ikatan antara host dan guest, hanya terjadi interaksi van der Waals (Smith dan March, 2001). Inklusi terbagi menjadi dua tipe, tergantung pada bentuk dari ruang (space) yang terbentuk oleh kisi-kisi kristalnya. Pertama, berbentuk channel atau terowongan dan yang ke dua berbentuk sangkar yang tertutup. Pada kedua tipe tersebut, molekul tamu harus pas (cocok) dengan rongga dalam kisi-kisi kristal, molekul yang terlalu besar atau terlalu kecil tidak akan berada dalam kisi-kisi kristal sehingga tidak terjadi proses inklusi (Smith dan March, 2001). Salah satu molekul induk yang sering digunakan dalam inklusi adalah urea. Biasanya kristal urea berbentuk tetragonal, tetapi apabila ada molekul tamu urea akan mengkristal dalam bentuk heksagonal yang mengandung molekul tamu di dalam channel yang panjang. Kisi-kisi heksagonal dapat terbentuk hanya apabila terdapat molekul tamu dimana stabilitas strukturnya dipengaruhi gaya van der Waals antara molekul induk dan molekul tamu.

67 … … STABILISASI UREA - HUMIK …
Molekul Tamu (tengah) dalam Kisi-Kisi Urea (Smith dan March, 2001). Kisi-kisi urea memiliki diameter 5 Å yang terbentuk oleh ikatan-ikatan hidrogen. Bagian dalam bersifat kurang polar dibandingkan bagian luar, sehingga molekul organik nonpolar akan terpisah dan berada di dalam kisi-kisi kristal. Molekul organik yang terlalu besar tidak akan cocok dengan kisi-kisi kristal, namun apabila molekul organik tersebut terlalu kecil maka molekul tersebut akan ke luar melalui lubang bawah (Smith dan March, 2001).

68 … … STABILISASI UREA - HUMIK …
Urea dapat membentuk klatrat dengan senyawa organik rantai panjang (Bist, et al., 2007). Sebagai contoh inklusi antara urea dengan asam karboksilat rantai panjang disajikan pada gambar berikut : Pembentukan Kompleks Inklusi Urea (Ohlan, 2008).

69 … … STABILISASI UREA - HUMIK …
Kemampuan urea membentuk klatrat dapat digunakan dalam pemisahan senyawa organik jenuh dan tak jenuh, misalnya dalam isolasi asam lemak bebas. Grandgirard (1987) telah melakukan inklusi urea pada asam lemak minyak biji rami (linseed oil) dengan perbandingan urea:asam lemak 2:1 pada temperatur 40C menghasilkan pemisahan antara asam α-lonolenat dan asam non linolenat. Asam-asam lemak non linolenat terperangkap dalam kristal urea seperti asam palmitat 99,1 %, asam palmitoleat 62,5 %, asam heptadekanoat 100 %, asam heptadekaenoat 75 %, asam stearat 99,4 %, asam oleat 89,8 %, asam linoleat (18:2 Z,E dan E,Z) 83 % dan (18:2 Z,Z) 34,9 %. Hanya sedikit asam α-lonolenat (18:3 Z,Z,Z) yang terperangkap, yakni sekitar 27,1 % dan sisanya tetap berada dalam filtrat.

70 … … STABILISASI UREA - HUMIK …
Mekanisme Ikatan UREA dengan ASAM HUMAT Pupuk urea adalah pupuk kimia yang mengandung Nitrogen (N) berkadar tinggi. Unsur Nitrogen merupakan zat hara yang sangat diperlukan tanaman. Pupuk Urea berbentuk butir-butir kristal berwarna putih, dengan rumus kimia NH2 (CONH2), merupakan pupuk yang mudah larut dalam air dan sifatnya sangat mudah menghisap air (higroskopis), karena itu sebaiknya disimpan di tempat kering dan tertutup rapat. Pupuk urea mengandung unsur hara N sebesar 46% dengan pengertian setiap 100 kg urea mengandung 46 kg Nitrogen. Karena sifatnya yang sangat mudah menghisap air dan mudah larut maka pupuk ini mudah tersedia dan segera menguap. Akibatnya lebih dari 25 % urea yang diaplikasikan pada tanah hilang lewat pelindian, penguapan, nitrifikasi.

71 … … STABILISASI UREA - HUMIK …
MEKANISME IKATAN UREA DENGAN ASAM HUMAT Hidrolisis urea dapat disebabkan oleh kandungan air dalam tanah, enzim urease yang bersumber dari mikroorganisme saprophyta dan tumbuhan graminaceae menghasilkan senyawa NH4+ menurut reaksi : CO(NH2)2 + 2H2O NH4+ + HCO (1) NH H+ + NH3 ; pKa = (2)

72 … … STABILISASI UREA - HUMIK …
Mekanisme Ikatan UREA dengan ASAM HUMAT Produk hidrolisis urea adalah NH4+ yang bertahan dalam larutan tanah atau ditahan oleh tanah dan akan diserap oleh akar tanaman. Nitrogen diserap tanaman dalam bentuk ion Nitrat (NO3- ) dan ion amonium (NH4+). Sebagian besar nitrogen diserap dalam bentuk ion nitrat karena ion tersebut bermuatan negatif sehingga selalu berada di dalam larutan tanah dan mudah diserap akar. Tahap ke dua reaksi adalah perubahan NH4+ dalam larutan tanah menjadi NH3 (gas) yang dapat berdifusi dari larutan tanah ke udara (atmosfir) , serta menghasilkan larutan asam (pelepasan H+ ) pada reaksi 2. Akibatnya sebagian urea yang diaplikasikan pada tanah hilang lewat pelindian (melarutnya NH4+) ke luar tanah, penguapan NH3, nitrifikasi (oksidasi oleh miroba) menjadi NO3- yang selanjutnya mengalami denitrifikasi (anaerob) menjadi N2O dan N2 (menguap ke udara).

73 … … STABILISASI UREA - HUMIK …
MEKANISME IKATAN UREA DENGAN ASAM HUMAT Kalau ada asam humat , maka NH4+ hasil hidrolisis urea pada pH asam (adanya pelepasan H+) akan diikat oleh gugus fungsionil donor electron: C=O dari karboksilat dan OH dari fenolat maupun alkoholat , membentuk ikatan chelat; hal ini menyebabkan slow release NH4+ ke dalam tanah karena kelarutannya menurun, sehingga keberadaan sumber N dalam tanah lebih lama (meningkatkan efisiensi pemupukan N).

74 Dep. Ilmu Tanah dan Sumberdaya Lahan, Fakultas Pertanian IPB ……
PENINGKATAN EFISIENSI PUPUK NITROGEN MELALUI REKAYASA KELAT UREA-ZEOLIT-ASAM HUMAT Suwardi, Darmawan Dep. Ilmu Tanah dan Sumberdaya Lahan, Fakultas Pertanian IPB …… Tujuan penelitian ini adalah untuk mempelajari peranan zeolit dan asam humat sebagai agen pelepasan lambat dari pupuk nitrogen. Penelitian dilakukan dengan metode inkubasi selama 14 minggu. Ratio urea dan zeolit adalah 70%:30% kemudian ditambahkan asam humat dengan jumlah 0, 2, 3, 4, and 5% dengan simbol UZA-1, UZA-2, UZA-3,-UZA-4, dan UZA-5. Pupuk kimia diberikan setara dengan 50 mg/kg lalu dimasukkan ke dalam botol plastik yang telah diisi tanah setara lOOg BKM. Pupuk dan tanah dicampur merata pada kadar air kapasitas lapang. Kadar N-amonium dan N-nitrat dianalisa pada minggu ke 1,2, 3, 4, 6, 8, 10, 14 periode inkubasi. Hasil penelitian menunjukkan bahwa N-amonium telah terdeteksi pada minggu pertama inkubasi dan menurun sampai mendekati nol pada minggu ketiga inkubasi. Namun demikian, N-nitrat menunjukkan peningkatan selama periode inkubasi. Pelepasan nitrogen paling lambat ditunjukkan oleh UZA-5. Pada percobaan rumah kaca dengan tanaman indikator padi menunjukkan UZA-3 memberikan performa pertumbuhan terbaik. Diunduh dari: ….. 16/10/2012

75 Ntot 32~38%, HA 5~11%, microelements are change on the basis of needs.
UHA = UREA HUMIC ACID There are two types of urea-humic acid (UHA): coated and fused. The both increase effectively fertility and utility of urea because HA interacts with urea physical-chemically and biologically, delaying release of urea. The product is anew type of long effect nitrogen fertilizer. Ntot 32~38%, HA 5~11%, microelements are change on the basis of needs. Urea humic acid used mainly as a organic compound sustained release fertilizer. The UHA can be applied alone replacing urea, and be compounded with P-K fertilizers and/or microelements.  As compared with equal amount urea, both yield of grain and vegetable increase by 5~20%, N utility increases by 38.2%, fertility term is prolonged for 50 days or so. Moreover UHA has ecological benefit obviously, for example, reclamation of soil, increasing function of resistance of crops to adversity, improving quality of crops, reducing environmental contamination by   the nitration and counter nitration of urea. UHA can avoid poisoning that bring about because to feed alone urea, thus it also as a origin of non-protein N or a feed additive of regurgitation animals. Diunduh dari: ….. 16/10/2012

76 M. Y. Mohd Taufik1, O. H. Ahmed1* and A. M. Nik Muhamad
Effect of amending urea with humic acids and acid sulphate on biomass production of Masmadu (Zea mays L.) and selected soil chemical properties M. Y. Mohd Taufik1, O. H. Ahmed1* and A. M. Nik Muhamad International Journal of the Physical Sciences Vol. 6(20), pp , 23 September, 2011 This greenhouse study compared the effect of three different urea-humic acid-acid sulphate soil mixtures on maize biomass production, soil pH, ammonium and nitrate contents, and urea use efficiency compared with urea-N without additives (urea alone). Humic acid (HA), acid sulfate soil and soil used in the greenhouse study were analyzed for selected soil physio-chemical properties. The soil used to test treatments was a sandy clay loam Typic Tualemkuts (Nyalau Series). Urea amended with different levels of HA alone significantly improved soil exchangeable ammonium compared to urea alone. All the mixtures significantly improved soil pH compared with urea alone. However, all the mixtures did not significantly affect biomass production and content of available nitrate compared with urea alone. Amending urea with HA and acid sulphate soil did not significantly affect biomass production of Masmadu (test crop) but it significantly improved soil pH and retention of exchangeable ammonium. Diunduh dari: ….. 16/10/2012

77 STABILISASI UREA Urea is the most widely used nitrogen source in Australia, accounting for some 80% of all nitrogen sales. Costing less than one cent per percentage point of nitrogen (on a per kg basis), this 46% farmers' favourite is regarded as more cost-effective than all other competitors, with the exception of anhydrous knifing in broadacre. However, even in the cost-conscious broadacre arena, the granular / liquid versatility of urea is often preferred when factoring in the inconvenience of the anhydrous tank. There are of course other considerations in the urea / anhydrous comparison. Anhydrous ammonia is a harsh soil-life killer, which would never be used if the biological impact were fully understood by the landowner. However, from a plant health and environmental perspective, there are also concerns relating to the instability and overapplication of urea. Diunduh dari: /10/2012

78 STABILISASI UREA Urea cannot be retained in the soil by the soil's two storage systems - the clay colloid and the humus colloid. As a result, the high nitrogen content floods the soil solution and the plant takes up nitrates with its 'drinking water', whether or not they are actually required. Nitrate overload is a serious problem in modern horticulture, and the end product of this excess is a poor-quality plant, which is more susceptible to insect and disease attack. The consumer is the big loser in this scenario, as excess nitrates in food are a proven carcinogen. The environment is the other loser. Urea is notoriously unstable. It is generally accepted that only 28 of the 46 nitrogen units in urea ever reach their mark. The remaining 40% of the product is oxidised or ends up polluting our waterways. Humic acid is the key to the stabilisation of urea. Diunduh dari: /10/2012

79 STABILISASI UREA Humic acid is also a colloidal material, but unlike the clay or humus colloids in the soil, the humate colloid can actually store urea. In fact, with a CEC of 450, humic acid can stabilise urea to the extent that virtually all of the 46 units of N are retained for plant utilisation, and even several inches of rainfall cannot budge the nitrogen from the humate colloid. This stabilising effect is only possible if humic acid is combined with urea prior to application or, alternatively, if soluble humic acid granules are combined with granulated urea to bond as they dissolve. If urea and humic acid are not applied together, then other nutrients can crowd the humate storehouse and reduce the nitrogen storage potential. Diunduh dari: /10/2012

80 STABILISASI UREA This UREA stabilisation is a valuable gain, but there is another benefit associated with the fusion of urea and humic acid. There is no longer the force-feeding aspect involved in urea fertilising, when the plant can feed from the humate storehouse when and if nitrogen is needed. Nitrate overload is avoided and a healthier, more resistant plant is the result. Diunduh dari: /10/2012

81 Humic acid fertilizer Environment application
UHA used mainly as a organic compound sustained release fertilizer. The UHA can be applied alone replacing urea, and be compounded with P-K fertilizers and/or microelements.  As compared with equal amount urea, both yield of grain and vegetable increase by 5~20%, N utility increases by 38.2%, fertility term is prolonged for 50 days or so. Moreover UHA has ecological benefit obviously, for example, reclamation of soil, increasing function of resistance of crops to adversity, improving quality of crops, reducing environmental contamination by the nitration and counter nitration of urea Reducing nitrate leaking into the groundwater. Humic acid binds the nitrate and keep it around the root zone , drinking water is better preserved in this way. Diunduh dari: ……… 15/10/2012

82 Slow Release = Controlled Release Contoh: CRN = Controlled Release Nitrogen
Diunduh dari sumber: courses.cropsci.ncsu.edu/.../Sl... - Amerika Serikat  ……… 16/10/2012

83 Mengapa pupuk lambat tersedia ?
Respon tanaman lebih seragam No growth surge Longer growth response Less chance of burn Mengurangi pencucian nitrat Menghemat tenaga kerja Diunduh dari sumber: courses.cropsci.ncsu.edu/.../Sl... - Amerika Serikat  ……… 16/10/2012

84 Urea lambat tersedia yang tidak terselimuti
Urea formaldehyde (UF) Methylene urea (MU) Isobutylidene diurea (IBDU) Bahan organik alamiah Diunduh dari sumber: courses.cropsci.ncsu.edu/.../Sl... - Amerika Serikat  ……… 16/10/2012

85 Bentuk Urea dan Methylene Urea
Secara kimiawi bahan-bahan snagat serupa Biasanya granuler, ada juga yang cairan about 40% N, 70% WIN (28% N for liquids, all soluble) Formed by reacting urea and formaldehyde = chains of alternating C and N Perbedaannya adalah panjang rantai, dan akibatnya adalah laju mineralisasinya Diunduh dari sumber: courses.cropsci.ncsu.edu/.../Sl... - Amerika Serikat  ……… 16/10/2012

86 Produk-produk Bentuk-Urea Lambat tersedia
Formolene FLUF Nitro 26 CRN Nitroform (Powder Blue, Blue Chip) CoRoN (25% of total N is urea) Diunduh dari sumber: courses.cropsci.ncsu.edu/.../Sl... - Amerika Serikat  ……… 16/10/2012

87 Panjang rantai berbeda-beda
Methylene Urea N-C-N N-C-N-C-N-C-N N-C-N-C-N-C-N-C-N-C-N N-C-N-C-N-C-N-C-N-C-N-C-N-C-N Urea Formaldehyde N-C-N N-C-N-C-N-C-N-C-N-C-N N-C-N-C-N-C-N-C-N-C-N-C-N-C-N N-C-N-C-N-C-N-C-N-C-N-C-N-C-N-C-N-C-N N-C-N-C-N-C-N-C-N-C-N-C-N-C-N-C-N-C-N-C-N-C-N Diunduh dari sumber: courses.cropsci.ncsu.edu/.../Sl... - Amerika Serikat  ……… 16/10/2012

88 Ureaform dan Methylene Urea
Dirancang untuk melepaskan N selama 8-12 minggu Contains unreacted urea, fast greening Requires soil microbial activity temperature sensitive, soil at 78o F is four times as active as soil at 42o F moisture sensitive Respon musiman Diunduh dari sumber: courses.cropsci.ncsu.edu/.../Sl... - Amerika Serikat  ……… 16/10/2012

89 Mineralisasi N-organik
Dekomposisi molekul N-organik yang kompleks dan melepaskan NH4+ Diunduh dari sumber: courses.cropsci.ncsu.edu/.../Sl... - Amerika Serikat  ……… 16/10/2012

90 Panjang rantai MU dan UF menentukan kelarutannya
Semakin panjang rantainya, semakin kurang larut, dan semakin lebih lambat mineralisasinya. Some may be so long that they are essentially insoluble, and won’t break down. Diunduh dari sumber: courses.cropsci.ncsu.edu/.../Sl... - Amerika Serikat  ……… 16/10/2012

91 Pelepasan N dari UF dan MU ditentukan degan uji kelarutannya
Fraksi larut ait :Water soluble (WS) vs Water insoluble (WI) : CWSN, cold water soluble N, is soluble at 25o C, is quickly available to the turf. Includes unreacted urea and short chain molecules CWIN, cold water insoluble N. What remains insoluble at 25o C. Longer chain, N is released slower, over a period of several weeks HWIN, N tidak-larut pada 100o C. Rantai terpanjang, N dilepaskan selama beberapa bulan atau tahun Diunduh dari sumber: courses.cropsci.ncsu.edu/.../Sl... - Amerika Serikat  ……… 16/10/2012

92 Berapa banyak larut pada 25o C?
Cool water 100 grams CRN in 71 grams out Stir = 29 grams (29%) CWSN and 71 grams (71%) CWIN Diunduh dari sumber: courses.cropsci.ncsu.edu/.../Sl... - Amerika Serikat  ……… 16/10/2012

93 Berapa banyak larut pada 100o C?
Hot water 71 grams CRN in 22 grams out Stir Thus, in 100 g of CRN, there are 22 g HWIN Diunduh dari sumber: courses.cropsci.ncsu.edu/.../Sl... - Amerika Serikat  ……… 16/10/2012

94 Activity Index, AI Basically the fraction of CWIN that goes into solution in hot water. It estimates the slow-release value of the fertilizer CWIN - HWIN AI = CWIN Pupuk-pupuk dengan nilai AI yang lebih tinggi, mempunyai kelarutan N lebih besar, karakteristik slow-N-release yang lebih baik. UF mempunyai nilai AI > 40% X 100% Diunduh dari sumber: courses.cropsci.ncsu.edu/.../Sl... - Amerika Serikat  ……… 16/10/2012

95 RINGKASAN X 100% X 100% = 69% CWSN - 29% CWIN - 71% HWIN - 22%
Activity Index = CWIN 71% - 22% 71% X 100% X 100% = 69% Diunduh dari sumber: courses.cropsci.ncsu.edu/.../Sl... - Amerika Serikat  ……… 16/10/2012

96 WSN vs. WIN water soluble N - water insoluble N
% WIN harus dinyatakan dalam label Expressed as % of the product, not the nitrogen Example: FLUF contains 18% N, and 4.5% WIN. This means that =13.5% of the N is WSN. What % of the N is WIN? 4.5/18=25% Diunduh dari sumber: courses.cropsci.ncsu.edu/.../Sl... - Amerika Serikat  ……… 16/10/2012

97 IBDU = Isobutylidene diurea
Urea direaksikan dnegan isobutyraldehyde Only a single chemical product is formed, not a bunch of different molecules. 31% N, 90% WIN Different sized granules available N release depends on solubility and hydrolysis (IBDU molecule reacts with water and breaks apart), releasing urea. Tidak ada urea bebas dalam IBDU Diunduh dari sumber: courses.cropsci.ncsu.edu/.../Sl... - Amerika Serikat  ……… 16/10/2012

98 IBDU start here Urea dengan cepat hancur menjadi NH4+
IBDU is relatively insoluble, so only small amounts are available at any one time Pelepasan N dipengaruhi oleh kelengasan dan suhu tanah Release also depends on granule size and contact with soil. Smaller granules release N faster than larger granules Diunduh dari sumber: courses.cropsci.ncsu.edu/.../Sl... - Amerika Serikat  ……… 16/10/2012

99 Pupuk cair yang lambat melepaskan N
Secara kimiawi serupa dnegan UF, MU Micro-suspension of MU (FLUF) CoRoN, N-Sure; 28%N, 7% as urea and 21% as short chain MU or small ring structure. Get quick and slow release Aplikasi lewat daun ? Apakah cukup bersifat slow-release? Diunduh dari sumber: courses.cropsci.ncsu.edu/.../Sl... - Amerika Serikat  ……… 16/10/2012

100 Pupuk cair yang lambat melepaskan N
Mudah dikelola dan diaplikasikan Dapat diformulasikan dnegan P dan K Beberapa jenis mempunyai masa simpan yang pendek Require specialized delivery system Volume of liquid used in application is not enough to move the material down into the root system - must irrigate in Diunduh dari sumber: courses.cropsci.ncsu.edu/.../Sl... - Amerika Serikat  ……… 16/10/2012

101 Pupuk (yang berselimut) lambat tersedia
SCU, sulfur coated urea = Urea dibungkus belerang Polymer coated urea = Urea dibungkus polimer Diunduh dari sumber: courses.cropsci.ncsu.edu/.../Sl... - Amerika Serikat  ……… 16/10/2012

102 Urea yang diselimuti (dibungkus) belerang
Padatan urea, diselimuti oleh belerang dan lilin 30-38% N, tergantung pada tebalnya selimut Coating is not always perfect, having cracks, thin spots, holes, etc. Release determined by 7 day dissolution test; 25-35% are typical figures Diunduh dari sumber: courses.cropsci.ncsu.edu/.../Sl... - Amerika Serikat  ……… 16/10/2012

103 Urea yang diselimuti (dibungkus) Polimer
Solid urea or other nutrient core, coated with various polymers (“plastics”) Coatings are tough, resist damage, thin Coating chemistry affects membrane properties, release rate Pelepasan merupakan proses difusi yang terkendali, yang relatif konstan dalam waktu yang lama Pelepasan tergantung pada tebalnya selimut, kimiawi, temperature, lengas tanah Diunduh dari sumber: courses.cropsci.ncsu.edu/.../Sl... - Amerika Serikat  ……… 16/10/2012

104 Selimut Polymer tetap utuh
Water Solid Urea* Dissolved Urea Water Dissolved Urea Complete Release Dissolved Urea *Or other nutrient Diunduh dari sumber: courses.cropsci.ncsu.edu/.../Sl... - Amerika Serikat  ……… 16/10/2012

105 Selimut belerang hancur
Sulfur Coating Solid Urea H2O Solid Urea H2O + S Solid Urea H2O Dissolved Urea Diunduh dari sumber: courses.cropsci.ncsu.edu/.../Sl... - Amerika Serikat  ……… 16/10/2012

106 SCU Contains Intact and Breached Particles, Thin and Thick Coatings
Diunduh dari sumber: courses.cropsci.ncsu.edu/.../Sl... - Amerika Serikat  ……… 16/10/2012

107 Pelepasan N dari IBDU ditentukan oleh kelarutannya
H2O Urea Urease NH4 Root Diunduh dari sumber: courses.cropsci.ncsu.edu/.../Sl... - Amerika Serikat  ……… 16/10/2012

108 Pelepasan N ditentukan oleh ukuran butirannya
Diunduh dari sumber: courses.cropsci.ncsu.edu/.../Sl... - Amerika Serikat  ……… 16/10/2012

109 Butiran kecil melepaskan N lebih cepat dan lebih pendek
Diunduh dari sumber: courses.cropsci.ncsu.edu/.../Sl... - Amerika Serikat  ……… 16/10/2012

110 KUANTIFIKASI PENGUAPAN NH3 DARI UREA YANG DIAPLIKASIKAN KE TANAH YANG DINGIN
Sumber: Richard Engel, Dept. of Land Resources and Environmental Sci. Montana State University

111 Reaksi Urea dalam Tanah
urease urea + H2O (NH4)2CO3 (NH4)2CO3 rapidly dissociates to form NH4+ and CO3-2 CO H2O HCO-3 + OH- pH to 3.5 units NH4+ OH- urea prill Sumber: Richard Engel, Dept. of Land Resources and Environmental Sci. Montana State University

112 Reaksi-reaksi Urea Hidrolisis dapat mengakibatkan perubahan pH di sekitar likasi pupuk NH4+ + OH NH3(g) + H2O Sumber: Richard Engel, Dept. of Land Resources and Environmental Sci. Montana State University

113 PENGUAPAN Urea Banyak hasil-haisl penelitian published
Faktor-faktor yang mempengaruhi kehilangan telah banyak diketahui, misalnya . Lengas tanah, CEC, suhu-tanah, pH Big question ….. How much are we losing ? Sumber: Richard Engel, Dept. of Land Resources and Environmental Sci. Montana State University

114 NBPT = n-(n-butyl) thiophosphoric triamide
Penghambat ensim Urease allows more time for urea to diffuse away from point of application so soil pH is moderated .… atau kejadian hujan, sehingga urea tercuci ke bawah lapisan permukaan tanah OH- OH- urea urea +NBPT Sumber: Richard Engel, Dept. of Land Resources and Environmental Sci. Montana State University

115 Metode: masts & shuttles (traps for NH3(g))
wind direction height of gas profile development diffusion & turbulence 5 shuttles - gradient spacing convection NH3(g) NH3(g) NH3(g) urea granules masts placed in the center of circular plot Sumber: Richard Engel, Dept. of Land Resources and Environmental Sci. Montana State University

116 Bagaimana mengukur kehilangan NH3(g)?
Hal-hal penting NH3(g) trapped in shuttles eluted in lab & quantified horizontal flux calc. - effective shuttle sampling area is known via wind tunnel tests (Leuning et al., 1985) height vs. horizontal flux diagrams (treated area) background NH3 (mast placed in untreated area) known fetch distance (20 m.) x measured in five planes x net area ÷ fetch distance Height Horizontal flux Sumber: Richard Engel, Dept. of Land Resources and Environmental Sci. Montana State University

117 Kaercher site – Ammonia losses
Soil temp (1 cm) = 34.3 F Air temp. = 33.1 F Precipitation no rain 0-2 wks 1.54” 2-8 wks Soil temp (1 cm) = 38.5 F Air temp. = 38.7 F Sumber: Richard Engel, Dept. of Land Resources and Environmental Sci. Montana State University

118 Peterson site - Spring 2009 Soil urea analysis
hydrolysis occurs more slowly in cold soils 3 wks before urea is gone Sumber: Richard Engel, Dept. of Land Resources and Environmental Sci. Montana State University

119 Peterson site - Fall 2008 Soil-temp. (1 cm) 0-1 wk = 33.8 F
Sumber: Richard Engel, Dept. of Land Resources and Environmental Sci. Montana State University

120 Kehilangan penguapan dari Urea-N
Campaign Cooperator site Fertilization date Urea Agrotain % 1 Kaercher 2008 April 3 8.4 4.4 2 Oct. 9 3.1 1.4 3 Peterson Nov. 14 31.5 4.0 4 2009 March 25 35.6 18.0 5 March 26 39.9 18.1 23.7 9.2 † percentage of applied N lost as NH3(g) Sumber: Richard Engel, Dept. of Land Resources and Environmental Sci. Montana State University

121 Urea-N volatilization loss
Campaign Cooperator site Fertilization date Urea Agrotain % 1 Kaercher 2008 April 3 8.4 4.4 2 Oct. 9 3.1 1.4 3 Peterson Nov. 14 31.5 4.0 4 2009 March 25 35.6 18.0 5 March 26 39.9 18.1 23.7 9.2 † percentage of applied N lost as NH3(g) Sumber: Richard Engel, Dept. of Land Resources and Environmental Sci. Montana State University

122 Penguapan NH3 dari Urea significant NH3(g) losses (up to 40% of applied N) from surface applied urea can occur even though soil temperatures are cold! Kondisi lengas di permukaan tanah yang mengakibatkan dissolution granula urea (i.e. prolonged damp) tanpa hujan, dapat merangsang banyak kehilangan NH3(g). more common to find these conditions in semi-arid Northern Great Plains during the late fall or early spring. Agrotain control = 60% reduction in NH3(g) Sumber: Richard Engel, Dept. of Land Resources and Environmental Sci. Montana State University