PUPUK PHOSPHAT

Pupuk bagi petani merupakan produk yang sangat dibutuhkan dalam usaha budidaya pertanian. Dalam usaha pertanian, pupuk memegang peranan yang sangat penting bagi pertumbuhan tanaman yang dipelihara dapat menghasilkan produk pertanian sesuai dengan yang diharapkan. Untuk mencapai hasil produksi tanaman sesuai dengan yang diharapkan, tanaman memerlukan faktor-faktor tumbuh yang optimum. Salah satu faktor tersebut adalah ketersediaan unsur hara di dalam tanah. Jika tanah setempat tidak dapat menyediakan unsur hara yang cukup bagi tanaman, maka pemberian pupuk perlu dilakukan untuk memenuhi kekurangan tersebut. Pemupukan bertujuan untuk menambah unsur hara yang diperlukan oleh tanaman. Pemberian pupuk untuk keperluan tanaman dapat dilakukan melalui tanah yang selanjutnya dapat diserap oleh tanaman melalui akar, atau dapat juga pemupukan dilakukan melalui daun yang langsung diserap oleh tanaman.

Penggunaan pupuk fosfat alam untuk pertanian sampai saat ini masih sangat diperlukan oleh petani. Pupuk fosfat alam mengandung fosfor (P) yang merupakan salah satu dari tiga unsur makro atau esensial selain Nitrogen dan Kalium, yang dibutuhkan untuk pertumbuhan tanaman. Unsur tersebut tersedia di alam berupa batuan fosfat, yang biasanya digunakan dalam pertanian sebagai pupuk buatan (Suciati, 2004).

Unsur P diperlukan dalam pertumbuhan tanaman, kekurangan unsur hara makro ini mengakibatkan mengurangi kemampuan tanaman untuk mengabsorbsi unsur hara lainnya (Soepardi, 1983). Menurut Buckman & Brandy (1982) unsur P dalam tanaman antara lain digunakan untuk pembelahan sel, pembentukan lemak, pembungaan, pembuahan, perkembangan akar, memperkuat batang, kekebalan terhadap penyakit dan lain sebagainya. Dengan banyaknya manfaat dari unsur P ini, maka pupuk fosfat alam merupakan produk yang banyak digunakan oleh petani.

Mengingat pentingnya kandungan fosfor (P) dalam pupuk yang dibutuhkan untuk pertumbuhan tanaman, diharapkan masyarakat mengetahui keunggulan dari pupuk fosfat alam dan cara pembuatannya.

Fosfor

Fosfor adalah unsur kimia yang memiliki lambang P dengan nomor atom 15. Fosfor berupa nonlogam, bervalensi banyak, termasuk golongan nitrogen, banyak ditemui dalam batuan fosfat anorganik dan dalam semua sel hidup tetapi tidak pernah ditemui dalam bentuk unsur bebasnya. Fosfor amatlah reaktif, memancarkan pendar cahaya yang lemah ketika bergabung dengan oksigen, ditemukan dalam berbagai bentuk, dan merupakan unsur penting dalam makhluk hidup. Kegunaan fosfor yang terpenting adalah dalam pembuatan pupuk, dan secara luas digunakan dalam bahan peledak, korek api, kembang api, pestisida, odol, dan deterjen.

Fosfor dapat berada dalam empat bentuk atau lebih alotrop yaitu putih (atau kuning), merah, dan hitam (atau ungu). Fosfor putih adalah molekul dengan komposisi P₄. Fosfor putih memiliki titik leleh rendah (mp 44.1^o C) dan larut dalam benzen atau karbon disulfida. Karena fosfor putih piroforik dan sangat beracun, fosfor putih harus ditangani dengan hati-hati.

 

Fosfor merah berstruktur amorf dan strukturnya tidak jelas. Komponen utamanya diasumsikan berupa rantai yang dibentuk dengan polimerisasi molekul P₄ sebagai hasil pembukaan satu ikatan P-P. Fosfor merah tidak bersifat piroforik dan tidak beracun, dan digunakan dalam jumlah yang sangat banyak untuk memproduksi korek, dsb.

Fosfor hitam adalah isotop yang paling  stabil dan didapatkan dari fosfor putih pada tekanan tinggi (sekitar 8 GPa). Fosfor hitam memiliki kilap logam dan berstruktur lamelar. Walaupun fosfor hitam bersifat semikonduktor pada tekanan normal, fosfor hitam menunjukkan sifat logam pada tekanan tinggi (10 GPa).

Yang paling umum adalah fosfor merah dan putih, keduanya mengelompok dalam empat atom yang berbentuk tetrahedral. Fosfor putih terbakar ketika bersentuhan dengan udara dan dapat berubah menjadi fosfor merah ketika terkena panas atau cahaya. Fosfor putih juga dapat berada dalam keadaan alfa dan beta yang dipisahkan oleh suhu transisi -3,8°C. Fosfor merah relatif lebih stabil dan menyublim pada 170°C pada tekanan uap 1 atm, tetapi terbakar akibat tumbukan atau gesekan. Alotrop fosfor hitam mempunyai struktur seperti grafit – atom-atom tersusun dalam lapisan-lapisan heksagonal yangmenghantarkan listrik.

Fosfor tidak terlarut dalam air, tetapi melarut dalam karbon disulfida. Ia dapat terbakar dengan mudah di udara dan membentuk pentaoksida. Tidak pernah ditemukan di alam, unsur ini terdistribusikan dalam berbagai mineral. Batu fosfat, yang memiliki mineral apatit, merupakan tri-kalsium-fosfat yang tidak murni dan merupakan sumber penting elemen ini. Deposit yang besar telah ditemukan di Rusia, Maroko, dan negara bagian Florida, Tennessee, Utah, dan Idaho.

Fosfor sangat beracun. 50 mg bahan ini dosis yang sangat fatal. Jangan terekspos pada fosfor putih lebih dari 0,1 mg/m³ (berdasarkan 8 jam berat rata-rata, selama 40 jam per minggu). Fosfor putih harus disimpan dalam air, karena sangat reaktif dengan udara. Alat khusus (forceps) juga perlu digunakan untuk menangani unsur ini karena dapat membakar kulit.

Ketika terekspos pada sinar matahai atau ketika dipanaskan dalam uapnya sampai 250 derajat Celcius, ia terubah ke dalam berbagai bentuk merah yang tidak bereaksi di udara secara mudah seperti bentuknya yang putih. Bentuk ini juga tidak sebahaya bentuk putih. Tetapi tetap perlu kehati-hatian dalam menanganinya, karena ia dapat berubah bentuk lagi ke yang putih pada suhu-suhu tertentu serta mengeluarkan asap beracun jika dipanaskan. Bentuk merah cukup stabil, menguap dengan tekanan udara 1 atm dan 17^o C dan diguankan dalam membuat korek api yang aman, kembang api, pestisida, bomb asap, dll.

Fosfor putih dapat dibentuk oleh berbagai metoda. Salah satu proses, tri-kalsium fosfat dipanaskan dengan karbon dan silika dalam tungku pemanas listrik. Fosfor elementer terbebaskan sebagai uap dan terkumpul sebagai asam fosfor, bahan utama untuk pupuk super fosfat.

Dalam beberapa tahun terakhir, asam fosfor yang mengandung 70% – 75% P₂O₅, telah menjadi bahan penting pertanian dan produksi tani lainnya. Permintaan untuk pupuk secara global telah meningkatkan produksi fosfat yang banyak. Fosfat juga digunakan untuk produksi gelas spesial, seperti yang digunakan pada lampu sodium. Kalsium fosfat digunakan untuk membuat perabotan China dan untuk memproduksi mono-kalsium fosfat. Fosfor juga digunakan dalam memproduksi baja, perunggu fosfor, dan produk-produk lainnya. Trisodium fosfat sangat penting sebagai agen pembersih, sebagai pelunak air, dan untuk menjaga korosi pipa-pipa. Fosfor juga merupakan bahan penting bagi sel-sel protoplasma, jaringan saraf dan tulang.

Manfaat Pupuk Fosfat bagi Tanaman

Peran pupuk fosfat bagi tanaman adalah sebagai respirasi dan fotosintesis, penyusunan asam nukleat, pembentukan bibit tanaman dan penghasil buah, perangsang perkembangan akar sehingga tanaman akan lebih tahan terhadap kekeringan dan mempercepat masa panen sehingga dapat mengurangi resiko keterlambatan waktu panen.

Pupuk fosfat juga memacu pertumbuhan akar dan pembentukan sistem perakaran yang baik sehingga tanaman dapat mengambil unsur hara lebih banyak dan pertumbuhan tanaman menjadi sehat serta kuat. Menggiatkan pertumbuhan jaringan tanaman yang membentuk titik tumbuh tanaman. Memacu pembentukan bunga dan masaknya buah/biji, sehingga mempercepat masa panen. Memperbesar persentase terbentuknya bunga menjadi buah dan biji. Menambah daya tahan tanaman terhadap serangan hama dan penyakit.

Unsur fosfor diperlukan diperlukan dalam jumlah lebih sedikit daripada unsur nitrogen. Fosfor diserap oleh tanaman dalam bentuk apatit kalsium fosfat, FePO₄, dan AlPO₄.

Apabila tanaman kekurangan unsur hara fosfor, tanaman tersebut akan tumbuh kerdil. Pada tanaman muda, daun akan berwarna hijau tua keunguan, kadang-kadang tampak pula warna hijau kekuning-kuningan karena kekurangan Fosfor cenderung menghambat penyerapan unsur hara Nitrogen. Warna kekuningan ini akan lebih dulu dijumpai pada daun tua karena sifat Fosfor yang mobil dalam tanah, sehingga dalam keadaan kekurangan, unsur hara Fosfor dengan cepat ditranslokasikan ke bagian tanaman yang lebih muda. Pada tanaman buah-buahan pucuk daun akan berwarna browns atau ungu. Pembentukan bunga/buah/biji terhambat sehingga panen terlambat. Selain itu persentase bunga yang menjadi buah menurun karena penyerbukan yang tidak sempurna.

 Macam-macam Pupuk Fosfat
Macam-macam pupuk fosfor sebagai berikut :

·         pupuk superfosfat (Ca(H₂PO₄)₂) yang sangat mudah larut dalam air sehingga mudah diserap oleh akar tanaman. Contoh: Engkel superfosfat (ES) yang mengandung sekitar 15% P₂O₅, Double superfosfat (DS) yang mengandung sekitar 30% P₂O₅, dan Tripel Superfosfat (TSP) yang mengandung sekitar 45%P₂O₅.

·         Pupuk FMP (Fused Magnesium Phosphate) atau Mg₃(PO₄)₂ yang baik digunakan pada tanah yang banyak mengandung besi dan aluminium.

·         Pupuk aluminium fosfat (AlPO₄)

·         Pupuk besi (III) fosfat (FePO₄)

Bahan Baku Pupuk Fosfat

Bahan Baku untuk pupuk Fosfat adalah:

Bahan fosfat/ Rock Phosphate : terdiri atas berbagai macam apatit, antara lain sebagai berikut:

·         Fluoroapatit           : Ca₃(PO₄)₂.CaF₂

·         Khloroapatit          : Ca₃(PO₄)₂.CaCl₂

·         Oksidaapatit          : Ca₃(PO₄)₂.CaO

·         Hidroksidaapatit    : Ca₃ (PO₄)_2.Ca(OH)₂

·         Karbonatapatit       : Ca₃ (PO₄)_2.CaCO₃

Sedangkan senyawa fosfor dalam tanah dan deposit berupa:

·         Fe-fosfat (FePO₄ .2H₂O)

·         AI-fosfat (AIPO₄ .2H₂O)

Di Indonesia sumber bahan baku fosfor sangat terbatas. Apatit fosfor sebagian berasal dari magma dan sebagian merupakan organogenetik.  Edapan apatit fosfor terluas di dunia berupa kalsium karbonat fluoroapatit/fravolite (Ca₁₀F₂(PO₄)₆. X CaCO₃. Sedangkan geologi endapan deposit erat kaitannya dengan geologi marin yaitu pembentukan endapan fosforit di dasar laut sebagai hasil persenyawaan kimia, fisika & biologi, yang merupakan sumber fosfor terbesar 80% dari produk dunia, sedangkan dari batuan beku hanya 12%. Sumber fosfor lain adalah Guano deposit P-organik dari kotoran kelelawar, tetapi bukan untuk bahan baku pembuatan fosfor.

Dimulai dengan penambangan deposit yang umumnya memakai metode strip mining/ tambang terbuka yang hasilnya dibawa ke pabrik untuk dilakukan proses pemisahan dari pasir, tanah liat, dan lain-lain.

Pembuatan pupuk fosfor hanya memakai proses fisika, karena proses ini dianggap lebih mudah, tetapi pupuk sukar larut dalam air dan hanya larut dalam suasana asam, karena bentuk fosfat yaitu PO₄^-3 relatif tidak larut dalam air. Sedangakan pembuatan pupuk fosfat dengan memakai proses dekomposisi kimia yang terdiri dari 3 kelompok:

1.         Dalam produksi superfosfat dan triplefosfat terjadi penggantian sebagian Ca dalam apatit dengan H dari asam.

2.         Dalam produksi rhenania fosfat terjadi penggantian sebagian Ca dalam apatit dengan Na.

3.         Dlam produksi fosfat Thomas dan lain-lain terjadi perombakan secara total terhadap struktur kimia dari apatit/ senyawa fosfor lain.

Macam Pupuk Fosfat, Pembuatan, dan Sifat-sifatnya

Penilaian pupuk fosfat didasarkan pada efektivitas di lapangan bukan pada kadar total unsur. Macam-macam pelarut yang digunakan untuk mengetahui efektivitas kelarutan pupuk P yaitu :

·         Air : super dan triple super fosfat

·         Amonium sitrat netral

(BD :1.09)(menurut Fresenius) : superfosfat

·         Amonium sitrat alkalin (22%)

(menurut Petermann) : Rhenania fosfat

·         Asam sitrat (2%)(Wagner) : Thomas fosfat

·         Asam formiat (2%) : membedakan rock fosfat

·         Asam-asam mineral pekat (H₂SO₄, HCl, dll) : menentukan kadar P-total

Pupuk Fosfat Larut dengan Air

a.  Ordinary Superfosfat (OSP) / Double Superfosfat (DS) à dibuat dengan jalan:

Mencampurkan H₂SO₄ pekat dengan rockfosfat (dengan perbandingan berat yang sama). Reaksi bersifat sangat eksoterm (banyak panas yang dilepaskan)

Reaksi :

[ Ca₃(PO₄)₂]₃.CaF₂ + 7H₂O → 3Ca(H₂PO₄)₂ + 7CaSO₄ + 2HF (OSP)

·         Gas HF yang beracun biasanya dikumpulkan sebagai produksi sampingan. Jumlah senyawa Ca(H₂PO₄)₂ dalam pupuk OSP : 30%

·         Dijual dalam bentuk tepung/ butir berwarna kelabu & berbau asam, ± 93% larut dalam air & sisanya larut dalam amonium sitrat netral. Kandungan Ca : 18 – 21%; S : 11 – 12%; mengandung unsur-unsur seperti : Mg, Fe, Al, Cu, Mn, Zn, & CI. Bentuk fosfat yang ada dalam OSP : H₂PO₄^-

b. TSP/ Ca(H₂PO₄)₂

Pembuatannya dibuat dari apatit dan asam fosfat dengan jalan mencampurkan kedua bahan baku dalam suatu mixer dari baja, kemudian mengeras dan selanjutnya dibentuk menjadi tepung, pelet atau butiran.

Reaksi inti :

[ Ca(PO₄)₂]₃. CaF₂ + 14H₃PO₄ + 10H₂O → 10Ca(H₂PO₄)₂ H₂O + 2HF

Dibuat dengan wet-proses phosphoric acid. Persamaan phosphoric acid, dimana rockfhosphate direaksikan dengan H₂SO₄

[ Ca(PO₄)₂]₃. + 10H₂SO₄ + 20H₂O → 10CaSO₄.2H₂O + 6H₃PO₄ + 2HF

·         Sama baik dengan OSP, hanya kurang lengkap tidak mengandung S yang cukup untuk tanaman. Kadar S : 0 – 2%

·         Mengandung 48% P₂O₅, sedangkan OSP 16% P₂O₅ dan kadar Ca 12 – 16%

·         Berwarna kelabu sampai agak putih atau coklat berbau asam.

Pupuk Fosfat Tidak Larut – Air

a. Rhenania Fosfat (3CaNaPO₄.Ca₂SiO₄, Ca-Silikofosfat)

Cara pembuatannya adalah sebagai berikut:

·         Campuran rockfosfat dengan Na. Karbonat dan SiO2 (pasir kuarsa), dipanaskan pada suhu 1200^oC.

·         Dinginkan dengan air dan giling lalu saring dengan ukuran 180-mesh.

·         Mengandung 12% P. Total & 11.8% p. Larut dalam asam sitrat alkalin.

·         Berbentuk tepung/ butir halus berwarna kelabu.

·         Tidak dapat dipakai dalam pembuatan pupuk N-P-K.

·         Dalam tanah bereaksi basa, karena mengandung Na 12% berpengaruh buruk terhadap struktur tanah.

b.    Thomas Fosfat

·         Dikenal dengan nama Basic slag/ Thomas slag dan Thomas slakken meel.

·         Produk sampingan dalam pembuatan baja dari pig iron yang bahan bakunya adalah biji besi dengan kadar fosfat tinggi.

·         Dibuat melalui pemanasan pada suhu tinggi tanpa memakai larutan asam seperti Rhenania fosfat sehingga disebut pupuk fosfat thermal.

·         Kandungan P 7% (15% P₂O₅) kadar minimal 4.4% P

·         Bentuk tepung, berwarna hitam kekelabuan

·         Bereaksi basa, baik untuk tanah masam, kurang baik untuk tanah berkapur

·         Dapat dipakai sebagai bahan pengapuran dengan nilai netralisasi 60 – 80%.

·         Penggunaan sebaiknya secara broadcast agar mudah larut.

c.    Novaphos

·         Rock fosfat yang terdekomposisi sebagian dan dapat terdiri dari berbagai bentuk P, sehingga kelarutannya beragam.

·         40% dari P- aktif dalam pupuk ini merupakan P-larut air, ± 30% P larut asam sitrat & 30% P larut asam keras pekat.

·         Mengandung 10% P(23% P₂O₅) total & hanya 7% P yang larut air dan asam sitrat.

·         Diperdagangkan dalam bentuk butir warna kelabu.

·         Komposisi kimia : Ca-monofosfat (40%), apatit, sedikit CaSO₄ dan oksida lain.

·         Baik digunakan untuk tanaman semusim maupun tanaman tahunan à memberikan pengaruh yang cepat pada awal pertumbuhan dan pengaruh untuk waktu panjang.

d.   Rock Phosphate

·         Bila pembuatan tanpa melalui dekomposisi kimia dan pemurnian akan memiliki sifat / komposisi sesuai batuan asal.

·         Warna dapat bervariasi, bisa coklat, kelabu-hitam, biru & putih tergantung dari warna deposit. Warna coklat paling umum.

·         Dalam pengolahan, setelah dibersihkan dari kotoran (tanah dan pasir), digiling à tepung, dengan kehalusan 100mesh (saringan 0.14 mm) / lebih halus.

·         Kandungan P dalam bentuk pupuk rock phosphat 11 – 17% P (total) dan ketersediaannya : 14 – 65% dari kadar total.

·         Pupuk ini tidak cocok untuk tanaman-tanah yang membutuhkan efek cepat dari pupuk seperti tanaman semusim, tanah alkalin atau berkapur. Cocok untuk tanaman tahunan dan tanah masam.

·         Berdasarkan kelarutannya pupuk rock phosphate dibedakan menjadi 3 kelompok berdasarkan jumlah komponen P yang aktif (larut) dalam asam formiat:

1.      jumlah komponen aktif banyak (65-80% larut- asam formiat)

2.      jumlah komponen aktif sedang (sekitar 60%)

3.      jumlah komponen aktif sedikit (40-55%)

·         Efisiensi dari pupuk RP selain ditentukan oleh sifat kelarutan, juga ditentukan oleh pH tanah, kelembaban, dan suhu yang semuanya akan mempengaruhi aktivitas biotik yang berperan dalam reaksi konservasi P dalam tanah.

·         Umumnya batuan fosfat dipakai untuk industri pupuk (> 90 %) dan hanya kurang dari 8 % yang dipakai langsung sebagai pupuk (dikenal dengan nama rock fosfat), 2 % dipakai untuk pakan ternak dan unggas.

Keunggulan Pupuk Fosfat dalam Bidang Pertanian

Pupuk fosfat adalah kunci untuk kehidupan dalam bidang pertanian dan peranannya bagi tanaman adalah sebagai berikut:

·         Pemecahan karbohidrat untuk energi, penyimpanan perearannya keseluruh tanaman dalam bentuk ADP & ATP

·         Pembelahan sel melalui peranan nukleoprotein yang ada dalam inti sel

·         Meneruskan sifat-sifat kebakaan dari generasi ke generasi melalui peranan DNA

·         Menentukan pertumbuhan akar, mempercepat kematangan, & produksi buah serta biji.

 

DAFTAR PUSTAKA

2008. Jenis dan Kegunaan Unsur Hara. (http://www.wordpress.com, diakses pada tanggal 5 Desember 2009)

2009. Pupuk Fosfor (P). Soil Science and Land Resource. (http://www.blogspot.com, diakses tanggal 5 Desember 2009)

Adie, Muchlish, dkk. 2008. Pupuk Terbaik Aglaonema. (diakses pada tanggal 5 Desember 2009)

Rahman, Afriar. 2008. Pupuk SP-36 Non Subsidi-Petrokimia. (http://www,aneka-pupuk.co.ccfile, diakses pada tanggal 5 Desember 2009)

Saioto, Taro. 2009. Silikon, Nitrogen dan Fosfor. (http://www,chem-is-try.org, diakses pada tanggal 5 Desember 2009)