Panduan Lengkap Fertigation & Chemigation: Kompatibilitas Pupuk, Urutan Pencampuran, dan Pencegahan Endapan

Fertigation (injeksi pupuk larut ke air irigasi) dan chemigation (injeksi pestisida) memberikan akurasi pemupukan dan penghematan input—namun keduanya sangat sensitif secara kimia. Peneliti Clemson menegaskan, beberapa bahan pupuk “bereaksi dengan mineral dalam air irigasi di tank mix dan membentuk senyawa tak larut serta presipitat” (lgpress.clemson.edu). NSW DPI mengingatkan potensi pengendapan mengurangi ketersediaan hara dan menyumbat outlet pipa (www.dpi.nsw.gov.au).

Aturan emasnya sederhana: pisahkan sumber kalsium dari fosfat dan sulfat. Jangan pernah mencampur produk berfosfor (mis. MAP—monoammonium phosphate, DAP—diammonium phosphate, atau asam fosfat) dengan pupuk berbasis kalsium (mis. kalsium nitrat atau gipsum), dan hindari kombinasi pupuk sulfat dengan formulasi kalsium (royalbrinkman.com; edis.ifas.ufl.edu). Campuran kalsium nitrat (Ca(NO₃)₂) dengan DAP menghasilkan presipitat kalsium fosfat (Ca₃(PO₄)₂) yang menyumbat pipa (edis.ifas.ufl.edu). K₂SO₄ atau (NH₄)₂SO₄ juga tak boleh dicampur dengan formulasi kalsium karena bisa membentuk CaSO₄ (gipsum) atau CaCO₃ (royalbrinkman.com; edis.ifas.ufl.edu).

Risiko Inkompatibilitas & contoh kasus

Di luar trio klasik Ca–P–S, ada risiko lain yang sering tersembunyi: urea di air berkabornat tinggi menaikkan pH hingga ~9 saat hidrolisis, memicu pembentukan karbonat Ca/Mg (edis.ifas.ufl.edu). Pupuk sulfur cair (mis. kalium tiosulfat) sangat basa dan akan mengendapkan garam besi/kalsium jika pencampuran salah (edis.ifas.ufl.edu). Sebaliknya, banyak pupuk kalium dan nitrat (KNO₃, NH₄NO₃, urea) saling kompatibel—namun pH dari urea tetap perlu dipantau (edis.ifas.ufl.edu; extension.uga.edu).

Khusus chemigation, kompatibilitas pestisida lebih ketat. Hanya beberapa yang berlabel untuk injeksi drip—umumnya nematisida dan insektisida tanah—antara lain Telone (1,3‑dichloropropene), chloropicrin, diazinon, aldicarb (Di‑Syston), imidakloprid (Admire), dan oksamil (Vydate) (pubs.nmsu.edu). Rekomendasi praktis: injeksikan hanya pestisida yang secara eksplisit diizinkan pada label untuk drip (pubs.nmsu.edu). Bila bahan tambahan seperti surfactants atau mikronutrien dibutuhkan, gunakan bentuk terkelat (chelated) yang benar-benar terlarut, karena logam tak terkelat akan mengendap pada larutan alkalis (extension.uga.edu).

Ringkasan kompatibilitas (contoh terpilih)

• Ca(NO₃)₂ + DAP: tidak kompatibel; mengendapkan Ca₃(PO₄)₂ (kalsium fosfat) (edis.ifas.ufl.edu).
• Ca(NO₃)₂ + MAP: tidak kompatibel terutama pada air berkalsium/magnesium tinggi; risiko Ca‑fosfat meningkat di pH ≥7,5; gunakan pengasaman saat fertigation (www.dpi.nsw.gov.au; pubs.nmsu.edu).
• CaCl₂ + fosfat/sulfat: tidak kompatibel; membentuk garam kalsium (gipsum atau fosfat). Aturan umum: “jangan pernah mencampur fosfat/sulfat dengan Ca” (royalbrinkman.com).
• Kalium fosfat + UAN/AN: kompatibel, tetapi amonia menaikkan pH (CO₂/NH₃ keluar) dan memicu CaCO₃. UAN (urea ammonium nitrate), AN (ammonium nitrate) (edis.ifas.ufl.edu).
• Urea + air keras Ca/Mg: awalnya kompatibel, tetapi hidrolisis urea menaikkan pH >9 sehingga CaCO₃/MgCO₃ mengendap; perlu pengasaman bila air keras (edis.ifas.ufl.edu).
• K₂SO₄, (NH₄)₂SO₄ + sumber Ca: tidak kompatibel; membentuk gipsum (CaSO₄). Sama prinsipnya dengan Ca–P.
• Fe‑EDTA + fosfat: umumnya kompatibel, tetapi H₃PO₄ atau MAP bisa “mengunci” Fe sebagai FePO₄ bila dicampur setelah chelation; jauhkan dari input fosfat tinggi (extension.uga.edu).
• Fe‑EDDHA + air kaya Ca: kompatibel; EDDHA stabil di pH 9–10 dan resisten terhadap desakan Ca. EDDHA efektif pH 3–10 (cropnuts.helpscoutdocs.com).
• KNO₃ + semua nitrat: kompatibel; larut dengan sumber nitrat/ammonium lain.
• KCl + non‑logam: umumnya kompatibel; ada kekhawatiran minor bila berpasangan dengan nitrogen alkalis, namun biasanya aman.
• Kompleks asam amino/humat: kompatibel; sering dipakai sebagai injeksi tanah dan bisa mengkelat mikronutrien; humat stabil dan sedikit mem‑buffer (edis.ifas.ufl.edu).
• Amandemen tanah: asam sitrat (buffering, untuk flush 0,5–1%) vs kalium bikarbonat (menambah karbonat dan mengendapkan Ca/Mg) (edis.ifas.ufl.edu).

Catatan: daftar ini ilustratif, bukan lengkap. Uji toples (jar test) selalu dianjurkan untuk campuran baru (lgpress.clemson.edu).

Urutan pencampuran dan strategi injeksi

1) Air dan asam terlebih dahulu. Isi tangki stok dengan air irigasi bersih, lalu injeksikan asam (umumnya H₂SO₄ atau HCl) untuk menurunkan pH ke target pH 5–6. UF/IFAS menekankan: “saat mengasamkan, asam harus selalu ditambahkan ke air, bukan air ke asam” (edis.ifas.ufl.edu). pH rendah mencegah pembentukan karbonat/fosfat (edis.ifas.ufl.edu; edis.ifas.ufl.edu). Menggunakan asam lemah seperti sitrat atau fosfat membentuk buffer pH sehingga butuh lebih banyak asam untuk efek yang sama (edis.ifas.ufl.edu).

2) Makro nutrien. Pada sistem dua-tangki, larutkan pupuk kalsium (mis. Ca(NO₃)₂) di tangki A, dan pupuk fosfat/sulfat di tangki B (royalbrinkman.com). Tambahkan bahan paling larut lebih dulu: biasanya ammonium/kalium nitrat dan urea (aduk hingga larut) (extension.uga.edu). Lanjutkan ke makro lain (mis. K₂SO₄, (NH₄)₂SO₄). Biarkan prill tak larut mengendap dan dekan dari bagian atas; UGA merekomendasikan 6–8 jam pengendapan bila memakai pupuk kering berlapis (extension.uga.edu).

3) Sumber fosfor/asam. Tambahkan polifosfat atau MAP/DAP paling akhir ke air yang sudah diasamkan. Jika memakai asam fosfat pekat sebagai sumber P, injeksikan perlahan melewati jalur pipa stainless untuk menghindari korosi (www.dpi.nsw.gov.au). Alternatifnya, jadwalkan injeksi asam fosfat setelah air lewat emitter via injector hilir (www.dpi.nsw.gov.au).

4) Mikronutrien. Tambahkan larutan mikronutrien terkelat (Fe, Zn, Mn) terakhir sebelum injeksi. Chelate perlu air asam agar tetap larut; jangan campur dengan pupuk pembentuk kapur. Pada dua tangki, chelate sering ditempatkan di tangki A (bersama Ca‑nitrat) asalkan larutan tetap diasamkan (cropnuts.helpscoutdocs.com).

5) Pestisida dan bahan organik. Injeksi terpisah dari pupuk. Gunakan pompa injeksi khusus dan jalankan satu siklus irigasi penuh untuk membilas sistem sebelum/sesudah aplikasi. Lakukan jar test untuk setiap tank mix pestisida‑pupuk yang meragukan (extension.uga.edu).

6) Filtrasi dan aliran. Gunakan filter halus 130–120 mesh sebelum injeksi dan tepat sebelum emitter. Bilas tangki dan backflush filter secara rutin. Kalibrasi injector agar konsentrasi di emitter sesuai lbs/acre target; injeksi stabil lebih disukai dibanding dosis singkat. Seorang grower menegaskan aspek keandalan: “we thought we had everything right…drip does it, you don’t need all that complicated equipment” (pubs.nmsu.edu).

7) Pemantauan. Lakukan jar test dengan konsentrasi kerja dan diamkan semalam; kekeruhan atau kristal memprediksi penyumbatan lapangan (lgpress.clemson.edu). Secara berkala ukur pH air, konduktivitas listrik, dan kation spesifik (Ca, Mg, Fe, Mn, HCO₃⁻) untuk antisipasi (lgpress.clemson.edu).

Peran chelating agents dan buffer pH

Chelating agents (ligan organik yang “membungkus” ion logam) menjaga mikronutrien tetap larut. Besi, mangan, dan seng mudah mengendap sebagai hidroksida/karbonat di pH sedang. Chelator seperti EDTA, DTPA, EDDHA, sitrat, asam amino, atau humat mencegah oksidasi/presipitasi (edis.ifas.ufl.edu). Besi fero (Fe²⁺) mulai teroksidasi ke Fe³⁺ pada pH ≈5,3, dan di pH ≈7,5 Fe³⁺ hampir seluruhnya mengendap sebagai Fe(OH)₃ (karat) (edis.ifas.ufl.edu). Kompleks Fe‑EDDHA tetap larut hingga pH ~9–10 (edis.ifas.ufl.edu), sangat relevan untuk air tanah dengan pH 7–8+ (umum di Indonesia).

Interaksi pH dan chelate penting: EDTA hanya larut sebagai Na‑EDTA di pH kira‑kira ≥3; di pH sangat rendah dapat membentuk garam tak larut (patents.google.com). Asam sitrat/fosfat membentuk sistem buffer, artinya butuh dosis asam lebih besar untuk mencapai pH target dibanding HCl/H₂SO₄ (edis.ifas.ufl.edu). Polifosfat juga mem‑buffer menuju pH ~7–8, sehingga pengasaman awal atau ko‑injeksi diperlukan. Buffer menstabilkan pH, namun menuntut manajemen asam yang cermat.

Chelator dapat dipakai untuk cleaning: perendaman asam sitrat 0,5–1% direkomendasikan untuk membilas emitter/filters dan melarutkan kerak Ca/Mn selama 24–48 jam (edis.ifas.ufl.edu). Hindari mencampur chelator dengan biocide pengoksidasi atau larutan sulfat tinggi karena bisa merusak ligan dan melepaskan logam sehingga mengendap.

Troubleshooting presipitasi di lapangan

• Gejala fisik: endapan kapur/abu‑keputihan pada filter menandakan karbonat/fosfat Ca/Mg (air keras atau campuran Ca+P) (edis.ifas.ufl.edu; edis.ifas.ufl.edu). Cokelat/merah‑cokelat menunjukkan oksida besi; hitam bisa mangan oksida atau film organik (edis.ifas.ufl.edu).
• Uji kimia air: ukur pH, alkalinitas (karbonat/HCO₃⁻), hardness (Ca²⁺, Mg²⁺). pH >~7,5–8 dan bikarbonat >1–2 meq/L sangat memprediksi CaCO₃ (edis.ifas.ufl.edu; edis.ifas.ufl.edu). Fe/Mn terlarut walau beberapa persepuluh ppm pun mudah mengendap pada sistem aerob pH tinggi (edis.ifas.ufl.edu).
• Jar test untuk campuran bermasalah: duplikasi komposisi pada konsentrasi kerja, agitasi, diamkan semalam; kekeruhan/sedimen mengonfirmasi inkompatibilitas (lgpress.clemson.edu).
• Penyesuaian pH: injeksi asam sulfat/fosfat untuk menetralkan bikarbonat dan menurunkan pH (pubs.nmsu.edu; edis.ifas.ufl.edu). Contoh kasus NMSU: injeksi asam sulfat 1,2 gal/jam menurunkan pH dari ~7,5 ke ~6,5 dan menghentikan scaling emitter (pubs.nmsu.edu; pubs.nmsu.edu). Selalu tambahkan asam ke air, bukan sebaliknya (edis.ifas.ufl.edu), dan hindari pH <3 jangka panjang (korosif). Catatan: bila Ca²⁺ >50 ppm, hindari asam fosfat; pilih H₂SO₄ atau HCl (edis.ifas.ufl.edu).
• Manfaat chelator: beralih ke sumber Fe/Mn terkelat atau turunkan pH agar logam tetap tereduksi. Penambahan kecil chelant (mis. EDTA) pada injektat kadang melarutkan kerak awal (extension.uga.edu).
• Pembersihan: flush sistem bila sumbatan berat. Perendaman asam sitrat 0,5–1% melonggarkan kerak Ca/Mn; backflush atau bersihkan screen secara fisik. Bahkan flush asam 30 menit membantu (edis.ifas.ufl.edu).
• Pengecekan pompa & injector: pastikan pompa menarik dari lapisan yang tercampur baik (±8–10 inci di atas sedimen) (extension.uga.edu). Hindari shot over‑konsentrat yang melampaui kelarutan.
• Penggantian formulasi: bila produk tertentu konsisten mengendap (mis. sulfat mikronutrien), ganti ke bentuk lebih larut (mis. terkelat) atau ke polifosfat cair (0–34–0) alih‑alih DAP bila memungkinkan.

Pencatatan teknis membantu: log analisis air, resep fertigation, dan setelan injector untuk mengkorelasikan kejadian penyumbatan dengan kondisi spesifik.

Dampak kinerja dan tata kelola

Fertigation yang dikelola baik meningkatkan efisiensi input: Georgia Extension mencatat hasil setara/lebih baik dengan 20–50% lebih sedikit pupuk dibanding sebar konvensional (extension.uga.edu). Grower melaporkan penggunaan air irigasi kira‑kira separuh dibanding sistem furrow (pubs.nmsu.edu). Sebaliknya, sanitasi chemigation yang buruk pada satu uji NMSU memicu nematoda puru akar dan menurunkan hasil cabai sebesar 50% (pubs.nmsu.edu). Bahkan sumbatan ringan pun bisa menyimpangkan aplikasi >10–20%.

Pasar fertigation presisi tumbuh cepat (~7–8% CAGR hingga 2030), didorong tuntutan hasil dan kepatuhan lingkungan (extension.uga.edu; pubs.nmsu.edu). Regulator menekankan perlindungan (venturi check valve, pemantau tekanan) dan kalibrasi tepat agar konsentrasi sesuai label (agris.fao.org). Peringatan jelas: “chemigation of chemicals at higher concentrations could also lead to leaching and contamination” bila tidak dikelola (agris.fao.org).

Intinya, kombinasi chart kompatibilitas, urutan pencampuran yang disiplin, pH/chelation yang tepat, serta uji toples dan flushing teratur dapat meningkatkan efisiensi penggunaan hara >30% sembari menghindari downtime mahal (extension.uga.edu; pubs.nmsu.edu).

Catatan peralatan dan pretreatment sistem

Filtrasi halus sebelum emitter menjadi garis pertahanan utama terhadap partikel: banyak operator mengandalkan filter kaset seperti cartridge filter untuk polishing akhir, sementara beban awal partikel dapat dipangkas dengan automatic screen filter yang membersihkan kontinyu. Penginjeksian asam atau pupuk secara presisi memerlukan pengukuran stabil dari dosing pump yang terkalibrasi. Pada sumber air sangat keras, penghilangan Ca/Mg di hulu dengan softener membantu mencegah kerak dan memperlebar margin kompatibilitas saat pH naik.

Rujukan inti dan bacaan lanjut

Clemson, “Selecting Fertilizer Mixtures for Fertigation” (lgpress.clemson.edu; lgpress.clemson.edu). NSW DPI, “Horticultural fertigation” (www.dpi.nsw.gov.au; www.dpi.nsw.gov.au). UF/IFAS EDIS HS1202, HS1490, HS1208 untuk pencegahan sumbatan, pH, dan chelate (HS1202; HS1202; HS1202; HS1202; HS1202; HS1490; HS1208). UGA Extension B1130 tentang pencampuran pupuk/asam/klorin (extension.uga.edu; extension.uga.edu; extension.uga.edu). NMSU Circular 573 untuk daftar pestisida drip, studi kasus pH dan sanitasi (pubs.nmsu.edu; pubs.nmsu.edu; pubs.nmsu.edu; pubs.nmsu.edu; pubs.nmsu.edu; pubs.nmsu.edu). Royal Brinkman untuk pemisahan tangki A/B (royalbrinkman.com). Catatan chelate tambahan (cropnuts.helpscoutdocs.com). Aspek tata kelola chemigation (agris.fao.org; agris.fao.org). Informasi pH‑EDTA (patents.google.com).