Sumber pemupukan sulfur untuk ladang tebu multilokasi ( Saccharum spp.) di Brasil

Abstrak
Defisiensi Sulfur (S) dalam tanah telah menjadi masalah umum di lahan tebu Brasil ( Saccharum spp.) akibat ekstraksi nutrisi yang tinggi oleh tanaman tanpa penggantian yang memadai. Lima uji coba lapangan dilakukan di Brasil selama dua siklus ratoon berturut-turut untuk mengevaluasi sumber pupuk S dan tingkat aplikasi serta efek residualnya pada ketersediaan S tanah dan hasil tebu. Perlakuan tersebut meliputi (1) dua tingkat aplikasi S (50 dan 100 kg S ha −1 ), (2) empat sumber S (gipsum, sulfur unsur [ES], amonium sulfat [AS], dan polisulfat [PS]), dan (3) kontrol (tanpa aplikasi S). PS dan AS diaplikasikan secara berkelompok di atas barisan tebu, sedangkan gipsum dan ES disebarkan selama ratoon pertama, selanjutnya, tidak ada S yang diaplikasikan ulang dan efek residual dinilai pada ratoon kedua. Aplikasi gipsum secara tersebar pada 100 kg S ha −1 meningkatkan konsentrasi S tanah yang tersedia setelah 6 dan 12 bulan. Namun, kadar S tetap di bawah 10 mg dm −3 setelah dua kali panen ratoon, terlepas dari sumber S. Konsentrasi S daun meningkat setelah aplikasi pita PS pada 100 kg S ha −1 di kedua siklus ratoon dan setelah aplikasi siaran ES dan gipsum (efek residual) di ratoon kedua. Hasil tangkai meningkat rata-rata 5–7 Mg ha −1 di seluruh lokasi di ratoon pertama dengan aplikasi sumber S. Di ratoon kedua, efek residual yang signifikan dari sumber S menyebabkan peningkatan hasil tangkai, rata-rata 7–9 Mg ha −1 dibandingkan dengan kontrol. Temuan kami menunjukkan bahwa pemupukan S harus diterapkan setiap tahun, dengan pupuk berbasis sulfat lebih disukai dalam jangka pendek. ES menunjukkan potensi untuk pasokan S jangka panjang.

Ringkasan Bahasa Sederhana
Informasi terbatas tentang bagaimana sumber pupuk sulfur yang berbeda, seperti sulfat, polisulfat, dan sulfur elemental, memengaruhi hasil tebu dan kadar sulfur tanah pada jenis tanah dan kondisi iklim yang berbeda. Studi ini mengevaluasi efek langsung dan residual dari penerapan tingkat dan sumber pupuk sulfur yang berbeda pada ketersediaan sulfur tanah dan produksi tebu di dua siklus ratoon di beberapa lokasi di Brasil. Hasil penelitian menunjukkan bahwa kadar sulfur di lapisan tanah atas berada di bawah 10 mg dm −3 di sebagian besar titik pengambilan sampel setelah aplikasi sulfur, yang menyoroti perlunya pemupukan sulfur tahunan dalam siklus ratoon tebu. Rata-rata, aplikasi sulfur meningkatkan hasil sebesar 5–7 Mg ha −1 pada ratoon pertama dan 7–9 Mg ha −1 pada siklus ratoon kedua (efek residual) dibandingkan dengan kontrol. Pupuk berbasis sulfat secara efektif memasok sulfur dalam jangka pendek, sementara sulfur elemental lebih cocok untuk penggunaan jangka panjang, terutama di daerah dengan tutupan jerami dan kadar sulfur alami yang rendah di dalam tanah.

Singkatan
SEBAGAI
amonium sulfat
Bahasa Inggris
unsur belerang
Bahasa Indonesia
polisulfat
TRS
gula yang dapat dipulihkan secara teoritis
1. PENDAHULUAN
Brasil merupakan produsen tebu ( Saccharum spp.) terkemuka, yang menghasilkan 40% dari produksi global. Di Brasil, penanaman tebu menempati lahan seluas 8,4 juta ha dan menghasilkan 38,7 juta ton gula dan 27,5 miliar liter etanol setiap tahunnya (CONAB, 2023 ; FAO, 2021 ). Sulfur (S) sangat penting untuk perkembangan tebu yang baik dan hasil yang tinggi. Untuk hasil 100 Mg ha −1 (batang segar), varietas tebu modern yang ditanam di Brasil mengalokasikan 23 kg S 100 t −1 dalam batang dan 13 kg S 100 t −1 dalam daun kering dan pucuk hijau (Otto et al., 2019 ). Di Brasil bagian tenggara, tempat sebagian besar tebu diproduksi, tanahnya sebagian besar berupa Oxisol yang telah lapuk, yang dicirikan oleh ketersediaan nutrisi yang rendah, keasaman yang tinggi (pH < 5,0), dan kandungan bahan organik yang rendah (sekitar 1%). Kondisi ini, ditambah dengan rasio C:S yang tinggi (sekitar 500) dari sisa-sisa tanaman dan pelindian sulfat ke lapisan tanah yang lebih dalam, dapat menyebabkan defisiensi S dan diperburuk oleh pemberian pupuk kapur dan fosfat (Pias et al., 2018 ).

Sulfur merupakan elemen esensial untuk metabolisme tanaman dan siklus biogeokimia yang melibatkan berbagai reaksi oksidasi dan reduksi. Sulfur hadir di situs katalitik enzim dan koenzim, seperti urease dan koenzim A, dan berpartisipasi dalam transpor elektron melalui gugus besi (Fe) dan S (Epstein & Bloom, 2005 ). Nutrisi ini juga merupakan komponen dari empat asam amino esensial, protein, koenzim, dan ester polisakarida dalam organ tanaman, dan berpartisipasi dalam sintesis klorofil dan fiksasi non-fotosintesis CO2 atmosfer ( Coleman, 1966 ; Crawford et al., 2000 ; Malavolta et al., 1997 ; Marschner, 1995 ). Tanah merupakan reservoir S yang penting, di mana sebagian besar S tanah total ditemukan dalam fraksi organik, yang 30%–75% di antaranya adalah ester (Moreira & Siqueira, 2006 ). Namun , fraksi S organik harus dimineralisasi oleh bakteri dan jamur sebelum diserap oleh tanaman. Larutan tanah sulfat (SO42− ) merupakan sumber utama S yang diserap oleh akar tanaman (Marschner, 1995 ).

Mineralisasi dan imobilisasi S dikontrol oleh rasio C:S bahan tanaman. SO42−-S tanah meningkat ketika rasio C:S kurang dari 200 tetapi diimobilisasi oleh mikrobiota tanah ketika rasio C:S lebih besar dari 400 (Moreira & Siqueira, 2006 ) . Ketersediaan S anorganik (SO42− ) dipengaruhi oleh jenis tanah. S anorganik diserap dalam tanah bertekstur lempung yang mengandung lempung 1:1 aktivitas rendah, oksida Fe atau aluminium (Al), atau hidroksida dengan gugus OH terionisasi yang bergantung pada pH (Venegas et al., 2007 ). Di tanah tropis dengan muatan variabel (fraksi lempung didominasi oleh kaolinit dan oksida Fe dan Al), penyerapan SO42 −- S dapat menurun dengan meningkatnya pH tanah. Dengan demikian, studi tentang aplikasi S pada berbagai jenis tanah sangat penting untuk memahami dinamika SO 4 2− dan dampaknya pada nutrisi tanah dan tanaman. Selain itu, pemberian kapur dapat meningkatkan ketersediaan S bagi tanaman pada tanah asam, tetapi juga dapat meningkatkan mobilitas SO 4 2− -S dan risiko pelindian ke lapisan tanah bawah (Couto et al., 1979 ). Pelindian pada lapisan tanah yang lebih dalam dapat mengurangi penyerapan S oleh tanaman pada tahap awal perkembangan tanaman. Tingkat pemupukan fosfat yang tinggi juga dapat merangsang pelindian S karena adanya persaingan ion fosfat dengan SO 4 2− -S untuk tempat penyerapan (Pozza et al., 2007 ; Venegas et al., 2007 ).

Fosfogipsum (CaSO4 · 2H2O ) (gipsum selanjutnya), produk sampingan dari industri fosfat, umumnya digunakan sebagai amandemen tanah dan sumber S (15% dari SO42 −- S ) di Brasil karena ketersediaannya yang tinggi dan biaya yang relatif rendah (Caires & Guimarães, 2018 ). Di ladang tebu, gipsum (750–1000 kg ha −1 , atau sekitar 113–150 kg S ha −1 ) sering diterapkan dua tahunan untuk meningkatkan kondisi lapisan tanah bawah untuk pertumbuhan akar dan menyediakan nutrisi S. Namun, pada tahun kedua, analisis tanah biasanya mengungkapkan kadar S rendah (<5 mg dm −3 ) pada kedalaman 0 hingga 25 cm karena mobilitas SO42− yang tinggi dalam profil tanah, dan tanaman mungkin kekurangan S karena sebagian besar sistem akar menempati 50 cm teratas. Dalam situasi ini, pemberian pupuk berbasis sulfat lainnya, seperti amonium sulfat (AS) atau polisulfat (PS) (Bhatt et al., 2021 ; Herrera et al., 2022 ; Pavinato et al., 2020 ), dapat membantu menyediakan S yang cukup untuk memenuhi permintaan tebu. PS adalah mineral alami yang secara bertahap melepaskan banyak nutrisi (kalium [K], S, magnesium [Mg], dan kalsium [Ca]). Dibandingkan dengan pemberian pupuk konvensional seperti K 2 SO 4 , pemberian PS mengurangi pencucian nutrisi dan dapat meningkatkan hasil panen dan penyerapan S (Yermiyahu et al., 2017 ). Namun, PS belum dievaluasi sebagai sumber S untuk tebu.

Pilihan lain untuk memasok S ke tanaman adalah aplikasi sulfur elemental (ES). Pupuk ES mengandung konsentrasi S yang tinggi dan dengan demikian dapat ditambahkan ke formulasi pupuk tanpa mengurangi kandungan nitrogen (N), fosfor (P), atau K secara signifikan (Horowitz & Meurer, 2006 ). Pupuk ES biasanya dicampur dengan bentonit untuk meningkatkan dispersi dalam tanah, menghasilkan sumber S terkonsentrasi dengan 90% S (Lucheta & Lambais, 2012 ). Namun, setelah diterapkan ke tanah, ES harus dioksidasi menjadi SO 4 2− -S untuk penyerapan tanaman (Horowitz & Meurer, 2007 ). Oksidasi ES dipengaruhi oleh kondisi lingkungan (misalnya, suhu, kelembaban, aerasi, dan pH tanah), faktor biologis (misalnya, keanekaragaman mikroba), sifat pupuk (misalnya, ukuran partikel, dispersi tanah, dan formulasi), dan metode aplikasi pupuk (Lucheta & Lambais, 2012 ). Beberapa penelitian telah menunjukkan aplikasi ES meningkatkan hasil tebu (Nicchio et al., 2022 ; Wiedenfeld, 2011 ) dan memiliki efek residual di dalam tanah yang menyediakan ketersediaan S terus-menerus untuk tanaman berikutnya dengan kehilangan S minimal akibat pelindian (Riley et al., 2002 ; Szulc et al., 2012 ). Malik et al. ( 2021 ) melaporkan oksidasi SO 4 2− yang lebih besar ketika pemupukan ES dikombinasikan dengan amandemen organik, seperti ampas saring dari budidaya tebu. Namun, penelitian lain tidak menemukan efek aplikasi ES pada hasil tebu (McCray et al., 2018 ). Selain itu, sebagian besar penelitian tentang faktor-faktor yang mempengaruhi oksidasi ES di dalam tanah telah menggunakan ES bubuk yang cepat aktif daripada ES granular (Chien et al., 2016 ).

Pemupukan sulfur dapat meningkatkan diameter, tinggi, dan hasil batang tebu sebesar 5%–10% (Kumar et al., 2011 ; Nicchio et al., 2022 ; Wiedenfeld, 2011 ). Namun, penelitian telah melaporkan tidak ada efek penambahan S pada sifat-sifat tanah, seperti kandungan bahan organik (Bologna-Campbell et al., 2013 ; McCray et al., 2018 ). Memahami dinamika sumber S di berbagai tanah diperlukan untuk menghindari keterbatasan hasil tebu akibat defisiensi S. Ada informasi terbatas tentang dampak berbagai sumber S, termasuk sulfat, PS, dan ES, pada hasil tebu dan kandungan S tanah di berbagai jenis tanah dan kondisi iklim. Penelitian ini bertujuan untuk menilai efek langsung dan residual dari penerapan tingkat dan sumber S yang berbeda pada ketersediaan S tanah dan parameter produksi tebu selama dua siklus ratoon tebu di beberapa lokasi di Brasil.

 

2 BAHAN DAN METODE
2.1 Deskripsi daerah percobaan
Percobaan lapangan dilakukan di lima lokasi dengan karakteristik edaphoclimatic yang berbeda yang mewakili kondisi area utama budidaya tebu di Brasil (Gambar 1 , Tabel 1 ). Lokasi percobaan bersifat homogen dengan relief datar, dan konsentrasi S yang tersedia di lapisan tanah 0–25 cm kurang dari 10 mg dm −3 . Lokasi dan jenis tanah di lokasi tersebut adalah sebagai berikut:
(1)
Situs I, Ivinhema—negara bagian Mato Grosso do Sul (MS), (22° 17′ 59.18″ S; 53° 55′ 7.49″ W), Khas Kandiudox dengan tekstur lempung berpasir.

(2)
Situs II, Cedral—negara bagian São Paulo (SP), (20° 58′ 9.37″ S; 49° 19′ 55.52″ W), Arenic Kandiudult dengan tekstur lempung berpasir.

(3)
Situs III, Buritizal—negara bagian São Paulo (SP), (20° 16′ 05.48″ S; 47° 38′ 40.66″ W), Rhodic Hapludox dengan tekstur tanah liat.

(4)
Situs IV, Onda Verde—negara bagian São Paulo (SP), (20° 40′ 47.00″ S; 49° 10′ 50.03″ W), Typic Hapludox dengan tekstur lempung berpasir.

(5)
Situs V, Suzanópolis—negara bagian São Paulo (SP), (20° 28′ 49.59″ S; 51° 6′ 44.13″ W), Eutrudox khas dengan tekstur lempung berpasir (Staf Survei Tanah, 2014 ).

 

TABEL 1. Karakterisasi kimia dan fisik tanah di lima ladang tebu (I−V) di Brasil tengah-selatan sebelum penerapan eksperimen sulfur pada tahun 2018.

Catatan : C, kandungan karbon ditentukan dengan metode Walkley–Black; kandungan P, K, Ca, dan Mg diekstraksi menggunakan metode resin penukar ion (1 M NaHCO3 , pH 8,5); S (0,01 M kalsium fosfat); pH dalam CaCl2 ( 0,01 M); dan BS, saturasi basa. Analisis kimia tanah dilakukan menurut Raij et al. ( 2001 ), dan analisis ukuran partikel tanah dilakukan seperti yang dijelaskan oleh Blake dan Hartge ( 1986 ). Lokasi I, Ivinhema-MS; Lokasi II, Cedral-SP; Lokasi III, Buritizal-SP; Lokasi IV, Onda Verde-SP; dan Lokasi V, Suzanápolis-SP.

Pada masa peremajaan tebu, sebelum penanaman tanaman tebu (siklus tebu pertama), pemupukan dan pengelolaan berikut dilakukan di setiap lokasi:
(1)
Lokasi I: Pemberian kapur (4,3 t ha −1 ) dan gipsum (1,2 t ha −1 );

(2)
Lokasi II: Rotasi dengan tanaman polong-polongan (setelah lima siklus ratoon) dan pemberian vinasse, ampas saring (hasil samping industri tebu), dan kapur (2,9 t ha −1 );

(3)
Lokasi III: Aplikasi vinasse (hanya diaplikasikan setiap tahun sebelum dilakukan percobaan) dan filter cake (20 t ha −1 ) dilakukan.

(4)
Lokasi IV: Aplikasi gypsum (0,9 t ha −1 ) dan kapur (1,4 t ha −1 ); dan

(5)
Lokasi V : Pemberian gypsum (0,5 t ha −1 ) dan kapur (1,5 t ha −1 ).

Pada penanaman tebu, semua lokasi dipupuk menurut Raij et al. ( 1997 ). Percobaan ditetapkan pada ratoon pertama setelah panen tebu tahun pertama (tanaman tebu). Sebelum penetapan percobaan pada setiap lokasi, sampel tanah komposit yang terdiri dari 10 subsampel dikumpulkan dari lapisan 0 hingga 25, dan 25 hingga 50 cm menggunakan auger untuk karakterisasi kimia dan fisik (Tabel 1 ). Di semua lokasi, tebu ditanam di bawah pengolahan tanah konvensional (pemecahan tanah atau pembajakan) antara Februari dan Juni 2017. Tanaman tebu (yaitu, panen pertama) dipanen secara mekanis antara Mei dan Juni 2018. Percobaan kemudian ditetapkan dan dilakukan selama dua siklus ratoon berturut-turut yang dipanen pada tahun 2019 dan 2020 (Tabel S1 ). Neraca air di setiap lokasi ditunjukkan pada Gambar S1 .

2.2 Desain Eksperimen
Desain percobaan faktorial 2 × 4 + 1 diadopsi dengan (1) dua tingkat aplikasi S (50 dan 100 kg S ha -1 ), (2) empat sumber S (gipsum, ES, AS, dan PS), dan (3) perlakuan tambahan tanpa aplikasi S (kontrol), disusun dalam blok acak dengan empat ulangan. Plot terdiri dari enam baris tebu sepanjang 15 m yang diberi jarak 1,5 m. Semua perlakuan menerima tingkat yang sama yaitu 120 kg N ha -1 , 50 kg P 2 O 5 ha -1 , dan 150 kg K 2 O ha -1 , karena perlakuan AS mengandung N dan PS mengandung K dalam komposisinya, amonium nitrat dan kalium klorida diterapkan untuk mencapai jumlah N dan K yang sama di semua perlakuan. Pupuk yang digunakan adalah amonium nitrat, tiga superfosfat, dan kalium klorida sebagai pemupukan ratoon standar setelah panen tanaman tahun pertama pada tahun 2018. Pupuk ratoon standar diaplikasikan dalam pita selebar 30 cm di setiap sisi di atas barisan tebu tanpa pencampuran mekanis.

Perlakuan eksperimental untuk PS dan AS diaplikasikan dalam pita-pita di atas barisan tebu di permukaan tanah, sedangkan gipsum dan ES diaplikasikan di seluruh area (disiarkan) di atas permukaan tanah, yang merupakan metode aplikasi umum untuk perlakuan ini. Gipsum yang digunakan dalam penelitian ini adalah fosfogipsum, produk sampingan dari industri pupuk P, yang mengandung 19% Ca dan 15% S sebagai sulfat (menambahkan 63 dan 127 kg ha −1 Ca pada tingkat 50 dan 100 kg S ha −1 , masing-masing). Produk ini sering digunakan sebagai pengkondisi tanah dan sumber S untuk tanaman pertanian di Brasil. Sumber ES adalah pelet dengan 3 mm ES (“
”) dikombinasikan dengan 10% bentonit dan mengandung 90% S (produk komersial Sulfurgran, ICL). PS (produk komersial Polysulphate, ICL) adalah mineral kristal alami (polihalit) dengan pelepasan nutrisi secara bertahap, mengandung 14% K, 12% Ca, 3,6% Mg, dan 19,2% S (menambahkan 36,5, 31,3, dan 9,4 kg ha −1 K, Ca, dan Mg pada tingkat 50 kg S ha −1 , dan 72, 62,5, dan 18,8 kg ha −1 K, Ca, dan Mg pada tingkat 100 kg S ha −1 ). AS mengandung 20% ​​N sebagai amonium dan 22% S sebagai sulfat (produk komersial AS, Fertipar).

Setelah panen ratoon pertama pada tahun 2019 (Tabel 1 ), pemupukan ratoon standar dengan N, P 2 O 5, dan K 2 O yang diberikan pada siklus ratoon pertama juga diulang di semua plot pada siklus ratoon kedua. Sumber sulfur tidak diberikan setelah panen ratoon pertama, dan efek residual dari pemberian S dievaluasi pada siklus ratoon kedua.

2.3 Pengukuran
Pada 6, 12, dan 24 bulan setelah aplikasi perlakuan, pengambilan sampel tanah dilakukan pada kedalaman 0 hingga 25 cm dan 25 hingga 50 cm di lokasi I–IV untuk mengukur konsentrasi S yang tersedia. Menggunakan bor selebar 5 cm, enam sampel tanah komposit dikumpulkan dari setiap plot pada jarak 25 cm dari barisan tebu, mengikuti praktik umum petani tebu. Sulfat (SO 4 −2 ) diekstraksi dengan mengocok sampel tanah dengan kalsium fosfat 0,5 M dan diukur dengan turbidimetri menurut Raij et al. ( 2001 ).

Pengambilan sampel daun dilakukan di lokasi I–IV pada musim panas selama tahap fenologi pemanjangan tangkai awal. Lima belas helai daun dewlap yang terlihat di bagian atas dikumpulkan dari setiap plot, dan hanya bagian tengah daun (tidak termasuk pelepah) yang dikirim ke laboratorium. Sampel daun dikeringkan, digiling, dan dicerna dengan asam nitrat, dan konsentrasi S ditentukan dengan mengukur absorbansi pada 420 nm dalam spektrofotometer (Malavolta et al., 1997 ).

Saat panen, jumlah anakan, diameter batang, dan tinggi diukur di empat baris tengah setiap plot. Anakan dihitung dalam 15 m dari setiap baris tebu di lokasi I–V. Anakan yang belum berkembang, yaitu, sangat tipis atau lebih pendek dari 0,5 m, dikeluarkan. Diameter dan tinggi batang diukur dalam 10 batang per plot di lokasi II–IV pada panen ratoon pertama dan di lokasi I–IV pada panen ratoon kedua. Diameter batang diukur di daerah pangkal batang. Tinggi batang diukur dari pangkal tanaman hingga titik pemisahan antara batang dan pucuk hijau.

Hasil tebu dievaluasi dengan cara memanen secara mekanis keempat baris tengah setiap plot dan menimbang massa batang menggunakan truk otomatis yang dilengkapi dengan sistem sel beban di lokasi I–V untuk ratoon pertama dan lokasi I–IV untuk ratoon kedua. Hasil tidak dievaluasi untuk ratoon kedua di lokasi V karena masalah operasional. Hasil tebu diekstrapolasi ke Mg ha −1 berdasarkan biomassa segar. Sebelum panen, sepuluh batang tebu dikumpulkan dari baris tengah setiap plot. Daun bagian atas dan kering dibuang, dan batang dikirim ke laboratorium setiap pabrik tebu untuk analisis parameter kualitas industri (sukrosa, serat, dan kemurnian) menurut Fernandes ( 2011 ). Gula yang dapat dipulihkan secara teoritis (TRS) (kg Mg −1 ) dan hasil gula (Mg ha −1 ) dihitung dengan mempertimbangkan kandungan padatan terlarut (brix), kandungan sukrosa nyata, serat, dan kemurnian, menurut Fernandes ( 2011 ).

2.4 Analisis data
Normalitas data dikonfirmasi oleh uji Shapiro–Wilk ( p > 0,10), dan tidak ada transformasi data yang diperlukan untuk memenuhi asumsi analisis varians (ANOVA). Data, tidak termasuk plot kontrol, dikenakan ANOVA dua arah interaksi untuk menguji efek tingkat aplikasi S (50 atau 100 kg S ha −1 ) dan sumber S pada konsentrasi S tanah, kandungan S daun, produksi tebu, dan parameter kualitas di setiap lokasi dan siklus ratoon. ANOVA satu arah dilakukan untuk membandingkan perlakuan yang mengandung S dengan perlakuan kontrol. Ketika signifikan secara statistik ( p ≤ 0,10), nilai rata-rata dibandingkan menggunakan uji perbedaan signifikan terkecil (LSD). Semua analisis statistik dilakukan dengan menggunakan perangkat lunak R (Tim Inti Pengembangan R, 2020 ).

3 HASIL
3.1 Konsentrasi S Tanah
Di lokasi II, konsentrasi S tanah yang tersedia di lapisan permukaan 36% lebih tinggi pada perlakuan gipsum dibandingkan dengan perlakuan S lainnya, 12 bulan setelah aplikasi S (Gambar 2 ). Di lokasi III, 6 bulan setelah aplikasi, konsentrasi S tanah yang tersedia dalam perlakuan gipsum 83% lebih tinggi pada lapisan 0–25 cm dan 55% lebih tinggi pada lapisan 25–50 cm, dibandingkan dengan perlakuan S lainnya. Konsentrasi S dengan gipsum 49% lebih tinggi pada lapisan 25–50 cm setelah 12 bulan aplikasi, dan 3% lebih tinggi pada lapisan 25–50 cm setelah 24 bulan aplikasi, dibandingkan dengan perlakuan lain di lokasi III (Gambar 2 ). Dalam hal pengaruh laju S, rata-rata di semua lokasi menunjukkan bahwa penerapan 100 kg S ha −1 meningkatkan konsentrasi S tanah yang tersedia di lapisan 25−50 cm sebesar 9% dan 59% dibandingkan dengan laju 50 kg S ha −1 dan kontrol, masing-masing, 6 bulan setelah aplikasi (Tabel S2 ). Setelah 24 bulan, konsentrasi S tanah di lapisan 0–25 cm berada di bawah 10 mg dm −3 di semua lokasi untuk keempat perlakuan S dan kedua laju S (Gambar 2 , Tabel S2 ).

3.2 Konsentrasi S daun
Secara umum, sumber dan/atau laju S meningkatkan konsentrasi S daun tebu di semua lokasi dan siklus ratoon ( p < 0,10), kecuali lokasi III pada ratoon pertama dan lokasi II pada ratoon kedua (Tabel 2 ). Di lokasi I, konsentrasi S daun tebu pada ratoon pertama lebih tinggi setelah aplikasi siaran gipsum pada laju 100 kg S ha -1 daripada siaran gipsum pada 50 kg S ha -1 (Tabel 2 ). Pada ratoon kedua, efek residual aplikasi siaran ES pada laju 100 kg S ha -1 menunjukkan tingkat konsentrasi S daun yang lebih besar dibandingkan dengan efek residual ES yang diterapkan pada 50 kg S ha -1 . Pada ratoon pertama di lokasi II, aplikasi pita PS pada 100 kg S ha -1 menghasilkan konsentrasi S daun yang lebih tinggi daripada aplikasi sumber S lainnya. Aplikasi siaran ES pada 50 kg S ha −1 menunjukkan konsentrasi S daun yang lebih besar dibandingkan dengan aplikasi siaran ES pada 100 kg S ha −1 . Pada rasion kedua di situs III, konsentrasi S daun lebih tinggi ketika PS atau AS diaplikasikan secara pita pada 100 kg S ha −1 dibandingkan ketika gypsum disebarkan pada 100 kg S ha −1 . Namun, konsentrasi S daun tidak berbeda antara aplikasi pita AS dan aplikasi siaran ES pada tingkat yang sama. Pada rasion kedua di situs IV, analisis interaksi antara sumber S dan tingkat menunjukkan bahwa efek residual dari siaran gypsum atau ES pada 50 kg S ha −1 mengungkapkan konsentrasi S daun yang lebih tinggi dibandingkan dengan efek residual dari siaran gypsum atau ES pada 100 kg S ha −1 atau aplikasi pita AS atau PS pada 50 kg S ha −1 .

TABEL 2. Konsentrasi S daun pada siklus ratoon tebu pertama dan kedua setelah penerapan tingkat dan sumber S yang berbeda di empat lokasi (I−IV) di Brasil tengah-selatan.

Catatan : Huruf kecil yang berbeda dalam kolom yang sama menunjukkan perbedaan signifikan di antara laju S (kontrol, laju 50, dan laju 100) atau antara laju 50 dan 100 kg S ha −1 untuk sumber S yang sama (gipsum, ES, AS, atau PS), sedangkan huruf besar yang berbeda dalam kolom yang sama menunjukkan perbedaan signifikan di antara sumber S saja (kontrol, gipsum, ES, AS, atau PS) atau di antara sumber S untuk laju S yang sama (50 atau 100 kg S ha −1 ) menurut uji LSD ( p < 0,10). ns, tidak ditemukan perbedaan signifikan pada taraf signifikansi 10%.
Singkatan: AS, amonium sulfat; ES, unsur sulfur; LSD, perbedaan signifikan terkecil; PS, polisulfat.

3.3 Parameter produksi tebu
Aplikasi pupuk sulfur tidak mempengaruhi jumlah rata-rata anakan tebu atau diameter batang di lokasi (Tabel S3 ). Tinggi batang tebu pada panen ratoon pertama dipengaruhi oleh dosis dan sumber S. Dibandingkan dengan kontrol, tinggi batang secara signifikan lebih besar ketika sumber S diaplikasikan pada 100 kg S ha −1 dan paling besar ketika AS diaplikasikan dalam bentuk pita ( p < 0,10).

Dengan mempertimbangkan rata-rata kedua tingkat S pada panen ratoon pertama, efek positif pemupukan S pada hasil tangkai diamati di lokasi I dan II (Gambar 3 ). Di lokasi I, aplikasi pita AS menunjukkan hasil tangkai yang lebih tinggi pada siklus ratoon pertama sebanyak 8,5 Mg ha -1 dibandingkan dengan kontrol dan 11,9 Mg ha -1 dibandingkan dengan aplikasi siaran ES atau gipsum. Hasil tangkai di bawah aplikasi pita PS serupa dengan yang di bawah aplikasi pita AS dan kontrol. Di lokasi II, aplikasi pita AS atau PS menunjukkan hasil tangkai yang lebih besar masing-masing sebanyak 15,9 dan 12,2 Mg ha -1 , dibandingkan dengan kontrol. Hasil tangkai pada perlakuan PS serupa dengan yang ada pada perlakuan di mana gipsum atau ES disiarkan, dan hasil tangkai pada perlakuan terakhir serupa dengan yang ada pada kontrol.

Pada siklus ratoon kedua, tebu tidak merespon efek residual pemupukan S di lokasi I dan II (Gambar 3 ). Pada lokasi III, efek residual aplikasi gipsum, ES, dan AS pada hasil batang serupa, dengan rata-rata peningkatan hasil batang sebesar 11,6 Mg ha -1 dibandingkan dengan kontrol. Hasil batang pada perlakuan PS di lokasi III serupa dengan kontrol. Ketika dirata-ratakan di kelima lokasi, aplikasi S (kecuali ES) meningkatkan hasil batang sebesar 5–7 Mg ha -1 pada siklus ratoon pertama dan sebesar 7–9 Mg ha -1 (semua sumber S) pada siklus ratoon kedua dibandingkan dengan kontrol (Gambar 3 , Tabel S4 ). Secara keseluruhan, tidak ada perbedaan dalam hasil tebu antara takaran 50 dan 100 kg S ha -1 , maupun antara takaran S dengan kontrol di semua lokasi (Tabel S4 ).

3.4 Gula yang dapat diperoleh kembali secara teoritis dan hasil gula
Pada siklus ratoon pertama, aplikasi S memengaruhi TRS di lokasi IV (Tabel 3 ). TRS serupa pada perlakuan PS, ES, dan kontrol dan terendah pada perlakuan gipsum. TRS 4% lebih tinggi pada perlakuan AS daripada pada kontrol ( p < 0,10). Pada siklus ratoon kedua, efek residual dari semua sumber S meningkatkan TRS di lokasi II dibandingkan dengan kontrol ( p < 0,10).

TABEL 3. Gula yang dapat dipulihkan secara teoritis (TRS) pada panen ratoon batang tebu setelah penerapan tingkat dan sumber S yang berbeda di lokasi I−V (ratoon pertama) dan lokasi I−IV (ratoon kedua) di Brasil bagian tengah-selatan.

Catatan : Huruf kapital yang berbeda dalam kolom yang sama menunjukkan perbedaan yang signifikan antara sumber S (kontrol, gipsum, ES, AS, atau PS) menurut uji LSD ( p < 0,10). ns, tidak ada perbedaan yang signifikan pada tingkat 10%. Pada panen ratoon kedua, pupuk S tidak diberikan dan efek residual dievaluasi. Lokasi V tidak dievaluasi pada panen ratoon kedua karena masalah operasional.
Singkatan: AS, amonium sulfat; ES, unsur sulfur; LSD, perbedaan signifikan terkecil; PS, polisulfat.

Hasil gula (Mg ha -1 ) berbeda di antara sumber S di lokasi I dan II pada siklus ratoon pertama (Tabel 4 ). Di lokasi I, hasil gula 16% lebih tinggi ketika AS diaplikasikan pita dibandingkan sumber S lain pada 50 kg S ha -1 . Pada tingkat 100 kg S ha -1 di lokasi ini, hasil gula lebih tinggi ketika PS atau AS diaplikasikan pita dibandingkan ketika ES disebarkan tetapi serupa ketika AS diaplikasikan pita atau gipsum disebarkan. Di lokasi II, penerapan AS dan PS menunjukkan hasil gula yang lebih besar dibandingkan dengan penerapan ES atau kontrol, dan perlakuan gipsum serupa dengan perlakuan lainnya. Pada siklus ratoon kedua di lokasi III, efek residual AS dan ES menunjukkan hasil gula yang lebih besar dibandingkan dengan kontrol, sedangkan hasil gula pada perlakuan PS dan gipsum serupa dengan kontrol.

TABEL 4. Hasil gula selama siklus ratoon setelah penerapan tingkat dan sumber S yang berbeda di lokasi I−V (ratoon pertama) dan lokasi I−IV (ratoon kedua) di Brasil tengah-selatan.

Catatan : Huruf kapital yang berbeda dalam kolom yang sama menunjukkan perbedaan antar sumber S (kontrol, gypsum, ES, AS, atau PS), sedangkan huruf kecil yang berbeda dalam kolom yang sama menunjukkan perbedaan antar sumber S (gypsum, ES, AS, atau PS) untuk tingkat S yang sama (50 atau 100 kg S ha −1 ) menurut uji LSD ( p < 0,10). ns, tidak ada perbedaan signifikan pada tingkat 10%. Pada siklus ratoon kedua, pupuk S tidak diaplikasikan dan efek residual dievaluasi. Lokasi V tidak dievaluasi pada siklus ratoon kedua karena masalah operasional. Singkatan: AS, amonium sulfat; ES, unsur sulfur; LSD, perbedaan signifikan terkecil; PS, polisulfat.

4 DISKUSI
4.1 Aplikasi gipsum meningkatkan ketersediaan S tanah selama siklus ratoon tebu Di lahan tebu
Brasil, defisiensi S berdampak signifikan pada pertanian, terutama karena kadar S yang sangat rendah pada tanah yang mengalami cuaca tropis (Pias et al., 2018 ). Situasi ini diperburuk oleh seringnya penggunaan pupuk NPK rendah S, dan aplikasi gipsum hanya setiap 2–7 tahun selama siklus ratoon (Pias et al., 2018 ; Spironello et al., 1997 ), yang selanjutnya mengurangi masukan S. Dalam studi ini, kelima lokasi memiliki konsentrasi S permukaan tanah di bawah 10 mg dm −3 (Gambar 2 ), yang memerlukan pemupukan S (Raij et al., 1997) ). Pupuk berbasis sulfat, yang memiliki kelarutan lebih besar daripada ES, kemungkinan meningkatkan konsentrasi SO 4 2− yang tersedia dalam larutan tanah lebih cepat untuk penyerapan tebu (Gambar 2 ). Kadar S tanah yang rendah selama siklus ratoon pertama setelah aplikasi ES secara siaran mungkin terkait dengan oksidasi ES yang lambat di dalam tanah. Debu ES bersifat eksplosif, oleh karena itu, dikombinasikan dengan bentonit untuk mengurangi risiko ledakan, menghasilkan pupuk dengan konsentrasi S tinggi, sifat pelepasan lambat, dan kehilangan pelindian minimal (Lucheta & Lambais, 2012 ). ES menjadi tersedia bagi tanaman setelah dioksidasi menjadi SO 4 2− oleh mikroorganisme tanah, yang aktivitasnya dipengaruhi oleh beberapa faktor seperti kandungan bahan organik tanah, suhu yang lebih tinggi, kandungan lempung, kelembapan, ukuran partikel pupuk, pH, dan praktik pengelolaan (Horowitz & Meurer, 2007 ). Oksidasi lambat ES yang digranulasi dengan bentonit kemungkinan mengurangi ketersediaan awal SO 4 2− di dalam tanah selama 6 bulan pertama percobaan (Gambar 2 ). Selama proses oksidasi awal, tanah di sekitar butiran ES yang dilapisi bentonit mulai menjadi asam (Lucheta & Lambais, 2012 ), yang berpotensi memperlambat proses oksidasi dengan menghambat mikroorganisme pelarut (Degryse et al., 2016 ). Oksidasi ES dapat menurunkan pH tanah (Lucheta & Lambais, 2012 ). Wiedenfeld ( 2011 ) melaporkan efek minimal aplikasi ES pada pH tanah pada siklus tanaman tebu pertama, tetapi pada siklus ratoon kedua dan ketiga, ES menurunkan pH tanah dari 8,0 menjadi 6,0 pada laju aplikasi setinggi 1120 kg S ha −1 . Pupuk berbasis sulfat biasanya memiliki sedikit atau tidak ada efek pada pH tanah, kecuali untuk AS, yang dapat menurunkan pH tanah karena nitrifikasi kandungan NH 4 + -N-nya (Cantarella et al., 2007 ; Fageria et al., 2010 ). Dalam penelitian ini, pH tanah tidak dievaluasi setelah aplikasi S, tetapi perubahan signifikan tidak mungkin terjadi mengingat laju S yang relatif rendah (50 dan 100 kg ha −1 untuk dua siklus). Selain itu, aplikasi siaran ES mungkin meminimalkan efeknya pada pH tanah dibandingkan dengan aplikasi pita. Di sisi lain, penggunaan ES dan AS dalam jangka panjang dapat menurunkan pH tanah, sedangkan PS dan gypsum tidak diharapkan dapat menurunkan pH tanah. Efek pada pH tanah ini dapat memengaruhi pertumbuhan tebu dan memerlukan penelitian lebih lanjut, terutama pada tanah asam tropis. Aplikasi siaran gipsum adalah yang paling efektif untuk meningkatkan ketersediaan S tanah, menghasilkan peningkatan 55%–83% setelah 6 bulan dan 49%–33% setelah dua kali panen ratoon, dibandingkan dengan sumber lain dan kontrol (Gambar 2 ). Peningkatan ini kemungkinan besar disebabkan oleh kelarutan gipsum yang sedang (Borgmann et al., 2021 ) dan efektivitas aplikasi siaran. Sebaliknya, sumber S sulfat lainnya (AS dan PS) diaplikasikan secara pita, dan tanah diambil sampelnya 25 cm dari barisan tanaman, yang mungkin telah membatasi efeknya pada kadar S tanah. Namun, setelah panen ratoon kedua, konsentrasi S yang tersedia di lapisan 0–25 cm berada di bawah 10 mg dm −3 , terlepas dari sumber S atau tingkat aplikasi (Tabel S2 ). Menariknya, tren peningkatan konsentrasi S yang tersedia diamati di lapisan 25–50 cm di lokasi II, mungkin karena pelindian SO 4 2− . Kemungkinan pencucian dan pengurangan selanjutnya dalam konsentrasi S tanah di permukaan mungkin disebabkan oleh tingginya curah hujan selama periode ini (Gambar S1 ) dan peningkatan sementara pH tanah yang disebabkan oleh aplikasi kapur. Koreksi pH tanah melalui pemberian kapur pada tanah tropis meningkatkan muatan negatif (OH − ), yang tidak hanya mengurangi penyerapan SO 4 2− dan dengan demikian meningkatkan ketersediaan S tanah tetapi juga dapat meningkatkan pelindian SO 4 2− ke bawah permukaan (Venegas et al., 2007 ). Pembentukan pasangan ion netral dengan Ca 2+ dapat lebih meningkatkan mobilitas SO 4 2− sepanjang profil tanah (Antonangelo et al., 2017 ). Pemberian pupuk berbasis fosfat juga dapat berkontribusi terhadap pergerakan SO 4 2− dalam tanah karena persaingan dengan ion fosfat untuk tempat penyerapan (Pozza et al., 2007 ). Akibatnya, pemupukan S harus dilakukan setiap tahun untuk mempertahankan kadar S tanah dan menghindari potensi risiko pelindian. Perhatian khusus harus diberikan pada tanah berpasir dengan kesuburan rendah dan dominasi pori makro, di mana drainase air internal yang lebih cepat dapat mendukung hilangnya S melalui pelindian (Tiecher et al., 2013 ). Di tanah seperti itu, retensi jerami tebu dapat (1) menyediakan sumber S jangka panjang, (2) meningkatkan kandungan bahan organik tanah dan sifat kimia dan fisik, misalnya, pertukaran kation dan retensi air, dan (3) pada akhirnya meningkatkan pertumbuhan dan hasil tebu (Gmach et al., 2019 ; Tenelli et al., 2019 ). Praktik pengelolaan tambahan, termasuk rotasi tanaman dan aplikasi vinasse dan filter cake, dapat lebih mendukung kebutuhan nutrisi S tebu dan mempertahankan hasil di tanah berpasir (McNunn et al., 2020 ; Zhao et al., 2020 ).

4.2 Pemupukan berbasis sulfat meningkatkan konsentrasi S daun pada siklus ratoon pertama
Pupuk berbasis sulfat meningkatkan konsentrasi S pada daun tebu, serta tinggi batang, hasil, dan kualitas. Peningkatan ini mungkin merupakan hasil dari pelepasan S yang cukup ke tanaman, yang meningkatkan proses metabolisme dan fisiologisnya. Sulfur merupakan elemen struktural utama dalam asam amino metionina dan sisteina, dan berfungsi sebagai kofaktor dalam sintesis protein, enzim, dan klorofil. Dengan demikian, S memainkan peran penting dalam menjaga hasil dan kualitas tanaman (Tandon, 1986 ). Selama siklus ratoon pertama di lokasi II, pupuk berbasis sulfat, khususnya PS, meningkatkan konsentrasi S daun dibandingkan dengan ES, gipsum, dan kontrol (Tabel 2 ). Di lokasi ini, sebagian besar perlakuan menghasilkan konsentrasi S daun tebu dalam kisaran kritis 1,3−2,8 g S kg −1 (Anderson & Bowen, 1990 ). Namun, aplikasi pita PS pada 100 kg S ha −1 meningkatkan konsentrasi S daun di atas kisaran ini, mencapai kadar lebih besar dari 3,5 g S kg −1 . Efek serupa diamati di lokasi III dalam siklus ratoon kedua (Tabel 2 ). Polihalit, pupuk multi-hara lepas lambat yang mengandung ∼19% S kelarutan rendah (Herrera et al., 2022 ), mungkin telah memberikan pelepasan S bertahap yang mendukung nutrisi tebu dan meningkatkan konsentrasi S daun di beberapa lokasi (Tabel 2 ). Sebaliknya, pupuk berbasis sulfat lainnya, seperti gipsum, memiliki sedikit efek pada konsentrasi S daun pada siklus ratoon pertama. Mobilitas gipsum yang tinggi mungkin telah menyebabkan pelepasan S lebih awal dan penurunan selanjutnya dalam ketersediaan S tanah, mungkin karena penyerapan dan pencucian tanaman di sebagian besar lokasi (Gambar 3 ). Aplikasi siaran ES menunjukkan konsentrasi S daun yang lebih tinggi selama musim ratoon kedua di lokasi I dan IV, yang menunjukkan efek residual yang baik dari ES pada nutrisi tebu.

4.3 Ranting tebu responsif terhadap pemupukan S dan efek residu berbeda berdasarkan sumber S
Aplikasi sumber S mempengaruhi hasil batang tebu di kedua siklus ratoon (Gambar 3 ). Aplikasi pupuk berbasis sulfat di baris tanaman (pita) meningkatkan hasil batang tebu di panen ratoon pertama sebesar 8,5−15,9 Mg ha −1 . Hasil serupa telah dilaporkan dalam literatur, dengan Kumar et al. ( 2011 ) menunjukkan bahwa aplikasi S meningkatkan hasil batang tebu sebesar 5,2%−10,5% dibandingkan dengan kontrol. Di dua dari lima lokasi yang dievaluasi, hasil batang tebu secara signifikan lebih tinggi di bawah pupuk berbasis sulfat (AS dan PS) daripada di bawah gipsum, sedangkan ES tidak berpengaruh pada hasil batang tebu dibandingkan dengan kontrol (Gambar 3 ). Respons terhadap pemupukan S di siklus ratoon pertama mungkin lebih besar jika bukan karena kekeringan parah yang terjadi di sebagian besar Brasil selatan-tengah pada bulan Desember dan Januari (musim panas 2019) (Gambar S1 ). Kurangnya efek ES pada hasil batang tebu selama ratoon pertama mungkin mencerminkan ketersediaan S terbatas dari ES, terlepas dari konsentrasi S tanah pada kedalaman 25 hingga 50 cm, seperti dicatat dalam penelitian sebelumnya (Malavolta & Moraes, 2007 ; Prochnow et al., 2010 ). Di lokasi I dan II, oksidasi ES yang lambat dan tingkat S tanah yang awalnya rendah kemungkinan berkontribusi terhadap respons tebu yang lemah terhadap aplikasi ES selama siklus ratoon pertama. Efektivitas oksidasi ES bergantung pada kondisi tanah, yang mungkin memainkan peran penting dalam respons hasil. Pola ini mirip dengan yang diamati di ladang jagung ( Zea mays ) oleh Szulc et al. ( 2012 ), di mana efek positif ES pada hasil gabah terlihat hanya setelah 4 tahun aplikasi ES. Malik et al. ( 2021 ) juga melaporkan bahwa amandemen organik, terutama bungkil filter dari budidaya tebu, meningkatkan oksidasi ES menjadi SO 4 2− . Konsentrasi C tanah rendah di lokasi I dan II, dimana ES memiliki efisiensi lebih rendah dibandingkan sumber S lainnya selama siklus ratoon pertama. Namun, di lokasi III, yang memiliki kandungan bahan organik tanah lebih tinggi dibandingkan lokasi lainnya (Tabel 1) ), efek residu ES pada siklus ratoon kedua serupa dengan AS dan gipsum. Penelitian selanjutnya harus menyelidiki dampak ES pada tanah dengan kandungan bahan organik yang relatif tinggi atau yang menerima amandemen organik jangka panjang. Kurangnya respons hasil tebu terhadap aplikasi ES pada siklus ratoon pertama mungkin juga terkait dengan ukuran partikel bahan tersebut. Chien et al. ( 2009 ) melaporkan bahwa laju oksidasi ES granular yang dicampur dengan bentonit lebih rendah daripada ES bubuk di tanah berpasir, meskipun terjadi disintegrasi dan dispersi ES granular di dalam tanah. Mereka menyimpulkan bahwa meskipun partikel ES yang terdisintegrasi sangat halus, mereka tetap terkonsentrasi di zona aplikasi, yang membatasi kontak dengan mikroorganisme tanah dan memperlambat oksidasi. Demikian pula, Chien et al. ( 2016) ) menemukan bahwa bentuk granular ES mungkin tidak bermanfaat bagi tanaman yang ditanam segera setelah aplikasinya. Pada siklus ratoon kedua di lokasi III, efek residual dari aplikasi gypsum, AS, dan ES serupa, meningkatkan hasil batang tebu secara signifikan sebanyak 11,6 Mg ha −1 dibandingkan dengan kontrol (Gambar 3 ). Hal ini menunjukkan aplikasi ES memberikan manfaat jangka menengah. Meskipun tebu di lokasi III tidak merespon pemupukan S pada siklus ratoon pertama, hasil batang yang tinggi (>140 Mg ha −1 ) mungkin telah meningkatkan ekstraksi S, yang menjelaskan respon terhadap sumber S pada siklus ratoon kedua. Mikrobiota di lokasi III mungkin telah mengoksidasi ES secara lebih efisien karena kandungan bahan organik yang lebih tinggi (Tabel 1 ). Dalam studi penelusuran isotop di Brasil, Degryse et al. ( 2020 ) menemukan pemulihan S yang lebih tinggi oleh jagung dan kedelai [ Glycine max (L.) Merr.] di bawah aplikasi ES daripada sumber berbasis sulfat. Mereka menghubungkan hal ini dengan oksidasi ES yang cepat dan pelindian yang tinggi oleh sumber berbasis sulfat di lingkungan ini dibandingkan dengan iklim yang lebih dingin. Studi lain melaporkan bahwa oksidasi ES awalnya lambat, yang menyebabkan rendahnya efisiensi pupuk. Namun pada tahun-tahun berikutnya, pemulihan S tanaman menyamai atau melebihi yang ada di tanah yang diolah dengan pupuk berbasis sulfat, karena ES terus melepaskan S yang tersedia dan kurang rentan terhadap pencucian (Degryse et al., 2021 ). Akibatnya, ES dapat berdampak positif pada hasil tebu dan mungkin memiliki efisiensi yang sama atau lebih besar daripada sumber S lainnya seperti gipsum (Nicchio et al., 2022 ). Oleh karena itu, tergantung pada tanahnya, ES dapat menjadi sumber S yang efektif untuk tebu dalam jangka menengah atau panjang, sedangkan pupuk berbasis sulfat mungkin lebih disukai untuk pasokan nutrisi jangka pendek.

Pemupukan sulfur pada tebu dapat memiliki keuntungan tinggi. Misalnya, sumber S meningkatkan hasil batang sebanyak 5–7 Mg ha −1 pada ratoon pertama dan 7–9 Mg ha −1 pada ratoon kedua (efek residual), menghasilkan peningkatan total sebesar 12–16 Mg ha −1 . Dengan harga batang $23 Mg −1 , biaya panen $6 Mg −1 (UDOP, 2024 ), dan gipsum dengan harga $27 Mg −1 ($0,18 kg −1 S) (GlobalFert, 2024 ), pengembalian ekonomi dari pemupukan S akan berkisar antara $190 hingga $258 ha −1 .

4.4 Pupuk berbasis sulfat meningkatkan kualitas tebu
Pasokan S yang cukup diperlukan untuk meningkatkan hasil dan kualitas tebu secara berkelanjutan. Pada siklus ratoon pertama, aplikasi AS dan PS menunjukkan TRS yang lebih tinggi di lokasi IV dan hasil gula di lokasi I dan II (Tabel 3 dan 4 ). Peningkatan ini dapat dikaitkan dengan peran S dalam metabolisme karbohidrat (Malavolta, 1976 ). Sebaliknya, aplikasi ES memiliki sedikit efek pada TRS dan hasil gula pada siklus ratoon pertama, mungkin karena ketersediaan S tanah yang lebih rendah. Namun, pada siklus ratoon kedua, efek residual dari aplikasi ES dan AS menyebabkan peningkatan hasil gula di lokasi III dibandingkan dengan sumber S lainnya. Ini sejalan dengan McCray et al. ( 2018 ), yang juga melaporkan bahwa aplikasi S meningkatkan hasil gula.

4.5 Implikasi Pemupukan S pada Sistem Ratoon Tebu
Pemupukan sulfur dapat meningkatkan konsentrasi S tanah yang tersedia secara langsung melalui masukan pupuk S dan secara tidak langsung dengan meningkatkan hasil tebu, yang mengarah pada lebih banyak pengendapan jerami dan pelepasan S berikutnya setelah dekomposisi. Dalam penelitian ini, kontribusi S dari pupuk dan jerami tebu selama dua siklus ratoon mungkin lebih rendah daripada total S yang tersimpan dalam bahan organik tanah, dan dengan demikian tidak cukup untuk mempengaruhi rasio C/S dan mengubah konsentrasi S tanah. Selama dua siklus ratoon, pemupukan S menambahkan 50 atau 100 kg S ha −1 , sementara jerami tebu menambahkan ∼40 kg S ha −1 (20 kg S ha −1 per ratoon) ke dalam sistem. Masukan ini kecil dibandingkan dengan total S yang tersimpan di dalam tanah, di mana fraksi S organik harus dimineralisasi oleh mikrobiota tanah agar tersedia bagi tanaman. Namun, konsentrasi S tanah tidak berubah di lokasi I dan IV, tetap di bawah 10 mg dm −3 (Gambar 2 ). Rasio C/S bahan organik tanah mungkin tetap lebih tinggi daripada rasio C/S yang diberikan oleh pupuk dan jerami, karena masukan S yang lebih rendah, sehingga hanya mengakibatkan sedikit perubahan pada konsentrasi S tanah.

Secara keseluruhan, pemberian pupuk S pada 100 kg S ha −1 menunjukkan ketersediaan S tanah yang lebih tinggi setelah dua siklus ratoon, tetapi kadar S pada lapisan 0–25 cm sebagian besar tetap dalam kisaran defisien (<10 mg dm −3 ). Temuan ini menunjukkan bahwa pemantauan konsentrasi S pada lapisan permukaan sangat penting untuk pengelolaan pupuk berkelanjutan dalam siklus ratoon tebu. Selain itu, kadar S tanah yang rendah menunjukkan aplikasi S tahunan, bukan rekomendasi dua tahunan saat ini, mungkin diperlukan untuk mencegah SO₄ 2− ke lapisan tanah yang lebih dalam.

Aplikasi pita S sebagai sulfat pada posisi baris tanaman cenderung meningkatkan nutrisi tebu dibandingkan dengan gipsum atau ES yang disebarkan. Oleh karena itu, pupuk berbasis sulfat harus lebih disukai sebagai sumber S jangka pendek di tanah yang kekurangan. Aplikasi yang disebarkan dapat membatasi kontak akar tanaman untuk penyerapan SO 4 2− , yang mengakibatkan efisiensi sumber S yang lebih rendah, seperti yang diamati untuk gipsum dibandingkan dengan aplikasi pita sumber sulfat-S (AS dan PS). Untuk tanah dengan tingkat S dan aluminium yang dikoreksi, ES yang disebarkan mungkin lebih tepat untuk menyediakan nutrisi tebu dalam penggunaan jangka menengah atau panjang. Studi jangka panjang tentang aplikasi sumber S yang berkelanjutan pada tanah dan hasil panen akan membantu menyempurnakan strategi pengelolaan S untuk meningkatkan efisiensi penggunaan pupuk di seluruh wilayah penghasil tebu dalam kondisi edaphoclimatic yang berbeda.

5 KESIMPULAN
Rata-rata, tebu responsif terhadap pemupukan S dan efek residualnya di seluruh lokasi. Efek positif diamati di dua lokasi (I dan II) pada siklus ratoon pertama, dan efek residual positif diamati di satu lokasi (III) pada siklus ratoon kedua. Peningkatan hasil panen karena aplikasi sumber S rata-rata 5–7 Mg ha −1 pada siklus ratoon pertama dan 7–9 Mg ha −1 pada siklus ratoon kedua (efek residual). Tidak ada perbedaan signifikan dalam hasil panen antara tingkat aplikasi 50 dan 100 kg S ha −1 . Efek positif aplikasi ES lebih besar pada siklus ratoon kedua (efek residual) daripada pada siklus ratoon pertama, yang menunjukkan potensinya untuk penggunaan jangka menengah dan panjang.

Aplikasi pita PS pada 100 kg S ha −1 meningkatkan konsentrasi S daun pada kedua siklus ratoon, dan aplikasi siaran ES dan gipsum pada 50 kg S ha −1 meningkatkan konsentrasi S daun pada siklus ratoon kedua dibandingkan dengan sumber lain. Di semua lokasi, konsentrasi S tanah pada lapisan 0–25 cm 12 bulan setelah aplikasi S secara signifikan lebih tinggi pada 100 kg S ha −1 daripada pada 50 kg S ha −1 . Konsentrasi S tanah tertinggi diamati pada perlakuan gipsum. Namun, konsentrasi S tanah pada lapisan permukaan kurang dari 10 mg dm −3 pada sebagian besar titik waktu pengambilan sampel, yang menunjukkan perlunya pemupukan S tahunan pada siklus tebu ratoon. Kadar S tanah harus dipantau secara teratur untuk memastikan kadar dan hasil tebu yang memadai. Menggabungkan sumber sulfat dan ES dapat memberikan ketersediaan S jangka pendek dan jangka panjang di area ratoon tebu dengan tutupan jerami dan tanah yang kekurangan sulfur.