30
30
Tabel 2.15 Perbandingan emisi N2O langsung metode IPCC 2006 dan modifikasi
Emisi N2O Langsung (Gg CO2e)
Tahun IPCC 2006 Modifikasi IPCC
Grobogan* Tanjabtim Grobogan* Tanjabtim
2006 171,7 124,8 163,9 120,9 2007 187,8 144,3 179,6 142,6 2008 213,7 139,4 204,1 136,4 2009 189,9 171,0 179,4 167,4 2010 180,2 184,9 168,8 182,9 2011 174,3 212,4 160,0 210,8
*tidak berbeda nyata pada taraf uji t, p = 0,05
Tabel 2.16 Perbandingan total emisi GRK metode IPCC 2006 dan modifikasi
Total Emisi GRK (Gg CO2e)
Tahun IPCC 2006 Modifikasi IPCC
Grobogan* Tanjabtim Grobogan* Tanjabtim
2006 678,1 543,4 670,4 539,5 2007 697,0 586,3 688,8 584,6 2008 724,6 576,4 715,0 573,4 2009 755,7 612,8 745,3 609,1 2010 729,4 606,3 717,9 604,3 2011 758,9 659,6 744,5 657,9
*tidak berbeda nyata pada taraf uji t, p = 0,05
Pembahasan
Lahan pertanian menyumbangkan emisi GRK melalui beberapa proses (Meijede et al, 2009) seperti telah disebutkan sebelumnya, proses tersebut adalah emisi CH4 sebagai hasil dari fermentasi enterik pada ternak, emisi CH4 dan N2O dari pengelolaan kotoran ternak, emisi CH4 dari pengelolaan lahan sawah, emisi CO2 akibat pemupukan urea serta emisi N2O langsung dan tidak langsung pada tanah yang dikelola sebagai akibat dari input N. Dalam laporan komunikasi nasional Indonesia mengenai inventarisasi GRK nasional disebutkan bahwa pertanian secara keseluruhan menyumbangkan sekitar 5% dari total emisi nasional pada tahun 2000 dan meningkat menjadi 7% pada tahun 2005 (Second Natcom, 2010). Inventarisasi GRK memerlukan ketersediaan data aktivitas yang kompleks. Dalam sistem basis data Indonesia, beberapa data aktivitias yang diperlukan tidak terdokumentasikan dengan baik, karena itu untuk membangkitkan data aktivitas diperlukan asumsi-asumsi.
Kabupaten Grobogan dan Tanjung Jabung Timur adalah kabupaten dengan luas lahan pertanian terbesar di Propinsi Jawa Tengah dan Jambi. Dalam penelitian ini pengumpulan data aktivitas dilakukan dengan cara survey ke
dinas-31
31 dinas terkait, BPS dan juga wawancara langsung dengan petani. Dengan menggunakan data aktivitas sebagai dasar perhitungan besarnya emisi GRK, maka semakin besar data aktivitasnya akan semakin besar pula emisi GRK yang ditimbulkan. Hasil pengumpulan dan tabulasi data aktivitas Kabupaten Grobogan untuk luas panen sawah menunjukkan kenaikan dari tahun ke tahun, sementara di Tanjung Jabung Timur sebaliknya. Demikian berimbas pada penggunaan pupuk N di lahan sawah yang menunjukkan pola yang sama. Akan tetapi sebaliknya dengan penggunaan pupuk N di lahan kering, di Grobogan menunjukkan pola yang menurun. sementara di Tanjung Jabung Timur meningkat. Populasi ternak-ternak besar (sapi perah, sapi potong, kerbau, kambing, dll) di Grobogan dan Tanjung Jabung Timur menunjukkan peningkatan dari tahun ke tahun ( Tabel 2.10 dan 2.11).
Laporan Komunikasi Nasional Indonesia kedua (Second Natcom, 2010) menyebutkan bahwa besaran emisi nasional berdasarkan jenis gas, sektor pertanian menyumbang 79,2 % N2O dan 21,5 % CH4. Emisi CH4 dari pertanian, berasal dari 2 sumber utama yaitu pengelolaan padi sawah dan pengelolaan kotoran ternak (IPCC, 2006). Dekomposisi anaerobik dari bahan organik tanah pada lahan padi sawah irigasi menghasilkan gas metana (CH4) yang lepas ke atmosfer terutama melalui tanaman. Besarnya gas CH4 yang teremisikan ke atmosfer dari luasan lahan sawah irigasi dipengaruhi oleh umur tanaman, rejim air sebelum dan selama penanaman, input bahan organik dan anorganik, jenis tanah, suhu dan varietas padi (Cao et al, 1995). Data untuk menghitung besarnya emisi CH4 dari lahan sawah berasal dari data luas lahan pertanian di masing-masing kabupaten dari tahun 2006-2011 yang terbagi dalam beberapa jenis irigasi serta musim tanam, dalam hal ini data sudah tersedia di dinas terkait. Faktor koreksi jenis varietas dan jenis tanah serta faktor skala rejim pengairan sebagai faktor-faktor yang berpengaruh terhadap emisi CH4 dari pengelolaan lahan sawah, masing-masing sudah tersedia berdasarkan hasil kajian dan penelitian di Indonesia. Kabupaten Grobogan dengan rata-rata luas lahan sawah hampir 2 kali lebih besar dari Kabupaten Tanjung Jabung Timur memiliki emisi CH4 yang lebih rendah hal ini disebabkan karena di Grobogan sekitar 1/3 luasan lahan sawah adalah lahan tadah hujan dimana pengairannya hanya tergantung hujan sehingga lahan tidak selalu tergenang (faktor skala rejim pengairan lebih kecil) bahkan cenderung kering. Sementara di Tanjung Jabung Timur sekitar 98% lahan sawah merupakan lahan pasang surut dengan jenis tanah gambut dimana emisi CH4 dari jenis tanah ini adalah 2 kali lipat lebih besar dari tanah mineral (faktor koreksi jenis tanah gambut lebih besar hampir 2x lipat faktor koreksi jenis tanah mineral - Setyanto et al, 2002). Emisi di Kabupaten Grobogan dengan luas panen lahan sawah rata-rata 103.500 ha dalam 6 tahun (2006-2011) adalah sebesar 230 Gg CO2e/th. sementara Kabupaten Tanjung Timur dengan luas panen lahan sawah rata-rata selama 6 tahun seluas 30.500 ha, menurut perhitungan menghasilkan emisi CH4 sebesar 330 CO2e/th.
Penambahan urea pada lahan sawah pada saat pemupukan menyebabkan teremisikannya gas CO2 yang terbentuk pada saat proses pembuatan pupuk tersebut di pabrik (IPCC, 2006). Urea (CO(NH2)2) terpecah menjadi ion ammonium (NH4+), ion hidroksil (OH-) dan bikarbonat (HCO3-) pada saat bereaksi dengan air dan enzim urease. Hal ini menyebabkan ion bikarbonat yang terbentuk berubah menjadi CO2 dan air. Sumber GRK dari kategori ini perlu
32
32
dihitung karena besarnya CO2 yang berubah bentuk pada saat pembuatan urea di pabrik, juga dihitung sebagai removal pada sektor industri. Besarnya emisi dari sumber ini di Kabupaten Grobogan berada pada kisaran 54 – 61 Gg CO2/tahun dan menunjukkan penuruan hingga tahun 2011. Hal ini disebabkan karena penggunaan pupuk urea di sektor pertanian memang menurun seiring dengan penurunan luasan lahan perkebunan. Menurut catatan Badan Pusat Statistik (BPS, 2011) luas perkebunan tahun 2008 adalah 16.118 ha dan turun menjadi 7.748 ha pada tahun 2009 serta terus menurun sampai tahun 2011. Sementara di Kabupaten Tanjung Jabung Timur sebaliknya, menunjukkan kenaikan yang relatif signifikan dari tahun ke tahun yang disebabkan karena perluasan areal perkebunan terutama kelapa sawit yang menggunakan pupuk urea cukup besar. Berdasarkan BPS (2011) luas perkebunan pada tahun 2006 adalah 98.435 ha dan bertambah luas menjadi 150.172 ha pada tahun 2011.
Penggunaan pupuk urea dan pupuk mengandung N yang lain juga berkontribusi terhadap gas N2O. Gas N2O diproduksi secara alami di dalam tanah melalui proses nitrifikasi dan denitrifikasi (Bouwman, 1996; Jones et al, 2007). Nitrifikasi adalah proses oksidasi ammonium menjadi nitrat oleh mikroba yang terjadi dalam kondisi aerobik, sedangkan denitrifikasi adalah proses reduksi nitrat menjadi gas nitrogen (N2) oleh mikroba dan terjadi dalam kondisi anaerobik. Gas N2O merupakan gas yang terbentuk sebagai produk samping dari proses nitrifikasi. Salah satu faktor penentu dari reaksi proses ini adalah ketersediaan N inorganik dalam tanah (Mosier 1999, 2006). Emisi N2O dari tanah yang dikelola keluar melalui 2 cara yaitu secara langsung dan tidak langsung.
Input N inorganik terutama adalah dari penggunaan pupuk N baik tunggal maupun majemuk (urea, ZA, NPK). Perhitungan emisi N2O langsung dari tanah yang dikelola melibatkan semua jenis pertanaman yaitu padi sawah dilahan basah/irigasi dan semua pertanaman di lahan kering (palawija, hortikultura dan perkebunan). Emisi N2O langsung dari tanah yang dikelola di Grobogan menunjukkan peningkatan yang cukup signifikan dari 2006-2008 yaitu sebesar 171 menjadi 213 Gg CO2 e/th. Hal ini disebabkan karena meningkatnya pupuk N yang diaplikasikan pada tanah. Tapi emisi ini cenderung menurun pada tahun 2008-2011 dengan jumlah 213-174 Gg CO2 e/th yang disebabkan karena adanya penurunan signifikan pada areal perkebunan. Sementara di Tanjung Jabung Timur tahun 2006-2011 menunjukkan peningkatan yang signifikan yaitu sebesar 124-212 Gg CO2e/th. Hal ini karena peningkatan yang signifikan pada areal perkebunan dari 98.435 ha di 2006 menjadi 150.172 ha pada tahun 2011. Kenaikan ini terutama di perkebunan sawit, baik oleh perusahaan swasta atau petani (BPS, 2011). Perkebunan kelapa sawit mengaplikasikan pupuk N yang tinggi. Penggunaan urea dan pupuk lain yang mengandung N juga berkontribusi terhadap emisi N2O.
Emisi N2O tidak langsung dari tanah yang dikelola melalui 2 jalur, yang pertama yaitu volatilisasi N menjadi NH3 dan oksidasi N (NOx), serta deposisi gas ini dan produk yang terbentuk yaitu NH4+ dan NO3- ke dalam tanah dan permukaan air (IPCC, 2006; Glenn et al, 2012). Sumber N yang membentuk NH4+
dan NO3- bukan saja berasal dari tanah pertanian, tapi juga dari pembakaran bahan bakar, pembakaran biomas dan proses industri. Maka dari itu, emisi N2O yang dikeluarkan dari lahan pertanian adalah yang terkait dengan penggunaan pupuk sintetis, pupuk organik dan penggunaan kotoran hewan sebagai pupuk. Jalur
33
33 kedua adalah proses leaching atau pencucian dan aliran dari lahan pertanian yang telah dipupuk. Kehilangan nitrogen melalui proses pencucian pada umumnya dalam bentuk nitrat (IPCC, 2006). Bentuk NO3-ini sangat mudah tercuci karena selalu dalam keadaaan larut dalam tanah, tidak terikat dan tidak dapat membentuk senyawa sukar larut. Hasil perhitungan menunjukkan emisi N2O tidak langsung di Grobogan untuk tahun 2006-2011 berkisar 21,9-25,8 Gg CO2e/th ada kecenderungan menurun pada tahun 2008 dan selanjutnya meningkat, hal ini agak berbeda dengan kecenderungan pada emisi N2O langsung. Jika kembali dilihat pada data aktivitas, perbedaan tersebut disebabkan karena perbedaan kecenderungan pada penggunaan urea di lahan basah dan lahan kering. Pada perhitungan emisi N2O tidak langsung, tidak ada perbedaan antara penggunaan urea di lahan basah maupun kering, sementara untuk menghitung emisi N2O langsung, hal ini dibedakan. Emisi N2O tidak langsung di Tanjung Jabung Timur juga menunjukkan tren yang sama dengan emisi langsung yaitu meningkat secara signifikan dari sebesar 13 menjadi 22,5 Gg CO2e.
Emisi GRK dari pengelolaan ternak ada 3 sumber yaitu emisi CH4 dari fermentasi enterik, emisi CH4 dan N2O dari pengelolaan kotoran (Chadwick et al, 1999). Gas CH4 diproduksi oleh hewan herbivora sebagai produk samping dari fermentasi yang terjadi didalam tubuhnya, dimana proses pencernaan karbohidrat dipecah menjadi molekul-molekul oleh mikroorganisme supaya dapat diserap dalam aliran darah (Chadwick et al, 1999; Freibauer, 2003; Liang et al, 2013). Besarnya CH4 yang terbentuk dalam proses ini sangat tergantung pada jenis alat pencernaan makanan dalam tubuh hewan, umur, berat badan serta kualitas dan kuantitas pakannya. Sistem pencernaan sangat menentukan besarnya emisi CH4
yang dihasilkan. Ternak ruminansia memiliki ruang yang lebar, rumen pada bagian depan dari alat pencernaannya yang memungkinkan fermentasi oleh mikroba berlangsung secara intensif. Karena itu besarnya emisi CH4 dari fermentasi enterik sangat dipengaruhi oleh jenis dan jumlah ternak-ternak ruminansia. Data mengenai pengelolaan kotoran ternak tidak tersedia, karena itu dilakukan wawancara dengan para ahli, seperti penyuluh maupun survey langsung ke lapangan. Selain dari fermentasi enterik, emisi CH4 dari pengelolaan kotoran juga dipengaruhi oleh jenis ternak. Hasil perhitungan menunjukkan emisi CH4
dari fermentasi enterik dan pengelolaan kotoran di Grobogan untuk tahun 2006-2011 menunjukkan peningkatan yang cukup signifikan Selama tahun 2006-2006-2011 yaitu dari 140 – 211 Gg CO2e/th hal ini disebabkan karena adanya peningkatan populasi sapi potong dari 105.154 ekor menjadi 212.409 ekor. Sementara di Tanjung Jabung Timur emisi CH4 hasil dari fermentasi enterik dan pengelolaan kotoran untuk tahun 2006-2011 menunjukkan peningkatan yang signifikan yaitu sebesar 13 menjadi 22 Gg CO2e/th juga karena adanya peningkatan signifikan pada populasi sapi potong dari 8.746 ekor menjadi 13.627 ekor.
Emisi N2O dari pengelolaan ternak menggambarkan emisi yang dikeluarkan selama masa penyimpanan dan perlakuan pada kotoran ternak baik padatan maupun cair, sebelum diaplikasikan sebagai pupuk pada lahan pertanian (IPCC, 2006; Merino et al, 2011). Besarnya emisi ini tergantung pada kandungan nitrogen dan karbon pada kotoran, lama penyimpanan dan perlakuan. Proses yang menghasilkan gas N2O pada pengelolaan kotoran sama dengan pada tanah yang dikelola, yaitu terbentuk pada proses nitrifikasi dan denitrifikasi. Nitrifikasi (proses oksidasi ammonia nitrogen menjadi nitrat nitrogen) adalah proses yang
34
34
sangat penting dalam penyimpanan kotoran. Nitrifikasi akan terjadi dalam kondisi aerob selama penyimpanan kotoran. Nitrifikasi tidak akan terjadi pada kondisi yang anaerob. Nitrit dan nitrat berubah bentuk menjadi N2O dan N2 pada proses denitrifikasi secara alami pada kondisi anaerob. Rasio N2O/N2 akan meningkat seiring dengan peningkatan kemasaman, konsentrasi nitrat dan penurunan kelembaban. Produksi dan emisi N2O dari pengelolaan kotoran ternak, tergantung pada ketersediaan nitrat maupun nitrit pada kondisi lingkungan anaerob yang didahului oleh kondisi aerob untuk pembentukan oksida nitrogen. Sementara itu, emisi dari pengelolaan kotoran sangat tergantung dari cara pengelolaan kotoran itu sendiri. Di Kabupaten Grobogan maupun Tanjung Jabung Timur, pengelolaan kotoran adalah secara dry lot yaitu system pengelolaan kotoran dengan cara ditempatkan di ruang terbuka dan secara periodik dipindahkan (IPCC, 2006). Hasil perhitungan menunjukkan besarnya emisi N2O dari pengelolaan kotoran ternak di Grobogan pada tahun 2006-2011 cenderung meningkat setiap tahun dari jumlah 49 menjadi 69 Gg CO2e/th. Peningkatan ini disebabkan karena meningkatnya populasi sapi. kambing dan juga unggas (tabel data aktivitas). Sementara di Tanjung Jabung Timur juga menunjukkan peningkatan yang signifikan dari jumlah 4,8 menjadi 9,1 Gg CO2e/th dan hal ini disebabkan peningkatan populasi sapi potong dan unggas (Tabel 2.9).
Metode modifikasi IPCC 2006 untuk pendugaan emisi N2O langsung dari
tanah yang dikelola
Emisi N2O menggunakan metode modifikasi adalah sekitar 4-6% lebih rendah dibandingkan dengan metode asli sementara total emisi GRK menggunakan metode modifikasi IPCC 2006 1 % lebih rendah dari hasil perhitungan menggunakan metode IPCC 2006 atau tidak menunjukkan perbedaan yang signifikan dengan uji t pada p=0,05. Perhitungan emisi N2O langsung dari tanah yang dikelola dengan metode IPCC 2006, menggunakan input N anorganik dan organik sebagai data aktivitas. Selain perhitungannya rumit, data aktivitas ini sering tidak tersedia dan sulit diperoleh, sehingga perlu dilakukan modifikasi pada perhitungan metode IPCC 2006. Modifikasi metode perhitungan ini baru dilakukan untuk pendugaan emisi N2O dari lahan sawah dengan menggunakan asumsi yang sama pada pendugaan emisi CH4. Seperti halnya emisi CH4, emisi N2O juga merupakan hasil dari proses yang terjadi di dalam tanah, hanya berbeda faktor yang mempengaruhinya.
Modifikasi ini dibuat untuk memudahkan dalam pengumpulan data aktivitas. Dalam metode modifikasi ini, data aktivitas yang diperlukan sama dengan emisi CH4 yaitu luas panen padi. Faktor emisi N2O langsung dari lahan sawah diperoleh dari berbagai hasil penelitian yang dilakukan di Indonesia terkait emisi ini. Emisi N2O dari lahan sawah merupakan hasil dari proses nitrifikasi-denitrifikasi dimana faktor-faktor yang berpengaruh terutama adalah ketersediaan N organik maupun anorganik, selain itu juga dipengaruhi oleh suhu, jenis tanah, kondisi lahan dan kondisi iklim. Karena itu, dengan adanya hasil-hasil penelitian mengenai emisi N2O dari lahan sawah pada lahan dengan perbedaan takaran N yang ditambahkan, jenis tanah, suhu, kondisi lahan dan iklim, akan bisa digunakan sebagai faktor skala maupun faktor koreksi dalam pendugaan besaran
35
35 emisi ini. Apabila faktor ini tersedia, maka diikuti oleh input data aktivitas yang sesuai, dan hal ini mungkin akan menjadikan perhitungan menjadi makin kompleks. Akan tetapi dalam hal tidak tersedianya data aktivitas untuk besaran input N masing-masing jenis lahan, maka metode modifikasi yang dikemukakan dalam penelitian ini akan lebih mudah digunakan.
Simpulan
Inventarisasi GRK membutuhkan masukan data aktivitas yang sangat komplek dan detail, untuk menghasilkan data status emisi GRK yang tepat. Pembangkitan data aktivitas bisa dilakukan dengan berbagai cara, diantaranya dengan melakukan wawancara langsung dengan para ahli, survey lapangan maupun membangun asumsi.
Perhitungan status emisi GRK Kabupaten Grobogan dan Tanjung Jabung Timur yang merupakan 2 ekosistem pertanian yang sangat berbeda, menghasilkan nilai emisi yang jauh berbeda pula meski sumber emisi utama adalah gas CH4 dari pengelolaan lahan sawah. Sumber emisi GRK utama berdasarkan jenis gas di 2 kabupaten adalah gas CH4 yaitu > 50% (dalam CO2e). Total emisi GRK Kabupaten Grobogan dengan metode IPCC 2006 adalah sekitar 678-758 Gg CO2e dan diperkirakan akan terus meningkat mencapai angka 898 Gg CO2e di tahun 2020 jika tidak ada aksi mitigasi, sedangkan di Kabupaten Tanjung Jabung Timur sekitar 543-659 Gg CO2e dan mencapai angka 820 Gg CO2e tahun 2020. Total emisi GRK Kabupaten Grobogan dan Tanjung Jabung Timur dengan modifikasi metode IPCC 2006 adalah sebesar 670-744 Gg CO2e and 540-658 Gg CO2e.
Hasil perhitungan emisi GRK total di 2 kabupaten dengan metode IPCC 2006 dan modifikasinya hanya berbeda sekitar 1% (tidak berbeda nyata dengan uji t pada taraf p=0,05).
36
36