Hasil
Berikut ini merupakan dampak ketebalan debu vulkanik gunung Sinabung setelah 3 bulan berada di dalam tanah Inceptisol terhadap sifat fisika dan kandungan logam berat.
Sifat Fisika Tanah
Dari hasil sidik ragam pada Lampiran 4, Lampiran 5, dan Lampiran 6 diketahui bahwa debu vulkanik berpengaruh nyata dalam meningkatkan BD tanah dan PD tanah, namun menurunkan porositas tanah setelah 3 bulan aplikasi debu vulkanik (Tabel 2).
Tabel 2. Hasil rataan nilai sifat fisika tanah
Perlakuan BD (g/cm3) PD (g/cm3) Porositas (%) V0 (0 g/4 kg BTKU) 1.024 a 1.888 a 45.673 V1 (157.8 g/4 kg BTKU) 1.044 b 1.907 b 45.184 V2 (315.6 g/4 kg BTKU) 1.084 c 1.976 c 45.056 V3 (473.4 g/4 kg BTKU) 1.132 d 2.047 d 44.681 V4 (631.2 g/4 kg BTKU) 1.141 e 2.079 e 45.132 V5 (789 g/4 kg BTKU) 1.189 f 2.158 f 44.368
Keterangan : Angka yang diikuti oleh huruf sama berarti berbeda tidak nyata (5%) menurut uji BNJ
Dari Tabel 2. dapat dilihat nilai rataan BD tanah setelah 3 bulan aplikasi tertinggi terdapat pada perlakuan V5 (Debu vulkanik 789 g/4 kg BTKU) sebesar 1.189 g/cm3 dan yang terendah yaitu 1.024 g/cm3 terdapat pada perlakuan V0 (Kontrol/Tanpa debu). Nilai rataan PD tanah setelah 3 bulan aplikasi tertinggi
terdapat pada perlakuan V5 (Debu vulkanik 789 g/4 kg BTKU) sebesar 2.158 g/cm3 dan yang terendah yaitu 1.888 g/cm3 terdapat pada perlakuan V0
aplikasi tertinggi terdapat pada perlakuan V0 (Kontrol/Tanpa debu) sebesar
45.673% dan yang terendah yaitu 44.368% terdapat pada perlakuan V5 (Debu vulkanik 789 g/4 kg BTKU).
Persentase Fraksi Tanah
Dari hasil sidik ragam pada Lampiran 7, Lampiran 8, dan Lampiran 9 diketahui bahwa debu vulkanik berpengaruh nyata dalam meningkatkan persentase fraksi debu, namun menurunkan persentase fraksi pasir dan liat setelah 3 bulan aplikasi debu vulkanik (Tabel 3).
Tabel 3. Hasil rataan nilai fraksi tanah
Perlakuan Pasir (%) Debu (%) Liat (%)
V0 (0 g/4 kg BTKU) 84c 10a 6b
V1 (157.8 g/4 kg BTKU) 84c 10a 6b
V2 (315.6 g/4 kg BTKU) 84c 10.5a 5.5ab
V3 (473.4 g/4 kg BTKU) 82b 14b 4a
V4 (631.2 g/4 kg BTKU) 80.5ab 14b 5.5ab
V5 (789 g/4 kg BTKU) 79.5a 14.5b 6b
Keterangan : Angka yang diikuti oleh huruf sama berarti berbeda tidak nyata (5%) menurut uji BNJ
Dari Tabel 3. dapat dilihat rataan persentase pasir setelah 3 bulan aplikasi
tertinggi terdapat pada perlakuan V0 (Kontrol/Tanpa debu), V1 (Debu vulkanik 157.8 g/4 kg BTKU), V2 (Debu vulkanik 315.6 g/4 kg
BTKU) sebesar 84% dan yang terendah yaitu 79.5% terdapat pada perlakuan V5 (Debu vulkanik 789 g/4 kg BTKU). Rataan persentase debu setelah 3 bulan aplikasi tertinggi terdapat pada perlakuan V5 (Debu vulkanik 789 g/4 kg BTKU) sebesar 14.5% dan yang terendah yaitu 10% terdapat pada perlakuan V0 (Kontrol/Tanpa debu), V1 (Debu vulkanik 157.8 g/4 kg BTKU). Sedangkan rataan persentase liat setelah 3 bulan aplikasi tertinggi terdapat pada perlakuan V0 (Kontrol/Tanpa debu), V1 (Debu vulkanik 157.8 g/4 kg BTKU), V5 (Debu
pada perlakuan V3 (Debu vulkanik 473.4 g/4 kg BTKU). Peningkatan dan penurunan persentase fraksi-fraksi tanah belum mampu merubah tekstur tanah (Lampiran 10).
Cd, Cu, dan Pb yang Dapat Dipertukarkan
Dari hasil sidik ragam pada Lampiran 11, Lampiran 12, dan Lampiran 13 diketahui bahwa debu vulkanik berpengaruh nyata dalam meningkatkan Cd-dd, Cu-dd, dan setelah 3 bulan aplikasi debu vulkanik (Tabel 4).
Tabel 4. Hasil rataan logam berat tanah
Perlakuan Cd-dd (ppm) Cu-dd (ppm) Pb-dd (ppm) V0 (0 g/4 kg BTKU) 0.498 a 0.007 a 0.125 a V1 (157.8 g/4 kg BTKU) 0.580 b 0.027 b 0.177 b V2 (315.6 g/4 kg BTKU) 0.680 c 0.044 c 0.207 c V3 (473.4 g/4 kg BTKU) 0.774 d 0.066 d 0.252 d V4 (631.2 g/4 kg BTKU) 0.856 e 0.104 e 0.339 e V5 (789 g/4 kg BTKU) 1.260 f 0.186 f 0.410 f
Keterangan : Angka yang diikuti oleh huruf sama berarti berbeda tidak nyata (5%) menurut uji BNJ
Dari Tabel 4. dapat dilihat nilai rataan Cd-dd tanah setelah 3 bulan aplikasi tertinggi terdapat pada perlakuan V5 (Debu vulkanik 789 g/4 kg BTKU) sebesar
1.26 ppm dan yang terendah yaitu 0.498 ppm terdapat pada perlakuan V0 (Kontrol/Tanpa debu). Nilai rataan Cu-dd tanah setelah 3 bulan aplikasi
tertinggi terdapat pada perlakuan V5 (Debu vulkanik 789 g/4 kg BTKU) sebesar 0.186 ppm dan yang terendah yaitu 0.007 ppm terdapat pada perlakuan V0 (Kontrol/Tanpa debu). Sedangkan nilai rataan Pb-dd tanah setelah 3 bulan
aplikasi tertinggi terdapat pada perlakuan V5 (Debu vulkanik 789 g/4 kg BTKU)
sebesar 0.41 ppm dan yang terendah yaitu 0.125 ppm terdapat pada perlakuan V0 (Kontrol/Tanpa debu)
Pembahasan
Sifat Fisika Tanah
Pemberian debu vulkanik secara nyata meningkatkan nilai BD tanah setelah 3 bulan aplikasi debu vulkanik. Nilai tertinggi secara nyata berada pada
perlakuan debu vulkanik pada taraf V5 (789 g/4 kg BTKU) dengan nilai 1.189 g/cm3 yang berbeda nyata dengan perlakuan lainnya yakni V0,V1,V2, V3,
dan V4, dan nilai terendah terdapat pada perlakuan V0 yakni 1.024 g/cm3. Perbedaan atau peningkatan nilai BD tanah diakibatkan karena ukuran debu vulkanik yang kecil atau berukuran 0.002–0.05 mm sehingga mampu mengisi pori-pori tanah dan mampu memadatkan tanah. Hal ini sesuai dengan Hardjowigeno (2003) yang menyatakan bahwa bulk density merupakan salah satu petunjuk kepadatan tanah. Makin padat suatu tanah, makin tinggi nilai bulk density yang berarti makin sulit tanah ditembus oleh akar. Pada umumnya, bulk density berkisar dari 1,1-1,6 g/cc. Beberapa jenis tanah memiliki bulk density
kurang dari 0,9 g/cc (misalnya tanah Andisol), bahkan ada yang kurang dari 0,10 g/cc (misalnya tanah gambut).
Dari Tabel 2, dapat dilihat bahwa terjadi peningkatan nilai bulk density tanah sejalan dengan peningkatan jumlah debu yang diberikan. Hal ini menunjukkan bahwa semakin banyak debu yang diberikan maka akan dapat memadatkan tanah. Penyiraman setiap hari dapat mentranslokasikan fraksi halus tanah (terutama debu) ke tanah yang lebih dalam.
Pemberian debu vulkanik secara nyata meningkatkan nilai PD tanah setelah 3 bulan aplikasi debu vulkanik. Nilai tertinggi secara nyata berada pada
perlakuan debu vulkanik pada taraf V5 (789 g/4 kg BTKU) dengan nilai 2.179 g/cm3 yang berbeda nyata dengan perlakuan lainnya yakni V0,V1,V2, V3,
dan V4, dan nilai terendah terdapat pada perlakuan V0 yakni 1.888 g/cm3. Peningkatan nilai partikel density tanah diakibatkan karena debu vulkanik yang diberikan pada tanah tersebut memiliki ukuran seukuran debu yang mampu masuk mengisi pori-pori tanah sehingga memperbanyak partikel-partikel tanah.
Bulk density dapat diartikan dengan perbandingan antara massa tanah kering dengan volume tanah termasuk volume pori-pori tanah. Sedangkan partikel density menunjukkan perbandingan antara massa tanah dengan satuan volume partikel-partikel (padatan) tanah, tidak termasuk volume pori-pori tanah. Oleh sebab itu dapat ditarik kesimpulan bahwa nilai PD selalu lebih besar dibandingkan nilai BD tanah.
Pemberian debu vulkanik tidak berpengaruh nyata menurunkan nilai porositas tanah setelah 3 bulan aplikasi debu vulkanik. Nilai tertinggi pada perlakuan debu vulkanik pada taraf V0 (Kontrol/Tanpa debu) dengan nilai 45.673% yang tidak berbeda nyata dengan perlakuan lainnya yakni V1,V2, V3, V4, dan V5, dan nilai terendah terdapat pada perlakuan V5 (789 g/4 kg BTKU) yakni 44.368%. Penurunan nilai porositas tanah diakibatkan karena terjadi peningkatan persentase fraksi debu (Lampiran 8) sehingga debu vulkanik yang diberikan pada tanah tersebut mampu mengisi pori-pori tanah sehingga memperkecil porositas tanah.
Nilai porositas memiliki hubungan dengan besarnya BD dan PD tanah. Semakin besar nilai PD, pada nilai BD yang sama, maka nilai porositas akan semakin besar. Sebaliknya, semakin besar nilai BD, pada nilai PD tanah yang
sama, maka nilai porositas akan semakin kecil. Oleh karena itu, semakin padat suatu tanah maka nilai porositas (pori-pori) tanah akan semakin kecil karena debu akan mengisi pori-pori yang tidak diisi oleh partikel atau fraksi tanah.
Dari lampiran 7 dan Lampiran 9 dapat dilihat bahwa pemberian debu vulkanik nyata penurunan persentase fraksi pasir dan liat tanah, dan nyata meningkatkan persentase fraksi debu tanah (Lampiran 8). Peningkatan dan penurunan persentase fraksi pasir, debu, dan liat belum mampu merubah tekstur tanah dari tekstur awal tanah (Lampiran 10). Hal ini diakibatkan karena waktu pemberian debu vulkanik yang masih terlalu singkat sehingga tekstur yang membutuhkan waktu yang cukup lama untuk berubah tidak menunjukkan perubahannya.
Kandungan Logam Berat Tanah
Pemberian debu vulkanik secara nyata meningkatkan nilai Cd dapat tukar tanah (Cd-dd) setelah 3 bulan aplikasi debu vulkanik. Nilai tertinggi terdapat pada perlakuan debu vulkanik pada taraf V5 (789 g/4 kg BTKU) dengan nilai 1.26 ppm
Dari penelitian ini dapat terlihat bahwa semakin tinggi taraf pemberian debu vulkanik dapat meningkatkan nilai Cd-dd tanah. Debu vulkanik Gunung Sinabung memiliki kandungan Cd-dd sebesar 0.009 ppm. Oleh karena itu, pemberian 157.8 g debu vulkanik menyumbangkan 0.00142 ppm Cd dan semakin meningkat seiring dengan peningkatan jumlah debu yang diberikan.
Beberapa faktor yang mempengaruhi tinggi rendahnya nilai Cd-dd tanah adalah pH tanah, kadar liat, kadar bahan organik, dan konsentrasi Cd pada tanah. Nilai pH tanah semakin menurun dengan semakin meningkatnya ketebalan debu
vulkanik yang diberikan dimana pH tanah tertinggi terdapat pada perlakuan V0
(Kontrol/Tanpa debu) yakni 5.36 dan terendah pada perlakuan V5 (789 g/4 kg BTKU) dengan nilai 4.71 (Lampiran 14). Semakin rendah pH tanah
maka akan meningkatkan nilai Cd-dd tanah. Hal ini sesuai dengan literatur Lindsay (2001) yang menyatakan kapasitas tanah meretensi, mengadsorpsi dan mengakumulasikan logam berat ditentukan oleh kadar liat, kadar air, potensial redoks, pH, kadar bahan organik dan kapasitas tukar kation (KTK).
Peningkatan nilai Pb-dd tanah sejalan dengan peningkatan taraf pemberian debu vulkanik juga disebabkan karena penurunan nilai KTK tanah. Nilai KTK tanah menurun sejalan dengan peningkatan taraf perlakuan dimana KTK tanah tertinggi terdapat pada perlakuan V3 (473.4 g/4 kg BTKU) yakni 21.1 me/100g dan terendah pada perlakuan V4 (789 g/4 kg BTKU) dengan nilai 14.55 me/100 g (Lampiran 15). Hal ini sesuai dengan literatur Sudadi (2008) yang menyatakan bahwa variasi kelarutan Cd tanah berkorelasi erat dengan nilai pH, kapasitas tukar kation (KTK), kadar bahan organik dan liat, serta keberadaan ion logam lainnya
Pemberian debu vulkanik secara nyata meningkatkan nilai Cu dapat tukar tanah (Cu-dd) setelah 3 bulan aplikasi debu vulkanik. Nilai tertinggi terdapat pada
perlakuan debu vulkanik pada taraf V5 (789 g/4 kg BTKU) dengan nilai 0.186 ppm yang berbeda nyata dengan perlakuan lainnya yakni V0,V1,V2, V3,
dan V4, dan nilai terendah terdapat pada perlakuan V0 yakni 0.007 ppm. Hal ini menunjukkan bahwa semakin tinggi taraf pemberian debu vulkanik akan meningkatkan nilai Cu-dd tanah.
Dari penelitian ini dapat terlihat bahwa semakin tinggi taraf pemberian debu vulkanik dapat meningkatkan nilai Cu-dd tanah. Debu vulkanik Gunung
Sinabung memiliki kandungan Cu-dd sebesar 0.28 ppm. Oleh karena itu, pemberian 157.8 g debu vulkanik menyumbangkan 0.044 ppm Cu dan semakin meningkat seiring dengan peningkatan jumlah debu yang diberikan.
Peningkatan nilai Cu-dd tanah sejalan dengan peningkatan taraf pemberian debu vulkanik disebabkan karena debu vulkanik mengandung tembaga (Cu) sehingga ikut memperkaya kandungan Cu di tanah. Bila mineral-mineral yang terdapat pada debu vulkanik tersebut melapuk maka akan dihasilkan tembaga (Cu). Hal ini sesuai dengan dengan literatur Musa (2007) yang menyatakan unsur Cu bersumber dari hasil pelapukan/pelarutan mineral – mineral yang terkandung dalam bebatuan. Penambahan Cu ke dalam tanah melalui polusi dapat terjadi pada industri – industri tembaga, pembakaran batu bara, pembakaran kayu, minyak bumi dan buangan di area pemukiman/perkotaan.
Tanaman jagung ditanam sebagai tanaman indikator memperlihatkan pertumbuhan yang normal dan tidak menunjukkan perbedaan pertumbuhan yang berarti antara tiap perlakuan (Lampiran 16). Hal ini menunjukkan bahwa Cu berada pada taraf yang tidak meracuni bagi tanaman. Hal ini sesuai dengan literatur yang ditulis oleh Hanafiah (2005) yang menyatakan bahwa walaupun tanah telah terkontaminasi bahan pencemar anorganik dalam jumlah yang cukup besar, tetapi kemungkinan masalah yang timbul berasal dari beberapa unsur saja. Unsur yang bersifat meracuni tanaman atau menurunkan produksi jika konsentrasinya tinggi yakni termasuk seng, tembaga dan kadmium. Namun dalam konsentrasi yang rendah, beberapa unsur mikro tersebut bermanfaat untuk tanaman ataupun ternak.
Tanaman jagung tidak memperlihatkan terjadinya keracunan logam berat yang mengkhawatirkan walaupun pada konsentrasi logam berat yang tinggi. Hal ini dapat dilihat dari jumlah daun (Lampiran 17), berat kering tajuk (Lampiran 18), dan berat kering akar (Lampiran 19) yang tidak berpengaruh nyata. Hal ini diakibatkan karena jagung termasuk tanaman monokotil yang menyerap logam berat dalam konsentrasi yang rendah. Hal ini sesuai dengan literatur Kabata- Pendias and Pendias (2001) yang menyatakan kapasitas tanaman dalam mengakumulasikan logam berat bergantung pada spesies, kultivar, bagian tanaman dan umur atau fase fisiologisnya. Sensitivitas tanaman terhadap logam berat juga ditentukan oleh jenis logam beratnya. Sebagian besar logam berat diakumulasikan tanaman di akar. Serapan logam berat oleh tanaman dikotil umumnya lebih tinggi daripada monokotil.
Pemberian debu vulkanik secara nyata meningkatkan nilai Pb dapat tukar tanah (Pb-dd) setelah 3 bulan aplikasi debu vulkanik. Nilai tertinggi terdapat pada perlakuan debu vulkanik pada taraf V5 (789 g/4 kg BTKU) dengan nilai 0.410 ppm yang berbeda nyata dengan perlakuan lainnya yakni V0,V1,V2, V3, dan V4, dan nilai terendah terdapat pada perlakuan V0 yakni 0.125 ppm. Hal ini menunjukkan bahwa semakin tinggi taraf pemberian debu vulkanik akan meningkatkan nilai Pb-dd tanah.
Peningkatan nilai Pb-dd tanah sejalan dengan peningkatan taraf pemberian debu vulkanik juga disebabkan karena penurunan nilai pH tanah. Nilai pH tanah (pH H2O) menurun sejalan dengan peningkatan taraf perlakuan dimana pH tanah
tertinggi terdapat pada perlakuan V0 yakni 5.36 dan terendah pada perlakuan V5 (789 g/4 kg BTKU) dengan nilai 4.71. Hal ini sesuai dengan literatur yang ditulis
oleh Darmano (1995) yang menyatakan bahwa kenaikan pH akan menurunkan kelarutan logam , karena kenaikan pH akan mengubah logam dari bentuk karbonat menjadi bentuk hidroksi yang membentuk ikatan dengan partikel pada tanah, sehingga akan mengendap.
Peningkatan nilai Pb-dd tanah dengan peningkatan taraf pemberian debu vulkanik disebabkan karena debu atau batuan vulkanik memiliki deposit plumbum. Hal ini sesuai dengan dengan literatur NHMRC (2009) yang menyatakan timbal merupakan salah satu jenis logam berat yang terjadi secara alami yang tersedia dalam bentuk biji logam, dan juga dalam percikan gunung berapi, dan bisa juga di peroleh di alam.
Dari penelitian ini dapat terlihat bahwa semakin tinggi taraf pemberian debu vulkanik dapat meningkatkan nilai Pb-dd tanah. Debu vulkanik Gunung Sinabung memiliki kandungan Pb-dd sebesar 1.07 ppm. Oleh karena itu, pemberian 157.8 g debu vulkanik menyumbangkan 0.169 ppm Pb dan semakin meningkat seiring dengan peningkatan jumlah debu yang diberikan.