Hasil
Adapun analisis kimia yang dilakukan adalah kemasaman tanah (pH), aluminium yang dapat dipertukarkan tanah (Al-dd) , P-tersedia, Ca-tukar, K-tukar, Kejenuhan Al, C-organik setelah inkubasi selama 3 minggu di Laboratorium Fisika Tanah Universitas Sumatera Utara, Medan.
Kemasaman Tanah ( pH )
Hasil analisis sidik ragam (Lampiran 5) menunjukkan bahwa aplikasi limbah padat pabrik kertas rokok berpengaruh nyata terhadap kemasaman tanah (pH) tanah Ultisol Tambunan A.
Hasil uji beda rataan pengaruh aplikasi limbah padat pabrik kertas rokok terhadap pH tanah disajikan pada Tabel 2.
Tabel. 2 Pengaruh Aplikasi Limbah Padat Pabrik Kertas Rokok terhadap pH tanah Ultisol Tambunan A
Perlakuan Rataan
L0 ( 0 g ) 4,518 c
L1 ( 0,4 g ) 4,564 bc
L2 ( 0,6 g ) 4,812 a
L3 ( 0,8 g ) 4,760 ab
Keterangan: angka yang diikuti oleh huruf yang tidak sama berarti berbeda nyata menurut uji DMRT pada taraf 5%.
Dari hasil uji beda rataan pada Tabel 2 menunjukkan bahwa aplikasi limbah padat pabrik kertas rokok pada taraf L0 (0 g) berbeda nyata dengan taraf L2 (0,6 g) dan L3 (0,8 g). Taraf L1 (0,4 g) berbeda nyata dengan L2 (0,6 g) sedangkan L2 (0,6 g) tidak berbeda nyata dengan L3 (0,8 g).
Berdasarkan uji regresi pemberian limbah padat kertas rokok menunjukkan hubungan yang erat dengan pH tanah dapat dilihat pada Gambar 1.
Gambar 1. Grafik Pengaruh Aplikasi Limbah Padat Kertas Rokok terhadap pH Tanah Ultisol
Pada Gambar 1 diperoleh persamaan regresi kuadratik yang menunjukkan
hubungan positif dengan persamaan y = 0,085x2 + 0,295x + 4,505 dengan R2= 0,734. Dari gambar dapat dilihat bahwa semakin tinggi dosis limbah padat
pabrik kertas rokok pada tanah maka meningkatkan pH tanah, dimana pH tertinggi taraf L2 (4,812).
Aluminium yang dapat dipertukarkan (Al-dd) Tanah
Hasil analisis sidik ragam (Lampiran 7) menunjukkan bahwa aplikasi limbah padat pabrik kertas rokok berpengaruh nyata terhadap Al-dd tanah Ultisol Tambunan A.
Hasil uji beda rataan pengaruh aplikasi limbah padat pabrik kertas rokok terhadap Al-dd tanah disajikan pada Tabel 3.
y = 0,085x2+ 0,295x + 4,505 R² = 0,734
4,40 4,50 4,60 4,70 4,80 4,90
0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9
pH tanah
Limbah Padat Kertas Rokok (g)
Tabel. 3 Pengaruh Aplikasi Limbah Padat Pabrik Kertas Rokok terhadap Al-dd
Keterangan: angka yang diikuti oleh huruf yang tidak sama berarti berbeda nyata menurut uji DMRT pada taraf 5%.
Dari hasil uji beda rataan pada Tabel 3 menunjukkan bahwa aplikasi limbah padat pabrik kertas rokok pada taraf L0 (0 g) berbeda nyata dengan taraf
L1 (0,4 g) dan L3 (0,8 g). Taraf L1 (0,4 g) tidak berbeda nyata dengan taraf L2 (0,6 g) dan L3 (0,8 g).
Berdasarkan uji regresi pemberian limbah padat kertas rokok menunjukkan hubungan yang erat dengan Al-dd tanah dapat dilihat pada Gambar 2.
Gambar 2. Grafik Pengaruh Aplikasi Limbah Padat Kertas Rokok terhadap Al-dd Tanah Ultisol
Pada Gambar 2 dapat dilihat persamaan regresi kuadratik y = 0,746x2 - 2,143x + 1,786 dengan R2=0,828. Dari gambar terlihat bahwa
semakin tinggi dosis pemberian limbah padat kertas rokok maka semakin menurunkan Al-dd, dimana Al-dd tertinggi pada taraf L0 (1,827 me/100 g) dan
y = 0,746x2- 2,143x + 1,786
P-tersedia
Hasil analisis sidik ragam (Lampiran 9) menunjukkan bahwa aplikasi limbah padat pabrik kertas rokok berpengaruh nyata terhadap P-tersedia tanah Ultisol Tambunan A.
Hasil uji beda rataan pengaruh aplikasi limbah padat pabrik kertas rokok terhadap P-tersedia tanah disajikan pada Tabel 4.
Tabel. 4 Pengaruh Aplikasi Limbah Padat Pabrik Kertas Rokok terhadap P-tersedia tanah Ultisol Tambunan A
Perlakuan Rataan
... ppm...
L0 ( 0 g ) 9,146 ab
L1 ( 0,4 g ) 5,463 c
L2 ( 0,6 g ) 7,055 bc
L3 ( 0,8 g ) 11,034 a
Keterangan: angka yang diikuti oleh huruf yang tidak sama berarti berbeda nyata menurut uji DMRT pada taraf 5%.
Dari hasil uji beda rataan pada Tabel 4 menunjukkan bahwa aplikasi limbah padat pabrik kertas rokok pada taraf L0 (0 g) tidak berbeda nyata dengan
taraf L2 (0,6 g), L3 (0,8 g) dan berbeda nyata pada taraf L1 (0,4 g). Taraf L1 (0,4 g) berbeda nyata dengan taraf L0 (0 g) dan L3 (0,8 g) namun tidak berbeda
nyata pada taraf L2 (0,6 g) . Taraf L2 (0,6 g) berbeda nyata pada taraf L3 (0,8 g).
Berdasarkan uji regresi pemberian limbah padat kertas rokok menunjukkan hubungan yang erat dengan P-tersedia tanah dapat dilihat pada Gambar 3.
Gambar 3. Grafik Pengaruh Aplikas Limbah Padat Kertas Rokok terhadap P-tersedia Tanah Ultisol Tambunan A
Pada Gambar 3 diperoleh persamaaan regresi kuadratik y = 29x2 - 20,85x + 9,148 dengan R2= 1. Dari gambar dapat dilihat bahwa
semakin tinggi dosis pemberian limbah padat pabrik kertas rokok yang diberikan pada tanah maka meningkatkan P-tersedia, dimana P-tersedia tertinggi pada taraf L3 (11,034 ppm) dan terendah pada taraf L1 (5,463 ppm).
Ca-tukar
Hasil analisis sidik ragam (Lampiran 11) menunjukkan bahwa aplikasi limbah padat pabrik kertas rokok berpengaruh nyata terhadap Ca-tukar tanah Ultisol Tambunan A.
Hasil uji beda rataan pengaruh aplikasi limbah padat pabrik kertas rokok terhadap Ca-tukar tanah disajikan pada Tabel 5.
Tabel. 5 Pengaruh Aplikasi Limbah Padat Pabrik Kertas Rokok terhadap Ca-tukar tanah Ultisol Tambunan A
Perlakuan Rataan
Keterangan: angka yang diikuti oleh huruf yang tidak sama berarti berbeda nyata menurut uji DMRT pada taraf 5%
y = 29x2- 20,85x + 9,148
Limbah Padat Kertas Rokok (g)
Dari hasil uji beda rataan pada Tabel 5 menunjukkan bahwa aplikasi limbah padat pabrik kertas rokok pada taraf L0 (0 g) tidak berbeda nyata dengan
taraf L2 (0,6 g), L3 (0,8 g) dan berbeda nyata pada taraf L1 (0,4 g). Taraf L1 (0,4 g) berbeda nyata dengan taraf L0 (0 g) dan L3 (0,8 g) namun tidak berbeda
nyata pada taraf L2 (0,6 g) . Taraf L2 berbeda nyata pada taraf L3 (0,8 g).
Berdasarkan uji regresi pemberian limbah padat kertas rokok menunjukkan hubungan yang erat dengan Ca-tukar tanah dapat dilihat pada Gambar 4.
Gambar 4. Grafik Pengaruh limbah padat kertas rokok terhadap Ca-tukar tanah Ultisol Tambunan A
Dari Gambar 4 diperoleh persamaan regresi kuadratik yang menunjukkan
hubungan positif dengan persamaan y = 7,809x2 - 3,010x + 0,458 dengan R2 = 0,939. Dari gambar terlihat bahwa semakin tinggi dosis limbah padat pabrik
kertas rokok maka semakin meningkatkan Ca-tukar tanah, dimana Ca-tukar
tertinggi pada taraf L3 (3,2 me/100 g) dan terendah pada taraf L0 (0,408 me/100 g).
K-tukar
Hasil analisis sidik ragam (Lampiran 13) menunjukkan bahwa aplikasi limbah padat pabrik kertas rokok berpengaruh tidak nyata terhadap K-tukar tanah Ultisol Tambunan A disajikan pada Tabel 6.
y = 7,809x2- 3,010x + 0,458
Tabel. 6 Pengaruh Aplikasi Limbah Padat Pabrik Kertas Rokok terhadap K-tukar tanah Ultisol Tambunan A
Perlakuan Rataan
Dari Tabel 6 menunjukkan bahwa aplikasi limbah padat pabrik kertas
rokok tertinggi pada taraf L1 (0,3 me/100 g) dan terendah pada taraf L2 (0,276 me/100 g).
Kejenuhan Al
Hasil analisis sidik ragam (Lampiran 15) menunjukkan bahwa pemberian limbah padat pabrik kertas rokok berpengaruh tidak nyata terhadap kejenuhan Al tanah Ultisol Tambunan A seperti pada Tabel 7.
Tabel. 7 Pengaruh Aplikasi Limbah Padat Pabrik Kertas Rokok terhadap Kejenuhan Al tanah Ultisol Tambunan A
Perlakuan Rataan
Dari Tabel 7 menunjukkan bahwa pengaruh aplikasi limbah padat pabrik kertas rokok tertinggi pada taraf L0 (12,869 %) dan terendah pada taraf L2 (11,244 %).
C-Organik
Hasil analisis sidik ragam (Lampiran 17) menunjukkan bahwa pemberian limbah padat pabrik kertas rokok berpengaruh tidak nyata terhadap kejenuhan Al tanah Ultisol Tambunan A seperti pada Tabel 8.
Tabel. 8 Pengaruh Aplikasi Limbah Padat Pabrik Kertas Rokok terhadap C-organik Tanah Ultisol Tambunan A
Perlakuan Rataan
...% ...
L0 ( 0 g ) 0,882
L1 ( 0,4 g ) 0,93
L2 ( 0,6 g ) 0,844
L3 ( 0,8 g ) 0,9
Berdasarkan Tabel 8 di atas dilihat bahwa perlakuan limbah padat pabrik kertas rokok tertinggi pada perlakuan 0,4 g (L1) dengan rataan 0,93 % dan perlakuan terendah pada perlakuan 0,6 g (L2) dengan rataan 0,844 %.
Pembahasan
Dari hasil analisis diketahui bahwa pemberian limbah padat pabrik kertas rokok berpengaruh nyata dalam meningkatkan pH tanah. Semakin tinggi dosis limbah padat pabrik kertas rokok pada tanah maka pH tanah meningkat, dimana pH tertinggi taraf L2 (4,812). Berdasarkan dinamika pH tanah, kenaikan pH pada tanah Ultisol disebabkan limbah padat kertas rokok yang mengandung (Ca) yang bersifat basa. Adanya kandungan Ca2+ dalam limbah padat pabrik kertas rokok, maka ion-ion Ca aktif bertukar tempat dengan ion-ion hidrogen juga dengan kation-kation lainnya dalam kompleks pertukaran. Ion-ion H larutan yang berasal dari cadangan ini segera dinetralisir oleh bahan alkalin, sehingga hanya sedikit perubahan pH yang terjadi. Menurut Torkashvan (2010), limbah kertas pabrik menyebabkan pH tanah meningkat selama waktu inkubasi tetapi tidak meningkat melebihi pH 8,5. Berdasarkan Rastija dkk (2014), nilai pH tanah menunjukkan respon yang berbeda meskipun jumlah bahan kapur sama. Kelarutan dan ketersediaan nutrisi sangat tergantung pada pH tanah.
Analisa awal limbah padat kertas rokok yaitu CaCO3 limbah tersebut 70,81 % dan pH awal tanah Ultisol 4,51 kriteria masam. Masalah kemasaman tanah yaitu tingginya kandungan Al3+, besarnya CaCO3 limbah tersebut maka berpotensi sebagai kapur untuk memperbaiki beberapa sifat kimia tanah Ultisol.
Berdasarkan Supriyanto (2001) kandungan utama dari sludge adalah pulp dan CaCO3. Berdasarkan Musa dkk (2006), sebagian besar ion-ion H di tanah dalam bentuk asosiasi kuat dengan kompleks koloidal liat/organik. Pada umumnya untuk mengkoreksi kemasaman tanah digunakan kapur, misalnya CaCO3. Hidrogen bergabung dengan ion OH membentuk larutan netral, atau dengan CO3
dan
HCO3
membentuk H2CO3 yang tidak stabil segera berubah menjadi H2O dan CO2, kandungan Ca berpotensi sebagai bahan pengganti kapur.
Pemberian limbah padat pabrik kertas rokok berpengaruh nyata dalam menurunkan Al-dd tanah, semakin tinggi dosis pemberian limbah padat kertas
rokok maka semakin menurunkan Al-dd, dimana Al-dd tertinggi pada taraf L0 (1,827 me/100 g) dan terendah pada taraf L3 (0,428 me/100 g). Limbah padat
kertas rokok tersebut mengandung CaCO3 yang berpotensi dalam mengurangi resiko keracunan aluminium (Al) yaitu dengan netralisasi Aluminium.
Berdasarkan Dedik and Jan (1998), jumlah Al tukar menurun secara drastis dengan penambahan CaCO3 dari 2,43 me/100 g menjadi 2,03 me/100 g. Oleh sebab itu, pengapuran untuk menekan toksisitas Al.
Kandungan Al-dd menurun karena pH tanah meningkat, limbah padat yang dihasilkan oleh industri kertas rokok yang mengandung Ca2+ dapat mengadsorpsi Al3+ pada tanah Ultisol. Berdasarkan Damanik dkk (2011), ion CO32- dari kapur dibutuhkan untuk menghasilkan OH yang dapat menarik Al dari misel (kompleks jerapan), sehingga terbentuk Al(OH)3 yang tidak aktif. Setelah itu ion Ca2+ dapat menempati misel. Pada reaksi tersebut CO32- dari kapur mempunyai kekuatan untuk menarik ion H+ dari membentuk H2CO3, misel yang telah bebas dari ion H segera ditempati oleh ion Ca2+.
Pemberian limbah padat pabrik kertas rokok menunjukkan pengaruh nyata terhadap peningkatan P-tersedia tanah Ultisol Tambunan A. Semakin tinggi dosis pemberian limbah padat pabrik kertas rokok yang diberikan pada tanah maka meningkatkan P-tersedia, dimana P-tersedia tertinggi pada taraf L3 (11,034 ppm) dan terendah pada taraf L1 (5,463 ppm). P-tersedia menurun pada perlakuan 0,4 g
(L1) yaitu 5,463 ppm tetapi meningkat pada dosis 0,8 g (L3) yaitu 11,034 ppm, dengan pH tanah masih dalam kriteria masam dikarenakan adanya sisa asam dari bahan kapur, yaitu ion OH- menyebabkan P-tersedia menurun kemudia meningkat kembali. Jenis P-tersedia yang mendominasi pada tanah masam yaitu H2PO4
-. Oleh sebab itu, meningkatnya P-tersedia masih dalam kriteria rendah..
Berdasarkan Hodges (2000) menyatakan bahwa serapan P terjadi terutama dalam bentuk (ortofosfat) HPO4-2 dan H2PO4-. pH antara 4,3 dan 7,0, mendominasi bentuk H2PO4
-. Berdasarkan Rastija (2014), kandungan ketersediaan fosfor dapat ditingkatkan dengan pengapuran. Meskipun ketersediaan fosfor naik karena pengapuran, namun level masih tetap sangat rendah.
Aplikasi limbah padat pabrik kertas rokok pada taraf L3 (11,034 ppm) menunjukkan P-tersedia maksimum. Hal ini dikarenakan adanya pelarutan P dari Fe-P dan Al-P yang disebabkan pengurang konsentrasi H+ yang dapat memperbaiki sifat kimia tanah Ultisol. Torkashvand (2010), Limbah pabrik kertas adalah senyawa kapur dengan pH tinggi yang awalnya meningkat pH tanah, adanya kapasitas penyangga tanah menyebabkan pH tanah meningkat sewaktu inkubasi. Efek dari pH tanah dan waktu inkubasi secara significant (P ≤ 0,01).
Peningkatan pH dikarenakan aplikasi kapur menyebabkan beberapa pelarutan P dari Fe-P dan Al-P kompleks sehingga meningkatkan ketersediaan P.
Limbah padat kertas rokok mengandung CaCO3 sebanyak 70,81 % dan berpotensi sebagai amelioran dalam bentuk kapur. Pengaruh limbah tersebut dapat menetralisasi ion H dan peningkatan jumlah kalsium yang dapat dipertukarkan, sehingga pH tanah meningkat. OH- yang dihasilkan dari pengapuran akan mengurangi konsentrasi H+ (sumber kemasaman tanah), maka pH tanah
meningkat. Berdasarkan Mukhlis dkk (2011) menyatakan selanjutnya kation Ca2+
akan melakukan reaksi pertukaran dengan kation H+ dan Al3+ yang terabsorbsi dengan permukaan di koloid tanah, dengan reaksi;
- H+ - Ca2+ + H+ - Al3+ + Ca2+ - Ca2+ + Al3+
Ion H+ dan Al3+ yang bebas, setelah dipertukarkan dengan ion Ca2+ , selanjutnya akan dinetralkan oleh sisa asam kapur yaitu ion OH- sehingga tidak mengasamkan tanah lagi.
H+ + OH- H2O Al3+ + OH-
Al(OH)3
Ion H+ bereaksi dengan OH- menjadi H2O yang netral, sedangkan ion Al3+
bereaksi dengan OH- menjadi bentuk padat yang mengendap, Al(OH)3. Dari sekuen reaksi diatas jelaslah bahwa yang menetralkan kemasaman itu adalah sisa asam dari bahan kapur, dalam hal ini adalah ion OH-.
Kalsium tukar tanah maksimum yaitu pada taraf L3 (3,2 me/100 g) dan terendah pada taraf L0 (0,408 me/100 g). Hal ini terjadi karena semakin tinggi pH tanah maka Ca-tukar tanah semakin meningkat . Berdasarkan Nduwumuremyi dkk (2013), defesiensi Ca terjadi apabila <1 cmol kg-1. Namun, penambahan kapur (CaCO3) meningkatkan Ca-tukar tanah 68 % di tanah asam. Sebagian besar Ca berada dalam bentuk larut, namun Ca-tukar berkurang dengan menurunnya pH tanah. Torkashvand (2010), pengaruh limbah padat pabrik kertas sebagai amandemen tanah yaitu sludge yang digunakan mengandung 58,4% CaCO3 dengan inkubasi dilakukan dengan tanah asam. Hasil penelitian menunjukkan potensi limbah pabrik kertas yang digunakan sebagai sumber kapur yang tersedia
tingkat CaCO3 3,6 ton/ha meningkatkan pH dan menurunkan Al tukar dan kejenuhan Al hingga dibawah 10 %. Hal ini membuktikan kapastitas tukar kation yang efektif secara signifikan meningkat ketika pH tanah naik.
Pemberian limbah padat pabrik kertas rokok berpengaruh tidak nyata terhadap K-tukar tanah. Taraf tertinggi L1 (0,3 me/100 g) sedangkan taraf terendah L2 (0,276 me/100 g). Hal ini dikarenakan pada umumnya unsur K sangat sedikit dan sangat peka terhadap pencucian yang sering terjadi pada tanah Ultisol.
Damanik dkk (2011) mengemukakan kalium segera tersedia hanya meliputi 1-2%
dari seluruh jumlah unsur kalium dalam tanah mineral. Dalam bentuk ini kalium dapat diserap oleh tanaman dan peka terhadap pencucian. Serapan kalium dari larutan hara menyebabkan keseimbangan terganggu untuk sementara, dimana bentuk keseimbangan sebagai yaitu K-dapat dipertukarkan bereaksi secara berkeseimbangan dengan K-Larutan tanah.
Berdasarkan analisis diketahui bahwa peningkatan K-tukar berpengaruh tidak nyata dalam tanah karena tidak dipengaruhi oleh pengapuran. Adanya fiksasi kalium yang tinggi di dalam tanah sebagai kendala dalam ketersediaan kalium. Selain itu K-tukar pada tanah tropik, kadar K rendah dengan bahan induknya miskin K dan temperatur yang tinggi. Berdasarkan Nduwumuremyi dkk (2013), Kapur di aplikasi pada tingkat dosis yang terendah 4,2 ton/ha dan 2,8 ton/ha dapat mengurangi kejenuhan Al. Namun, kalium tidak signifikan dipengaruhi oleh aplikasi kapur. Winarso (2005), faktor yang mempercepat pelepasan/pelapukan mineral dan pencucian dikarenakan adanya bahan induk yang miskin K, curah hujan tinggi dan temperatur tinggi.
Dari hasil sidik ragam diketahui bahwa pemberian limbah padat kertas rokok berpengaruh tidak nyata dalam meningkatkan C-organik tanah. Taraf tertinggi L1 (0,93 %) dan taraf terendah L2( 0,844 %). Hal ini disebabkan karena rendahnya analisa awal C-organik limbah padat kertas rokok yaitu 14,84 % tidak mendukung potensi penngkatan C-organik. Limbah padat pabrik kertas rokok didominasi CaCO3 yang tinggi, meskipun limbah padat kertas rokok tersebut berasal dari serat selulosa yang termasuk bahan organik. Hal ini membuktikan bahwa limbah padat kertas rokok sebagai kapur dan bukan sebagai bahan organik.
Supriyanto (2001) menjelaskan bahwa serat selulosa adalah bahan organik yang dapat mempengaruhi sifat-sifat tanah dengan kalsium karbonat (CaCO3) yang cukup tinggi.
Dari hasil sidik ragam diketahui bahwa pemberian limbah padat kertas rokok berpengaruh tidak nyata terhadap penurunan kejenuhan Al. Hal ini dapat di lihat pada taraf tertinggi L0 (12,869 %) dan taraf terendah L1 (11,244 %).
Dikarenakan adanya pH tanah Ultisol termasuk dalam kriteria masam. Adanya pengaruh sisa asam dari bahan kapur. Berdasarkan Nduwumuremyi dkk (2013), kejenuhan basa rendah (<25%) merupakan indikasi dari tanah yang memiliki kemasaman yang tinggi dan mengakibatkan kemampuan Al3+ cukup tinggi untuk menyebabkan fitotoksisitas. Berdasarkan Chimdi dkk (2012), penerapan kapur pertanian ke dalam tanah memberikan kontribusi untuk mengurangi keasaman yang melekat pada tanah melalui kemampuannya untuk menetralkan keasaman.
Penggunaan kapur dapat mengurangi Al-dd, kejenuhan Al sehingga meningkatkan pH tanah dan konsentrasi unsur-unsur hara dasar dalam tanah dan kompleks pertukaran ke tingkat yang dibutuhkan.