3.1. Tempat dan Waktu Penelitian
• Tempat Penelitian
Penelitian dilaksanakan di Kebun Percobaan Balai Penelitian Lingkungan Pertanian (Balingtan) di Jakenan, Pati, Jawa Tengah. • Waktu Penelitian
Penelitian dilakukan pada bulan April-Juli 2008.
3.2. Bahan dan Alat
• Bahan
1. Benih padi dari varietas Batanghari.
2. Gas N2, gas H2, gas Argon, gas standar CH4, CO2, N2O. 3. Aquades.
4. Tanah Gambut.
5. Pupuk N, pupuk P2O5, pupuk K2O.
6. Jerami kering, pupuk kandang, dan dolomit.
• Alat-alat
1. Boks penangkap gas secara manual. 2. Boks penangkap gas otomatis. 3. Jarum suntik.
4. Eh dan pH meter. 5. Elektroda.
6. Gas Kromatografi. 7. Komputer.
8. Tanur Pembakar dan cawan. 9. Grinder.
3.3. Pelaksanaan Penelitian
Penelitian ini menggunakan mikroplot yang diisi dengan tanah gambut dari Kalimantan Selatan. Kurang lebih 9 m3 tanah gambut diangkut untuk
ditempatkan dalam mikroplot tersebut. Tanah gambut diambil sampai kedalaman 30 cm menggunakan cangkul, kemudian ditempatkan dalam karung plastik berukuran 25 kg. Setelah pengepakan, karung berisi tanah gambut segera diangkut menggunakan truk. Contoh tanah gambut ditempatkan pada mikroplot berukuran 1,5 m x 1,5 m x 1 m. Gambar 1 merupakan sketsa bentuk mikroplot yang digunakan untuk penaman padi
Dua belas mikroplot selanjutnya akan disusun seperti yang ditunjukkan dalam Gambar 2 sesuai dengan urutannya yaitu:
(1) Tanpa Amelioran (2) Dolomit (2 ton/ha) (3) Jerami kering (2 ton/ha) (4) Pupuk kandang (2 ton/ha)
Gambar 2. Skema penyusunan perlakuan bahan amelioran 0.75 m
plastik
1.5 m 0.25 m
permukaan tanah
Gambar 1. Mikroplot untuk penanaman padi
1 4 2 3 3 2 4 1 4 1 3 2 III II I U
Semua perlakuan amelioran diberikan 7 hari sebelum tanam. Perlakuan disusun dengan rancangan acak kelompok yang diulang tiga kali. Skema kegiatan penelitian ditunjukkan dalam bagan alir (Gambar 3).
Gambar 3. Bagan alir kegiatan penelitian emisi gas rumah kaca
Mikroplot tersebut ditanami padi varietas Batanghari dengan jarak tanam 20 cm x 20 cm. Bibit padi ditanam pada usia 21 hari setelah sebar (HSS). Pemupukan diberikan berkala dengan dosis pupuk sama untuk semua perlakuan yaitu 90 kg N + 60 kg P2O5 + 60 kg K2O/ha. Pupuk N dan K diberikan 3 kali yaitu saat tanaman berumur 5 hari setelah tanam (HST), 21 HST dan sisanya pada saat tanaman berumur 42 HST. Pupuk P dalam bentuk SP36 diberikan sekali pada saat tanam padi. Hara mikro (Zn) diberikan jika tanaman menunjukkan gejala kahat atau gejala dimana warna daun pada tanaman menjadi kuning. Pengendalian hama dan penyakit dilakukan secara intensif. Pengendalian hama utama lainnya dilakukan dengan penyemprotan insektisida sesuai dengan jenis hama yang berkembang di lapangan. Gambar 4 menunjukkan susunan tanaman padi gambut
Pembuatan mikro-plot
Penanaman dan pemeliharaan padi
Tanah gambut dimasukkan ke dalam mikro-plot
Pengambilan sampel gas CH4, CO2, dan N2O setiap 1
minggu sekali
Sampel gas dianalisis dengan Gas Kromatografi
Hasil Analisis dari Gas Kromatografi
dalam mikroplot dan bagian tanaman yang diambil sebagai parameter seperti perhitungan jumlah anakan, tinggi tanaman, dan potensial redoks.
1 Keterangan:
1. Titik pengamatan parameter tanaman.
2. Potensial redoks (Eh).
3. Boks manual.
4 4. Boks otomatik.
3
1 2
Gambar 4. Susunan tanaman padi gambut dalam mikroplot
Data yang dikumpulkan selama penelitian adalah :
(1) Emisi gas CH4 yang keluar dari tanah gambut langsung diukur menggunakan Sistem Sampling Gas Otomatik. Fluks CH4 diukur secara otomatik yaitu sekali dalam satu minggu selama pertumbuhan tanaman. Pengukuran dilakukan selama satu hari penuh (24 jam). Setiap mikroplot percobaan dipasang boks berukuran 1 m x 1 m x 1 m. Boks terbuat dari fleksiglas yang dilengkapi dengan pompa hidrolik untuk membuka menutupnya tutup boks secara otomatik seperti yang ditunjukkan dalam Gambar 5.
Gambar 5. Boks otomatik penangkap gas CH4
Di dalam boks dilengkapi 2 buah kipas elektrik (24 VCD) untuk mencampur gas atau udara di dalam boks supaya homogen. Sampel udara dari dalam boks dihisap secara otomatik menuju alat gas kromatografi (GC), yang selanjutnya dianalisis konsentrasi gas CH4 nya dengan menggunakan GC yang dilengkapi dengan FID (Flame
Ionisation Detector). Untuk menghitung emisi gas CH4 digunakan rumus: E =
)
2
.
273
(
2
.
273
T
x
mV
mW
x
Ach
Vch
x
dt
dc
+
E : Emisi gas CH4 (mg/m2/hari)
dc/dt : perbedaan konsentrasi CH4 per waktu (ppm/menit) Vch : Volume boks (m3)
Ach : Luas Boks (m2) mW : Berat molekul CH4 (g)
mV : Volume molekul CH4 (22.41 L)
T : Temperatur rata-rata selama pengambilan sampel (0C)
(2) Emisi CO2 dan N2O diukur secara manual setiap satu minggu sekali menggunakan sungkup atau boks dengan ukuran 40 cm x 60 cm x 40 cm yang dapat dioperasikan secara manual seperti dalam Gambar 6.
Gambar 6. Boks manual
Pengambilan sampel untuk CO2 dan N2O dilakukan pada pukul 6 pagi dan tidak dilakukan satu hari penuh. Sampel yang telah diambil kemudian dianalisis dengan analisis sampel gas secara manual.
(3) Berbagai parameter tanaman padi seperti hasil gabah, komponen hasil,
jumlah anakan, bobot jerami, dan lain-lain.
(5) Data perubahan redoks potensial tanah (Eh) dan pH, yang dilakukan
sekali dalam seminggu.
Untuk menghitung total emisi gas rumah kaca selama satu musim tanam digunakan rumus sebagai berikut:
ETotal =
E
x U x (10000 / 1000000)ETotal : Total Emisi CH4 atau CO2 (kg/ha/musim)
E
: Rata-rata emisi harian CH4 atau CO2 (mg/m2/hari) U : Umur tanaman saat dipanen (satu musim tanam)ETotal =
E
x U x (10000 / 1000000000)ETotal : Total Emisi N2O (kg/ha/musim)
E
: Rata-rata emisi harian N2O (µg/m2/hari)3.4. Analisis Serapan Karbon Tanaman
Biomasa tanaman atas (tidak termasuk akar) dikeringkan dengan menggunakan oven pengering. Biomasa yang telah kering kemudian dihancurkan menggunakan mesin grinder hingga halus atau berbentuk serbuk. Berikut adalah urutan kegiatan dalam menganalisis serapan karbon oleh tanaman:
1. Timbang biomas tanaman yang telah dihaluskan, lalu tempatkan dalam cawan yang telah ditimbang bobotnya.
2. Panaskan dalam tanur pembakar sampai 1050 C. Gambar 7 menunjuk- kan tanur pembakar untuk suhu dibawah 2000C. Hal ini dilakukan un- tuk menghitung kadar air yang tersimpan dalam biomas.
Gambar 7. Tanur pembakar 2000 C Gambar 8. Tanur pembakar 9000 C
3. Setelah didinginkan, cawan dan sampel biomas ditimbang untuk mengetahui bobot yang hilang setelah pembakaran.
4. Cawan dan sampel kemudian dimasukkan kembali ke dalam tanur pembakar hingga tanur bersuhu 7000 C, dan sampel telah berubah menjadi abu.
5. Cawan dan sampel ditimbang kembali untuk mengetahui kadar C organik yang tertinggal dalam tanaman. Kadar C organik berbentuk abu. Gambar 8 adalah tanur pembakar hingga suhu maksimal 9000 C.
Untuk menganalisis karbon organik, kadar air, dan kadar abu dari sampel tanaman yang telah diambil menggunakan rumus sebagai berikut:
C-Organik (%) =
⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
−
−
A
C
D
C
: 1.724 * 100 Kadar Air (%) =⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
−
−
A
C
C
B
* 100 Kadar Abu (%) =⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
−
−
A
C
A
D
* 100 Keterangan:A : Bobot Cawan Kosong.
B : Bobot Cawan Kosong + Contoh.
C : Bobot Cawan Kosong + Contoh setelah dipanasi dengan suhu 1050 C.
D : Bobot Cawan Kosong + Contoh setelah dipanasi dengan suhu 7000 C.