1Teknisi Litkayasa Mahir, 2Teknisi Litkayasa Penyelia pada Balai Penelitian Lingkungan Pertanian Jalan Raya Jakenan – Jaken km 5 Jakenan, Pati 59182
Telp. (0295) 385215, Faks. (0295) 381592
E-mail: [email protected]; [email protected]
ABSTRAK
Bahan organik berperan penting dalam meningkatkan kemampuan tanah untuk mendukung pertumbuhan tanaman. Oleh karena itu, penambahan bahan organik ke dalam tanah dilakukan untuk memperbaiki sifat fisik dan kimia tanah. Percobaan ini bertujuan untuk mengetahui kandungan total karbon dan total nitrogen dalam tanah sawah yang telah diberi perlakuan berbagai jenis bahan oraganik. Percobaan dilaksanakan di Laboratorium Balai Penelitian Lingkungan Pertanian pada bulan Februari 2017. Bahan yang digunakan dalam percobaan adalah sampel tanah sawah bekas percobaan dengan empat perlakuan penambahan bahan organik, yaitu kompos, jerami kering, biokompos, dan kontrol (tanpa penambahan bahan organik) dengan tiga ulangan. Takaran bahan organik yang diberikan yaitu 5 t/ha selama satu musim tanam. Alat yang digunakan dalam percobaan adalah bor tanah, cup, cup plate, pinset, timbangan tanah, dan Skalar Primacs TNC Analyzer. Tanah diambil secara komposit pada kedalaman 20 cm dengan menggunakan bor tanah pada masing-masing plot percobaan. Analisis kadar karbon dan nitrogen tanah dilakukan dengan menggunakan TNC Analyzer pada suhu combustion + 1.000 0C selama 10 menit. Hasil percobaan menunjukkan bahwa penambahan bahan organik 5 t/ha meningkatkan kandungan total karbon 2-57% dibandingkan dengan kontrol. Total karbon tertinggi dicapai pada penambahan bahan organik biokompos. Penambahan biokompos juga meningkatkan kandungan total nitrogen sebesar 19% dibandingkan dengan kontrol. Dengan demikian, biokompos merupakan bahan organik yang baik karena dapat meningkatkan kandungan total karbon dan total nitrogen dalam tanah.
Kata kunci: total karbon, total nitrogen, bahan organik
PENDAHULUAN
Tanah merupakan salah satu sumber daya alam yang berperan penting dalam produksi pertanian. Beberapa jenis tanah membutuhkan penambahan bahan organik, baik untuk meningkatkan kandungan unsur haranya (Nuraini 2009) maupun untuk memperbaiki sifat fisiknya (Lawenga 2015), selain sebagai sumber energi bagi biota tanah (Aria et al. 2017). Bahan organik yang sering digunakan sebagai pupuk organik di antaranya adalah kompos kotoran hewan, hijauan legum, jerami padi, dan sisa panen lainnya.
Kompos merupakan bentuk bahan organik yang telah mengalami proses dekomposisi. Standar kualitas kompos berdasarkan SNI 19-7030-2004 adalah memiliki kandungan
karbon 9,80–32% dan kandungan nitrogen 0,40%. Sementara bahan organik yang masuk dalam kategori pupuk organik harus memenuhi syarat mutu SNI.
Jerami padi merupakan sumber bahan organik yang tersedia melimpah setelah panen padi. Setiap hektare pertanaman padi sawah menghasilkan jerami sekitar 5-8 ton, bergantung pada varietas yang ditanam dan tingkat kesuburan tanah (Makarim et al. 2007). Komponen utama jerami padi adalah selulosa, hemiselulosa, lignin, dan protein dalam jumlah kecil sehingga jerami memiliki nilai rasio C/N tinggi. Nilai rasio C/N sangat memengaruhi tingkat dekomposisi bahan organik. Menurut Damanik et al. (2011), bahan-bahan yang mempunyai C/N sama atau mendekati tanah dapat langsung digunakan sebagai pupuk, tetapi bila memiliki C/N tinggi harus didekomposisi dulu sehingga melapuk dengan nilai sebesar 10–12.
Biokompos merupakan campuran dari kompos dan biochar. Biochar yang juga dikenal sebagai arang merupakan materi padat yang terbentuk dari karbonisasi biomassa. Menurut Nurida (2014), aplikasi biochar mampu memperbaiki kualitas fisik dan kimia tanah, serta meningkatkan ketersediaan air tanah. Kandungan karbon dalam biochar dalam bentuk granul, serbuk, dan pelet berkisar antara 26,05-41,83% (Nurida et al. 2010). Selain karbon, biochar juga mengandung fosfor, kalium, dan unsur-unsur mikro lainnya. Percobaan ini bertujuan untuk mengetahui kandungan total karbon dan total nitrogen tanah sawah yang diberi perlakuan berbagai jenis bahan oraganik, yaitu jerami, kompos, dan biokompos.
.
BAHAN DAN METODE Tempat dan Waktu Percobaan
Percobaan dilaksanakan di Laboratorium Balai Penelitian Lingkungan Pertanian di Pati, Jawa Tengah, pada bulan Februari 2017.
Bahan dan Alat Percobaan
Bahan yang digunakan dalam percobaan adalah sampel tanah yang diambil dari bekas percobaan dengan empat perlakuan
Total Nitrogen dan Karbon dalam Tanah Sebagai Dampak Penambahan Berbagai Bahan Organik
(Sri Wahyuni, Suharsih, dan Titi Sopiawati)
pemberian bahan organik, yaitu jerami, kompos, biokompos, dan tanpa perlakuan. Alat yang digunakan untuk mengambil sampel tanah adalah bor tanah, sementara alat untuk analisis tanah adalah cup, cup plate, pinset, timbangan tanah, dan Skalar Primacs TNC Analyzer.
Metode Percobaan
Sampel tanah untuk penentuan kandungan total karbon dan total nitrogen dalam tanah diambil dari plot bekas percobaan dengan empat perlakuan pemberian bahan organik, yaitu kompos, jerami kering, biokompos, dan kontrol (tanpa penambahan bahan organik). Bahan organik digunakan selama satu musim tanam dengan takaran 5 t/ha,
Tanah pada masing-masing plot percobaan diambil secara komposit menggunakan bor pada kedalaman 20 cm. Selanjutnya, sampel tanah dikeringanginkan, dihaluskan, dan ditimbang sebanyak 300 mg dengan tiga kali ulangan (analisis dilakukan triplo). Sampel tanah kemudian dianalisis menggunakan TNC Analyzer pada suhu combustion + 1.000 0C selama 10 menit. Pengukuran total karbon dan total nitrogen dengan metode ini bisa dilakukan secara bersamaan sehingga sekaligus didapat data total karbon dan total nitrogen dalam bentuk persen.
Pengolahan dan Penyajian Data Percobaan Data hasil analisis total karbon dan total nitrogen dibuat rata-rata dari pengulangan triplo masing-masing sampel tanah.
HASIL DAN PEMBAHASAN Kadar Total Karbon
Hasil percobaan menunjukkan bahwa kadar total karbon tertinggi dalam tanah dicapai oleh perlakuan penambahan biokompos, yaitu sebesar 0,94%, atau terjadi peningkatan 57% dibanding kontrol. Sementara kadar total karbon dalam tanah dengan penambahan kompos dan jerami kering berkisar antara 0,61-0,66% atau hanya meningkat 2-10% (Tabel 1).
Tabel 1. Kandungan total karbon dalam tanah dengan perlakuan penambahan beberapa jenis bahan organik
Perlakuan bahan organik Total karbon (%) Standar deviasi
Kompos 0,61 ± 0,06
Jerami kering 0,66 ± 0,10
Biokompos 0,94 ± 0,03
Kontrol (tanpa bahan organik) 0,60 ± 0,04
Pada percobaan ini juga diukur kadar total karbon masing-masing bahan organik yang digunakan. Jerami kering memiliki kandungan total karbon 33,2%, biokompos 15,9%, dan kompos 14,6% (Tabel 2). Hasil analisis ini menunjukkan bahwa peningkatan kandungan total karbon dalam tanah (Tabel 1) tidak sejalan dengan kandungan total karbon dalam bahan organik (Tabel 2). Hal ini diduga karena bahan organik dalam bentuk jerami kering masih mengalami proses dekomposisi sehingga karbon yang terkandung dalam jerami sebagian hilang dalam bentuk CO2. Karbon yang terkandung dalam biochar lebih stabil dibanding dalam kompos sehingga karbon yang tertinggal di dalam tanah lebih tinggi pada perlakuan biochar dibanding kompos. Sarwono (2016) menyatakan biochar merupakan materi yang sangat stabil dan tahan terhadap mikroba pengurai.
Tabel 2. Kandungan total karbon berapa jenis bahan organik
Bahan organik Total karbon (%) SD
Kompos 14,6 0,38
Biokompos 15,9 0,41
Jerami kering 33,2 1,38
Tinggi rendahnya kandungan karbon dalam tanah dipengaruhi beberapa faktor. Hanafiah et al. (2010) menyatakan bahwa karbon dalam tanah dapat hilang melalui evapotranspirasi, terangkut panen, dimanfaatkan oleh biota tanah, dan erosi. Biokompos memiliki kandungan total karbon paling tinggi, diduga karena tanah mendapat tambahan karbon dari biochar atau arang. Hal ini sejalan dengan hasil penelitian Adiriono (2009) bahwa penambahan arang ke dalam tanah meningkatkan karbon yang diikat (fixed carbon) oleh tanah sehingga terjadi peningkatan deposit karbon dalam reservoir dalam bentuk yang stabil dan tidak mudah terdekomposisi. Hasil penelitian Nurida et al. (2010) menunjukkan penambahan pembenah tanah berbahan baku biochar limbah pertanian dalam bentuk serbuk, granul, dan pelet selama satu musim tanam pada tanah kering masam terdegradasi mampu meningkatkan kualitas sifat kimia (C organik, P tersedia, kapasitas tukar kation) dan fisika tanah (berat jenis dan pori air tersedia). Kadar Total Nitogen
Hasil percobaan menunjukkan bahwa kandungan total nitrogen tertinggi terdapat pada perlakuan biokompos, yaitu sebesar 0,43%. Kemudian berturut-turut dihasilkan oleh perlakuan tanpa penambahan bahan organik dan penambahan jerami kering masing-masing sebesar 0,36% ± 0,04, dan 0,31%. Kandungan total nitrogen terendah terdapat pada perlakuan kompos jerami kering, yaitu 0,29% (Tabel 3).
Total nitrogen masing-masing bahan organik berkisar antara 0,87–1,79% (Tabel 4). Kandungan total nitrogen dalam tanah pada perlakuan kompos dan jerami kering lebih kecil dibandingkan dengan perlakuan tanpa bahan organik, yaitu turun sekitar 14–19%. Rendahnya kadar nitrogen tanah pada perlakuan jerami kering dan kompos dikarenakan nitrogen pada bahan organik dimanfaatkan oleh mikroorganisme. Total nitrogen tanah dengan perlakuan kompos lebih rendah dibandingkan dengan perlakuan jerami kering karena kandungan total nitrogen dalam kompos lebih rendah dibandingkan dengan jerami kering, yaitu kompos 1,13% dan jerami kering 1,79% (Tabel 4).
Tabel 3. Kandungan total nitrogen tanah dengan perlakuan penambahan beberapa jenis bahan organik
Perlakuan bahan organik Total nitrogen tanah (%) SD
Kompos 0,29 0,10
Jerami kering 0,31 0,05
Biokompos 0,43 0,04
Kontrol (tanpa bahan organik) 0,36 0,04
Tabel 4. Kandungan total nitrogen beberapa jenis bahan organik
Bahan organik Total nitrogen (%) SD
Kompos 1,13 0,04
Biokompos 0,87 0,04
Jerami kering 1,79 0,07
Tingginya kandungan total nitrogen tanah pada perlakuan biokompos diduga karena selain mendapat tambahan N dari kompos, tanah juga mendapat tambahan N dari biochar. Biokompos merupakan campuran antara kompos dan biochar dengan perbandingan 4:1. Hal ini sejalan dengan hasil penelitian Gani (2009) yang menunjukkan bahwa aplikasi arang atau biochar ke dalam tanah meningkatkan ketersediaan kation utama dan fosfor (P), total nitrogen, dan kapasitas tukar kation (KTK) tanah.
KESIMPULAN
Penambahan bahan organik 5 t/ha pada tanah sawah meningkatkan kandungan total karbon 2-57% dibandingkan tanpa bahan organik. Total karbon tertinggi dicapai pada penambahan biokompos Penambahan biokompos juga meningkatkan kandungan total nitrogen sebesar 19% dibandingkan tanpa biokompos. Biokompos merupakan bahan
organik yang baik karena dapat meningkatkan kandungan total karbon dan total nitrogen dalam tanah.
UCAPAN TERIMA KASIH
Penulis mengucapkan terima kasih kepada Ika Ferry Y. dan Miranti Ariani yang telah melibatkan penulis dalam kegiatan penelitian dan menggunakan sebagian datanya untuk penulisan karya ilmiah ini. Penulis juga mengucapkan terima kasih kepada teman-teman teknisi dan staf laboratorium yang telah membantu dalam penulisan.
DAFTAR PUSTAKA
Adiriono. T. 2009. Pengukuran kandungan karbon (carbon stock) dengan metode karbonisasi pada hutan tanaman jenis Acacia crassicarpa. Tesis. Program Pascasarjana Universitas Gadjah Mada. 152 hlm.
Aria, M., Wawan, and Wardati. 2017. Keragaman makrofauna tanah di bawah tegakan tanaman karet (Havea brasiliensis Muell. Arg) di lahan gambut yang ditumbuhi dan tidak ditumbuhi Mucuna bracteata. Jurnal Online Mahasiswa Fakultas Pertanian 4(1): 1–13.
Damanik, M.M.B., B.E. Hasibuan, Fauzi, Sarifuddin, dan H. Hanum. 2011. Kesuburan Tanah dan Pemupukan. USU Press, Medan.
Gani, A. 2009. Potensi arang hayati sebagai komponen teknologi perbaikan produktivitas lahan pertanian. Iptek Tanaman Pangan 4(1): 33–48.
Hanafiah, A.S., T. Sabrina, dan H. Guchi. 2010. Biologi dan Ekologi Tanah. Fakultas Pertanian, Universitas Sumatera Utara, Medan.
Makarim, A.K., Sumarno, dan Suyanto. 2007. Jerami padi: pengelolaan dan pemanfaatan. Pusat Penelitian dan Pengembangan Tanaman Pangan, Bogor. 61 hlm.
Nuraini. 2009. Pembuatan kompos jerami menggunakan mikroba perombak bahan organik. Buletin Teknik Pertanian 14 (1): 23–26
Nurida, N.L., Sutono, A. Dariah, dan A. Rachman. 2010. Efikasi formula pembenah tanah biochar dalam berbagai bentuk (serbuk, granul, dan pelet) dalam meningkatkan kualitas lahan kering masam terdegradasi. Prosiding Seminar Nasional Sumberdaya Lahan Pertanian. Bogor, 30 November - 1 Desember 2010. Buku II: Konservasi Lahan, Pemupukan, dan Biologi Tanah. Balai Besar Penelitian dan Pengembangan Sumberdaya Lahan Pertanian, Bogor.
Total Nitrogen dan Karbon dalam Tanah Sebagai Dampak Penambahan Berbagai Bahan Organik
(Sri Wahyuni, Suharsih, dan Titi Sopiawati)
Nurida, N.L. 2014. Potensi pemanfaatan biochar untuk rehabilitasi lahan kering di Indonesia. Jurnal Sumberdaya Lahan 8(3): 57–68.
Sarwono, R. 2016. Biochar sebagai penyimpan karbon, perbaikan sifat tanah, dan mencegah pemanasan global: Tinjauan. Jurnal Kimia Terapan Indonesia 18(1): 79–90.