HASIL DAN PEMBAHASAN Hasil
N- total Tanah
Hasil pengukuran N-total tanah dengan pemberian biochar dari beberapa jenis bahan baku pada berbagai waktu inkubasi (2 minggu, 4 minggu, 6 minggu, 8 minggu dapat dilihat pada grafik di bawah ini :
Gambar 2. Grafik pH H-1.11E-16 2O tanah pada berbagai waktu inkubasi
0.005
Keterangan : K0 : Kontrol, K1 : Tandan kosong kelapa sawit, K2 : Batang kelapa sawit, K3 : Pelepah kelapa sawit, K4 : biochar campuran
Gambar 3. Grafik N-total tanah pada berbagai waktu inkubasi
Dari grafik diatas, diketahui bahwa N-total tertinggi terdapat pada waktu inkubasi 2 minggu, diikuti dengan inkubasi 4 minggu, 6 minggu dan waktu inkubasi 8 minggu.
Pemberian biochar dari limbah kelapa sawit berpengaruh nyata terhadap N-total tanah Ultisol. Adapun hasil disajikan pada Tabel 8 berikut :
Tabel 8. Nilai N-total tanah Ultisol akibat pemberian biochar dari beberapa jenis bahan baku
Aplikasi Biochar N-total (%) Kriteria*
K0 (Kontrol) 0,02e Sangat Rendah
K1 (Tandan Kosong Kelapa Sawit) 0,034abcd Sangat Rendah
K2 (Batang Kelapa Sawit) 0,037ab Sangat Rendah
K3 (Pelepah Kelapa Sawit) 0,04a Sangat Rendah
K4 (Campuran) 0,035abc Sangat Rendah
Keterangan : Angka yang diikuti oleh huruf sama berarti tidak berbeda nyata (5%) menurut uji DMRT
*berdasarkan Staf Pusat Penelitian Tanah, 1983 dan BPP Medan, 1982
Dari tabel di atas dapat diketahui bahwa pemberian biochar dari limbah tanaman kelapa sawit berpengaruh nyata terhadap peningkatan % N total tanah Ultisol. N total tanah meningkat sebesar 0,0154% dari perlakuan kontrol dengan aplikasi biochar pelepah kelapa sawit, diikuti dengan biochar batang kelapa sawit dengan peningkatan nilai N total tanah sebesar 0,0119%, kemudian biochar campuran (tandan kosong kelapa sawit, batang kelapa sawit dan pelepah kelapa sawit) dengan peningkatan N total tanah sebesar 0,0105% dari perlakuan kontrol, diikuti dengan biochar tandan kosong kelapa sawit dengan peningkatan N total tanah sebesar 0,0091% dari perlakuan kontrol. Aplikasi terbaik adalah biochar
pelepah kelapa sawit dan semua perlakuan memberikan perbedaan persen N-total yang nyata.
Kapasitas Tukar Kation
Pemberian biochar dari limbah tanaman kelapa sawit berpengaruh nyata terhadap nilai kapasitas tukar kation tanah Ultisol. Adapun hasil disajikan pada Tabel 9 berikut :
Tabel 9. Nilai kapasitas tukar kation tanah Ultisol akibat pemberian biochar dari limbah tanaman kelapa sawit
Aplikasi Biochar KTK (me/100) Kriteria*
K0 (Kontrol) 11,85d Rendah
K1 (Tandan Kosong Kelapa Sawit) 12,43cd Rendah
K2 (Batang Kelapa Sawit) 13,33ab Rendah
K3 (Pelapah Kelapa Sawit) 13,60a Rendah
K4 (Campuran) 13abc Rendah
Keterangan : Angka yang diikuti oleh huruf sama berarti tidak berbeda nyata (5%) menurut uji DMRT
*berdasarkan Staf Pusat Penelitian Tanah, 1983 dan BPP Medan, 1982
Dari tabel di atas dapat diketahui bahwa pemberian biochar dari limbah tanaman kelapa sawit berpengaruh nyata terhadap peningkatan kapasitas tukar kation tanah Ultisol. Kapasitas tukar kation tanah meningkat sebesar 1,75 me/100 dari perlakuan kontrol dengan aplikasi biochar pelepah kelapa sawit, diikuti dengan biochar batang kelapa sawit dengan peningkatan kapasitas tukar kation tanah sebesar 1,48 me/100, kemudian biochar campuran (tandan kosong kelapa sawit, batang kelapa sawit dan pelepah kelapa sawit) dengan peningkatan kapasitas tukar kation tanah sebesar 1,45 me/100 dari perlakuan kontrol, diikuti dengan biochar tandan kosong kelapa sawit dengan peningkatan kapasitas tukar kation tanah sebesar 0,58 me/100 dari perlakuan kontrol. Aplikasi terbaik adalah
biochar pelepah kelapa sawit. Aplikasi biochar tandan kosong kelapa sawit tidak memberikan perbedaan nilai kapasitas tukar kation yang nyata.
Na-tukar
Pemberian biochar dari beberapa jenis bahan baku berpengaruh nyata terhadap nilai Na-tukar tanah Ultisol. Adapun hasil disajikan pada Tabel 10 berikut
Tabel 10. Nilai Na-tukar tanah Ultisol akibat pemberian biochar dari limbah tanaman kelapa sawit
Aplikasi Biochar Na-tukar (me/100)) Kriteria*
K0 (Kontrol) 0,297b Rendah
K1 (Tandan Kosong Kelapa Sawit) 0,34ab Rendah
K2 (Batang Kelapa Sawit) 0,292b Rendah
K3 (Pelepah Kelapa Sawit) 0,30b Rendah
K4 (Campuran) 0,39a Rendah
Keterangan : Angka yang diikuti oleh huruf sama berarti tidak berbeda nyata (5%) menurut uji DMRT
*berdasarkan buku Analisis Tanah Tanaman, Mukhlis (2014)
Dari tabel di atas dapat diketahui bahwa pemberian biochar dari limbah tanaman kelapa sawit berpengaruh nyata terhadap peningkatan nilai Na-tukar tanah Ultisol. Na-tukar tanah meningkat sebesar 0,093 me/100 dari perlakuan kontrol dengan aplikasi biochar campuran (tandan kosong kelapa sawit, batang kelapa sawit dan pelepah kelapa sawit), diikuti dengan biochar tandan kosong kelapa sawit dengan peningkatan Na-tukar tanah sebesar 0,043 me/100, kemudian biochar pelepah kelapa sawit dengan peningkatan Na-tukar tanah sebesar 0,003 me/100 dari perlakuan kontrol. Aplikasi terbaik adalah biochar campuran (tandan kosong kelapa sawit, batang kelapa sawit dan pelepah kelapa sawit). Aplikasi
biochar tandan kosong kelapa sawit, batang kelapa sawit dan pelepah kelapa sawit tidak memberikan perbedaan nilai Na-tukar yang nyata.
Ca-tukar
Pemberian biochar dari limbah tanaman kelapa sawit berpengaruh nyata terhadap nilai Ca-tukar tanah Ultisol. Adapun hasil disajikan pada Tabel 11 berikut
Tabel 11. Nilai Ca-tukar tanah Ultisol akibat pemberian biochar dari limbah tanaman kelapa sawit
Aplikasi Biochar Ca-tukar(me/100) Kriteria*
K0 (Kontrol) 0,34c Sangat Rendah
K1 (Tandan Kosong Kelapa Sawit) 0,44ab Sangat Rendah
K2 (Batang Kelapa Sawit) 0,45a Sangat Rendah
K3 (Pelepah Kelapa Sawit) 0,39abc Sangat Rendah
K4 (Campuran) 0,42abc Sangat Rendah
Keterangan : Angka yang diikuti oleh huruf sama berarti tidak berbeda nyata (5%) menurut uji DMRT
*berdasarkan buku Analisis Tanah Tanaman, Mukhlis (2014)
Dari tabel di atas dapat diketahui bahwa pemberian biochar dari limbah tanaman kelapa sawit berpengaruh nyata terhadap peningkatan nilai Ca-tukar tanah Ultisol. Ca-tukar tanah meningkat sebesar 0,11 me/100 dari perlakuan kontrol dengan aplikasi biochar batang kelapa sawit, diikuti dengan biochar tandan kosong kelapa sawit dengan peningkatan Ca-tukar tanah sebesar 0,11 me/100, diikuti biochar campuran (tandan kosong kelapa sawit, batang kelapa sawit, pelepah kelapa sawit) dengan peningkatan Ca-tukar tanah sebesar 0,08 me/100 dari perlakuan kontrol, diikuti biochar pelepah kelapa sawit dengan
peningkatan Ca-tukar tanah sebesar 0,05 me/100 dari perlakuan kontrol. Aplikasi terbaik adalah biochar batang kelapa sawit. Aplikasi biochar pelepah kelapa sawit dan campuran (tandan kosong kelapa sawit, batang kelapa sawit, pelepah kelapa sawit) tidak memberikan perbedaan nilai Ca-tukar yang nyata.
K-tukar
Pemberian biochar dari limbah tanaman kelapa sawit berpengaruh nyata terhadap nilai K-tukar tanah Ultisol. Adapun hasil disajikan pada Tabel 12 berikut
Tabel 12. Nilai K-tukar tanah Ultisol akibat pemberian biochar dari limbah tanaman kelapa sawit
Aplikasi Biochar K-tukar(me/100) Kriteria*
K0 (Kontrol) 0,21e Rendah
K1 (Tandan Kosong Kelapa Sawit) 0,74abc Tinggi
K2 (Batang Kelapa Sawit) 0,80ab Tinggi
K3 (Pelepah Kelapa Sawit) 0,68abcd Tinggi
K4 (Campuran) 0,95a Tinggi
Keterangan : Angka yang diikuti oleh huruf sama berarti tidak berbeda nyata (5%) menurut uji DMRT
*berdasarkan buku Analisis Tanah Tanaman, Mukhlis (2014)
Dari tabel di atas dapat diketahui bahwa pemberian biochar dari limbah kelapa sawit berpengaruh nyata terhadap peningkatan nilai K-tukar tanah Ultisol.
K-tukar tanah meningkat sebesar 0,74 me/100 dari perlakuan kontrol dengan aplikasi biochar campuran (tandan kosong kelapa sawit, batang kelapa sawit, pelepah kelapa sawit), diikuti dengan biochar batang kelapa sawit dengan peningkatan K-tukar tanah sebesar 0,59 me/100, diikuti biochar kelapa sawit dengan peningkatan K-tukar tanah sebesar 0,53 me/100 dari perlakuan kontrol, diikuti biochar pelepah kelapa sawit dengan peningkatan K-tukar tanah sebesar 0,46 me/100 dari perlakuan kontrol. Aplikasi terbaik adalah biochar campuran
(tandan kosong kelapa sawit, batang kelapa sawit, pelepah kelapa sawit). Semua perlakuan biochar memberikan perbedaan nilai K-tukar yang nyata.
Mg-tukar
Pemberian biochar dari beberapa jenis bahan baku berpengaruh nyata terhadap nilai Mg-tukar tanah Ultisol. Adapun hasil disajikan pada Tabel 13 berikut :
Tabel 13. Nilai Mg-tukar tanah Ultisol akibat pemberian biochar dari limbah tanaman kelapa sawit
Aplikasi Biochar Mg-tukar(me/100) Kriteria*
K0 (Kontrol) 0,53b Rendah
K1 (Tandan Kosong Kelapa Sawit) 0,82a Rendah
K2 (Batang Kelapa Sawit) 0,62b Rendah
K3 (Pelepah Kelapa Sawit) 0,63b Rendah
K4 (Campuran) 0,61b Rendah
Keterangan : Angka yang diikuti oleh huruf sama berarti tidak berbeda nyata (5%) menurut uji DMRT
*berdasarkan buku Analisis Tanah Tanaman, Mukhlis (2014)
Dari tabel di atas dapat diketahui bahwa pemberian biochar dari limbah tanaman kelapa sawit berpengaruh nyata terhadap peningkatan nilai Mg-tukar tanah Ultisol. Mg-tukar tanah meningkat sebesar 0,29 me/100 dari perlakuan kontrol dengan aplikasi biochar tandan kosong kelapa sawit, diikuti dengan biochar pelepah kelapa sawit dengan peningkatan Mg-tukar tanah sebesar 0,10 me/100, diikuti biochar batang kelapa sawit dengan peningkatan Mg-tukar tanah sebesar 0,09 me/100 dari perlakuan kontrol, diikuti biochar campuran (tandan kosong kelapa sawit, batang kelapa sawit, pelepah kelapa sawit) dengan
peningkatan Mg-tukar tanah sebesar 0,08 me/100 dari perlakuan kontrol. Aplikasi terbaik adalah biochar tandan kosong kelapa sawit. Aplikasi biochar batang kelapa sawit, pelepah kelapa sawit dan campuran (tandan kosong kelapa sawit, batang kelapa sawit, pelepah kelapa sawit) tidak memberikan perbedaan Mg-tukar yang nyata.
Kejenuhan Basa
Pemberian biochar dari beberapa jenis bahan baku berpengaruh nyata terhadap nilai kejenuhan basa tanah Ultisol. Adapun hasil disajikan pada tabel 14 berikut :
Tabel 14. Nilai kejenuhan basa tanah Ultisol akibat pemberian biochar dari limbah tanaman kelapa sawit
Aplikasi Biochar Kejenuahan Basa (%)
Kriteria*
K0 (Kontrol) 11,56d Sangat Rendah
K1 (Tandan Kosong Kelapa Sawit) 18,84a Sangat Rendah K2 (Batang Kelapa Sawit) 16,07abc Sangat Rendah
K3 (Pelapah Kelapa Sawit) 14,60cd Sangat Rendah
K4 (Campuran) 18,17ab Sangat Rendah
Keterangan : Angka yang diikuti oleh huruf sama berarti tidak berbeda nyata (5%) menurut uji DMRT
*berdasarkan buku Analisis Tanah Tanaman, Mukhlis (2014)
Dari tabel di atas dapat diketahui bahwa pemberian biochar dari limbah tanaman kelapa sawit berpengaruh nyata terhadap kejenuhan basa tanah Ultisol.
Kejenuhan basa tanah meningkat sebesar 7,28 % dari perlakuan kontrol dengan aplikasi biochar tandan kosong kelapa sawit, diikuti dengan biochar campuran (tandan kosong kelapa sawit, batang kelapa sawit, pelepah kelapa sawit) dengan peningkatan kejenuhan basa tanah sebesar 6,61%, diikuti biochar batang kelapa sawit dengan peningkatan kejenuhan basa tanah sebesar 4,51% dari perlakuan kontrol, diikuti biochar pelepah kelapa sawit dengan peningkatan kejenuhan basa
tanah sebesar 3,04% dari perlakuan kontrol. Aplikasi terbaik adalah biochar tandan kosong kelapa sawit. Aplikasi biochar pelepah kelapa sawit tidak memberikan perbedaan kejenuhan basa yang nyata.
Pembahasan
Pemberian biochar dari limbah tanaman kelapa sawit mampu meningkatkan pH H2O dan pH KCl tanah Ultisol secara nyata. Dari hasil pengamatan pH yang dilakukan secara series atau dua minggu sekali, menunjukkan bahwa nilai pH terbaik terdapat pada inkubasi tanah 2 minggu.
Penurunan pH di setiap minggunya disebabkan oleh respirasi dari mikroorganisme di dalam tanah yang semakin meningkat. Mikroorganisme di dalam tanah melakukan dekomposisi secara terus menerus mengakibatkan karbon diokasi (CO2) dan air sehingga pH tanah semakin menurun (Winarso, 2005). Hal ini sesuai dengan literatur Mukhlis (2014) yang menyatakan bahwa salah satu faktor yang mempengaruhi pH tanah yaitu tekanan parsial CO2, dimana semakin besar CO2 maka pH semakin rendah.
Pemberian biochar limbah tanaman kelapa sawit mampu meningkatkan pH H2O (pH aktual) tanah berturut-turut yaitu biochar batang kelapa sawit 5,65, biochar pelepah kelapa sawit mencapai 5,43, biochar tandan kosong kelapa sawit mencapai 5,37, biochar campuran mencapai 5,35. Peningkatan pH H2O tanah juga didukung oleh pH biochar yang tinggi dengan nilai rat-rata 10,14. Hasil pengukuran pH KCl tanah menunjukkan bahwa biochar batang kelapa sawit mampu meningkatkan pH mencapai 5,66 kemudian diikuti oleh biochar tandan
kosong kelapa sawit mencapai 5,47, kemudian diikuti oleh biochar campuran mencapai 5,36, kemudian diikuti oleh biochar pelepah kelapa sawit mencapai 5,28. Hasil penelitian Lu et al. (2014) menunjukkan bahwa pH tanah meningkat akibat pemberian biochar sejalan dengan tingkat alkalinitas biochar yang diaplikasikan. Dari hasil pengukuran pH H2O dan pH KCl tanah menjelaskan bahwa apabila ion H+ di larutan tanah sudah berkurang (pH aktual naik), maka ion H+ yang ada di kompleks jerapan akan keluar dan menuju ke larutan tanah (pH potensial naik), sehingga konsentrasinya juga berkurang. Ini yang mengakibatkan pH KCl juga meningkat. Penambahan biochar dapat meningkatkan pH pada tanah masam karena adanya peningkatan konsentrasi logam alkali oksida ( Ca2+, Mg2+, dan K+) di biochar yang dapat mengurangi konsentrasi Al3+ didalam tanah.
Peningkatan nilai pH tanah ini juga diakibatkan karena adanya gugus fungsional yang terdapat pada biochar yang mampu mengikat Al3+ dan H+ yang terdapat di larutan tanah, sehingga pH cenderung netral.
Pemberian biochar dari limbah tanaman kelapa sawit mampu meningkatkan N-total tanah Ultisol secara nyata. Dari hasil pengamatan pH yang dilakukan secara series atau dua minggu sekali, menunjukkan bahwa nilai N-total terbaik terdapat pada inkubasi tanah 2 minggu. Penurunan N-total di setiap minggunya disebabkan oleh terjadinya proses denitrifikasi yang mereduksi biokimia nitrat menjadi senyawa gas N2, N2O dan kadang-kadang NO. Hal itulah yang mengakibatkan kehilangan N pada tanah. Hal ini juga berkaitan dengan pH tanah, dimana mikroorganisme denitrifikasi peka terhadap konsentrasi ion H+ pada tanah (Hanafiah dkk., 2009).
Pemberian biochar limbah tanaman kelapa sawit mampu meningkatkan N-total tanah berturut-turut yaitu biochar pelepah kelapa sawit 0,406%, biochar batang kelapa sawit mencapai 0,371%, biochar campuran mencapai 0,357%, biochar tandan kosong kelapa sawit mencapai 0,343%. Peningkatan N-total tanah juga didukung oleh persen N-total biochar yang tinggi hingga 0,812%. Permukaan biochar yang bersifat oksidatif efektif menjerap NH4+ dan NO3- sehingga dapat berpotensi mengurangi pencucian unsur N dalam tanah. Hal ini sesuai dengan penelitian Nguyen et al., (2017) yang menyatakan bahwa pengaplikasian biochar (arang aktif) mampu meningkatkan kelembaban dan pH tanah sehingga menjaga ketersediaan N dan dapat merangsang proses mineralisasi N di dalam tanah. Dari hasil pengamatan yang dilakukan, kandungan N-total tanah tertinggi pada perlakuan biochar berbahan baku pelepah kelapa sawit. Hal ini diakibatkan tingginya kadar protein kasar pada pelepah kelapa sawit mencapai 5,50 % lebih tinggi dibandingkan dengan bagian tanaman kelapa sawit lainnya (Hasil Analisis Laboratorium Ilmu Nutrisi dan Kimia Fakultas Pertanian dan Peternakan Universitas Islam Negeri Sultan Syarif Kasim Riau (2014). Sedangkan pada batang kelapa sawit kadar N sebesar 0,14% (Febrianti, 2012).
Pemberian biochar dari limbah tanaman kelapa sawit mampu meningkatkan nilai kapasitas tukar kation tanah Ultisol secara nyata berturut-turut yaitu biochar pelepah kelapa sawit sebesar 13,60 me/100, biochar batang kelapa sawit 13,33 me/100, biochar campuran 13 me/100, biochar tandan kosong kelapa sawit 12,43 me/100. Peningkatan nilai kapasitas tukar kation tersebut diakibatkan penambahan biochar yang menimimalkan resiko pencucian kation seperti K+ dan NH+. Cheng et al (2006) menyatakan bahwa tingginya muatan negatif yang
dihasilkan dari gugus fungsional (carboxylic dan phenolic) pada permukaan luar partikel dan luas permukaan biochar merupakan penyebab utama tingginya kemampuan adsorbsi kation dari biochar. Sifat tersebut yang berkontribusi menurunkan pencucian kation (Lehmann et al.,2003). Major et al., (2009) menyatakan bahwa tingginya KTK tanah menunjukkan banyaknya kation-kation basa yang dapat ditahan oleh tanah, sehingga memungkinkan tanah semakin subur.
Aplikasi biochar dari limbah tanaman kelapa sawit mampu meningkatkan nilai basa-basa tukar (Na, K, Ca, Mg) secara nyata. Ketersediaan basa tukar seperti natrium, kalium, kalsium dan magnesium tersebut sejalan dengan terjadinya peningkatan nilai pH pada tanah. Dari hasil yang didapatkan, basa tukar tertinggi terdapat pada unsur kalium. Mc.Henry (2009) menyatakan bahwa aplikasi arang mampu menahan kation-kation yang dapat dipertukarkan. Selain karena kation-kation larutan tanah dapat diretensi oleh arang, peningkatan kation tersebut juga berdasarkan fakta bahwa di dalam biochar itu sendiri terdapat komponen abu residu hasil karbonisasi/ pirolisis yang menjadi sumber dari kation-kation basa Ca2+, Mg2+, K+, Na+ (Glaser et al., 2002). Kandungan abu adalah massa dari residu setelah proses karbonisasi/pirosis biomasa. Namun demikian, komposisi dan ketersedian hara pada biochar tergantung pada sifat bahan baku maupun kondisi pirolisis pada saat diproduksi (Chan dan Xu, 2009).
Pemberian biochar dari limbah tanaman kelapa sawit mampu meningkatkan nilai kejenuhan basa tanah Ultisol secara nyata berturut-turut yaitu biochar tandan kosong kelapa sawit sebesar 18,84 me/100, biochar campuran 18,17 me/100, biochar batang kelapa sawit 16,07 me/100, biochar pelepah kelapa
sawit 14,60 me/100. Kejenuhan basa tanah dapat diartikan sebagai persen kompleks/daerah/situs pertukaran kation pada permukaan koloid liat atau bahan organik atau bahan pembenah tanah yang ditempati oleh kation-kation basa.
Peningkatan persen KB tanah merupakan efek dari meningkatnya konsentrasi kation-kation basa (Ca2+, Mg2+, Na, dan K+) dan merupakan indikator meningkatnya kesuburan kimia tanah oleh aplikasi biochar (Siringo-ringo, 2011).
Peningkatan kejenuhan basa ini juga berdasarkan peningkatan pH yang terjadi pada tanah. Kejenuhan basa meningkat 10 kali lipat lebih tinggi setelah penambahan biochar pada tanah bertekstur pasir (sandy soil) dan tanah berlempung (loamy soil) daripada tanah berliat (clayey soil) (Glaser et al., 2002).