DEPARTEMEN ILMU TANAH DAN SUMBERDAYA LAHAN FAKULTAS PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR
2013
SITI MAESAROH
PENGARUH PUPUK, BAHAN ORGANIK, DAN PERAKARAN
TANAMAN JAGUNG (
Zea mays L.)
TERHADAP FLUKS CO
2PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN
SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA*
Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi yang berjudul Pengaruh Pupuk, Bahan Organik, dan Perakaran Tanaman Jagung (Zea mays L.)
terhadap Fluks CO2 pada Inceptisol Darmaga adalah benar karya saya dengan arahan dari komisi pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir skripsi ini.
Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut Pertanian Bogor.
Bogor, Oktober 2013
Siti Maesaroh
ABSTRAK
SITI MAESAROH. Pengaruh Pupuk, Bahan Organik, dan Perakaran Tanaman Jagung (Zea mays L.) terhadap Fluks CO2 pada Inceptisol Darmaga. Dibimbing oleh SUPIANDI SABIHAM dan SETIARI MARWANTO.
Fluks CO2 merupakan komponen penting dalam siklus karbon secara global. Faktor-faktor yang mempengaruhi fluks CO2 dari tanah di antaranya adalah biomassa akar, bahan organik, dan ketersediaan nutrisi. Penelitian ini bertujuan mengetahui fluks CO2 Inceptisol Darmaga dari pengaruh perakaran tanaman jagung (Z. mays), bahan organik, dan pupuk. Metode pengukuran fluks CO2 adalah mengukur fluks CO2 pada sampel yang ada di
polybag dalam skala rumah kaca dengan alat Infrared Gas Analyzer (IRGA) tipe LI-820. Analisis data dilakukan dengan matriks korelasi, regresi linear, dan uji beda. Hasil penelitian menunjukkan bahwa perakaran tanaman jagung meningkatkan fluks CO2 lebih tinggi dibandingkan dengan fluks CO2 dari penambahan pupuk dan bahan organik. Peningkatan fluks CO2 karena pengaruh akar tanaman jagung, bahan organik, dan pupuk terhadap kontrol berturut-turut adalah 98.15%, 66.01%, dan 38.54%. Total rata-rata fluks CO2 pada kontrol (K) selama periode tanam adalah 0.055±0.02 mg/m2/det. Peningkatan fluks CO2 dari perakaran cenderung lebih disebabkan pengaruh akar sekunder. Namun, perbedaan ukuran diameter akar tanaman jagung tidak berkorelasi terhadap fluks CO2. Berdasarkan analisis regresi linear, suhu tanah meningkatkan fluks CO2 pada perlakuan dengan penambahan bahan organik.
Kata kunci: bahan organik, fluks CO2, pemberian pupuk, perakaran tanaman jagung
ABSTRACT
SITI MAESAROH. The Influence of Fertilizers, Organic Matters, and Roots of Corn (Zea mays L.) on CO2 Flux at Inceptisol Darmaga. Supervised by SUPIANDI SABIHAM and SETIARI MARWANTO.
0.055±0.02 mg/m2/det. Of the root diameter and density observed in this research, the secondary roots seem to have strong correlation with CO2 flux compare to other. However, the difference of diameter root sizes is generally not correlated to the CO2 flux. Based on the linear regression analysis, soil temperatures lead to increase CO2 flux on the treatment with the addition of organic matter.
Keywords: corn roots plant, CO2 flux, fertilizer, organic matter
Skripsi
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Pertanian
pada
Departemen Ilmu Tanah dan Sumberdaya Lahan
SITI MAESAROH
DEPARTEMEN ILMU TANAH DAN SUMBERDAYA LAHAN FAKULTAS PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR
2013
PENGARUH PUPUK, BAHAN ORGANIK, DAN PERAKARAN
TANAMAN JAGUNG (
Zea mays L.)
TERHADAP FLUKS CO
2Judul Skripsi : Pengaruh Pupuk, Bahan Organik, dan Perakaran Tanaman Jagung (Zea mays L.) terhadap Fluks CO2 pada Inceptisol Darmaga
Nama : Siti Maesaroh NIM : A14090077
Disetujui oleh
Prof Dr Ir Supiandi Sabiham, MAgr Pembimbing I
Setiari Marwanto, SP MSi Pembimbing II
Diketahui oleh
Dr Ir Syaiful Anwar, MSc Ketua Departemen
PRAKATA
Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT atas segala karunia-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan penelitian dan penulisan karya ilmiah yang berjudul Pengaruh Pupuk, Bahan Organik, dan Perakaran Tanaman Jagung (Zea mays L.) terhadap Fluks CO2 pada Inceptisol Darmaga.
Penulis mengucapkan terima kasih kepada Prof Dr Ir Supiandi Sabiham, MAgr selaku pembimbing utama dan Setiari Marwanto, SP MSi selaku pembimbing anggota atas bimbingan dan motivasi yang diberikan selama kegiatan penelitian dan penulisan karya ilmiah ini. Selain kepada pembimbing saya mengucapkan terima kasih banyak kepada Dr Ir Lilik Tri Indriyati, MSc selaku dosen penguji yang telah memberikan masukan-masukan yang sangat berarti bagi penulisan untuk penyempurnaan karya ilmiah ini. Penulis mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada kedua orang tua penulis yaitu Ibu Suyatmi dan Bapak Rohmadi yang selalu memberikan doa dan motivasi baik moril maupun material kepada penulis. Tidak lupa kepada saudara-saudaraku (Nawar, As’adah dan Abid) atas perhatiannya. Ucapan terima kasih juga penulis sampaikan kepada Mas Habib, teman soiler 46, Al-Ihya, CSS MoRA 46 dan KMNU atas semua doa, dukungan dan perhatiannya yang diberikan kepada penulis.
Penulis banyak mengucapkan terima kasih kepada Program Beasiswa Santri Berprestasi (PBSB) Kementerian Agama RI atas bantuan finansial yang diberikan sehingga penulis bisa menyelesaikan studinya hingga selesai. Semoga karya ilmiah ini bermanfaat.
Bogor, Oktober 2013
DAFTAR ISI
ABSTRAK iv
DAFTAR GAMBAR xii
DAFTAR LAMPIRAN xii
PENDAHULUAN 1
Latar Belakang 1
Tujuan Penelitian 1
Ruang Lingkup Penelitian 1
METODE 2
Waktu dan Tempat Penelitian 2
Bahan 2
Alat 2
Prosedur 2
Pengambilan Sampel Tanah 2
Analisis Pendahuluan 3
Persiapan Penanaman 3
Penanaman, Pemeliharaan, dan Panen Tanaman 3
Pengukuran Fluks CO2 3
Pengukuran Berat Akar Tanaman 4
Pengukuran N-Total dan C-Organik Tanah 4
Analisis Data 4
HASIL DAN PEMBAHASAN 5
Kondisi Umum 5
Pengaruh Pupuk, Bahan Organik, dan Perakaran terhadap Fluks CO2 5 Dinamika Laju Fluks Gas CO2 Mingguan selama Periode Tanam 6
SIMPULAN DAN SARAN 9
Simpulan 9
Saran 9
DAFTAR PUSTAKA 9
LAMPIRAN 10
DAFTAR GAMBAR
1 Peningkaan fluks CO2 selama periode tanam jagung masing-masing Perlakuan dibandingkan dengan kontrol 5 2 Hubungan fluks CO2 pupuk, bahan organik, dan akar tanaman
jagung
6 3 Regresi linear fluks CO2 dengan suhu tanah 8
4 Hubungan suhu tanah dengan suhu udara 8
DAFTAR LAMPIRAN
1 Uji beda fluks CO2 antar perlakuan 11 2 Matriks korelasi fluks CO2 dengan faktor lingkungan pada kontrol (K) K) 3 Matriks korelasi fluks CO2 dengan faktor lingkungan pada kontrol
dengan penambahan pupuk (K + P) 11 4 Matriks korelasi fluks CO2 dengan faktor lingkungan pada kontrol dengan penambahan bahan organik (K + BO) 12 5 Matriks korelasi fluks CO2 dengan faktor lingkungan pada kontrol
dengan penambahan tanaman jagung (K + J) 13 6 Pengukuran fluks CO2 dengan adanya tanaman (a) tanpa tanaman (b)
7 Alat IRGA tipe LI-820 14
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Tanah merupakan sumber utama dan penyerap CO2 yang berperan penting dalam mengatur konsentrasi CO2 atmosfer. Hampir 10% CO2 dari tanah sampai ke atmosfer tiap tahunnya (Raich dan Schlesinger 1992). Meskipun demikian, tanah sebagai tempat berkembangnya biomassa tanaman mampu melakukan sekuestrasi CO2 sebesar 89% (IPCC 2007). Fluks CO2 merupakan indikator yang sensitif dan penting pada suatu ekosistem, termasuk aktivitas yang berkenaan dengan proses metabolisme di tanah, pembusukan sisa tanaman pada tanah, dan konversi bahan organik tanah menjadi CO2 (Rochette et al. 2000). Pelepasan gas CO2 dari tanah ke atmosfer dari berbagai sumber termasuk dari aktivitas pertanian menjadi kajian menarik terkait perhatian dunia terhadap gejala pemanasan global. Faktor-faktor penting yang mempengaruhi fluks CO2 dari tanah adalah biomassa akar, bahan organik, dan ketersediaan nutrisi (Moren dan Lindroth 2000).
Produksi gas CO2 di dalam tanah dan kemampuan tanaman untuk menyerap CO2 salah satunya ditentukan oleh jumlah dan jenis tanaman. Fluks CO2 dari Inceptisol Darmaga dan hubungannya dengan pemberian pupuk dan bahan organik dalam penelitian ini dipelajari melalui parameter agronomis tanaman jagung (Z. mays). Jagung merupakan tanaman C4 dengan hasil pertama dalam fotosintesis di mesofil berupa suatu molekul dengan 4 atom C dan memiliki laju fotosintesis yang tinggi dan efisien dikarenakan tidak adanya fotorespirasi (Gardner et al. 1985).
Tujuan Penelitian
Mengetahui fluks CO2 Inceptisol dari pengaruh perakaran tanaman jagung (Z. mays), bahan organik, dan pupuk.
Ruang Lingkup Penelitian
2
METODE
Waktu dan Tempat Penelitian
Penelitian dilaksanakan dari bulan Oktober 2012 sampai bulan Juni 2013. Penelitian dengan parameter agronomi tanaman jagung (Z. mays)
dikerjakan di rumah kaca Balai Penelitian Tanah, Badan Litbang Pertanian, Bogor. Analisis tanah dilakukan di Laboratorium Kimia dan Kesuburan Tanah, Departemen Ilmu Tanah dan Sumberdaya Lahan, Fakultas Pertanian, Institut Pertanian Bogor (IPB).
Bahan
Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah Inceptisol Darmaga lapisan 0-20 cm. Kalibrasi alat pengukur konsentrasi gas CO2, menggunakan gas standar CO2 550 ppm untuk nilai tertinggi dan kapur soda (soda lime) untuk nilai terendah (0 ppm). Bahan lain yang digunakan antara lain adalah: benih jagung varietas Bima, kompos, air, pupuk dasar (urea, SP-36, dan KCl), furadan, dan bahan kimia untuk keperluan analisis C-organik metode Walkley and Black serta N-total metode Kjeldahl.
Alat
Peralatan utama yang digunakan dalam penelitian ini meliputi Infra Red Gas Analyzer (IRGA) tipe LI-820 dan sungkup gas dari pipa PVC berdiameter 25.5 cm dan tinggi 25 cm. Pengukuran IRGA dilengkapi alat penunjang seperti baterai 12 V, pompa udara 12 V, filter udara, manometer, data logger atau laptop, selang, dan sungkup gas berikut tutupnya. Tutup sungkup untuk penelitian ini dirancang secara khusus untuk digunakan di dalam polybag dan mampu menyesuaikan dengan pertumbuhan batang jagung. Peralatan pendukung lain yang digunakan dalam pengambilan contoh tanah dan analisis di laboratorium di antaranya adalah ring sampel, oven, pipet, erlenmeyar, buret, labu ukur, gelas ukur, timbangan analitis dan lain-lain. Analisis penetuan kadar air kapasitas lapang menggunakan alat:
pressure plate apparatus. Peralatan yang digunakan di rumah kaca antara lain: polybag berdiameter 28 cm, termometer, timbangan, dan gelas ukur.
Prosedur
Pengambilan Contoh Tanah
3
2.54), sedangkan contoh tanah terganggu digunakan untuk analisis pendahuluan dan media tanam.
Analisis Pendahuluan
Tanah yang digunakan untuk keperluan analisis pendahuluan adalah bahan tanah yang telah diayak dengan ayakan berdiameter 2 mm. Bahan tanah tersebut ditetapkan untuk bobot kering mutlak (BKM), kadar air kering udara (KAKU), dan kadar air kapasitas lapang (KAKL). Penetapan BKM dilakukan untuk keperluan penetapan jumlah tanah di polybag. Penetapan KAKL ditetapkan untuk jumlah penyiraman air pada tahap penanaman dan pemeliharaan tanaman. Selain itu, dilakukan analisis pendahuluan tanah lainnya, seperti pH tanah, N-total (%), C-organik, tekstur tanah, dan analisis pupuk dasar.
Persiapan Penanaman
Persiapan penanaman dilakukan dengan penimbangan tanah setara dengan 18 kg BKU/polybag atau 16 kg BKM/polybag. Setelah itu, tanah dalam polybag berdiameter 28 cm diberi perlakuan sebagai berikut:
1. Tanah mineral saja sebagai kontrol (K) 2. Tanah mineral + pupuk (K + P)
3. Tanah mineral + pupuk + jagung (K + P + J) 4. Tanah mineral + bahan organik (K + BO)
5. Tanah mineral + bahan organik + pupuk (K + BO + P)
6. Tanah mineral + bahan organik + pupuk + Jagung (K + BO + P + J). Perlakuan K adalah tanah dengan kandungan C-organik sesuai kondisi aslinya di lapangan (1.75%), sedangkan perlakuan dengan penambahan bahan organik adalah kondisi tanah dengan kandungan C-organik 2%.
Penanaman, Pemeliharaan, dan Panen Tanaman
Benih jagung varietas Bima ditanam pada polybag sebanyak satu benih/polybag. Setelah penanaman, dilakukan pemupukan dasar sesuai dosis rekomendasi dari Kementerian Pertanian yaitu urea 300 kg/ha, SP-36 75 kg/ha, dan KCl 50 kg/ha. Pemupukan dilakukan 2 kali yaitu pada minggu ke-1 dan ke-5 setelah tanam. Pemeliharaan tanaman dilakukan dengan cara penyiraman air untuk menjaga ketersediaan air sekitar KAKL bagi pertumbuhan tanaman jagung. Pemeliharaan ini dilakukan mulai minggu ke 0 hingga 10 MST.
Pengukuran Fluks CO2
Pengukuran fluks CO2 dilakukan pada tanah di dalam polybag
4
udara di atas permukaan tanah tercampur sempurna dengan udara lingkungan sekitarnya. Alat perekam data fluks CO2 diaktifkan setelah tutup sungkup dipasang sempurna di atas sungkup. Perekaman data fluks hanya dilakukan 2.5 menit untuk mengurangi pengaruh tekanan udara di dalam sungkup. Faktor lingkungan lain yang bersamaan waktu mengukurnya adalah suhu tanah, suhu udara, dan suhu udara di dalam sungkup. Perhitungan fluks CO2 mengikuti formula sebagai berikut:
a. Menghitung perubahan konsentrasi CO2 (dCc/dt) berdasarkan grafik linear pengukuran fluks CO2 di lapangan (µmol/mol atau ppm) versus waktu pengukuran (det). Persamaan grafik linear tersebut adalah sebagai berikut:
Y = a x + b, keterangan:
Y : konsentrasi CO2 (µmol/ mol) atau ppm
a : gradien perubahan konsentrasi CO2 (µmol/ mol/det) b : intercept konsentrasi CO2 (µmol/ mol)
x : waktu (det)
b. Menghitung fluks CO2 berdasarkan persamaan berikut (Madsen
et al., 2010): Pengukuran suhu udara dilakukan pada ketinggian satu meter di atas permukaan tanah, sedangkan suhu tanah diukur pada pada kedalaman 5 cm. Parameter suhu tersebut dibaca di tengah waktu pembacaan fluks oleh IRGA untuk memperoleh kondisi lingkungan rata-rata.
Pengukuran Berat Akar Tanaman
Pengukuran berat akar dilakukan setiap minggu mulai dari minggu ke satu setelah tanam (MST) sampai minggu ke sepuluh setelah tanam
5
Pengukuran N-Total dan C-Organik Tanah
Pengukuran N-total dan C-organik tanah menggunakan contoh tanah hasil pembongkaran tanaman pada setiap polybag. Metode yang digunakan dalam Analisis C-organik adalah metode Walkley and Black. Adapun dalam penetapan N-total digunakan metode Kjeldahl.
Analisis Data
Analisis data yang digunakan pada penelitian ini adalah matriks korelasi, regresi linear, dan uji beda.
HASIL DAN PEMBAHASAN
Kondisi Umum
Contoh tanah yang digunakan dalam penelitian ini adalah Inceptisol Darmaga. Inceptisol merupakan jenis tanah yang berkembang dari bahan vulkanik dan memiliki sifat kimia meliputi KTK rendah, KB rendah, pH rendah, bahan organik rendah. Namun demikian tanah ini tergolong subur jika dibandingkan dengan tanah lain di Indonesia (Soepardi 1983). Inceptisol Darmaga memiliki tekstur clay dengan kandungan C-organik 1.75%, N-total 0.18 (%), KTK 20.22 me/100g, KB 33.09%, dan pH 5.00.
Pengaruh Pupuk, Bahan Organik, dan Perakaran terhadap Fluks CO2
Pupuk, bahan organik, dan akar tanaman jagung memberikan peningkatan terhadap fluks CO2 yang berbeda-beda. Pengaruh perakaran lebih ditentukan oleh adanya respirasi akar (Knorr et al. 2008).
Gambar 1 Peningkatan fluks CO2 selama periode tanam jagung masing- masing perlakuan dibandingkan dengan kontrol
6
penambahan pupuk, bahan organik, dan akar secara berturut-turut adalah 0.021±0.010 mg/m2/det, 0.038±0.020 mg/m2/det, dan 0.054±0.020 mg/m2/det.
Setiap perlakuan tunggal atau kombinasi memiliki nilai fluks CO2 yang berbeda. Total rata-rata fluks CO2 selama periode tanam pada kontrol (K), kontrol + pupuk (K + P), kontrol + bahan organik (K + BO), kontrol + memiliki nilai fluks CO2 tertinggi dibandingkan dengan perlakuan yang ditambah pupuk dan bahan organik. Nilai fluks CO2 dari bahan organik memiliki fluks CO2 lebih tinggi daripada fluks CO2 dari pupuk. Akan tetapi, nilai fluks CO2 dari perlakuan kombinasi antara pupuk dan bahan organik memiliki nilai fluks CO2 yang tidak berbeda nyata.
Fluks CO2 dari respirasi akar cenderung disebabkan oleh akar sekunder. Perubahan fluks CO2 dalam tanah karena pengaruh respirasi akar dapat mempengaruhi tingkat CO2 di atmosfer (Schlesinger dan Andrews 2000). Menurut Marwanto (2012) akar kuarter memiliki korelasi positif dengan fluks CO2. Hal ini disebabkan akar kuarter memiliki aktivitas yang tinggi. Namun, hasil penelitian ini menunjukkan bahwa fluks CO2 tidak berkorelasi dengan masing-masing akar total, primer, sekunder, tersier, dan kuarter. Selain parameter agroekosistem yang berbeda dengan penelitian Marwanto (2012), hal ini juga disebabkan lemahnya keterwakilan fluks CO2 pada tiap contoh yang diukur selama 2.5 menit setiap minggu, sementara dinamika fluks CO2 itu sendiri sangat tinggi. Bobot kering total rata-rata akar pada perlakuan yang ditanami jagung adalah 1.470±0.826 g. Bobot kering total rata-rata akar primer, sekunder, tersier, dan kuarter secara berturut-turut adalah 0.413±0.184 g, 0.134±0.026 g, 0.532±0.217 g, dan 1.319±0.405 g.
Dinamika Fluks Gas CO2 Mingguan Selama Periode Tanam
Fluks CO2 pada setiap perlakuan selama periode tanaman memiliki nilai fluktuasi yang berbeda-beda.
7
Fluks CO2 awal pengukuran pada kontrol dan perlakuan dengan penambahan bahan organik di minggu inkubasi memiliki kisaran nilai yang tidak jauh berbeda. Hal ini menunjukkan bahwa faktor lingkungan (suhu tanah, suhu udara, dan suhu udara dalam sungkup, dan C/N) di Inceptisol yang berpengaruh terhadap produksi gas CO2 dalam kondisi homogen. Pengukuran pada masa inkubasi dilakukan saat semua media tanam belum ditambah pupuk dan benih jagung. Pada minggu ke-9 pada kontrol (K), perlakuan tanah dengan penambahan bahan organik (K + BO), dan tanah dengan penambahan pupuk (K + P) terjadi kenaikan fluks CO2. Hal ini dikarenakan tingginya suhu udara pada saat pengukuran fluks dilakukan. Pada minggu ke-0 dan ke-5 pada perlakuan dengan penambahan pupuk menujukkan peningkatan fluks CO2. Hal ini dikarenakan pada minggu tersebut dilakukan pemupukan urea. Treseder (2008) menyatakan pemupukan nitrogen tidak hanya berpotensi untuk menambah emisi N2O, tetapi juga mampu menambah emisi gas CO2. Menurut Chu et al. (2007) menyatakan bahwa pemupukan nitrogen dapat meningkatkan respirasi akar karena adanya peningkatan pertumbuhan tanaman yang mengarah ke total emisi gas CO2 lebih tinggi. Fluks CO2 yang ada di antara tanah dan atmosfer
disebabkan adanya pemupukan N baik organik atau anorganik (Ding et al.
2007). Menurut Iqbal et al. (2009) aplikasi pupuk nitrogen dapat
menyebabkan peningkatan produksi gas CO2. Fluks CO2 pada kontrol
memiliki nilai kisaran fluks CO2 terendah, sedangkan perakaran jagung memiliki kisaran fluks paling tinggi. Perubahan salah satu faktor seperti suhu tanah, suhu udara, dan proses dekomposisi pada setiap minggu sangat mempengaruhi fluks CO2.
Fluks CO2 pada masing-masing perlakuan selama periode tanam dipengaruhi (P < 0.05) oleh faktor lingkungan (suhu tanah, suhu udara, dan suhu udara dalam sungkup, dan C/N) yang berbeda-beda. Fluks CO2 pada perlakuan dengan penambahan pupuk (K + P) tidak berkorelasi dengan N-total. Fluks CO2 pada K + P berkorelasi positif (r= 0.59) dengan suhu udara dalam sungkup. Fluks CO2 dari perlakuan tanah yang ditanami tanaman jagung tidak berkorelasi dengan peubah apapun termasuk diameter akar. Fluks CO2 pada perlakuan dengan penambahan organik (K + BO) berkorelasi positif dengan C-organik (r= 0.67) dan suhu tanah (r= 0.78).
Pada perlakuan tanah dengan penambahan bahan organik (K + BO) meskipun tidak signifikan nilai fluks CO2 berkorelasi negatif dengan C/N (r = -0.303). Artinya, di dalam perlakuan ini terjadi pelapukan bahan organik. Jiang et al. (2011) menyatakan bahwa fluks CO2 pada tanah Calcicorthic
Aridisoldi Cina Utara berkorelasi negatif dengan C/N rasio. Adanya
penurunan C/N selama periode tanam mempengaruhi peningkatan fluks CO2. Penurunan C/N rasio menunjukkan adanya pelapukan bahan organik. Pelapukan merupakan proses pembakaran atau oksidasi. Menurut Stevenson (1982) perombakan bahan organik menghasilkan garam-garam tersebut mudah larut dan mudah hilang dalam air drainase atau diserap tanaman seperti Ca2+, Mg2+, K+. Selain itu, perombakan bahan organik memiliki sejumlah hasil sampingan seperti NH3, H2S, CO2, asam organik .
8
tersebut tidak terlihat pada rekaman data mingguan akibat dinamika fluks CO2 yang tinggi dan sangat dipengaruhi peubah lingkungan lain. Gas CO2 dari respirasi akar yang ditangkap/terdeteksi oleh alat IRGA juga tergantung sifat tanah seperti tekstur, struktur, dan porositas. Fluks CO2 pada perlakuan tanah dengan penambahan bahan organik dipengaruhi suhu tanah yang terlihat dari nilai R2= 0.609.
Gambar 3 Regresi linear fluks CO2 dengan suhu tanah
Hasil penelitian menunjukkan bahwa suhu tanah selama periode pengukuran telihat fluktuatif. Rata-rata total suhu tanah selama periode pengukuran yaitu 32.35±2.89oC. Lessard et al. (1994) menyatakan bahwa peningkatan suhu tanah akan berbanding lurus dengan peningkatan fluks CO2 atau fluks CO2. Namun, respon fluks CO2 tanah terhadap suhu berbeda tergantung pada kisaran suhu dan jenis ekosistem (Lloyd dan Taylor 1994). Suhu tanah secara langsung mempengaruhi pertumbuhan tanaman, kelembaban tanah, aerasi, aktivitas mikroorganisme tanah dalam proses enzimatik dan dekomposisi serasah atau sisa tanaman serta ketersediaan hara-hara tanaman. Aktivitas ini sangat terbatas pada suhu dibawah 10 oC, laju optimum aktivitas biota tanah yang menguntungkan terjadi pada suhu 18-30 oC. Suhu tanah pada perlakuan tanah dengan penambahan bahan organik berkorelasi positif (r = 0.68) dengan suhu udara. Suhu udara merupakan salah satu faktor lingkungan yang secara tidak langsung berpengaruh terhadap fluks CO2.
9
Berdasarkan analisis uji beda, fluks CO2 pada kontrol berbeda nyata terhadap fluks CO2 dari bahan organik dan respirasi akar namun tidak berbeda nyata terhadap fluks CO2 dari pupuk. Uji beda menunjukkan fluks CO2 dari respirasi akar berbeda nyata dengan fluks CO2 dari bahan organik dan pupuk. Fluks CO2 dari pupuk dan bahan organik tidak berbeda nyata.
SIMPULAN DAN SARAN
Simpulan
Fluks CO2 dari respirasi akar tanaman jagung serta bahan organik dan pupuk terhadap kontrol berturut-turut sebesar 98.15%, 66.01%, dan 38.54%. Peningkatan fluks CO2 dari perakaran cenderung lebih disebabkan pengaruh respirasi akar sekunder. Namun, perbedaan masing-masing diameter akar (primer, sekunder, kuarter, dan tersier) tanaman jagung tidak berkorelasi terhadap fluks CO2.
Saran
Pengukuran fluks CO2 sebaiknya dilakukan dengan selang waktu yang lebih rapat dan intensif (kontinu), sehingga dapat diketahui faktor-faktor yang mempengaruhi fluks CO2 secara lebih teliti. Perlu juga diamati peubah yang lain seperti mikroorganisme tanah.
DAFTAR PUSTAKA
Chu H, Hosen Y, Yagi K. 2004. Nitrogen oxide emissions and soil microbial properties as affected by N-fertilizer management in a
Japanese Andisol. Soil Sci Plant Nutr 50:287–292.
Ding W, Meng L, Yin Y, Cai Z, Zheng X. 2007. CO2 emission in an
intensively cultivated loam as affected by long-term application of
organic manure and nitrogen fertilizer. Soil Biol Biochem 39:669–
679.
Gardner FP, Brent P, Mitchell R. 1985. Fisiologi Tanaman Budidaya. Herawati Susilo, penerjemah. Jakarta (ID): UI Press. Terjemahan dari: Physiology of Crop Plants.
IPCC. 2007. Climate Change 2007: Contribution of Working Group III to the Fourth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change [Metz B, Davidson OR, Bosch PR, Dave R, Meyer LA. (eds)] Cambridge University Press, Cambridge, United Kingdom and New York, NY, USA. 515 p.
Iqbal J, Hu R, Lin S, Hatano R, Feng M, Lu L, Ahamadou B, sDu L. 2009.
CO2 emission in a subtropical red paddy soil (Ultisol) as affected by
straw and N fertilizer applications: A case study in Southern China.
10
Knorr KH, Oosterwoud MR, Bloudau. 2008. Experimental drought alters rates of soil respiration and methanogenesis but nit carbon exchange
in soil of a temperete fen. Soil and Biochemistry 40:1781-1791.
Lessard R et al. 1994. Methane and carbon dioxide fluxes from poorly drained adjacent cultivated and forest sites. Canadian Journal of Soil Science 74(2):139-146.
Jiang L, Xingguo Han, Ning Dong, Yanfen Wang, Paul Kardol. 2011. Plant species effects on soil carbon and nitrogen dynamics in a temperate
steppe of northern China. Plant Soil 346:331–347.
Lloyd J, Taylor JA. 1994. On the temperature dependence of soil respiration. Funct. Ecol. 8:315–323.
Madsen R, Xu L, Classen B, Dermitt D. 2010. Surface monitoring method
for casron capturea and storage project. Energy Procedia
1:2161-2168.
Marwanto S. 2012. Kontribusi daerah perakaran kelapa sawit terhadap fluks
CO2 dilahan gambut kecamatan Sei Gelam, Kabupaten Muaro
Jambi, Provinsi Jambi [Tesis]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor.
Moren AS, Lindroth A. 2000. Carbon Dioxide Exchange at The Forest Floor in a Boreal Black Spruce Ecosystem. Agricultural and Forest meteorology.
Raich JW, Schleingser WH. 1992. The global carbon dioxide flux in soil respiration and its relationship to vegetation and climate. Tellus B
44:81-99.
Rochette P, Angers DA, Cote. 2000. Soil carbon and nitrogen dynamics following application of pig slurry for the 19th consecutive year: I. carbon dioxide fluxes and microbial biomass carbon. Soil Sci. Soc. Am. J 64:1389-1395.
Schlesinger WH, Andrews JA. 2000. Soil respiration and the global carbon cycle. Biogeochemistry 48:7–20.
Soepardi G.1983. Dasar-dasar Ilmu Tanah. Bogor (ID): IPB Press.
Stevenson FJ. 1982. Humus Chemistry. Genesis, Composition, Reactions. Department of Agronomy. New York (Al): University of Illinois.
Treseder KK. 2008. Nitrogen additions and microbial biomass: a
11
LAMPIRAN
Lampiran 1 Uji beda fluks CO2 antar perlakuan Paired Differences Keterangan : diuji pada taraf 5%.
Lampiran 2 Matriks korelasi antara fluks CO2 dengan faktor lingkungan Keterangan: * Angka yang diberikan tanda (*) adalah nyata pada taraf α 5%. Lampiran 3 Matriks korelasi antara fluks CO2 dengan faktor lingkungan
pada perlakuan kontrol + pupuk (K + P)
12
Lampiran 4 Matriks korelasi antara fluks CO2 dengan faktor lingkungan pada perlakuan kontrol + bahan organik (K + BO)
Fluks CO2
Suhu tanah
Suhu udara
Suhu udara dalam sungkup
C N C/N
Fluks CO2 1
Suhu tanah 0.78* 1
Suhu udara 0.32 0.68* 1 Suhu udara
dalam sungkup
0.44 0.80* 0.93* 1
C 0.67* 0.37 -0.02 0.03 1
N 0.5 0.19 -0.11 -0.01 0.11 1
1
Lampiran 5 Matriks korelasi antara fluks CO2 dengan faktor lingkungan pada perlakuan kontrol dengan penambahan tanaman jagung (K+J) Keterangan: * Angka yang diberikan tanda (*) adalah nyata pada taraf α 5%.
14
Lampiran 6 Pengukuran fluks CO2 dengan adanya tanaman (a) tanpa tanaman (b)
Lampiran 7 Alat IRGA tipe LI-820
15
Lampiran 8 Klasifikasi diameter akar tanaman jagung
Akar primer (Ø > 5) mm Akar sekunder (Ø 2.5-5) mm
16
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan pada tanggal 27 April 1990 di Pati, Jawa Tengah. Penulis adalah anak ketiga dari empat bersaudara dari pasangan Bapak Rohmadi dan Ibu Suyatmi.
Pendidikan SMA diselesaikan di MA Raudlatul Ulum Guyangan Trangkil Pati pada tahun 2009. Penulis diterima sebagai mahasiswa di Institut Pertanian Bogor melalui jalur Program Beasiswa Santri Berprestasi (PBSB) tahun 2009 sebagai mahasiswa Ilmu Tanah dan Sumberdaya Lahan (ITSL), Fakultas Pertanian Institut Pertanian Bogor (2009-2013).
