PENGARUH DOSIS PUPUK UREA DAN SP-36 TERHADAP
DEKOMPOSISI BAHAN GAMBUT
HANA MUKHLISATUN NISA
DEPARTEMEN ILMU TANAH DAN SUMBERDAYA LAHAN FAKULTAS PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR
PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN
SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA
Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul Pengaruh Dosis Pupuk Urea dan SP-36 terhadap Dekomposisi Bahan Gambut adalah benar karya saya dengan arahan dari dosen pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apapun 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.
ABSTRAK
HANA MUKHLISATUN NISA. Pengaruh Dosis Pupuk Urea dan SP-36 terhadap Dekomposisi Bahan Gambut. Dibimbing oleh GUNAWAN DJAJAKIRANA dan BASUKI SUMAWINATA.
Pemanfaatan lahan gambut di Indonesia saat ini meningkat seiring dengan semakin berkurangnya lahan produktif untuk kegiatan pertanian. Namun perkembangan kegiatan tersebut terhambat karena isu pembukaan dan pemanfaatan lahan gambut dapat meningkatkan emisi Gas Rumah Kaca (GRK). Penurunan muka air tanah dan pemberian pupuk pada lahan gambut seringkali dikorelasikan langsung dengan kehilangan gambut akibat peningkatan dekomposisi gambut yang melepaskan CO2 ke atmosfer. Disamping itu, pentingnya peranan mikrob seringkali tidak dipertimbangkan padahal peranan mikrob dalam dekomposisi bahan gambut sangat vital dalam hal total aktivitasnya. Aktivitas mikrob dipengaruhi oleh berbagai faktor seperti nutrisi, pH, kelembaban, dan kandungan senyawa beracun pada lahan gambut. Penelitian ini dilakukan untuk mengetahui pengaruh unsur hara N dan P terhadap aktivitas mikrob dan dekomposisi bahan gambut berkaitan dengan emisi CO2 yang dihasilkan. Aktivitas mikrob dicerminkan dari populasi bakteri dan fungi (metode cawan tuang) dan serta kaitannya dengan respirasi tanah (metode stoples).
Hasil penelitian menunjukkan respirasi tertinggi berasal dari serasah. Hal ini disebabkan pada serasah daun Acacia crassicarpa masih terdapat banyak nutrisi dan sumber energi yang dapat dimanfaatkan oleh mikrob sehingga aktivitas mikrob pun meningkat. Hal ini menandakan bahwa kontribusi CO2 yang tinggi dihasilkan dari dekomposisi serasah dibandingkan dengan yang dihasilkan dari dekomposisi bahan gambut. Aktivitas mikrob dan dekomposisi bahan gambut tertinggi ditunjukkan pada penambahan pupuk N yang dilihat dari populasi mikrob dan respirasi yang lebih tinggi dibandingkan penggunaan pupuk N dengan pupuk P. Hasil ini menunjukkan unsur hara N yang menjadi faktor pembatas dari aktivitas mikrob (tanpa mengabaikan peran unsur hara N dan P untuk mikrob) sebagai sumber hara dan pertumbuhannya.
ABSTRACT
HANA MUKHLISATUN NISA. The Effect of Urea and SP-36 fertilizer on Peat Material Decomposition. Supervised by GUNAWAN DJAJAKIRANA and BASUKI SUMAWINATA.
Recently, reclamation of peatlands in Indonesia increase as the decreasing of arable land. However, the development of these activities are obstructed by the increasing of GHG emission’s issue on peatland. The decreasing of ground water levels and addition of fertilizer on peatland is often simply interpreted as peat loss due to increase of decomposition on peat which release CO2 to atmosphere. Besides that, the role of microbes are rarely considered regardless their importance role in the process with respect to their activity. Microbes activity were affected by various factors such as nutrients, pH, moisture, and toxic compounds in peatland. This research was done to find out the effect of nitrogen and phosphor compound on microbes activity and peat material decomposition in relation with its carbon dioxide’s emission. Soil Microbes activity were reflected by population of bacteria and fungi (Plate count method) and their relation with soil respiration (Jar method).
The results of this research showed that highest respiration value of peat was due to litter decomposition. This because of litter from Acacia crassicarpa leaves were still contain a lot of nutrients and energy source that can still be utilized by microbes, so that microbes activity increased. This indicates that great contribution of CO2 being released by litter decomposition as compared with that produced by peat material decomposition. The highest microbes activity and peat material decomposition were shown in nitrogen fertilizer’s application and it was observed by higher microbes population and soil respiration than nitrogen plus phosphorus fertilizer’s applications. This result showed that the limiting factor of microbes activity is nitrogen (without omitting the role of nitrogen and phosphorus nutrient for microbes) as its nutrient source and growth.
Skripsi
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Pertanian
pada
Departemen Ilmu Tanah dan Sumberdaya Lahan
PENGARUH DOSIS PUPUK UREA DAN SP-36 TERHADAP
DEKOMPOSISI BAHAN GAMBUT
DEPARTEMEN ILMU TANAH DAN SUMBERDAYA LAHAN FAKULTAS PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR
2014
Judul Skripsi :Pengaruh Dosis Pupuk Urea dan SP-36 terhadap Dekomposisi Bahan Gambut
Nama :Hana Mukhlisatun Nisa NIM :A14090087
Disetujui oleh
Dr Ir Gunawan Djajakirana, MSc Pembimbing I
Dr Ir Basuki Sumawinata, M.Agr Pembimbing II
Diketahui oleh
Dr Ir Baba Barus, MSc Ketua Departemen
PRAKATA
Puji syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT atas segala kasih dan karunia-Nya kepada kita semua. Berkat rahmat dan kemudahan-Nya penulis dapat menyelesaikan perkuliahan, penelitian dan penulisan skripsi ini. Judul yang dipilih dalam penelitian yang dilaksanakan sejak bulan Juni 2013 ini ialah Pengaruh Dosis Pupuk Urea dan SP-36 terhadap Dekomposisi Bahan Gambut.
Pada kesempatan ini penulis ingin mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada :
1. Dr Ir Gunawan Djajakirana, MSc dan Dr Ir Basuki Sumawinata, M.Agr selaku dosen pembimbing skripsi yang senantiasa memberikan bimbingan, saran, dan fasilitas selama penelitian dan penyusunan skripsi;
2. Dr Ir Suwardi, M.Agr selaku penguji dalam sidang skripsi yang telah memberikan masukan dan saran;
3. Dr Ir Suwardi, M.Agr bersama Dr Ir Gunawan Djajakirana, MSc, dan Dr Ir Basuki Sumawinata, M.Agr yang telah membantu dalam pengambilan contoh tanah gambut;
4. Bapak Iwan Gustiawan dan Ibu Ety Suhaeti yang selalu memberikan dukungan, semangat, dan kasih sayang serta do’a yang tak henti untuk keberhasilan penulis;
5. Laboran yang telah membantu penelitian;
6. Seluruh pihak yang telah membantu penulis saat penelitian yang tidak dapat penulis sebutkan satu persatu.
Semoga karya ilmiah ini bermanfaat bagi para pembaca dan dapat dijadikan bahan acuan untuk penelitian selanjutnya.
DAFTAR ISI
DAFTAR TABEL xii
DAFTAR GAMBAR xii
DAFTAR LAMPIRAN xii
PENDAHULUAN 1
Latar Belakang 1
Tujuan 1
Hipotesis 2
METODE PENELITIAN 2
Waktu dan Tempat Penelitian 2
Bahan dan Alat 2
Pelaksanaan Penelitian 2
HASIL DAN PEMBAHASAN 4
Respirasi Tanah Berdasarkan Bahan Penyusun Gambut 4 Respirasi Tanah Berdasarkan Variasi Dosis Pupuk Urea dan SP-36 6 Korelasi Bahan Penyusun Gambut dengan Pupuk Urea dan SP-36 terhadap
Respirasi Tanah 9
Dekomposisi Bahan Gambut 11
KESIMPULAN DAN SARAN 13
Kesimpulan 13
Saran 13
DAFTAR PUSTAKA 13
LAMPIRAN 15
xii
DAFTAR TABEL
1. Dosis Perlakuan Pupuk Urea dan SP-36 3
2. Jenis dan Metode Analisis 4
3. Data Sifat Kimia dan Biologi Perlakuan Variasi Bahan Penyusun
Gambut 5
4. Data Sifat Biologi Perlakuan Variasi Dosis Pupuk Urea dan SP-36 8 5. Nilai Respirasi (H+50) Perlakuan Pupuk Tunggal dan Kombinasi
Pupuk SP-36 9
6. Nilai Respirasi (H+50) Perlakuan Kombinasi Dosis Pupuk Urea dan
SP-36 10
7. Data Pengukuran Sifat Kimia Variasi Dosis Pupuk Urea dan SP-36 11
DAFTAR GAMBAR
1. Pengaruh Berbagai Bahan Penyusun Gambut terhadap Respirasinya 5 2. Pengaruh Penambahan Pupuk Urea dan SP-36 terhadap Respirasi
Bahan Gambut 6
3. Pengaruh Penambahan Dosis SP-36 terhadap Respirasi Bahan Gambut 7 4. Pengaruh Penambahan Dosis Pupuk Urea dan SP-36 terhadap
Respirasi Bahan Gambut 7
5. Respirasi Kumulatif Perlakuan Dosis Pupuk dan Bahan Penyusun
Gambut 12
DAFTAR LAMPIRAN
1. Data Rataan Pengukuran Respirasi Variasi Bahan Penyusun Gambut 15 2. Data Rataan Pengukuran Respirasi Perlakuan Pupuk Urea dan SP-36 15 3. Data Rataan Pengukuran Analisis Kimia Bahan Gambut Berdasarkan
Perlakuan Dosis Pupuk Urea dan SP-36 15
4. Data Pengukuran Analisis Kimia dan Biologi Tanah Gambut, Bahan Gambut Kasar, Serasah, Pupuk Urea dan Pupuk SP-36 16 5. Data Pengukuran Sifat Kimia Bahan Gambut Berdasarkan Perlakuan
Dosis Pupuk Urea dan SP-36 16
6. Data Pengukuran Sifat Kimia Bahan Gambut Berdasarkan Perlakuan
Pupuk Urea dan SP-36 17
7. Data Pengukuran Sifat Kimia Bahan Gambut Berdasarkan Perlakuan
Dosis Pupuk SP-36 17
8. Gambar (a) Bahan Gambut Halus Ayakan 5 mm, (b) Bahan Gambut
Kasar, (c) Serasah 18
1
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Pemanfaatan lahan gambut untuk kegiatan pertanian dan perkebunan skala besar meningkat disertai perkembangan teknologi pemanfaatannya. Namun teknologi pemanfaatan lahan gambut seperti pengelolaan air dan manajemen pemupukan diduga dapat meningkatkan emisi Gas Rumah Kaca (GRK). Banyak ahli berpendapat penurunan muka air tanah pada lahan gambut akan meningkatkan emisi CO2, semakin dalam air tanah diturunkan (didrainase) maka emisi semakin besar (Hooijer et al. 2010, Jauhianen et al. 2011). Para ahli juga mengungkapkan bahwa kegiatan pemupukan akan memacu terjadinya dekomposisi bahan gambut yang akan melepaskan emisi CO2 dalam jumlah besar (Maswar 2011).
Seiring dengan adanya anggapan tersebut, telah banyak penelitian skala lapang mengenai emisi CO2 pada lahan gambut. Penelitian Hooijer et al. (2010) yang mengungkapkan penurunan air tanah 100 cm menghasilkan emisi sebesar 91 ton CO2/ha/tahun. Hal sama terlihat dalam penelitian Maswar (2011) menunjukkan emisi yang dihasilkan pada lahan gambut yang didrainase dan diberi pupuk sebesar 84-180 ton CO2/ha/tahun (hutan, kelapa sawit, dan Hutan Tanaman Industri). Hasil penelitian-penelitian tersebut menunjukkan emisi CO2 yang tinggi akibat penurunan muka air tanah (drainase) dan manajemen pemupukan.
Sebagian besar penelitian mengenai emisi gambut ini lebih memfokuskan proses dekomposisi dilihat dari reaksi kimia dan fisika saja. Padahal proses dekomposisi merupakan proses biokimia yang melibatkan beberapa faktor, seperti faktor fisik (kedalaman, pH, iklim, temperatur, dan kelembaban); faktor kimia dari bahan organik; dan faktor biologi. Faktor biologi berkaitan dengan keanekaragaman fauna tanah dan aktivitas mikrob. Adanya peran aktivitas mikrob (bakteri dan fungi) pada proses dekomposisi ini kurang mendapat perhatian pada penelitian-penelitian sebelumnya. Sehingga pada penelitian ini lebih difokuskan pada proses dekomposisi yang dilihat dari faktor biologinya.
Penelitian laboratorium ini dilakukan untuk mengetahui pengaruh pemberian nutrisi dan kondisi kadar air optimum terhadap tingkat dekomposisi bahan gambut. Dilihat dari aktivitas mikrob terkait dengan emisi CO2 yang dihasilkan. Tingginya aktivitas mikrob dapat diindikasikan dari populasi mikrob yang dikaitkan dengan nilai respirasinya. Semakin banyak jumlah mikrob dalam tanah maka semakin besar nilai respirasinya. Kehilangan CO2 akibat proses respirasi menjadi indikasi terjadinya dekomposisi bahan organik dalam memperoleh energi yang dibutuhkan.
Tujuan
Berdasarkan latar belakang yang diuraikan di atas, tujuan penelitian ini adalah : 1. Mengetahui pengaruh penambahan bahan penyusun gambut dan pupuk
(urea dan SP-36) terhadap nilai respirasi pada kondisi kadar air optimum. 2. Mengetahui faktor pembatas dari aktivitas mikrob bahan gambut.
2
Hipotesis
1. Penambahan unsur hara makro (N dan P) mempengaruhi aktivitas mikrob bahan gambut (nilai respirasi dan populasi mikrob).
2. Penambahan unsur hara makro (N dan P) mempengaruhi dekomposisi bahan gambut.
METODE PENELITIAN
Waktu dan Tempat Penelitian
Penelitian ini dilakukan dari bulan Juni 2013 sampai Januari 2014 di Laboratorium Bioteknologi Tanah, Laboratorium Pengembangan Sumberdaya Fisik lahan, dan Laboratorium Kesuburan Tanah, Departemen Ilmu Tanah dan Sumberdaya Lahan, Fakultas Pertanian, Institut Pertanian Bogor. Contoh bahan tanah berasal dari areal perkebunan Hutan Tanaman Industri (HTI) Acacia crassicarpa PT Bukit Batu Hutani Alam (BBHA), Provinsi Riau.
Bahan dan Alat
Bahan yang digunakan dalam penelitian ini ialah contoh bahan tanah gambut tanpa diayak, bahan tanah gambut terganggu yang lolos saringan 5 mm, serasah, bahan gambut kasar, KOH 1N, dan HCl 1N untuk respirasi tanah. Bahan tanah gambut 5 mm, serasah, dan bahan gambut kasar untuk analisis mikrob. Bahan tanah gambut 2 mm untuk analisis Basa-basa (Ca, Mg, Na, K). Bahan tanah gambut 0.5 mm untuk analisis C-organik, P total, N total. Peralatan yang digunakan meliputi alat pengambilan contoh tanah, Jar tertutup untuk respirasi dan peralatan pendukung lain seperti autoklaf, laminar air flow, cawan petri, erlenmeyer, pipet, tabung reaksi, jarum ose, bunsen, timbangan digital, AAS, Flamefotometer, dan Spektrofotometer UV-VIS.
Pelaksanaan Penelitian
Penelitian ini dilakukan dalam beberapa tahap yaitu, pengambilan contoh bahan tanah, persiapan contoh bahan tanah, perlakuan contoh bahan tanah, pengukuran respirasi, analisis kimia, dan analisis biologi. Parameter yang diamati pada penelitian ini adalah laju respirasi yang dihasilkan pada tahap inkubasi.
Pengambilan Contoh Bahan Tanah. Contoh bahan tanah diambil menggunakan sekop (cangkul). Bahan tanah gambut diambil secara komposit pada kedalaman 0-20 cm. Kemudian bahan tanah dimasukkan ke dalam karung. Pengambilan contoh tanah disertai pengambilan contoh serasah.
3
Perlakuan Contoh Bahan Tanah. Perlakuan kombinasi bahan gambut dan penyusunnya terdiri dari empat perlakuan utama, yaitu 100% Gambut (G); 90% Gambut halus dan 10% Bahan gambut kasar (GB); 90% Gambut halus dan 10% Serasah (GS); 80% Gambut halus, 10% Bahan gambut kasar, dan 10% Serasah (GBS). Setiap perlakuan ini ditambahkan tiga perlakuan utama yaitu, perlakuan pupuk urea dan SP-36 (secara tunggal), perlakuan satu level dosis pupuk urea dengan tiga level dosis pupuk SP-36, dan perlakuan empat level dosis pupuk urea dan SP-36 (Tabel 1).
Tabel 1. Dosis Perlakuan Pupuk Urea dan SP-36
Perlakuan 100% G 90% G : 10% B 90% G : 10% S 80% G : 10% B :
Pengukuran Respirasi. Respirasi tanah diukur dengan metode Jar (stoples). Metode ini merupakan salah satu cara mengetahui tingkat aktivitas mikrob tanah. Bahan tanah dimasukkan ke dalam wadah kedap udara (stoples tertutup). Lalu ditambahkan air destilasi sesuai kadar air yang diinginkan (85% dari Kadar air kapasitas lapang) dan ditambahkan mikrob tanah ke dalam perlakuan. Hal ini perlu dilakukan untuk menjaga jumlah populasi mikrob bahan tanah gambut karena sebelum diberi perlakuan bahan tanah dikeringudarakan terlebih dahulu untuk mendapatkan kadar air yang diinginkan. Wadah tertutup tersebut telah dilengkapi 10 ml KOH 1 N dan 25 ml air destilasi (H2O). Penetapan respirasi didasarkan pada jumlah CO2 yang dihasilkan mikroorganisme selama masa inkubasi, kemudian CO2 diikat oleh larutan KOH. Setiap perlakuan diinkubasi selama 10 hari sekali sampai konstan. Lalu dititrasi menggunakan HCl dengan indikator PP dan Mo.
4
dengan panjang gelombang 660 nm. Analisis kimia awal meliputi, C-organik, N-total, P-tersedia, P total, dan Basa-basa (Ca, Mg, Na dan K) diekstrak dengan Amonium Asetat pH 7.0, lalu unsur Ca dan Mg diukur menggunakan AAS dan unsur Na dan K diukur menggunakan Flamefotometer. Analisis Kimia akhir meliputi, C-organik, N total, P total. Contoh tanah yang dipakai adalah contoh bahan tanah kering udara yang lolos saringan 0.5 mesh (500 mikron).
Tabel 2. Jenis dan Metode Analisis
Analisis Metode
Populasi Mikrob Plate Count
Analisis biologi. Pengukuran ini dilakukan menggunakan contoh bahan tanah terganggu pada awal analisis (sebelum perlakuan) dan contoh bahan tanah yang telah diberi perlakuan dosis pupuk dan kadar air (85% Kadar air kapasitas lapang) pada minggu ketiga (H + 30) dan terakhir setelah diukur respirasinya (H + 50-80). Perhitungan populasi mikrob menggunakan metode cawan tuang. Populasi mikrob dihitung jumlah koloni yang tumbuh pada media SEA (Soil Extract Agar) untuk bakteri dan media PDA (Potato Dextros Agar) untuk fungi.
HASIL DAN PEMBAHASAN
Respirasi Tanah Berdasarkan Bahan Penyusun Gambut
Hasil pengukuran respirasi tanah pada berbagai komposisi bahan gambut disajikan pada Gambar 1. Nilai respirasi tiap perlakuan cenderung menurun seiring dengan lamanya waktu inkubasi hingga mencapai kondisi konstan. Nilai respirasi tertinggi pada inkubasi pertama ditunjukkan oleh perlakuan GBS sebesar 446.8 mg C CO2/kg/hari, lalu diikuti perlakuan GS 399.9 mg C CO2/kg/hari, perlakuan G 195.4 mg C CO2/kg/hari, kemudian perlakuan GB 166.1 mg C CO2/kg/hari (Lampiran 1). Tingginya respirasi GBS dikarenakan adanya peran kombinasi serasah dan bahan gambut kasar dalam proses respirasi. Berdasarkan Gambar 1 dapat diketahui material utama penyumbang respirasi CO2 bukan berasal dari bahan gambut halus, namun dari serasah dan bahan gambut kasar. Hal ini sejalan dengan hasil penelitian Vien et al. (2010) menyatakan pelepasan CO2 tertinggi dari lahan gambut berasal dari dekomposisi dan aktivitas fauna pada serasah.
5
bahwa dalam proses dekomposisi bahan gambut, peran serta serasah sangatlah penting.
Pada respirasi G dan GB tidak menunjukkan perbedaan yang signifikan (Gambar 1). Hal ini disebabkan bahan gambut kasar tidak terlalu berpengaruh terhadap proses respirasi. Bahan gambut kasar pada penelitian ini didefinisikan sebagai bahan penyusun gambut berupa kayu yang hampir atau sudah melapuk tetapi masih terlihat strukturnya (Lampiran 8).
Perbedaan bahan gambut kasar dengan serasah terlihat dari bentuk karbon yang terdapat dalam komponen tersebut. Walau kandungan C-organik tidak berbeda jauh antara serasah dan bahan gambut kasar (Lampiran 4), namun bentuk karbon yang mudah didekomposisi lebih banyak pada serasah. Serasah dapat dikatakan jauh lebih segar dibandingkan bahan gambut kasar, sehingga masih banyak karbon dan nutrisi lain dalam serasah yang dapat dirombak dan dimanfaatkan oleh mikrob.
Berdasarkan Tabel 3 perbandingan jumlah mikrob dan fungi pada inkubasi hari ke-30 ditunjukkan aktivitas mikrob yang tinggi pada keadaan cukup hara (GS).
Tabel 3 Data Sifat Kimia dan Biologi Perlakuan Variasi Bahan Penyusun Gambut
Sampel G GB GS GBS
* Analisis kimia dan biologi akhir perlakuan GS dan GBS dilakukan pada hari ke-80
6
Serasah daun A. crassicarpa mengandung unsur hara yang cukup tinggi (Lampiran 4), sehingga aktivitas dekomposisi dan aktivitas fauna sebagian besar berada pada lapisan serasah dengan tujuan untuk mengkonversi bahan organik menjadi energi dan senyawa sederhana seperti karbon, nitrogen, fosfor, belerang, kalium dan lain-lain. Perbandingan analisis biologi pada akhir inkubasi menunjukkan penurunan jumlah total mikrob dan fungi dibandingkan dengan analisis biologi saat H+30 (Tabel 3). Penurunan jumlah total mikrob dan fungi berkorelasi dengan nilai respirasi yang semakin menurun.
Respirasi Tanah Berdasarkan Variasi Dosis Pupuk Urea dan SP-36
Hasil pengukuran respirasi tanah berdasarkan perlakuan pupuk (urea dan SP-36) disajikan pada Gambar 2, Gambar 3, dan Gambar 4. Perlakuan penambahan pupuk secara tunggal menunjukkan peningkatan laju respirasi pada perlakuan penambahan pupuk urea dibandingkan dengan N0P0 (kontrol), N0P1, dan N1P1. Pada Gambar 2 ditunjukkan pengaruh pupuk urea sangat signifikan dalam meningkatkan nilai respirasi dibandingkan dengan perlakuan N0P1 dan N1P1. Kebutuhan mikrob akan unsur N diduga lebih besar dibandingkan kebutuhan mikrob akan unsur P. Bila membandingkan respirasi mikrob perlakuan N1P1 lebih besar dibandingkan dengan N0P0 (kontrol) dan N0P1. Hal ini dikarenakan ada pengaruh penambahan pupuk urea pada perlakuan N1P1. Sedangkan pada perlakuan respirasi N0P1 menunjukkan nilai respirasi yang cenderung seragam dengan respirasi N0P0 yaitu, sebesar 177.2 mg C-CO2/kg/hari dan 160.4 mg C-CO2/kg/hari (Lampiran 2). Hasil ini menunjukkan aplikasi pupuk P (N0P1) tidak begitu berpengaruh meningkatkan nilai respirasi mikrob sejak awal inkubasi. Hal ini diduga karena pada perlakuan N1P0 kebutuhan mikrob akan unsur P sudah cukup tanpa adanya penambahan pupuk P. Sedangkan pada perlakuan N0P1, mikrob kekurangan unsur hara N (tidak ada sumber nitrogen lain).
Hasil respirasi perlakuan kombinasi pupuk urea dengan pupuk SP-36 menunjukkan dosis pupuk SP-36 yang paling rendah memberikan hasil respirasi yang lebih tinggi dibandingkan perlakuan lain. Gambar 3 menunjukkan hasil respirasi perlakuan N1P0.5 lebih tinggi dibandingkan perlakuan N1P1dan N1P1.5. Penggunaan sedikit pupuk SP-36 berperan dalam meningkatkan hasil respirasi. Menurut Stevenson (1994), perbandingan kebutuhan C:N:P mikroorganisme yang
7
optimum adalah 100:10:1. Mikroorganisme membutuhkan lebih banyak nitrogen untuk kelangsungan hidupnya dibandingkan fosfor. Walaupun jumlah kebutuhan mikroorganisme akan unsur P lebih sedikit, namun peran unsur tersebut tidak dapat diabaikan begitu saja. Unsur P berperan dalam pembentukan asam nukleat dan fosfolipid sedangkan unsur N memiliki peranan yang sangat penting dalam pembentukan asam nukleat, asam amino dan enzim-enzim.
Pada Gambar 4 ditunjukkan nilai respirasi semakin besar (awal inkubasi) pada perlakuan tertinggi dosis pupuk urea dan SP-36 yaitu perlakuan 1.5[N1P1] sebesar 281.5 mg C CO2/kg/hari dibandingkan dengan perlakuan N0P0 (kontrol) sebesar 160.4 mg C CO2/kg/hari (Lampiran 2). Respirasi N0P0 (kontrol) membuktikan bahwa bahan tanah gambut miskin unsur hara, karena mikrob membutuhkan cukup unsur hara sebagai sumber energi. Pada Gambar 4 terlihat grafik penurunan nilai respirasi yang tidak stabil. Hal ini diakibatkan terurainya senyawa lignin menjadi bahan yang mudah di dekomposisi oleh fungi. Lalu hasil dekomposisi lignin diurai kembali oleh bakteri. Pada kondisi di alam, lignin sangat resisten terhadap degradasi mikrob (Arora et al. 2002). Fungi merupakan salah satu mikroorganisme yang mampu mendegradasi lignin (Singh 2006).
Pada Tabel 4 terlihat populasi mikrob berkorelasi positif terhadap tingginya respirasi. Pada penambahan pupuk N dan P secara tunggal, jumlah total mikrob dan fungi tertinggi ditunjukkan pada perlakuan N1P0. Tingginya populasi mikrob Gambar 3 Pengaruh Penambahan Dosis SP-36 terhadap Respirasi Bahan
Gambut
8
pada perlakuan N1P0 erat hubungannya dengan jumlah kebutuhan N bagi mikrob tanah. Perlakuan N0P1 menunjukkan jumlah total mikrob dan fungi terendah dibandingkan N0P0 (kontrol) dan perlakuan N0P1 (Tabel 4). Hal tersebut makin menguatkan pendapat bahwa penambahan unsur hara makro N meningkatkan aktivitas mikrob yang dilihat dari populasi mikrob dan nilai respirasinya.
Tabel 4 Data Sifat Biologi Perlakuan Variasi Dosis Pupuk Urea dan SP-36
Perlakuan Total mikrob Fungi Total Mikrob* Fungi *
Cfu 106/ g (H+30) Cfu 106/ g (akhir)
Jumlah total mikrob pada perlakuan empat level dosis urea dan SP-36 serta perlakuan N1 dengan tiga level dosis SP-36 menunjukkan hasil yang berbeda dibandingkan perlakuan pupuk tunggal. Hal ini dilihat pada Tabel 4 jumlah total mikrob dan fungi (H+30) perlakuan 1.5[N1P1] menunjukkan nilai lebih rendah dibandingkan perlakuan N0P0 (kontrol). Hal yang sama terjadi pada jumlah total mikrob perlakuan N1P1 lebih rendah dibandingkan perlakuan N1P0.5 dan N1P1.5. Hal ini disebabkan karena pengamatan yang dilakukan memiliki selang waktu sedangkan masa pertumbuhan tiap mikrob berbeda (fluktuatif). Sehingga pengamatan mikrob tidak selalu mengambarkan aktivitas yang terjadi selama selang waktu tersebut. Perlu dilakukan pengamatan berkala untuk mengetahui aktivitas mikrob secara pasti. Dugaan lain karena adanya interaksi negatif antar jenis mikrob yang berbeda yang menyebabkan populasi mikrob berkurang saat dilakukan pengamatan jumlah mikrob.
9
Korelasi Bahan Penyusun Gambut dengan Pupuk Urea dan SP-36 terhadap Respirasi Tanah
Terdapat korelasi antara perlakuan pupuk secara tunggal dan perlakuan dosis SP-36 dengan perlakuan G, GB, GS dan GBS (Tabel 5). Korelasi positif ditunjukkan pada perlakuan pupuk urea N1P0 dengan komposisi perlakuan G, GB, GS dan GBS terlihat dari respirasinya yang meningkat rata-rata 3.0-7.0 kali lebih besar dibandingkan kontrol. Penambahan pupuk SP-36 tidak menunjukkan korelasi positif dengan perlakuan G, GB, GS dan GBS bila dibandingkan perlakuan tanpa pupuk N0P0 (nilai respirasi tidak berbeda jauh).
10
dengan perlakuan G dan GB tidak memberikan pengaruh nyata terhadap peningkatan laju respirasinya. Hal ini terjadi karena respirasi mikrob yang tinggi didukung oleh nutrisi yang cukup dari serasah dan pemberian pupuk urea.
Hal sama terjadi pada korelasi perlakuan kombinasi dosis pupuk urea dan SP-36 pada perlakuan G, GB, GS, dan GBS terlihat pada Tabel 6. Pada Tabel 6 ditunjukkan penambahan dosis pupuk urea dan SP-36 pada kombinasi GS dan GBS meningkatkan laju respirasi rata-rata 1.5-1.7 kali lebih besar dibandingkan perlakuan GS dan GBS tanpa pupuk. Sehingga bisa dikatakan terjadi korelasi positif antara penambahan pupuk dengan kombinasi G, GB, GS dan GBS. Namun pengaruh terbesar terlihat pada korelasi pupuk dengan komposisi GS dan GBS. Tabel 6 Nilai Respirasi (H+50) Perlakuan Kombinasi Dosis Pupuk Urea dan
SP-36
11
Dekomposisi Bahan Gambut
Tingkat dekomposisi dapat dilihat dari C/N rasio, semakin tinggi C/N rasio maka semakin rendah tingkat dekomposisi yang terjadi. Pada Tabel 7 ditunjukkan tingkat dekomposisi yang lambat dengan kondisi kelembaban baik (85% kadar air kapasitas lapang) di setiap perlakuan G, GB, GS dan GBS. Perlakuan G menunjukkan C/P rasio tertinggi dibandingkan perlakuan lain. Hasil penelitian ini mematahkan pernyataan bahwa ketika gambut didrainase (kondisi oksidatif) maka terjadi peningkatan emisi CO2 akibat aktivitas mikroorganisme aerob. Hal ini sejalan Tan (2008) yang menyatakan bahwa tanah gambut khususnya gambut tropika di Indonesia berasal dari timbunan sisa-sisa vegetatif (vegetasi hutan rawa gambut, terutama dari pepohonan). Penelitian Djajakirana et al. (2012) juga menyatakan hal yang sama, bahwa lahan gambut tropis adalah sisa dekomposisi bahan tanaman berkayu sebagai bahan induk tanah gambut. Sehingga bahan tanah gambut pada penelitian ini lebih banyak mengandung material (sumber karbon) yang sulit diurai oleh mikrob tanah.
Pada tiga perlakuan utama dosis pupuk urea dan SP-36 terlihat pada Tabel 7 menunjukkan C/N rasio yang beragam antara 20-60. C/N rasio yang rendah mengindikasikan dekomposisi bahan gambut meningkat sehingga penambahan dosis pupuk N dan P mempengaruhi dekomposisi bahan gambut. Nilai C/N rasio yang beragam dipengaruhi oleh penambahan dosis pupuk N yang berbeda sehingga mempengaruhi hasil analisis N total.
Tabel 7 Data Pengukuran Sifat Kimia Variasi Dosis Pupuk Urea dan SP-36
Perlakuan C/N C/P Respirasi kumulatif Total Mikrob Fungi
12
menarik terkait C/N dan C/P rasio sebagai penentu tingkat dekomposisi bahan gambut. C/N dan C/P rasio pada penelitian ini tidak dapat dijadikan acuan tunggal untuk melihat dekomposisi bahan gambut.
Pada Gambar 5 ditunjukkan nilai respirasi kumulatif berdasarkan dosis pupuk dan komposisi bahan gambut. Respirasi kumulatif merupakan penjumlahan nilai respirasi CO2 dari awal inkubasi sampai respirasi konstan (asumsi bobot isi 0.1 g/cm3 pada kedalaman 20 cm). Nilai tertinggi ditunjukkan oleh perlakuan GBS sebesar 17.72 ton C-CO2/ha/tahun. Pada perlakuan GS juga menunjukkan nilai respirasi kumulatif yang tinggi bila dibandingkan perlakuan G dan GB. Rendahnya nilai respirasi kumulatif membuktikan bahan gambut halus dan bahan gambut kasar mengandung sedikit bahan organik yang mudah diuraikan oleh mikrob tanah. Walaupun kandungan C-organik G dan GB lebih besar dibandingkan GS dan GBS (Lampiran 4). Bahan organik dalam perlakuan G dan GB lebih banyak menggandung lignin yang sulit didekomposisi. Perlakuan kombinasi bahan gambut dengan bahan penyusunnya belum mewakili komposisi gambut pada lingkungan sebenarnya. Perlakuan ini membuktikan bahwa penambahan bentuk sumber makanan yang lebih segar (serasah lebih segar bila dibandingkan bahan gambut kasar) mempengaruhi dekomposisi bahan gambut. Sehingga dekomposisi bahan gambut yang diakibatkan oleh aktivitas mikrob lebih terpusat pada serasah dibandingkan bahan tanah gambut sendiri.
Respirasi kumulatif tertinggi ditunjukkan pada perlakuan N1P0 (tunggal) sebesar 21.35 ton C-CO2/ha/tahun. Hasil tersebut menunjukkan tingginya pengaruh pupuk urea terhadap aktivitas mikrob yang terlihat dari populasi mikrob dan respirasinya. Perlakuan pupuk SP-36 (N0P1) tidak berkorelasi positif dengan respirasi kumulatifnya. Hal ini dapat terjadi karena tidak adanya suplai unsur hara N sebagai sumber energi dan pertumbuhan bagi mikrob. Pada perlakuan tiga level dosis pupuk SP-36 terlihat bahwa respirasi kumulatif yang tinggi terjadi pada perlakuan N1P0.5. Hasil respirasi kumulatif perlakuan empat level dosis pupuk urea dan SP-36 menunjukkan jumlah karbon yang hilang tiap dosis yang berbeda tidak terlalu besar selisihnya. Respirasi kumulatif perlakuan 0.25[N1P1] tidak berbeda jauh dengan perlakuan 0.5[N1P1]. Hal ini diduga dosis pupuk urea belum cukup untuk memenuhi nutrisi yang dibutuhkan oleh mikrob untuk metabolismenya. Pada perlakuan 1.0[N1P1] dan 1.5[N1P1] juga menunjukkan hal
13
yang sama, tidak terjadi peningkatan CO2 yang dilepas bahkan cenderung menurun (17.59 ton C-CO2/ha/tahun dibandingkan 17.39 ton C-CO2/ha/tahun). Hal ini diduga karena adanya faktor penghambat lain seperti kekurangan unsur hara mikro. Penelitian ini menghasilkan fakta menarik mengenai kebutuhan mikrob akan unsur hara N lebih besar dibandingkan dengan unsur hara P walaupun kedua unsur tersebut memiliki peran yang sama penting untuk mikrob itu sendiri.
KESIMPULAN DAN SARAN
Kesimpulan
1. Pada kondisi kadar air optimum (85% Kadar air kapasitas lapang), hasil respirasi tertinggi dihasilkan oleh penambahan serasah dan pemberian pupuk urea.
2. Unsur hara N menjadi faktor pembatas dari aktivitas mikrob yang tinggi. Penambahan dosis pupuk urea dan SP-36 (unsur hara N dan P) tidak menunjukkan aktivitas mikrob yang tinggi karena ada faktor pembatas lain seperti unsur hara mikro.
3. C/N dan C/P rasio tidak dapat menjadi acuan tunggal untuk melihat dekomposisi bahan gambut dan penyusunnya.
Saran
Perlu dilakukan penelitian lebih lanjut dengan jenis dan dosis pupuk yang lebih beragam serta komposisi bahan sesuai dengan lingkungan sebenarnya. Sehingga dapat diketahui pengaruh tersebut terhadap dekomposisi dan banyaknya karbon yang hilang.
DAFTAR PUSTAKA
Arora DS, M Chander, dan P Gill. 2002. Involvement of lignin peroxidase, manganese peroxidase and laccase in degradation and selective ligninolysis of wheat straw. International Biodeteriorasion & Biodegradation.Vol. 50 115-120.
Djajakirana G, Puspasari A, Permatasari M, Susanto M, dan Maria S. 2012. Pattern of biological activities in various conditions of planted Accacia crassicarpa on peatlands in relation to carbon emission. Proceeding of Peatlands in Balance. Stockholm, Sweden, 3-8 Juni 2012.
Hooijer A, Page S, Canadell JG, Sulvius M, Kwadijk J, Wosten H, dan Jauhiainen J. 2010. Current and Future CO2 Emissions from drained Peatland in Southeast Asia. Biogeosciences.
14
Maswar. 2011. Pengaruh Aplikasi Pupuk NPK terhadap Kehilangan Karbon pada Lahan Gambut yang Didrainase. Balai Penelitian Tanah. Bogor.
Singh H. 2006. Mycoremidiation. John Wiley & Sons. Inc. America. 358-375. Stevenson FJ. 1994. Humus Chemistry. Genesis, Composition, and Reactions. A
Wiley-Interscience Publ. John Wiley& Sons. 2nd ed. New York.
Sumawinata B, Djajakirana G, Suwardi, dan Darmawan. 2012. Laporan Akhir Neraca Karbon Hutan Tanaman Industri pada Rawa Gambut Tropika. Lembaga Penelitian dan Pengabdian Kepada Masyarakat (LPPM) IPB. Bogor.
Suwardi, Djajakirana G, Sumawinata B, Baskoro DPT, Munoz C, dan Hatano R. 2011. Nutrient cycle in Acacia crasicarpa plantation on deep tropical peatland at Bukitbatu, Bengkalis, Indonesia. Proceeding of The 10th International Conference of The East and Southeast Asia Federation of Soil Science Societies. Colombo, Sri Lanka, 10-13 Oktober 2011. 227-228 Tan KH. 2008. Humid Tropic and Monsoon Region of Indonesia. CRC Press.
London.
15
LAMPIRAN
Lampiran 1 Data Rataan Pengukuran Respirasi Variasi Bahan Penyusun Gambut
hari ke- 10 20 30 40 50 60 70 80
Lampiran 2 Data Rataan Pengukuran Respirasi Perlakuan Pupuk Urea dan SP-36
Perlakuan hari ke-
Lampiran 3 Data Rataan Pengukuran Analisis Kimia Bahan Gambut Berdasarkan Perlakuan Dosis Pupuk Urea dan SP-36
16
Lampiran 4 Data Pengukuran Analisis Kimia dan Biologi Bahan Gambut, Bahan Gambut Kasar, Serasah, Pupuk Urea dan Pupuk SP-36
Analisis Gambut Bahan gambut
kasar Serasah Urea SP-36 GB GS GBS
17
Lampiran 6 Data Pengukuran Sifat Kimia Bahan Gambut Berdasarkan Perlakuan Pupuk Urea dan SP-36
18
Lampiran 8 Gambar (a) Bahan Gambut Halus Ayakan 5 mm, (b) Bahan Gambut Kasar, (c) Serasah
Lampiran 9 Pengamatan Populasi Mikrob (Pengenceran 10-4) (b) (a)
(c)
Bahan gambut kasar
Serasah Tanah gambut
19
