TEKNOLOGI PENGELOLAAN LINGKUNGAN PERTANIAN MENDUKUNG UPSUS

(1)

TEKNOLOGI PENGELOLAAN

LINGKUNGAN PERTANIAN

MENDUKUNG UPSUS

(2)

ISI PAPARAN

• PENDAHULUAN

I

• PROGRAM PENELITIAN 2015-2019

II

• HASIL PENELITIAN UNGGULAN

III

• TEKNOLOGI OPTIMASI SAWAH TADAH HUJAN

(3)

(4)

(5)

TUGAS POKOK

Melaksanakan penelitian emisi, mitigasi, dan

absorbsi gas rumah kaca dari pertanian

Serta pencemaran lingkungan dan

penanggulangannya

di lahan pertanian

Permentan No. 27/OT.140/3/2013

(6)

FUNGSI



Melaksanakan penelitian emisi, mitigasi dan

absorbsi gas rumah kaca di lahan pertanian



Melaksanakan penelitian teknologi pengelolaan

pengendalian lingkungan pertanian dan

remediasi pencemaran



Melaksanakan penelitian komponen teknologi

budidaya pertanian ramah lingkungan

(7)

1.928

2.246

2.544

2.768 _2.672

2.987

3.335 3.368

3.541

0 500 1.000 1.500 2.000 2.500 3.000 3.500 4.000

2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015

(8)

Residu pestisida dalam contoh darah manusia

Petani Magelang

Lindan Aldrin

Heptaklor Endosulfan Paration Profenofos

(9)

(10)

Lahan Sawah

_{Sektor pertanian:}



Korban

perubahan iklim



Sumber emisi GRK



Peluang mitigasi

(11)



Produktivitas rendah ( hasil

gabah musim penghujan =

3-4 t/ha, dan musim kering =

2-3 t/ha)



Rentan terhadap kekeringan

(curah hujan tahunan < 1500

mm/th)



Kesuburan tanah rendah

(Kandungan hara rendah: N,

P, K, C organik, kapasitas

tukar kation)



Rata-rata petani

berpenghasilan menengah

ke bawah

Lahan sub-optimal sawah tadah hujan

(12)

PROGRAM PENELITIAN 2015-2019

PROGRAM PENCIPTAAN INOVASI

(13)

1. Penelitian emisi dan teknologi mitigasi gas rumah

kaca mendukung pertanian bioindustri

berkelanjutan

2. Penelitian pencemaran bahan agrokimia dan

teknologi pengendalian serta remediasi

mendukung keamanan pangan nasional

3. Pengembangan sistem informasi dan data base

lingkungan pertanian

4. Penelitian In House lingkungan pertanian

(metodologi MRV, uji toksisitas pestisida, scientific

base research)

FOKUS PENELITIAN

(14)

Sasaran Strategis & Target IKU 2015-2019

SASARAN

STRATEGIS OUTPUT AKHIR

OUTPUT

TAHUNAN/KEGIATAN 2015 2016 2017 2018 2019

1. Tersedianya data, peta, informasi, dan teknologi hasil penelitian

lingkungan pertanian

2. Terselenggara diseminasi

 Database/informasi (Laporan)

 Karya tulis ilmiah

 Petunjuk teknis

(15)

JUDUL RPTP & RDHP 2015-2016

No Judul Komoditas

1 Penelitian delineasi dan penanggulangan

pencemaran residu bahan agrokimia dan logam berat di lahan sawah dan hortikultura

Padi, hortikultura

2 Penelitian teknologi remediasi cemaran residu bahan agrokimia dan logam berat di lahan sawah dan hortikultura

Padi, hortikultura

3 Penelitian adaptasi-mitigasi terhadap keragaman dan perubahan iklim di lahan sawah tadah hujan mendukung pencapaian swasembada pangan

Padi, tebu, ternak, palawija

4 Penelitian dinamika emisi GRK di lahan sawah,

perkebunan, dan hortikultura

Padi, palawija, perkebunan, hortikultura

5 Diseminasi teknologi pengelolaan sumberdaya

lahan pertanian ramah lingkungan

(16)

(17)

PENELITIAN DELINEASI RESIDU PESTISIDA

DAN TEKNOLOGI REMEDIASINYA

Urea berlapis AA diperkaya Mikroba konsorsia

Kapasitas jerap pestisida 887 mg/g (AA-tongkol jagung) & 1.150 mg/g

(AA-tempurung kelapa) Sebaran residu organoklorin lindan

(18)

CHLORDAN (JOMBANG) ENDOSULFAN (BATU)

DIELDRIN (WONOSOBO) ENDRIN (BANJARNEGARA)

(19)

ST1

Achoromobacter sp

S2En

Catenococcus thiocycli

S3Chl Heliothrix oregonensis

S4Hex

Bacillus subtillis

Pestisida Toxaphen Endrin Chlordane HCB

% - degradasi 83.8 82.1 82.5 81.7

Persentase degradasi senyawa POPs

Teknologi Remediasi Lahan Tercemar POPs

(20)

Baku Mutu Logam Berat Tanah Sawah

Logam Berat

Baku Mutu (mg/kg)

Vertisol

Inceptisol

Alloway (2005)

Pb

59,0

-

100-400

Cd

19,0

6,9

3-8

Hg

7,1

13,6

0,5

(21)

(22)

EMISI METANA (CH4) DARI BEBERAPA

VARIETAS PADI SAWAH

No Perlakuan CH4 kg/ha/musim (Perhitungan MIRSA) Kg CO2-e GKP

(23)

Teknologi PTT intermittent untuk mitigasi GRK (2007-2009)

Perlakuan

Indeks produksi/GWP (ton gabah/ton CO₂eq)

MK 2007 MK 2008 MH 2008 MK 2009 MH 2009

Non PTT Tergenang 0.65 - 0.60 1.03 0.32

Non PTT Intermittent 1.14 - 0.69 1.20 0.58

PTT Tergenang 1.12 - 0.74 1.00 0.48

PTT Intermittent 0.60 - 0.74 1.32 0.50

SRI Intermittent 0.45 - 0.36 0.97 0.36

SRI macak-macak - - 0.48 0.81 -

Semi SRI Intermittent - - - - 0.32

(24)

Potensi Emisi GRK dari Bahan Alami

Penghambat Nitrifikasi

Dosis : 100 ppm pupuk N + 10 ppm NI

Bahan

mg CO

₂

-e/g

tanah

Bahan

mg CO

₂

-e/g

tanah

Limbah teh

24,5

Daun

Ageratum

14,8

Limbah kopi

17,9

Daun kenikir

14,9

Rimpang

kunyit

(25)

(26)

Budidaya Padi Modern Ramah Lingkungan

di Lahan Sawah Tadah Hujan



Varietas unggul baru



Penggunaan Katam terpadu



Pemupukan berimbang



Biokompos (1:4)



PHT

–

biopestisida



Mekanisasi pertanian



Jarwo 2:1



Penggunaan biodekomposer



Pengairan bergilir/teknologi embung

(27)

(28)

TEKNOLOGI EMBUNG/PANEN AIR HUJAN

Embung tampungan air hujan dan limpasan permukaan

Saluran inlet dengan U-Ditch_mempercepat

(29)

Produktivitas Lahan STH

sebelum ada embung

MH Padi Gogorancah

(GORA)

MK. I Padi Walik

Jerami

Produktivitas Lahan STH

dengan Embung

Padi Walik

Jerami Unggu Baru

•Jajar legowo 2:1

•Pupuk

biokompos 4:1

•Pemupukan berimbang

•Pengairan bergilir

•Pengendalian OPT terpadu

(30)

(31)

•Arang/Biochar diaktivasi dengan cara dipanaskan dalam tungku dengan suhu 800-900°C selama 5 jam

•Arang aktif/biochar

dihaluskan  diayak dengan mesh 50

Alat Granulator (Urea : Arang aktif = 80 : 20) Urea

Urea Arang Aktif (UAA)

Diperkaya mikroba Citrobacter sp,

Sphaerotillus natans, Bacillus sp., Azotobacter, & Azospirrillium

Oksidasi Tinggi

H₂ (900o_C)

(32)

Jenis Mikroba

Penurunan Pestisida

Untuk Padi

Bacillus aryabhattai, Pseudomonas, sp., Azospirilium, sp., Azotobacter, sp., Cromobacterium, sp

aldrin, dieldrin, heptaklor, DDT

82%, 83%, 78%, 73%. (Urea Arang Aktif dari Tempurung Kelapa +

Mikroba)

Untuk Sayuran

Rastonia picketii, Burkholderia cepasia, Bacillus thuringiensis,

Stenotrophomonas maltophilia.

aldrin, dieldrin, heptaklor, DDT,

76%, 73%, 70%,74%.

(Urea Arang Aktif dari Tongkol Jagung + Mikroba)

(33)

(34)

Source: IAERI final report 2003-2006 Cultivars CH4

(kg/ha/season)

N2O

(kg/ha/season)

CO2 equivalent (kg/ha/season)

Ciherang 192.5 0.09 4069

Way Apo Buru 165.3 0.35 3574

Inpari 14 208.6 0.40 4501

Inpari 6 200.3 0.41 4326

Situ Bagendit 210.3 0.76 4642

Inpari 13 165.5 0.54 3634

(35)

0 100 200 300 400 500 600 700

Ciherang Cibogo Cigeulis Memberamo Hipa Jatim 2 Hipa 18 Inpari 19 Inpari 20

CH4 Emission (kg/ha/season)

(36)

(37)

BIOKOMPOS

4

1

Arang limbah pertanian/ sekam

PUKAN

Hasil Samping C-Organik N-Total P-Total K-Total KTK

% cmol(+)kg-1

Kohe segar 26,98 0,11 0,05 0,37 Pukan 10,14 0,17 0,21 0,98

Sludge biogas 12,87 0,22 0,13 1,07 Kompos 18,84 2,88 0,68 0,43 22,97 Arang Sekam 6,62 1,98 0,23 0,69

Biokompos 14,61 1,90 1,89 0,77 24,97

Hasil

Analisis

(38)

0

Days after transplanting

COMPOST

(39)

0

COMPOST

RICE STRAW

BIO-COMPOST

(40)

(41)

 Babandotan (Ageratum conyzoides) mengandung 3 asam fenolik (gallic acid, coumalic acid, protochatechuic acid)  menghambat menghambat pertumbuhan gulma Aeschynomene indica, Monochoria vaginalis,

Echinochloa crusgalli var Formosensis ohwi.

 Ageratum  penghambat nitrifikasi alami  menurunkan emisi GRK (CH₄ dan N₂O) pada tanah yang memiliki potensi emisi GRK tinggi.

POTENSI GULMA AGERATUM

 Daun/bunga Babandotan (Ageratum conyzoides L)  meningkatkan efisiensi pupuk N sebesar 33,7% dan hasil padi sebesar 7,02%

(42)

Bahan alami NI Penurunan

(43)

(44)

Treatments of ICM and SRI in intensive crop system during

four seasons.

Plant date: 4 Sept 09

Age of seedling: 15 days (Conv and ICM); 10 days (SRI. Semi-SRI) Harvest: 30 Dec 09

Plant date: 31 Dec 09 Age of seedling: 15 days (Conv and ICM); 10 days (SRI. Semi-SRI)

Harvest: 23 Mar 09

Plant date: 2 Jan 10 (Conv. ICM); 28 Jan 10 (SRI. Semi-SRI)

Age of seedling: 15 days (Conv and ICM); 10 days (SRI. Semi-SRI)

Harvest: 8 June 10 (Conv. ICM); 15 June 10 (SRI. Semi-SRI)

Plant date: 10 June 10 (Conv. ICM); 16 June 10 (SRI. Semi-SRI)

Age of seedling: 15 days (Conv and ICM); 10 days (SRI. Semi-SRI)

Harvest: 8 Sept 10 (Conv. ICM); 14 Sept 10 (SRI. First crop

Secondcrop

Third crop

Fourthcrop

: Rice cultivar

2010 2009

(45)

Grain Yield

Season

planting

Dry grain yield, harvesting time (t/ha)

CF

AWD 15 cm

AWD 25 cm

Gora 2013/14

8.28 ±

0.43

8.36 ±

0.47

7.87 ±

0.42 WJ 2014

7.07 ±

0.47

6.97 ±

0.46

6.90 ±

0.26 Gora

8.26 ±

0.37

8.01 ±

0.66

7.95 ±

0.77 WJ 2015

5.00 ±

0.29

5.22 ±

0.47

4.60 ±

0.14 Gora 2015/16

7.72 ±

0.57

8.14 ±

0.72

8.22 ±

0.15

Continuous Flooding

AWD 15 cm

(46)

0

GR 2013 WJ 2014 GR 2014 WJ 2015 GR 2015

CF

AWD

AWDS

Reduksi CH₄ dengan AWD antara 40-60% lebih rendah dibanding irigasi tergenang (CF)

Reduksi CH₄ dgn AWD 40% lebih rendah dibanding irigasi tergenang (CF)

Emisi gas CH

₄

selama 5 musim tanam

Reduksi CH₄ dgn AWD antara 30-40% lebih rendah

dibanding irigasi tergenang (CF)

(47)

SISTEM INTEGRASI

(48)

SITT



Model Pertanian Berkelanjutan



dengan 10 ciri:

Pertanian

(49)

Model Pengembangan Pertanian Lahan Tadah Hujan Berkelanjutan

Rumah tangga

7

1

Jajar Legowo

Lahan sawah

OPT Terpadu

Pemupukan berimbang

Pengelolaan air

Penggunaan varietas padi produktivitas tinggi dan rendah emisi GRK

(50)

SITT



Pertanian Bioindustri Berkelanjutan meningkatkan

sekuestrasi karbon 5 X

Parameter Ton CO₂-e/tahun

I Budidaya Padi Ramah Lingkungan (8,6 ha)

Emisi Lahan sawah (A) 114,5 Sekuestrasi Gabah, biomasa (B) 217,2 II Peternakan (17 ekor sapi)

Emisi Fermentasi enterik (C) 18,3 Pengelolaan kohe (D) 0,12

Sekuestrasi Biogas (E) 207

Pupuk Kandang (F) 13,6 III Karbon netto ICLS (B+E+F)-(A+C+D) 288,3

Conventional (B)-(A+C+D) 84,3

4 F :

(51)

BUDIDAYA PADI MODERN RAMLI DI LAHAN

TADAH HUJAN (JARWO SUPER)

0

WJ 2013 GR 2013 WJ 2014 GR 2014 WJ 2015 GR 2015

GKP (t/ha)

Musim Tanam

Konvensional Ramli

WJ 2013 GR 2013 WJ 2014 GR 2014 WJ 2015 GR 2015

Musim Tanam

Emisi CH4

(kg/ha/musim) Konvensional Ramli

WJ = Walik

Kenaikan Produksi = 13,6% = 0,7

t/ha/musim

Perlakuan Konvensional Ramli

Varietas Situ Bagendit IR64

Mekongga

Membramo IR64

(52)

(53)



Optimalisasi lahan



Komoditas padi, jagung,

kacang-kacangan, mangga



Penerapan biopori



Penggunaan sludge pasca

biodigester



Varietas padi rendah emisi



Pemupukan berimbang



Penggunaan biokompos



Jarak tanam jarwo

(54)