faiz barchia

2009-07-17T21:07:00.006+07:00

DESTABILISASI GAMBUT:
SUBSIDENSI DAN RESPIRASI KARBON PADA KONDISI AEROBIK

Abstract

Wise use of peat swamp forests for agriculture activities should based on depth research, applying suitable technology and considerable management because conversing peatlands for agriculture changes peat ecosystems totally; changing all kinds of living organisms to other strange ecosystems with no relation to natural peat ecosystems. Reclamation and conversion of peatland for agriculture development in some decades before and for the future should faced with developing drainage and water supletion systems which constructing gigantic design of drainage canals. In facts, over drainage caused of water canal establishments in the peat reclamation resulted to peatland subsidence, irreversible drying of peats, and carbon evolutions. Reclamation of peatswamp forests alleviates values of peats as natural sources.
Peat subsidence was resulted by peat shrinkage, consolidation, organic matter decomposition, and compaction. Peat subsidence rate was high affected by depth of drainage structures. Studying in Riak Siabun Bengkulu peatlands with thick of peats 140 – 160 cm, the subsidence rate of fibric peat was the average of 3.52 cm year-1, while in sapric peat was 2.0 cm year-1. Rate of peat subsidence for the whole peat was 2.5 cm year-1, in which 70 percent of the subsidence caused by peat decomposition. Conventional tillage in Central Kalimantan peats for upland rice systems released CO2 about 46 percent higher than those of with no tillage. Carbon release from peat planted with dryland systems for rice was twice comparing to rice field from paddy systems. Stabilization of peats ameliorated with metal cation could suppress carbon emission form the peatlands.
Keywords: Destabilization, stabilization, subsidence, carbon respiration.

Pendahuluan

Lahan rawa gambut merupakan salah satu sumberdaya alam yang mempunyai fungsi hidro-orologi dan fungsi ekologi lain yang penting bagi kehidupan seluruh makhluk hidup. Nilai penting inilah yang menjadikan lahan rawa gambut harus dilindungi dan dipertahankan kelestariannya. Kearifan tradisional yang merupakan pengetahuan turun temurun (indigenous knowledge) telah diperkenalkan oleh petani Banjar dan Bugis tentang reklamasi dan tata kelola lahan pasang surut khususnya gambut hampir ratusan tahun yang lalu di Kalimantan, Sumatera, bahkan sampai ke Malaysia. Mereka membuka lahan untuk usaha tani dengan membuat saluran/parit kongsi atau handil dari sungai-sungai besar menjorok masuk ke pedalaman. Keberlanjutan umur pakai lahan dengan pola penggunaan lahan dan pengelolaan tanaman yang mereka lakukan tetap berpegang pada kaidah-kaidah konservasi lahan gambut.
Untuk dapat memanfaatkan sumberdaya alam lahan rawa gambut secara bijaksana perlu perencanaan yang teliti, penerapan teknologi yang sesuai dan pengelolaan yang tepat. Informasi tentang sifat-sifat kritis dan fragile merupakan referensi yang sangat penting untuk menyusun perencanaan yang lebih akurat, pengoptimalkan pemanfaatan dan usaha konservasinya. Konversi lahan gambut menjadi lahan pertanian pada dasarnya merupakan konversi total, mulai dari pergantian jenis kehidupan menjadi ekosistem lain yang tidak lagi memiliki sifat-sifat gambut yang asli. Teknologi pertanian terus berkembang, perubahan fungsi manfaat lahan gambut dengan faktor pembatas yang sangat marjinal untuk pertanian dalam tahap permulaan dapat diatasi dengan masukan teknologi dan energi. Tetapi, walaupun masukan teknologi terus ditingkatkan, hasil akan mengalami pelandaian (levelling off) dan suatu waktu akan mencapai titik balik.
Banyak pengalaman dari pengembangan lahan rawa menunjukkan kegagalan. Perubahan penggunaan lahan rawa tanpa menghiraukan faktor pembatas inheren seperti pembukaan lahan dengan karakteristik ketebalan gambut > 150 cm menyebabkan gambut mengalami kering tidak balik, subsidensi, pemampatan dan dekomposisi dipercepat.

Drainase Rawa
Reklamasi dan konversi lahan rawa untuk pembangunan pertanian pada beberapa dasa warsa yang lalu dan mungkin selanjutnya akan selalu berhadapan dengan pembuatan jaringan drainase dan suplesi berskala luas. Seringkali rancang bangun jaringan reklamasi mengarah pada eksistensi tata saluran yang intensif. Di lahan-lahan rawa pasang surut, saluran biasanya dibuat terdiri dari kanal primer, kanal sekunder, kanal tersier, dan kanal batas.
Sesungguhnya tanah-tanah pada ekosistem rawa merupakan tanah yang sangat marjinal dengan beragam faktor pembatas permanen, sehingga sebagian besar lahan rawa di Indonesia tidak layak dikembangkan untuk usaha pertanian secara permanen (permanently unsuitable). Reklamasi rawa dapat menyebabkan terjadinya subsiden, kering tak balik dan dekomposisi tanah gambut. Hal ini dapat menimbulkan masalah apabila bahan mineral di bawah lapisan gambut mengandung pirit atau pasir kwarsa, terlebih lagi kalau dalam penyiapan lahan tanam untuk usaha pertanian dengan cara tebas bakar (slash and burn).

Subsidensi
Subsiden dipengaruh oleh 4 faktor utama, yaitu 1) pengerutan (vertical shrinkage) pada lapisan atas karena pengeringan, 2) konsolidasi pada lapisan bawah akibat hilangnya kemampuan apung (buoyant force) air tanah akan terjadi pembebanan pada lapisan bawah, 3) oksidasi bahan organik, dan 4) pemampatan (compaction) pada lapisan di bawah lapisan olah akibat pengolahan yang intensif (Slusher, dkk. 1974). Sebuah program penelitian di Johor, Malaysia diketahui bahwa untuk gambut Malaysia besarnya subsiden yang terjadi adalah :
Laju subsiden = 0,04 x kedalaman saluran drainase (DID dan LAWOO, 1996).
Laju subsiden di gambut yang mempunyai kedalaman air tanah antara 75 – 100 cm di Serawak Malaysia rata-rata 6 cm tahun-1. Penelitian lain menunjukkan, laju subsiden pada gambut di Serawak pada 2 tahun pertama setelah pembukaan saluran drainase sebesar 1 m, dan pada tahun-tahun berikutnya menurun dengan rata-rata 5 cm tahun-1 (Wosten dan Ritzema, 2001). Selanjutnya dinyatakan bahwa hubungan laju subsiden dengan kedalaman air tanah adalah :
Laju subsiden (cm tahun-1) = 0,1 x Kedalaman air tanah (cm)
Laju dekomposisi gambut sebesar 42 ton gambut Ha-1.
Pada gambut Riak Siabun Bengkulu dengan ketebalan 140-160 cm laju subsiden gambut fibrik akibat pembuatan saluran drainase rata-rata 3,52 cm tahun-1 (Hidayanti, 2006), sementara pada gambut dengan tingkat kematangan saprik rata-rata 2,0 cm tahun-1 (Canedy, 2005)(Tabel 1).
Tabel 1. Laju Subsiden Gambut Riak Siabun Bengkulu karena Perbedaan Kedalaman Drainase (Canedy, 2005*; Hidayanti, 2006**).

Semakin dalam drainase mengakibatkan laju subsidensi semakin cepat, dan semakin mentah gambut akan diikuti dengan semakin tinggi laju subsiden. Laju subsiden juga sangat dipengaruhi oleh ketebalan gambut, dimana pada gambut dalam laju subsiden akan lebih besar dibanding pada gambut sedang dan gambut dangkal. Subsiden gambut saprik Talio Kalimantan Tengah dengan tebal awal gambut 180 cm – 240 cm sebesar 0,78 cm, sedangkan pada gambut saprik Barambai Kalimantan Selatan dengan ketebalan awal 45 – 63 cm setelah reklamasi 12 – 21 bulan sebesar 0,36 cm (Drajat, dkk. 1986). Selanjutnya dikatakan bahwa peran proses dekomposisi gambut dan pemampatan akibat mengolahan tanah mencapai 68,77 – 89,69 persen. Pada lahan gambut Rawa Lunang Sumatera Barat laju subsiden mencapai 5 cm tahun-1 (0,42 cm bulan-1) pada gambut ketebalan 0 – 100 cm, dan semakin tebal gambut laju subsiden semakin besar yang mencapai 11,04 cm tahun-1 (0,92 cm bulan-1) pada gambut dengan ketebalan > 300 cm.
Laju subsiden gambut pada awal reklamasi pada tahun ke 2 – 3 berjalan sangat cepat, tetapi kemudian berangsur-angsur menjadi lebih lambat diperkirakan rata-rata sekitar 2,5 cm (Hardjowigeno, 1997). Subsiden relatif kecil setelah tahun ke 6 hingga tahun ke 8 dan mantap setelah tahun ke 8 hingga tahun ke 10 (Driessen dan Soepraptohardjo, 1976). Laju subsiden awal reklamasi gambut di PT. Riau Sakti United Plantation tahun ke 1, 2 dan 3 berturut-turut tanpa pemadatan adalah 13.5; 21.0; dan 29.5 cm sementara dengan pemadatan adalah 3.3; 6,3 dan 10.8 cm (Sabiham dan Ismangun, 1977). Gambut di Barambai Kalimatan Selatan selama tiga tahun pengelolaan mengalami subsiden rata-rata 16 cm tahun-1 (Hardjowigeno, 1997).
Pentingnya membuat peramalan tentang laju subsiden seperti model yang ditulis di atas adalah untuk mengetahui hubungan penggunaan lahan, pengelolaan air dan keberlanjutan penggunaan gambut. Sebagai contoh, laju subsiden gambut dengan kedalaman air tanah –25 cm untuk tanaman sagu akan lebih rendah laju subsidennya sehingga umur penggunaan lahan gambutnya lebih panjang dibanding dengan pola penggunaan lahan untuk perkebunan kelapa sawit dengan kedalaman drainase – 50 cm (Wosten dan Ritzema, 2001). Perkiraan umur pakai lahan gambut dari beberapa ketebalan gambut untuk tanaman kelapa sawit dan sagu terlihat pada Tabel 2. Nilai subsiden lebih rendah disampai oleh Kyuma, dkk., (1992) gambut di Pontian Johor, Malaysia mengalami subsiden sebesar 2,5 cm tahun-1, dimana 70 persen dari subsiden ini disebabkan oleh dekomposisi bahan gambut, atau sebesar 1,79 cm tahun-1. Laju subsiden gambut aktual di Barambai Kalimantan Selatan setelah 4 tahun dibuka mencapai 1,6 – 4,8 cm tahun-1, dan karena pengaruh pengerutan sekitar 6,25 – 50 persen, atau hanya berkisar antara 0,3 – 0,8 cm tahun-1 (Drajat, dkk. 1988).
Tabel 2. Umur Pakai Gambut sebagai Pengaruh Penggunaan Lahan
(Wosten dan Ritzema, 2001)

Respirasi Karbon
Evoluasi CO2 dari tanah yang juga dikenal dengan istilah respirasi, sering dipakai sebagai indeks aktivitas mikrobiologi tanah, menentukan laju dekomposisi gambut setelah proses reklamasi. Secara umum faktor fisik dan kimia lingkungan yang sangat menentukan laju dekomposisi gambut antara lain; suhu, suplai oksigen, kelembaban tanah, pH, unsur hara, dan C/N rasio bahan gambut.

Suhu
Suhu adalah salah satu faktor lingkungan yang paling menentukan bahan gambut dimineralisasi oleh mikrobia tanah. Metabolisme mikrobia dan proses mineralisasi dari senyawa karbon lebih lambat pada suhu rendah, pada saat terjadi peningkatan suhu akan terjadi proses metabolisme dan respirasi yang akan melepaskan gas CO2. Suhu optimum pelapukan senyawa karbon terjadi pada kisaran 30 0C sampai 400C. Degradasi bahan gambut semakin cepat dengan semakin meningkatnya suhu tanah dimana akan mencapai maksimum sekitar suhu 35 0C dan 37 0C (Alexander, 1977). Perubahan pola penggunaan lahan yang menyebabkan lahan lebih terbuka dapat meningkatkan rata-rata fluktuasi suhu harian. Suhu udara di hutan gambut Kalimantan Tengah dengan rata-rata harian, maksimum dan minimum berturut-turut 25,5 0C, 28,30C, dan 23,40C, sementara pada lahan terbuka suhu tersebut berturut-turut 27,50C, 34,10C, dan 22,60C (Takahashi dan Yonetani, 1997).
Perbedaan suhu harian maksimum dan minimum karena adanya drainase gambut berkorelasi positif dengan besarnya pelepasan CO2 (Kyuma, dkk. 1992). Pelepasan CH4 dan CO2 di lahan rawa sangat ditentukan oleh suhu dan keseimbangannya mengarah ke pelepasan CH4 di saat suhu meningkat. Emisi karbon tertinggi terjadi pada siang hari, hal ini berkaitan dengan suhu udara dan tanah pada kedalaman 5 cm tertinggi tercapai pada siang hari jam 12.00-18.00 waktu setempat dan terendah pada malam menjelang pagi hari dan hal tersebut seiring dengan emisi karbon yang dihasilkan. Meningkatnya suhu akan merangsang kegiatan mikroorganisme, mempercepat laju dekomposisi dan memperbesar energi kinetik dan gas. Bakteri metanogen adalah bakteri mesofilik yang aktivitasnya optimum pada suhu 300C - 400C (Alexander, 1977). Kebanyakan bakteri pelepas CH4 bekerja pada suhu lebih dari 300C (Neue dan Scharpenseel, 1984).

Tata Air
Suasana oksidasi dan reduksi yang ditentukan oleh tingginya muka air tanah dalam pengelolaan tata air sangat menentukan regulasi emisi CH4, dan CO2. Jumlah CH4, CO2 dan N2 biasanya ditemukan paling banyak di dalam tanah tergenang atau tereduksi. Jumlah CH4 dan CO2 di dalam tanah tergenang berkisar 4 – 55 persen dan 2 – 10 persen. Rendahnya kandungan CO2 pada tanah tergenang dibanding kandungan CH4 karena pada tanah tergenang oksigen masuk ke dalam tanah melalui proses difusi. Proses difusi O2 ini 10.000 kali lebih lambat daripada difusi O2 di dalam pori terisi gas, berarti dalam kondisi ini tidak dapat terjadi oksidasi (Neue dan Scharpenseel, 1984). Dari inkubasi bahan gambut selama 7 hari Chapman, dkk. (1996) mengestimasi dalam kondisi yang anaerob bahwa gambut dengan ketebalan 1 m akan melepaskan CH4, sebesar 1.10 mg m-2 jam-1 dan CO2 sebesar 71.9 mg m-2 jam-1. Di musim panas pada lahan gambut yang pernah direklamasi, emisi CH4, sebesar 1.05 mg m-2 jam-1 dan CO2 sebesar 89.6 mg m-2 jam-1 .
Masalah utama pada penggunaan lahan gambut untuk usaha tanaman semusim adalah tingginya laju dekomposisi karena adanya drainase pada lahan gambut. Laju respirasi tanah diperkirakan sekitar 3 kali lebih besar pada lahan gambut terbuka dibanding dengan laju respirasi pada hutan rawa gambut alami, yaitu sekitar 42 ton C Ha-1 tahun-1. Pengelolaan air merupakan faktor utama yang dapat mengontrol laju oksidasi.

Pengelolaan Lahan
Pengolahan tanah gambut secara konvensional dapat memberikan peluang tanah lebih teroksidasi, sehingga laju dekomposisi gambut secara aerob akan semakin meningkat. Perbedaan pengolahan tanah pada gambut untuk tanaman padi terhadap laju dekomposisi yang diindikasikan pada pelepasan gas CH4 dan CO2 terlihat pada Tabel 3, dimana semakin intensif pengolahan tanah maka laju pelepasan CH4 dan CO2 semakin meningkat.
Tabel 3. Emisi CH4 dan CO2 pada Beberapa Cara Pengolahan Tanah pada Lahan Padi.

Pengaruh pengolahan tanah semakin jelas pada sistem pengelolaan lahan kering dimana pengolahan tanah konvensional untuk media tanaman padi gogo pada tanah gambut akan melepaskan CO2 sekitar 46 persen lebih tinggi dibanding tanpa olah tanah, pelepasan CO2 pada sistem olah tanah konvensional sebesar 161,18 mg m-2 jam-1, sedangkan pada tanpa olah tanah sebesar 111,41 mg m-2 jam-1. Walaupun pelepasan CO2 lebih rendah pada sistem sawah pada lahan gambut, tetapi perbandingan relatif pengaruh pengolahan tanah konvensional untuk media padi sawah IR-64 akan melepaskan CO2 sama dengan sistem padi gogo yaitu sebesar 46 persen lebih besar dibanding tanpa olah tanah untuk lahan padi sawah varietas IR-64. Pola tanam lahan kering padi gogo akan melepaskan CO2 93 persen dan 111 persen lebih tinggi dibanding dengan pola tanam sawah padi IR-64 dan padi lokal.

Pengelolaan Tanaman
Konversi hutan gambut untuk usaha tani tanaman pangan akan menimbulkan permasalahan destabilisasi gambut dan pelepasan gas rumah kaca. Estimasi apabila gambut terus menerus ditanami padi sawah sebesar 2,24 sampai 2,31 ton C Ha-1 tahun-1, sedangkan pada lahan yang ditanami padi gogo, jagung dan kedele berturut-turut 3,65 ton C Ha-1 tahun-1, 3,65 ton C Ha-1 tahun-1 dan 3,74 ton C Ha-1 tahun-1(Barchia, 2002), sedangkan Maltby (1997) mengatakan pada lahan gambut yang diusahakan untuk usaha pertanian sebesar 5 ton C Ha-1 tahun-1. Emisi karbon dalam bentuk CH4 pada lahan padi sawah berkisar antara 0,59 sampai 0,72 ton C Ha-1 tahun-1, sedangkan pada lahan padi gogo, jagung dan kedele berturut-turut 0,64 ton C Ha-1 tahun-1, 0,42 ton C Ha-1 tahun-1 dan 0,28 ton C Ha-1 tahun-1. Emisi karbon dalam bentuk CO2 pada lahan padi sawah adalah 1,64 sampai 1,58 ton C Ha-1 tahun-1, sedangkan pada lahan padi gogo, jagung dan kedele berturut-turut 3,00 ton C Ha-1 tahun-1, 3,23 ton C Ha-1 tahun-1 dan 3,45 ton C Ha-1 tahun-1. Pola penggunaan lahan gambut dengan sistem lahan kering di Kalimantan Tengah akan melepaskan karbon dalam bentuk CO2 dua kali lebih besar dibanding dengan sistem tanam sawah (Gambar 1).

Gambar 1. Emisi CO2 pada Beberapa Lahan Tanaman Pangan Gambut Kalimantan Tengah.

Emisi CO2 pada lahan padi sawah yang ditanami padi varitas IR-64, padi lokal, dan pada lahan tanpa tanaman yang digenangi tidak menunjukkan perbedaan yang nyata. Pada suasana tergenang, bakteri metanotrofik atau bakteri aerob relatif tertekan aktivitasnya dalam merombak bahan organik dari gambut sepanjang waktu. Pada lahan gambut terbuka yang tidak ditanami melepaskan CO2 sebesar 106,27 mg m-2jam-1, sedang pada lahan padi gogo, jagung dan kedele padi fase generatif berturut-turut 81,66 mg m-2jam-1, 93,13 mg m-2jam-1 dan 70,33 mg m-2jam-1. Pada lahan gambut yang didrainase dengan muka air tanah dipertahankan –25 cm, pelepasan CO2 ke udara jauh lebih tinggi pada lahan terbuka tanpa tanaman dibanding dengan pada lahan tanaman padi, jagung dan kedele. Emisi gas akan menurun seiring dengan menurunnya akumulasi radiasi matahari yang diterima karena penutupan tanah oleh kanopi tanaman.
Dibanding dengan pola tanam sawah dimana air tergenang dipertahankan dengan ketinggian genangan antara 5 – 10 cm, pelepasan CO2 sebesar 50,12 sampai 58,82 mg m-2jam-1, maka pelepasan CO2 pada lahan yang ditanam dengan pola tanam lahan kering jauh lebih tinggi dengan pola tanam sawah. Pada padi varietas yang sama ditanam dengan sistem ladang akan melepaskan CO2 dua kali lebih besar dibandingkan tanam sistem sawah. Sehingga mengusahakan lahan gambut dengan cara disawahkan secara langsung dapat menekan pelepasan karbon atau menghambat laju dekomposisi, dan secara tidak langsung dapat menekan terjadinya penurunan permukaan tanah atau subsidensi. Dengan demikian tanah gambut dapat diusahakan lebih lama bila dikelola dengan sistem sawah.
Stabilisasi Gambut
Sesungguhnya, pengembangan lahan rawa gambut tropika untuk usaha pertanian yang didasarkan atas sifat inheren gambut dan ciri bahan gambut dapat dilanjutkan karena ameliorasi lahan gambut dapat menghasilkan bahan gambut yang stabil. Pada bahan gambut, tiga karakteristik umum yang menentukan proses destabilisasi dan stabilisasi gambut sebagai bahan organik, yaitu recalcitrance, interaction, dan accessibility. Recacitrance ialah ciri bahan organik dalam gambut pada tingkat molekul meliputi komposisi unsur hara, kehadiran gugus fungsi, dan pembentukan molekul. Dalam proses stabilisasi, bahan gambut dapat menghasilkan bahan yang tahan terhadap perubahan bentuk atau sifat kimia tanah.
Dalam proses stabilisasi bahan gambut, diperlukan bahan pengendali untuk mempertahankan komposisi unsur, gugus fungsi karboksil (COOH) dan OH-fenol, sehingga gambut sebagai bahan organik tanah masih dalam kondisi yang stabil. Juga diperlukan bahan pengendali untuk mempertahankan interaksi antara molekul organik dengan molekul organik dan molekul anorganik, sehingga laju degradasi bahan organik dapat dihambat. Pengendalian untuk menurunkan aksesibilitas gambut sebagai bahan organik tanah dapat dilakukan dengan menghambat terjadinya proses dekomposisi bahan organik tanah.
Kendala kimia yang membatasi produktivitas lahan gambut di Indonesia disebabkan oleh rendahnya ketersediaan hara dan tingginya kandungan asam-asam organik beracun bagi tanaman. Masukan amelioran untuk mengatasi kemasaman tanah disatu sisi telah dapat mengatasi kemasaman tanah gambut sehingga produktivitas lahan meningkat, tetapi masukan amelioran tersebut juga dapat meningkatkan aktivitas mikroorganisme tanah dalam merombak bahan organik gambut. Pemberian bahan kapur dapat meningkatkan pH tanah sehingga memberikan media aktivitas mikrobiologi tanah dalam keadaan optimum untuk mendegradasi gambut.
Fenomena ikatan antara logam dan asam organik memungkinkan beberapa kation dapat dimanfaatkan untuk mengendalikan reaktivitas asam-asam fenolat, sehingga tidak membahayakan tanaman. Fenomena ini juga memberikan kestabilan bahan gambut terhadap kation bervalensi tinggi yang diperlukan untuk pengendalian dan mempertahankan komposisi unsur, gugus fungsi karboksil dan fenolik-OH, sehingga bahan organik gambut masih dalam kondisi yang stabil. Pemberian amelioran bahan tanah mineral berkadar besi tinggi telah dilakukan oleh Salampak (1999) dan terak baja oleh Suwarno dan Goto (1997a). Pemberian kation Fe3+ dengan dosis 5 persen erapan maksimum mampu menstabilisasi gambut dengan indikator penurunan sebesar 22,94 persen emisi CO2 dan 23,01 persen CH4 pada gambut Jambi, dan 27,67 persen CO2 dan 32,97 persen CH4 pada gambut Kalimantan Tengah (Sulistyono, 2000). Pemberian amelioran campuran terak baja dengan tanah mineral kaya Fe setara 5 persen erapan maksimum pada gambut pedalaman, transisi dan pantai, Kalimantan Tengah dapat menekan pelepasan CH4 untuk lahan padi sawah varietas IR-64, padi sawah varietas lokal, sistem tanam lahan kering padi gogo, jagung dan kedele berturut sebesar 68, 57, 63, 59 dan 57 persen, sementara pelepasan CO2 dari pola penggunaan lahan beragam komoditi tersebut berturut-turut menurun dengan pemberian amelioran sebesar 55, 49, 48, 50 dan 58 persen.
Pada lahan sawah dengan tinggi genangan yang dipertahankan pada kisaran 5-10 cm pada periode pertumbuhan dan masa pengisian bulir ditanam padi varietas IR-64 dan padi lokal, dan lahan yang dikelola dengan sistem lahan kering dimana muka air tanah dipertahankan pada kedalaman –25 cm ditanam padi gogo, jagung dan kedele tanpa diberi amelioran, total pelepasan karbon berturut-turut 2,25, 2,31, 3,65, 3,65 dan 3,74 ton C Ha-1 tahun-1.
Tetap saja bahwa ekosistem rawa merupakan ekosistem yang sangat fragile. Sampai saat ini semampu apapun dalam aplikasi bahan amelioran untuk stabilisasi gambut, pada kenyataannya konversi hutan tropik rawa gambut dalam upaya pengembangan pembangunan pertanian telah melahirkan lahan-lahan gambut yang kritis. Masalah bio-geokimia bila lahan rawa didrainase adalah ancaman percepatan dekomposisi bahan gambut yang dapat menyebabkan subsidensi dan pelepasan karbon dan nitrogen ke atmosfer.

Kesimpulan

Reklamasi dan konversi lahan rawa untuk pembangunan pertanian didasarkan pada eksistensi tata saluran yang intensif menyebabkan terjadinya subsiden, kering tak balik dan dekomposisi tanah gambut. Kondisi ini dapat menurunkan potensi gambut sebagai sumberdaya alam bagi pertanian.
Laju subsiden sangat dipengaruhi oleh kedalaman drainase. Pada gambut Riak Siabun Bengkulu dengan ketebalan 140-160 cm laju subsiden gambut fibrik akibat pembuatan saluran drainase rata-rata 3,52 cm tahun-1, sementara pada gambut dengan tingkat kematangan saprik rata-rata 2,0 cm tahun-1. Laju subsiden pada gambut rata-rata 2,5 cm tahun-1, dimana 70 persen dari subsiden ini disebabkan oleh dekomposisi bahan gambut. Pengolahan tanah konvensional untuk media tanaman padi gogo pada tanah gambut akan melepaskan CO2 sekitar 46 persen lebih tinggi dibanding tanpa olah tanah. Pelepasan CO2 pada lahan yang ditanam dengan pola tanam lahan kering dua kali lebih tinggi dengan pola tanam sawah.
Dalam proses stabilisasi bahan gambut, diperlukan bahan pengendali untuk mempertahankan komposisi unsur, gugus fungsi karboksil (COOH) dan OH-fenol, sehingga gambut sebagai bahan organik tanah masih dalam kondisi yang stabil. Stabilisasi gambut dengan amelioran kation bervalensi tinggi dapat menekan pelepasan karbon dari lahan gambut.

2009-07-03T21:44:00.001+07:00

KIMIA ALUMINIUM DAN BIOTOKSISITAS
Oleh
Muhammad Faiz Barchia

Kimia Aluminium

Kandungan Aluminium di dalam kerak bumi sekitar 7.1 persen (Lindsay, 1979). Al ditemukan dalam larutan tanah, teradsorpsi, dan fase padatan mineral tanah yang sangat dominan pengaruhnya pada tanah tropika. Pada kebanyakan tanah, Al tersusun dalam lapisan kristal mineral aluminium silikat. Mineral tanah yang banyak mengandung Al seperti feldspars dan mika yang melapuk dan melepaskan Al dan kemudian akan terpresipitasi sebagai mineral aluminium silikat, dan pelapukan selanjutnya Al akan terlepas membentuk oksida Al dan hikdrosida Al (Wright, 1989). Fase padatan yang dapat mengontrol aktivitas Al3+ pada larutan tanah tropika adalah gibsit, kaolinit, beidelit, dan hidroksi Al yang terdapat pada lapisan kristal vermikulit (Sposito, 1989).
Menurut Prinsip Le Chatelier, kelarutan Al pada wilayah yang bercurah hujan rendah (<>1.200 mm) aktivitas Al banyak ditentukan oleh gibsit (Conyers, 1990). Pada tanah tropika mempunyai tapak pertukaran yang didominasi ion Al dibanding ion H. Liat yang tapak pertukarannya dijenuhi ion H biasanya tidak stabil, dan beberapa saat sebagian dari mineral liat mengalami pelapukan, Al yang dilepaskan dari lapisan kristal akan menempati tapak pertukaran dari ion H dapat dipertukarkan dan akan menempati muatan negatif pada tapak pertukaran tersebut. Kebanyakan ahli kimia dan kesuburan tanah mengatakan bahwa kemasaman yang dapat dipertukarkan pada tanah lahan kering disebabkan oleh ion Al dan ion H yang dapat dipertukarkan dapat diabaikan.

download tulisan lengkapnya disini

2009-06-29T21:44:00.002+07:00

SERAPAN N, P, K DAN BERAT TANDAN BUAH SEGAR SAWIT
PADA TANAH MINERAL MASAM BENGKULU

Oleh
Muhammad Faiz Barchia

Abstract

Yields of oil palm are related to nutrients in plant, and the content indicates how optimum of the nutrients for the plant growth. The nutrient content in plant could be used as guidelines for fertilizer application. The yields of the oil palm were classified into three groups; low yields were the weight of 12.91 + 3.5 kg fruit-bunch-1, moderate weights with 19.92 + 3.5 kg fruit-bunch-1, and high yields with weight of 26.93+ 3.5 kg fruit-bunch-1. N uptake was related to the yields of oil palm as an equation :
N = -0.0063(TBS)2 + 0.3445(TBS) - 1.8168, (R2 = 0.865). Optimum yield of the palm based on dN/d(TBS) = 0, namely; 27.3 kg fruit-bunch-1. Furthermore, the weight of fruit bunch based on N uptake: TBS = -20.851N2 + 102.17N - 93.648, (R2 = 0.919). N uptake based on d(TBS)/dN = 0, was 2.45 %.
P uptake relating to the yield of the palm such as an equation :
P = 3E-05(TBS)2 + 0.0029(TBS) + 0.0328, (R2 = 0.8992), and the yield based on dP/d(TBS) = 0, was 48.3 kg fruit-bunch -1. Also, the weight of the fruit bunch based on P uptake as follow : TBS = 371.28P2 + 126.96P + 2.0332, (R2 = 0.8991), and P uptake related to d(TBS)/dP = 0, was 0.17 %. Absorption of P nutrient by the oil palm was low as much as the level of deficiency values for plant growth.
K absorption by the oil palm for the growth was as :
K= -2E-05(TBS)2 + 0.0012(TBS) + 0.0054, (R2 = 0.8888), and the TBS yield based on dK/d(TBS) = 0, was the weight of 30.0 kg fruit-bunch-1. At the same time, the TBS yield as followed: TBS = 527630K2 – 17723K + 161.43, (R2 = 0.8402), and based on the equation and d(TBS)/dK = 0, the K uptake was 0.0168%. K absorption was very low and the values in the range of deficiency level for the optimum plant growth. In order to improve the oil palm productivities, fertilizers application should be manage in the range of optimum level.

Keywords : N, P, K uptake, nutrient deficiencies, yield of oil palm

PENDAHULUAN

Produksi kelapa sawit pada tanah mineral masam di Indonesia jauh di bawah potensi genetik dan kesesuaian lahannya (Koedadiri, dkk. 1997). Potensi produksi kelapa sawit pada tanah mineral masam di beberapa kebun di Kalimantan Barat baru mencapai 61% dan Kalimantan Timur 63% sedangkan di Riau baru mencapai 63% dan Sumatera Utara 77% terhadap standar potensi lahan kelas S-3, (Poeloengan, dkk. 1998). Rendahnya produksi ini berkaitan dengan tingkat pengelolaan pupuk dan ketersediaan hara tanaman yang tidak optimal. Hasil buah kelapa sawit sangat dipengaruhi oleh unsur hara yang terkandung di dalam tanaman, diatara unsur hara yang paling berpengaruh adalah unsur hara nitrogen, fosfor, dan kalium (Sutedjo, 1992).
Besarnya unsur hara yang diperlukan dan terdapat pada tanaman kelapa sawit berkaitan erat dengan besarnya unsur hara yang terdapat pada buah pada saat panen. Pada tingkat produksi 25 ton TBS ha-1 tahun-1, unsur hara yang terangkut bersama TBS sebesar 73.2 kg N, 11.6 kg P, dan 93 kg K ha-1 tahun-1 (Sukardji, dkk. 2000). Produksi buah kelapa sawit berhubungan dengan unsur hara yang terdapat pada tanaman itu sendiri, serta dapat menjadi indikator kondisi unsur hara yang terdapat pada tanaman. Produksi tanda buah segar kelapa sawit yang mengandung unsur hara N sebesar 1.09%, P sebesar 0.015%, dan K sebesar 0.02% selama masa panen 13 tahun menunjukkan rata-rata hasil sebesar 15.7 ton TBS ha-1tahun-1 (Pangudijatno, 1987). Tanaman kelapa sawit pada fase produktif dapat menyerap hara sebesar 192.0 kg N, 26 kg P, 251 kg K, 89,3 kg Ca, dan 61, 3 kg Mg kg ha-1th-1, dan yang terangkut oleh hasil panen keluar dari areal kebun sebesar 73.2 kg N, 11.6 kg P, 93 kg K, 19.5 kg Ca, 20.8 kg Mg (Ng dan Cheong, 1985). Tingkat kandungan unsur hara tanaman perlu diketahui sebelum melakukan pemupukan.

downlod tulisan lengkapnya disini

JURNALSAWIT1

2009-06-29T20:57:00.006+07:00

STABILITAS Ca, Mg, KTK TANAH DAN HASIL SAWIT PADA
LAHAN BERLERENG DI BENGKULU

Oleh
Muhammad Faiz Barchia

Abstract

The aim of this research to know stability of soil Ca, Mg, CEC, and yield of oil palm planted on acid mineral soil in Bengkulu with different slopping lands. The research was conducted on an oil palm estate in Putri Hijau, Bengkulu on September to December 2005. The estate lies on 75 m above sea level with rain of 3.027 mm yr-1, and physiographic of waving to hilly topographic, 0 – 45%. Area of the research was used 350 Ha.
Yield of oil palm was quite related to land slops in which fruit bunch weight (FBW) of the oil palm decreased with increase the land slops following linear equation; FBW = - 0.4279 (L) + 25.156 ; R2 = 0.8264. Soil Ca were stable in slopping land of 0 – 15% as next equation Soil-Ca = - 0.02 (L) + 2.9302; R2 = 0.1577; however, the soil Ca stability decreased with slops over 15% as equation, soil-Ca = - 0.1098 (L) + 7.3847; R2 = 0.8122. Likes soil-Ca, stability of soil Mg was high on the slops 0 – 15% as follow; soil-Mg = 0.0002 (L) + 0.3328; R2 = 0.001, but decreased in the soil with slops > 15%; following equation, soil-Mg = 0.0134 (L) + 0.9059; R2 = 0.7231. Stability of soil CEC relatively low on the slops of 0 -15%, likes follow; soil-CEC = - 0.0965 (L) + 5.1258; R2 = 0.3231, and unstable in the soil with slops of > 15%, as a next equation, soil-CEC = - 0.1193 (L) + 9.3062; R2 = 0.8805. The stabilities of plant nutrients in the soil with different slops affected level of oil palm yields in which on the slops of 0 – 8%, the FBW was means of 23.3 tons ha-1, relatively equal to yields of the FBW on >8 – 15% slops, namely about 22.4 tons ha-1; however, the FBW decreased sharply on the slops of > 15 – 30% with weight of 14.3 tons ha-1, oil palm productivity went down significantly on slops of .>30%, 9.8 tons ha-1. Expansion of oil palm estates on slopping lands with acid mineral soils should be based on conservation methods following environment view points.

Abstrak

Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui stabilitas Ca, Mg, KTK tanah dan hasil kelapa sawit pada lahan berlereng di tanah mineral masam Bengkulu. Penelitian ini telah dilaksanakan di salah satu perkebunan kelapa sawit dalam wilayah Kecamatan Putri Hijau, Kabupaten Bengkulu Utara dari bulan September-Desember 2005. Lokasi penelitian terletak pada ketinggian sekitar 75 m dpl, topografi bergelombang sampai dengan berbukit, 0-45%, curah hujan rata-rata 3.027 mm tahun-1. Luas lahan penelitian 350 Ha.
Hasil sawit sangat ditentukan oleh kemiringan lereng dimana berat tandan buah segar menurun dengan semakin meningkatnya kelerengan dengan persamaan linear TBS = - 0.4279 (L) + 25.156 ; R2 = 0.8264. Ca tanah relatif stabil pada kelerengan 0 – 15% seperti persamaan Ca Tanah = - 0.02 (L) + 2.9302 ; R2 = 0.1577, tetapi kestabilannya sangat menurun pada lereng > 15% seperti persamaan Ca Tanah = - 0.1098 (L) + 7.3847; R2 = 0.8122. Juga stabilitas Mg tanah sangat tinggi pada kelerengan 0 – 15% seperti persamaan Mg Tanah = 0.0002 (L) + 0.3328; R2 = 0.001, dan menurun pada kemiringan > 15% seperti persamaan Mg Tanah = 0.0134 (L) + 0.9059; R2 = 0.7231. Stabilitas KTK tanah kurang stabil pada lereng 0 -15% seperti persamaan KTK Tanah = - 0.0965 (L) + 5.1258; R2 = 0.3231 pada lereng 0 – 15%, dan menurun tajam kestabilannya pada kelerengan > 15% seperti persamaan KTK Tanah = - 0.1193 (L) + 9.3062; R2 = 0.8805. Kestabilan hara tanah yang dipengaruhi kelerengan lahan akan menentukan tingkat hasil sawit dimana pada kelerengan 0 – 8%, berat TBS rata-rata 23.3 ton ha-1, dan hampir sama pada kelerengan >8 – 15% yaitu 22.4 ton ha-1, tetapi menurun tajam pada kelerengan > 15 – 30% dengan berat TBS, 14.3 ton ha-1, produktivitas lahan sangat rendah pada kemiringan .>30%, yaitu rata-rata 9.8 ton ha-1. Pengembangan lahan kelapa sawit pada lahan berlereng harus memperhatikan azas konservasi.

download tulisan lengkapnya disini

SUMBER POLUTAN DAN LOGAM BERAT

2009-06-13T13:48:00.000+07:00

Oleh
Muhammad Faiz Barchia

Pencemaran pada agroekosistem dan ekosistem hilirnya banyak mendapat sorotan saat ini. Pencemaran dapat terjadi sebagai akibat dari berbagai kegiatan yang dilakukan, yaitu pertanian, pertambangan, industri, transportasi, rumah tangga dan lain-lain. Komponen utama dari agroekosistem yang berpotensi untuk tercemar adalah air dan tanah, yang selanjutnya akan berpengaruh pula terhadap kualitas pertanian dan makhluk hidup yang berinteraksi dengan komponen-komponen yang ada dalam agroekosistem dan daerah hilir yang dipengaruhinya.
Sumber pencemar pada agroekosistem dapat berupa 1) point source (PS) pollutants, yakni sumber-sumber pencemar yang dapat dengan jelas dari mana titik asalnya, misalnya pencemar yang dihasilkan dari kegiatan industri dan pertambangan, dan 2) non point source (NPS) pollutants, yakni sumber-sumber pencemar yang sulit untuk dikenali secara pasti dari mana titik pencemar berasal. Bahan pencemar yang berasal dari kegiatan pertanian digolongkan sebagai NPS. Penanggulangan pencemaran NPS relatif lebih sulit dibandingkan dengan penanggulangan pencemaran PS polutan. Penanggulangan pencemaran PS polutan dapat dilakukan dengan perbaikan prosedur pengolahan limbah yang akan dialirkan ke sungai atau badan air lainnya.
Kegiatan pertanian seringkali dijadikan contoh sebagai penghasil utama NPS, karena kegiatan ini umumnya menggunakan bahan kimia yakni pupuk dan pestisida. Penggunaan agrokimia untuk budi daya pertanian dapat mencapai 30 – 50% dari total input produksi pertanian. Input pertanian tersebut berubah menjadi bahan pencemar sebagai akibat penggunaan yang berlebihan atau tingkat kehilangan yang tinggi. Pencemaran bukan hanya dapat terjadi secara insitu, yakni pada areal dimana budi daya dilakukan, namun berpeluang besar untuk menyebar ke daerah hilir. Adanya keterkaitan melalui daur hidrologi menyebabkan adanya pengaruh yang sangat besar dari daerah hulu terhadap daerah hilir. Perubahan penggunaan lahan yang dilakukan di daerah aliran sungai bagian hulu seperti aktivitas pertanian, pertambangan, industri tidak hanya akan berdampak pada sekitar tempat kegiatan berlangsung, tetapi juga akan berdampak pada daerah hilir di antaranya dalam bentuk perubahan/fluktuasi debit dan transpor sedimen serta material terlarut dalam sistem aliran air.
Dalam hubungannya dengan pencemaran, aliran air mempunyai peranan yang sangat penting karena aliran air baik dalam bentuk aliran permukaan (surface run off) maupun aliran bawah permukaan (subsurface run off) merupakan agen utama pengangkutan, pemindahan, dan penyebaran bahan-bahan pencemar. Oleh karena itu, pencemaran pada suatu agroekosistem selain ditentukan oleh jumlah bahan pencemar, juga sangat dipengaruhi oleh seberapa besar persen air yang jatuh dalam agroekosistem yang berubah menjadi aliran permukaan dan berperan sebagai agen pembawa bahan-bahan pencemar. Tanah atau sedimen yang terbawa oleh aliran permukaan juga merupakan agen utama pembawa dan penyebar bahan-bahan pencemar pada agroekosistem.
1. Logam Berat
Ada beberapa unsur logam yang termasuk elemen mikro merupakan logam berat yang tidak mempunyai fungsi biologis sama sekali. Logam tersebut bahkan sangat berbahaya dan dapat menyebabkan keracunan pada organisme, yaitu timbal (Pb), merkuri (Hg), arsen (As), kadmium (Cd) dan aluminium (Al). Toksisitas tidak hanya disebabkan diet logam nonesensial saja, tetapi logam esensial dalam jumlah yang berlebihan dapat menyebabkan toksisitas. Duxbury (1985) mengklasifikasikan logam berat menjadi tiga kelompok berdasarkan tingkat potensi toksisitasnya terhadap makhluk hidup dan aktivitas mikroorganisme, yaitu 1) ekstrem toksik, seperti Hg; 2) toksik sedang seperti Cd, dan 3) toksik rendah seperti Cu, Ni dan Zn. Logam Pb umumnya terdapat dalam tanaman pangan berasal dari pencemaran atmosfer karena penggunaan bahan bakar fosil. Senyawa Hg anorganik yang masuk ke dalam sistem tanah akan bereaksi cepat membentuk kompleks organik atau diretensi oleh mineral liat, tetapi dalam suasana tereduksi atau dalam sistem drainase dapat mudah terlarut dan bergerak dari satu sistem ke sistem lainnya, dan dalam bentuk metil Hg akan mudah diserap tanaman. Logam arsen (As) terdapat dalam pestisida. Pemakaian pestisida secara terus menerus menyebabkan terakumulasinya As dalam tanah pertanian. Kisaran kandungan logam berat yang sering muncul sebagai pencemar lingkungan dalam tanah dan tanaman disajikan seperti Tabel 1 di bawah ini.
Tabel 1. Kisaran kadar logam berat sebagai pencemar dalam tanah dan tanaman (Soepardi, 1983).

Beberapa sumber yang dapat menyebabkan logam berat masuk dalam ekosistem pertanian yaitu buangan limbah industri yang masuk ke lahan pertanian, aktivitas pertambangan di bagian hulu daerah aliran sungai, erosi dan dari pupuk dan pestisida yang mengandung logam berat.
Kandungan alami logam pada suatu ekosistem terdampak akan berubah-ubah tergantung pada kadar pencemaran oleh aktivitas sumber pencemar yang membuang limbahnya ke suatu sistem drainase, ketidaksempurnaan pengelolaan limbah pertambangan yang masuk ke ekosistem sungai, erosi, dan di lahan pertanian karena kandungan logam pupuk dan dalam pestisida. Sebagai perbandingan kandungan logam dari pengaruh limbah tambang jauh lebih besar dari kandungan logam berat yang terangkut oleh erosi (Tabel 2)
Tabel 2. Jumlah logam yang mencemari lingkungan oleh pengaruh erosi dan pertambangan (Darmono, 1995)
Selintas mengingat kembali tentang keracunan logam berat merkuri, walaupun wilayah terdampak bukanlah wilayah aktivitas pertanian. Keracunan merkuri (Hg) adalah keracunan logam pertama yang pernah dilaporkan dan merupakan kasus pertama penyakit keracunan yang masuk dalam daftar undang-undang kesehatan industri. Dalam perkembangan teknologi industri sejak ratusan tahun yang lalu, logam merkuri telah ditemukan terkandung dalam limbah dan mengakibatkan pencemaran lingkungan sungai, danau, dan lautan. Kehidupan organisme perairan yang tercemar Hg akan mengkonsumsi Hg jauh lebih tinggi dari organisme yang hidup di perairan belum tercemar. Kasus Minamata dimana penduduk di sekitar Teluk Minamata banyak mengkonsumsi ikan yang mengandung Hg sekitar 2.600 – 6.600 ug metil-Hg kg, yaitu kandungan metil-Hg dalam taraf yang meracun, sementara ambang batas yang ditentukan oleh FAO/WHO yaitu maksimum 30 ug (Darmono, 1995).
Apabila sistem pertanian menggunakan air sungai untuk memenuhi kebutuhan air tanaman maka sungai yang tercemar ini akan membawa logam-logam berat ke lahan pertanian. Wilayah hulu dari daerah aliran sungai dengan aktivitas pertambangan emas dan perak dapat berakibat pencemaran pada agroekosistem daerah hilir yang menggunakan air irigasi buangan aktivitas pertambangan logam mulai tersebut. Dalam proses pemurnian bahan tambang emas dan perak, logam berat mercuri merupakan kimia yang digunakan dalam proses pemurnian logam tersebut. Sisa hasil proses tambang emas pada pertambangan tradisional tidak pernah dilakukan pengelolaan limbah. Limbah proses aktivitas tambang liar dilepas ke sistem drainase alami, sehingga wilayah hilir dengan beragam aktivitas yang menggunakan air aliran sungai dan pengairan untuk persawahan akan menjadi wilayah terdampak pencemaran logam berat Hg. Apabila tanah pertanian tercemar logam berat Hg, mineralisasi nitrogen dan nitrifikasi akan terhambat, dimana Hg sangat menghambat mineralisasi N pada tanah .
Air irigasi di salah satu wilayah Majalaya sudah bercampur dengan limbah industri dimana kandungan logam berat seperti Mn dan Cd relatif tinggi, yaitu berturut-turut 74.6 ppm dan 0.52 ppm. Disamping karena pencemaran oleh air irigasi yang mengandung polutan logam berat, penggunaan kapur pertanian dan pemberian pupuk mikro CuSO4 dapat meningkatkan kadar logam berat Cd karena penambangan kapur dan penggunaan pupuk mikro terkontaminasi Cd sebagai bahan ikutan hasil tambang bahan tersebut (Roechan, dkk. 1995).
Rata-rata konsentrasi Pb di permukaan tanah sekitar 25 ppm (Pendias dan Pendias, 1991) tetapi dengan menyebarnya polutan Pb, sudah cukup banyak lahan pertanian yang tercemar Pb. Kandungan Pb dalam tanah yang dapat meracuni tanaman berkisar dari 100 ppm sampai 500 ppm. Tingginya kandungan Pb pada tanah dapat berasal dari curah hujan di wilayah yang pencemaran udaranya sangat tinggi. Di wilayah perkotaan sering terjadi pencemaran karena tingginya penggunaan bahan bakar yang mengandung Pb, bahkan pencemaran udara oleh transportasi dapat mencapai 60% dari total pencemaran. Logam berat ini terbawah air hujan langsung tersimpan di permukaan tanah atau masuk ke dalam sistem drainase. Untuk meningkatkan kesuburan tanah pada usaha tani sayuran di perkotaan, petani sering menggunakan air di sungai yang tercemar untuk pengairan dan penyiraman tanaman sayurannya. Tindakan penggunaan air sungai yang tercemar ini adalah untuk mengefisienkan penggunaan pupuk karena air sungai telah mengalami pengkayaan unsur hara, tetapi sekaligus juga air sungai tersebut banyak mengandung logam-logam berat yang berasal dari polusi lingkungan. Pengkayaan tanah-tanah pertanian kota dengan logam berat ini dapat meningkatkan serapan logam berat tersebut oleh tanaman. Sebagai contoh, tingkat pencemaran Pb pada tanaman sayuran seperti kangkung, bayam, caisim yang ditanam di pinggir jalan raya Jakarta telah melampaui ambang batas. Kandungan Pb dalam daun kangkung sebesar 29.9 mg kg-1 dan dalam batang kangkung sebesar 15.5 mg kg-1, dan jauh di atas ambang batas 2.0 mg kg (Darmono, 1995). Keracunan Pb pada organisme telah lama diketahui, dan keracunan oleh Pb pada manusia disebut dengan plumbism.
Seiring dengan penggunaan air sungai yang tercemar sebagai sumber pengairan untuk pertanian, limbah padat sungai (sewage sludge) dapat digunakan untuk meningkatkan kesuburan tanah tanah tropika. Sewage sludge kaya bahan organik sehingga dapat menekan aktivitas Al pada tanah tropika. Sludge juga banyak mengandung sejumlah unsur hara esensial N, P, K,Ca, dan Mg. Limbah padat sungai juga kaya akan unsur hara esensial mikro seperti Fe, Mn, Zn dan Cu. Tetapi keberadaan unsur mikro tersebut dan juga logam berat lain seperti Pb, Cd, dan Hg dalam jumlah yang cukup tinggi dapat bersifat toksik bagi tanaman. Lebih jauh, kandungan yang relatif tinggi dari unsur hara mikro dan logam berat lainnya dalam limbah padat sungai yang digunakan untuk bahan penyubur tanah dapat mencemari lingkungan tanah pertanian. Logam berat yang terlarut pada tanah pertanian dapat diserap tanaman dan terbawa oleh hasil panen yang kemudian dikonsumsi oleh manusia dan ternak sehingga logam berat akan masuk ke dalam sistem metabolisme tubuh manusia dan ternak (Barchia, 1995).

SAMPAH, TANAH dan MULTI FUNGSI PERTANIAN

2009-06-13T13:45:00.000+07:00

Oleh
Muhammad Faiz Barchia

Daur Ulang Sampah Organik
Tanah tropika adalah tanah yang umumnya mengandung bahan organik rendah. Seperti dinyatakan sebelumnya bahwa bahan organik tanah pada beberapa macam tanah tropika seperti pada tanah Inceptisols, 4,44%, pada tanah Entisols, 3.10%, dan pada tanah Ultisols, 3.64%. Pada tanah Inceptisols Bengkulu, kandungan C organik di bawah tegakan kemiri rata-rata 2.2%, di bawah tegakan kopi 1.1%, dan campuran kemiri dengan kopi sebesar 1.2%. Pembukaan lahan dan pengelolaannya untuk pertanian dapat menurunkan kandungan bahan organik tanah. Pengolahan tanah pada tanah lempung berpasir yang awalnya berupa tegakan hutan mengandung 2.30% bahan organik, turun menjadi 1.59% setelah pengolahan 3 tahun untuk usaha pertanian. Penggunaan tanah tropika yang intensif telah menurunkan kandungan bahan organik tanah di Chacra Brazil dari 2.13% menjadi 1.55% C-org (Sanchez, 1983). Setelah 4 tahun penanaman dengan tanaman singkong bahan organik tanah pada tanah Ultisols lampung turun dari 4.37 menjadi 2.80% C-organik (McIntosh dan Suryatna, 1978). Tentunya penurunan kandungan bahan organik pada tanah tropika ini akan menurunkan produktivitas lahan, sehingga untuk memulihkan produktivitas lahan yang mulai menurun karena menurunnya kandungan bahan organik ini perlu dilakukan penambahan bahan organik.
Multifungsi pertanian yang lain adalah manfaat lahan sebagai tempat pendaurulangan sampah organik, dan fungsi ini belum dimanfaatkan secara optimal. Hal ini ditunjukkan oleh adanya permasalahan sampah yang masih banyak dihadapi oleh berbagai daerah di Indonesia. Sebagai contoh, total produksi sampah kota di daerah aliran sungai Citarum mencapai 26.76 juta ton tahun-1 (Setianto, dkk. 2003), dan bila tidak didapatkan jalan pemecahannya yang tepat maka sampah kota akan menjadi sumber utama pencemaran. Pembuangan sampah secara terbuka (open dumping) berakibat meningkatnya intensitas pencemaran. Kebijakan pengelolaan sampah selama ini lebih berorientasi pada usaha memindahkan sampah yang tersebar ke satu lokasi akhir pembuangan sampah, tanpa proses pemilahan, daur ulang, dan pemanfaatan ulang sampah terlebih dahulu.
Konsep reuse dan recycle dalam pengelolaan sampah merupakan konsep yang mengupayakan pemanfaatan kembali sampah atau barang yang tidak berguna, dan pendaurulangan sampah menjadi barang lain yang bernilai ekonomis. Konsep reuse dan recycle merupakan bagian dari konsep zero waste dengan mendirikan tempat pembuatan kompos dan industri kecil daur ulang sampah. Pengelolaan sampah secara terpadu yang melibatkan proses pengomposan, pendaurulangan dan pembakaran (incenerator) dapat mereduksi sampah sampai 96% (Bebasari, 2000).
Sesungguhnya tanah tropika sebagai lahan pertanian membutuhkan suplai bahan organik yang tinggi, dan saat ini kebutuhan bahan organik untuk lahan pertanian semakin meningkat apalagi dengan beralihnya sejumlah petani ke sistem pertanian organik. Pengoptimalan fungsi lahan pertanian sebagai tempat pendaurulangan sampah kota merupakan tindakan tepat, karena proporsi bahan organik dalam sampah kota tergolong tinggi. Sampah kota yang berasal dari tujuah pasar di Jakarta menunjukkan bahwa setelah disortasi mengandung bahan kompos cukup tinggi yakni berkisar antara 70-98% dari total berat basah, dan hasil kompos setelah pengeringan rata-rata mencapai 30% terhadap berat sampah sebelum disortasi atau 37% terhadap berat sampah setelah disortasi.
Optimalisasi fungsi lahan pertanian sebagai tempat pendaurulangan bahan organik akan menghasilkan banyak keuntungan, yaitu dari segi penanggulangan penumpukan sampah maka sekitar 70 – 90% proporsi berat basah dari sampah kota merupakan bahan kompos, ini berarti jumlah sampah yang berpeluang terserap untuk lahan pertanian sangat besar. Selanjutnya, peluang terjadinya pencemaran akibat penggunaan bahan kimia pupuk dapat ditekan karena sebagian dari penggunaan pupuk buatan dapat disubstitusi oleh pupuk organik atau kompos. Hasil analisis pupuk kompos dari bahan sampah menunjukkan bahwa setiap ton pupuk kompos memberikan tambahan 12.2 kg N; 3.5 kg P; dan 12.1 kg K (Sebuea dan Moersidi, 1986).
Daur ulang sampah organik juga dapat bersumber dari sisa hasil panen produk pertanian itu sendiri. Bahan pembenah tanah (soil conditioner) yang saat ini telah mulai digunakan di perkebunan kelapa sawit antara lain bahan organik yang berasal dari tandan kosong sawit (TKS) maupun limbah cair kelapa sawit (LCKS) yang merupakan limbah pabrik kelapa sawit (PKS). Bahan pembenah tanah ini selain memperbaiki kesuburan tanah juga beperan secara tidak langsung dalam meningkatkan tanah terhadap erosi. Limbah kelapa sawit berdasarkan lokasi pembentukannya dikelompokkan menjadi limbah lapangan dan limbah pengolahan. Limbah lapangan sebagai contoh, kebun kelapa sawit dapat menghasilkan limbah pelepah daun sebesar 10.4 ton Ha-1 tahun-1. Limbah padat industri kelapa sawit mempunyai kekhasan pada komposisinya. Salah satu jenis limbah padat industri kelapa sawit yang terbesar adalah tandan kosong kelapa sawit. Produksi sawit dari tanda buah segar (TBS) akan dihasilkan tandan kosong kelapa sawit (TKKS) sebesar 24 – 35% dari TBS (Said, 1996). Pemanfaatan TKKS sebagai pupuk organik melalui teknologi mulsa memerlukan waktu degradasi 6 bulan sampai 1 tahun. TKKS terdekomposisi oleh mikroorganisme tanah secara perlahan memberikan tambahan hara N, P, K, dan Mg ke dalam tanah, dan dapat meningkatkan berat tandan dan produksi kelapa sawit seperti penelitian yang dilakukan pada tanah Psammentic Paleudult. Sifat kimia tanah yang dapat diperbaiki dengan pemberian TKKS pada tanah tersebut adalah perbaikan pH tanah, kadar C dan N, basa-basa tukar K, Ca dan Mg, KTK, Kejenuhan basa, P tersedia, dan menurunkan Aldd (Siahaan, dkk. 1997). Pemanfaatan TKKS sebagai mulsa dilakukan dengan memotong TKKS membentuk chips yang ditaburkan di atas tanah pada lahan kelapa sawit. Dengan cara tersebut kebutuhan pemupukan dari pupuk sintesis berkurang sebanyak 50%.
Selanjutnya dikatakan bahwa pada proses pengolahan minyak sawit kelapa sawit menghasilkan entropi berupa limbah cair yang tidak sedikit. Proses pengolahan kelapa sawit juga menghasilkan limbah ciar yang berasal dari kondensat stasiun klarifikasi dan hidrosiklon. Sebagaimana limbah industri pertanian lainnya, limbah kelapa sawit mempunyai kadar bahan organik yang tinggi. Tingginya limbah cair bahan organik tersebut mengakibatkan beban pencemaran yang semakin besar karena diperlukan proses degradasi bahan organik yang lebih besar. Untuk menghasilkan 1 ton minyak sawit dihasilkan 2.5 ton limbah cair. Limbah cair ini dapat dikelola melalui proses dekomposisi dengan pembuatan kolam-kolam/bak pada lahan pertanian. Limbah kelapa sawit ini mengandung unsur N, P, K, dan Mg. Penggunaan limbah dari pabrik kelapa sawit untuk pemupukan tanaman mempunyai manfaat dimana pemupukan tanaman dapat dihemat, dan limbah pabrik itu sendiri tidak ada lagi yang mengotori/mencemari lingkungan. Pemberian limbah cair kelapa sawit pada areal perkebunan kelapa sawit dapat meningkatkan kadar bahan organik tanah terutama pada tanah bertekstur pasir dan sebagai cadangan atau penambah air pada lahan yang sering mengalami kekeringan. Aplikasi limbah cair kelapa sawit pada penelitian di kebun kelapa sawit menunjukkan adanya peningkatan produksi tandan buah segar (TBS) dan rata-rata berat tandan kelapa sawit sebesar 4.1% dan 17.8% dibanding dengan tanpa aplikasi limbah cair ini (Hutahuruk dan Helmut, 1993).
Limbah padat dan limbah cair kelapa saiwt apabila diubah menjadi kompos, tidak saja mengandung nutrien, juga mengandung bahan organik yang dapat berperan dalam perbaikan struktur tanah, terutama pada tanah tropika daerah tropis. Pemanfaatan limbah padat dan limbah cair merupakan bentuk multifungsi lahan pertanian dalam kaitannya dengan pengendalian pencemaran.
Tanah dalam Multifungsi Pertanian
Selain menghasilkan barang yang tampak nyata dan dapat dipasarkan (tangiable and marketable), pertanian juga dapat menghasilkan berbagai jenis jasa yang tidak tampak nyata (intangiable). Berbagai jasa atau fungsi positif yang diperankan oleh sektor pertanian dikenal dengan istilah multifungsi pertanian. Multifungsi ini mempunyai sifat non-excludability, yaitu jasa yang dihasilkan dapat dinikmati secara cuma-cuma tidak hanya oleh petani yang menghasilkannya namun juga oleh masyarakat luas. Multifungsi pertanian juga bersifat non-rivalry, yaitu masyarakat dapat menikmati jasa tersebut tanpa harus berkompetisi karena jasa tersebut merupakan milik umum, yang mencakup fungsi lingkungan, ketahanan pangan serta fungsi sosial dan budaya.
Multifungsi pertanian dalam hubungannya dengan pengendalian pencemaran dan lingkungan, antar lain 1) mitigasi banjir, 2) pengendalian erosi dan sedimentasi, 3) penampung sampah organik, 4) penyejuk dan pembersih udara, 5) penambat karbon, dan 6) pemelihara sumberdaya hayati. Agroekosistem sawah dapat berfungsi sebagai filter sedimen dan tanah gambut dapat berfungsi sebagai senyawa kimia yang dapat mengkhelat logam berat, sehingga agroekosistem sawah dan pertanian lahan gambut adalah bentuk usaha tani yang dapat berperan dalam penanggulangan NPS polutan.
Degradasi lahan pertanian yang banyak terjadi sebagai akibat pola penggunaan lahan yang kurang tepat dapat berakibat pada penurunan kuantitas dan kualitas multifungsi pertanian, sehingga multifungsi pertanian tidak dapat dinikmati secara optimal. Salah satu strategi utama untuk mempertahankan multifungsi pertanian adalah dengan meningkatkan upaya konservasi lahan pertanian. Pencemaran yang bersumber dari lahan kering wilayah atas dapat dilakukan dengan menekan besarnya erosi dan aliran permukaan yang menjadi agen utama pengangkutan NPS dari daerah hulu ke daerah hilir.
Jika dikelola dengan baik, penerapan teknik pengelolaan lahan yang tepat merupakan salah satu cara terpenting dalam mengoptimalkan multifungsi lahan pertanian termasuk dalam hal penanggulangan pencemaran. Penanggulangan pencemaran NPS dapat dilakukan dengan 1) meminimalkan ketersediaan bahan pencemar (source reduction), 2) mengurangi pengangkutan atau penerimaan bahan-bahan pencemar, baik dengan cara mengurangi kemampuan media air untuk mengangkut dan atau dengan mengurangi jumlah polutan yang terangkut, atau mengurangi deposisi dari bahan-bahan pencemar, 3) remediasi atau menjerap bahan-bahan pencemar sebelum atau sesudah bahan-bahan tersebut masuk ke sistem drainase melalui transformasi kimia dan biologi.
Penggunaan pupuk dan pestisida pada lahan kering belum seintensif pada lahan sawah, kecuali pada lahan sayuran, sehingga resiko terjadinya pencemaran yang bersumber dari areal lahan kering lebih banyak disebabkan oleh tingginya kapasitas media pengangkut sebagai akibat belum terkendalinya aliran permukaan dan erosi. Oleh karena itu, prinsip penanggulangan pencemaran yang bersumber dari kegiatan pertanian lahan kering dapat dilakukan dengan mengendalikan besarnya aliran permukaan dan erosi. Kegiatan konservasi tanah dan air selain memberikan manfaat pada kelestarian produktivitas tanah, juga bermanfaat dalam mengatasi problema pencemaran perairan.
Peranan olah tanah konservasi selain dapat digunakan untuk mengontrol erosi dari areal pertanaman, teknik ini juga memberikan manfaat lain yakni mengontrol beberapa bahan pencemar, misalnya berkurangnya tingkat transport dari unsur fosfor dalam bentuk partikel. Olah tanah konservasi dapat dianggap sebagai alternatif pengolahan tanah yang dapat mengurangi kandungan polutan dalam aliran permukaan dari lahan pertanian. Hasil penelitian pada tanah Ultisols menunjukkan aplikasi mulsa yang merupakan salah satu komponen penting teknik olah tanah konservasi, sangat efektif dalam mengurangi unsur hara yang hilang yang dapat berdampak pada pengurangan sumber pencemar (Tabel 1).

Tabel 1. Dampak dari penggunaan mulsa terhadap unsur hara yang hilang melalui erosi pada pertanaman jagung.

Dari Tabel 1 di atas terlihat bahwa jumlah hara yang hilang pada perlakuan mulsa jerami paling rendah, karena mulsa jerami mampu menghambat aliran permukaan dan mengurangi erosi tanah. Sementara usaha tani sayuran pada lahan kering sangat berpotensi untuk menghasilkan bahan pencemar, karena penggunaan pupuk dan obat-obatan yang relatif tinggi. Resiko terjadinya pengangkutan hara juga menjadi tinggi karena masih banyak petani yang mengelola lahan dengan membuat bedengan searah lereng.
Pengolahan tanah yang konvensional adalah untuk memperbaiki aerasi tanah. Adanya perbaikan porositas tanah harus diwaspadai, karena dapat berdampak pada peningkatan kehilangan hara melalui pencucian khususnya hara yang bersifat mobil seperti nitrogen. Tindakan perbaikan porositas tanah harus disertai oleh manajemen pemberian pupuk dimana pupuk harus diberikan pada saat yang tepat dan sesuai dengan kebutuhan tanaman.
Pengurangan sumber bahan pencemar dari NPS dapat dilakukan dengan mengurangi penggunaan pupuk dan pestisida. Namun, tindakan ini hanya dapat dilakukan pada tingkat tertentu, dimana pengurangan input pertanian secara berlebihan akan menyebabkan terjadinya penurunan produksi dan ini akan berpengaruh buruk terhadap ketahanan pangan. Dapat juga dicari alternatif pengganti, misalnya mengganti pupuk kimia dengan pupuk organik, tetapi kondisi sekarang belum memungkinkan untuk memenuhi kebutuhan pupuk organik karena masih terbatas ketersediannya. Sumber-sumber pupuk organik yang ada belum dikelola dengan baik, misalnya sampah kota yang bersumber dari sampah pasar dan sampah rumah tangga, bahan organik sisa panen, dan lain-lain.
Tindakan yang saat ini dapat dilakukan selain mempercepat pengelolaan sampah dan bahan organik sisa panen, adalah melakukan perbaikan sistem pengelolaan hara (nutrient management). Hal yang dilakukan dalam pengelolaan hara, yaitu 1) menggunakan pupuk sesuai dengan kebutuhan untuk mencapai target produksi yang realistis, 2) memperbaiki waktu pemberian pupuk yang tepat; misalnya untuk mengurangi tingkat kehilangan pupuk sebaiknya pupuk diberikan secara bertahap sesuai dengan kebutuhan tanaman, dan 3) meningkatkan efisiensi penggunaan pupuk. Dengan melakukan tindakan-tindakan pengelolaan hara seperti di atas, disamping terjadi efisiensi pemakaian pupuk dalam upaya produksi pertanian, juga dapat menghindari terjadinya pencemaran ke ekosistem luar akibat pemakaian pupuk yang berlebihan.

SAMPAH dan MULTIFUNGSI PERTANIAN (Potensi Bengkulu)

2009-06-13T13:32:00.000+07:00

Oleh
Muhammad Faiz Barchia

Selain menghasilkan barang yang tampak nyata dan dapat dipasarkan (tangiable and marketable), pertanian juga dapat menghasilkan berbagai jenis jasa yang tidak tampak nyata (intangiable). Berbagai jasa atau fungsi positif yang diperankan oleh sektor pertanian dikenal dengan istilah multifungsi pertanian. Salah satu fungsi dari multifungsi pertanian dalam hubungannya dengan pengendalian pencemaran dan lingkungan, yaitu penampung sampah organik.
Pendaurulangan sampah organik sebagai salah satu bentuk multifungsi pertanian sampai saat ini belum dimanfaatkan secara optimal. Adanya permasalahan sampah yang masih banyak dihadapi oleh berbagai daerah di Indonesia bila tidak didapatkan jalan pemecahannya yang tepat maka sampah kota akan menjadi sumber utama pencemaran. Pembuangan sampah secara terbuka (open dumping) berakibat meningkatnya intensitas pencemaran.
Propinsi Bengkulu dengan jumlah penduduk 1.517.181 jiwa dan dari jumlah tersebut sebagian hidup di ibukota-ibukota kabupaten/kota merupakan potensi penghasil sampah yang cukup besar. Kota Bengkulu saja dengan jumlah penduduk 252.199 jiwa akan mampu menghasilkan sebanyak 370 m3 hari-1, dan dengan tingkat layanan sebesar 35%, maka potensi sampah pada TPA Air Sebakul dapat mencapai 130 m3 hari-1. Sampai saat ini sampah yang dibuat di TPA-TPA di ibukota-ibukota kabupaten/kota Bengkulu belum dikelola dengan cara didaur ulang (recycle) dan digunakan kembali (reuse). Contoh lain adalah di kota Curup, dengan jumlah penduduk 114.516 jiwa maka potensi produksi sampah kota Curup dapat mencapai 212 m3 hari-1 sementara volume sampah terangkut sebesar 83 m3 hari-1. Tentu ini adalah potensi bahan baku yang dapat digunakan untuk pembuatan kompos sampah kota.

Kebijakan pengelolaan sampah selama ini lebih berorientasi pada usaha memindahkan sampah yang tersebar ke satu lokasi akhir pembuangan sampah, tanpa proses pemilahan, daur ulang, dan pemanfaatan ulang sampah terlebih dahulu. Konsep reuse dan recycle dalam pengelolaan sampah merupakan konsep yang mengupayakan pemanfaatan kembali sampah atau barang yang tidak berguna, dan pendaurulangan sampah menjadi barang lain yang bernilai ekonomis. Konsep reuse dan recycle merupakan bagian dari konsep zero waste dengan mendirikan tempat pembuatan kompos dan industri kecil daur ulang sampah. Pengelolaan sampah secara terpadu yang melibatkan proses pengomposan, pendaurulangan dan pembakaran (incenerator) dapat mereduksi sampah sampai 96% (Bebasari, 2000).
Optimalisasi fungsi lahan pertanian sebagai tempat pendaurulangan bahan organik akan menghasilkan banyak keuntungan, yaitu dari segi penanggulangan penumpukan sampah maka sekitar 70 – 90% proporsi berat basah dari sampah kota merupakan bahan kompos, ini berarti jumlah sampah yang berpeluang terserap untuk lahan pertanian sangat besar. Selanjutnya, peluang terjadinya pencemaran akibat penggunaan bahan kimia pupuk dapat ditekan karena sebagian dari penggunaan pupuk buatan dapat disubstitusi oleh pupuk organik atau kompos.

Sesungguhnya tanah mineral masam sebagai lahan pertanian membutuhkan suplai bahan organik yang tinggi, dan saat ini kebutuhan bahan organik untuk lahan pertanian semakin meningkat apalagi dengan beralihnya sejumlah petani ke sistem pertanian organik. Pengoptimalan fungsi lahan pertanian sebagai tempat pendaurulangan sampah kota merupakan tindakan tepat, karena proporsi bahan organik dalam sampah kota tergolong tinggi. Sampah kota yang berasal dari tujuah pasar di Jakarta menunjukkan bahwa setelah disortasi mengandung bahan kompos cukup tinggi yakni berkisar antara 70-98% dari total berat basah, dan hasil kompos setelah pengeringan rata-rata mencapai 30% terhadap berat sampah sebelum disortasi atau 37% terhadap berat sampah setelah disortasi.
Daur ulang sampah organik juga dapat bersumber dari sisa hasil panen produk pertanian itu sendiri. Juga, bahan pembenah tanah (soil conditioner) yang saat ini telah mulai digunakan di perkebunan kelapa sawit antara lain bahan organik yang berasal dari tandan kosong sawit (TKS) maupun limbah cair kelapa sawit (LCKS) yang merupakan limbah pabrik kelapa sawit (PKS). Bahan pembenah tanah ini selain memperbaiki kesuburan tanah juga beperan secara tidak langsung dalam meningkatkan tanah terhadap erosi. Juga, jerami sisa panen padi di lahan-lahan sawah telah banyak digunakan oleh petani sebagai bahan pupuk kompos. Aplikasinya di lapangan oleh kelompok tani menunjukkan bahwa pemberian pupuk organik jerami padi dapat meningkatkan panen padi.

Potensi jerami dan lokasi pembuatan kompos di Propinsi Bengkulu.

Kelayakan Skala Industri
Keberadaan pupuk anorganik di pasaran akhir-akhir ini menjadi langka. Kelangkaan pupuk anorganik di tingkat konsumen salah satu penyebabnya adalah pendistribusian yang tidak tepat waktu dan tidak tepat sasaran, sehingga harga pupuk anorganik subsidi menjadi mahal. Juga keadaan ekonomi Indonesia yang sedang labil sehingga pemerintah terpaksa mengurangi subsidi untuk pupuk anorganik. Semua keadaan ini menyebabkan harga pupuk organik semakin mahal sehingga sangat memberatkan beban petani. Andai saja sistem pertanian kita beralih ke pertanian organik, tentu permasalah di atas tidak akan muncul.
Departemen Pertanian mencanangkan program ”Go Organic 2010”, yang berarti produk pertanian harus dibudidayakan secara organik atau tanaman dipupuk dengan pupuk organik atau kompos. Dapat dibayangkan berapa jumlah kompos yang dibutuhkan jika semua usaha budidaya pertanian harus menggunakan pupuk organik. Program tersebut dapat berhasil jika dirintis dari sekarang.
Bahan baku pupuk organik sangat mudah diperoleh karena memanfaatkan sampah organik. Bahan bakunya bisa ditemukan disekitar kita sehingga produksinya bisa berjalan terus. Dengan demikian, kelangkaan pupuk bisa teratasi dan tentu harganya akan lebih murah.

PESTISIDA DAN POLUSI TANAH

2009-06-13T13:30:00.000+07:00

Oleh
Muhammad Faiz Barchia

Sejarah manusia kaya dengan peperangan melawan hama. Lebih dari sepuluh ribu spesies insekta, gulma, nematoda dan penyakit yang dapat menyerang tanaman yang dibudidayakan. Berbagai cara telah dikembangkan untuk mengubah keseimbangan ke arah yang menguntungkan manusia seperti pemilihan kultivar tanaman agar dapat mengatasi dan melawan gulma, hama dan penyakit tanaman. Penggunaan bahan kimia untuk mengendalian hama telah dilakukan sejak berabad-abad yang lalu seperti penggunaan bubur Bordeaux, campuran kapur dan belerang, larutan arsenik, ataupun insektisida alami. Hampir setiap usaha pertanian sejumlah bahan kimia digunakan untuk memberantas gulma, hama dan penyakit, sehingga saat ini banyak sekali jenis pestisida yang digunakan untuk memberantas gangguan hama dan penyakit terhadap tanaman. Keuntungan sesaat untuk mempertahankan produksi pertanian sudah banyak diperoleh dengan penggunaan pestisida, tetapi beragam masalah lingkungan telah pula ditimbulkannya.
Beberapa masalah yang timbul akibat penggunaan pestisida, yaitu telah munculnya kekebalan pada berbagai organisme hama terutama serangga, sehingga untuk memberantasnya diperlukan dosis yang lebih tinggi, timbulnya sisa-sisa pestisida yang mencemari tanah pertanian dan sistem drainase, dan timbulnya efek merusak dari bahan kimia terhadap organisme yang bukan sasaran. Pemberantasan nematoda pada media persemaian tanaman sering berimplikasi terhadap keragaman flora dan fauna tanah pada media semai tersebut. Penggunaan pestisida untuk memberantas hama atau penyakit tertentu sering mensterilisasi ekosistem tanah, sehingga bakteri dan fungi menurun populasinya di dalam tanah. Pengaruh pestisida cukup serius terhadap mikroorganisme pada mineralisasi nitrogen dan nitrifikasi. Masalah-masalah di atas sampai saat ini belum dapat ditanggulangi, sedangkan tanah yang menjadi media tumbuh tanaman pertanian dan biodiversitas penghuni ekosistem tanah menanggung beban yang amat berat karena telah menjadi tempat terakumulasinya bahan pencemar sisa pestisida.
Pestisida yang banyak digunakan saat ini mencakup insektisida, fungisida, herbisida, nematisida, moluskisida, dan akarisida. Di antara pestisida di atas, herbisisida semakin meningkat setiap tahun seiring dengan usaha peningkatan produksi pertanian. Saat ini penggunaan herbisida di dunia mencapai 49.6% dari volume total pestisida (Merrington, dkk. 2002). Dinamika residu pestisida dalam tanah sangat beragam, ada yang mudah larut dalam tanah, dan ada juga yang dapat difiksasi oleh koloid tanah seperti herbisida Paraquat. Paraquat (1,1’-dimethyl-4,4’-dipyridylium dichloride) merupakan herbisida kontak dari golongan piridin yang digunakan untuk mengendalikan gulma yang diaplikasikan purna tumbuh (Humburg, dkk. 1989). Herbisida paraquat merupakan bagian dari kelompok senyawa bioresisten yang sulit terdegradasi secara biologis dan relatif stabil pada suhu, tekanan dan pH normal. Hal ini memungkinkan paraquat teradsorpsi sangat kuat oleh partikel tanah yang menyebabkan senyawa ini dapat bertahan lama di dalam tanah (Sastroutomo, 1992).Paraquat diketahui sebagai senyawa yang sangat toksik, dan keberadaannya di dala tanah sebesar 20 ppm mampu menghambat perkembangan dan aktivitas bakteri Azotobacter dan Rhizobium yang berperan dalam fiksasi nitrogen (Martani, dkk. 2001).
Herbisida Paraquat bila terdisosiasi akan membentuk kation dalam larutan tanah dan akan difiksasi oleh pertukaran kation pada muatan negatif permukaan koloid tanah. Sebagai herbisida kationik, paraquat akan terionisasi sempurna dalam larutan tanah membentuk kation divalen dengan muatan positif terdistribusi di sekeliling molekul, dan paraquat akan segera teradsorpsi dan menjadi tidak aktif ketika kontak dengan koloid tanah (Muktamar, dkk. 2003). Koloid mineral dan organik tanah adalah komponen aktif tanah yang mempunyai peranan sangat penting dalam proses adsorpsi dan desorpsi herbisida di dalam tanah dan lingkungan. Ikatan Paraquat yang terdisosiasi dengan koloid berbentuk ikatan kovalen sehingga fiksasi residu herbisida ini sangat kuat, sehingga menjadi tidak aktif di dalam tanah. Paraquat dapat masuk dalam ikatan antar lapisan kristal liat sehingga sangat kuat difiksasi secara kovalen. Afinitas mineral tanah terhadap paraquat sangat tinggi pada konsentrasi paraquat rendah, tetapi dengan semakin tinggi konsentrasinya di dalam tanah dimana kapasitas adsorpsinya telah terjenuhi maka paraquat akan terkonsentrasi pada larutan tanah.
Tingginya konsentrasi paraquat dalam larutan tanah, apabila datang hujan, paraquat akan terbawah oleh aliran perkolasi ke dalam tubuh tanah dan masuk ke dalam sistem drainase sehingga dapat mencemari lingkungan. Adsorpsi herbisida oleh partikel tanah akan menyebabkan herbisida tersebut tidak efektif dalam mengendalikan gulma dan bila akumulasinya di dalam tanah tinggi, maka hal ini merupakan suatu residu yang dapat mencemari lingkungan. Muktamar, dkk (2003) dari penelitiannya pada bahan mineral Ultisol yang memiliki KTK 14.5 cmol kg-1 dan kadar liat 54%, dan pada bahan mineral Entisol berkadar liat 38% dengan KTK 10.5 cmol kg-1 menghasilkan persamaan adsorpsi paraquat seperti berikut :
Y = 0.15 + 1.89X (r2 = 0.99, pada Ultisol)
Y = 1.13 + 0.67X (r2 = 0.92, pada Entisol)
Selanjutnya bila paraquat dicobakan dengan erapan bahan organik akan memberikan persamaan adsorpsi sebagai berikut (Muktamar, dkk. 2004) :
Y = 0.0145 + 0.14X (r2 = 0.91)
Dimana Y = adsorpsi paraquat (cmol kg-1); X = konsentrasi paraquat yang diberikan (mol L-1). Dari kedua persamaan pertama terlihat bahwa paraquat yang diberikan pada tanah Ultisol akan teradsorpsi sempurna pada dosis yang diberikan 0.53 mol L-1 (100 ppm) sampai 1.61 mol L-1 (300 ppm), dan pada Entisol paraquat akan teradsorpsi sempurna antara 0.53 mol L-1 sampai 1.07 mol L-1 (200 ppm). Sementara pada bahan organik walaupun membentuk garis linier terlihat bahwa erapan mengikuti pola isoterm tipe L, yang merupakan bentuk normal isoterm Langmuir yang mewakili afinitas yang relatif tinggi dari adsorben yaitu bahan organik tanah, dan zat terlarut dalam hal ini paraquat dimana pada level awal isoterm dan level off pada saat adsorpsi maksimum. Kapasitas adsorpsi maksimum dicapai pada nilai 7.14 cmol kg-1, sehingga di atas kapasitas ini dimungkinkan pemberian paraquat akan masuk ke dalam sistem larutan tanah. Selanjutnya dikatakan bahwa pada saat konsentrasi herbisida paraquat di dalam larutan kesetimbangan > 0.6 mmol L-1, terdapat erapan yang tidak menggambarkan mekanisme yang jelas. Erapan ini dianggap sebagai refleksi dari mekanisme lain selain adsorpsi seperti chemisorption atau ligan exchange. Sebenarnya model erapan tersebut dapat saja terjadi pada mekanisme diffuse-ion swam.
Sebaliknya, banyak pestisida yang tidak diikat dengan erapan kuat di permukaan koloid tanah, sehingga residu pestisida ini dapat tercuci bahkan sampai ke aliran air bawah tanah atau akuifer. Menurut Suparno (1999), bila herbisida tidak teradsorpsi kuat oleh partikel tanah atau mengalami desorpsi oleh air hujan, maka kemungkinan herbisida tersebut terbawa oleh aliran permukaan menuju air tanah (ground water).
Residu pestisida dengan koefisien erapan rendah akan mudah termobilisasi di dalam tanah. Pergerakan di dalam tanah dapat melalui difusi dan aliran massa. Kebanyakan pergerakan pestisida melalui difusi, tetapi pergerakan melalui aliran massa sangat menentukan penyebaran residu pestisida di dalam tanah. Pergerakan residu pestisida di dalam tanah melalui aliran massa ini sangat dipengaruhi oleh konduktivitas hidrolik tanah dan kelebihan curah hujan atau irigasi. Desorpsi paraquat dapat menyebabkan pencemaran tanah dan lingkungan perairan, sehingga dapat menurunkan kualitas air sebagai sumber kehidupan dan mempengaruhi kehidupan organisme lain yang bukan sasaran. Paraquat di dalam tanah dengan konsentrasi 20 ppm dapat menghambat pertumbuhan bakteri Azotobacter dan Rhizobium yang berperan dalam fiksasi nitrogen (Martani, dkk. 2001).
Kebanyakan herbisida yang digunakan saat ini berbahan aktif, glyphosate yang bersifat tidak selektif. Herbisida ini dapat mengendalikan semua gulma melalui beragam mekanisme seperti reduksi klorofil dan karotenoid. Herbisida Glyphosate 2,4-D (2,4-dichlorophenoxyacetic acid) bersifat sistemik, yaitu pestisida ini dapat terserap ke dalam jaringan tanaman. Karena bersifat sistemik, residu pestisida ini mudah ditranslokasikan oleh tanaman ke daerah perakaran/rizosfer, mikroorganisme di rizosfer akan terganggu keseimbangannya. Penggunaan beragam pestisida dapat merusak populasi mikroorganisme di daerah perakaran. Nodulasi pada kacang-kacangan sering terganggu atau tidak terbentuk nodul karena penggunaan pestisida.
Insektisida merupakan pestisida yang cukup besar diproduksi dan digunakan pada sektor pertanian di Indonesia selain herbisida dan fungisida. Ada tiga golongan insektisida yang terkenal sebelum dan selama ini, yaitu 1) golongan organokhlorin, 2) golongan organofosfat, dan 3) golongan karbamat.
Golongan pestisida organokhlorin ini mempunyai tiga sifat utama, yaitu merupakan racun yang universal, degradasinya berlangsung sangat lambat, dan larut dalam lemak. Pestisida ini merupakan senyawa yang tidak reaktif, bersifat stabil, dan persisten, serta terkenal sebagai ’broad spectrum insectisides’, yaitu jenis pestisida yang paling banyak menimbulkan masalah. Oleh karena itu pestisida golongan organokhlorin di Indonesia tidak diperkenankan lagi untuk dipergunakan pada sektor pertanian. Jenis organokhlorin yang dikenal sebelum ini yaitu DDT, endrin, dieldrin, lindane, aldrin, chlondane.
Golongan insektisida organofosfat digunakan sebagai pengganti DDT setelah adanya pelarangan terhadap DDT di Indonesia. Golongan pestisida ini sangat potensial, bersifat selektif dan efeknya cepat, tidak menimbulkan toleransi pada serangga apabila diberikan dengan takaran, cara dan saat yang tepat, serta irreversible, artinya enzim cholinestesarase yang terikat pestisida ini tidak dapat berfungsi normal kembali tanpa dipisahkan ikatannya dari organofosfat. Oleh karena itu pestisida ini mempunyai sifat lebih toksik terhadap manusia daripada pestisida golongan organokhlorin walaupun golongan organofosfat dapat dinonaktifkan (deaktifasi) di lingkungan (Ahmadi, 1994). Golongan organofosfat diantaranya adalah parathion, malathion, syntox, chlorthion, decaptan, diazinon, dan phosdrin.
Pestisida golongan karbamat merupakan derivat asam karbonik dengan rumus RHNCOOR. Sifat pestisida ini mirip dengan pestisida golongan organofosfat, tidak berakumulasi dalam sistem kehidupan, tetap agak cepat menurun. Toksisitasnya bermacam-macam adalah yang lebih kecil dari DDT dan ada juga yang lebih besar empat kali DDT. Penggunaan pestisida ini sudah cukup luas, baik pada bidang pertanian maupun bidang kesehatan masyarakat. Jenis golongan karbamat antara lain furadan, ferban, baygon, carbaryl (Sevin).
Namun, saat ini penggunaan pestisida telah menimbulkan berbagai masalah. Masalah pertama adalah timbulnya kekebalan pada berbagai organisme hama, sehingga untuk memberantasnya memerlukan dosis yang lebih tinggi; kedua, timbulnya residu pestisida yang mencemari lingkungan; dan ketiga, timbulnya efek merusak dari bahan kimia terhadap organisme yang bukan sasaran. Banyak pestisida yang dikembangkan saat ini bersifat selektif terhadap target gulma, hama dan vektor penyakit, tetapi hampir tidak mungkin pestisida tersebut tidak kontak dengan non target, bahkan petani pemakai sendiri dapat terkena dampaknya. Pada umumnya petani sering menggunakan pestisida bukan atas dasar keperluan secara indikatif, tetapi mereka menjalankan cara ’cover blanket system’, yaitu ada atau tidak ada hama tanaman tetap dilakukan penyemprotan dengan pestisida yang membahayakan dan teknik penyemprotan yang tidak memenuhi standar prosedur yang benar. Terhadap manusia lainnya, bahwa pestisida yang disemprotkan pada tanaman pangan akan meninggalkan residu dalam tanaman sehingga dapat mempengaruhi hewan atau manusia yang mengkonsumsinya.
Pestisida yang diaplikasikan dalam produksi pertanian dapat berimplikasi pada perubahan keseimbangan ekologi tanah, baik merusak organisme non target maupun merubah karakteristik fisiko-kimia tanah yang berimplikasi pada komposisi organisme tanah.Tanah yang menjadi tempat tumbuh dan hidupnya organisme menanggung beban yang amat berat karena dapat menjadi tempat terakumulasinya residu pestisida. Aplikasi pestisida dilakukan dengan memberikannya ke tanah, dan ke tanaman melalui penyemprotan. Pestisida yang disemprotkan pada tanaman dapat terakumulasi ke tanah karena kelebihan penyemprotan, aliran melalui batang tanaman, translokasi dalam jaringan tanaman ke tanah melalui akar atau dari sisa tanaman. Menurut Rasyidi (2008) pestisida merupakan sumber dari non point source (NPS) pollutants yang digunakan dalam budidaya pertanian dan dapat menyisakan residu dalam tanah, tanaman, dan air. Air hujan dapat melarutkan pestisida yang tertahan dalam permukaan tajuk tanaman, cabang dan ranting, selanjutnya mengalir ke permukaan tanah. Melalui peristiwa infiltrasi, larutan pestisida tersebut dapat masuk ke dalam tanah, dan/atau terbawa aliran permukaan, yang selanjutnya masuk ke dalam sungai atau badan air lainnya, dan menyebabkan terjadinya penurunan kualitas air. Sayuran merupakan komoditas dengan penggunaan pestisida relatif tinggi dibanding komoditas lainnya. Hasil peneliti Abdul-Muti, dkk (2000) memperlihatkan tanah pada budidaya sayuran diketahui mengandung residu pestisida yang berbahaya seperti BHC, endosulfan, dan dieldrin (senyawa organoklorin), klorpirifos (organofosfat), dan karbonfuran (karbamat) (Tabel 3).

Tabel 3. Residu bahan aktif pestisida di dalam tanah pada pertanaman sayuran dataran tinggi Pangalengan (Abdul-Muti, dkk. 2000)

1) BHC; 2) Klorpirifos; 3) Endosulfan; 4) Karbofuran; 5) Dieldrin

Di antara berbagai macam pestisida, ada beberapa jenis yang resisten atau sukar terdegradasi dengan paruh waktu (half time) lama, sehingga residu pestisida tersebut dapat bertahan lama di dalam tanah dan tanaman. Beberapa penelitian membuktikan bahwa residu pestisida dari senyawa organoklorin, seperti lindan, aldrin, dieldrin, heptaklor, DDT, dan endrin masih ditemukan di dalam tanah dan air, meskipun jenis-jenis insektisida tersebut sebenarnya sudah dilarang kecuali endosulfan yang masih dipergunakan sampai sekarang. Hal tersebut membuktikan bahwa insektisida dari senyawa organoklorin sangat resisten, padahal penggunaannya telah dilakukan sejak 20 tahun yang lalu. Tingkat persistensi insektisida organoklorin dapat mencapai 30 tahun. Abdul-Muti, dkk (2000) mendapatkan adanya residu bahan aktif pestisida dengan kandungan yang umumnya telah melampaui batas ADI (acceptable daily intake) di dalam tanaman seperti kentang, tomat, kubis, dan cabe.

PEMUPUKAN BERIMBANG

2009-06-13T13:05:00.000+07:00

Oleh

Muhammad Faiz Barchia

Sebagian besar lahan pertanian terutama tanah-tanah yang telah mengalami pelapukan lanjut mempunyai tingkat kesuburan dan pH tanah rendah serta peka terhadap erosi, tetapi beragam jenis tanaman pangan, sayur-sayuran dan tanaman tahunan dapat tumbuh baik dengan potensi hasil cukup tinggi. Waktu penanamannya disesuaikan dengan pola curah hujan setempat dan kebutuhan air masing-masing jenis tanaman. Beberapa jenis tanaman sayuran memperlihatkan potensi hasil yang baik pada tanah Ultisols antara lain tomat, kacang panjang, terung, cabe, caisin, dan kangkung darat (Tabel 1).

Tabel 1. Hasil tanaman sayuran pada tanah Ultisol Way Abung, Lampung (Ismail, dkk. 1984).

Produktivitas tanah Ultisols yang rendah ini harus diiringi dengan pemupukan yang berimbang untuk mendapat hasil yang optimum. Bila tidak dilakukan perbaikan kesuburan tanahnya, produksi tanaman yang diusahakan pada tanah tropika ini sangat rendah. Hal ini terlihat dari produktivitas tanaman pangan yang ditanam pada tanah Ultisols Sitiung tanpa perlakuan pemupukan yang dilakukan petani dan model yang dicobakan dengan pemupukan berimbang. Konsep pemupukan berimbang harus diterapkan berdasarkan status hara tanah dan kebutuhan hara tanaman.
Sifat tanah ini yaitu tingkat kesuburan rendah seperti kandungan bahan organik yang sangat rendah, kekurangan fosfat dan memperlihatkan keracunan aluminium. Hasil tanaman yang sangat rendah seperti yang dilakukan oleh petani, dan dilakukan pemupukan yang berimbang dengan pengapuran 2 ton ha-1 pemupukan N 200 kg urea, 100 kg TSP dan 100 kg KCl ha-1 seperti pada Tabel 2 (Syaiful, dkk. 1984).
Pemupukan berimbang adalah upaya untuk meningkatkan mutu intensifikasi dengan menambah jenis dan takaran pupuk, karena sejauh ini upaya pemupukan belum mampu mencapai produksi yang ditargetkan, suatu petunjuk bahwa efisiensi pemakaian pupuk semakin menurun.

Tabel 2. Hasil tanaman pola petani di Sitiung (ton ha-1)(Syaiful, dkk. 1984)
Salah satu sebab tidak efisiennya pemupukan adalah kurangnya perawatan sumberdaya tanah sehingga kesuburannya merosot, baik dari segi kimia, fisik dan biologi tanah. Pertumbuhan optimal tanaman sangat memerlukan ketersediaan hara, terutama unsur hara makro N, P, K, Ca, Mg, dan S, sebaliknya pertumbuhan tanaman akan terhambat apabila unsur hara ini tidak tersedia atau kelarutannya rendah sehingga tidak tersedia tepat waktu, atau karena tidak seimbang dengan unsur-unsur lain.
Pemupukan perlu dilakukan secara rasional sesuai dengan kebutuhan tanaman, kemampuan tanah menyediakan unsur-unsur hara, sifat-sifat tanah, dan pengelolaan oleh petani. Kelebihan pemberian pupuk selain merupakan pemborosan, juga mengganggu keseimbangan unsur-unsur hara dalam tanah, sedangkan pemberian terlalu sedikit tidak akan memberikan produksi yang optimal. Seperti terlihat bahwa produktivitas tanaman kelapa sawit pada umur 3 – 13 tahun dari beberapa wilayah, yaitu Kalimantan Barat, Kalimantan Timur, Sumatera Utara dan Riau masih di bawah produktivitas baku lahan kelas kesesuaian lahan S-3 (Tabel 3). Persentase total produksi rata-rata di Kalimantan baru sekitar 60 persen, dan di Sumatera baru mencapai 70 persen dari potensi produksi baku lahan kelas S-3. Produksi standar kelas kesesuaian lahan S-3 untuk kelapa sawit umur 3 – 13 tahun sebesar 226.8 ton tandan buah segar per hektar (Poeloengan, dkk. 2001). Produktivitas kelapa sawit pada tanah tropika yang dikelola oleh perusahaan jauh lebih tinggi dibanding dengan hasil yang dikelola oleh petani. Hal ini disebabkan oleh keterbatasan pengetahuan, teknologi, tenaga, dan modal dari petani yang mengusahakan tanaman tersebut. Hasil kelapa sawit yang senjang antara produktivitas di perkebunan inti dikelola langsung oleh perusahaan perkebunan swasta besar dan plasma yang dikelola oleh petani terlihat nyata dari kebun kelapa sawit di Sumatera Utara seperti disajikan pada Tabel 3. Bahkan pada puncak produksi pada tahun ke-9 umur tanaman kelapa sawit, pada perkebunan inti hasil dapat mencapai 27.6 ton TBS ha-1tahun-1, pada kebun plasma hanya berproduksi 13.6 ton TBS ha-1tahun-1, atau sekitar 50% dari produksi kebun inti (Tabel 4).

Tabel 3. Perbandingan produktivitas kelapa sawit pada tanah tropika dan tanah kesesuaian kelas S-3 (Poeloengan, dkk. 2001)

Pemupukan yang berimbang perlu dilakukan sehubungan dengan tingkat kesuburan dan produksi yang rendah sehingga produktivitas tanah tropika dapat ditingkatkan. Prinsip pemupukan berimbang bertujuan untuk mencapai pemupukan yang efektif dan efisien. Dosis pupuk yang berimbang dibuat atas dasar beberapa pertimbangan antara lain; 1) jumlah hara yang terangkut oleh hasil panen, 2) jumlah hara yang terimmobilisasi dalam batang, cabang, pelepah/daun, 3) jumlah hara yang dikembalikan ke dalam tanah, 4) jumlah hara yang terfiksasi dan hilang dalam tanah, dan 5) jumlah hara yang tersedia dalam tanah.Sebagian besar tanah-tanah tropika yang telah diusahakan secara intensif biasanya berkadar bahan organik rendah terutama apabila sisa panen diangkut keluar atau dibakar.

Tabel 4. Produktivitas kelapa sawit pada kebun inti dan plasma (Poeloengan, dkk. 2001)

Penggunaann pupuk anorganik secara terus menerus pada lahan pertanian sementara bahan organik sisa panen tidak didaurulangkan menyebabkan penurunan secara bertahap produktivitas tanah. Dalam penentuan takaran dan waktu pemberian pupuk K, perlu dipertimbangkan pengelolaan bahan organik sisa panen, karena sebagian besar K yang diserap tanaman berada dalam sisa panen. Hampir 80% K yang diserap tanaman tertinggal pada sisa panen sehingga pengembalian sisa panen ke tanah dapat menngurangi keperluan pupuk K.
Selanjutnya dalam kaitan dengan pemupukan P, bahwa kekahatan P pada tanah tropika merupakan pembatas utama. Efisiensi pupuk P sangat rendah yaitu hanya sekitar 10 - 15% P yang diberikan dapat dimanfaatkan oleh tanaman, dan sisanya difiksasi oleh Al dan Fe. Usaha untuk mengurangi fiksasi P ini adalah dengan penambahan bahan organik, pengapuran, penggunaan jenis pupuk yang melepaskan P secara lambat seperti pupuk alami P. Pemberian bahan organik dapat meningkatkan efisiensi pengapuran terutama pada kedele, bahkan pemberian bahan organik dapat meniadakan kebutuhan kapur.
Pemberian kapur ditujukan untuk mensuplai kebutuhan hara Ca dan Mg yang ketersediaannya rendah tanah tropika. Pengaruh pengapuran, pemupukan P dan Mo pada tanaman kedele varietas Orba di Bandarjaya Lampung disajikan pada Tabel 10.5 berikut ini. Pada tanah tropika selain ditemukan kahat P, juga sering ditemukan gejala kekurangan Mo terutama pada tanaman legum, sehingga perlakuan yang perlu diberikan pada tanah tropika untuk pertanaman kacang-kacangan yaitu pengapuran, pemupukan P dan unsur mikro Mo, sementara pupuk N diberikan dalam jumlah yang sedikit sekedar untuk merangsang aktivitas bakteri Rhizobium dalam menfiksasi N dari udara.

Tabel 5. Pengaruh pengapuran, fosfat, molibdem terhadap hasil kedele (CRIA-IRRI, 1978).
Tabel 6. Kebutuhan pupuk untuk pengelolaan terus menerus di tanah Ultisol (Sanchez, dkk. 1982).

Cara pemberian kapur ke dalam tanah sangat mempengaruhi efektivitas dan efisiensi pengapuran. Pemberian kapur secara larikan sangat efektif dibanding dengan cara disebar, dan pada lahan kering daerah tropik yang banyak hujan, kapur yang diberikan secara disebar di permukaan tanah akan cepat hilang karena terbawa aliran permukaan.Kenampakan hasil tanaman kedele yang dikapur secara larikan dan disebar dapat disajikan dalam persamaan berikut ini (Basa, dkk. 1984):
Secara larikan
Y1 = 5.12.5 + 1.87 x – 0.002 x2
Secara disebar
Y2 = 559 + 0.179 x – 0.0003 x2
Dari persamaan di atas dapat dinyatakan bahwa dosis kapur sebesar 400 kg ha-1 yang diberikan secara larikan tidak memberikan hasil berbeda dengan 2 ton ha-1 kapur yang disebar. Berdasarkan persamaan kuadratik di atas (Y1), dosis kapur maksimum untuk kedele dengan cara dilarik adalah 322 kg ha-1, dan hasil kedele adalah 0.8 ton ha-1, sedangkan dengan persamaan Y2 pengapuran dengan dosis 2.98 ton ha-1 secara disebar akan memberikan hasil sebanyak 0.83 ton ha-1 biji kering. Angka ini menggambarkan bahwa dosis kapur tinggi 2.98 ton ha-1 dengan cara disebar dan dosis kapur rendah 0.32 ton ha-1 dengan cara larikan tidak memberikan perbedaan yang nyata.
Oleh sebab itu, tindakan perbaikan lingkungan tumbuh dengan menambah bahan organik atau mengembalikan sisa panen harus dilakukan terlebih dahulu sebelum berbagai jenis pupuk anorganik diberikan. Tanah yang miskin bahan organik akan berkurang daya menyangga dan berkurang keefisienan pupuk yang diberikan karena sebagian besar pupuk hilang dari lingkungan perakaran. Pengelolaan tanah dan tanaman untuk meningkatkan kadar bahan organik tanah sangat penting agar pupuk yang diberikan dapat diserap tanaman seefisien mungkin dan produktivitas tanah meningkat.

EVOLUSI KARBON TANAH

2009-06-13T13:02:00.000+07:00

Oleh
Muhammad Faiz Barchia

Mikroorganisme tanah sangat berperan terhadap dekomposisi bahan organik tanah dan sebagai produk akhir dari proses ini adalah pelepasan CO2 ke udara. Ada dua proses dekomposisi yang terjadi pada bahan organik tanah, yaitu dekomposisi bahan organik tanah dari humus, dan dekomposisi dari sisa tanaman yang ditambahkan. Laju dekomposisi karbon organik tahunan rata-rata 3% di daerah perladangan (Nye dan Greenland, 1959). Perubahan bahan organik tanah pada Oxisols yang ditanami terus menerus selama 5 tahun, separuh dari bahan organik tanah akan mengalami dekomposisi, dan penurunan yang paling tajam terjadi pada tahun pertama perladangan.
Sekitar 2 sampai 5% dari karbon humus terdekomposisi setiap tahunnya, tetapi kehilangan humus ini diimbangi oleh adanya suplai bahan organik dari vegetasi penutupnya. Jumlah CO2 yang hilang karena aktivitas heterotrop diimbangi oleh suplai bahan humus yang terbentuk dari resintesis akar, seresah dan bagian tanaman yang mengalami pelapukan lainnya. Laju evolusi CO2 dari bahan organik tanah berkisar dari 5 sampai 50 mg CO2 kg-1 hari-1, dan dapat juga mencapai 300 mg CO2 kg-1 hari-1 dari uji laboratorium pada kisaran temperatur 20 – 300C. Di lapangan laju evolusi CO2 hanya berkisar 0.5 sampai 10 g CO2 m-2 hari-1, dan dapat juga mencapai 25 g CO2 m-2 hari-1 (Alexander, 1977). Faktor-faktor yang mempengaruhi laju dekomposisi humus adalah pengolahan tanah, temperatur, kelembaban tanah, pH, kedalaman dan aerasi tanah. Laju evolusi CO2 yang paling besar ada di permukaan tanah dimana terdapat konsentrasi sisa tanaman yang paling tinggi. Semakin dalam ke profil tanah, laju produksi CO2 menurun, dan pada kedalaman 50 cm atau lebih evolusi CO2 sudah sangat terbatas.
Sementara laju respirasi dalam melepaskan karbon jauh lebih rendah dari serapan karbon oleh tanaman. Laju respirasi pada tanaman karet rata-rata 2.2 mg kg-1menit-1 pada temperatur 320C. Laju respirasi pada tanaman sawit pada temperatur 300C sekitar 0.5 mg CO2 kg-1menit-1 (Corley, 1983), dan selanjutnya dikatakan bahwa laju respirasi pada sawit sebesar 0.5 mg CO2 kg-1menit-1 pada temperatur 200C sampai 1.2 mg CO2 kg-1menit-1 pada temperatur 400C.
Perusakan atau perubahan tata guna lahan dapat dianggap sebagai penyebab pelepasan CO2 yang tersimpan di tanah ke atmosfer. Apabila hutan ditebang maka tanah akan menjadi sumber pelepasan CO2. Laju respirasi pada lahan hutan lebih rendah dibandingkan dengan laju respirasi pada lahan alang-alang 5 tahun dan > 10 tahun. Laju respirasi rata-rata pada tanah hutan sebesar 3.03 g m-2 hari-1, sementara lahan alang-alang 5 tahun sebesar 11.32 g m-2 hari-1 dan lahan alang-alang > 10 tahun sebesar 9.85 g m-2 hari-1 (Yuniar, 2002). Pada pertanaman mangium umur 10 tahun laju pelepasan CO2 sebesar 5 – 8 g m-2 hari-1 dan pada pertanaman mangium umur 5 tahun laju pelepasan CO2 adalah 9 – 12 g m-2 hari-1, sebaliknya pada lahan terbuka laju pelepasan CO2 mencapai 10 – 14 g m-2 hari-1 (Agus, 1997). Laju pelepasan CO2 di bawah beberapa tegakan hutan ditampilkan oleh Novita-Aini (2007) dimana di bawah tegakan hutan sekunder, pertanaman campuran kemiri dengan kopi, monokultur, kemiri, monokultur kopi, dan alang-alang berturut-turut adalah 4,55; 5.10; 4.85; 5.00, dan 5.60 g m-2 hari-1. Disini terlihat bahwa semakin terbuka lahan diiringi dengan peningkatan laju pelepasan CO2, seperti hutan sekunder laju pelepasan CO2 hanya 4.55 g m-2 hari-1, sebaliknya padang alang-alang laju pelepasan CO2 tertinggi, yaitu 5.60 g m-2 hari-1. Pelepasan karbon dari lahan alang-alang lebih tinggi dibanding dari hutan primer, hutan sekunder, kebun karet dan ladang berpindah.
Pengolahan tanah pada tanah lempung berpasir yang awalnya berupa tegakan hutan mengandung 2.30% bahan organik, turun menjadi 1.59% setelah pengolahan 3 tahun untuk usaha pertanian. Penggunaan tanah tropika yang intensif telah menurunkan kandungan bahan organik tanah di Chacra Brazil dari 2.13% menjadi 1.55% C-org (Sanchez, 1983). Setelah 4 tahun penanaman dengan tanaman singkong bahan organik tanah pada tanah Ultisols lampung turun dari 4.37 menjadi 2.80% C-organik (McIntosh dan Suryatna, 1978).
Di wilayah hutan tropika jatuhan seresah jauh lebih besar dibanding di wilayah hutan beriklim sedang. Bahan organik berupa seresah tanaman yang jatuh ke tanah akan cepat mengalami dekomposisi dan melepaskan unsur anorganik yang dapat dimanfaatkan oleh tanaman, tererosi, tercuci maupun terlepas ke udara. Kira-kira setengah dari bahan kering seresah termineralisasi dalam waktu 8 – 10 minggu, setelah itu laju dekomposisi menurun. Selama dekomposisi di bulan pertama, kira-kira 80% kalium yang terikat dalam bentuk organik terdekomposisi. Bahan organik dari sisa rumput-rumputan, 70% dari berat kering akan terdekomposisi selama 3 bulan, dan sisanya yang sukar lapuk dapat mencapai 8 tahun.
Laju dekomposisi sisa tanaman sangat dipengaruhi oleh kandungan nitrogen dalam jaringan tanaman dimana senyawa protein yang kaya nitrogen akan mudah terdekomposisi. Protein akan terdekomposisi membentuk asam amino. Laju metabolisme yang menggunakan asam amino tergantung pada rasio C:N dalam jaringan tanaman. Jika rasio C:N yang tersedia lebih besar dari 25, semua asam amino akan dimanfaatkan oleh dekomposer, dan asam amino akan dimineralisasi membentuk amoniak, dan kemudian amoniak akan ternitrifikasi membentuk nitrat.
Lingkungan yang mempengaruhi aktivitas mikroorganisme heterotrop cenderung seiring dengan laju evolusi karbon dalam tanah. Aktivitas mikroorganisme heterotrop sangat tinggi pada wilayah tropika basah, sehingga laju pelepasan karbon dari wilayah ini cenderung lebih tinggi dibanding dari wilayah beriklim dingin. Semua karakteristik tanah seperti pH, Eh, temperatur, potensial air, struktur tanah, aerasi akan mempengaruhi dekomposisi bahan organik. Tipe vegetasi mengandung keragaman struktur senyawa penyusunnya, sehingga kualitas sisa tanamannya akan mempengaruhi tingkat stabilitas dari bahan organiknya. Indeks yang sering digunakan untuk menentukan kualitas bahan organik yang berkaitan dengan laju dekomposisi adalah C:N rasio. Nilai C:N rasio tanah relatif konstan pada kisaran 8:1 sampai 15:1 dengan rata-rata 10:1 sampai 12:1 (Prasad dan Power, 1997). Perbandingan C:N sangat menentukan apakah bahan organik akan termineralisasi atau sebaliknya nitrogen yang tersedia akan terimmobilisasi ke dalam struktur sel mikroorganisme. Karena C:N rasio pada tanah relatif konstan maka ketika residu tanaman ditambahkan ke dalam tanah yang memiliki C:N rasio relatif besar, residu tanaman akan terdekomposisi dan meningkatkan evolusi CO2 ke atmosfer, dan sebaliknya akan terjadi depresi pada nitrat tanah karena immobilisasi oleh mikroorganisme.
Pada lahan hutan pada umumnya mempunyai C:N rasio lebih tinggi bila dibanding C:N rasio pada lahan yang diubah menjadi agroekosistem. Tingginya rasio C:N pada lahan hutan ini mencerminkan kualitas substrat yang terurai relatif rendah, karena kualitas substrat yang rendah mencerminkan laju respirasi yang rendah pula. Rendahnya laju pelepasan karbon pada lahan hutan dibanding pada alang-alang ini disebabkan bahwa tingginya rasio C:N pada lahan hutan berkisar 13 – 16, sementara pada lahan alang-alang 5 tahun berkisar 9 – 11, dan alang-alang > 10 tahun berkisar 10 – 13. Hubungan antara C:N rasio dengan laju pelepasan karbon dalam bentuk CO2 melalui persamaan regresi memiliki nilai r2 = 0.78 nyata (Yuniar, 2002).
Beragam faktor yang menentukan laju dekomposisi bahan organik tanah, dan faktor iklim merupakan faktor yang paling berperan dalam proses dekomposisi. Di saat temperatur dan kelembaban meningkat, maka proses dekomposisi bahan organik akan semakin cepat. Hal ini juga yang menyebabkan bahwa bahan organik pada tanah tropika di daerah tropis jarang terakumulasi karena faktor iklim sangat optimum bagi aktivitas mikroorganisme dalam melakukan dekomposisi sisa tanaman. Sehingga banyak peneliti menyusun beragam faktor lingkungan yang mempengaruhi laju dekomposisi di daerah tropis, yaitu curah hujan > temperatur > pH > kandungan liat tanah, sementara Jenni menyusun faktor pembentuk tanah yang mempengaruhi laju dekomposisi bahan organik, yaitu iklim > vegetasi > topografi > bahan induk > umur tanah.
Vegetasi akan memproduksi biomassa dan sisa biomassa ini adalah sumber bahan organik yang dapat digunakan untuk memperbaiki kualitas tanah. Setiap vegetasi akan menghasilkan kualitas biomassa yang berbeda. Kualitas bahan organik tanah berupa susunan senyawa penyusun bahan organik akan menentukan kecepatan bahan organik mengalami pelapukan. Beragam fraksi karbon, nitrogen, dan fosfat yang merupakan makanan dan sumber energi bagi aktivitas mikroorganisme akan dimanfaatkan oleh organisme tersebut sebelum dilepas ke sistem tanah dan udara. Fraksi karbon dari molekul organik sisa tanaman, binatang dan mikroorganisme seperti selulosa, hemiselulosa dan lignin, serta banyak molekul lain yang mengandung unsur hara esensial seperti nitrogen pada protein, peptida, asam amino, asam nukleat, chitin, mukopeptida, dan gula amino sebagai sumber makanan dan energi bagi mikroorganisme. Juga, fosfor yang tersusun pada asam nukleat, fosfolipid, fitin, dan sulfur yang terikat pada asam amino metionin, sistein, dan protein, tidak tersedia bagi tanaman adalah sumber makanan sebelum mengalami dekomposisi di dalam tanah.
Dekomposisi molekul organik seperti selulosa, hemiselulosa dan lignin hanya dapat terjadi jika di dalam tanah tersedia unsur hara lain yang dapat dimanfaatkan oleh mikroorganisme. Jika suplai unsur hara tidak tersedia untuk aktivitas mikroorganisme perombak, maka proses dekomposisi akan mengalami hambatan. Unsur hara yang tersedia akan diimmobilisasi oleh mikroorganisme, dan hanya unsur hara yang tidak terimmobilisasi yang dapat diambil oleh tanaman untuk pertumbuhannya.

RAPUHNYA AGROEKOSISTEM SAWIT

2009-06-13T01:32:00.002+07:00

RAPUHNYA AGROEKOSISTEM SAWIT
Oleh
Muhammad Faiz Barchia

Degradasi lahan dan erosi tanah merupakan salah satu masalah yang sifatnya mendasar dan menonjol di tanah tropika lahan kering untuk pertanian tanaman pangan. Erosi merupakan penyebab utama kerusakan lahan dan lingkungan. Permasalahan degradasi lahan dan beratnya erosi disebabkan oleh 1) curah hujan yang mempunyai nilai erosivitas tinggi, 2) tanah peka erosi, 3) kemiringan lereng melebihi batas kemampuan lahan untuk tanaman pangan, 4) cara pengelolaan tanah dan tanaman yang salah termasuk kebiasaan membakar dan cara pembukaan lahan yang salah, dan 5) tindakan konservasi lahan yang belum memadai. Faktor lain yang mempercepat kerusakan lahan yaitu merosotnya kadar bahan organik karena pembakaran sisa tanaman dan pencucian hara. Permasalahan degradasi lahan dapat dihindari dengan pencegahan erosi sedini mungkin sejak lahan dibuka, perbaikan cara pembukaan lahan, program penggunaan lahan disesuaikan kemampuan lahan, dan dihindarkan pembukaan daerah yang tidak layak untuk pertanian.
Ekosistem yang memiliki potensi untuk dikembangkan sebagai wilayah ekstensifikasi agroekosistem adalah lahan kering beriklim basah yang banyak tersebar di pulau-pulau besar di Indonesia. Tanah ini menempati 43, 5% dari luas pulau Sumatera, 30% dari luas Kalimantan, 23% dari wilayah Papua, dan 10% dari luas Sulawesi (Sudjadi, 1984).
Lahan kering beriklim basah yang tersebar luas itu umumnya berjenis tanah tropika, yang memiliki berbagai kendala keharaan, peka erosi dan cepat mengalami degradasi bila dikelola tanpa usaha-usaha konservasi yang tepat (Partohardjono, dkk. 1988). Kesuburan alamiah tanah ini sangat tergantung pada kandungan bahan organik lapisan atasnya, dan bersifat tidak mantap dimana kadarnya menurun dengan cepat setelah pembukaan lahan.
Sebagian besar wilayah ekstensifikasi pertanian selama ini terletak pada tanah tropika yang ditutupi hutan dan sebagian kecil bervegetasi semak dan alang-alang. Ekosistem daerah hutan hujan tropika umumnya merupakan ekosistem yang sudah sangat mantap. Namun, dengan adanya pembukaan lahan untuk ekstensifikasi mengakibatkan perubahan yang luar biasa pada masukan-keluaran hidrologi, erosi, iklim mikro, dan produksi biomassa. Perubahan dari hutan tropika basah menjadi perkebunan monokultur kelapa sawit akan menimbulkan masalah segera setelah pembukaan lahan seperti ketika daur hara pada sistem siklus tertutup menjadi terputus oleh adanya perubahan tegakan biomassa. Penurunan produksi biomassa akan menurunkan produktivitas tanah bila tidak ada tindakan konservasi lahan. Penurunan produktivitas ini diakibatkan oleh menurunnya rezim kelembaban tanah, meningkatnya erosi, dan menurunnya kualitas fisik dan kimia tanah.
Penurunan kualitas fisik dan kimia tanah, atau degradasi tanah dipengaruhi oleh agroekologi seperti kualitas tanah, daya lenting tanah, iklim; dan agrososial yaitu tekanan penduduk, kemiskinan. Perkebunan kelapa sawit di Indonesia 60% tanahnya menempati tanah Ultisols memiliki kualitas yang rendah dimana pH tanah < 5, KTK tanah rendah, <15 me g-1, C-organik < 1%, cadangan mineral rendah, tingkat erodibilitas dan pencuciannya sangat tinggi (Adiwiganda, dkk. 1997). Pengelolaan tanah tropika untuk perkebunan kelapa sawit di tingkat plasma dihadapkan pada permasalahan adopsi teknologi yang tidak baku teknis karena keterbatasan pengetahuan dan daya beli agro-input yang rendah. Produktivitas puncak kebun sawit dicapai pada tahun ke-9 umur tanaman, pada perkebunan inti hasil dapat mencapai 27.6 ton TBS ha-1tahun-1, sedangkan pada kebun plasma hanya berproduksi 13.6 ton TBS ha-1tahun-1, atau sekitar 50% dari produksi kebun inti (Poeloengan, dkk. 2001). Rendahnya produktivitas pada kebun plasma disebabkan kualitas sumberdaya petani plasma dan kemampuan swadayanya yang rendah. Perkebunan kelapa sawit di Indonesia rentan terhadap degradasi dan kelas kesesuaian lahannya termasuk S-3. Setelah 12 tahun pembukaan perkebunan kelapa sawit di PTP Mitra Ogan Sumatera Selatan terjadi penurunan kandungan bahan organik yang sangat signifikan, yaitu pada tanah Podsolik Kromik yang awalnya kandungan C-organik rata-rata sebesar 2.21% turun menjadi 1.68 – 1.87%, dan pada Podsolik Plintik dari 2.27% menjadi 1.37 – 1.50% (Iswati, 2006). Selanjutnya dikatakan bahwa setelah 12 tahun pembukaan kebun kelapa sawit terjadi penurunan kelas kesesuaian lahan dari S-2 menjadi S-3 dan N; dari S-3 menjadi N atau tetap S-3 tetapi bertambah faktor pembatasnya. Perubahan kelas kesesuaian lahan akibat pembukaan kebun kelapa sawit disajikan pada Tabel 1.

Keterangan: *) Sumber: Deptrans (1990/1991); w = ketersediaan air,
r = media perakaran, f = retensi hara, n = hara tersedia

Dari Tabel 1 terlihat bahwa setelah 12 tahun pengelolaan kebun kelapa sawit oleh petani terlihat terjadi penurunan kualitas lahan karena menurunnya kandungan bahan organik tanah dan ketersediaan hara kanah karena kation-kation basa tercuci, diserap tanaman dan terangkut oleh hasil panen. Pemupukan yang dilakukan dalam pengelolaan kebun ini kurang tepat karena dosis pupuk yang diberikan baru 50% dari dosis yang dianjurkan, waktu pemupukan 2/3 dosis pupuk semuanya diberikan pada awal musim hujan, dan disebar di atas permukaan piringan sehingga memungkinkan kehilangan melalui penguapan dan pencucian (Iswati, 2006). Mengingat restorasi kesuburan tanah terdegradasi memerlukan waktu yang sangat lama maka pengelolaan yang tepat perlu mendapat perhatian.
Upaya pengelolaan kebun kelapa sawit yang tepat, terpadu, dan berkesinambungan merupakan upaya yang mutlak dilakukan. Menjaga permukaan tanah tetap tertutup baik secara vegetatif maupun aplikasi bahan pembenah tanah dari sisa panen, pemupukan yang rasional, dan membuat bangunan konservasi tanah dan air (Poeloengan, dkk. 2001), sehingga degradasi tanah dapat ditahan, dan produktivitas lahan dapat ditingkatkan ke arah potensi hasil sesuai dengan kelas kemampuan dan kesesuaian lahannya.

AGROEKOSISTEM

2009-06-12T19:49:00.000+07:00

Daya Lenting Rapuh karena Slash and Burn

Oleh
Muhammad Faiz Barchia

Daya lenting tanah (soil resilience) adalah kemampuan tanah supaya pulih kembali ke kondisi semula setelah mengalami ‘stress’. Daya lenting tanah terjadi bila ada keseimbangan antara restorasi dan degradasi. Dalam kaitan dengan perladangan yang memakai pola pembukaan lahan dengan metode tebas-bakar (slash and burn), perladangan telah menjadi sorotan terhadap kerapuhan daya lenting tanah mineral masam di Indonesia. Lahan-lahan bekas perladangan berpindah menjadi wilayah yang tidak produktif dan bahkan tekanan penggunaan lahan yang tidak lagi mengikuti siklus yang panjang menyebabkan lahan bekas perladangan berpindah berubah menjadi lahan kritis.
Perladangan berpindah adalah suatu sistem pengelolaan lahan tradisional yang ada di Indonesia. Pada mulanya sistem ini tidak menimbulkan masalah yang serius karena lahan masih tersedia cukup banyak bila dibandingkan dengan jumlah penduduk. Sistem perladangan berpindah sangat dekat dengan ciri ekosistem alam yaitu tanaman yang berguna bagi manusia diseleksi dan ditanam bersama-sama dalam satu lahan yang sama, sehingga berdasarkan tingkat keragaman hayati ekosistem perladangan lebih stabil dibandingkan dengan sistem pertanian monokultur. Degradasi lahan dan erosi tanah merupakan salah satu masalah yang sifatnya mendasar dan menonjol di tanah tropika lahan kering untuk pertanian tanaman pangan. Erosi merupakan penyebab utama kerusakan lahan dan lingkungan. Permasalahan degradasi lahan dan beratnya erosi disebabkan oleh 1) curah hujan yang mempunyai nilai erosivitas tinggi, 2) tanah peka erosi, 3) kemiringan lereng melebihi batas kemampuan lahan untuk tanaman pangan, 4) cara pengelolaan tanah dan tanaman yang salah termasuk kebiasaan membakar dan cara pembukaan lahan yang salah, dan 5) tindakan konservasi lahan yang belum memadai. Faktor lain yang mempercepat kerusakan lahan yaitu merosotnya kadar bahan organik karena pembakaran sisa tanaman dan pencucian hara. Permasalahan degradasi lahan dapat dihindari dengan pencegahan erosi sedini mungkin sejak lahan dibuka, perbaikan cara pembukaan lahan, program penggunaan lahan disesuaikan kemampuan lahan, dan dihindarkan pembukaan daerah yang tidak layak untuk pertanian.
Erosi adalah terangkutnya atau terkikisnya tanah atau bagian tanah ke tempat lain. Meningkatnya erosi dapat diakibatkan oleh hilangnya vegetasi penutup tanah dan kegiatan pertanian yang tidak mengindahkan kaidah konservasi tanah. Erosi tersebut umumnya mengakibatkan hilangnya tanah lapisan atas yang subur dan baik untuk pertumbuhan tanaman. Oleh sebab itu erosi mengakibatkan terjadinya kemunduran sifat-sifat fisik dan kimia tanah. Sebagian besar tanah tropika terutama tanah Ultisols dicirikan oleh lapisan atas yang tebalnya hanya 15 sampai 20 cm, terletak di atas lapisan bawah yang secara umum sifat fisiknya lebih buruk (Suwardjo, dkk. 1984). Struktur tanah kurang gembur, konsistensi padat dan aerasi buruk. Tanah Untisols yang digunakan untuk agroekosistem lahan kering mempunyai lapisan atas yang tipis, peka erosi, dan tingkat kesuburannya rendah.
Degradasi lahan kering selama ini lebih tersorot pada kekeliruan pembukaan dan pengelolaan lahan oleh perladangan berpindah. Sistem pembukaan lahan dengan cara tebas-bakar (slash and burn) dan biasanya terletak pada lahan yang miring akan mengawali terjadinya erosi. Kebiasaan membakar kayu dan ranting sisa pembukaan lahan biasanya diteruskan oleh petani dengan membakar sisa tanaman. Bila pembakaran dilakukan hanya sekali saja waktu pembukaan lahan tidak akan banyak merusak tanah, tetapi pembakaran yang dilakukan berulang-ulang setiap musim akan lekas menurunkan kadar bahan organik tanah yang akhirnya menurunkan produktivitas tanah. Pembakaran sisa-sisa tanaman tiap tahun akan mempercepat proses pencucian dan pemiskinan tanah. Merosotnya kadar bahan organik tanah akan memperburuk sifat fisik dan kimia tanah. Struktur tanah menjadi tidak stabil, bila terjadi hujan maka pukulan butir hujan akan cepat menghancurkan agregat tanah, dan partikel-partikel tanah yang halus akan mengisi ruang pori. Terisinya ruang pori oleh partikel tanah menyebabkan turunnya kapasitas infiltrasi tanah dan meningkatkan aliran permukaan dan mempercepat laju erosi tanah. Hilangnya lapisan atas tanah karena erosi menyebabkan produktivitas lahan menurun, dan karena akan muncul horizon B yang kadar bahan organiknya rendah maka tanah akan terdegradasi.
Pada dasarnya perladangan berpindah adalah suatu bentuk penggunaan lahan yang seringkali dihubungkan dengan masyarakat tradisional yang tinggal di dalam dan atau di sekitar hutan yang hidup relatif terisolir.
Perladangan berpindah lebih dicirikan oleh adanya pola daur pemanfaatan suatu lahan ketimbang jenis tanaman yang dihasilkan dari lahan yang bersangkutan, dan sering pula diterapkan bersamaan dengan teknik tebang bakar (FAO, 1990). Kegiatan perladangan berpindah pada berbagai masyarakat di Indonesia merupakan kegiatan ekonomi yang penting di dalam sistem produksi bahan makanan, dan pada berbagai situasi dapat mempengaruhi keamanan penyediaan pangan bagi banyak masyarakat di Indonesia (Zakaria, 1994). Hal ini dapat dilihat pada Tabel 1, yang menunjukkan jumlah masyarakat Indonesia yang dinamakan peladang berpindah, dan estimasi pertumbuhannya.

Tabel 1 Jumlah peladang berpindah di Indonesia

1) FAO, (1990); 2) Zakaria, (1994)

Pada saat ini untuk mengimbangi laju kebutuhan pangan untuk mengimbangi laju pertumbuhan penduduk, kebutuhan sumber daya lahan untuk pengembangan pertanian sangat besar, sementara ketersediaan lahan yang potensial tidak bermasalah semakin sempit. Kita dihadapkan pada masalah keterbatasan sumber daya lahan. Juga, dengan semakin meningkatnya jumlah penduduk, sistem perladangan berpindah sudah tidak sesuai lagi karena sistem perladangan menggunakan sumberdaya lahan yang boros. Menurut Sutrisno dan Nurida (1995) perladangan berpindah adalah sistem pengelolaan lahan yang salah karena bersifat mengeksploitasi sumber daya alam tanah.
Secara teknis, perladangan berpindah dengan sistem tebang-tebas-bakar tidak menimbulkan kerusakan tanah yang berarti bila masa pengistirahatan (fallow period) lahan cukup lama. Pembakaran yang dilakukan pada tahap pembersihan lahan (land clearing) tidak selalu berpengaruh negatif terhadap tanah. Abu hasil pembakaran dapat meningkatkan pH tanah dan beberapa sifat kimia tanah. Perladangan berpindah dapat memperbaiki kesuburan tanah sesaat karena adanya akumulasi unsur hara yang berasal dari biomassa hutan karena adanya pembakaran. Biomassa dari hutan pinus tua berumur 32 tahun dapat menyuplai rata-rata 16 ton ha-1 bahan kering, dan abu yang dihasilkan dari pembakarannya sekitar 5 ton ha-1 (Boyle, 1973). Suplai nitrogen yang tinggi, sejumlah fosfor, kalium, kalsium, magnesium, dan unsur hara mikro dalam abu dapat menyediakan hara tanaman untuk penanaman pertama di lahan perladangan. Nilai pH tanah meningkat pada topsoil walaupun secara temporet, dan kejenuhan aluminium menurun. Pembakaran hutan sekunder yang berumur 17 tahun di wilayah tropika dapat menghasilkan abu sebanyak 4 ton ha-1, baik dalam bentuk arang, bahan yang terbakar sebagian dan abu. Unsur hara yang terlepas pada Ultisol dari hasil pembakaran biomassa hutan sebesar 57 kg N, 6 kg P, 38 kg K, 75 kg Ca, 16 kg Mg, 7.6 kg Fe, 7.3 kg Mn, 180 ppm Na, 137 ppm Zn, dan 79 ppm Cu (Seubert, 1975). Pada tanah Alfisols di Ghana, abu dari pembakaran vegetasi hutan dapat melepaskan 0.5 – 3.0 ton Ca, 180 kg Mg dan 600 – 800 kg K ha-1 (Nye dan Greenland, 1959). Vegetasi hutan yang dibuka pada tanah Oxisols dan Ultisols yang kejenuhan basa rendah menghasil unsur hara yang tidak jauh berbeda beberapa saat setelah pembakaran. Jumlah Ca, Mg dan K yang dilepaskan dari abu biomassa hutan berkisar antara 275 – 600 kg Ca ha-1, 30 – 80 kg Mg ha-1 dan 90 – 240 kg K ha-1 (Sanchez, 1976). Peningkatan semua parameter kesuburan tanah sangat nyata hasil dari pembakaran tetapi peningkatan ini dapat dimanfaatkan untuk usaha tani hanya untuk satu atau dua kali musim tanam. Setelah satu atau dua tahun, sifat-sifat tanah akan kembali sebelum terjadinya pembakaran, dengan permasalahan semua parameter kesuburan yang terdapat pada biomassa vegetasi hutan hilang tergerus pembakaran dan erosi.
Pembukaan lahan untuk perladangan di lahan kering dan pembakaran biomassa akan mempengaruhi beberapa parameter lingkungan. Perubahan secara temporer antara lain adalah penambahan dalam jumlah yang cukup besar dari unsur hara tanaman, peningkatan pH dan kejenuhan basa, distribusi yang tidak merata dari kandungan unsur hara tanah karena ada pembakaran ulang dari penumpukan cabang dan batang yang sebelumnya terbakar, dehidrasi koloid tanah karena adanya temperatur tinggi oleh pembakaran, penurunan aktivitas mikroorganisme tanah karena terjadi sterilisasi oleh pembakaran sehingga menurunkan populasi mikroorganisme tanah.
Pembukaan lahan mineral masam untuk penanaman singkong juga menurunkan kesuburan tanah secara drastis. Setelah dua tahun dan empat tahun pembukaan lahan untuk penanaman singkong di Lampung Tengah yang merupakan wilayah penghasil utama tapioka di wilayah Sumatera telah terjadi penurunan ketersediaan hara dan memburuknya karakteristik kimia tanah terutama ketersediaan Ca dan K (Tabel 2) (McIntosh dan Suryatna, 1978). Dari Tabel 4 terlihat bahwa penggunaan lahan untuk pengembangan tanaman singkong sangat menguras hara dan menurunkan kualitas tanah tropika. Terjadi penurunan kandungan hara K, Ca, Mg, sangat signifikan setelah 4 tahun penanaman singkong. Juga terjadi peningkatan Al terekstrak, sebaliknya P tersedia menurun secara drastis. Singkong adalah tanaman yang relatif toleran terhadap kemasaman tanah, tetapi tanaman ini lapar kation-kation basa terutama kation K.

Tabel 2. Karakteristik kimia tanah setelah 2 dan 4 tahun pembukaan lahan untuk tanaman singkong (McIntosh dan Suryatna, 1978).

Menurut Zakaria (1994) teknologi pemanfaatan sumber daya alam yang dikembangkan oleh masyarakat tradisional atau masyarakat lokal yang tinggal di dalam atau di sekitar kawasan hutan tidak akan memadai lagi mengimbangi laju pertumbuhan penduduk dan kebutuhan hidup mereka. Pola pertanian yang mereka terapkan selama ini bila tidak dimodifikasi, tidak akan mampu lagi memenuhi kebutuhan masyarakat yang bersangkutan. Ketidakmampuan ini pada akhirnya akan mengancam kelestarian sumber daya lahan yang mereka usahakan selama ini. Dan, untuk mengembalikan daya lenting tanah pada kondisi kemampuan lahan sudah tergerus membutuhkan waktu yang sangat panjang. Mengingat restorasi kesuburan tanah terdegradasi memerlukan waktu yang sangat lama maka pengelolaan yang tepat perlu mendapat perhatian.

BIOREMEDIASI

2009-06-12T19:46:00.000+07:00

BIOREMEDIASI
Oleh
Muhammad Faiz Barchia

Pencemaran lingkungan tanah semakin mendapat perhatian karena globalisasi perdagangan menerapkan peraturan ekolabel yang ketat. Seperti dijelaskan di atas bahwa sumber pencemar tanah umumnya adalah logam berat dan senyawa aromatik beracun yang dihasilkan melalui kegiatan industri, pertambangan dan pertanian. Senyawa-senyawa ini umumnya bersifat mutagenik dan karsinogenik yang sangat berbahaya bagi kesehatan. Bioremediasi tanah tercemar logam berat sudah banyak dilakukan dengan menggunakan mikoriza dan bakteri pereduksi logam berat sehingga tidak dapat diserap oleh tanaman. Hasil-hasil penelitian menunjukkan bahwa cendawan memiliki kontribusi yang lebih besar dari bakteri, dan kontribusinya makin meningkat dengan meningkatnya kadar logam berat (Fleibach, dkk. 1994). Mikoriza dapat melindungi tanaman dari ekses unsur tertentu yang bersifat racun seperti logam berat (Killham, 1994). Mekanisme perlindungan terhadap logam berat dan unsur beracun yang diberikan mikoriza dapat melalui efek filtrasi, menonaktifkan secara kimia atau penimbunan unsur tersebut dalam hipa cendawan. Tanaman yang berkembang dengan baik di lahan limbah batubara ditemukan adanya ’oil droplets’ dalam vesikel akar-mikoriza. Hal ini menunjukkan bahwa ada mekanisme filtrasi, sehingga bahan beracun pada limbah yang diserap mikoriza tidak sampai diserap oleh tanaman inangnya.
Cendawan ektomikoriza dapat meningkatkan toleransi tanaman terhadap logam beracun dengan mengakumulasi logam-logam dalam hipa ekstramatrik dan ’extrahyphae slime’ (Aggangan, dkk. 1998) sehingga mengurangi serapannya ke dalam tanaman inang. Pemanfaatan cendawan mikoriza dalam bioremediasi tanah tercemar, disamping dengan akumulasi bahan tersebut dalam hipa, juga dapat melalui mekanisme pembentukan komplek logam tersebut oleh sekresi hipa eksternal (Khairani-Idris, 2008). Perlakuan mikoriza pada tanah yang tercemar oleh polisiklik aromatik hidrokarbon dari limbah industri berpengaruh terhadap pertumbuhan clover, dimana dengan pemberian mikoriza laju penurunan hasil clover karena senyawa aromatik ini dapat ditekan (Joner dan Leyval, 2001).
Fauna tanah mampu mengikat dan mengakumulasi logam berat di dalam sel tubuhnya. Cacing tanah yang memakan tanah dapat mengakumulasi logam berat dalam tubuhnya seperti Pb dan Cd, dan cacing tanah dapat dijadikan fauna indikator untuk memonitor pencemaran tanah (Martin dan Bullock, 1994). Selanjutnya dikatakan bahwa woodlice mampu mengakumulasi konsentrasi Cd dalam tubuhnya 50 kali lebih tinggi dari konsentrasi Cd dalam tanah di sekelilingnya, dan Cu hampir 36 kali lebih tinggi. Persoalan kemudian yang muncul dengan bioremediasi seperti ini yaitu pada jaring makanan (food chains, food webs) dimana akan terjadi perpindahan logam berat dari satu fauna ke fauna yang lain, dan antar fauna tanah memiliki daya tahan toksisitas yang berbeda.
Daya tahan pestisida pestisida di dalam tanah merupakan hasil akhir dari reaksi, pergerakan dan hancuran yang mempengaruhinya. Beragam rekayasa teknologi untuk merobak senyawa hidrokarbon ini telah diteliti. Penambahan bahan organik dan bahan pembenah tanah lainnya seperti pengapuran dan pemupukan serta diiringi dengan inokulasi mikroorganisme telah dilakukan. Intensifikasi pengolahan tanah yang dapat memberikan lingkungan yang optimum bagi aktivitas mikroorganisme untuk melakukan percepatan penghancuran senyawa aromatik karbon ini dicobakan. Bioremediasi dengan penerapan mikroorganisme untuk mempercepat transformasi karbon dan penggunaan tanaman yang dapat menimbun karbon dalam jaringannya telah menampakkan beberapa hasil yang cukup memberikan harapan dalam penanggulangan pencemaran pestisida ini.
Transformasi kimia dari bahan pencemar pestisida melalui proses bioremediasi ini meliputi beberapa proses, yaitu 1) detoksikasi, 2) degradasi, 3) konjugasi, pembentukan senyawa kompleks atau reaksi penambahan, 4) aktivasi, 5) defusi/pemecahan, dan 6) perubahan spektrum toksisitas (Gambar 1) (Alexander, 1977). Detoksikasi yaitu konversi dari molekul yang bersifat toksik menjadi produk yang tidak bersifat toksik, 2) degradasi, yaitu transformasi dari substrat kompleks menjadi produk yang lebih sederhana.

Proses defusi/pemecahan (Flavobacterium)
Aktivasi (tanah)
Detoksinasi (Arthrobacter, tanah)
Reaksi penambahan (Arthrobacter)
Degradasi (Pseudomonas, tanah)

Gambar 1. Bioremediasi dari beberapa herbisida fenoksialkanoat (Alexander, 1977).

Detoksikasi adalah proses awal yang penting dari suatu proses degradasi dan 3) konjugasi, pembentukan senyawa kompleks, atau reaksi penambahan, dimana suatu organisme dapat menghasilkan substrat yang lebih kompleks dan mengkombinasikannya dengan pestisida dengan sel metabolis. Konjugasi atau pembentukan senyawa pengkompleks dapat dihasilkan dari organisme yang menghasilkan suatu asam amino, asam organik, methyl atau senyawa lain yang bereaksi dengan polutan membentuk substrat lainnya. Konjugasi adalah salah satu bentuk bioremediasi dari metabolisme mikroorganisme terhadap fungisida sodium dimethyldithiocarbamate, dimana mikroorganisme mengkompleks pestisida dengan asam amino pada sel. Aktivasi, 4) adalah konversi substrat yang nontoksik menjadi molekul toksik seperti bahan aktif awal dari pestisida. Sebagai contoh, herbisida 4- (2,4-dichlorophenoxy)butyric acid ditransformasi dan diaktivasi oleh mikroorganisme dalam tanah menghasilkan senyawa yang bersifat toksik terhadap gulma dan serangga (Alexander, 1977). Proses aktivasi ini lebih menekankan pada efisiensi penggunaan pestisida, atau aktivasi residu. Proses defusi, 5) yaitu konversi molekul nontoksik berasal dari pestisida yang sedang dalam proses aktivasi secara enzimatik, menjadi produk nontoksik yang tidak lagi dalam proses enzimatik, dan 6) perubahan spektrum toksisitas.

KENTANG HITAM TANAH MINERAL MASAM

2009-05-20T21:00:00.009+07:00

TAMPILAN KENTANG HITAM (Coleus tuberosum) PADA
TANAH MINERAL MASAM BENGKULU

Oleh

M. Faiz Barchia, S. Nur Muin, Destia Gita, Natalia Silalahi, Robiah dan Asrul Sani

Abstrak

Tampilan pertumbuhan Kentang Hitam (Coleus tuberosus) pada dataran rendah Bengkulu sangat baik. Tampi lan i ni merupakan hasi l uji coba pada dataran rendah di keti nggi an 6 m dpl pada lahan lahan percobaan Fakultas Pertanian kampus UniversitasBengkulu. Karakteristik iklim pada lahan percobaan kentang hitam ini yaitu bercurah hujan rata-rata sebesar 265 mm bulan-1, suhu rata-rata harian 26.5 0C dengan suhu rata-rata maksimum 32.9 0C dan suhu rata-rata minimum 22.2 0C, dan dengan kelembaban nisbi 84%.
Lahan percobaan yang merupakan tanah mineral masam dengan jenis tanah Ultisol memiliki karakteristik kimia marjinal dengan pH 4.80, C-organik termasuk sedang dengan kandungan 2.15%, N-total 0.14%, P-tersedia 9.20 ppm, K-dd, Ca-dd, Mg-dd, dan Na-dd berturut-turut 6.18; 2.64; 0.42; dan 0.56 me 100g-1 (me 100g-1) dan Al-dd 1.36 me 100g-1. Fraksi penyusun tanah terdiri dari pasir dengan kandungan 21 .60%, debu 47.75% dan fraksi liat 30.65% dan kelas tekstur tanah termasuk lempung berliat.
Tampilan tanaman yang ditumbuhkan pada tanah mineral masam antara lain rata-rata panjang tanaman umur panen 3 bulan yaitu 110 cm dengan tanaman terpanjang 179 cm, dan jumlah cabang rata-rata sebanyak 26 buah dan jumlah cabang tertinggi sebanyak 44 cabang. Hasil dari petakan seluas 3 m2 didapat berat umbi kentang hitam 3.2 – 7.8 kg, dengan umbi terbesar berukuran panjang umbi 7.0 cm dan diameter 5.0 cm, dengan berat buah 50 g per umbi.
Keywords : Kentang Hitam (Coleus tuberosum), Tanah Mineral Masam, Dataran Rendah.

PENDAHULUAN

Kentang Hitam (Solenostemon rotundifolius (Poi r.) J. K. Morton syn.Plectranthus (syn. Coleus) tuberosus (Blume) Benth. syn. C. edulis Blume syn. C. rotundifolius (Poiret) A. Chev. & E. Perrot syn. C. parviflorus Benth.;
Kentang Hitam merupakan tanaman pangan yang potensial sebagai sumber pangan alternatif, namun pembudidayaan di masyarakat saat ini semakin langka. Tanaman ini merupakan lumbung pangan karena biasanya ditanam di pekarangan dan dipanen bila diperlukan. Kentang hitam merupakan tanaman pangan yang mempunyai kandungan
karbohidrat yang ti nggi, khususnya pati.

Kentanghitam disebut juga tanaman obat-obatan karena berkhasiat untuk penyembuhan penyakit maag. Daun Kentang Hitam menyerupai daun nilam dengan bagian pinggir daun bergerigi, dan bunga berbentuk memanjang ke atas bewarna unggu. Kerabat tanaman ini merupakan tanaman hias populer (koleus).

Tabel 1. Kandungan gizi kentang hitam (Persatuan Ahli Gizi Indonesia, 2009)

Tanaman kentang hitam ini dapat tumbuh pada ketinggian 40-1.300 m dpl dan menyukai tanah yang gembur serta berdrainase baik (Suhardi, 2002). Kentang Hitam tumbuh toleran terhadap suhu panas, dan dapat berproduksi dengan baik pada daerah dengan curah hujan 2500 - 3300 mm per tahun. Tanaman kentang hitam tumbuh baik pada tanah ber-pH 4,9 – 5,7.
Kentang hitam relatif resisten terhadap penyakit namun sangat peka terhadap nematoda. Perawatan pada budidaya kentang hitam relatif mudah dan murah. Kentang hitam dapat dipanen dalam waktu tiga bulan (Wikipedia, 2008) dengan hasil berkisar 7 – 20 ton ha-1. Perbanyakan tanaman dapat dilakukan dengan stek batang sepanjang 10-15 cm atau umbi. Lahan untuk penanaman kentang hitam memerl ukan penambahan pupuk organik berserat yang terkompos dengan baik. Masa panen dapat dilakukan 150-200 hari setelah tanam dan pemupukan NPK (16-8-8) lebih kurang 125 kg ha-1. (Nkansah, 2004). Permasalahan yang ada dalam pengembangan Kentang Hitam adalah masih kurangnya informasi tentang kondisi ekologis yang optimum untuk pertumbuhannya dan teknik budidaya yang tepat.

METODOLOGI

Perbanyakan bibit Kentang Hitam dilakukan dengan menggunakan stek batang

berukuran 10 cm yang dibibitkan pada polibag yang berisi campuran tanah mineral dan kompos. Tanaman muda berumur 2 minggu dipindahkan ke lahan tanam yang telah disiapkan terlebih dahulu. Pada lahan tersebut disiapkan tiga blok yang dipisahkan dengan jarak antar blok 1 m dan jarak antar petak 0,5 m. Tiap blok terdiri atas 16 petak, setiap petak berukuran 2,0 m x 1,5 m dan satu petak berisi 12 tanaman. Sebagai pupuk dasar pupuk N dengan dosis 30 kg ha-1 yang diberikan 2 kali yaitu 1/3 saat tanam dan 2/3 pada saat empat minggu setelah tanam, 50 kg ha-1 P2O5 dan 60 kg ha-1 K2O. Setiap lobang tanam diberi pupuk kompos sampah organik kota sebanyak 0.5 kg dengan kandungan N, P, K, Ca, dan Mg berturut-turut 1.19, 0.63, 0.10, 0.10, dan 0.12 g kg-1. Panen dilakukan setelah umur tanaman mencapai 3 bulan setelah tanam.

PEMBAHASAN

Adaptasi Kentang Hitam yang berasal dari dataran rendah pantai Timur Sumatera ke dataran pantai Barat Sumatera cukup baik. Hal ini terlihat dari pertumbuhan dan hasil dari adaptasi di dataran rendah pantai Barat Bengkulu, yaitu di lahan percobaan Fakultas Pertanian kampus Universitas Bengkulu. Lahan percobaan terletak pada wilayah beriklim lembab dengan zona agroklimat A2 menurut Oldeman. Curah

hujan rata-rata bulanan sebesar 265 mm dengan jumlah hari hujan sebanyak 19 hari bulan-1. Suhu rata-rata harian berkisar antara 26,1 – 27,1 0C dengan rata-rata 26,5 0C, sementara Suhu udara rata-rata maksimum berkisar antara 32° - 34°C sedangkan suhu minimum berkisar antara 22°-23°C. kelembaban udara rata-rata berkisar antara 80 - 88%.

Kentang Hitam tumbuh baik pada tanah mineral masam marjinal. Karakteristik kimia pada media pertanaman Kentang Hitam adalah bersifat masam dengan pH 4.80, dengan kandungan N-total termasuk rendah yaitu 0.14%, P-tersedia rendah dengan kandungan 9.20 ppm, dan Al-dd sebesar 1.36 me 100g-1. Ketersediaan kation-kation basa termasuk sedang dengan

kandungan Ca, Mg, K, dan Na berturut-turut 6.18; 2.64; 0.42; dan 0.56 me 100g¬1 . Bahan organik termasuk sedang dengan kandungan C-organik sebesar 2.15%. Jenis tanah diklasifikasikan sebagai Tipik Haplohumult. Susunan fraksi tanah dengan kandungan pasir sebesar 21.60%, debu sebesar 47.75%, dan liat sebesar 30.65% dan termasuk kelas tekstur lempung berliat. Pengolahan tanah sebelum penanaman memberikan ruang tumbuh yang baik bagi pertumbuhan tanaman dan perkembangan umbi Kentang Hitam.

Tampilan tanaman Kentang Hitam yang ditumbuhkan pada tanah mineral masam Tipik Haplohumult sangat baik antara lain ditunjukkan oleh rata-rata panjang tanaman umur panen 3 bulan yaitu 110 cm dengan tanaman terpanjang 179 cm, dan jumlah cabang rata-rata sebanyak 26 buah dan jumlah cabang tertinggi sebanyak 44 cabang. Rata-rata hasil dari petakan seluas 3 m2 didapat berat umbi kentang hitam 3.2 – 7.8 kg, dengan umbi terbesar berukuran panj ang umbi 7.0 cm dan diameter 5.0 cm, dengan berat buah 50 g per umbi. Kemampuan produksi Kentang Hitam > 10 ton ha-1 dengan waktu panen 3 bulan menunjukkan bahwa Kentang Hitam cukup potensial untuk mendiversifikasi sumber karbohidrat sebagai bahan pangan masyarakat yang bersifat eksotis.

KESIMPULAN

Kentang H itam sangat adaptif ditumbuhkan pada dataran rendah pantai Barat Bengkul u yang beriklim panas dengan curah hujan rata-rata bulanan 265 mm dan hari hujan 19 hari bulan-1, suhu rata-rata harian 26.5 0C, suhu rata-rata maksimum 32.90C dan suhu rata-rata minimum 22.2 0C, dan kelembaban nisbi rata-rata 84%.
Kentang Hitam tumbuh baik pada tanah mineral masam marjinal dengan pH 4.8 dan Al¬dd 1.36 me 100g-1.
Pertumbuhan Kentang Hitam pada umur panen 3 bulan memberikan hasil > 10 ton Ha-1 dan kentang hitam terbesar dapat berukuran panj ang umbi 4.8 cm dengan diameter umbi 3.2 cm, dan berat buah 136.7 g per lima umbi.

AGROEKOSISTEM LAHAN GAMBUT

2009-05-17T20:19:00.001+07:00

AGROEKOSISTEM LAHAN GAMBUT

Lahan rawa gambut merupakan salah satu sumberdaya alam yang mempunyai fungsi hidro-orologi dan fungsi ekologi lain yang penting bagi kehidupan seluruh makhluk hidup. Nilai penting inilah yang menjadikan lahan rawa gambut harus dilindungi dan dipertahankan kelestariannya. Untuk dapat memanfaatkan sumberdaya alam lahan rawa gambut secara bijaksana perlu perencanaan yang teliti, penerapan teknologi yang sesuai dan pengelolaan yang tepat. Dengan langkah yang bijak maka mutu dan kelestarian sumberdaya lahan rawa gambut dapat dipertahankan untuk menunjang pembangunan berkelanjutan pada ekosistem rawa tersebut. Informasi tentang sifat-sifat kritis dan fragile merupakan referensi yang sangat penting untuk menyusun perencanaan yang lebih akurat, pengoptimalkan pemanfaatan dan usaha konservasinya.
Kawasan rawa Indonesia diperkirakan seluas 39,4 juta Ha, sebagian besar tersebar di Sumatera, Kalimantan, Sulawesi dan Papua, dan dari luasan tersebut hanya 9,4 juta Ha yang sesuai untuk usaha pertanian. Selanjutnya, dari luasan rawa di Indonesia, hampir 70 persen atau 32,4 juta Ha adalah rawa pedalaman dan 18 persen merupakan daerah pasang surut dimana sepertiga daerah pasang surut berasosiasi dengan sulfat masam.
Luas lahan gambut di Indonesia menempati urutan ke empat terbesar di dunia setelah Rusia, Kanada dan Amerika Serikat. Pada kawasan rawa ditemukan dua jenis lahan yang sebarannya sangat luas, yaitu lahan gambut, dan lahan sulfat masam. (Taher, dkk. 1991). Gambut yang tersebar di Kalimantan dan Sumatera, 90 persen arealnya merupakan gambut pedalaman. Ismunadji dan Soepardi (1982) melaporkan bahwa di Sumatera ditemukan gambut setebal 11 m, sedangkan Driessen dan Soepraptohardjo (1974) menyebutkan bahwa gambut setebal 15 m bisa dijumpai di sepanjang pantai Sumatera. Salah satu faktor pembatas yang sering diperbincangkan tentang pengelolaan gambut adalah hubungan negatif antara ketebalan gambut dengan produktivitas lahan. Makin tebal gambut, makin besar kendala biofisiknya, dan makin rendah produktivitas lahannya.
Peneliti lain mengungkapkan tentang luas lahan rawa gambut di Indonesia diperkirakan 20,6 juta Ha atau sekitar 10,8 persen dari luas daratan Indonesia. Luasan lahan rawa gambut di Indonesia memberikan arti yang sangat penting bagi penjagaan ekosistem global karena sekitar 50 persen dari lahan gambut tropis dunia yang luasnya sekitar 40 juta Ha berada di daratan Indonesia. Namun, kondisi hutan dan lahan rawa gambut di Indonesia terutama di Sumatera dan Kalimantan terus menerus mengalami degradasi yang telah menunjukkan beragam efek lingkungan, yang tidak hanya berupa kerusakan ekosistem lokal, tetapi juga merambah pada kerusakan ekosistem regional dan diduga telah berimplikasi pada ekosistem global.
Gambut memang memiliki beberapa nilai penting baik yang bersifat ekstraktif maupun non-ekstraktif. Sebagai bahan ekstraktif gambut dapat dimanfaatkan sebagai bahan bakar, abu gambut dapat digunakan sebagai pupuk, diambil asam humatnya, media semai, media untuk reklamasi lahan kering. Sebagai bahan non-ekstraktif ia dapat berfungsi sebagai habitat pendukung keanekaragaman hayati, sebagai lahan kehutanan, perkebunan dan pertanian secara umum. Selain itu karena kemampuannya menyimpan air yang sangat besar yang dapat mencapai 90 persen dari volume maka lahan rawa gambut berfungsi sebagai kawasan penyangga hidrologi bagi kawasan sekitarnya yaitu mencegah banjir dimusim hujan, penyuplai air di musim kemarau, dan mencegah intrusi air laut.
Namun, dilandasi oleh pandangan bahwa lahan rawa berada pada fisiografi yang datar dan ketersediaan air yang berlebih, maka dimulai pada tahun 1970-an, lahan rawa di Indonesia direklamasi secara besar-besaran. Di beberapa wilayah seperti Riau, Sumatera Selatan, rawa pantai Barat Sumatera, beberapa wilayah Kalimantan, Kabupaten Merauke Papua, lahan rawa bahkan sangat penting karena merupakan sumberdaya lahan utama untuk pengembangan pertanian dan wilayah masa depan. Semua pakar ilmu tanah dan agronom saat itu melupakan tentang kendala biofisik lahan rawa gambut sebagai lahan yang marjinal dan fragile. Mereka abaikan bahwa lahan rawa gambut dan sulfat masam merupakan lahan marjinal yang memiliki beberapa kendala biofisik yang sukar diatasi, dan kerusakannya sangat tidak mungkin untuk dipulihkan kembali.
Banyak pengalaman dari pengembangan lahan rawa menunjukkan kegagalan. Pengembangan lahan rawa untuk mendukung pembangunan pertanian selama ini, terutama pertanian tanaman pangan tidak didasarkan pada sifat inheren dan karakteristik rawa itu sendiri. Sesungguhnya tanah-tanah pada ekosistem rawa merupakan tanah yang sangat marjinal dengan beragam faktor pembatas permanen, sehingga sebagian besar lahan rawa di Indonesia tidak layak dikembangkan untuk usaha pertanian secara permanen (permanently unsuitable). Beberapa penciri utama lahan rawa tidak sesuai secara permanen untuk dikembangkan sebagai lahan pertanian yaitu ketebalan gambut > 150 cm, gambut teronggok di atas tanah pasir, adanya lapisan pirit (Fe2S).
Tanah mineral pada ekosistem rawa merupakan tanah alluvial yang dapat berupa endapan laut (marine sediment), endapan sungai (fluviatile sediment) atau campuran keduanya (fluviatile-marine sediment). Biasanya tanah endapan laut mempunyai lapisan mengandung senyawa sulfida, yang sebagian besar adalah mineral pirit. Tanah yang mempunyai lapisan sulfidik, atau lapisan pirit dengan kadar S > 0.75 persen disebut sulfat masam, yang dibedakan atas sulfat masam potensial dan sulfat masam aktual. Pada sulfat masam potensial, proses pemasaman belum berjalan, sedangkan pada sulfat masam aktual telah berlangsung. Proses pemasaman terjadi bila aerasi mencapai lapisan pirit, sehingga mengalami oksidasi melepaskan asam sulfat (Widjaya Adhi, 1990). Reklamasi rawa yang tidak bijak dapat menimbulkan drainase berlebihan (overdrainage) sehingga lapisan pirit terungkap dan teroksidasi membentuk asam sulfat yang kemudian asam sulfat yang terlarut dapat memasuki daerah perakaran tanaman. Kendala utama yang dihadapi dalam pengembangan pertanian di lahan rawa sulfat masam adalah kemasaman tanah, keracunan dan defisiensi hara. Proses-proses kimia yang terjadi bila lapisan pirit teroksidasi yaitu meningkatnya kemasaman tanah, meningkatnya kelarutan Al, Fe, dan Mn yang dapat meracuni tanaman, dan penurunan ketersediaan P.
Produktivitas lahan rawa untuk pengembangan pertanian sesungguhnya sangat rendah dan pengelolaannya dihadapkan dengan persoalan yang serba kompleks. Kekeliruan dalam pengelolaan tata air menimbulkan persoalan fisik, kimia maupun biologi. Kendala fisik pada pengelolaan gambut adalah terjadinya proses kering tidak balik yang dapat membentuk debu-debu gambut (pseudosand) dan penurunan muka lahan gambut.
Gambut terbentuk di wilayah depresi karena adanya penimbunan bahan organik tumbuhan rawa pada kondisi yang tergenang atau anaerob sehingga bahan gambut memiliki karakteristik kerapatan volume (bulk density) yang rendah. Pada kenyataannya lebih dari 60 persen kawasan gambut di beberapa propinsi di Indonesia mempunyai kedalaman > 150 cm (Taher, dkk., 1991). Perubahan penggunaan lahan rawa tanpa menghiraukan faktor pembatas seperti pembukaan lahan dengan karakteristik ketebalan gambut > 150 cm menyebabkan gambut mengalami kering tidak balik (irreversible drying), subsidensi, pemampatan dan dekomposisi dipercepat. Sehingga, pada saat suplai air berlebihan masuk di lahan gambut yang sering terjadi di musim hujan maka hamparan gambut seperti membentuk bahan yang terapung pada kolam raksasa.
Embrio terbentuknya bentangan pasir dan media tanam lapisan catclay di beberapa bekas lahan rawa menunjukkan bahwa pengelolaan rawa/gambut selama ini tidaklah bijaksana. Ketidakmampuan petani untuk membeli pupuk yang semakin hari semakin mahal harganya menyebabkan petani memanfaatkan bahan gambut untuk bahan penyubur tanah. Bahan gambut dibakar untuk ditampung abunya kemudian disebar pada daerah perakaran tanaman yang mereka budidayakan. Belum lagi percepatan proses dekomposisi gambut karena gambut teroksidasi dan dirangsang juga dengan penambahan unsur-unsur yang dapat meningkatkan aktivitas mikrobiologi tanah, kandungan bahan organik tanah akan mengalami percepatan penurunan. Beberapa peta tanah yang selama ini menjadi referensi sudah saatnya diperbaharui, tanah-tanah histosol sebelum rawa direklamasi pada wilayah-wilayah tertentu yang selama ini dicatat sebagai lahan gambut perlu dikoreksi karena tanah tersebut sudah menjadi tanah Entisol berpasir (Psamment) atau Sulfaquent.
Selanjutnya, dalam pengembangan lahan gambut persoalan klasik yang dihadapi dalam bercocok tanam untuk usaha pertanian adalah kesuburan tanah yang rendah, dan adanya degradasi lignin yang menghasilkan asam-asam organik beracun bagi tanaman terutama asam-asam fenolat. Banyak penelitian mengungkap hasil percobaan pertanian di lahan rawa dengan tipe gambut ombrogen mengalami gagal tumbuh dan gagal panen. Disimpulkan bahwa tanah gambut memiliki tingkat kesuburan yang marjinal. Keadaan ini dicirikan dengan reaksi tanah gambut yang masam hingga sangat masam, ketersediaan hara makro dan mikro yang rendah, erapan unsur mikro yang tinggi, kapasitas tukar kation yang tinggi, dan ketersediaan kation-kation basa dan kejenuhan basa yang rendah. Mengapa penelitian dengan validitas referensi yang memadai tetapi percobaan dilakukan dengan tingkat perlakuan yang optimal tetap mengalami gagal hasil.
Banyak penelitian selama ini lebih terarah pada kajian yang bersifat kasuistik dan tidak dilandasi dengan kajian yang komprehensif tentang karakteristik inheren gambut, sehingga terapan pada pengembangan usaha tani banyak mengalami kegagalan. Gambut sesungguhnya mempunyai karakteristik yang spesifik, baik secara fisik, kimia, maupun biologinya. Biogeokimia gambut menunjukkan watak dan ciri yang berbeda dengan tanah-tanah mineral. Sebagai contoh, koloid mineral merupakan bagian yang integral dengan fisiko-kimia liat, tetapi koloid gambut adalah bagian yang melayang dan terintegasi dengan larutan dan/atau air gambut. Jadi teropong uji yang utama dalam kaitan dengan kesuburan tanah gambut adalah menelaah secara mendalam biogeokimia air gambut itu sendiri.
Persoalan kemasaman tanah gambut sesungguhnya adalah bagaimana menurunkan aktivitas asam-asam organik meracun tanaman. Banyak hasil penelitian telah menunjukkan beragam derivat asam-asam organik dapat menekan pertumbuhan dan hasil tanaman. Pada konsentrasi yang sangat rendah, derivat asam-asam organik telah mengganggu perkembangan fisiologis tanaman. Jadi, kajian mengatasi kemasaman tanah tanpa menyentuh persoalan bagaimana mengkelat asam-asam organik gambut terutama asam-asam fenolat menyebabkan banyak percobaan penanaman dengan perlakuan dengan referensi optimal pada tanah mineral mengalami gagal tumbuh tanaman di tanah gambut.
Secara umum masalah pengembangan ekosistem rawa untuk lahan usaha tani antara lain: 1) permasalahan dalam reklamasi meliputi aksesibilitas, pembersihan lahan, efek subsidensi, kebanjiran, kapasitas daya dukung konstruksi bangunan yang rendah, 2) permasalahan agronomik, yaitu kemasaman tanah, kesuburan rendah, defisiensi unsur hara, toksisitas, kering tidak balik, erosi tinggi terutama erosi permukaan oleh angin, daya sangga perakaran buruk, perlu adanya perlakuan khusus dalam mengatasi kesuburan baik dari jumlah, waktu dan pertimbangan efisiensi, dan 3) masalah pengelolaan lahan dan air, yaitu kesulitan pembuatan konstruksi bangunan dan penerapan teknologi mekanisasi, permukaan lahan yang tidak teratur, adanya subsidensi yang menyebabkan permasalahan khusus dalam usaha drainase lahan (Suratman, 1999).
Sesungguhnya, pengembangan lahan rawa gambut tropika untuk usaha pertanian yang didasarkan atas sifat inheren gambut dan ciri bahan gambut dapat dilanjutkan karena ameliorasi lahan gambut dapat menghasilkan bahan gambut yang stabil. Pada bahan gambut, tiga karakteristik umum yang menentukan proses destabilisasi dan stabilisasi gambut sebagai bahan organik, yaitu recalcitrance, interaction, dan accessibility. Recacitrance ialah ciri bahan organik dalam gambut pada tingkat molekul meliputi komposisi unsur hara, kehadiran gugus fungsi, dan pembentukan molekul. Dalam proses stabilisasi, bahan gambut dapat menghasilkan bahan yang tahan terhadap perubahan bentuk atau sifat kimi tanah (Sollin, dkk. 1996).
Dalam proses stabilisasi bahan gambut, diperlukan bahan pengendali untuk mempertahankan komposisi unsur, gugus fungsi karboksil (COOH) dan OH-fenol, sehingga gambut sebagai bahan organik tanah masih dalam kondisi yang stabil. Juga diperlukan bahan pengendali untuk mempertahankan interaksi antara molekul organik dengan molekul organik dan molekul anorganik, sehingga laju degradasi bahan organik dapat dihambat. Pengendalian untuk menurunkan aksesibilitas gambut sebagai bahan organik tanah dapat dilakukan dengan menghambat terjadinya proses dekomposisi bahan organik tanah.
Peningkatan produktivitas rawa melalui stabilisasi bahan gambut dapat dilakukan dengan aplikasi amelioran dengan unsur logam bervalensi tinggi. Karena, setiap aspek kimia kation polivalen dalam tanah berhubungan dengan pembentukan kompleks logam organik dimana kation-kation polivalen cenderung membentuk ikatan polidentat yang menempati posisi dua atau lebih ikatan.
Tetapi tetap saja bahwa ekosistem rawa merupakan ekosistem yang sangat fragile. Sampai saat ini semampu apapun dalam aplikasi bahan amelioran untuk stabilisasi gambut, pada kenyataannya konversi hutan tropik rawa gambut dalam upaya pengembangan pembangunan pertanian telah melahirkan lahan-lahan gambut yang kritis. Terungkapnya lapisan tanah sulfat masam di Air Sugihan Sumatra Selatan, meranggasnya hutan belukar rawa di Kalimantan Tengah, terungkapnya lapisan lahan usaha tani berpasir di Bengkulu menunjukkan bahwa fragile land gambut dirambah atau dikelola dengan tidak memperhatikan prinsip konservasi dan tidak mengindahkan kaidah keberlanjutannya (sustainable use). Stabilitas gambut yang sangat rentan terhadap intervensi, bila dieksploitasi berlebihan akan kehilangan fungsinya tidak hanya pada level dinamika hidrologi, biogeokimia, dan ekologi, tetapi juga akan kehilangan pada tataran fungsi sosialnya.
Ekosistem rawa merupakan proses, fungsi, dan struktur dinamis dari ekosistem itu sendiri dengan atribut yang mendukung nilai-nilai sosial. Atribut dari struktur ekosistem antara lain sebagai wilayah penyangga pelestarian plasma nutfah (biodiversity), memiliki keunikan, di dalamnya tersimpan warisan dan budaya kearifan lokal, serta ladang penggalian ilmu pengetahuan. Lahan gambut juga tempat penyedia bahan-bahan bangunan, energi, dan sumber pangan tanaman, ikan dan binatang buruan buat masyarakat tradisional. Secara eko-hidrologis, lahan gambut adalah wilayah penampung air untuk melindungi wilayah sekitar dari kebanjiran, dan menjaga kontinuitas penyediaan air sepanjang tahun. Juga, untuk menjaga kualitas air karena gambut dapat menjadi filter dari pencemaran. Dengan demikian, perhatian yang lebih besar terhadap pengelolaan agroekosistem rawa perlu dilakukan lebih konsepsional.
Pengembangan rawa pasang surut penting artinya, tetapi kendala biofisik wilayah lebih berat. Hampir sepertiga lahan pasang surut berasosiasi dengan masalah sulfat masam yang sampai saat ini belum ditemukan teknologi pengelolaannya yang efektif, produktif, dan terjangkau oleh petani. Juga, pengelolaan rawa gambut, terutama gambut pedalaman, potensi sumberdaya gambut sangat besar, keserbagunaan gambut dalam berbagai aspek teknis juga sangat menonjol. Pemanfaatan rawa di masa mendatang perlu dirumuskan lebih strategis. Keterbatasan teknologi produktif dan adaptif pada sosio-agroekosistem marjinal menghendaki konsepsi dan prioritas yang efektif, agar proyek pengembangan rawa tidak berkonotasi sebagai penambahan sentra kemiskinan baru di Indonesia, sekaligus sebagai perusak iklim global.
Masalah biologi bila lahan rawa didrainase adalah ancaman percepatan dekomposisi bahan gambut yang dapat menyebabkan subsidensi dan pelepasan karbon dan nitrogen ke atmosfer. Ekosistem rawa merupakan tempat pemendaman bahan organik. Estimasi jumlah bahan organik yang terpendam dalam rawa di Indonesia sebesar 60,5 milyar m3 (Rosmarkam, 1988). Bahan organik ini melalui proses biokimianya banyak menghasilkan asam-asam organik beracun, terutama asam-asam fenolat, gas metan (CH4), dan karbon dioksida (CO2). Pelepasan dua bentuk karbon ini sangat menentukan efek rumah kaca (greenhouse effect) yang dapat meningkatkan pemanasan global (global warming). Dalam catatan IPCC (1990) bahwa pada tahun 1980 sumbangan CO2 terhadap akumulasi gas rumah kaca di atmosfer sebesar 55 persen dan CH4 sebesar 15 persen. Sebagai referensi tambahan terhadap kegamangan akibat pelepasan karbon dari lahan gambut terhadap pelepasan gas rumah kaca diilustrasikan bahwa dalam laporan ADB bawah kebakaran lahan gambut pada tahun 1997 di Indonesia menghasilkan emisi karbon sebesar 156,3 juta ton atau 75 persen dari total emisi karbon dan 5 juta ton partikel debu, dan kemudian informasi ini diperbaharui dimana pada tahun 2002 diketahui bahwa jumlah karbon yang dilepaskan selama terjadinya kebakaran hutan dan lahan tahun 1997/1998 adalah sebesar 2,6 milyar ton. Apabila lahan gambut yang merupakan tempat akumulasi karbon (carbon reservoir) yang tersimpan selama ribuan tahun, kemudian dikelola dengan tidak bijaksana, laju pelepasan CH4 dan CO2 meningkat yang dapat berimplikasi pada peningkatan pemanasan global.

AGROEKOSISTEM TANAH MINERAL MASAM

2009-05-15T10:50:00.000+07:00

PERSFEKTIF
AGROEKOSISTEM TANAH MINERAL MASAM

A. Pengertian

Tanah mineral dalam taksonomi berarti tanah yang mengandung material tanah berasal dari mineral berdiameter lebih halus dari 2.0 mm yang menyusun lebih dari setengah sampai kedalaman tanah 80 cm, mengandung bahan organik lebih rendah dari 20%, ketebalan material organik tanah kurang dari 40 cm apabila telah terdekomposisi sampai tingkat hemik dan saprik dengan bobot isi sama dengan 1 g cm-3 atau lebih besar, atau dengan ketebalan material organik tanah kurang dari 60 cm dan belum banyak mengalami dekomposisi sehingga masih banyak mengandung serat atau tidak dekomposisi fibrik, atau bobot isi lebih rendah dari 1 g cm-3. Tanah-tanah yang memiliki ketebalan solum sampai 40 cm dapat juga dimasukkan dalam pengertian tanah mineral, tetapi keberlanjutan agroekosistem pada tanah ini akan menuai banyak kendala terutama pada wilayah kering berkelerengan tinggi.
Dalam klasifikasi kesesuaian lahan untuk tanaman pangan, tanah berketebalan solum kurang dari 40 cm sudah termasuk kelas sesuai marjinal atau S-3, dan tidak dapat ditingkatkan kesesuaiannya walau dengan masukan apapun. Pengelolaannya untuk agroekosistem memerlukan masukan tinggi, dan apabila tidak diberi masukan, tanah ini akan mudah mengalami degradasi. Pada ketebalan tanah seperti ini, untuk tanaman tahunan sudah tidak dapat lagi diusahakan untuk pertanian, karena termasuk kelas kesesuaian lahan dengan kedalaman efektif tidak sesuai permanen atau N-2, dan peruntukannya hanya untuk kawasan konservasi.
Tanah mineral masam dalam pengertian sempit yang didasarkan pada taksonomi kelas reaksi tanah yaitu masam (acid) tanah mineral yang memiliki pH lebih kecil dari 5.0 (0.01 M CaCl2; 2:1) pada seluruh lapisan kontrol (control section) atau sekitar pH 5.5 (H2O; 1:1). Bila pH (H2O; 1:1) <>200 mm bulan-1 dan karena didukung pula oleh temperatur yang tinggi maka proses pelapukan berjalan lebih cepat bila dibandingkan dengan daerah-daerah beriklim kering. Tingginya curah hujan tersebut telah menyebabkan hilangnya hara dari daerah perakaran melalui pencucian sehingga menimbulkan terbentuknya tanah mineral masam. Proses pembentukan tanah mineral masam menurut Notohadiprawiro (1986) berasal dari proses pelapukan yang sangat intensif karena berlangsung pada daerah tropika yang bersuhu panas dan bercurah hujan tinggi. Kendala sifat dari tanah mineral masam untuk pengembangan agroekosistem meliputi kendala kimia, fisik, dan biologi tanah.
Kendala kimia yang utama pada tanah mineral masam, yaitu; pertama, pH tanah yang rendah, dan berimplikasi terhadap karakteristik kimia tanah yang lain seperti kelarutan Al, Fe, dan Mn yang tinggi, ketersediaan P, Mo yang rendah. Kedua, ketersediaan kation-kation basa dan kejenuhan basa yang rendah. Pencucian basa-basa yang berlangsung sangat intensif pada rezim suhu mesik, isomesik mengakibatkan tanah bersifat masam dan miskin hara. Bahan induk terbentuknya tanah mineral masam adalah bahan induk yang sudah tua yaitu batuan liat (clay stone) atau batuan vulkanik masam, dan mineral liat yang terbentuk biasanya didominasi oleh kaolinit dan gibsit (Hardjowigeno, 1993). Tanah mineral masam ini kebanyakan telah kehilangan mineral primernya dan memiliki mineral kaolinit, dan oksida besi dan aluminium yang lebih dominan. Ketiga, dominasi mineral liat kaolinit dan oksida-oksida besi dan aluminium yang merupakan mineral low activity clay menyebabkan tanah ini memiliki kapasitas tukar kation yang rendah. Keempat, tingginya kandungan mineral-mineral tersebut apabila terlarut menyebabkan kejenuhan kation didominasi oleh kejenuhan asam dan kation-kation tersebut pada konsentrasi tertentu akan bersifat toksik bagi tanaman, serta anion-anion akan mudah terfiksasi menjadi tidak tersedia bagi tanaman. Kelima, rendahnya kandungan fosfat dan tingginya retensi fosfat dan molibdat karena kelarutan Al dan Fe menyebabkan fosfat menjadi faktor pembatas bagi pertumbuhan tanaman. Keenam, muatan permukaan pada tanah mineral masam umumnya didominasi oleh muatan berubah (pH dependent charge), dimana daya sangga tanah menjadi tinggi sehingga aplikasi pengapuran dan pemupukan memerlukan dosis yang lebih tinggi.
Tanah mineral masam memiliki kendala fisik, antara lain; pertama, kandungan bahan organik yang rendah yaitu sekitar 2% bahkan banyak tanah yang telah diusahakan untuk pertanian lebih rendah lagi. Daerah tropika yang lembab dan temperatur yang tinggi merangsang aktivitas mikroorganisme untuk melakukan dekomposisi bahan organik tanah. Kedua, rendahnya kandungan bahan organik tanah ini menyebabkan stabilitas agregat yang rendah sehingga tanah akan mudah mengalami erosi. Ketiga, rendahnya kandungan bahan organik ini juga mempengaruhi daya simpan air dimana daya simpan air pada tanah ini sangat rendah. Keempat, secara fisiografis tanah umumnya tanah mineral masam terletak pada wilayah yang berlereng, sehingga dengan curah hujan yang tinggi pada tanah berlereng, tanah tersebut akan mudah mengalami erosi.
Produktivitas tanah turun karena kombinasi kahat unsur hara, degradasi fisik tanah dan hilangnya bahan organik karena adanya proses dekomposisi bahan organik dipercepat dan hilangnya bahan organik oleh adanya erosi. Erosi yang menghilangkan lapisan tanah atas yang subur, dan meninggalkan lapisan tanah bawah yang mengandung Al tinggi dan bersifat toksik sebagai lapisan olah tanah untuk media tanaman. Penurunan kesuburan tanah ini memberikan peluang yang lebih besar bagi alang-alang (Imperata cylindrica) untuk mendominasi lahan.
Kendala biologi pada tanah mineral masam bermula dari rendahnya pH tanah dan kandungan bahan organik tanah. Secara umum aktivitas mikroorganisme tanah berada pada kisaran pH netral, kecuali fungi dan beberapa bakteri. Beberapa bakteri dapat berkembang pada pH ekstrim 2 – 5 seperti Thiobacillus ferrooxidans dan Thiobacillus thiooxidans yang mendapatkan energi dari oksidasi senyawa besi dan sulfur. Kebanyakan bakteri akan berkembang secara optimum pada pH netral, seperti bakteri Rhizobium yang bersimbiosis dengan tanaman legum akan aktif membentuk bintil akar dan mengfiksasi N dari udara pada kisaran pH 6.5 sampai 7.0. Bakteri dekomposer dan nitrifikasi seperti Nitrobacter dan Nitrosomonas akan aktif melakukan dekomposisi bahan organik pada pH tanah yang netral. Kandungan bahan organik tanah sangat mempengaruhi aktivitas cacing tanah. Bahan organik adalah sumber makanan dan energi bagi aktivitas cacing tanah, dan efek samping dari aktivitas cacing tanah seperti pembuatan lubang tanah, sekresi yang mengeluarkan asam organik dan meningkat ketersediaan hara serta mengeluarkan zat atau hormon pengatur tumbuh. Dengan demikian pemeliharaan bahan organik tanah sangat menentukan dinamika keberlanjutan agroekosistem pada lahan mineral masam.

D. Kendala Pengelolaan

Tanah mineral masam secara fisik berpotensi tinggi sebagai lahan pertanian, namun bila pengelolaannya kurang tepat akan menimbulkan dampak yang cukup serius terhadap lingkungan. Usaha intensifikasi pertanian di Indonesia seringkali mengakibatkan pengurasan hara dari dalam tanah akibat pengangkutan panen dalam jumlah besar. Sistem pengelolaan kesuburan tanah hanya ditekankan pada pergantian hara melalui pemupukan tanpa adanya usaha untuk mempertahankan kesuburan tanah secara komprehensif. Dengan demikian usaha intensifikasi ini seringkali diikuti oleh penurunan produksi tanaman dan kondisi lingkungan yang kurang menguntungkan. Pengelolaan lahan pertanian yang semakin intensif seperti penggunaan pupuk anorganik dalam dosis tinggi secara terus menerus, atau tanah di sekitar daerah industri telah banyak memacu terjadinya kemasaman tanah sehingga luasan tanah masam terus meningkat.
Pengembangan agroekosistem pada areal tanah mineral masam selama ini menunjukkan tingkat produktivitas yang rendah. Beberapa hasil penelitian dengan menggunakan beragam jenis tanaman, baik tanaman pangan maupun tanaman perkebunan menunjukkan hasil yang masih rendah yang belum sesuai dengan potensi produksi yang semestinya. Tidak tercapainya potensi produksi pada tanah mineral masam ini antara lain disebabkan oleh pengelolaan tanah yang belum optimal. Produktivitas kelapa sawit pada tanah mineral masam di beberapa wilayah perkebunan kelapa sawit di Indonesia ternyata masih rendah dan berada di bawah standar potensi lahan kelas S-3. Hasil penelitian yang dilakukan pada tanaman generasi pertama bahwa potensi produksi kelapa sawit pada tanah mineral masam di beberapa kebun di Kalimantan Barat dan Timur masing-masing baru mencapai 61% dan 63% terhadap standar potensi lahan kelas S-3, sedangkan di wilayah Riau dan Sumatera Utara masing-masing baru mencapai 63% dan 77% (Poeloengan, dkk. 2001).
Sejarah manusia kaya dengan peperangan melawan hama. Lebih dari sepuluh ribu spesies insekta, gulma, nematoda dan penyakit yang dapat menyerang tanaman yang dibudidayakan. Berbagai cara telah dikembangkan untuk mengubah keseimbangan ke arah yang menguntungkan manusia seperti pemilihan kultivar tanaman agar dapat mengatasi dan melawan gulma, hama dan penyakit tanaman tersebut. Penggunaan bahan kimia untuk mengendalian hama telah dilakukan sejak berabad-abad yang lalu seperti penggunaan bubur Bordeaux, campuran kapur dan belerang, larutan arsenik, ataupun insektisida alami. Hampir di setiap usaha pertanian, sejumlah bahan kimia digunakan untuk memberantas gulma, hama dan penyakit. Pestisida yang banyak digunakan saat ini mencakup insektisida, fungisida, herbisida, nematisida, moluskisida, dan akarisida.
Namun, saat ini penggunaan pestisida telah menimbulkan berbagai masalah. Masalah pertama adalah timbulnya kekebalan pada berbagai organisme hama, sehingga untuk memberantasnya memerlukan dosis yang lebih tinggi; kedua, timbulnya residu pestisida yang mencemari lingkungan; dan ketiga, timbulnya efek merusak dari bahan kimia terhadap organisme yang bukan sasaran. Banyak pestisida yang dikembangkan saat ini bersifat selektif terhadap target gulma, hama dan vektor penyakit, tetapi hampir tidak mungkin pestisida tersebut tidak kontak dengan non target. Pestisida yang diaplikasikan dalam produksi pertanian dapat berimplikasi pada perubahan keseimbangan ekosistem tanah, baik merusak organisme non target maupun merubah karakteristik fisiko-kimia tanah yang berimplikasi pada komposisi organisme tanah. Tanah yang menjadi tempat tumbuh dan hidupnya organisme menanggung beban yang amat berat karena dapat menjadi tempat terakumulasinya residu pestisida.

E. Agroekosistem

Agroekosistem adalah ekosistem yang dimodifikasi dan dimanfaatkan secara langsung atau tidak langsung oleh manusia untuk memenuhi kebutuhan akan pangan dan/atau serat-seratan. Konsep agrosistem ini harus berdimensi yang luas, meliputi produktivitas, stabilitas, keberlanjutan dan kemerataan. Teknologi pertanian terus berkembang, perubahan fungsi dan manfaat tanah mineral masam dengan faktor pembatas yang sangat marjinal untuk ekstensifikasi pertanian dapat diatasi dengan masukan teknologi dan energi. Tetapi, kalau masukan teknologi dan energi terus ditingkatkan tanpa mempertimbangkan karakteristik tanah, produksi pertanian akan mengalami pelandaian (levelling off) dan suatu waktu akan mencapai titik balik. Pada titik balik tersebut sebidang tanah mineral masam dengan masukan teknologi dan energi tidak akan memberikan hasil yang memadai lagi, bahkan akan mendatangkan kerugian.
Langkah operasional dalam memantapkan tanah mineral masam sebagai agroekosistem menyangkut aspek: agro-teknis, perbaikan varietas dan klon, penyediaan benih unggul, dan pembinaan mutu benih. Pengelolaan tanah dan tanaman yang baik dapat memberikan produktivitas sumberdaya lahan yang tinggi, lahan tidak terdegradasi dan terpelihara keberlanjutannya, apalagi pengelolaan tersebut diirngi dengan pengendalian hama dan penyakit secara terpadu untuk menjaga stabilitas produksi. Zonasi pengembangan pertanian harus memperhatikan aspek agro-klimatologi dan potensi wilayah untuk menjamin kemerataan, sehingga tidak terjadi produksi yang berlebihan pada satu komoditas, dan kelangkaan terhadap komoditas lainnya. Aspek sosial-ekonomi berupa kerekayasaan sosial merupakan kegiatan untuk meningkatkan dinamika sosial, serta diirngi dengan penyuluhan yang bertujuan untuk meningkatkan inovasi teknologi dan inovasi sosial. Pengembangan tanah mineral masam sebagai wilayah agroekosistem tidak hanya menyangkut aspek produksi, tetapi juga aspek pemukiman, sarana sosial, lingkungan dan fasilitas pemasaran produk pertanian. Langkah operasional yang menjamin terlayaninya aspek agro-teknis dan sosial ekonomi dapat mengarahkan pengembangan wilayah ini menjadi daerah binaan baru perekonomian dan pusat-pusat pertumbuhan.
Pengelolaan tanah mineral masam menjadi sumberdaya pertanian dan perkebunan harus memperhatikan sifat ekosistem secara keseluruhan karena agroekosistem ini merupakan sub-sistem binaan dari ekosistem wilayah yang sudah stabil. Pengembangan agroekosistem dengan komoditas tunggal mudah mengalami instabilitas secara teknis, ekonomis maupun ekologis. Bila suatu wilayah hanya dikembangkan satu komoditas unggulan, bila terjadi serangan hama atau penyakit tanaman maka serangannya akan sporadis keseluruhan wilayah, dan kegagalan panennya akan berimplikasi pada kestabilan ekonomi wilayah. Secara ekonomis, fluktuasi harga suatu produk sangat ditentukan oleh harga pasar di tingkat regional, nasional maupun internasional. Jatuhnya harga kopi dunia, sebagai contoh, menyebabkan keterpurukan ekonomi masyarakat petani kopi di wilayah Sumatera Selatan, Lampung dan Bengkulu.
Secara ekologis, sistem monokultur pertanian merupakan model kebalikan dari biodiversitas ekosistem alami. Pola usaha tani yang mendekati model ekosistem alami agroforestry, yaitu model yang mendekati hutan dalam peranan hidrologinya. Model agroforestry adalah memadukan tanaman dalam beragam strata, yaitu strata bawah untuk tanaman pangan dan obat-obatan, strata tengah seperti pisang, kakao dan tanaman dengan ketinggian batang sedang, dan strata atas adalah tanaman tahunan seperti karet, kelapa, kelapa sawit. Model agroforestry ini juga menjamin simpanan karbon biomassa tegakan dan cadangan karbon seresah dan karbon humus akan mendekati simpanan karbon seperti hutan virgin, sehingga kegamangan akan percepatan kehilangan simpanan karbon dari hutan tropika Indonesia dapat diabaikan.
Tanah-tanah di wilayah beriklim tropika basah yang belum dijamah manusia sangat produktif menghasilkan biomassa. Jumlah biomassa dalam hutan tropika antara 200 sampai 400 ton bahan kering. Laju pelepasan karbon dari permukaan daratan sekarang ini dua kali lebih besar dari laju pemendamannya. Ketidakseimbangan ini terutama disebabkan oleh penebangan hutan dan pembukaan lahan untuk pengembangan agroekosistem. Penebangan hutan telah menurunkan kapasitas produksi primer dan adanya percepatan laju dekomposisi dari cadangan karbon yang tersimpan dalam tanah.
Net produksi primer atau net fotosintesis adalah laju penimbunan karbon organik melalui fotosintesis dalam jaringan tanaman melebihi laju respirasi. Pada sistem tanah, net fotosintesis pada tanaman tingkat tingggi adalah penyumbang terbesar produksi primer. Net fotosintesis sangat beragam antar ekosistem, dan laju tertinggi produksi dihasilkan pada ekosistem hutan hujan tropika dimana sekitar 11 ton ha-1 dari karbon atmosfer difiksasi setiap tahun sebagai biomassa pohon. Kapasitas yang tinggi dari hutan hujan tropika dalam mengfiksasi karbon dioksida dan penyebarannya yang sangat luas sehingga kehilangan hutan hujan tropika basah ini berimplikasi terhadap keseimbangan gas rumah kaca di atmosfer.
Koversi hutan tropika menjadi agroekosistem pada dasarnya merupakan konversi total, yaitu pergantian jenis kehidupan menjadi ekosistem lain yang tidak lagi memiliki sifat-sifat hutan tropika yang asli. Masukan teknologi pada agroekosistem seperti spesies tanaman, pupuk anorganik, pestisida, pola pengelolaan lahan dan tanaman tidak lagi sama dengan ekosistem hutan, sehingga perubahan ini sangat mempengaruhi keseimbangan ekosistem asli. Konversi hutan hujan tropis ke agroekosistem menjadi sorotan utama penyebab pelepasan gas seperti CO2, CH4, dan N2O ke atmosfer. Pelepasan energi fosil mencapai 6 milyar ton CO2, hampir sama dengan jumlah CO2 yang dilepaskan dari tanaman dan tanah (Wada, dkk. 1992), sedangkan dinamika NH4 dan N2O sangat berkorelasi dengan upaya peningkatan produksi pertanian yaitu dihubungkan dengan dekomposisi bahan organik dan volatilisasi pupuk anorganik dimana peningkatan N2O di atmosfer sekarang sekitar 0.3 persen setiap tahunnya.
Sistem perladangan berpindah dengan tebang-tebas-bakar tidak menimbulkan kerusakan tanah mineral masam yang menghawatirkan kalau tidak terganggu siklusnya. Pembakaran yang dilakukan dalam tahap pembersihan lahan (land clearing) tidak selalu mepunyai pengaruh negatif, karena abu hasil bakaran merupakan sumber hara yang cukup banyak. Perladangan berpindah dengan waktu istirahat (fallow period) yang cukup lama tidak menimbulkan kerusakan lahan. Subsidi hara yang berasal dari seresah atau pembusukan tanaman dalam waktu yang cukup lama akan dapat mencukupi kebutuhan hara tanaman untuk satu sampai 3 kali musim tanam. Semakin lama lahan diberakan, akan semakin tinggi hara yang terakumulasi pada biomassa tegakan dan bahan organik tanah. Tebang-tebas-bakar dari biomassa ini akan melepaskan abu yang merupakan sumber hara yang dapat meningkatkan kesuburan tanah.
Pada saat ini, siklus perladangan tersebut banyak terganggu antara lain oleh pertambahan penduduk yang pesat, pengalokasian lahan untuk keperluan lain, penguasaan lahan yang berlebih oleh perorangan dan badan usaha. Keterdesakan masyarakat akan keperluan lahan usaha tani ini menyebabkan perlunya pembinaan yang intensif pada peladang berpindah karena sistem perladangan berpindah ini tidak sesuai lagi dengan daya dukung lahan saat ini. Dalam penanganan masalah perladangan berpindah, pola usaha tani harus merupakan rakitan yang mempunyai interaksi komplementer atau hasil keterpaduannya yang bersifat sinergis. Beragam pola usaha tani bukanlah pola yang baru sama sekali, tetapi pola tersebut merupakan modifikasi dari pola tradisional yang biasa diterapkan oleh petani. Komponen utama yang harus bersinergis dalam pola usaha tani yang harus diterapkan yaitu pola yang menyeimbangkan komoditas tanaman pangan dan tanaman tahunan, yang rasionya merupakan bandingan serasi yang dapat memberikan hasil tinggi, dan pendapatan petani yang maksimal tanpa mengabaikan kaidah-kaidah konservasi tanah dan air.
Pengelolaan tanah konservasi di wilayah tropis khususnya di Indonesia menjadi penting karena untuk menjaga lingkungan dan kelestarian tanah serta peningkatan produksi, disamping mengurangi degradasi kesuburan tanah, erosi dan kemasaman tanah. Sistem pengelolaan lahan pada usaha tani konservatif adalah suatu sistem pengelolaan lahan dan tanaman yang dikaitkan dengan sumber daya alam yaitu tanah dan iklim, teknologi termasuk konservasi tanah dan air, pola tanam tanaman semusim, tahunan termasuk ternak dengan tujuan meningkatkan produktivitas lahan dan tanaman secara berkelanjutan. Dari bagi tersebut, pengelolaan tanah meliputi kegiatan-kegiatan penyusunan rencana penggunaan tanah, pembukaan lahan, pencegahan erosi, pengolahan tanah dan pemupukan Pengelolaan tanah konservatif memberikan arti bahwa penggunaan tanah sesuai dengan kemampuannya dan memperlakukannya dengan mempertimbangkan faktor-faktor pembatas agar tidak terjadi degradasi tanah. Prinsip pengelolaan tanah konservatif adalah menetapkan kemampuan dan kesesuaian lahan dengan mempertimbangkan faktor-faktor pembatas dan menetapkan model penggunaannya sehingga produktivitas lahan dapat berkelanjutan, mencegah degradasi tanah dan melakukan restorasi lahan yang telah mengalami degradasi.

link

2009-01-21T00:13:00.000+07:00

NATALIA

about me

2009-01-20T23:49:00.001+07:00

Muhammad Faiz Barchia, lahir di Seritanjung OKI, Sumatera Selatan, menyelesaikan Sarjana Pertanian pada Fakultas Pertanian Universitas Sriwijaya pada tahun 1985 di bidang Ilmu Tanah, meraih Master of Agriculture di Faculty of Agriculture, The University of Sydney tahun 1995, dan menyelesaikan program Doktor di Institut Pertanian Bogor tahun 2002. Sejak tahun 1986 menjadi Tenaga Edukatif pada Fakultas Pertanian Universitas Bengkulu, dan sekarang aktif mengajar pada program Pascasarjana Pengelolaan Sumberdaya Alam dan Lingkungan, Fakultas Pertanian, Universitas Bengkulu.
Dengan latar belakang ilmu pertanian dan aktif pada organisasi pemerhati lingkungan hidup semasa kuliah, maka pengembangan pengetahuannya lebih lanjut banyak diwarnai oleh pikiran-pikiran yang konservatif tentang pengelolaan sumberdaya alam dan lingkungan. Ekspresi pikirannya pernah dituangkan dalam buku Gambut : Agroekosistem dan Transformasi Karbon.

Feedback

2008-07-23T20:46:00.000+07:00

halaman ini masih dalam tahap penyelesaian.
silahakan kunjungi halaman beberapa saat lagi.
terimakasih.

My Book

2008-07-23T20:39:00.003+07:00

Tulisan Saya :

Ukuran : 14.8 x 21 cm

Tebal : 196 halaman

Berat : 220 gram

Gambut: Agroekosistem dan Transformasi Karbon, sebuah tulisan tentang potensi lahan rawa gambut sebagai agroekosistem tetapi sekaligus sebagai kawasan penyangga karbon, sehingga kekeliruan pengelolaannya dapat menyebabkan terjadi emisi karbon ke atmosfer dan berperan sebagai gas rumah kaca yang dapat meningkatkan pemanasan global.

Penerbit : Gadjah Mada University Press

ISBN : 979-420-636-9

=============================================