faiz barchia

DESTABILISASI GAMBUT:
SUBSIDENSI DAN RESPIRASI KARBON PADA KONDISI AEROBIK

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.

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.

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.

KIMIA ALUMINIUM DAN BIOTOKSISITAS
Oleh
Muhammad Faiz Barchia

Kimia Aluminium

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.


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.

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).

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.

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.

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)

Oleh

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).