skripsi dinamika emisi metan (ch4) pada lahan padi …/dinamika...perpustakaan.uns.ac.id...

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

i

SKRIPSI

DINAMIKA EMISI METAN (CH4) PADA LAHAN PADI SAWAH

DENGAN KOMBINASI SISTEM PENGELOLAAN AIR DAN

PEMUPUKANDI DESA DEMAKAN KECAMATAN MOJOLABAN

SUKOHARJO

Oleh

Aulia Prida Arumsari

H0708082

PROGRAM STUDI AGROTEKNOLOGI

FAKULTAS PERTANIANUNIVERSITAS SEBELAS MARET

SURAKARTA

2013


commit to user

SKRIPSI



PEMUPUKAN DI DESA DEMAKAN KECAMATAN MOJOLABAN

SUKOHARJO


H0708082

Pembimbing Utama Pembimbing Pendamping

Prof. Dr. Ir. Purwanto, MS

NIP 19520511 1982 031 002

Dra. LinayantiDarsana, MSi

NIP 19520711 198003 2 001

Surakarta, .........................................

Fakultas Pertanian

Dekan

Prof. Dr. Ir. Bambang Pujiasmanto

NIP 19560225 198601 1 001


commit to user

SKRIPSI




SUKOHARJO

yang dipersiapkan dan disusun oleh


H0708082

telah dipertahankan di depan Tim Penguji

pada tanggal: 24 Oktober 2012

dan dinyatakan telah memenuhi syarat

untuk memperoleh gelar Sarjana Pertanian

Program Studi Agroteknologi

Susunan Tim Penguji:

Ketua Anggota I Anggota II

Prof. Dr. Ir. Purwanto, MS

NIP 19520511 1982 031 002

Drs. LinayantiDarsana, MSi

NIP 19520711 198003 2 001

Prof.Dr.Ir.H.Suntoro,MSNIP.

19551217 198203 1 003


commit to user

KATA PENGANTAR

Puji Syukur penulis panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa yang telah

melimpahkan segala rahmat dan karunia-Nya, sehingga penulis dapat

menyelesaikan penelitian sekaligus penyusunan skripsi ini. Dalam penulisan

skripsi ini tentunya tidak lepas dari bantuan berbagai pihak. Oleh karenanya,

penulis ingin mengucapkan terima kasih kepada :

1. Prof. Dr. Ir. Bambang Pujiasmanto, MS selaku Dekan Fakultas Pertanian

Universitas Sebelas Maret Surakarta.

2. Prof. Dr. Ir. Purwanto, MSselaku pembimbingutama yang

telahmemberikanbimbinganuntukpenulisanskripsiini.

3. Drs. Linayanti Darsana, MSi selaku pembimbing pendamping yang

telahmemberikankoreksi, bimbingandan saran dalampenulisanskripsiini.

4. Ir. Sri Hartati, MPselakupembimbingakademik yang

telahmemberikanbimbingandannasehatselamamasaperkuliahan.

5. Ibunda tercinta Siti Mahmudah dan Ayahanda Suwarno yang telah

memberikan semangat, kasih sayang yang tak terhingga, doa, nasehat, dan

dukungan lahir batin.

6. Teman-teman jurusan Agroteknologi 2008, kakak Ilmu Tanah 2007 dan

teman-temanku di UKM KKT Thoekoel FP UNS yang selalu siap

menyumbangkan tenaga membantu kelancaran penelitian ini.

7. Segenap Laboran di Laboratorium Jurusan Ilmu Tanah Fakultas Pertanian

yang telah banyak membantu dalam pelaksanaan analisis laboratorium.

Penulis berharap semogaskripsiinidapat memberikan manfaat bagi penulis

sendiri khususnya dan bagipara pembaca pada umumnya. Amin.

Surakarta, Januari 2013

Penulis

i


commit to user

DAFTAR ISI

Halaman

KATA PENGANTAR ...................................................................................... i

DAFTAR ISI ................................................................................................... ii

DAFTAR TABEL .......................................................................................... iv

DAFTAR GAMBAR ....................................................................................... v

RINGKASAN ................................................................................................. vi

SUMMARY .................................................................................................... vii

I. PENDAHULUAN ....................................................................................... 1

A. Latar belakang ......................................................................................... 1

B. Rumusan Masalah .................................................................................... 4

C. Tujuan dan Manfaat Penelitian ................................................................. 4

II. TINJAUAN PUSTAKA ............................................................................. 6

A. Komoditas Padi (Oryza sativa) ................................................................ 6

B. Pemupukan pada Lahan Sawah ................................................................ 8

1. Pupuk Organik .................................................................................... 8

2. Pupuk Anorganik ................................................................................. 9

C. Metode Pengelolaan Air pada Budidaya Padi ......................................... 10

1. Metode Konvensional ........................................................................ 10

2. Metode SRI (System of Rice Intensification) ...................................... 10

D. Gas Metan (CH4) sebagai Gas Rumah Kaca ........................................... 12

E. Faktor yang Mempengaruhi Emisi ......................................................... 15

1. PH Tanah Sawah ................................................................................ 15

2. Reaksi Redoks pada Tanah Sawah ..................................................... 15

III. METODE PENELITIAN ......................................................................... 18

A. Tempat dan WaktuPenelitian ............................................................... 18

B. Bahan dan Alat Penelitian .................................................................... 18

C. Perancangan Penelitian ........................................................................ 18

D. Analisis Data ....................................................................................... 20

E. Pelaksanaan Penelitian......................................................................... 20

ii


commit to user

F. Pengamatan Peubah ............................................................................. 27

IV. HASILDAN PEMBAHASAN .................................................................. 30

A. Keadaan Umum Wilayah ....................................................................... 30

B. Karakteristik Tanah Awal ...................................................................... 31

C. Pengaruh Perlakuan Terhadap Emisi Gas Metan (CH4) .......................... 33

D. Hubungan Emisi Gas Metan (CH4) Harian dengan Kondisi Tanah ......... 47

E. Pengaruh Perlakuan Terhadap Hasil Tanaman ....................................... 57

V. KESIMPULAN DAN SARAN ................................................................. 63

A. Kesimpulan .......................................................................................... 63

B. Saran .................................................................................................... 63

DAFTAR PUSTAKA

LAMPIRAN

iii


commit to user

DAFTAR TABEL

Nomor Judul Hal.

1. PerbedaanSistemTanamPadiMetode SRI (System of Rice Intensification)

denganSistemKonvensional .................................................................. 12

2. EstimasiEmisiMetansecara global secara Global darikegiatanmanusia

(Antropogenic) ..................................................................................... 14

3. Kombinasi Perlakuan Faktor I dan II di Petak Lahan ............................ 19

4. Jumlah Sampel pada Setiap Pengambilan ............................................. 19

5. Tabel Pengamatan Peubah dan Metode yang Digunakan ...................... 21

6. Sistem pengairan menurut metode SRI (I1) ...........................................22

7. Sistem pengairan Metode Konvensional (I2) ........................................ 23

8. Dosis Pemupukan Tanaman Padi .......................................................... 24

9. Penggunaan Lahan di Desa Demakan Kec. Mojolaban tahun 2011 ....... 30

10. Karakteristik Tanah Awal Lokasi Penelitian ......................................... 31

11. Pengaruh Perlakuan Terhadap Emisi Metan (CH4) ............................... 48

vi


commit to user

DAFTAR GAMBAR

Nomor Judul dalam Teks Hal.

1. Bagan DinamikaProduksidanEmisi CH4dariLahanSawah ..................... 16

2. Proses Pembentukan Gas Metanolehtanaman Air ................................. 35

3. Dinamika Fluktuasi Emisi Metan pada Budidaya Padi Var. Sunggal di

Desa Demakan Kec. Mojolaban Sukoharjo dalam Satu Periode Tanam 36

4. Pengaruh Perlakuan terhadap Emisi Harian CH4 Fase 22 HST .............. 38

5. Pengaruh Perlakuan terhadap Emisi Harian CH4 pada Fase 43 HST ..... 41

6. Pengaruh Perlakuan terhadap Emisi Harian CH4 Fase 65 HST .............. 42

7. Pengaruh Perlakuan terhadap Emisi Harian CH4 pada Fase setelah

panen.......................................................................................................44

8. Pengaruh Perlakuan terhadap Emisi Total CH4 dalam Satu Periode

Tanam Padi .......................................................................................... 46

9. Hubungan emisi Metan dengan kandungan Bahan Organik .................. 48

10. Hubungan emisi Metan dengan Eh Tanah ............................................. 52

11. Hubungan emisi Metan dengan pH Tanah ............................................ 55

12. Pengaruh Perlakuan Terhadap Tinggi Tanaman ....................................57

13. Pengaruh Perlakuan Terhadap Jumlah anakan Produktif ...................... 58

14. Pengaruh Perlakuan Bobot Gabah Kering Panen .................................. 60

15. Pengaruh Perlakuan Terhadap Bobot Gabah Kering Giling .................. 61

v


commit to user

RINGKASAN




SUKOHARJO. Skripsi: AuliaPridaArumsari(H0708082).

Pembimbing:Purwanto, Linayanti Darsana, dan Suntoro. Program

StudiAgroteknologi, FakultasPertanianUniversitasSebelasMaret (UNS) Surakarta.

Penelitiantentang dinamikaemisi

CH4padabudidayapadisawahdengankombinasisistempengelolaanairdanpemupuka

nini dilaksanakan di Desa Demakan Kecamatan Mojolaban Kabupaten Sukoharjo.

Lokasi penelitian merupakan lahan sawah milik petani yang digunakan untuk

budidaya padi. Penelitian ini bertujuanuntukmengetahuidinamikaemisi

CH4selamasatuperiodetanam,

sertamengetahuikombinasidosispemupukandansistempengelolaan air yang

efisienuntukmereduksi gas metan. PenelitiandilaksanakanpadabulanFebruari-Juli

2012. Pelaksanaan analisa gas dilakuan di Balai Penelitian Lingkungan

(Balingtan) Jakenan, sedangkan analisis tanah dilakukan di laboratorium Kimia

dan Kesuburan Tanah Fakultas Pertanian Universitas Sebelas Maret. Penelitian

inidisusundenganrancanganacakkelompoklengkap (RAKL) split plot

denganduafaktorperlakuandanempatblokulangan.

Perlakuanterdiridarisistempengairandan dosis pemupukan. Adapun main plot

adalah perlakuan sistem pengelolaan air metode SRI (I1) dansistem pengairan

metode konvensional (I2). Sedangkan sub plot adalah

perlakuandosispemupukanpetanisetempat (P1), dosis rekomendasi permentan

(P2), dan dosis rekomendasi hasilujitanah (P3). Pengambilansampel gas

dilakukansebanyak 5 kali

selamafasepertumbuhanpadihinggasetelahpanendenganmetodesungkupstatik.

Hasilpenelitianmenunjukkanbahwaemisi CH4 yang dihasilkanmasing-

masingfasepertumbuhpadiberadapadakisaran0-200 mg CH4/m2/Hari.Sistem

pengairan secara mandirihanyaberpengaruhdalammenurunkanemisi gas

metanpadafase 22 HST. Grafikdinamikaemisi total

CH4padasatuperiodetanampadimengalamipeningkatandariawalsebelumtanamhing

gaumurpadimencapai 43 HST

kemudianmengalamipenurunanhinggamenjelangmasapanen.Sistempengelolaan air

SRI cenderunglebihmampumenekanemisi gas

metandalampenanamanpadiselamasatumusimtanamdibandingkandengansistempen

gelolaan air secarakonvensional.Dinamikaemisi gas

metanterendahdanterlihattidakterlalufluktuatifdalamperhitungansatumusimtanamd

ihasilkanolehpenggunaansistempengelolaan air SRI

dandosispemupukanujitanahdengan total emisi gas metansebesar341,212

KgCH4/ha/Musim Tanam. Padapenelitianini, sistempengelolaan air metode SRI

dandosispupukhasilujitanahmerupakanrekomendasi yang cenderung paling

efisienuntukmenekanemisi gas

metandantidakmenurunkanhasilpanensehinggatidakmerugikanlingkungandantidak

vi


commit to user

merugikanpetanikarena cenderungmemberikanemisilebihrendah,

tinggitanamanlebihpendek,

jumlahanakanproduktiflebihbanyakdanbobotgabahlebihtinggi.


commit to user

SUMMARY

METHANE (CH4) EMISSION DYNAMICS IN RICE FIELD WITH

COMBINATION OF WATER MANAGEMENT SYSTEM AND DOSE OF

FERTILIZATION IN DEMAKAN VILLAGE OF MOJOLABAN

SUBDISTRICT OF SUKOHARJO. Thesis: AuliaPridaArumsari (H0708082).

Lecturer: Purwanto, LinayantiDarsana, and Suntoro. Agrotechnology Study

Program, Agriculture Faculty of SebelasMaret University (UNS) Surakarta.

A study on methane (CH4) Emission dynamics in rice field with

Combination between of water management system and dose of fertilization was

conducted in Demakan Village of MojolabanSubdistrict of Sukoharjo Regency.

The location of research was the farmer-owned land used for cultivating rice.

This research aims to find out the CH4 emission dynamics during one planting

period, and to find out the effective combination of fertilization dose and water

management system to reduce the methane gas. This study was conducted from

February to July 2012. The gas analysis was conducted in Environmental

Research Center (Balingtan) of Jakenan, while the soil analysis was conducted in

Soil Chemical and Fertility Laboratory of Agriculture Faculty of SebelasMaret

University. This study was organized using a split plot Randomized

CompletelyBlock Design (RCBD) with two treatment factors and four repetitions.

The treatment consisted of watering system and fertilization dose. The main plot

was the treatment with Sustem of Rice Intensification (SRI)method of water

management system (I1) and conventional method of watering system (I2). The

sub plot was the local farmer fertilization dose treatment (P1), Agriculture

Minister-recommended dose (P2), and soil test result-recommended dose (P3).

The gas sampling was done five times from the growth phase of rice to post-

harvest time with static concave method.

The result of research showed that the CH4 emission each rice growth

phase provided ranged from 0 to 200 mcg CH4/m2/Day. Independently watering

system only contributed to reducing the methane emission at 22 HST phase. The

chart of total CH4 emission dynamic during one rice planting period increased

from the beginning before planting to the rice age of 43 days after planting then

decreased toward the harvest time. The lowest and apparently not too fluctuating

methane gas emission in one planting season calculation resulted from the use of

SRI water management system and fertilizer dose of soil test with methane gas

emission of 341,212 KgCH4/ha/Planting Season. In this research, the SRI method

of water management and fertilizer dose of soil test tended to be the most efficient

recommendation to suppress the methane gas emission and did not reduce the

harvest yield thereby not harming the environment and the farmers because it

tended to give lower emission, shorter plant height, more number of productive

small plants and higher weight of grain.

vii


commit to user

DINAMIKA EMISI METAN (CH4) PADA LAHAN PADI SAWAH DENGAN

KOMBINASI SISTEM PENGELOLAAN AIR DAN PEMUPUKAN DI DESA

DEMAKAN KECAMATAN MOJOLABAN SUKOHARJO

Aulia Prida Arumsari 1), Purwanto

2), Linayanti

3)

Program Studi Agroteknologi, Fakultas Pertanian

Universitas Sebelas Maret (UNS) Surakarta

ABSTRAK

Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui dinamika emisi CH4 selama satu periode tanam, serta

mengetahui kombinasi dosis pemupukan dan sistem pengelolaan air yang efisien untuk mereduksi gas metan.

Dilaksanakan pada bulan Februari-Juli 2012 dengan rancangan acak kelompok lengkap (RAKL) split plot

dengan dua faktor perlakuan dan empat blok ulangan. Sistem pengairan (SRI dan konvensional) sebagai main

plot dan dosis pemupukan (petani setempat, permentan, hasil uji tanah) sebagai sub plot. Pengambilan sampel

gas dilakukan sebanyak 5 kali selama fase pertumbuhan padi hingga setelah panen dengan metode sungkup

statik. Hasil penelitian menunjukkan bahwa emisi CH4 yang dihasilkan masing-masing fase pertumbuh padi

berada pada kisaran 0-200 mg CH4/m2/Hari. Sistem pengairan secara mandiri hanya berpengaruh dalam

menurunkan emisi gas metan pada fase 22 HST. Grafik dinamika emisi total CH4 pada satu periode tanam

padi mengalami peningkatan dari awal sebelum tanam hingga umur padi mencapai 43 HST kemudian

mengalami penurunan hingga menjelang masa panen. Dinamika emisi gas metan terendah dan terlihat tidak

terlalu fluktuatif dalam perhitungan satu musim tanam dihasilkan oleh penggunaan sistem pengelolaan air

SRI dan dosis pemupukan uji tanah dengan total emisi gas metan sebesar 341,212 KgCH4/ha/Musim Tanam.

Pada penelitian ini, sistem pengelolaan air metode SRI dan dosis pupuk hasil uji tanah merupakan

rekomendasi yang cenderung paling efisien untuk menekan emisi gas metan dan tidak menurunkan hasil

panen sehingga tidak merugikan lingkungan dan tidak merugikan petani karena cenderung memberikan emisi

lebih rendah, tinggi tanaman lebih pendek, jumlah anakan produktif lebih banyak dan bobot gabah lebih

tinggi.

Kata kunci: Metan, Padi sawah, SRI, Konvensional, Dosis Pupuk

_______________________________________________________________________________________

Keterangan : 1) Mahasiswa dari Program Studi Agroteknologi, Fakultas Pertanian, Universitas Sebelas Maret (UNS)

Surakarta. 2) Pembimbing Utama 3) Pembimbing Pendamping


commit to user

METHANE (CH4) EMISSION DYNAMICS IN RICE FIELD WITH

COMBINATION OF WATER MANAGEMENT SYSTEM AND FERTILIZATION

IN DEMAKAN VILLAGE OF MOJOLABAN SUBDISTRICT OF SUKOHARJO

Aulia Prida Arumsari1), Purwanto

2), Linayanti

3)

Agrotechnology Study Program, Agriculture Faculty of Sebelas Maret University

(UNS) Surakarta

ABSTRACT

This research aims to find out the CH4 emission dynamics during one planting period, and to find

out the effective combination of fertilization dose and water management system to reduce the methane gas. This study was conducted from February to July 2012 with split plot random completely block design (RCBD) with two treatment factors and four repetitions. The watering system System of Rice Intensification and conventional) as the main plot and fertilization dose (local farmer, Agriculture Minister’s Regulation, soil test result) as sub plot. The gas sampling was done five times from the growth phase of rice to post-

harvest time with static concave method. The result of research showed that the CH4 emission each rice growth phase provided ranged from 0 to 200 mcg CH4/m

2/Day. Independently watering system only contributed to reducing the methane emission at 22 HST phase. The chart of total CH4 emission dynamic during one rice planting period increased from the beginning before planting to the rice age of 43 days after planting then decreased toward the harvest time. The lowest and apparently not too fluctuating methane gas emission in one planting season calculation resulted from the use of SRI (System of Rice Intensification) water management system and fertilizer dose of soil test with methane gas emission of 341,212 KgCH4/ha/Planting Season. In this research, the SRI method of water management and fertilizer dose of soil

test tended to be the most efficient recommendation to suppress the methane gas emission and did not reduce the harvest yield thereby not harming the environment and the farmers because it tended to give lower emission, shorter plant height, more number of productive small plants and higher weight of grain.

Keywords: Methane, Farm Rice, SRI (System of Rice Intensification), Conventional, Fertilize Dose

_______________________________________________________________________________________

Description :

1) Student of Agrotechnology Study Program, Agriculture Faculty of Sebelas Maret University (UNS) Surakarta

2) Lecturer Guide 1 3) Lecturer Guide 2


commit to user

1

I. PENDAHULUAN

A. Latar Belakang

Masalah lingkungan yang pada saat ini menjadi salah satu isu paling sering

dibahas baik oleh pemerintah, peneliti maupun badan organisasi di tingkat

internasional, nasional maupun lokal adalah perubahan iklim akibat pemanasan

global. Sebagaimana yang tertera dalam Undang-Undang No. 32 Tahun 2009

Tentang Perlindungan dan Pengelolaan Lingkungan Hidup, pemanasan global

menjadi salah satu aspek penting yang ditekankan Undang-Undang Lingkungan,

bahwa pemanasan global yang semakin meningkat mengakibatkan perubahan

iklim sehingga memperparah penurunan kualitas lingkungan hidup. Oleh karena

itu perlu dilakukan perlindungan dan pengelolaan lingkungan hidup. Ditambah

lagi dengan perpres No.61 tentang Rencana Aksi Nasional Penurunan Emisi Gas

Rumah Kaca. Hal ini menunjukkan bahwa perubahan ikilm merupakan masalah

serius yang harus segera ditangani. Perubahan iklim yang diakibatkan langsung

atau tidak langsung oleh aktivitas manusia menyebabkan perubahan komposisi

atmosfer secara global dan perubahan variabilitas iklim alamiah yang teramati

pada kurun waktu yang dapat dibandingkan (Perpres No.61 2011).

Gas-gas penyebab pemanasan global di atmosfer bumi disebut Gas Rumah

Kaca (GRK). GRK yaitu gas-gas di atmosfer yang memiliki potensi untuk

menghambat radiasi sinar matahari yang dipantulkan oleh bumi sehingga

menyebabkan suhu di permukaan bumi menjadi hangat (Newby, 2007). United

Nations Framework Convention on Climate Change (UNFCCC) (2010) dalam

konvensi PBB (Perserikatan Bangsa Bangsa) mengenai perubahan iklim

menyatakan bahwa terdapat enam jenis gas yang tergolong gas rumah kaca, yaitu:

Karbon Dioksida (CO2), Methan (CH4), Dinitro Oksida (N2O), Perfluorkarbon

(PFC), Chlorofluorocarbons (CFC), Hydrochlorofluorocarbons (HCFC) dan

Sulfurheksfluorida (SF6) (IPPC, 2007). Diantara ke enam GRK tersebut, CH4

adalah kontributor GRK kedua terbesar pemanasan iklim global (IPCC, 2001).

Molekul gas metan (CH4) memiliki potensi 20-30 kali lebih kuat dari CO2

(Porteus 1992).

1


commit to user

2

Gas metan merupakan salah satu GRK semakin meningkat tajam di

atmosfer dan telah memberikan kontribusi terhadap pemanasan global sampai saat

ini. Konsentrasi CH4 bertambah sangat nyata pada periode 1750-1992, terutama

sejak 1960-an yaitu 145%. Berdasarkan laporan ADB-GEF-UNDP dalam

Rahardjo 2010, padi sawah menyumbang 76% dari total gas metan yang

diemisikan dari sektor pertanian. Budidaya padi menghasilkan gas metan

terbanyak yaitu 2,57 Tg/tahun. 58% emisi gas metan dari budidaya padi sawah

berasal dari pulau Jawa. 15,9% dari Jawa Tengah. Kondisi di atas diperparah lagi

dengan pemupukan (terutama pupuk N dan pupuk organik) yang kurang

seimbang. Pemupukan yang tidak berimbang ini menimbulkan kontribusi lahan

sawah sebagai penghasil metan semakin meningkat.

Intensifikasi dalam sistem produksi padi sawah dengan asupan pupuk

anorganik dalam jumlah besar dan dalam jangka waktu yang lama dapat

menurunkan kualiatas sumberdaya lahan, khususnya penurunan kandungan C-

organik tanah. Beberapa rekomendasi pemupukan telah dibuat untuk mengatasi

masalah penurunan kualitas lahan, antara lain rekomendasi pemupukan

berdasarkan uji tanah, penelitian maupun dari permentan. Semua rekomendasi

tersebut telah memberikan solusi mengenai dosis pupuk majemuk untuk

penanaman padi sawah. Namun, hal ini tidak di imbangi dengan bagaimana

dampak pemupukan majemuk ini terhadap produksi gas metan dari lahan sawah.

Lahan sawah dengan kondisi tergenang (anaerob) merupakan salah satu

sumber emisi gas metan (CH4) terbesar. Diketahui bahwa tanaman padi berperan

aktif dalam pelepasan emisi gas metan ke atmosfer. Lebih dari 90% metana

diemisikan melalui jaringan parenkim dan ruang interseluler tanaman padi,

sedangkan kurang dari 10% sisanya melalui gelembung air (Setyanto 2007).

Dinamika emisi gas CH4 berkaitan erat dengan potensial redoks dalam tanah,

masukan pupuk dan tingkat penggenangan. Pemupukan intensif disertai air yang

tergenang sangat ideal bagi proses dekomposisi anaerobik di lahan sawah,

sehingga menghasilkan gas metan dari lahan sawah. Hal inilah yang memacu

adanya aktivitas mikrobia dalam tanah sehingga berlangsung reaksi

metanogenesis oleh bakteri metanogenik. Oksidasi CH4 dilakukan oleh berbagai


commit to user

3

macam bakteri metanotrof seperti : Methylobacter luteus, Methylosinus

trichosporium, Methylococcus capsulatus (Hanson and Hanson 1996).

Teknik budidaya padi oleh sebagian besar petani di Indonesia masih

menggunakan cara konvensional yaitu dengan sistem tergenang terus-menerus

sehingga boros air. System of Rice Intensification (SRI) merupakan cara budidaya

tanaman padi dengan pemakaian air irigasi secara efisien yaitu dengan cara

intermittent (terputus). SRI berkembang di Indonesia sejak tahun 1999. Ciri

umum dari metode SRI yaitu pemberian air irigasi secara terputus (intermitten)

dengan tinggi muka air 1-2 cm, sedangkan pada metode konvensional tinggi muka

airnya 3-5 cm. Hasil di lapangan menunjukkan bahwa dengan budidaya metode

SRI, tingkat produktifitas tanaman padi dapat mencapai 8-10 ton/ha dengan

penghematan air sekitar 50% (Setyanto, 2004) dan menurunkan emisi hingga

37,5% (Suprihati 2007).

Kenaikan konsentrasi gas metan pada lahan sawah diduga berkaitan dengan

hasil panen. Penelitian-penelitian yang dievaluasi oleh IPCC (The

Intergovermental Panel on Climate Change) mengindikasikan bahwa kenaikan

konsentrasi GRK akan menaikkan suhu rata-rata global antara 10C sampai 3,5

oC

pada akhir abad ke 21 (Houghton et al.; Setyanto et al. 2007). Kenaikan suhu 1oC

telah cukup untuk mengubah kapasitas pertumbuhan dari banyak spesies tanaman

dan akan berakibat terhadap komposisi ekosistem tanaman. Kenaikan suhu 1oC

pada bulan Mei-Agustus menurunkan hasil padi khususnya di daerah jawa sebesar

1,0 juta ton (panen Januari-April) (Naylor et al.; Setyanto et al. 2007). Indonesia

yang memiliki lahan sawah 6,50% dari ladang beras dunia (sekitar 8 juta ha) telah

diklaim sebagai sumber emisi gas rumah kaca terutama gas metan (CH4)

(Las 2006).

Mengingat perubahan iklim sangat besar dampaknya bagi kehidupan

manusia dan bumi, maka pemerintah RI (dalam Sidang G-20, 2009) berkomitmen

untuk menurunkan emisi GRK 26% (unilateral) dan 41% (multilateral) (Perpres

RAN-GRK) terutama di bidang pertanian. Saat ini pemerintah masih miskin data

base pendukung, khususnya data base awal mengenai sumbangan CH4 pada

praktek budidaya pertanian padi sawah untuk menentukan strategi untuk


commit to user

4

mencapai target tersebut. Salah satu upaya yang sedang dilakukan untuk

memitigasi emisi gas metan antara lain dengan pemberian rekomendasi

pemupukan yang sesuai dan pengaturan drainase lahan sawah.

Studi mengenai dampak pemupukan dan penggenangan (rezim air) yang

biasa dilakukan petani mengenai emisi metan (CH4) masih sangat terbatas. Oleh

karena itu, perlu adanya studi mengenai besarnya CH4 yang disumbangkan oleh

lahan sawah dan dampak dari proses pemupukan dan sistem pengelolaan air yang

dilakukan. Upaya untuk memitigasi sumbangan gas metan dapat dilakukan

apabila diketahui dosis pemupukan yang rendah emisi dan meminimalkan dampak

negatif pertanian padi sawah terhadap lingkungan.

B. Perumusan Masalah

Berdasarkan beberapa hal yang melatarbelakangi penelitian ini, maka

memunculkan beberapa perumusan masalah dalam penelitian ini antara lain

(Lampiran 1):

a) Bagaimana pengaruh kombinasi pemupukan dan sistem pengelolaan air di

lahan budidaya padi sawah terhadap dinamika emisi CH4 tanah?

b) Berapa besar emisi gas metan (CH4) di lahan budidaya padi sawah dari

kombinasi pemupukan dan sistem pengelolaan air sawah?

c) Kombinasi pemupukan dan sistem pengelolaan air mana yang

menyumbangkan emisi CH4 paling rendah dari lahan budidaya padi di tanah

sawah?

C. Tujuan Penelitian

Penelitian ini dilaksanakan antara lain bertujuan untuk:

1) Mengetahui produksi emisi gas metan dari tanaman padi dalam satu kali masa

tanam

2) Mempelajari dinamika emisi gas metan selama satu kali masa tanam

3) Menentukan metode pemupukan dan pengelolaan air yang efisien untuk

mereduksi emisi gas metan dari sektor pertanian


commit to user

5

Manfaat yang diperoleh dari penelitian ini adalah diperoleh suatu inovasi

teknologi pemupukan (khususnya pemupukan anorganik) dan pengelolaan air

yang paling efisien dan rendah emisi gas metan (CH4) serta meminimalkan

adanya dampak negatif yang ditimbulkan bagi lingkungan. Diharapkan

masyarakat dapat menggunakan hasil penelitian ini untuk mengatasi

permasalahan global warming di dunia yang timbul akibat adanya gas metan

(CH4) yang semakin meningkat di atmosfer bumi, tanpa menimbulkan kerugian

finansial karena penurunan hasil panen petani. Sehingga perubahan iklim yang

semakin ekstrim dapat kembali normal dan sektor pertanian semakin lancar.


commit to user

6

II. TINJAUAN PUSTAKA

A. Komoditas Padi (Oryza sativa)

Sesuai dengan asalnya, padi merupakan tanaman lahan basah, tetapi

adaptasi tanaman ini telah mampu menghasilkan varietas yang tumbuh di

lahan kering (padi gogo). Namun, daerah utama penghasil beras di berbagai

belahan dunia adalah daerah padi lahan basah atau daerah tanah sawah

(Hardjowigeno dan Rayes 2005).

Tanaman padi termasuk golongan tanaman semusim. Bentuk

batangnya bulat dan berongga, daunnya memanjang seperti pita yang berdiri

pada ruas-ruas batang dan mempunyai sebuah malai yang terdapat pada ujung

batang. Batang padi disusun oleh serangkaian ruas-ruas dan antara ruas yang

satu dengan yang lainnya dipisahkan oleh buku. Pada tiap buku, duduk

sehelai daun. Pada buku-buku yang terletak paling bawah, mata ketiak yang

ada diantara ruas batang dan upih daun tumbuh menjadi batang sekunder

yang serupa dengang batang primer. Batang-batang sekunder ini nantinya

akan menghasilkan batang tertier, dst. Peristiwa ini disebut pertunasan atau

menganak (Badan Pengendali Bimas 1977).

Padi termasuk dalam suku padi-padian atau Poaceae (sinonim

Graminae atau Lumiflorae). Adapun klasifikasi ilmiah padi (Oryza sativa)

sebagai berikut :

Kingdom : Plantae

Devisio : Magnoliophyta

Classis : Monocotylae

Ordo : Poales

Familia : Poaceae

Genus : Oryza

Spesies : Oryza sativa L.

(Wikipedia 2011).

6


commit to user

7

Muhamad 2010 dalam bukunya menyebutkan bahwa ada tiga stadia

umum proses pertumbuhan tanaman padi dari awal penyemaian hingga

pemanenan :

1. Stadia vegetatif: dari perkecambahan sampai terbentuknya bulir. Pada

varietas padi yang berumur pendek (120 hari) stadia ini lamanya sekitar

55 hari, sedangkan pada varietas padi berumur panjang (150 hari) lamanya

sekitar 85 hari.

2. Stadia reproduktif: dari terbentuknya bulir sampai pembungaan. Pada

varietas berumur pendek maupun berumur panjang lamanya adalah sekitar

35 hari.

3. Stadia pembentukan gabah atau biji: dari pembungaan sampai pemasakan

biji. Lamanya stadia sekitar 30 hari, baik untuk varietas padi berumur

pendek maupun berumur panjang.

Pertanaman padi sawah ditengarai sebagai penyumbang CH4,

sekaligus sebagai sistem produksi yang akan terkena dampak negatif

perubahan iklim global. Tuduhan bahwa padi sawah penyumbang emisi

metan akan lebih berat berdasarkan kecenderungan yang terjadi di lapang

(Setyanto et al. 2007).

Yagi and Minami dalam Wihardjaka 2007b mengemukakan bahwa

tanaman padi merupakan sumber pelepas gas metan dengan dugaan 25-170

Tg CH4/tahun. Pada lahan sawah tergenang, metanogenesis diuntungkan oleh

kondisi anoksik atau kondisi anaerob, ketersediaan bahan organik dari akar,

sisa jerami, dan biomassa fotosintetik tanaman air, pH tanah mendekati

netral, suhu tanah berkisar 20-30oC selama pertumbuhan tanaman padi.

Tanaman padi tidak hanya sebagai media fluks CH4, namun eksudat akar dan

akar yang terdegradasi memungkinkan sebagai pembentukan CH4, terutama

pada saat berakhirnya fase pertumbuhan tanaman. Hal ini didukung oleh

pernyataan Bachelet and Neue 1993) bahwa eksudat akar merupakan bahan

organik yang merupakan salah satu sumber energi bagi bakteri metanogen.


commit to user

8

B. Pemupupuk kandang pada lahan sawah

1. Pupuk organik

Pupuk kandang adalah kotoran dari berbagai binatang peliharaan

yang dapat digunakan untuk menambah hara, memperbaiki sifat fisik, dan

biologi tanah. Apabila dalam memelihara ternak tersebut diberi alas

seperti sekam pada ayam, jerami pada sapi, kerbau dan kuda, maka alas

tersebut akan dicampur menjadi satu kesatuan dan disebut sebagai pupuk

kandang pula. Beberapa petani di beberapa daerah memisahkan antara

pupuk kandang padat dan cair. Di antara jenis pupuk kandang, pupuk

kandang sapilah yang mempunyai kadar serat yang tinggi seperti selulosa,

hal ini terbukti dari hasil pengukuran parameter C/N rasio yang cukup

tinggi >40. Tingginya kadar C dalam pupuk kandang sapi menghambat

penggunaan langsung ke lahan pertanian karena akan menekan

pertumbuhan tanaman utama. Penekanan pertumbuhan terjadi karena

mikroba dekomposer akan menggunakan N yang tersedia untuk

mendekomposisi bahan organik tersebut sehingga tanaman utama akan

kekurangan N. Untuk memaksimalkan penggunaan pupuk kandang sapi

harus dilakukan pengomposan agar menjadi kompos pupuk kandang sapi

dengan rasio C/N di bawah 20 (Hartatik dan Widowati 2005).

Swift et al. (1979) dalam Subowo (2010) menyatakan bahwa

dekomposisi bahan organik merupakan proses pemecahan integratif

kompleks di antara organisme (makro dan mikro) dengan faktor

lingkungan, terutama faktor suhu dan kelembaban serta jenis bahan

organik. Subowo (2010) menemukan bahwa kandungan hara makro pada

beberapa sumber bahan organik tanah sebagian besar <1,0%. Hasil

dekomposisi dihasilkan oleh bahan mudah larut dan sisa padatan serta

jaringan organisme hidup. Melalui proses pertukaran aktif maupun pasif,

bahan mudah larut yang ada dalam tanah terserap ke jaringan tanaman

melalui proses pertukaran ion dan selanjutnya dimobilisasi dalam

metabolisme tanaman.


commit to user

9

Besarnya fluks CH4 akibat pemberian bahan organik sangat

tergantung pada besarnya kandungan C-organik tanah dan

dekomposisinya. Penggunaan pupuk kandang matang dapat memperbaiki

produksi padi sawah, sekaligus menurunkan emisi CH4 dari lahan sawah

dengan tingkat kesuburan rendah. Menurut Yagi dan Minami (1990)

dalam buku Balingtan 2008, penambahan jerami 6 ton/Ha dapat

meningkatkan emisi CH4 1,8 s/d 3,3 kali lebih besar dibandingkan dengan

hanya memberikan pupuk anorganik. Penambahan 9 t jerami padi setiap

hektarnya menyebabkan emisi CH4 3,5 kali besar. Penambahan jerami

yang sudah menjadi kompos (terhumifikasi) menekan emisi CH4 yang

tinggi (Balai Penelitian Lingkungan Pertanian 2008).

2. Pupuk anorganik

Pupuk anorganik menurut Departemen Pertanian didefinisikan

sebagai pupuk hasil rekayasa secara kimia, fisik atau biologis, dan

merupakan hasil industri atau pabrik pembuat pupuk yang mengandung

hara utama N, P, dan K, hara sekunder yang dilengkapi unsur-unsur mikro

seperti tembaga, kobalt, seng, mangan, molibden dan boron

(Deptan RI 2000).

Dalam implementasi program intensifikasi dan ekstensifikasi padi

berbasis teknologi Revolusi Hijau, penggunaan pupuk kimia meningkat

hampir enam kali lipat, dari 635 ribu ton pada tahun 1970 menjadi 4,42

juta ton pada tahun 2003. Saat ini kebutuhan pupuk kimia untuk

pertanaman padi mencapai 4,50 juta ton/tahun. Penggunaan pupuk oleh

petani cenderung berlebihan, terutama pada tanaman padi. Kisaran

penggunaan pupuk urea (N) dewasa ini adalah 100-800 kg/ha, serta pupuk

P dan K masing-masing 0-300 kg dan 0-250 kg/ha (Las et al. 2006).

Nitrogen (N) merupakan salah satu unsur hara yang penting bagi

tanaman padi dan kekurangan N dapat membatasi produksi padi. Tanaman

padi dapat menggunakan N mineral yang berasal dari pupuk N mineral

dan bahan organik. Umumnya pupuk N anorganik tidak digunakan secara


commit to user

10

efisien oleh tanaman dan cenderung hilang dalam bentuk gas

(Indriyati et al. 2008).

C. Metode pengelolaan air pada Budidaya Padi

1. Metode Konvensional

Penerapan pertanian konvensional di Indonesia dimulai sejak

digulirkannya sebuah program untuk meningkatkan produktivitas

pertanian dimulai dengan Padi Sentra pada tahun 1959-1962. Kemudian

dilanjutkan dengan Program Demonstrasi Massal (Demas) tahun 1963-

1964 dengan Swasembada Bahan Makanan (SSBM). Program ini

dimulai dengan mengenalkan “Panca Usaha Tani” yang meliputi

penggunaan bibit unggul, perbaikan cara bercocok tanam, pemupupuk

kandang yang baik, perbaikan pengairan, dan pengendalian hama dan

penyakit. Kemudian program ini diadopsi menjadi bimbingan Massal

(Bimas) pada tahun 1964 dengan melengkapi panca usaha tani dengan

memasukkan kredit untuk pertanian di dalamnya. Program Intensifikasi

Massal (Inmas) menyusul dikenalkan sejak tahun 1969, merupakan

program Bimas tetapi tidak ada kredit. Intensifikasi Khusus (Insus) sejak

tahun 1980 dilakukan secara berkelompok dalam suatu kelompok

hamparan. Pada tahun 1987 Insus dilanjutkan dengan Supra Insus yang

merupakan penyempurnaan Insus dengan penggunaan zat perangsang

tumbuh serta kerjasama antar kelompok hamparan (Isnaini 2006).

2. Metode System of Rice Intensification (SRI)

Metode SRI pertama kali ditemukan secara tidak disengaja di

Madagaskar antara tahun 1983 -84 oleh Fr. Henri de Laulanie, SJ,

seorang Pastor Jesuit asal Prancis yang lebih dari 30 tahun hidup

bersama petani-petani di sana. Oleh penemunya, metododologi ini

selanjutnya dalam bahasa Prancis dinamakan Ie Systme de Riziculture

Intensive disingkat SRI. Dalam bahasa Inggris populer dengan nama

System of Rice Intensification disingkat SRI. Prinsip-prinsip budidaya

padi organik metode SRI :


commit to user

11

a. Tanaman bibit muda berusia kurang dari 12 hari setelah semai (hss)

ketika bibit masih berdaun 2 helai

b. Bibit ditanam satu pohon perlubang dengan jarak 30 x 30, 35 x 35

atau lebih jarang

c. Pindah tanam harus sesegera mungkin (kurang dari 30 menit) dan

harus hati-hati agar akar tidak putus dan ditanam dangkal

d. Pemberian air maksimal 2 cm (macak-macak) dan periode tertentu

dikeringkan sampai pecah (Irigasi berselang/terputus)

e. Penyiangan sejak awal sekitar 10 hari dan diulang 2-3 kali dengan

interval 10 hari

f. Sedapat mungkin menggunakan pupuk organik (kompos atau pupuk

hijau) (Mutakin 2008).

Pengairan metode SRI yang berselang dengan metode

konvensional yang tergenang berbeda pengaruhnya terhadap emisi gas

yang diproduksi. Koefisien korelasi antara tingkat emisi metan dan suhu

yang tinggi pada tahap tanam dan anakan aktif terjadi karena adanya

perlakuan tergenang terus-menerus. Sedangkan nilai rendah pada

pembungaan dan tahap pematangan dengan pengairan yang berselang.

Persentase emisi metan pada tahap berbunga berkisar antara 30 hingga

43% dari jumlah total produksi metan pada musim panen pertama dan itu

hanya antara 1 dan 13% pada musim panen kedua. Hal ini berbeda dari

pot dan budidaya sawah di daerah yang berbeda di seluruh dunia karena

adanya perbedaan perlakuan irigasi, sistem tanam dan aplikasi pupuk

(Yang 1999).

Sistem tanam padi SRI, pada prakteknya memiliki banyak

perbedaan dengan sistem tanam Konvensional. Berikut ini adalah

perbedaan antara system konvensional dan system organik SRI:


commit to user

12

Tabel 1 Perbedaan Sistem Tanam Padi SRI (System of Rice

Intensification) dengan Sistem Konvensional (Mutakin, 2008). No Komponen Sistem Konvensional Sistem organik SRI

1 Kebutuhan benih 30 - 40 Kg/ha 5-7 Kg/ha

2 Pengujian benih Tidak dilakukan Dilakukan pengujian

3 Umur di persemaian 20 - 30 hss 7 - 10 hss

4 Pengelolaan tanah 2 -3 kali

(struktur lumpur)

3kali

(struktur lumpur, rata)

5 Jumlah tanaman

perlubang

Rata-rata 5 pohon 1 pohon/ lubang

6 Posisi akar waktu

tanam

Tidak teratur Posisi akar horizontal (l)

7 Pengairan Terus digenagi Tidak perlu digenangi

8 Pemupupuk kandang Mengutamakan

pupuk kimia

Disesuaikan dengan

kebutuhan hanya dengan

pupuk organik

9 Penyiangan Diarahkan kepada

pemberantasan

gulma

Diarahkan kepada

pengelolaan perakaran

10 Rendeman 50 - 60 % 60 - 70%

Keterangan: HSS = Hari Setelah Semai

Tanah sawah yang tidak tergenang (lembab) akan lebih mendorong

perkembangan akar secara maksimal karena pada kondisi tersebut

tersedia cukup oksigen untuk proses respirasi. Perkembangan akar yang

maksimal adalah kunci penyerapan hara, sedangkan penyerapan hara

maksimal adalah kunci pertumbuhan tanaman, baik vegetatif (anakan)

maupun generatif (gabah) yang akhirnya bersinergis meningkatkan

produksi tanaman padi Pada sawah yang tergenang, tanaman padi

membutuhkan sejumlah besar energi untuk memasok oksigen bagi

pertumbuhan anakan tanaman, sehingga menghasilkan jumlah anaan

yang lebih sedikit dibandingkan dengan kondisi tidak tergenang

(Deptan 2007).

D. Gas Metan (CH4) sebagai Gas Rumah Kaca

Emisi GRK adalah lepasnya GRK ke atmosfer pada suatu area

tertentu dalam jangka waktu tertentu. Tingkat emisi GRK adalah besarnya

emisi GRK tahunan. Perubahan iklim adalah berubahnya iklim yang


commit to user

13

diakibatkan langsung atau tidak langsung oleh aktivitas manusia sehingga

menyebabkan perubahan komposisi atmosfer secara global dan selain itu juga

berupa perubahan variabilitas iklim alamiah yang teramati pada kurun waktu

yang dapat dibandingkan. Mitigasi perubahan iklim adalah usaha

pengendalian untuk mengurangi risiko akibat perubahan iklim melalui

kegiatan yang dapat menurunkan emisi/meningkatkan penyerapan GRK dari

berbagai sumber emisi (Perpres No.61 2011).

Metan diproduksi secara alami dalam tanah melalui proses mikrobial.

Proses mikrobial alami ini berlangsung dalam kondisi anaerobik. Organisme

tanah atau metanogen dapat mengubah beberapa bahan organik tanah

menjadi CH4 melalui dua jalur berikut: (Zhang et,al. 2011).

1) CH3COOH → CH4 + CO2(g)

(Asam Asetat) (Metana) (karbondioksida)

2) CO2(g) + 4H2(g) → CH4 + 2H2O

(karbondioksida) (Hidrogen) (Metana) (air)

Emisi GRK ke atmosfer dari tanah sawah melibatkan berbagai proses

mikrobiologi. Sekelompok mikrobia metanogen, seperti Methanosarcina

berperan dalam degradasi senyawa organik kompleks. Metanogen ini

merupakan penghasil CH4 yang telah menjadi isu global beberapa tahun

terakhir. Di zona perakaran tanaman padi juga terdapat sekelompok mikroba

lain yang berperan sebagai metanotrof yang dapat mengoksidasi CH4

misalnya Methylomonas, Methylobacter, Methylococcus. Metanotrof

merupakan bakteri yang menggunakan CH4 sebagai sumber karbon dan

energinya (Wihardjaka 2007).

Pelepasan CH4 dari tanah sawah ke atmosfer melalui tiga mekanisme,

yaitu melalui difusi, gelembung udara, dan melalui aerenkima yang terdapat

dalam jaringan tanaman padi. Pelepasan CH4 melalui aerenkima tanaman

merupakan media pengangkut yang paling utama, yang mencapai lebih dari

90%. Emisi CH4 dipengaruhi oleh adanya perbedaan variabel internal dan

eksternal yaitu variabel internal yang meliputi karakteristik tanah, varietas


commit to user

14

padi, mikrobiologi tanah, sedangkan variabel eksternal meliputi suhu tanah

yang disebabkan radiasi surya, iklim, pengelolaan air (irigasi/tadah hujan),

dan pemupupuk kandang (Shearer dan Khalil, 2000; Dwijayanti 2007).

Metan yang terbentuk dari proses dekomposisi bahan organik secara

anaerob merupakan salah GRK dengan efek 20-30 kali lipat dibandingkan

dengan gas CO2. Menurut L D Dany (2000) dalam Sudarman (2010), gas

metan yang dilepas ke atmosfer sebagian besar berasal dari aktivitas manusia

(antropogenic) seperti cara pengelolaan tanah dan irigasi, daripada hasil dari

proses alami, termasuk pembakaran biomassa dan beberapa kegiatan yang

berasal dari dekomposisi bahan organik dalam keadaan anaerob. Pada Tabel

2 (Sudarman, 2010) terlihat perbedaan hasil estimasi emisi metan secara

global dari kegiatan manusia yang berasal dari beberapa sumber.

Tabel 2 Estimasi Emisi Metan secara global secara Global dari kegiatan

manusia (Antropogenic)

Methane Source Emission (Tg CH4/year)

1.

2.

3.

4.

5.

6.

7.

8.

9.

10.

11.

12.

Coal Mining

Coal Combution

Extraction of oil

Extraction and use of natural gas

Total Fosil

Seawage treatment plants

Sanitary landfills

Domestic Animals

Animal waste

Rice paddies

Biomass burning

Total biopspheric

15 – 45

1 – 30

5 – 30

25 – 50

46 – 155

15 – 80

20 – 70

65 – 100

23 – 30

20 – 100

20 – 80

160 - 460

(Sudarman, 2010)

Metan dikenal sebagai gas yang memiliki waktu tinggal di atmosfer

selama 12 tahun. Selain tinggalnya yang lama, CH4 memiliki kemampuan

mamancarkan panas 21 kali lebih tinggi daripada CO2 sehingga mempunyai

andil dalam meningkatkan efek gas rumah kaca. Upaya untuk mengurangi

atau mengendalikan emisi gas metan atau gas rumah kaca lainnya dapat

dilakukan dengan mengubah ekosistem padi sawah dari sistem tergenang

(anaerob) menjadi tidak tergenang. (.Supriahati, 2007).


commit to user

15

E. Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Emisi

1. pH Tanah Sawah

Sifat reaksi tanah yang dinyatakan dengan pH didasarkan pada

jumlah ion H+ atau OH-

dalam larutan tanah. Sebagian besar bakteri

metanogen bersifat netrofilik, yaitu hidup pada kisaran pH antar 6

sampai 8 (Setyanto, 2004). Pembentukan CH4 maksimum terjadi pada pH

6,9 hingga 7,1 (Wang, 1993), sedangkan waktu yang dibutuhkan pada

tiap jenis tanah berbeda. Pada tanah sawah di daerah tropis dimana suhu

tanah berkisar 25-30oC, pembentukan CH4 terjadi paling cepat pada

tanah alkali dan berkapur, yaitu beberapa jam hingga beberapa hari

setelah penggenangan. Pada tanah netral setelah 2-3 minggu setelah

penggenangan, sedangkan tanah masam setelah 5 minggu atau lebih

(Nue, 1993).

2. Reaksi Redoks pada Tanah Sawah

Potensi redoks (Eh) tanah merupakan faktor penting dalam

produksi metan. Potensial redoks (Eh) menunjukkan status reaksi

oksidasi dan reduksi oksidan-oksidan tanah sebagai penyedia oksigen

dalam tanah. Aktifitas bakteri metanogen dan metanotrof sangat

tergantung kepada ketersediaan oksigen dalam kondisi tanah jenuh air.

Pada kondisi reduktif, produksi CH4 terjadi pada kisaran nilai Eh -150

mV (Hou et al. 2000) dan bergerak sampai di bawah -300 mV

(Minamikawa et al. 2006) karena bekteri metanogen sebagai penghasil

CH4 bekerja optimal pada nilai Eh kurang dari -150 mV (Setiyanto,

2004). Produksi CH4 tertinggi pada kisaran Eh -200 mV (Minamikawa

and Sakai 2005, dan menurut Husin 1994 laju emisi CH4 tertinggi pada

nilai Eh tersebut untuk berbagai perlakuan pengelolaan air berbeda-beda.

Kisaran laju emisi CH4 maksimum dan macak-macak berturut-turut 45,

20 dan 30 mg/m2/jam. Pada perubahan kadar air tanah dari kondisi jenuh

dan tidak jenuh Eh bergerak antara +600 dan -300 mV (Li, et al. 2005).

Reaksi reduksi-oksidasi tanah merupakan faktor pengontrol

penting pembentukan CH4. Tahapan proses redoks yang terjadi di lahan


commit to user

16

sawah yang tergenang adalah berkurangnya kandungan oksigen, reduksi

NO3, MN4+

, Fe3+

, SO42-

dan reduksi CO2 membentuk CH4. Bakteri

metanogenik dapat bekerja optimal pada redoks potensial -150 mV.

Proses reduksi dari oksida-oksida tanah ini diakibatkan oleh aktivitas

mikroorganisme yang berbeda. O2 direduksi oleh mikroorganisme

anaerobik, sedangkan Mn4+

dan Fe3+

oleh bakteri fakultatif anaerobik

(Balai Penelitian Lingkungan Pertanian 2007).

Rejim air adalah faktor utama yang menentukan iklim mikro

pertanaman padi. Kompleksitas iklim mikro menjadi lebih besar karena

fluktuasi intensitas sinar matahari, suhu, reaksi tanah (pH dan Eh),

konsentrasi O2 di dalam genangan dan status hara tanah. Proses ini

diilustrasikan Pryhasto dan Suharsih 2010 dalam Gambar 1.

Gambar 1 Bagan Dinamika Produksi dan Emisi CH4 dari Lahan Sawah

Dekomposisi bahan merupakan ekspresi kinerja dari suatu kultur

mikrobia heterogen (Benefield 1980). Laju oksidasi karbon organik tersebut

tergantung pada kemudahan karbon organik dioksidasi, kondisi fisika dan

kimia lingkungan mikrobial serta kesiapan mikrobial dalam kultur tersebut.


commit to user

17

Apabila kondisi fisika, kimia lingkungan dan mikrobial konstan (sama), maka

laju oksidasi semakin tinggi dan semakin mudah pula karbon organik

terdegradasi dioksidasi. Sebaliknya, semakin rendah laju oksidasi maka

semakin sulit pula karbon organik terdegradasi dapat dioksidasi

(Harsono, 2010).

Yoshida (1981) dalam Prasetyo et, al. (2004) menyatakan bahwa

proses reduksi merupakan proses yang mengkonsumsi elektron (sehingga

terjadi penurunan Eh) dan menghasilkan ion OH- (sehingga pH meningkat)

dan bentuk besi fero. Kecepatan reduksi dan macam serta jumlah hasil

reduksi ditentukan oleh: (a) macam dan kandungan bahan organik; (b)

macam dan konsentrasi zat anorganik penerima electron; (c) pH; dan (d)

lamanya penggenangan. Kuatnya proses reduksi bergantung pada jumlah

bahan organik yang mudah melapuk. Makin tinggi kandungan bahan organik

tanahnya makin besar kekuatan reduksinya. Pada umumnya, kadar zat yang

tereduksi mencapai puncak pada 2-4 minggu setelah penggenangan kemudian

berangsur-angsur menurun sampai suatu tingkat keseimbangan.

Hipotesis (Lampiran 1)

1. Kombinasi perlakuan pemupupuk kandang dan sistem pengelolaan air

pada budidaya padi di lahan sawah diduga berpengaruh terhadap

dinamika emisi gas CH4.

2. Semakin banyak jumlah masukan pupuk organik pada tanah diduga

emisi gas CH4 akan semakin besar sehingga pemupukan semakin tidak

efisien

3. Hasil panen padi dalam satu musim tanam sebanding dengan kenaikan

emisi gas CH4


commit to user

18

III. METODE PENELITIAN

A. Tempat dan waktu penelitian

Penelitian ini dilaksanakan mulai bulan Februari 2012 sampai Juli 2012

(Jadwal Kegiatan pada Lampiran 2). Lokasi penanaman tanaman padi dan

pengambilan sampel tanah dilakukan di lahan sawah di Dukuh Nandan desa

Demakan Kecamatan Mojolaban Kabupaten Sukoharjo (Peta Kecamatan Lihat

Lampiran 15). Secara geografis, lokasi penelitian terletak pada 07° 36’ 25,7” LS

dan 110° 52’ 43,0” BT pada ketinggian 123 m dpl. Analisis penetapan konsentrasi

gas metan dilakukan di Laboratoium Gas Rumah Kaca (Lab.GRK) Balai

Penelitian Lingkungan Pertanian Jakenan, kabupaten Pati. Analisis sampel tanah

dilakukan di Laboratorium Kimia Dan Kesuburan Tanah Fakultas Pertanian

Universitas Sebelas Maret Surakarta.

B. Bahan dan alat

1. Bahan

Bahan-bahan utama pada penelitian ini adalah benih padi varietas

sunggal (spesifikasi varietas: Lampiran 4), sampel tanah, sampel gas, pupuk

kandang sapi, pupuk ZA, pupuk KCl, pupuk urea, pupuk SP 36, sampel tanah

komposit 0,5 mm dan lolos 2 mm, N2 dengan kemurnian 99,999% sebagai

gas pembawa (carier) dan gas standard CH4 dengan konsentrasi 10,1 ppm.

2. Alat

Alat yang digunakan dalam penelitian ini antara lain sungkup 40 x 40 x

100 cm, jarum suntik/injection, stop watch, thermometer, injector, septum,

kertas perak (aluminium foil), soil moisture tester, GC-8A dan blanko

pengamatan.

C. Perancangan penelitian

Penelitian di desa Demakan kecamatan Mojolaban Kabupaten Sukoharjo

ini merupakan penelitian dengan menggunakan Split Plot RAKL dengan

kombinasi dua faktor perlakuan yaitu sistem pengelolaan air dan rekomendasi

pemupukan.


commit to user

19

a. Faktor I Sistem pengelolaan air (I) dengan tiga taraf perlakuan, yaitu:

I1 : Metode SRI (penggenangan berselang)

I2 : Metode Konvensional (selalu tergenang 5 cm)

b. Faktor II Rekomendasi pemupukan (P) dengan dua taraf perlakuan, yaitu:

P1 : Pemupukan dengan dosis petani setempat

P2 : Pemupukan rekomendasi permentan

P3 : Pemupukan rekomendasi hasil uji sampel tanah

Tabel 3 Kombinasi Perlakuan Faktor I dan II di Petak Lahan

No Kombinasi Keterangan

1.

2.

3.

4.

5.

6.

I1P1

I1P2

I1P3

I2P1

I2P2

I2P3

Pengaturan penggenangan air + dosis pupuk petani setempat

Pengaturan penggenangan air + dosis rekomendasi permentan

Pengaturan penggenangan air + dosis rekomendasi uji tanah

Selalu tergenang + dosis pupuk petani setempat

Selalu tergenang + dosis rekomendasi permentan

Selalu tergenang + dosis rekomendasi uji tanah

Berdasarkan rancangan tersebut, diperoleh 6 kombinasi perlakuan dan

dilakukan ulangan sebanyak empat kali. Sehingga diperoleh 24 satuan perlakuan.

Luas lahan sawah adalah dibagi menjadi 4 blok perlakuan. Masing-masing blok

terdapat 3 petak perlakuan Konvensional dan 3 petak perlakuan SRI dengan

ukuran masing-masing petak 3 m x 3 m. antara petak satu dengan petak yang lain

dipisahkan galengan 0,2 m. Antara Konvensional (I1) dan SRI (I2) dipisahkan

dengan galengan 0,4 m. dibagian tepian lahan terdapat tanaman tepi dengan

ukuran 0,4 m x 18,6 m dan 0,4 m x 10,2 m. arah kesuburan lahan adalah dari utara

ke selatan. Susunan plot rancangan dapat dilihat pada Lampiran 5.

Tabel 4 Jumlah Sampel pada Setiap Pengambilan

Pengambilan Contoh Gas pada

HST

Jumlah Sampel pada pengambilan Total

Sampel 0 menit 10 menit 30 menit

7 Hari sebelum tanam 24 24 24 73

22 HST (Balingtan, 2008) 24 24 24 73

43 HST (Balingtan, 2008) 24 24 24 73

65 HST (Balingtan, 2008) 24 24 24 73

7 hari setelah panen 24 24 24 73

TOTAL 270


commit to user

20

Penelitian ini dilaksanakan dalam satu periode tanam padi, yaitu sejak 7

hari sebelum tanam, 22 HST, 43 HST, 65 HST dan 7 hari setelah panen.

Pengambilan contoh gas dilaksanakan dengan metode sungkup statik. Metode

sungkup statik adalah metode dengan memasang sungkup di tengah hamparan

pertanaman untuk pengambilan sampel gas dengan inkubasi terlebih dahulu

minimal 5 menit. Pengambilan gas dilaksanakan pada 10, 20 dan 30 menit setelah

sungkup ditutup yang dilaksanakan pada rentang waktu pukul 6.00 hingga 9.00

WIB, data suhu dalam dan luar sungkup serta ketinggian efektif sungkup dicatat

saat pengambilan sampel gas.

D. Analisis Data

Data dianalisa dengan uji F taraf kepercayaan 95%. Apabila terdapat

pengaruh yang berbeda nyata, maka analisis dilanjutkan dengan mengunakan uji

DMRT (Duncan’s Multiple range Test) taraf kepercayaan 95% untuk

membandingkan rerata antar kombinasi perlakuan.

E. Pelaksanaan penelitian

1. Survey lahan sawah

a. Penentuan lahan

Lahan yang akan digunakan dalam penelitian ini adalah lahan sawah

petani dengan komoditas utama tanaman padi (Oryza sativa)

b. Penentuan petakan

Lahan sawah di ukur sesuai dengan rancangan percobaan. Lahan

sawah dibagi menjadi 12 petakan dengan luasan masing-masing 3 m x 3m.

sebagai pemisah dibuat galengan. Selain dibuat galengan, juga dibuat

saluran air untuk mengatur pengairan. Masing-masing petakan diberi patok

nama perlakuan. Pembuatan galengan dilakukan beberapa hari setelah

lahan sawah selesai di bajak.

c. Pengumpulan data lokasi penelitian

Pengumpulan data-data yang diperlukan untuk penelitian, antara lain

data-data sekunder dan data tentang lokasi penelitian serta kondisi sosial

budaya di lokasi penelitian dengan pengisian kuisioner.


commit to user

21

2. Analisis tanah awal

a. Pengambilan sampel tanah

Pengambilan sampel untuk analisis tanah awal dilakukan setelah

pengambilan sampel gas yang pertama, yaitu 7 hari sebelum tanam. Sampel

tanah diambil di lima titik secara diagonal. Sampel tanah dikering anginkan

selama 5 hari secara komposit. Hasil dari analisis akan digunakan untuk

menentukan dosis pemupukan yang tepat.

b. Analisis tanah awal di laboratorium

Analisis tanah awal dilakukan setelah pengambilan sampel tanah 7

hari sebelum pindah tanam. Analisis tanah awal dilakukan untuk

mengetahui karakteristik lahan penelitian dan sebagai dasar perhitungan

takaran pemupukan uji tanah. Analisis tanah awal dilakukan di

laboratorium Kimia dan Kesuburan tanah Fakultas Pertanian UNS. Hasil

analisis tanah awal disajikan pada bab IV tabel 10.

Tabel 5 Tabel Pengamatan Peubah dan Metode yang Digunakan

No. Peubah

Tanah Satuan Metode

1. PH Tanah pH Soil Moisture Tester

2. BO % metode Walkey and Black

3. N total % metode Kjehldahl

4. C/N ratio % -

5. BV tanah Mg/m3

Membandingkan antara bobot

dengan volume tanah

6.

P-Tersedia

dan K-

Tersedia

%

Kandungan P tersedia dianalisis

dengan metode Bray I. Sedangkan

analisis K total dilakukan dengan

menggunakan ekstraktan Amonium

Acetat; pH 7

11. Emisi gas

CH4

mg

CH4/ha/hari

metode sungkup statik, kemudian

contoh gas diukur menggunakan gas

chromatography (GC) Shimatsu 8A

Sumber: Balai Penelitian Tanah, 2005 (Lampiran 6)


commit to user

22

3. Kegiatan di Lahan

a. Pengolahan lahan sebelum tanam

Pengolahan dilakukan dua minggu sebelum tanam dengan

menggunakan bajak dengan kedalaman 20-25 cm sampai terbentuk

struktur lumpur. Permukaan tanah diratakan untuk mempermudah

mengontrol dan mengendalikan air. Setelah dibajak, lahan digenangi ± 10

cm selama satu minggu untuk melunakkan tanah dan biji-biji tumbuhan

pengganggu berkecambah (Badan Pengendali Bimas, 1977). Setelah satu

minggu, air disurutkan menjadi macak-macak, agar mudah untuk dibentuk

beberapa galengan sesuai rancangan percobaan.

b. Pengaturan pengairan dan Pemupukan

1. Pengaturan Pengairan

Sistem pengairan yang diberikan disesuaikan dengan perlakuan

yaitu untuk perlakuan I1 sistem pengairan menurut metode SRI

diterapkan berdasarkan Suswadi dan Suharto (2011), sedangkan untuk

perlakuan I2 adalah pengairan secara konvensional. Pola pengairan

yang dilakukan disajikan pada tabel 6 dan tabel 7 berikut:

Tabel 6 Sistem pengairan menurut metode SRI (I1)

Umur

(HST) Keadaan Tanaman Pengaturan Air

0-7 Saat pindah tanam Air macak-macak

7-41 Anakan aktif sampai

menjelang anakan

maksimum

Pemberian air berselang 5

hari macak-macak 5 hari

digenangi maksimal 3 cm

41-90 Primordia, pembungaan,

pengisian gabah hingga

sepuluh hari sebelum

panen

Digenangi air maksimal 3

cm, paling tidak macak-

macak

90-100 10 hari sebelum panen Lahan dikeringkan

Sumber: Suswadi dan Suharto (2011)


commit to user

23

Tabel 7 Sistem pengairan Metode Konvensional (I2)

Umur

(HST) Keadaan Tanaman Pengaturan Air

0-2 Saat pindah tanam Air macak-macak

3-90 Menjelang awal anakan

aktif sampai anakan

maksimal, pembentukan

malai, pengisian biji

Digenangi air terus dengan

ketinggian air 3-4 cm

90-100 10 hari sebelum panen Lahan dikeringkan

Sumber: Suswadi dan Suharto (2011)

2. Pemupukan

a) Pemupukan dasar (pupuk organik)

Setelah lahan telah siap dengan petakan-petakan sesuai

rancangan percobaan dan telah diberi papan nama, diberikan

pupuk kandang sebagai perlakuan pupuk organik. Pupuk organik

yang digunakan adalah pupuk kandang yang telah siap pakai.

Pada perlakuan pemupukan rekomendasi permentan (I1P2, I2P2

dan ) dan rekomendasi uji tanah (I1P3, I2P3) pada blok I, II, III

dan IV, di aplikasikan pupuk kandang dengan dosis sama yaitu

masing-masing 2 ton/ha, sedangkan pada perlakuan petani

setempat (I1P1 dan I2P1) di aplikasikan 0 ton/ha karena petani

setempat tidak menggunakan pupuk organik dalam menanam

padi.

b) Penanaman dan pemberian perlakuan pemupukan

Pada penelitian ini, bibit padi yang digunakan mengikuti

kebiasaan petani setempat, yaitu menggunakan varietas Tunggal.

Bibit yang telah disemaikan berumur 21-40 hari,

dipindahtanamkan ke sawah dengan jarak tanam 20 x 20 cm

pada masing-masing petak percobaan. Penanaman bibit dilakukan

7 hari setelah pengaplikasian pupuk kandang dan pengambilan

sampel pertama (T1). Penanaman dilakukan pada pagi hari pukul

06.00 WIB.

Pemupukan dilakukan untuk mendukung pertumbuhan

tanaman. Pada penelitian ini Jenis dan dosis pupuk yang diberikan


commit to user

24

sesuai dengan masing-masing perlakuan yang telah ditentukan,

yaitu berdasarkan waktu pengaplikasian dan dosis dari petani,

rekomendasi permentan dan rekomendasi berdasarkan hasil uji

tanah. Adapun waktu dan dosis pupuk tersebut dapat dilihat pada

tabel 8.

c. Pengambilan sampel tanah setiap fase tumbuh padi

Pengambilan sampel tanah dilakukan pada setiap periode

pengambilan sampel gas. Pengambilan sampel tanah ini bertujuan untuk

menganalisis kandungan C-Organik dan potensial reduksi oksidasi (Eh)

pada setiap petak lahan perlakuan.

Tabel 8 Dosis Pemupukan Tanaman Padi

Waktu

Pemupukan

Dosis Pemupukan (kg/ha)

Petani Rekomendasi

Permentan

Rekomendasi

berdasarkan Hasil

Uji Tanah

Sebelum tanam

(7 hari sebelum

tanam)

-

Pupuk

kandang sapi =

2000

Pupuk kandang

sapi = 2000

Saat tanam

(0 HST)

ZA = 384

SP-36 = 230

Urea = 50

SP-36 = 12,5

KCl = 40

Urea = 25

SP-36 = 6,25

KCl = 20

Awal anakan

aktif

(21-28 HST)

ZA = 230

SP-36 = 154

KCl = 230

Urea = 50

SP-36 = 12,5

KCl = 40

Urea = 75,5

SP-36 = 205,75

KCl = 142

Awal primordia

(35-50 HST)

ZA = 154

SP-36 = 154

KCl = 154

Urea = 50 Urea = 75,5

Sumber:

Puslitbang

Tanaman

Pangan, (2006)

Sumber:

petani

pemilik dan

penggarap

Sumber :

Permentan

(2007)

Sumber : Hasil Uji

Tanah Laboratorium

Kimia Tanah FP

UNS (2012)


commit to user

25

d. Pengambilan sample gas dalam sungkup

Waktu untuk pengambilan contoh gas mulai pukul 06.00-7.00 WIB

(Buendia et al.; Balai Penelitian Lingkungan Pertanian, 2008). Tahapan-

tahapan pengambilan sampel gas CH4 (T) dilakukan sebanyak lima kali

dengan titik lokasi yang sama. Tahap pengambilan sampel tersebut adalah

sebagai berikut :

T1 = 7 hari sebelum tanam

T2 = Fase pembentukan anakan aktif sampai maksimal (22 HST)

(Balingtan, 2008)

T3 = Fase pembentukan malai (43 HST) (Balingtan, 2008)

T4 = Fase pembungaan (65 HST) (Balingtan, 2008)

T5 = 7 hari setelah panen

Pengambilan sampel gas metan, dilakukan dengan menggunakan

sungkup berukuran 20 cm x 20 cm x 100 cm yang diletakan di lapang.

Contoh gas diambil pada menit ke 10, 20, dan 30 setelah peletakan

sungkup dan inkubasi selama 5 menit. Pengambilan contoh gas dlakukan

menggunakan injeksi propilen ukuran 10 ml. Penghitungan konsentrasi gas

CH4 pada contoh gas ditetapkan menggunakan alat gas kromatografi (GC)

yang dilengkapi dengan FID (Flame Ionization Detector).

Metode pengambilan sampel gas CH4 di lahan sawah secara

manual di lapangan sesuai prosedur menurut Balai Penelitian Lingkungan

Pertanian (2008), adalah sebagai berikut :

1. Waktu pengambilan contoh gas disesuaikan dengan data yang

diperlukan.

2. Boks/sungkup diletakkan diantara tanaman padi yang akan diambil

contoh gasnya dengan posisi rata dan terjaga agar gas yang

tertampung dalam boks tidak bocor.

3. Boks diletakkan antara tanaman padi lebih dahulu tanpa penutup boks

dan dibiarkan terbuka minimal 5 menit untuk menstabilkan

konsentrasi gas CH4 di dalam boks.


commit to user

26

4. Penutup boks diletakkan diatas nadan boks pada waktu yang

bersamaan dan thermometer diletakkan pada lubang yang telah

tersedia di bagian atas boks. Bersamaan dengan diletakkannya

penutup boks, dimulai juga perhitungan waktu pengambilan contoh

gasnya.

5. Air yang telah tersedia diisikan kedalam tempat pelekatan antara

badan boks dan tutupnya.

6. Headspace dari masing-masing boks dicatat.

7. Suhu dalam boks dicatat satu kali dalam sekali waktu pengambilan

cotoh gas.

8. Jarum suntik dipasang tegak lurus pada Rubber septum. Contoh gas

diambil berdasarkan pada interval waktu yang telah ditentukan.

9. Contoh gas segera dibawa ke laboratorium untuk dianalisis emisi gas

CH4nya.

e. Penetapan konsentrasi gas CH4

Penetapan konsentrasi gas CH4 dilaksanakan di laboratorium dengan

Gas Chromatography (GC) yang diperlengkapi dengan Flame Ionization

Detector (FID) dengan helium (He) sebagai gas pembawa. Penetapan

dilakukan pada suhu kolom 60oC, injektor 100

oC, detektor 100

oC,

kecepatan aliran gas 47 ml menit-1

. Sebagai gas pembawa adalah Helium.

Penghitungan konsentrasi diperoleh dengan bantuan fungsi peak area gas

CH4 standart sebagai deret standart. Dari data perubahan konsentrasi CH4

antar waktu pengambilan didapat data gradient perubahan konsentrasi per

satuan waktu (dc/dt), dan dari kompilasi data suhu, ketinggian efektif.

Penetapan fluks sungkup diperoleh data fluks CH4 metan ditetapkan

menurut Hou et al. (2000) (Suprihati et al., 2006).

f. Pengolahan dan Analisis Data

Pengolahan dan analisis data dilakukan dengan menggunakan

software SPSS.


commit to user

27

F. Pengamatan peubah

1. Variabel utama

a. Emisi Harian Gas CH4

Pengukuran emisi gas CH4 dilakukan dengan menerapkan metode

sungkup statik sehingga diperoleh sampel gas dalam injector. Kemudian

sampel gas tersebut diukur menggunakan gas chromatography (GC)

Shimatsu 8A. Metode penetapan emisi gas CH4 dengan menggunakan gas

chromatography (GC), sebagai berikut :

1) Carrier gas dibuka untuk mengalirkan gas. Gas chromatography (GC),

CBM dan computer dinyalakan. Pilih menu program GC solution yang

sudah disetting pada computer. GC solution program akan

memperlihatkan lima kotak pilihan. Klik pada kotak pertama atau

pilihan menu ECD dan selanjutnya akan terhubung antara komputer

dengan GC system melalui CBM. Suhu injektor, kolom dan CBM

(detektor) tidak perlu diganti karena sudah diset oleh GC solution

program.

2) Setelah computer dan GC system terhubung dan menuliskan password,

selanjutnya akan masuk pada menu utama. Pilih menu file, kemudian

open methode file CH4, conditioning CH4, jika menu utama

memperlihatkan tanda ready maka pilih menu file, open methode file,

CH4-methode calibrate dan klik kotak download.

3) Setelah suhu stabil, klik kotak zero CBM, single run, sample login dan

isikan nama file sampel yang disuntikkan. Setelah terlihat standby pada

menu utama suntikkan sampel gas pada injector pot dan tekan tombol

start pada GC system. Injector pot untuk analisa gas CH4 terdapat

dibagian atas (bagian atas untuk analisa CO2). Sampel gas disuntikkan

dengan interval waktu tujuh menit per sampel gas (Lampiran 14d).

Waktu yang diperlukan untuk satu kali analisa adalah 55 menit dengan

8 buah sampel gas. Semakin banyak sampel gas, semakin banyak

waktu yang diperlukan.


commit to user

28

Adapun perhitungan emisi gas CH4 untuk menentukan emisi gas CH4

yang dihasilkan dari contoh gas di lapangan digunakan rumus perhitungan

sebagai berikut :

E : Emisi gas CH4

dc/dt : Perbedaan konsentrasi CH4 per waktu (ppb/menit)

Vch : Volume boks (m3)

Ach : Luas books (m2)

mW : Berat molekul CH4 (g)

mV : Volume molekul CH4 (22,41 l)

T : Temperatur rata-rata selama pengambilan sampel (0C)

b. Emisi Total Gas CH4

Perhitungan emisi total dalam satu musim tanam tanaman padi adalah

dengan menggunakan rumus:

E CH4 = (F0-35 + F36-65 + F66-95) X (H – N) X 10.000 m2

(Ls – N) 1.000.000 kg

Keterangan:

E CH4 : estimasi total emisi (kg CH4/ha)

F0-35 + F36-65 + F66-95: kumulatif fluks CH4 pada 0-35, 36-65 dan 66-95

HST (Hari Setelah Tanam), contoh: total fluks CH4 (F)

pada 65 HST adalah f65 x (65-36); F pada 95 HST = f95 x

(95-66); dan F pada 35 HST = f35 x (35-N)

N : umur bibit (hari)

Ls : hari terakhir pengambilan gas (dalam persamaan ini

adalah 95 hari)

H : umur tanaman dari persemaian sampai panen (hari)

(Sumber: Setyanto, 2004)

Tx

mV

mWx

Ach

Vchx

dt

dcE

2,273

2,273


commit to user

29

c. Kandungan Bahan Organik tanah

Kandungan bahan organik tanah dianalisis dengan menggunakan

metode Walkey and Black (Lampiran 6b) (Balai Penelitian Tanah, 2005).

d. Potensial reduksi oksidasi (Eh)

Potensial reduksi oksidasi dianalisis dengan reagen H2O dan KCl.

Masing-masing dengan perbandingan 1:2,5 kemudian diukur dengan

menggunakan Eh meter (Lampiran 6) (Balittanah, 2005).

2. Variabel Pendukung

a. pH tanah

pH tanah diukur dengan menggunakan soil tester di lapangan dan analisis

tanah di laboratorium (Lampiran 6a).

b. Suhu udara

Suhu udara diukur dengan menggunakan thermometer secara langsung di

lapangan.

3. Variabel Hasil

a. Jumlah anakan produktif

b. Berat Biji Gabah (ton/ha)

Berat biji gabah dihitung menggunakan timbangan analitik.

Perhitungannya dilakukan dengan cara menimbang semua biji gabah tiap

petak yang telah dilepaskan dari malainya, sehingga diketahui hasil biji

gabah/ha.

c. Bobot Gabah Kering Panen (ton/ha)

Bobot gabah kering panen dihitung menggunakan timbangan analitik.

Perhitungannya dilakukan dengan cara menimbang semua biji gabah tiap

petak yang telah dilepaskan dari malainya dan telah di jemur/dikeringkan

selama 3 hari, sehingga diketahui bobot gabah kering panen/ha.


commit to user

30

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN

A. Keadaan Umum Wilayah

Lokasi penelitian secara geografis terletak pada 07° 36’ 25,7” LS dan

110° 52’ 43,0” BT pada ketinggian 123 m dpl. Di desa Demakan terdapat

sembilan dukuh, yaitu Dukuh Sambilawang, Dobyang, Pancuran, Pondok,

Ganggasan, Kalipelang, Goresan, Nandan dan Demakan. Secara administratif,

desa Demakan termasuk dalam wilayah kabupaten Sukoharjo Jawa Tengah.

Batas-batas wilayah desa Demakan sebelah utara berbatasan dengan desa

Palur. Bagian timur berbatasan dengan desa Joho dan desa Klumprit. Bagian

selatan berbatasan dengan desa Cangkol dan di bagian barat berbatasan

dengan desa Bekonang dan desa Duku (Pemerintah Desa Demakan 2004).

Informasi dari Program Nasional Pemberdayaan Masyarakat (PNPM)

tahun 2010 menyebutkan bahwa jumlah penduduk di desa Demakan adalah

3739 jiwa. Terdapat 1216 kepala keluarga dengan 1965 diantaranya

merupakan penduduk dewasa, yang sebagian besar bekerja sebagai petani dan

pengusaha genteng. Laporan dari UPTD Pertanian kecamatan Mojolanan pada

tahun 2011 menyebutkan secara rinci tentang penggunaan tanah di kecamatan

Mojolaban yang disajikan dalam Tabel 9.

Tabel 9 Penggunaan Lahan di Desa Demakan Kec. Mojolaban tahun 2011 Penggunaan Lahan Luas (Ha) Persentase (%)

Tanah Sawah

Sawah Teknis 125 37,54 Bukan Tanah Sawah

Pekarangan 96 28,83

Rumah Bangunan 75 22,52

Tanaman Pertanian 21 6,31

Kolam 0,04 0,01

Lain-lain 15,96 4,79 Total 333 100

Sumber: UPTD Kecamatan Mojolaban Kabupaten Sukoharjo Tahun 2011

Bedasarkan data terakhir dari UPTD Pertanian Kecamatan Mojolaban

(Tabel 9), Desa Demakan sendiri memiliki luas wilayah 333 ha. 37,54%

merupakan daerah persawahan, dimana seluruhnya menggunakan pengairan

secara teknis. Sumber pengairan berasal dari sebuah sungai yang melintasi


commit to user

31

desa Demakan dari arah barat ke timur. Mayoritas petani di desa Demakan

menggunakan sawah untuk budidaya padi dengan berbagai varietas,

diantaranya IR64, Inpari dan Sunggal. Pola tanam yang digunakan adalah

padi-padi-padi. Luasan pekarangan juga cukup luas dan hanya 6,31% saja

yang digunakan untuk tanaman pertanian. Hal ini sesuai dengan hasil

wawancara dengan penduduk dimana selain bertani, mayoritas penduduk di

Desa Demakan juga berprofesi sebagai pembuat genteng dari tanah sehingga

penggunaan lahan pekarangan di desa Demakan cukup luas, sekitar 28,83%

dari jumlah seluruh luas desa.

B. Karakteristik tanah awal

Hasil analisis laboratorium tanah awal disajikan pada Tabel 10.

Tabel 10 Karakteristik Tanah Awal Lokasi Penelitian No Variabel

Pengamatan Satuan Hasil Harkat*

1. pH H2O - 5.9 Agak Masam

2. 3. 4. 5. 6.

Bahan Organik N-Total P-Tersedia

K-Tersedia Emisi CH4

% % Ppm Ppm mg CH4/Ha/hari

0,114 0,13 1,43 0,13

0

Sangat Rendah Sangat rendah Sangat Rendah Sangat Rendah

- Sumber:Hasil Analisis Laboratorium Kimia dan Kesuburan Tanah April 2012 Keterangan : *) Pengharkatan berdasarkan Balai Penelitian Tanah (2005)

Hasil analisis tanah awal menunjukkan pH pada tanah awal di lokasi

penelitian yaitu adalah 5,9. pH tersebut didalam pengharkatan dari Balai

Penelitian Tanah (2005) tergolong agak masam. Pada kondisi pH tesebut,

populasi mikroba dapat tertekan. Populasi mikroba yang tertekan dan

rendahnya pH tanah, menyebabkan hara P lebih banyak terikat daripada yang

tersedia. Hal ini juga didukung dengan kondisi lokasi penelitian dimana lokasi

tersebut merupakan bekas pengerukan. Lapisan top soil tanah telah hilang

karena pengerukan yang dilakukan oleh masyarakat sekitar untuk membuat

genteng dari tanah, sehingga sifat kimia pada saat analisis awal tergolong

sangat rendah. Selain itu, petani pemilik lahan sawah tersebut juga

menyebutkan bahwa lahan sawah tersebut sejak digunakan hingga sekarang

selalu dipupuk dengan pupuk kimia dan pestisida kimia dengan dosis tinggi


commit to user

32

dan tanpa masa Bero. Hal ini tentu akan berdampak pada penurunan kualitas

lahan. Penggunaan pupuk kimia dalam waktu yang lama dapat mempengaruhi

sifat biologi tanah, dimana heterogenitas biota tanah akan menurun karena

kemampuan biologinya berkurang. Selain itu, dampak lain adalah

ketergantungan penggunaan pupuk kimia seiring dengan penurunan hasil tiap

musim tanam. Penggunaan pestisida kimia secara terus menerus juga

berdampak pada hasil panen. Daerah tersebut sekarang menjadi endemik

wereng dan keong karena wereng dan keong telah berkembang menjadi hama

yang resisten terhadap pestisida kimia. Berdasarkan hasil wawancara,

diketahui bahwa di desa Demakan sering terjadi gagal panen akibat serangan

wereng.

Hasil analisis tanah awal juga menunjukkan kandungan bahan organik

dilokasi penelitian tergolong sangat rendah, hanya sekitar 0,114%. Bahan

organik yang rendah tersebut dapat mempengaruhi kuantitas N total tanah

yang ditunjukkan dalam pengharkatan sangat rendah pada tanah ini yaitu

0,13%. Kandungan bahan organik dalam setiap jenis tanah tergantung dari

beberapa hal yaitu tipe vegetasi yang ada di daerah tersebut, populasi mikroba

tanah, keadaan drainase tanah, curah hujan, suhu, dan pengelolaan tanah

(Adiningsih 2005). Vegetasi di sekitar lokasi penelitian hanya terdapat padi

65%, pohon jati 25%, pohon pisang 7% dan bambu 3%. Dimana jenis tanaman

vegetasi tersebut memiliki C/N ratio yang tinggi dan sulit terdekomposisi,

sehingga sumber karbon di lokasi penelitian hanya berasal dari masukan sisa

jerami setelah panen. Pernyataan Ponnamperuma yang dikutip dari jurnal

Agroland 15 vol. 4 menyatakan bahwa tingkat kesuburan pada tanah sawah

yang rendah merupakan akibat dari kondisi kemasaman tanah yang diikuti

dengan tingginya toksisitas Al dan Fe sehingga berakibat pada kahatnya Ca,

Mg dan P karena adanya proses fiksasi yang distimulasi oleh aktifitas ion H+

(Basir 2008). Pemberian pupuk yang relatif tinggi disertai dengan produksi

yang tinggi pada sawah irigasi menyebabkan ketidakseimbangan hara pada

tanah (Hardjowigeno dan Rayes 2005).


commit to user

33

C. Pengaruh Perlakuan Terhadap Emisi Gas Metan (CH4)

1. Pengaruh Perlakuan Terhadap Emisi Harian Gas Metan (CH4)

CH4 adalah salah satu GRK yang dihasilkan melalui dekomposisi

anaerobik bahan organik. Pemasukan intensif pupuk baik organik maupun

anorganik pada keadaan tergenang sangat ideal bagi berlangsungnya

dekomposisi anaerobik di lahan sawah. Variasi emisi CH4 tidak hanya

dipengaruhi secara signifikan oleh jenis tanah tetapi cara pengelolaan

tanah dan varietas tanaman ternyata mempunyai peran yang signifikan

terhadap emisi CH4 dari lahan sawah (Setyanto dkk. 2007). Berikut ini

adalah data emisi harian metan selama satu fase pertumbuhan padi.

Tabel 11 Pengaruh Perlakuan Terhadap Emisi Metan (CH4)

Perlakuan

Emisi Gas CH4 Fase ke- (mgCH4/m2/hari)

Sebelum

tanam 22 HST 43 HST 65 HST

Setelah

Panen

I1P1 0 64,16a 125,59b 43,8c 19,89d

I1P2 0 36,51a 187,18b 49,55c 19,48d

I1P3 0 23,97a 71,85b 46,1c 18,68d

I2P1 0 36,35a 104,52b 34,46c 16,07d

I2P2 0 46,38a 146,14b 27,98c 20,78d

I2P3 0 44,25a 197,74b 34,59c 21,13d

Sumber : Analisis Data Agustus 2012 Keterangan : Angka-angka yang diikuti oleh huruf kecil yang sama pada kolom

yang sama menunjukkan tidak berbeda nyata menurut uji DMRT 5%.

I1: Sistem pengelolaan air SRI P1: Dosis pupuk petani setempat

I2: Sistem pengelolaan air konvensional P2: dosis pupuk permentan P3: Dosis pupuk uji tanah

Emisi harian gas metan pada fase yang berbeda (Tabel 11)

memiliki tingkat emisi yang berbeda pula. Akan tetapi, meskipun

konsentrasi gas CH4 yang diemisikan setiap perlakuan pada setiap fase

pertumbuhan padi berbeda-beda, akan tetapi berdasarkan uji F (P>0,05)

dan analisis data DMRT taraf 5% tidak menunjukkan angka yang berbeda

nyata baik di semua fase tumbuh tanaman padi. Hal tersebut diduga

berkaitan dengan varietas padi yang digunakan. Pada penelitian ini,

varietas yang digunakan adalah Varietas Sunggal. Setyanto dan Prihasto

(2004) menjelaskan bahwa varietas padi mempunyai bentuk, kerapatan


commit to user

34

dan jumlah pembuluh aerenkima yang berbeda. Perbedaan ini akan

mempengaruhi kemampuan tanaman padi mengemisikan CH4. Dengan

kata lain, pada varietas yang sama akan sangat mungkin memiliki

kemampuan yang relatif sama dalam mengemisikan CH4.

Gambar 2 Proses Pembentukan Gas Metan oleh tanaman Air

(Conrad 2004)

Proses pembentukan gas metan pada budidaya padi sawah

disebabkan oleh adanya aktifitas metanotrofik dalam tanah yang dilakukan

oleh bakteri metanogen dengan tersedianya bahan organik. Gambar 2

memperlihatkan proses singkat pembentukan gas metan. Permukaan tanah

(A), rizosfer (B) dan jaringan aerenkhima (C) merupakan tempat

transportasi O2 yang dibutuhkan tanaman dalam metabolismenya (Frenzel

dalam Conrad 2004). Akan tetapi, kandungan jerami bahan organik dalam

tanah dan eksudat akar digunakan oleh bakteri metanogen untuk

membentuk gas metan dan melalui jalur masuk O2 tersebut gas metan

dikeluarkan ke atmosfer (Conrad 2004). Ruang udara pada pembuluh

aerenkim daun, batang, dan akar yang berkembang dengan baik

merupakan penyebab utama terjadinya pertukaran gas dari dalam tanah ke


commit to user

35

udara. Perbedaan gradien konsentrasi air di sekitar akar dengan ruang antar

sel pada akar menyebabkan CH4 terlarut terdifusi. Pada dinding korteks,

metan terlarut berubah menjadi gas dan disalurkan ke batang melalui

pembuluh aerenkim (IRRI 1998).

Gambar 3 Dinamika Fluktuasi Emisi Metan pada Budidaya Padi di Desa

Demakan Kec. Mojolaban Sukoharjo dalam Satu Periode

Tanam Keterangan:

I1P1 Pengaturan penggenangan air + dosis pupuk petani setempat

I1P2 Pengaturan penggenangan air + dosis rekomendasi permentan I1P3 Pengaturan penggenangan air + dosis rekomendasi uji tanah

I2P1 Selalu tergenang + dosis pupuk petani setempat

I2P2 Selalu tergenang + dosis rekomendasi permentan

I2P3 Selalu tergenang + dosis rekomendasi uji tanah

Berdasarkan grafik Dinamika fluktuasi emisi gas metan selama satu

periode tanam (Gambar 3) dapat diketahui bahwa terjadi fluktuasi atau

peningkatan emisi metan tertinggi pada 43 HST, yaitu pada saat tanaman

padi dalam tahap anakan maksimum hingga pembentukan malai. Pada fase

inilah puncak dari emisi gas metan terjadi, karena puncak dari tanaman

mengeluarkan gas metan adalah pada fase vegetatif maksimum sampai

pada pengisian malai, sehingga nilai dari emisi metan pada pengambilan

sampel selanjutnya mengalami penurunan hingga 163,15 mgCH4/ha/hari.

Terjadi peningkatan emisi pada fase 43 HST diduga didukung oleh faktor

penggenangan air dan pemupukan. Persentase kandungan bahan organik

0

50

100

150

200

250

Sebelum

Tanam

22 HST 43 HST 65 HST Setelah

Panen

Em

isi

CH

4

(mg

CH

4/m

2/h

ari)

Fase Pertumbuhan Padi

I1P1

I1P2

I1P3

I2P1

I2P2

I2P3


commit to user

36

yang meningkat dari kandungan awal 0,114% serta kondisi tanah sawah

yang semakin lama tergenangi. Pupuk organik bersifat slow release,

sehingga jumlah karbon dalam tanah meningkat secara perlahan dari mulai

saat aplikasi hingga 43 HST. Hal tersebut juga berkaitan dengan jumlah

anakan, dimana pada fase pembentukan malai (43 HST) tersebut, jumlah

anakan telah mencapai maksimum (Lampiran 10; Tabel 11).

Dalam penelitian ini, emisi tertinggi dalam satu musim tanam

terjadi pada perlakuan I2P3 dimana emisi harian yang dihasilkan

meningkat tajam dari 44,25 mgCH4/ha/hari menjadi 197,74

mgCH4/ha/hari. Penyebab kenaikan emisi metan pada perlakuan I2P3 di

fase 43 HST ini adalah kondisi pengairan yang selalu tergenang sejak awal

bibit mulai dipindahtanamkan, dimana kondisi reduktif merupakan kondisi

optimum pembentukan metan (Setyanto 2004). Pada perlakuan I2P3

perlakuan pupuk yang diberikan adalah pemupukan rekomendasi uji tanah

yaitu pupuk kandang 2000 kg/ha, Urea 176 kg/ha, Sp-36 212 kg/ha dan

KCl 142 kg/ha. Selain penggunaan pupuk kandang sebagai masukan

organik, berdasarkan penelitian Wihardjaka 2004 penggunaan pupuk urea

ternyata juga mempengaruhi pembentukaan gas metan. Urea adalah suatu

senyawa organik yang terdiri dari unsur karbon, hidrogen, oksigen dan

nitrogen dengan rumus CON2H4 atau (NH2)2CO (Wikipedia 2012). Di

dalam tanah, selain menyumbangkan N-tersedia bagi tanaman, urea juga

melepaskan gas CO2. Pada kondisi reduktif, CO2 merupakan bahan utama

bagi bakteri metanogen dalam pembentukan gas metan, dengan reaksi

yang terjadi adalah CO2(g) + 4H2(g) → CH4(g) + 2H2O. Scultz et al. dalam

Balingtan (2007) menambahkan bahwa pupuk urea yang ditambahkan

dalam tanah dihidrolisis oleh enzim urease menjadi CO2 dan NH3 sehingga

mengakibatkan penurunan redoks potensial yang diduga dapat

meningkatkan emisi CH4. Hal ini akan berbeda dengan I1P3 pada fase

yang sama dimana konsentrasi gas metan yang dihasilkan paling rendah

yaitu dari 23,97 mgCH4/ha/hari pada 22 HST menjadi 71,85

mgCH4/ha/hari pada 43 HST. Pada kondisi penggenangan yang sama,


commit to user

37

emisi gas metan yang dihasilkan pada perlakuan I1P3 paling rendah. Hal

ini diduga disebabkan oleh takaran pupuk yang diberikan sesuai dengan

kebutuhan tanaman. Selain I1P3, perlakuan yang juga menunjukkan

fluktuasi gas metan yang rendah adalah I2P1 dan I1P1 dimana dosis

takaran pupuk yang diberikan justru paling tinggi. Hal ini berkaitan

dengan kebiasaan petani di desa Demakan yang tidak menggunakan pupuk

organik dalam mengelola sawah. Selain itu, penggunaan pupuk ZA oleh

petani setempat ternyata mampu mengurangi emisi metan dari lahan

sawah. Wihardjaka dan Setyanto 2007 dalam penelitiannya juga

menyebutkan bahwa pemupukan (NH4)2SO4 atau ZA dapat menekan emisi

CH4 sebesar 17,3% jika dibandingkan dengan tanpa pupuk N sedangkan

pupuk urea hanya dapat menekan emisi CH4 sebesar 4,1%. Urea dan ZA

sama-sama menyediakan NH4 bagi tanaman. Akan tetapi, Pupuk N yang

mengandung sulfat menyebabkan terjadinya persaingan antara bakteri

metanogen dan bakteri pereduksi sulfat dalam memperoleh hidrogen.

Menurut Jakobsen et al. (1981) dalam Setyanto dan Prihasto (2004),

persaingan terjadi dalam memperoleh sumber energi dan memanfaatkan

substrat yang tersedia dalam tanah terutama senyawa organik sehingga

menghambat pembentukan CH4 (Wihardjaka dan Setyanto 2007). Ada

beberapa faktor yang mempengaruhi nilai emisi pada setiap fase tumbuh

tanaman padi, antara lain Eh, pH, varietas tanaman, bahan organik dan

jumlah anakan. Berikut ini akan dibahas secara lebih detail pengaruh

perlakuan terhadap emisi untuk masing-masing fase tumbuh padi varietas

Sunggal.

a) Fase 22 HST

Gigih (2011) menyebutkan bahwa pada fase pertumbuhan awal

padi ada dua tahapan penting yaitu pembentukan anakan aktif

kemudian disusul dengan perpanjangan batang (steam elongation).

Kedua tahapan ini bisa tumpang tindih, tanaman yang sudah tidak

membentuk anakan akan mengalami perpanjangan batang, buku

kelima dari batang di bawah kedudukan malai, memanjang hanya 2-4


commit to user

38

cm sebelum pembentukan malai. Sementara tanaman muda (tepi)

terkadang masih membentuk anakan baru, sehingga terlihat

perkembangan kanopi sangat cepat. Secara umum, fase pembentukan

anakan berlangsung selama kurang lebih 30 hari setelah pindah tanam.

Gambar 4 Pengaruh Perlakuan terhadap Emisi Harian CH4 Fase 22

HST Keterangan : Angka-angka yang diikuti oleh huruf kecil yang sama pada

kolom yang sama menunjukkan tidak berbeda nyata menurut

uji DMRT 5%.

I1: Sistem pengelolaan air SRI P1: Dosis pupuk petani setempat I2: Sistem pengelolaan air konvensional P2: dosis pupuk permentan

P3: Dosis pupuk uji tanah

Hasil akhir perhitungan rumus emisi harian gas metan

berdasarkan hasil pengujian sampel gas CH4 fase 22 HST dalam

bentuk area dan konsentrasi (ppm) di Balingtan (Lampiran 7; Tabel 2)

pada masing-masing perlakuan adalah I1P1 64,16 mg CH4/ha/hari;

I1P2 36,51 mg CH4/ha/hari; I1P3 23,97 mg CH4/ha/hari; I2P1 36,35

mg CH4/ha/hari; I2P2 46,38 mg CH4/ha/hari dan I2P3 44,25 mg

CH4/ha/hari. Hasil perhitungan rumus emisi harian gas metan fase 22

HST tersebut disajikan dalam bentuk histogram (Gambar 4). Hasil

analisis sampel gas yang diambil pada 22 HST pada Gambar 4

memperlihatkan laju emisi yang rendah disemua perlakuan. Hasil uji F

sendiri menunjukkan adanya pengaruh yang signifikan (p>0,05) antara

perlakuan sistem pengelolaan air dengan emisi harian pada 22 HST

(Lampiran 11). Emisi tertinggi dihasilkan dari perlakuan I1P1 64,16

mgCH4/ha/hari. Hal ini sesuai dengan hasil uji korelasi (Pearson

64,16a

36,51a23,97a

36,35a46,38a 44,25a

0,00

20,00

40,00

60,00

80,00

I1P1 I1P2 I1P3 I2P1 I2P2 I2P3

Em

isi

Hari

an

CH

4

(mg

CH

4/h

a/h

ari)

Perlakuan

Emisi CH4 22 HST


commit to user

39

Correlation) antara fluks emisi metan 22 HST dengan sistem

pengelolaan air (Lampiran 12), dosis pemupukan dan interaksi

keduanya. Korelasi positif antara fluks emisi metan 22 HST dengan

perlakuan sistem pengelolaan air yang ditunjukkan dengan nilai

r=0,155 (p>0,05). Korelasi positif antara fluks emisi metan 22 HST

dengan dosis pemupukan yang ditunjukkan dengan nilai r=0,135

(p>0,05). Korelasi positif antara fluks emisi metan 22 HST dengan

dan interaksi keduanya ditunjukkan dengan nilai r=0,200 (p>0,05).

Hal tersebut menunjukkan bahwa sistem pengelolaan air, dosis

pemupukan dan interaksi keduanya sangat mempengaruhi tingkat

emisi gas metan. Tentunya ada beberapa faktor pendukung lain yang

mempengaruhi nilai emisi pada fase 22 HST ini. Antara lain umur

tanaman, morfologi tanaman, masukan pupuk dan penggenangan air.

Emisi gas metan sendiri ditentukan oleh sifat fisiologi dan morfologi

tanaman padi. Menurut Neue dan Roger, kemampuan tanaman padi

mengemisi metan bergantung pada rongga aerenkhima, jumlah

anakan, biomassa padi, pola perakaran, dan aktifitas metabolisme

(Balingtan 2007). Umur tanaman pada saat pengambilan adalah 22

HST yang dihitung sejak pindah tanam. Pada umur tersebut tanaman

padi masih muda. Ukuran dan jumlah daun, batang maupun akar

masih belum maksimal, sehingga tanaman padi pada 22 HST atau

pada fase pertumbuhan vegetatif maksimal ini emisinya belum

menunjukkan peningkatan atau fluktuasi yang signifikan. Jumlah dan

massa akar padi akan mencapai maksimum pada saat heading stage

(Hardjowigeno dan Rayes 2005).

b) Fase 43 HST

Pengambilan sampel selanjutnya adalah pada 43 HST. Menurut

Gigih (2011), pertumbuhan vegetatif maksimal tanaman padi

umumnya ditandai dengan pertambahan jumlah anakan, tinggi

tanaman, bobot, jumlah dan luas daun. Pembentukan anakan


commit to user

40

berlangsung sejak munculnya anakan pertama hingga pembentukan

anakan maksimum tercapai. Anakan muncul dari tunas aksial pada

buku batang dan menggantungkan tempat daun serta tumbuh dan

berkembang (Gambar padi 43 HST pada Lampiran 14b). Hasil uji F

(P>0,05) (Lampiran 11) yang dilakukan menunjukkan bahwa

kombinasi perlakuan tidak berpengaruh nyata pada emisi harian metan

fase 43 HST. meskipun tidak berpengaruh nyata, akan tetapi hasil

analisis sampel yang diambil pada 43 HST yang ditunjukkan pada

Gambar 4 memperlihatkan adanya kenaikan emisi metan yang cukup

tinggi jika dibandingkan dengan fase sebelumnya (22 HST). fase 43

HST merupakan fase pertumbuhan tanaman padi dengan nilai emisi

yang paling tinggi. Hasil akhir perhitungan rumus emisi harian gas

metan berdasarkan hasil pengujian sampel gas CH4 fase 43 HST

dalam bentuk area dan konsentrasi (ppm) di Balingtan (Lampiran 7;

Tabel 3) pada masing-masing perlakuan adalah I1P1 125,59 mg

CH4/ha/hari; I1P2 187,18 mg CH4/ha/hari; I1P3 71,85 mg

CH4/ha/hari; I2P1 104,52 mg CH4/ha/hari; I2P2 146,14 mg

CH4/ha/hari dan I2P3 187,74 mg CH4/ha/hari.

Gambar 5 Pengaruh Perlakuan terhadap Emisi Harian CH4 pada Fase

43 HST Keterangan : Angka-angka yang diikuti oleh huruf kecil yang sama pada kolom

yang sama menunjukkan tidak berbeda nyata menurut uji DMRT 5%. I1: Sistem pengelolaan air SRI P1: Dosis pupuk petani setempat

I2: Sistem pengelolaan air konvensional P2: dosis pupuk permentan


125,59a

187,18a

71,85a104,52a

146,14a

187,74a

0

50

100

150

200

I1P1 I1P2 I1P3 I2P1 I2P2 I2P3Em

isi

Haria

n C

H4

(mgC

H4/h

a/h

ari)

Perlakuan

Emisi 43 HST


commit to user

41

Berdasarkan hasil pengujian anova ternyata tidak memberikan

pengaruh yang nyata. Jadi, pada fase 43 HST ini, perlakuan yang

diberikan tidak memberikan pengaruh yang nyata terhadap emisi

harian gas metan. Emisi metan tertinggi pada fase 43 HST, dihasilkan

oleh perlakuan I2P3, yaitu kombinasi perlakuan antara sistem

pengelolaan air secara konvensional dan dosis pupuk rekomendari

hasil uji tanah. Nilai emisi pada perlakuan tersebut mencapai 187,74

mgCH4/ha/hari. hal tersebut menunjukkan bahwa telah terjadi

peningkatan tranformasi karbon di dalam tanah menjadi bentuk gas.

Peningkatan tersebut diduga diakibatkan oleh pemberian pupuk urea

yang memberikan sumbangan karbon dalam tanah dan didukung

dengan dekomposisi pupuk kandang yang telah diberikan sebelumnya.

Emisi terendah dihasilkan oleh perlakuan I1P3 dengan emisi metan

sebesar 71,85 mgCH4/ha/hari. Pada kondisi dosis pemupukan yang

sama, emisi gas metan yang dihasilkan pada I1P3 sangat rendah. Hal

tersebut dipengaruhi oleh penggenangan yang digunakan. Penelitian

Setyanto dan Rosenani (2006) dalam jurnal litbang pertanian 25 (4)

menemukan bahwa penggenangan terus-menerus selama penanaman

hingga 10 hari sebelum panen dengan level penggenangan 5 cm,

mengemisikan gas metan tertinggi. Diikuti oleh penggenangan 0-1 cm

dengan emisi lebih rendah. Emisi terendah dihasilkan dari perlakuan

penggenangan berkala (intermittent) dan kontrol (tanpa

penggenangan).

c) Fase 65 HST

Kondisi di lapangan saat penelitian berlangsung, menunjukkan

perkembangan pertumbuhan padi yang normal. Pada 65 HST,

tanaman padi telah memasuki fase pengisian malai (Lampiran 14c).

Menurut Gigih (2011), bunting pada padi terlihat pertama kali pada

ruas batang utama. Pada tahap bunting, ujung daun layu (menjadi tua

dan mati) dan anakan non-produktif terlihat pada bagian dasar

tanaman. Kemudian disusul dengan kemunculan ujung malai dari


commit to user

42

pelepah daun bendera. Malai terus berkembang sampai keluar

seutuhnya dari pelepah daun. Akhir fase ini adalah tahap pembungaan

yang dimulai ketika serbuk sari menonjol keluar dari bulir dan terjadi

proses pembuahan.

Gambar 6 Pengaruh Perlakuan terhadap Emisi Harian CH4 Fase 65

HST Keterangan : Angka-angka yang diikuti oleh huruf kecil yang sama pada kolom





Berdasarkan uji F (P>0,05) (Lampiran 11) sistem pengelolaan

air maupun dosis pupuk tidak memberikan pengaruh yang nyata

terhadap penurunan emisi harian padi fase 65 HST. Uji korelasi

(Pearson Correlation) menunjukkan adanya korelasi negatif antara

emisi harian gas metan dengan kandungan bahan organik (r=-0,302)

dan nilai Eh tanah (r=-0,119) pada fase 65 HST (Lampiran 12).

mengartikan bahwa kenaikan emisi gas metan akan diikuti penurunan

kandungan bahan organik. Begitu juga dengan penurunan emisi gas

metan pada fase 65 HST akan diikuti dengan kenaikan nilai Eh

(semakin reduktif). Akan tetapi, penurunan tersebut tidak selalu

diikuti dengan kenaikan kandungan bahan organik dan reduktifitas

tanah yang ditunjukkan dengan keeratan yang rendah pada nilai

signifikansi >0,05.

43,80a49,55a 46,10a

34,46a27,98a

34,59a

0,00

20,00

40,00

60,00


Em

isi

Hari

an

CH

4

(mg

CH

4/h

a/h

ari

)

Perlakuan

Emisi 65 HST


commit to user

43

Hasil perhitungan rumus emisi harian gas metan, didapatkan

data emisi tertinggi yang dihasilkan perlakuan kombinasi sistem

pengelolaan air SRI dengan dosis rekomendasi permentan (I1P2) pada

fase ini ternyata mengalami penurunan dari fase 43 HST dengan emisi

gas metan 187,18 mgCH4/ha/hari menjadi 49,55 mgCH4/ha/hari.

Emisi terendah dihasilkan oleh perlakuan I2P2 dengan emisi metan

27,98 mgCH4/ha/hari. Dugaan rendahnya emisi metan ini dinyatakan

oleh Watanabe (1997) bahwa rendahnya fluks metan disebabkan oleh

adanya dominasi metanotrof terhadap metanogen pada lahan sawah.

Pada fase 65 HST ini, hasil gas metan terendah justru dihasilkan oleh

perlakuan pengairan sistem pengelolaan air secara konvensional

dengan tinggi genangan 5 cm. Sedangkan perlakuan pengairan sistem

pengelolaan air secara SRI sedang dalam tahap penggenangan secara

macak-macak dengan ketersediaan bahan organik dan kisaran pH

tanah yang lebih tinggi (5,9 – 6,3) dari I2. Kondisi macak-macak atau

jenuh air mengakibatkan tanah sawah menjadi reduktif. Menurut Neue

& Roger (1994) Metanogenesis terjadi pada kondisi anaerob,

tersedianya bahan organik dari akar, dan pH tanah mendekati netral.

d) Fase Setelah Panen

Panen padi pada penelitian ini dilakukan pada umur padi 110

HST. pada umur 110 HST tersebut, kondisi padi dilapangan telah

menguning >95%, sehingga padi siap untuk dipanen. Ciri-ciri padi

yang siap dipanen umumnya adalah 95 % butir sudah menguning (33-

36 hari setelah berbunga), bagian bawah malai masih terdapat sedikit

gabah hijau, kadar air gabah 21-26 %, butir hijau rendah (AAK 1990).

(Hasil panen padi pada Lampiran 14). Hasil reading pengujian sampel

gas CH4 fase setelah panen dari Balingtan diperoleh dalam bentuk

area dan konsentrasi (ppm) (Lampiran 7; Tabel 5). Hasil perhitungan

rumus pembacaan konsentrasi emisi harian gas metan pada fase

setelah panen ini berturut-turut dari yang tinggi adalah sebagai


commit to user

44

berikut: I2P3 21,13 mg CH4/ha/hari; I2P2 20,78 mg CH4/ha/hari; I1P1

19,89 mg CH4/ha/hari; I1P2 19,48 mg CH4/ha/hari; I1P3 18,68 mg

CH4/ha/hari dan I2P1 16,07 mg CH4/ha/hari. Emisi harian metan pada

fase setelah panen tersebut disajikan dalam bentuk histogram yang

dapat dilihat pada Gambar 7.

Gambar 7 Pengaruh Perlakuan terhadap Emisi Harian CH4 pada Fase

setelah panen Keterangan : Angka-angka yang diikuti oleh huruf kecil yang sama pada kolom





Berdasarkan uji DMRT, emisi metan pada 7 hari setelah tanam

juga tidak terdapat beda nyata antar perlakuan (Lampiran 11 dan

Lampiran 13). Hasil uji korelasi (Pearson Corellation) yang

menunjukkan adanya korelasi positif antara emisi gas metan dengan

pH tanah pada fase 7 hari setelah panen ini. Korelasi positif tersebut

ditunjukkan dengan nilai r=0,243 dengan keeratan yang rendah yang

ditunjukkan dengan nilai signifikansi >0,05 (Lampiran 12) yang

mengartikan bahwa kenaikan emisi gas metan pada fase 7 hari setelah

tanam ini akan diikuti dengan kenaikan pH tanah. Akan tetapi

kenaikan emisi gas metan tidak selalu diikuti dengan kenaikan pH

tanah. Emisi tertinggi pada fase setelah panen ini dihasilkan oleh

kombinasi perlakuan sistem pengelolaan air secara konvensional

dengan dosis pemupukan rekomendasi uji tanah dengan nilai pH yang

19,89a 19,48a 18,68a16,07a

20,78a 21,13a

0,00

5,00

10,00

15,00

20,00

25,00


Em

isi

Ha

ria

n C

H4

(mgC

H4/h

a/h

ari

)

Perlakuan

Emisi 7 Hari Setelah Panen


commit to user

45

juga paling tinggi, yaitu 7,2. pH tanah 7,2 termasuk kisaran pH

optimal untuk pertumbuhan mikroorganisme (Hardjowigeno dan

Rayes 2005).

Pada fase ini, hasil emisi metan terendah dihasilkan oleh

kombinasi perlakuan I2P1 dengan nilai emisi 16,07 mgCH4/ha/hari.

Pada fase ini, rentang nilai emisi metan sangat rendah dibanding fase

sebelumnya karena sudah tidak ada tanaman yang mengemisikan gas

metan. Seperti dikemukakan oleh Wihardjaka dan Setyanto (2007),

bahwa sekitar 60-90% CH4 diproduksi di lapisan rizosfer melalui

pembuluh aerenkhima tanaman dan sisanya dikeluarkan melalui

gelembung udara. Sehingga, diduga gas metan yang dihasilkan pada

fase setelah panen ini sebagian besar merupakan gas metan yang

berasal dari gelembung udara dalam tanah.

2. Pengaruh Perlakuan Terhadap Emisi Total Gas Metan (CH4)

Perhitungan emisi total digunakan untuk mengetahui total gas metan

yang diemisikan selama satu musim tanam. Berikut ini akan disajikan

histogram emisi gas metan dari masing-masing perlakuan dalam satu

musim tanam.

Gambar 8 Pengaruh Perlakuan terhadap Emisi Total CH4 dalam Satu

Periode Tanam Padi I1: Sistem pengelolaan air SRI P1: Dosis pupuk petani setempat


P3: Dosis pupuk uji tanah *) MT : Masa Tanam

349,928

531,718

341,212380,753

429,103

538,231

0,000

100,000

200,000

300,000

400,000

500,000

600,000


Em

isi T

ota

l C

H4

KgC

H4/h

a/M

T*

)

Perlakuan

EMISI TOTAL


commit to user

46

Gambar 8 tersebut menunjukkan emisi gas metan yang dihasilkan

oleh kombinasi perlakuan sistem pengelolaan air dan dosis pemupukan.

Hasil uji DMR pada emisi gas metan musiman ini menunjukkan tidak ada

beda nyata antar perlakuan (Lihat Lampiran 11). Hasil uji korelasi pada

emisi total dengan emisi harian padi menunjukkan adanya korelasi positif

pada fase 22 HST (r=0,185), fase 43 HST (r=0,906**) dan fase 65 HST

(r=0,344) pada nilai signifikansi 0,01>p>0,05 (Lihat lampiran 12). Hal ini

membuktikan bahwa pengambilan pada fase-fase tersebut merupakan

waktu pengambilan yang mampu mewakili tahap pertumbuhan tanaman

padi. Meskipun tidak berbeda nyata, hasil pengukuran emisi total

menunjukkan bahwa emisi tertinggi cenderung dihasilkan oleh perlakuan

I2P3 dengan emisi total 538,231 KgCH4/ha/MT. Emisi gas metan terendah

cenderung dihasilkan oleh I1P3 dengan emisi total 341,212

KgCH4/ha/MT. Data estimasi emisi total gas metan yang diperoleh pada

penelitian ini menunjukkan bahwa jumlah gas metan yang diemisikan dari

semua perlakuan masih dalam rentangan emisi norrmal jika dibandingkan

dengan emisi rata-rata yang dihasilkan oleh tanaman padi secara umum

yang dikemukakan oleh Yagi dan Minami dalam Wihardjaka dan Setyanto

(2007). Yagi dan Minami menduga bahwa tanaman padi merupakan

sumber pelepas gas mentan 25-170 Tg (Tg=Terra gram) atau setara dengan

25.106-170.10

6 KgCH4/tahun. Balai Penelitian Lingkungan Pertanian yang

telah menginventarisasi emisi gas metan di setra-sentra produksi padi di

Jawa Tengah juga telah menemukan bahwa produksi metan dari padi di

Jawa Tengah tertinggi adalah 789 KgCH4/ha/musim dan produksi metan

terendah adalah 107 KgCH4/ha/musim (Balingtan 2007).


commit to user

47

D. Hubungan Emisi Gas Metan Harian dengan Kondisi Tanah

1. Hubungan Emisi Gas Metan dengan Kandungan Bahan Organik

Perombakan bahan organik secara anaerobik dikendalikan oleh

karakteristik fisik, kimia dan mikrobiologi lingkungan tanaman padi,

yang berpengaruh terhadap aktivitas bakteri penghasil metan. Fungsi

biologis bahan organik adalah sebagai sumber energi dan makanan

mikroorganisme tanah sehingga dapat meningkatkan aktivitas

mikroorganisme tanah yang sangat bermanfaat dalam penyediaan hara

tanaman (Setyorini 2005).

Hasil analisis ragam menunjukkan bahwa perlakuan sistem

pengelolaan air dan dosis pemupukan tidak memberikan pengaruh nyata

terhadap kandungan bahan organik selama masa pertumbuhan padi, begitu

juga interaksi keduanya. Namun, antara bahan organik dengan perlakuan

penggenangan secara mandiri, menunjukkan adanya pengaruh yang

signifikan pada fase 43 HST, 65 HST dan setelah panen. hal ini

menunjukkan bahwa perlakuan pengairan selama satu periode tanaman

padi berpengaruh terhadap kandungan bahan organik didalam tanah mulai

43 HST hingga setelah panen berlangsung. Hasil uji lanjutan menunjukkan

ada beda nyata antar perlakuan hanya pada 65 HST (Lampiran 11 dan

Lampiran 13). Histogram kandungan bahan organik dapat dilihat pada

gambar 9 dimana kandungan bahan organik tertinggi ada pada perlakuan

I2P3, dan terendah pada perlakuan I1P3. Pada perlakuan yang sama, yaitu

P3 kandungan bahan organik berbeda. Hal ini diduga disebabkan adanya

pengaruh faktor pengairan, dimana pada saat pengaturan penggenangan air

pada perlakuan sistem SRI, bahan organik ikut terbuang sehingga

persentase kandungan bahan organiknya lebih rendah dari pada perlakuan

I2 (Sistem pengelolaan air konvensional) yang tidak dilakukan pengaturan

penggenangan. Diduga, terdapat hubungan antara emisi harian masing-

masing fase tumbuh tanaman padi dengan kandungan bahan organik tanah.


commit to user

48

Gambar 9 Hubungan emisi Metan dengan kandungan Bahan Organik

Keterangan : Angka-angka yang diikuti oleh huruf kecil yang sama pada kolom

yang sama menunjukkan tidak berbeda nyata menurut uji DMRT 5%



Bahan organik yang ditambahkan sangat menentukan pembentukan

metan disawah. Pernyataan ini sesuai dengan hasil penelitian Wihardjaka

(2001) dengan menggunakan beberapa jenis bahan organik pada tanah

sawah. Kandungan bahan organik pada penelitian ini berada pada kisaran

0,1% hingga 0,2% (Lihat Lampiran 9). Meskipun telah dilakukan

0,12

0,125

0,13

0,135

0,14

0,145

0,15

0

20

40

60

80


Per

sen

Bah

an

Org

anik

(%

)

Em

isi G

as M

etan

(mgC

H4/h

a/H

ari) 22 HST

0,1080,1100,1120,1140,1160,1180,120

0

50

100

150

200

250


Per

sen

Bah

an

Org

anik

(%

)

Em

isi G

as M

etan

(mgC

H4/h

a/H

ari)

43 HST

0,100

0,105

0,110

0,115

0,120

0

20

40

60


Per

sen

Bah

an

Org

anik

(%

)

Em

isi G

as M

etan

(mg

CH

4/h

a/H

ari) 65 HST

0,100

0,110

0,120

0,130

0

10

20

30


Per

sen

Bah

an

Org

anik

(%

)

Em

isi G

as M

etan

(mg

CH

4/h

a/H

ari) 7 Hari Setelah Panen

Kandungan Bahan Organik (%) Emisi CH4


commit to user

49

penambahan pupuk organik pada fase sebelum tanam, kenaikan

kandungan bahan organik dalam tanah tidak menunjukkan peningkatan

yang tinggi (Lihat gambar 9). Sanchez (1976) dalam Subowo (2010)

mengatakan bahwa rendahnya kandungan bahan organik tanah tropika

disebabkan oleh temperatur yang tinggi dan capatnya laju dekomposisi.

Menurut Hartatik dan Widowati (2006), pupuk kandang sapi tergolong

pupuk kandang yang proses perombakannya lambat. Nisbah C/N pupuk

kandang sapi yaitu kurang dari 40 tergolong cukup tinggi. Hal ini

menghambat penggunaan langsung ke lahan pertanian karena akan

menekan pertumbuhan tanaman utama. Penekanan pertumbuhan terjadi

karena mikroba dekomposer akan menggunakan N yang tersedia untuk

mendekomposisi bahan organik tersebut sehingga tanaman utama akan

kekurangan N. Untuk memaksimalkan penggunaan pupuk kandang sapi

harus dilakukan pengomposan agar menjadi pupuk kandang sapi dengan

nisbah C/N di bawah 20.

Penelitian Sculz et al. (1989) dalam Setyanto dan Prihasto (2004)

menyebutkan bahwa penambahan pupuk yang sudah menjadi kompos

(terhumifikasi) tidak memberi emisi yang tinggi. Jadi, bahan pembentuk

yang sedikit, penambahan pupuk organik yang telah dikomposkan, serta

kondisi penggenangan tanah sawah merupakan faktor yang mempengaruhi

rendahnya emisi metan pada penelitian ini. Hal ini juga berkaitan dengan

aktifitas mikroorganisme khususnya bakteri metanogen untuk

menghasilkan gas metan. Semakin rendah kandungan bahan organik tanah,

aktivitas mikroorganisme semakin sedikit. Selain itu pupuk kandang yang

telah dikomposkan juga menyebabkan aktifitas mikroorganisme dan

populasi bakteri metanogen dalam tanah lebih sedikit. Hal ini sesuai

dengan pernyataan Wihardjaka dan Abdurachman (2007) bahwa

pemberian bahan organik dengan nisbah C/N rendah diprediksi lebih

menguntungkan dalam meningkatkan hasil tanaman dan menurunkan

emisi gas metan.


commit to user

50

Hasil uji korelasi (Pearson Correlation) menunjukkan adanya

korelasi negatif antara kandungan bahan organik dengan emisi harian gas

metan pada masing-masing fase (Lihat Lampiran 12). Pada fase 22 HST,

korelasi negatif antara kandungan bahan organik dengan emisi hariannya

ditunjukkan dengan nilai r= -0.653**

pada P value (0,01<P>0,05) (Lihat

Lampiran 12). Hal tersebut dapat diartikan bahwa pada setiap kenaikan

emisi harian gas metan pada fase 22 HST ini, akan diikuti dengan

penurunan persentase kandungan bahan organik, yang ditunjukkan dengan

tingkat kekeratan yang tinggi. Berbeda dengan hasil uji korelasi pada 43

HST. pada fase 43 HST, diperoleh korelasi positif antara kandungan bahan

organik dengan emisi hariannya ditunjukkan dengan nilai r= 0,150 pada P

value >0,05 (Lihat Lampiran 12). Hal tersebut dapat diartikan bahwa pada

setiap kenaikan emisi harian gas metan pada fase 43 HST ini, akan diikuti

dengan kenaikan persentase kandungan bahan organik. Akan tetapi,

kenaikan emisi tidak selalu diikuti oleh kenaikan kandungan bahan

organik yang ditunjukkan dengan tingkat kekeratan yang rendah. Kenaikan

bahan organik pada fase 43 HST berkaitan dengan penambahan pupuk

organik yang diduga mulai terdekomposisi sempurna pada fase 43 HST

sehingga meningkatkan persentase kandungan bahan organik. Pada fase 65

HST, kembali terjadi penuruan persentase kandungan bahan organik yang

diduga telah berkurang akibat adanya transformasi karbon menjadi gas

metan yang meningkat pada fase sebelumnya. Pada fase 65 HST diperoleh

hubungan korelasi negatif antara kandungan bahan organik dengan emisi

harian gas metan yang ditunjukkan dengan nilai r= -0,302 pada P-value

>0,05 dengan tingkat kekeratan yang rendah (Lihat Lampiran 12).

2. Hubungan Emisi Gas Metan dengan Eh Tanah

Berdasarkan analisis ragam terhadap potensial redoks tanah fase 22

HST, 43 HST, 65 HST dan setelah panen menunjukkan bahwa sistem

pengelolaan air (I) dan pemberian dosis pupuk (P) serta interaksi ketiganya

ataupun pengaruh perlakuan secara mandiri tidak memberikan pengaruh

nyata terhadap potensial redoks tanah (Lampiran 11 dan Lampiran 13).


commit to user

51

Gambar 10 Hubungan emisi Metan dengan Eh Tanah

Keterangan : Angka-angka yang diikuti oleh huruf kecil yang sama pada kolom

yang sama menunjukkan tidak berbeda nyata menurut uji DMRT 5%

I1: Sistem pengelolaan air SRI P1: Dosis pupuk petani setempat I2: Sistem pengelolaan air konvensional P2: dosis pupuk permentan


Gambar 10 menunjukkan bahwa pada penelitian ini nilai Eh pada

fase pertumbuhan padi berkisar antara 0 hingga 80 mV (Lihat lampiran 9).

Nilai Eh yang tinggi dan positif menunjukkan kondisi oksidatif, sebaliknya

nilai Eh yang rendah bahkan negatif menunjukkan kondisi reduktif.

Semakin kaya oksigen dalam tanah, semakin lama CH4 terbentuk dalam

tanah (Setyanto 2004). Menurut Yu et.al. (2001), rentang nilai tanah

0,0

20,0

40,0

60,0

80,0

0

20

40

60

80


Pote

nsi

al R

eduksi

(Eh

)

Em

isi G

as M

etan

(mg

CH

4/h

a/H

ari) 22 HST

0,0

20,0

40,0

60,0

80,0

100,0

0

50

100

150

200

250

I1P1 I1P2 I1P3 I2P1 I2P2 I2P3 Pote

nsi

al R

eduksi

(Eh

)

Em

isi G

as M

etan

(mg

CH

4/h

a/H

ari) 43 HST

60,065,070,075,080,085,0

0

20

40

60


nsi

al R

edu

ksi

(Eh

)

Em

isi G

as M

etan

(mg

CH

4/h

a/H

ari) 65 HST

70,0

75,0

80,0

85,0

0

10

20

30


nsi

al R

edu

ksi

(Eh

)

Em

isi G

as M

etan

(mg

CH

4/h

a/H

ari)

7 Hari Setelah Panen

Potensial Reduksi (Eh) Emisi CH4


commit to user

52

potensial redoks dimana emisi metan rendah adalah berbeda untuk tanah

yang berbeda, akan tetapi itu terletak antara +120 dan -170 mV. Ini adalah

berbagai macam potensial redoks yang memungkinkan praktek bidang

manajemen untuk meminimalkan emisi metan dari ekosistem lahan basah

(Yu et al. 2001).

Potensial redoks (Eh) pada fase 43 HST dan 65 HST lebih tinggi

dibandingkan potensial redoks pada fase 22 HST, hal tersebut karena

bahan organik yang bersifat slow release, sehingga karbon organik yang

dilepaskan saat 22 HST lebih rendah dari fase 43 HST dan 65 HST. hal ini

sesuai dengan pendapat Hou et al. (2000), bahwa Eh tanah akan rendah

jika tersedia karbon organik tanah dalam jumlah yang cukup. Jadi, dapat

disimpulkan bahwa apabila bahan organik yang tersedia tergolong sangat

rendah, Eh tanah akan berubah sebaliknya. Yaitu menjadi lebih tinggi atau

semakin oksidatif. Pada Gambar juga terlihat bahwa sistem pengelolaan

air/penggenangan berpengaruh terhadap nilai Eh. Tanpa adanya

penggenangan tersebut menyebabkan meningkatnya potensial redoks

karena saat sawah dikeringkan pada pengairan berselang, oksigen akan

terdifusi dengan cepat ke dalam tanah dan Eh tanah meningkat sehingga

dekomposisi aerobik lebih dominan (Suharsih et al. 1999).

Fluks emisi metan pada Gambar terlihat mengalami penurunan

yang cukup signifikan. Fluks metan mengalami penurunan pada saat

menjelang panen dan setelah panen. Hal ini disebabkan oleh perubahan

kondisi tanah yang sebelumnya tergenang menjadi kering. Kondisi ini

menyebabkan popolasi bakteri metanogen menurun, karena bakteri

metanogen akan secara optimal menghasilkan metan pada kondisi anaerob

(Neue dan Roger 1994). Hasil uji korelasi (Pearson Corellation) juga

menunjukkan adanya korelasi negatif antara nilai Eh dengan emisi harian

gas metan (Lihat Lampiran 12). Secara berturut-turut, nilai r antara Eh

dengan emisi harian gas metan pada P-value >0,05 adalah fase 22 HST r=

-0.211; fase 43 HST r= -0.001; fase 65 HST r= -0.119 dan fase setelah

panen r= -0.210. nilai tersebut dapat diartikan bahwa setiap penurunan


commit to user

53

nilai Eh tanah, maka akan diikuti oleh kenaikan emisi harian gas metan.

Akan tetapi, penurunan Eh tidak selalu diikuti kenaikan emisi haria gas

metan. Hal tersebut ditunjukkan dengan tingkat keeratan yang rendah.

3. Hubungan Emisi Gas Metan dengan pH Tanah

pH tanah mempengaruhi kelarutan unsur-unsur yang mempunyai

keseimbangan dengan fase padat, misalnya kelarutan Al, Ca, P, Fe dll. PH

juga mempengaruhi aktivitas biologi dalam tanah. Dalam hal ini,

kaitannya dengan emisi metan adalah aktivitas bakteri matanogen. Bakteri

metanogen hidup pada pH antara 6-8 (Conrad 1996). Sedangkan padi

tumbuh ideal pada pH 6-7. Hasil uji F pada data pH yang diamati selama

satu periode tumbuh padi (Lihat Lampiran 9) menunjukkan ada pengaruh

yang signifikan antar perlakuan pada 22 HST dan 43 HST.

Hasil uji F pH tanah pada fase 22 HST menunjukkan bahwa

perlakuan sistem pengelolaan air, ulangan dan interaksi antara sistem

pengelolaan air dan dosis pupuk memberikan pengaruh yang nyata

terhadap kandungan pH tanah 22 HST (Lihat Lampiran 13). Setelah di uji

korelasi, tenyata terdapat korelasi negatif antara pH tanah 22 HST ini

dengan emisi harian gas metan dan nilai Eh. Korelasi negatif tersebut

ditunjukkan dengan nilai r= -0,243 dan r= -0,106 pada P-value >0,05

dengan tingkat keeratan yang rendah. Hal tersebut menunjukkan bahwa

kenaikan pH tanah pada fase 22 HST ini akan diikuti dengan penurunan

emisi harian gas metan dan Eh tanah semakin reduktif. Akan tetapi,

kenaikan pH tanah tidak selalu diikuti dengan penurunan emisi harian gas

metan dan penurunan nilai Eh.

Hasil uji F pH tanah pada fase 43 HST menunjukkan bahwa

perlakuan sistem pengelolaan air memberikan pengaruh yang nyata

terhadap kandungan pH tanah 43 HST (Lihat Lampiran 11 dan Lampiran

13). PH tertinggi adalah pada perlakuan I1P2 dan I1P3 dengan nilai pH

tanah 6,3. Hasil uji korelasi (Pearson Corellation) adanya korelasi negatif

dengan Eh tanah yang ditunjukkan dengan nilai r= -0,039 pada P-value


commit to user

54

>0,05. Pada penelitian kali ini, penggunaan sistem pengairan SRI ternyata

cenderung lebih mampu membuat nilai pH tanah pada fase 22 HST dan 43

HST lebih tinggi dan medekati netral. Hal itu menunjukkan bahwa

penggenangan air secara berselang cenderung lebih baik dalam

meningkatkan pH tanah menjadi netral dibandingkan dengan pengelolaan

air secara konvensional, atau terus-menerus digenangi.

Gambar 11 Hubungan emisi Metan dengan pH Tanah

Keterangan : Angka-angka yang diikuti oleh huruf kecil yang sama pada kolom yang sama menunjukkan tidak berbeda nyata menurut uji DMRT 5%



5,0

5,5

6,0

6,5

0

20

40

60

80


pH

Tan

ah

Em

isi G

as M

etan

(mg

CH

4/h

a/H

ari)

22 HST

5,0

5,5

6,0

6,5

0

50

100

150

200

250


pH

Tan

ah

Em

isi G

as M

etan

(mg

CH

4/h

a/H

ari)

43 HST

5,0

5,5

6,0

6,5

0

20

40

60


pH

Tan

ah

Em

isi

Gas

Met

an

(mgC

H4/h

a/H

ari)

65 HST

6,6

6,8

7,0

7,2

0

10

20

30


pH

Tan

ah

Em

isi G

as M

etan

(mgC

H4/h

a/H

ari)

7 Hari Setelah Panen

pH Tanah Emisi CH4


commit to user

55

Penggunaan tanah secara kontinyu tidak menyebabkan reaksi tanah

menjadi semakin masam. Hal ini berkaitan dengan sifat kimia-fisik tanah

tergenang, dimana penggenangan menyebabkan terjadinya konvergensi

pH tanah menuju netral. Seperti terlihat pada Gambar 11. pH tanah tiap

fase menunjukkan range pH antara 5,6-7,2 (agak masam-netral).

Berdasarkan analisis ragam diketahui bahwa perlakuan tidak memberikan

pengaruh yang nyata terhadap pH tanah baik pada pengukuran tanah fase

22 HST, 43 HST, 65 HST dan setelah panen.

Dari data pH tanah pada saat awal masa tanam 22 HST tanah

dalam keadaan masam karena memiliki pH kurang dari 6,5 (Lampiran 9).

pada pengambilan kedua saat 43 HST beberapa perlakuan yang

mengalami penurunan pH, proses perubahan pH ini terjadi akibat aktivitas

mikroorganisme dalam tanah yang melakukan perombakan bahan organik

tanah secara fermentasi. Proses tersebut kemudian menghasilkan

akumulasi CO2 dan H+ yang bereaksi dengan air. Pada fase 65 HST dan

setelah panen perlakuan juga tidak berpengaruh nyata terhadap nilai pH

yang dihasilkan, akan tetapi pH pada tanah sawah tersebut mengalami

kenaikan mendekati pH 7,0 hal ini lebih dikarenakan karena proses

penggenangan. Menurut Ponnamperuma (1966) dalam Balingtan (2007)

selama beberapa minggu setelah penggenangan, pH pada tanah masam

akan meningkat dan pada tanah alkali akan menurun. Dengan demikian,

umumnya pH tanah mineral baik pada tanah masam maupun alkali

akhirnya menjadi netral setelah penggenangan. Berdasarkan uji korelasi

diketahui bahwa pH fase 65 HST dan setelah panen berkorelasi negatif

(Lampiran 12). Hal ini menunjukkan seiring meningkatnya kemasaman

tanah maka akan diikuti pula peningkatan emisi gas metan pada lahan

sawah.

E. Pengaruh Perlakuan Terhadap Hasil Tanaman

1. Tinggi Tanaman

Berdasarkan hasil uji F pada tinggi tanaman menunjukkan bahwa

kombinasi perlakuan sistem pengelolaan air dan rekomendasi dosis


commit to user

56

pupuk berpengaruh nyata (0,01<P>0,05) terhadap tinggi tanaman

(Lampiran 11 dan Lampiran 13). Rerata hasil pengamatan tinggi tanaman

pada saat padi siap dipanen disajikan pada gambar 12 berikut ini.

Gambar 12 Pengaruh Perlakuan Terhadap Tinggi Tanaman

Keterangan : Angka-angka yang diikuti oleh huruf kecil yang sama pada

kolom yang sama menunjukkan tidak berbeda nyata menurut uji DMRT 5%.




Berdasarkan Gambar 12 dapat diketahui bahwa pertumbuhan

tanaman padi tertinggi pada perlakuan I2P1 (Kombinasi sistem

pengelolaan air metode konvensional dan dosis rekomendasi petani

setempat) sebesar 86,91 cm. Sedangkan pertumbuhan terendah pada

perlakuan I2P3 (Kombinasi sistem pengelolaan air metode konvensional

dan dosis rekomendasi hasil uji tanah) sebesar 75,53 cm. Pertumbuhan

tanaman padi tertinggi disebabkan dosis pupuk yang diberikan dapat

diserap dengan baik oleh tanaman sehingga dapat dimanfaatkan untuk

meningkatkan pertumbuhan awal. hasil uji korelasi, terdapat korelasi

positif yang sangat nyata (r=0,594**) antara tinggi tanaman dengan

perlakuan dosis pupuk (Lampiran 12). Sehingga semakin tinggi dosis

pupuk yang diberikan, maka semakin tinggi pula tinggi tanaman. Dalam

hal ini, dosis tertinggi yang di berikan adalah pada perlakuan P1 (dosis

pupuk petani). Sutardi (2004) mengemukakan bahwa, Nitrogen berperan

dalam penyusunan protein sebagai bahan pembentukan sel tanaman.

65,00

70,00

75,00

80,00

85,00

90,00


83,52bc

75,63a78,29ab

86,91c

77,70ab75,53a

Rerata

Tin

ggi T

an

man

(cm

)

PERLAKUAN


commit to user

57

Dengan semakin cepatnya laju pembelahan sel, pemanjangan sel, dan

pembentukan sel baru maka pertumbuhan tanaman juga akan berjalan

cepat. Namun, kelebihan unsur N dalam tanah dapat meracuni tanaman.

2. Jumlah anakan produktif

Anakan produktif adalah anakan yang menghasilkan organ

reproduktif berupa malai. Perkembangan fase generatif dipengaruhi oleh

unsur N yang dibutuhkan untuk pengisian bulir (Dobermann dan Fairhust

2000). Menurut Guritno dan Sitompul (1995), anakan produktif

merupakan salah satu indikator pertumbuhan dan merupakan data

penunjang untuk menjelaskan proses pertumbuhan yang terjadi. Hasil

rerata yang diperoleh dari hasil pengamatan dilapang (Lihat Lampiran 10),

rerata tinggi tanaman pada masing-masing perlakuan adalah I1P1 12,2 cm;

I1P2 10,1 cm; I1P3 11,4 cm; I2P1 9,2 cm; I2P2 9,8 cm dan I2P3 9,7 cm.

Berdasarkan uji F pada P-value >0,05 menunjukkan bahwa perlakuan

dosis pemupukan (P) dan interaksi keduanya tidak menunjukkan pengaruh

yang nyata. Akan tetapi perlakuan Sistem pengelolaan air (I) menunjukkan

pengaruh yang nyata terhadap jumlah anakan produktif, sehingga

dilanjutkan ke uji DMRT.

Gambar 13 Pengaruh Perlakuan Terhadap Jumlah anakan Produktif Keterangan : Angka-angka yang diikuti oleh huruf kecil yang sama pada


uji DMRT 5%. I1: Sistem pengelolaan air SRI P1: Dosis pupuk petani setempat



0,0

5,0

10,0

15,0


12,2b10,1ab

11,4ab9,2a 9,8ab 9,7a

RE

RA

TA

JU

ML

AH

AN

AK

AN

PR

OD

UK

TIF

PERLAKUAN


commit to user

58

Hasil uji DMRT taraf 5% menunjukkan bahwa kombinasi

perlakuan sistem pengelolaan air dengan dosis pemupukan berpengaruh

nyata terhadap tinggi tanaman padi (Lampiran 11 dan Lampiran 13). Pada

Gambar 15 dapat dilihat bahwa rerata jumlah anakan padi pada sistem

pengairan SRI (I1) yang intermittent lebih tinggi daripada rerata jumlah

anakan padi pada sistem pengelolaan air secara konvensional (I2). Hal ini

terjadi karena pada sistem pengelolaan air secara konvensional atau selalu

tergenang justru menekan pertumbuhan anakan. Sedangkan pada sistem

pengeloaan air secara SRI, memberikan kesempatan atau ruang untuk

pertumbuhan anakan pada saat tidak ada penggenangan. Anakan padi

berkurang pada fase reproduktif dikarenakan persaingan dalam

memperoleh unsur hara yang pada fase ini dominan digunakan untuk

pembentukkan malai dan pengisian biji, persaingan penyinaran

menyebabkan anakan yang lebih kecil dan lemah mati (Vergara, 1970

dalam Farhan, 1999). Pada sistem pengelolaan air konvensional, unsur

hara akan lebih banyak tercuci daripada digunakan oleh tanaman sehingga

lebih sedikit yang dapat dimanfaatkan. Berdasarkan uji korelasi juga

terdapat korelasi yang positif antara jumlah anakan dengan emisi total gas

metan dalam satu musim tanam. Hal ini menunjukkan bahwa semakin

banyak jumlah anakan produktif, maka semakin banyak menghasilkan

emisi gas metan.

3. Bobot Gabah Kering Panen

Bobot kering panen merupakan hasil timbangan biji padi yang telah

dipisahkan dengan malainya. Berdasarkan hasil analisis sidik ragam

terhadap berat gabah kering panen, diketahui bahwa perlakuan sistem

pengelolaan air (I) dan dosis pemupukan (P) tidak berpengaruh nyata.

Begitu juga kombinasi keduanya. Dari hasil perhitungan, diketahui bahwa

perlakuan I1P1 menghasilkan gabah kering panen tertinggi yaitu 2,91

Ton/ha. Hasil terendah dihasilkan oleh perlakuan I2P2 dengan bobot yang

tidak terlalu jauh dari bobot tertinggi yaitu 2,31 Ton/ha. Pada histogram

Gambar 16 dapat dilihat bahwa gabah kering panen perlakuan dengan


commit to user

59

sistem pengelolaan air secara SRI memiliki rerata yang lebih tinggi

dibanding dengan perlakuan sistem pengelolaan air secara konvensional

(I2). Berdasarkan uji korelasi antara bobot gabah kering panen dengan

jumlah anakan produktif, memang terdapat korelasi positif (r=0,073).

Sehingga semakin banyak jumlah anakan produktif, maka akan semakin

tinggi pula bobot gabah kering panen yang dihasilkan. Pengaruh perlakuan

terhadap berat gabah kering panen disajikan pada Gambar 14 berikut ini.

Gambar 14 Pengaruh Perlakuan Bobot Gabah Kering Panen



uji DMRT 5%. I1: Sistem pengelolaan air SRI P1: Dosis pupuk petani setempat



Hasil penelitian ini, menunjukkan bobot gabah kering panen yang

rendah jika dibandingkan dengan hasil padi dari varietas yang sama pada

spesifikasi varietas (Lihat Lampiran 4) dimana hasil padi bisa mencapai 5

ton/ha. Hal ini disebabkan oleh rendahnya hara dan adanya serangan hama

wereng. Selain itu, menurut Kurniadiningsih (2012) penurunan produksi

pertanian tidak hanya ditentukan oleh hal-hal tersebut. Namun, perilaku

usaha tani mengenai pengelolaan lahan (tanah, air dan tanaman) juga

sangat menetukan. Disamping itu, terjadinya penurunan kualitas struktur

dan tekstur tanah yang sekaligus mempengaruhi aktifitas biologi tanah dan

terancam terjadinya degradasi biodiversitas, dari yang kompleks menjadi

lebih sederhana akibat kandungan bahan organik yang dikandung tanah

0,00

1,00

2,00

3,00


2,91a2,59a 2,66a

2,31a2,15a

2,41a

Ra

ta-r

ata

Bob

ot

GK

P

(Ton

/ha)

Perlakuan


commit to user

60

sangat kurang karena perlakuan terhadap lahan kurang memperhatikan

kaidah-kaidah ekologis, misalnya seperti penggunaan bahan kimia secara

berlebihan.

4. Bobot Gabah Kering Giling

Pengaruh perlakuan terhadap berat gabah kering giling disajikan

pada Gambar 15 berikut ini.

Gambar 15 Pengaruh Perlakuan Terhadap Bobot Gabah Kering Giling


kolom yang sama menunjukkan tidak berbeda nyata menurut uji DMRT 5%.



Tidak berbeda dengan bobot kering panen padi, proses

pengeringan yang dilakukan ternyata tidak banyak mengurangi bobot

gabah. Hal ini terjadi karena padi saat dipanen memang sebagian besar

telah mengering hingga seluruh batang karena terserang wereng.

Berdasarkan hasil analisis sidik ragam terhadap berat gabah kering panen,

diketahui bahwa perlakuan sistem pengelolaan air (I) dan dosis pemupukan

(P) tidak berpengaruh nyata. Begitu juga kombinasi keduanya. Dari hasil

perhitungan, diketahui bahwa perlakuan I1P1 menghasilkan gabah kering

panen tertinggi yaitu 2,85 Kg/ha. Menurut Setyanto (2004), lahan sawah

yang intensif ditanami padi cenderung mengalami kahat S sehingga

tanggap tanaman padi pada pemberian pupuk ZA lebih baik dibanding

0,00

0,50

1,00

1,50

2,00

2,50

3,00


2,85a2,52a 2,61a

2,25a 2,08a2,36a

Bob

ot

Gab

ah

Kerin

g

Gil

ing

(Kg/h

a)

PERLAKUAN


commit to user

61

urea tabur. Hasil terendah dihasilkan oleh perlakuan I2P2 dengan bobot

yang tidak terlalu jauh dari bobot tertinggi yaitu 2,08 Kg/ha. Pada

histogram Gambar 15 dapat dilihat bahwa gabah kering panen perlakuan

dengan sistem pengelolaan air secara SRI memiliki rerata yang lebih tinggi

dibanding dengan perlakuan sistem pengelolaan air secara konvensional

(I2). Terdapat korelasi positif yang sangat nyata antara bobot gabah kering

giling dengan bobot gabah kering panen (r=0,999**) dan dengan jumlah

anakan produktif (r=0,073). Dapat disimpulkan bahwa semakin banyak

batang padi yang menghasilkan malai dan gabah berisi maka semakin

banyak atau berat gabah yang dihasilkan (Kasniari dan Supadma 2007).


commit to user

V. KESIMPULAN DAN SARAN

A. Kesimpulan

1. Sistem pengairan secara mandiri hanya berpengaruh dalam menurunkan

emisi gas metan pada fase 22 HST. Grafik dinamika emisi total CH4 pada

satu periode tanam padi mengalami peningkatan dari awal sebelum tanam

hingga umur padi mencapai 43 HST kemudian mengalami penurunan

hingga menjelang masa panen. Emisi CH4 yang dihasilkan masing-masing

fase pertumbuh padi berada pada kisaran 0-200 mg CH4/m2/Hari.

2. Sistem pengelolaan air System of Rice Intensification (SRI) cenderung

memberikan emisi lebih rendah, tinggi tanaman lebih pendek, jumlah

anakan produktif lebih banyak dan bobot gabah lebih tinggi sehingga

cenderung lebih mampu menekan emisi gas metan dalam penanaman padi

selama satu musim tanam dibandingkan dengan sistem pengelolaan air

secara konvensional.

3. Dosis pemupukan petani, rekomendasi permentan dan rekomendasi pupuk

hasil uji tanah secara mandiri tidak berpengaruh terhadap emisi gas metan.

4. Penggunaan sistem pengelolaan air SRI dan dosis pemupukan hasil uji

menghasilkan emisi total gas metan sebesar 431,212 kgCH4/ha/MT

dimana dinamika emisi gas metan rendah dan cenderung terlihat tidak

terlalu fluktuatif dalam perhitungan satu musim tanam karena dengan

tinggi tanaman paling rendah, jumlah anakan relatif tinggi dan bobot

gabah yang relatif tinggi.

B. Saran

1. Perlu dilakukan penelitian lanjutan mengenai hama dan penyakit, kondisi

biologis tanah, mikroorganisme pelaku utama dalam pembentukan gas

metan dan variasi dosis pupuk ZA sebagai masukan pupuk anorganik yang

mampu menekan emisi gas metan lebih banyak daripada urea.

2. Perlu dilakukan penelitian lanjutan mengenai dampak penggunaan sistem

pengelolaan air dan dosis pemupukan terhadap emisi gas rumah kaca lain,

seperti N2O, CO2 dll.

skripsi dinamika emisi metan (ch4) pada lahan padi …/dinamika...perpustakaan.uns.ac.id...

Documents