13 6
Pupuk Dampak dari penggunaan pupuk terhadap emisi CH
4
tergantung pada tingkat, tipe dan metode aplikasi penggunaan. Penggunaan pupuk urea meningkatkan fluks CH
4
selama musim pertumbuhan yang kemungkinan disebabkan oleh peningkatan pH tanah yang diikuti hidrolisis
urea dan penurunan potensial redoks, yang dapat menstimulasi aktivitas metanogen Wang et al. 1993 diacu dalam Dubey 2005. Penggunaan pupuk urea tablet sebagai pengganti urea dapat
mengurangi emisi metana dalam jangka pendek. Dalam jangka panjang, penggunaan pupuk sulfit ammonium [NH
4
]
2
SO
4
akan mengurangi emisi metana yang lebih banyak Irmansyah, 2004.
2.4.3 Dinitro Oksida N
2
O
Batjes dan Bridges 1992 dalam reviewnya menyatakan terdapat beberapa faktor lingkungan dan faktor budidaya pertanian yang mempengaruhi proses biologis pada mikroorganisme tanah penghasil
emisi N
2
O Tabel 2. Faktor lingkungan yang dapat mempengaruhi emisi N
2
O dari tanah meliputi : temperatur tanah, kelembaban tanah dan status aerasi tanah, struktur, tekstur, porositas dan
presipitasiirigasi, pH, kandungan bahan organik dan tipe tanah. Sedangkan faktor budidaya pertanian dan manajemen pengolahan yang dapat mempengaruhi emisi N
2
O dari tanah meliputi : pupuk tipe, tingkatdosis, teknik aplikasi, waktu, praktek penanamanbudidaya pembajakan, irigasi, drainase
dan pemilahan tanaman. Semua faktor tersebut sangat bervariasi baik di tingkat lokal, regional maupun global karena faktor iklim dan kondisi tanah sangat bervariasi dalam waktu dan tempat.
Tabel 2. Faktor kunci yang mempengaruhi emisi N
2
O dari tanah Manajemen pengolahan
Faktor Lingkungan Tipe pupuk
Temperatur Tingkat aplikasi
Presipitasi Teknik aplikasi
Kelembaban tanah Waktu aplikasi
Kandungan C organik Praktek pembajakan
Ketersediaan oksigen Penggunaan bahan kimia lain
Porositas Rotasi tanaman
pH Irigasi
Freeze and thaw cycle Residu N dan C dari tanaman dan pupuk
Mikroorganisme Sumber : Batjes dan Bridges 1992 diadaptasi setelah Eichner 1990
Sementara itu, menurut Pathak 1999, beberapa faktor yang mempengaruhi emisi dinitro oksida dari tanah adalah :
1 Kelembaban tanah
Kandungan air tanah dapat secara langsung maupun tidak langsung mempengaruhi proses denitrifikasi dengan cara : 1 menyediakan kondisi yang mendukung untuk pertumbuhan dan
aktivitas mikroorganisme; 2 menghambat supply O
2
dengan cara memenuhi pori-pori tanah; 3 membebaskan substrat C dan N tersedia selama siklus pelembaban dan pengeringan; dan 4
14 menyediakan media difusi dimana substrat dan produk dapat masuk dan keluar dari
mikroorganisme tanah. Aulakh et al., 1992 diacu dalam Pathak, 1999. Secara umum, pembebasan N
2
O ke atmosfer dapat ditingkatkan melalui alternatif dry-wet cycles
. Pembasahan wetting meningkatkan mineralisasi bahan organik dalam proses nitrifikasi, dan membentuk kondisi anaerobik yang dibutuhkan dalam proses denitrifikasi. Di bawah kondisi
tersebut, produksi N
2
O kemungkinan melebihi reduksi N
2
O menjadi N
2
; curah hujan yang terjadi berikutnya akan menurunkan peak N
2
O secara umum Batjes dan Bridges, 1992. 2
Oksigen Beberapa hasil penelitian menunjukkan N
2
O yang dihasilkan dalam proses denitrifikasi berbanding terbalik dengan konsentrasi O
2
terlarut. Hal ini dikarenakan oksigen diperkirakan menjadi inhibitor dari enzim nitrat reduktase sehingga dapat menekan proses denitrifikasi oleh
mikroorganisme Batjes dan Bridges, 1992; Pathak, 1999. 3
pH tanah pH optimum untuk emisi N
2
O melalui denitrifikasi bervariasi menurut spesies dan umur organisme serta konsentrasi NO
3
, akan tetapi sebagian besar denitrifier mempunyai pH optimum untuk pertumbuhan diantara 6 dan 8. Keasaman tanah mempunyai kemungkinan mengatur emisi
N
2
O melalui berbagai mekanisme Pathak, 1999; 3.1
Peningkatan keasaman tanah dapat menurunkan tingkat dekomposisi bahan organik tanah sehingga ketersediaan N sebagai substrat dalam pembentukan N
2
O menurun. 3.2
Keasaman tanah yang tinggi secara langsung dapat mengurangi nitrifikasi dan denitrifikasi. 3.3
Pengasaman dapat menghambat N
2
O reduktase sehingga dalam proses denitrifikasi akan lebih banyak dihasilkan N
2
O dibandingkan N
2
. 3.4
Penurunan pH dapat mengurangi ketersediaan molybdenum yang dapat mengurangi sintesis NO
3
reduktanse, yaitu enzim molybdo-protein. 3.5
Dengan penurunan pH, pembentukan N
2
O melalui reduksi NO
3
akan menjadi toksik dan pelarutan alumunium atau mangan kemungkinan menyebabkan efek toksisitas.
4 Tekstur tanah
Pengaruh tekstur tanah terhadap emisi gas N
2
O kemungkinan merupakan hasil dari variasi fisik antara proporsi udara dan air. Chaterpaul et al. 1980 diacu dalam Pathak 1999
melaporkan bahwa tingkat emisi N
2
O lebih besar pada tekstur tanah yang halus. 5
Temperatur Temperatur merupakan salah satu faktor penting yang mempengaruhi proses emisi N
2
O. Hasil penelitian Yunshe et al. 2000 menunjukkan adanya peningkatan fluks N
2
O pada temperatur tanah yang lebih tinggi. Menurut Batjes dan Bridges 1992, pH dan aerasi tanah lebih
mempengaruhi besarnya variasi emisi N
2
O dibandingkan temperatur. 6
Aplikasi pemupukan Produksi N
2
O dari tanah selama proses denitrifikasi dan nitrifikasi meningkat dengan adanya pemupukan N. Jenis pupuk N yang digunakan mempengaruhi besarnya emisi N
2
O yang
15 dihasilkan. Emisi N
2
O lebih banyak dengan adanya aplikasi urea, kemudian diikuti dengan pupuk ammonium sulfat dan nitrat Bremner dan Blackmer, 1978; Mosier et al., 1986 diacu dalam
Pathak, 1999. 7
Pupuk organik Denitrifier dan nitrifier menggunakan kandungan C organik sebagai elektron donor untuk
energi dan sintesis dari konstituen sel. Residu tanaman, pupuk hijau dan pupuk pekarangan dilaporkan dapat meningkatkan denitrifikasi Aulakh et al., 1992 diacu dalam Pathak, 1999.
8 Tanaman
Tanaman berdampak pada emisi N
2
O dengan mempengaruhi kandungan nitrat dan karbon dalam tanah dan tekanan parsial oksigen. Dampak tidak langsung lainnya adalah kemampuan
beberapa tanaman seperti padi, untuk menyediakan O
2
pada rhizospherenya, yang dapat meningkatkan kandungan nitrat melalui peningkatan nitrifikasi Pathak, 1999.
16
III. METODOLOGI PENELITIAN
3.1 Waktu dan Tempat
Penelitian dilaksanakan selama 10 bulan, dimulai pada bulan Mei 2010 sampai bulan Februari 2011. Pengambilan contoh gas dilaksanakan di kebun percobaan jarak pagar milik PT. Indocement
Tunggal Prakarsa, Tbk. Analisis konsentrasi gas dilaksanakan di Lembaga Pusat Penelitian Surfaktan dan Bioenergi SBRC dan Laboratorium
Instrumen Departemen Teknologi Industri Pertanian IPB
.
3.2 Bahan dan Alat
Bahan yang digunakan adalah kompos bungkil jarak pagar, urea, dan slow release urea. Aplikasi
pupuk dilakukan di perkebunan jarak pagar Jatropha curcas L. PT. Indocement Tunggal Prakarsa
Tbk., Cibinong. Gas standar yaitu CO
2
350 ppm, CH
4
50 ppm dan N
2
O 50 ppm disiapkan untuk menghitung konsentrasi gas-gas yang akan diidentifikasi. Peralatan yang digunakan meliputi tabung
penangkap gas, stadler bag untuk menyimpan sampel gas, gas tight syringe 1 mL, vacuum syringe 100 mL, Hoboware Pro alat pengukur temperatur tanah dan udara, radiasi matahari, kadar air tanah
dan curah hujan, termometer, gas kromatografi GC Merk HP seri 5890 yang dilengkapi detector tipe Thermal Conductivity Detector TCD, Flame Ionization Detector FID, dan Electron Capture
Detector ECD. Kolom yang digunakan adalah Agilent Technology HP Plot Q dengan pajang 30 m
dan diameter 0.53 mm dengan ketebalan film 40 µm. Peralatan yang digunakan dalam penelitian dapat dilihat pada Lampiran 1.
3.3 Metode Penelitian
3.3.1 Penelitian Pendahuluan Clearing dan Diurnal Change
Penelitian pendahuluan bertujuan untuk mengetahui perbedaan emisi gas CO
2
, CH
4
dan N
2
O antara siang dan malam Diurnal Change sehingga dapat diketahui waktu emisi mencapai
maksimum. Pada penelitian ini juga dilakukan clearing untuk menentukan posisi tabung penangkap gas. Tahapan pelaksanaan penelitian pendahuluan ini adalah :
1 Aplikasi pupuk
Pemberian pupuk pada tanaman dilakukan sehari setelah pemangkasan. Jenis pupuk yang digunakan dalam penelitian pendahuluan adalah urea. Pemupukan dilakukan dengan
membenamkan pupuk di sekeliling tanaman pada kedalaman ± 10 cm. 2
Pengambilan sampel gas Pengambilan sampel gas untuk clearing dilakukan pada pukul 08.00, 12.00, 16.00 dan 24.00
WIB. Pengambilan sampel gas untuk pengukuran diurnal change dilakukan setiap jam dalam sehari 24 kali pengambilan gas. Gas yang diemisikan tanah ditangkap dengan menggunakan
tabung penangkap gas yang terbuat dari bahan PVC dan tutup tabung yang dilengkapi dengan valve
. Gas diambil ± 10 menit setelah tabung ditutup. Sampel yang ada dalam tabung diambil dengan menggunakan vacuum syringe ukuran 100 mL, kemudian disimpan dalam stadler bag.
