Dampak Letusan Gunung Sinabung Terhadap Kadar Cu, Pb dan B Tanah Di Kabupaten Karo
DAMPAK DEBU VULKANIK LETUSAN GUNUNG SINABUNG TERHADAP KADAR Cu, Pb dan B TANAH DI KABUPATEN KARO
SKRIPSI OLEH: RAJA FORMAN BARASA 060303047 ILMU TANAH
DEPARTEMEN ILMU TANAH FAKULTAS PERTANIA N
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2012
Universitas Sumatera Utara
DAMPAK DEBU VULKANIK LETUSAN GUNUNG SINABUNG TERHADAP KADAR Cu, Pb dan B TANAH DI KABUPATEN KARO
SKRIPSI OLEH: RAJA FORMAN BARASA 060303047 ILMU TANAH Skripsi Sebagai Salah Satu Syarat Untuk Memperoleh Gelar Sarjana Di Departemen Ilmu Tanah Fakultas Pertanian Universitas Sumatera Utara, Medan
DEPARTEMEN ILMU TANAH FAKULTAS PERTANIA N
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2012
Universitas Sumatera Utara
Judul Skripsi
Nama NIM Program Studi Minat Studi
: Dampak Letusan Gunung Sinabung Terhadap Kadar Cu, Pb dan B Tanah Di Kabupaten Karo
: Raja Forman Barasa : 060303047 : Ilmu Tanah : Konservasi Tanah Dan Air
Ketua
Disetujui Oleh : Komisi Pembimbing
Anggota
Prof. Dr. Ir Abdul Rauf, MP NIP. 19590917 198701 1 001
Mariani Sembiring, SP, MP NIP.19740610 200812 2 002
Mengetahui, Ketua Program Studi Agroekoteknologi
Ir. T. Sabrina, M.Agr.Sc, Ph.D NIP. 19640620 198903 2 001
Universitas Sumatera Utara
ABSTRACT Raja Forman Barasa: Impact of Volcanic Ash Eruption Of Mount Sinabung levels of copper, lead, and boron in the district of Tanah Karo. Supervised by prof. Dr. Ir. Abdul Rauf as Chairman of the Commission for Supervising and Mariani Sembiring, SP, MP as a member of the commission supervising. Conducted at six sites Karo with soil sampling. From the results of the study found that the volcanic ash eruption impacted Sinabung increase levels of copper and lead but did not result in increased boron. Levels of copper, lead and boron in the soil due to the volcanic ash does not or has not exceeded the threshold of harm. Keywords: volcanic ash, copper, lead and boron.
Universitas Sumatera Utara
ABSTRAK
Raja Forman Barasa: Dampak Debu Vulkanik Letusan Gunung Sinabung Terhadap Kadar tembaga, timbal, dan boron Tanah di Kabupaten Karo. Dibimbing oleh Prof. Dr. Ir. Abdul Rauf selaku Ketua Komisi Pembimbing dan Mariani Sembiring, SP, MP selaku anggota komisi pembimbing.
Penelitian dilaksanakan di Kabupaten Karo dengan enam lokasi pengambilan contoh tanah. Dari hasil penelitian didapat bahwa debu vulkanik letusan Gunung Sinabung berdampak meningkatkan kadar logam tembaga dan timbal tetapi tidak berdampak pada peningkatan unsur boron. Kadar logam tembaga (0-13.09 ppm), timbal (0-200 ppm) dan boron (2-100 ppm) dalam tanah akibat debu vulkanik tidak atau belum melampaui ambang batas yang membahayakan. Kata kunci: debu vulkanik, tembaga, timbal dan boron.
Universitas Sumatera Utara
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa karena atas berkat dan rahmatNyalah sehingga penulis dapat menyelesaikan usulan penelitian ini.
Adapun judul dari usulan penelitian ini adalah “Dampak Debu Vulkanik Letusan Gunung Sinabung Terhadap Kadar Cu, Pb dan B Tanah Di Kabupaten Karo”, dimana usulan penelitian ini merupakan salah satu syarat untuk dapat melakukan penelitian di Departemen Ilmu Tanah Fakultas Pertanian Universitas Sumatera Utara, Medan.
Pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih kepada Bapak Prof. Dr. Ir. Abdul Rauf, MP selaku ketua komisi pembimbing dan Ibu Mariani Sembiring, SP, MP selaku anggota komisi pembimbing. Dan kepada semua pihak yang yang telah berperan dalam memberikan masukan dalam penyelesaian usulan penelitian ini.
Penulis menyadari bahwa usulan penelitian ini masih jauh dari sempurna, maka dari itu penulis mengharapkan kritik dan saran yang bersifat membangun dalam perbaikan laporan ini agar menjadi lebih baik. Akhir kata penulis mengucapkan terima kasih.
Medan, Maret 2012
Penulis
Universitas Sumatera Utara
RIWAYAT HIDUP Raja Forman Barasa dilahirkan di Sibolga pada tanggal 21 Juli 1986. Anak keempat dari enam bersaudara. Putra dari Ayahanda Maringan Barasa dan Ibunda Serti Nainggolan. Riwayat Pendidikan - SD Negeri 155677 Tapanuli Tengah Tamat Tahun 1999. - SLTP Negeri 2 Sibolga Tamat Tahun 2002. - SMA Negeri 1Sibolga Tamat Tahun 2005. - Memasuki Program Studi Ilmu Tanah Fakultas Pertanian Universitas Sumatera Utara Medan melalui jalur SPMB pada tahun 2006 Aktivitas Selama Pendidikan - Pengurus Organisasi IMILTA Departemen Ilmu Tanah Fakultas Pertanian Universitas Sumatera Utara Medan tahun 2006-2010 sebagai koordinator seksi kerohanian. - Panitia Seminar dan Loka Karya ”Membudayakan Tindakan Konservasi SDA pada Setiap Aspek Kehidupan” di FP USU Medan, 31 Januari 2009. - Mengikuti Praktek Kerja Lapangan di PTPN IV. Kebun Marjandi pada tahun 2010.
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR ISI
KATA PENGANTAR................................................................................... i RIWAYAT HIDUP ....................................................................................... ii ABSTRAC..................................................................................................... iii ABSTRAK .................................................................................................... iv DAFTAR ISI.................................................................................................. v DAFTAR TABEL ........................................................................................ vi DAFTAR LAMPIRAN ................................................................................ vii
PENDAHULUAN Latar Belakang................................................................................... 1 Tujuan Penelitian............................................................................... 3 Hipotesis Penelitian ........................................................................... 4 Kegunaan Penelitian .......................................................................... 4
TINJAUAN PUSTAKA Tanah Tanah Terdampak Debu Vulkanik di Kab. Karo.................... 5 Abu Vulkanik .................................................................................... 6 Tembaga ( Cu) ................................................................................... 9 Timbal ( Pb )..................................................................................... 12 Boron ( B )........................................................................................ 15
BAHAN DAN METODE Tempat dan Waktu Penelitian........................................................... 18 Bahan dan Alat Penelitian ................................................................ 18 Metodologi Penelitian....................................................................... 19 Pelaksanaan Penelitian ..................................................................... 19 Peubah Amatan................................................................................. 18
HASIL DAN PEMBAHASAN Hasil.................................................................................................. 21 Tembaga ( Cu) .................................................................................. 21 Timbal ( Pb )..................................................................................... 22 Boron ( B )........................................................................................ 23 Pembahasan ...................................................................................... 24
KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan....................................................................................... 27 Saran ................................................................................................. 27
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR TABEL
Tabel
Halaman
1. Harkat Cu dalam Tanah................................................................ 11
2. Jenis-Jenis Batuan Induk Pembentuk Tanah yang Mengandung Logam Berat Pb............................................................................
13
3. Kisaran Logam Berat Sebagai Pencemaran Dalam Tanah dan Tanaman.......................................................................................
14
4. Harkat B dalam Tanah.................................................................. 17
5. Hasil Analisis Parameter Logam Cu Tanah Pada Lokasi Penelitian……………………………………………..................
21
6. Hasil Analisis Parameter Logam Pb Tanah Pada Lokasi Penelitian……………………………………………..................
22
7. Hasil Analisis Parameter Logam B Tanah Pada Lokasi Penelitian…………………………………………......................
23
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran
Halaman
1. Data Parameter Cu (ppm) Tanah Pada Lokasi Penelitian.............. 31
2. Data Parameter Pb (ppm) Tanah Pada Lokasi Penelitian............... 31
3. Data Parameter B (ppm) Tanah Pada Lokasi Penelitian................ 32
4. Data Hasil Analisis Debu Vulkanik Letusan Gunung Sinabung....
5. Peta Jenis Tanah dan satuan lahan Gunung Sinabung dan Sekitarnya.......................................................................................
32 33
6. Peta Sebaran Debu Vulkanik Letusan Gunung Sinabung dan Jenis Tanah Gunung sinabung........................................................
33
Universitas Sumatera Utara
ABSTRACT Raja Forman Barasa: Impact of Volcanic Ash Eruption Of Mount Sinabung levels of copper, lead, and boron in the district of Tanah Karo. Supervised by prof. Dr. Ir. Abdul Rauf as Chairman of the Commission for Supervising and Mariani Sembiring, SP, MP as a member of the commission supervising. Conducted at six sites Karo with soil sampling. From the results of the study found that the volcanic ash eruption impacted Sinabung increase levels of copper and lead but did not result in increased boron. Levels of copper, lead and boron in the soil due to the volcanic ash does not or has not exceeded the threshold of harm. Keywords: volcanic ash, copper, lead and boron.
Universitas Sumatera Utara
ABSTRAK
Raja Forman Barasa: Dampak Debu Vulkanik Letusan Gunung Sinabung Terhadap Kadar tembaga, timbal, dan boron Tanah di Kabupaten Karo. Dibimbing oleh Prof. Dr. Ir. Abdul Rauf selaku Ketua Komisi Pembimbing dan Mariani Sembiring, SP, MP selaku anggota komisi pembimbing.
Penelitian dilaksanakan di Kabupaten Karo dengan enam lokasi pengambilan contoh tanah. Dari hasil penelitian didapat bahwa debu vulkanik letusan Gunung Sinabung berdampak meningkatkan kadar logam tembaga dan timbal tetapi tidak berdampak pada peningkatan unsur boron. Kadar logam tembaga (0-13.09 ppm), timbal (0-200 ppm) dan boron (2-100 ppm) dalam tanah akibat debu vulkanik tidak atau belum melampaui ambang batas yang membahayakan. Kata kunci: debu vulkanik, tembaga, timbal dan boron.
Universitas Sumatera Utara
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Gunung Sinabung merupakan salah satu gunung di Dataran Tinggi, Kabupaten Karo, Sumatera Utara, Indonesia. Koordinat puncak gunung Sinabung adalah 03o 10’ LU dan 98o 23’ BT dengan puncak tertinggi gunung ini adalah 2.460 meter dpl yang menjadi puncak tertinggi di Sumatera Utara. Gunung ini belum pernah tercatat meletus sejak tahun 1600.
Aktivitas Gunung Sinabung terjadi pada tanggal 27 Agustus 2010, gunung ini mengeluarkan asap dan abu vulkanis. Kemudian, tanggal 29 Agustus 2010 dini hari sekitar pukul 00.15 WIB, gunung Sinabung mengeluarkan lava. Abu Gunung Sinabung cenderung meluncur dari arah barat daya menuju timur laut. Tanggal 3 September, terjadi 2 letusan. Letusan pertama terjadi sekitar pukul 04.45 WIB sedangkan letusan kedua terjadi sekitar pukul 18.00 WIB. Letusan Gunung Sinabung menyemburkan debu vulkanis setinggi 3 kilometer dan gempa bumi vulkanis yang dapat terasa hingga 25 kilometer di sekitar gunung ini. Tanggal 7 September, Gunung Sinabung kembali metelus. Ini merupakan letusan terbesar sejak gunung ini menjadi aktif pada tanggal 29 Agustus 2010. Debu vulkanis ini tersembur hingga 5.000 meter di udara (Wikipedia 2012).
Hasil dari erupsi Gunung Sinabung tersebut mengeluarkan kabut asap yang tebal berwarna hitam disertai hujan pasir ,dan debu vukanik yang menutupi ribuan hektar tanaman para petani yang berjarak dibawah radius enam kilometer tertutup debu tersebut. Debu vulkanik mengakibatkan tanaman petani yang berada di lereng gunung banyak yang mati dan rusak. Diperkirakan seluas 15.341 hektar
Universitas Sumatera Utara
tanaman pertanian pengungsi Gunung Sinabung terancam gagal panen. Akibatnya, petani berpotensi kehilangan hasil panen pertanian sebesar Rp. 29 miliar lebih. Terlebih lagi, tanaman tidak dirawat selama 20 hari karena ditinggal pemiliknya yang mengungsi, selain itu pengaruh debu Vulkanik bagi manusia dapat menyebabkan iritasi mata, hidung dan tenggorokan.
Debu vulkanik gunung berapi mengandung logam berat dan zat-zat mikro berbahaya bersifat mudah mengendap dalam air. Logam berat merupakan unsur mikro yang ada di semua jenis batuan. Jenis logam berat pada debu vulkanik, antara lain, Cd dan Cu. Meski jumlahnya amat sedikit, tubuh tak boleh sama sekali terpapar logam berat (Wikipedia, 2012).
Debu yang jatuh dan menutupi lahan pertanian memberikan dampak positif dan negatif bagi tanah dan tanaman. Dampak positif bagi tanah, secara tidak langsung, adalah memperkaya dan meremajakan tanah yang juga meningkatkan pertumbuhan tanaman, sedangkan dampak negatifnya adalah debu tersebut menutupi permukaan daun sehingga menghambat proses fotosintesa dan tanaman tersebut lambat laun akan mati. Hal ini mengakibatkan penurunan produksi tanaman. Dampak negatif lainnya adalah kemungkinan terkandungnya logam-logam berat dalam debu vulkanik tersebut. Penelitian kandungan debu vulkanik di Fuego, Costa Rica menunjukkan rata-rata kandungan Al, B, Ca, Cd, Cl, Cu, Fe, Li, dan Pb secara berturut-turut (dalam mg/kg) adalah 5,2; 0,088; 400; 0,008; 124; 2.08; 0,044; 0,104 (Wikipedia, 2012).
Tanah-tanah yang berada di sekitar kawasan Gunung Sinabung sebelum meletus akhir-akhir ini memiliki kesuburan yang lebih tinggi sehingga tanaman yang tumbuh di atasnya dapat tumbuh subur. Hal ini disebabkan oleh material-
Universitas Sumatera Utara
material yang dikeluarkan dari gunung tersebut pada letusan sebelumnya mengandung hara yang baik bagi tanah setelah melapuk. Debu dan pasir vulkanik yang disemburkan ke langit mulai dari berukuran besar sampai berukuran yang lebih halus. Debu dan pasir vulkanik ini merupakan salah satu batuan induk tanah yang nantinya akan melapuk menjadi bahan induk tanah dan selanjutnya akan mempengaruhi sifat dan ciri tanah yang terbentuk (Fiantis, 2006).
Lapisan debu vulkanik yang berpotensi mengandung hara penyubur tanah untuk pertanian sebenarnya baru bisa dimanfaatkan sekitar 10 tahun setelah peristiwa penyebaran abu vulkanik itu. Penyuburan tanah bisa dipercepat jika dicampur dengan kompos, urea, dan lain-lain (Tim Kompas, 2010). Sifat-sifat tanah yang dipengaruhi yaitu sifat fisik, kimia, serta biologi tanah. Oleh sebab itu, diperlukan penelitian untuk mengetahui perubahan sifat - sifat tanah yang terjadi akibat ketebalan debu vulkanik. Dalam hal ini akan dikaji perubahan sifat fisik tanah dan kandungan logam beratnya. (Wikipedia, 2012)
Berdasarkan uraiaan diatas, maka penulis tertarik untuk meneliti kadar Cu, Pb dan B yang terdapat dalam abu letusan gunung Sinabung. Pemilihan ini didasarkan karena disekitar lereng gunung Sinabung terdapat penduduk yang merasakan dampak dari letusan gunung Sinabung.
Hipotesis Penelitian Debu vulkanik letusan Gunung Sinabung dapat meningkatkan kadar Cu, Pb dan B pada tanah di Kabupaten Karo yang terkena dampak debu vulkanik.
Universitas Sumatera Utara
Tujuan Penelitian Tujuan penelitian adalah untuk mengevaluasi kadar Cu, Pb dan B tanah akibat dampak debu vulkanik letusan Gunung Sinabung di Kabupaten Karo.
Kegunaan Penelitian 1. Sebagai bahan informasi tentang kadar Cu, Pb dan B tanah akibat Debu
Vulkanik letusan Gunung Sinabung di Kabupaten Karo apakah sudah melampaui ketingkat yang membahayakan. 2. Sebagai salah satu syarat untuk menyelesaikan pendidikan di Departemen Ilmu Tanah Fakultas Pertanian Universitas Sumatera Utara, Medan
Universitas Sumatera Utara
TINJAUAN PUSTAKA
Tanah - Tanah Terdampak Debu Vulkanik di Kabupaten Karo
Dataran tinggi tanah Karo merupakan kawasan penyebaran Tuff Andesit dari lahar Gunung Sinabung dan Gunung Sibayak. Namun semakin ke selatan tanah-tanah dataran tinggi Karo dipengaruhi juga oleh penyebaran Tuff Liparit yang berasal dari Gunung Toba (Tan, 1998).
Tanah – tanah yang terdampak debu vulkanik di Kabupaten Karo berupa tanah andisol dan inceptisol (wikipedia, 2012).
Tanah Andisol adalah tanah yang berwarna hitam kelam, sangat porous, mengandung bahan organik dan lempung tipe amorf, terutama alofan serta sedikit silika, alumina atau hodroxida-besi. Tanah yang terbentuk dari abu vulkanik ini umumnya ditemukan didaerah dataran tinggi (>400 m di atas permukaan laut) (Darmawijaya, 1990).
Andisol merupakan tanah-tanah mineral dimana fraksi aktifnya dicirikan oleh bahan-bahan amorf (minimal 50%). Tanah-tanah ini mempunyai kapasitas sorpsi tinggi, kandungan bahan organik yang tinggi, bulk density rendah, dan bersifat tidak lekat atau lengket (Tan, 1998).
Andisol merupakan salah satu jenis tanah didaerah tropika yang memiliki sifat khas yang tidak dimiliki oleh jenis tanah yang lain. Tanah ini dicirikan oleh bobot isi yang rendah dan memilki kompleks pertukaran yang didominasi oleh bahan amorf yang bermuatan variabel serta retensi fosfat yang tinggi. Tanah yang terbentuk dari abu volkan ini umumnya ditemukan di daerah dataran tinggi (>400m di atas pemukaan laut) (Darmawidjaya, 1997).
Universitas Sumatera Utara
Inceptisol adalah tanah yang belum matang (immature) dengan perkembangan profil yang lebih lemah dibanding dengan tanah yang matang dan masih banyak menyerupai sifat bahan induknya (Hardjowigeno, 1993).
Penyebaran tanah Inceptisol merata di seluruh pulau besar yang ada Indonesia. Mulai dari Aceh, Sumatera Utara, Sumatera Barat, Sumatera Selatan, Jawa, Bali, Nusa Tenggara Timur serta Irian Jaya. Taksonomi tanah Inceptisol juga sangat beragam pada tiap-tiap daerah. Seperti halnya Andepts (tanah yang produktif dari abu vulkan) terdapat di Sumatera dengan greatroup Vitrandepts yang berderet mulai dari Aceh sampai Lampung yang semuanya dijumpai di lereng Bukit Barisan (Munir, 1996).
Inceptisol mempunyai karakteristik dari kombinasi sifat – sifat tersedianya air untuk tanaman lebih dari setengah tahun atau lebih dari 3 bulan berturut – turut dalam musim – musim kemarau, satu atau lebih horison pedogenik dengan sedikit akumulasi bahan selain karbonat atau silikat amorf, tekstur lebih halus dari pasir geluhan dengan beberapa mineral lapuk dan kemampuan manahan kation fraksi lempung ke dalam tanah tidak dapat di ukur. Kisaran kadar C organik dan KPK dalam tanah Inceptisol sangat lebar dan demikian juga kejenuhan basa. Inceptisol dapat terbentuk hampir di semua tempat kecuali daerah kering mulai dari kutup sampai tropika (Darmawijaya, 1997).
Abu Vulkanik
Gunung api banyak tersebar di seluruh permukaan bumi. Penyebarannya mulai dari New Zealand, Italia, Amerika, Hawai, Jepang dan Filipina serta Indonesia. Munir (1996) menyatakan Indonesia tergolong negara yang
Universitas Sumatera Utara
mempunyai indeks erupsi terbesar diantara beberapa negara vulkan lainnya. Indonesia menduduki tempat pertama dengan tingkat erupsi sebanyak 99% dan diikuti oleh Solomon 95%, Guenia baru 90%, Italia 41%, Islandia 39%, Negara Pasifik 3% dan Dataran Rendah Viktoria memiliki tingkat erupsi yang paling kecil sebesar 1%.
Indonesia dilalui oleh dua lempeng yang menunjukkan bahwa daerah di Indonesia rentan terhadap gempa bumi dan letusan gunung api akibat dari pergeseran kedua lempeng tersebut. Keberadaan gunung api ini masih dianggap sebagai ancaman bagi masyarakat sekitar. Akan tetapi, manfaat yang diberikan pasca letusan juga sangat besar pengaruhnya terhadap tanah. Sebagai contoh, letusan Gunung Talang di Padang pada tahun 2005 lalu berpengaruh nyata terhadap peningkatan kesuburan tanah setelah 5 tahun (Fiantis, 2006).
Dalam suatu aktivitas vulkanisme, material-material yang dikeluarkan berupa gas, cair, dan padat. Gas-gas yang keluar antara lain uap air, O2, N2, CO2, CO, SO2, H2S, NH3, H2SO4, dan sebagainya. Materi cair yang dikeluarkan adalah magma yang keluar melalui pipa gunung yang disebut lava sedangkan materi padat yang disemburkan ketika gunung api meletus berupa bom (batu-batu besar), kerikil, lapilli, pasir, abu serta debu halus (Munir, 1996).
Letusan gunung Sinabung yang terjadi pada tanggal 29 Agustus - 3 September 2010 di dominasi oleh pasir dan debu halus. McGeary, Plummer, dan Carlson (2002) dalam Fiantis (2006) menyatakan bahwa bahan padatan ini berdasarkan diameter partikelnya terbagi atas debu vulkan (< 0.26 mm) yang berupa bahan lepas dan halus, pasir (0.25 – 4 mm) yang lepas
Universitas Sumatera Utara
dan tumpul, lapilli atau ‘little stone’ (4 – 32 cm) yang berbentuk bulat hingga persegi dan bom (> 32 mm) yang bertekstur kasar.
Abu vulkanik atau pasir vulkanik adalah bahan material vulkanik jatuhan yang disemburkan ke udara saat terjadi suatu letusan. Abu maupun pasir vulkanik terdiri dari batuan berukuran besar sampai berukuran halus, yang berukuran besar biasanya jatuh disekitar sampai radius 5-7 km dari kawah, sedangkan yang berukuran halus dapat jatuh pada jarak mencapai ratusan hingga ribuan kilometer (Sudaryo dan Sutjipto 2009).
Debu yang jatuh dan menutupi lahan pertanian memberikan dampak positif dan negatif bagi tanah dan tanaman. Dampak positif bagi tanah, secara tidak langsung, adalah memperkaya dan meremajakan tanah yang juga meningkatkan pertumbuhan tanaman, sedangkan dampak negatifnya adalah debu tersebut menutupi permukaan daun sehingga menghambat proses fotosintesa dan tanaman tersebut lambat laun akan mati. Hal ini mengakibatkan penurunan produksi tanaman. Dampak negatif lainnya adalah kemungkinan terkandungnya logamlogam berat dalam debu vulkanik tersebut. Penelitian kandungan debu vulkanik di Fuego, Costa Rica menunjukkan rata-rata kandungan Al, B, Ca, Cd, Cl, Cu, Fe, Li, dan Pb secara berturut-turut (dalam mg/kg) adalah 5,2; 0,088; 400; 0,008; 124; 2.08; 0,044; 0,104 (Wikipedia, 2009).
Abu vulkanik ini pada awalnya menutupi daerah pertanian dan merusak tanaman yang ada. Namun dalam jangka waktu setahun atau dua tahun saja, tanah ini menjadi jauh lebih subur. Kesuburan ini dapat bertahan lama bahkan bisa puluhan tahun. Selain itu tanah hancuran bahan vulkanik sangat banyak mengandung unsur hara yang menyuburkan tanah (Anwas,1994).
Universitas Sumatera Utara
Menurut Sucipto (2009) karakteristik debu vulkanik yang terdapat pada Gunung Merapi memiliki kandungan P dalam abu volkan berkisar antara rendah sampai tinggi (8-232 ppm P2O5). KTK (1,77- 7,10 me/100g) dan kandungan Mg (0,13- 2,40 me/100g), yang tergolong rendah, namun kadar Ca cukup tinggi (2,13- 15,47 me/100g). Sulfur (2- 160 ppm), kandungan logam berat Fe (13- 57 ppm), Mn (1.5- 6,8 ppm), Pb (0,1- 0,5 ppm) dan Cd cukup rendah (0,01- 0,03 ppm).
Abu vulkanik mengandung unsur Sulfur dan unsur Silica yang berfungsi sebagai pemasok unsur hara tanaman. Selain itu, abu vulkanik juga mengandung unsur Cu dan Fe yang yang berfungsi sebagai mikro element. Jika dilihat dari sifat fisik abu merupakan hasil dari pembakaran yang mempunyai sifat seperti Batuan Zeolit dan Arang yang berfungsi sebagai penambat unsur hara dalam tanah sehingga tidak mudah tercuci oleh air. Dengan adanya abu vulkanik juga akan mempermudah penyerapan unsur hara oleh akar tanaman. (wikipedia, 2012). Cu (Tembaga)
Unsur Cu bersumber dari hasil pelapukan / pelarutan mineral – mineral yang terkandung dalam bebatuan. Penambahan Cu ke dalam tanah melalui polusi dapat terjadi pada industri – industri tembaga, pembakaran batu bara, minyak bumi dan buangan di area pemukiman (Lahuddin, 2007).
Kelebihan kadar Cu dalam tanah yang melewati ambang batas akan mejadi pemicu terjadinya keracunan khususnya pada tanaman. Kandungannya di dalam tanah antara 2 sampai 250 ppm, sedangkan dalam jaringan tanaman yang tumbuh normal sekitar 5-20 ppm Cu. Kondisi kritis dalam tanah 60- 125 ppm, dan dalam
Universitas Sumatera Utara
jaringan tanaman 5-60 ppm Cu. Pada kondisi kritis pertumbuhan tanaman mulai terhambat sebagai akibat keracunan Cu (Alloway, 1995).
Logam Tembaga, Seng dan Kadmium merupakan bahan pencemar tanah. Bahan pencemar tanah dapat dipilah menjadi dua, yakni bahan anorganik dan bahan organik. Bahan anorganik terutama logam berat seperti seng, tembaga, timbal dan arsenikum. Bahan – bahan tersebut cenderung berada didalam tanah dalam waktu yang lama, meskipun status kimianya kemungkinan berubah menurut waktu (Hanafiah, 2005).
Fungsi dan peranan Cu antara lain mengaktifkan enzim sitokrom-oksidase, askorbit-oksidase, asam butirat-fenolase dan laktase. Berperan dalam metabolisme protein dan karbohidrat, berperan terhadap perkembangan tanaman generatif, berperan terhadap fiksasi N secara simbiotis dan penyusunan lignin. (Rioardi, 2009).
Lindsay (2001) menyimpulkan bahwa kadar Cu dalam larutan tanah menurun dengan peningkatan pH disebabkan Cu terikat sangat kuat pada matriks tanah. Unsur Cu2+ terikat lebih kuat pada bahan organik dibandingkan dengan unsur mikro lainnya misalnya Zn2+ dan Mn2+ dan Cu kompleks berperanan penting dalam regulasi mobilitas dan ketersediannya dalam tanah.
Tembaga (Cu) dilepaskan oleh pelapukan sebagai Cu2+ diabsorbsi oleh tanaman dan diabsorbsi pada tempat kation tertukar. Tembaga dan bahan organik yang membentuk kompleks dan merupakan bukti bahwa pengkomplekan dapat mengurangi ketersediaan tembaga bagi tanaman dalam tanah dengan kandungan bahan organik yang tinggi. Tanah organik yang baru berkembang dan tanah berpasir yang tercuci kebanyakan seperti menjadi defesiensi tembaga bagi
Universitas Sumatera Utara
beberapa tanaman. Unsur tembaga diserap oleh akar tanaman dalam bentuk Cu2+ dibutuhkan dalam jumlah sedikit dan beberapa dalam proses oksidasi, reduksi dan pembentukan enzim (Foth, 1994).
Unsur tembaga di alam, dapat ditemukan dalam bentuk logam bebas. Akan tetapi lebih banyak ditemukan dalam bentuk persenyawaan atau senyawa padat dalam bentuk mineral. Palar (2008) mengemukakan bahwa pada batuan mineral atau lapisan tanah, tembaga dapat ditemukan dalam bentuk seperti :
- chalcocote (Cu2S) - covellite (CuS) - chalcopyrite (CuFeS2) - bornite (Cu5FeS4) - enargite (Cu3(AsSb)S4)
Unsur tembaga, seperti juga unsur-unsur mikro lainnya, bersumber dari
hasil pelapukan mineral-mineral yang terkandung dalam bebatuan. Alloway
(1995) mengemukakan bahwa ada 10 jenis bebatuan dan 19 mineral utama yang
mengandung Cu. Kandungan Cu dalam bebatuan berkisar 2-200 ppm (Adriano,
1986) dan dalam berbagai mineral berkisar 23-100%. Kebanyakan Cu mineral
dalam bentuk kristal dan bentuk lainnya lebih mudah larut daripada Cu tanah.
Tabel 1. Harkat Cu dalam Tanah.
Harkat
Sangat Tinggi Tinggi Sedang Rendah
Sangat Rendah Sumber: Rosmarkam dan Yuwono, 2002.
Ppm
>200 75-200 25-75 15-25
6.0 3.0 – 6.0 1.5 – 3.0 1.0 – 1.5
SKRIPSI OLEH: RAJA FORMAN BARASA 060303047 ILMU TANAH
DEPARTEMEN ILMU TANAH FAKULTAS PERTANIA N
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2012
Universitas Sumatera Utara
DAMPAK DEBU VULKANIK LETUSAN GUNUNG SINABUNG TERHADAP KADAR Cu, Pb dan B TANAH DI KABUPATEN KARO
SKRIPSI OLEH: RAJA FORMAN BARASA 060303047 ILMU TANAH Skripsi Sebagai Salah Satu Syarat Untuk Memperoleh Gelar Sarjana Di Departemen Ilmu Tanah Fakultas Pertanian Universitas Sumatera Utara, Medan
DEPARTEMEN ILMU TANAH FAKULTAS PERTANIA N
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2012
Universitas Sumatera Utara
Judul Skripsi
Nama NIM Program Studi Minat Studi
: Dampak Letusan Gunung Sinabung Terhadap Kadar Cu, Pb dan B Tanah Di Kabupaten Karo
: Raja Forman Barasa : 060303047 : Ilmu Tanah : Konservasi Tanah Dan Air
Ketua
Disetujui Oleh : Komisi Pembimbing
Anggota
Prof. Dr. Ir Abdul Rauf, MP NIP. 19590917 198701 1 001
Mariani Sembiring, SP, MP NIP.19740610 200812 2 002
Mengetahui, Ketua Program Studi Agroekoteknologi
Ir. T. Sabrina, M.Agr.Sc, Ph.D NIP. 19640620 198903 2 001
Universitas Sumatera Utara
ABSTRACT Raja Forman Barasa: Impact of Volcanic Ash Eruption Of Mount Sinabung levels of copper, lead, and boron in the district of Tanah Karo. Supervised by prof. Dr. Ir. Abdul Rauf as Chairman of the Commission for Supervising and Mariani Sembiring, SP, MP as a member of the commission supervising. Conducted at six sites Karo with soil sampling. From the results of the study found that the volcanic ash eruption impacted Sinabung increase levels of copper and lead but did not result in increased boron. Levels of copper, lead and boron in the soil due to the volcanic ash does not or has not exceeded the threshold of harm. Keywords: volcanic ash, copper, lead and boron.
Universitas Sumatera Utara
ABSTRAK
Raja Forman Barasa: Dampak Debu Vulkanik Letusan Gunung Sinabung Terhadap Kadar tembaga, timbal, dan boron Tanah di Kabupaten Karo. Dibimbing oleh Prof. Dr. Ir. Abdul Rauf selaku Ketua Komisi Pembimbing dan Mariani Sembiring, SP, MP selaku anggota komisi pembimbing.
Penelitian dilaksanakan di Kabupaten Karo dengan enam lokasi pengambilan contoh tanah. Dari hasil penelitian didapat bahwa debu vulkanik letusan Gunung Sinabung berdampak meningkatkan kadar logam tembaga dan timbal tetapi tidak berdampak pada peningkatan unsur boron. Kadar logam tembaga (0-13.09 ppm), timbal (0-200 ppm) dan boron (2-100 ppm) dalam tanah akibat debu vulkanik tidak atau belum melampaui ambang batas yang membahayakan. Kata kunci: debu vulkanik, tembaga, timbal dan boron.
Universitas Sumatera Utara
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa karena atas berkat dan rahmatNyalah sehingga penulis dapat menyelesaikan usulan penelitian ini.
Adapun judul dari usulan penelitian ini adalah “Dampak Debu Vulkanik Letusan Gunung Sinabung Terhadap Kadar Cu, Pb dan B Tanah Di Kabupaten Karo”, dimana usulan penelitian ini merupakan salah satu syarat untuk dapat melakukan penelitian di Departemen Ilmu Tanah Fakultas Pertanian Universitas Sumatera Utara, Medan.
Pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih kepada Bapak Prof. Dr. Ir. Abdul Rauf, MP selaku ketua komisi pembimbing dan Ibu Mariani Sembiring, SP, MP selaku anggota komisi pembimbing. Dan kepada semua pihak yang yang telah berperan dalam memberikan masukan dalam penyelesaian usulan penelitian ini.
Penulis menyadari bahwa usulan penelitian ini masih jauh dari sempurna, maka dari itu penulis mengharapkan kritik dan saran yang bersifat membangun dalam perbaikan laporan ini agar menjadi lebih baik. Akhir kata penulis mengucapkan terima kasih.
Medan, Maret 2012
Penulis
Universitas Sumatera Utara
RIWAYAT HIDUP Raja Forman Barasa dilahirkan di Sibolga pada tanggal 21 Juli 1986. Anak keempat dari enam bersaudara. Putra dari Ayahanda Maringan Barasa dan Ibunda Serti Nainggolan. Riwayat Pendidikan - SD Negeri 155677 Tapanuli Tengah Tamat Tahun 1999. - SLTP Negeri 2 Sibolga Tamat Tahun 2002. - SMA Negeri 1Sibolga Tamat Tahun 2005. - Memasuki Program Studi Ilmu Tanah Fakultas Pertanian Universitas Sumatera Utara Medan melalui jalur SPMB pada tahun 2006 Aktivitas Selama Pendidikan - Pengurus Organisasi IMILTA Departemen Ilmu Tanah Fakultas Pertanian Universitas Sumatera Utara Medan tahun 2006-2010 sebagai koordinator seksi kerohanian. - Panitia Seminar dan Loka Karya ”Membudayakan Tindakan Konservasi SDA pada Setiap Aspek Kehidupan” di FP USU Medan, 31 Januari 2009. - Mengikuti Praktek Kerja Lapangan di PTPN IV. Kebun Marjandi pada tahun 2010.
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR ISI
KATA PENGANTAR................................................................................... i RIWAYAT HIDUP ....................................................................................... ii ABSTRAC..................................................................................................... iii ABSTRAK .................................................................................................... iv DAFTAR ISI.................................................................................................. v DAFTAR TABEL ........................................................................................ vi DAFTAR LAMPIRAN ................................................................................ vii
PENDAHULUAN Latar Belakang................................................................................... 1 Tujuan Penelitian............................................................................... 3 Hipotesis Penelitian ........................................................................... 4 Kegunaan Penelitian .......................................................................... 4
TINJAUAN PUSTAKA Tanah Tanah Terdampak Debu Vulkanik di Kab. Karo.................... 5 Abu Vulkanik .................................................................................... 6 Tembaga ( Cu) ................................................................................... 9 Timbal ( Pb )..................................................................................... 12 Boron ( B )........................................................................................ 15
BAHAN DAN METODE Tempat dan Waktu Penelitian........................................................... 18 Bahan dan Alat Penelitian ................................................................ 18 Metodologi Penelitian....................................................................... 19 Pelaksanaan Penelitian ..................................................................... 19 Peubah Amatan................................................................................. 18
HASIL DAN PEMBAHASAN Hasil.................................................................................................. 21 Tembaga ( Cu) .................................................................................. 21 Timbal ( Pb )..................................................................................... 22 Boron ( B )........................................................................................ 23 Pembahasan ...................................................................................... 24
KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan....................................................................................... 27 Saran ................................................................................................. 27
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR TABEL
Tabel
Halaman
1. Harkat Cu dalam Tanah................................................................ 11
2. Jenis-Jenis Batuan Induk Pembentuk Tanah yang Mengandung Logam Berat Pb............................................................................
13
3. Kisaran Logam Berat Sebagai Pencemaran Dalam Tanah dan Tanaman.......................................................................................
14
4. Harkat B dalam Tanah.................................................................. 17
5. Hasil Analisis Parameter Logam Cu Tanah Pada Lokasi Penelitian……………………………………………..................
21
6. Hasil Analisis Parameter Logam Pb Tanah Pada Lokasi Penelitian……………………………………………..................
22
7. Hasil Analisis Parameter Logam B Tanah Pada Lokasi Penelitian…………………………………………......................
23
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran
Halaman
1. Data Parameter Cu (ppm) Tanah Pada Lokasi Penelitian.............. 31
2. Data Parameter Pb (ppm) Tanah Pada Lokasi Penelitian............... 31
3. Data Parameter B (ppm) Tanah Pada Lokasi Penelitian................ 32
4. Data Hasil Analisis Debu Vulkanik Letusan Gunung Sinabung....
5. Peta Jenis Tanah dan satuan lahan Gunung Sinabung dan Sekitarnya.......................................................................................
32 33
6. Peta Sebaran Debu Vulkanik Letusan Gunung Sinabung dan Jenis Tanah Gunung sinabung........................................................
33
Universitas Sumatera Utara
ABSTRACT Raja Forman Barasa: Impact of Volcanic Ash Eruption Of Mount Sinabung levels of copper, lead, and boron in the district of Tanah Karo. Supervised by prof. Dr. Ir. Abdul Rauf as Chairman of the Commission for Supervising and Mariani Sembiring, SP, MP as a member of the commission supervising. Conducted at six sites Karo with soil sampling. From the results of the study found that the volcanic ash eruption impacted Sinabung increase levels of copper and lead but did not result in increased boron. Levels of copper, lead and boron in the soil due to the volcanic ash does not or has not exceeded the threshold of harm. Keywords: volcanic ash, copper, lead and boron.
Universitas Sumatera Utara
ABSTRAK
Raja Forman Barasa: Dampak Debu Vulkanik Letusan Gunung Sinabung Terhadap Kadar tembaga, timbal, dan boron Tanah di Kabupaten Karo. Dibimbing oleh Prof. Dr. Ir. Abdul Rauf selaku Ketua Komisi Pembimbing dan Mariani Sembiring, SP, MP selaku anggota komisi pembimbing.
Penelitian dilaksanakan di Kabupaten Karo dengan enam lokasi pengambilan contoh tanah. Dari hasil penelitian didapat bahwa debu vulkanik letusan Gunung Sinabung berdampak meningkatkan kadar logam tembaga dan timbal tetapi tidak berdampak pada peningkatan unsur boron. Kadar logam tembaga (0-13.09 ppm), timbal (0-200 ppm) dan boron (2-100 ppm) dalam tanah akibat debu vulkanik tidak atau belum melampaui ambang batas yang membahayakan. Kata kunci: debu vulkanik, tembaga, timbal dan boron.
Universitas Sumatera Utara
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Gunung Sinabung merupakan salah satu gunung di Dataran Tinggi, Kabupaten Karo, Sumatera Utara, Indonesia. Koordinat puncak gunung Sinabung adalah 03o 10’ LU dan 98o 23’ BT dengan puncak tertinggi gunung ini adalah 2.460 meter dpl yang menjadi puncak tertinggi di Sumatera Utara. Gunung ini belum pernah tercatat meletus sejak tahun 1600.
Aktivitas Gunung Sinabung terjadi pada tanggal 27 Agustus 2010, gunung ini mengeluarkan asap dan abu vulkanis. Kemudian, tanggal 29 Agustus 2010 dini hari sekitar pukul 00.15 WIB, gunung Sinabung mengeluarkan lava. Abu Gunung Sinabung cenderung meluncur dari arah barat daya menuju timur laut. Tanggal 3 September, terjadi 2 letusan. Letusan pertama terjadi sekitar pukul 04.45 WIB sedangkan letusan kedua terjadi sekitar pukul 18.00 WIB. Letusan Gunung Sinabung menyemburkan debu vulkanis setinggi 3 kilometer dan gempa bumi vulkanis yang dapat terasa hingga 25 kilometer di sekitar gunung ini. Tanggal 7 September, Gunung Sinabung kembali metelus. Ini merupakan letusan terbesar sejak gunung ini menjadi aktif pada tanggal 29 Agustus 2010. Debu vulkanis ini tersembur hingga 5.000 meter di udara (Wikipedia 2012).
Hasil dari erupsi Gunung Sinabung tersebut mengeluarkan kabut asap yang tebal berwarna hitam disertai hujan pasir ,dan debu vukanik yang menutupi ribuan hektar tanaman para petani yang berjarak dibawah radius enam kilometer tertutup debu tersebut. Debu vulkanik mengakibatkan tanaman petani yang berada di lereng gunung banyak yang mati dan rusak. Diperkirakan seluas 15.341 hektar
Universitas Sumatera Utara
tanaman pertanian pengungsi Gunung Sinabung terancam gagal panen. Akibatnya, petani berpotensi kehilangan hasil panen pertanian sebesar Rp. 29 miliar lebih. Terlebih lagi, tanaman tidak dirawat selama 20 hari karena ditinggal pemiliknya yang mengungsi, selain itu pengaruh debu Vulkanik bagi manusia dapat menyebabkan iritasi mata, hidung dan tenggorokan.
Debu vulkanik gunung berapi mengandung logam berat dan zat-zat mikro berbahaya bersifat mudah mengendap dalam air. Logam berat merupakan unsur mikro yang ada di semua jenis batuan. Jenis logam berat pada debu vulkanik, antara lain, Cd dan Cu. Meski jumlahnya amat sedikit, tubuh tak boleh sama sekali terpapar logam berat (Wikipedia, 2012).
Debu yang jatuh dan menutupi lahan pertanian memberikan dampak positif dan negatif bagi tanah dan tanaman. Dampak positif bagi tanah, secara tidak langsung, adalah memperkaya dan meremajakan tanah yang juga meningkatkan pertumbuhan tanaman, sedangkan dampak negatifnya adalah debu tersebut menutupi permukaan daun sehingga menghambat proses fotosintesa dan tanaman tersebut lambat laun akan mati. Hal ini mengakibatkan penurunan produksi tanaman. Dampak negatif lainnya adalah kemungkinan terkandungnya logam-logam berat dalam debu vulkanik tersebut. Penelitian kandungan debu vulkanik di Fuego, Costa Rica menunjukkan rata-rata kandungan Al, B, Ca, Cd, Cl, Cu, Fe, Li, dan Pb secara berturut-turut (dalam mg/kg) adalah 5,2; 0,088; 400; 0,008; 124; 2.08; 0,044; 0,104 (Wikipedia, 2012).
Tanah-tanah yang berada di sekitar kawasan Gunung Sinabung sebelum meletus akhir-akhir ini memiliki kesuburan yang lebih tinggi sehingga tanaman yang tumbuh di atasnya dapat tumbuh subur. Hal ini disebabkan oleh material-
Universitas Sumatera Utara
material yang dikeluarkan dari gunung tersebut pada letusan sebelumnya mengandung hara yang baik bagi tanah setelah melapuk. Debu dan pasir vulkanik yang disemburkan ke langit mulai dari berukuran besar sampai berukuran yang lebih halus. Debu dan pasir vulkanik ini merupakan salah satu batuan induk tanah yang nantinya akan melapuk menjadi bahan induk tanah dan selanjutnya akan mempengaruhi sifat dan ciri tanah yang terbentuk (Fiantis, 2006).
Lapisan debu vulkanik yang berpotensi mengandung hara penyubur tanah untuk pertanian sebenarnya baru bisa dimanfaatkan sekitar 10 tahun setelah peristiwa penyebaran abu vulkanik itu. Penyuburan tanah bisa dipercepat jika dicampur dengan kompos, urea, dan lain-lain (Tim Kompas, 2010). Sifat-sifat tanah yang dipengaruhi yaitu sifat fisik, kimia, serta biologi tanah. Oleh sebab itu, diperlukan penelitian untuk mengetahui perubahan sifat - sifat tanah yang terjadi akibat ketebalan debu vulkanik. Dalam hal ini akan dikaji perubahan sifat fisik tanah dan kandungan logam beratnya. (Wikipedia, 2012)
Berdasarkan uraiaan diatas, maka penulis tertarik untuk meneliti kadar Cu, Pb dan B yang terdapat dalam abu letusan gunung Sinabung. Pemilihan ini didasarkan karena disekitar lereng gunung Sinabung terdapat penduduk yang merasakan dampak dari letusan gunung Sinabung.
Hipotesis Penelitian Debu vulkanik letusan Gunung Sinabung dapat meningkatkan kadar Cu, Pb dan B pada tanah di Kabupaten Karo yang terkena dampak debu vulkanik.
Universitas Sumatera Utara
Tujuan Penelitian Tujuan penelitian adalah untuk mengevaluasi kadar Cu, Pb dan B tanah akibat dampak debu vulkanik letusan Gunung Sinabung di Kabupaten Karo.
Kegunaan Penelitian 1. Sebagai bahan informasi tentang kadar Cu, Pb dan B tanah akibat Debu
Vulkanik letusan Gunung Sinabung di Kabupaten Karo apakah sudah melampaui ketingkat yang membahayakan. 2. Sebagai salah satu syarat untuk menyelesaikan pendidikan di Departemen Ilmu Tanah Fakultas Pertanian Universitas Sumatera Utara, Medan
Universitas Sumatera Utara
TINJAUAN PUSTAKA
Tanah - Tanah Terdampak Debu Vulkanik di Kabupaten Karo
Dataran tinggi tanah Karo merupakan kawasan penyebaran Tuff Andesit dari lahar Gunung Sinabung dan Gunung Sibayak. Namun semakin ke selatan tanah-tanah dataran tinggi Karo dipengaruhi juga oleh penyebaran Tuff Liparit yang berasal dari Gunung Toba (Tan, 1998).
Tanah – tanah yang terdampak debu vulkanik di Kabupaten Karo berupa tanah andisol dan inceptisol (wikipedia, 2012).
Tanah Andisol adalah tanah yang berwarna hitam kelam, sangat porous, mengandung bahan organik dan lempung tipe amorf, terutama alofan serta sedikit silika, alumina atau hodroxida-besi. Tanah yang terbentuk dari abu vulkanik ini umumnya ditemukan didaerah dataran tinggi (>400 m di atas permukaan laut) (Darmawijaya, 1990).
Andisol merupakan tanah-tanah mineral dimana fraksi aktifnya dicirikan oleh bahan-bahan amorf (minimal 50%). Tanah-tanah ini mempunyai kapasitas sorpsi tinggi, kandungan bahan organik yang tinggi, bulk density rendah, dan bersifat tidak lekat atau lengket (Tan, 1998).
Andisol merupakan salah satu jenis tanah didaerah tropika yang memiliki sifat khas yang tidak dimiliki oleh jenis tanah yang lain. Tanah ini dicirikan oleh bobot isi yang rendah dan memilki kompleks pertukaran yang didominasi oleh bahan amorf yang bermuatan variabel serta retensi fosfat yang tinggi. Tanah yang terbentuk dari abu volkan ini umumnya ditemukan di daerah dataran tinggi (>400m di atas pemukaan laut) (Darmawidjaya, 1997).
Universitas Sumatera Utara
Inceptisol adalah tanah yang belum matang (immature) dengan perkembangan profil yang lebih lemah dibanding dengan tanah yang matang dan masih banyak menyerupai sifat bahan induknya (Hardjowigeno, 1993).
Penyebaran tanah Inceptisol merata di seluruh pulau besar yang ada Indonesia. Mulai dari Aceh, Sumatera Utara, Sumatera Barat, Sumatera Selatan, Jawa, Bali, Nusa Tenggara Timur serta Irian Jaya. Taksonomi tanah Inceptisol juga sangat beragam pada tiap-tiap daerah. Seperti halnya Andepts (tanah yang produktif dari abu vulkan) terdapat di Sumatera dengan greatroup Vitrandepts yang berderet mulai dari Aceh sampai Lampung yang semuanya dijumpai di lereng Bukit Barisan (Munir, 1996).
Inceptisol mempunyai karakteristik dari kombinasi sifat – sifat tersedianya air untuk tanaman lebih dari setengah tahun atau lebih dari 3 bulan berturut – turut dalam musim – musim kemarau, satu atau lebih horison pedogenik dengan sedikit akumulasi bahan selain karbonat atau silikat amorf, tekstur lebih halus dari pasir geluhan dengan beberapa mineral lapuk dan kemampuan manahan kation fraksi lempung ke dalam tanah tidak dapat di ukur. Kisaran kadar C organik dan KPK dalam tanah Inceptisol sangat lebar dan demikian juga kejenuhan basa. Inceptisol dapat terbentuk hampir di semua tempat kecuali daerah kering mulai dari kutup sampai tropika (Darmawijaya, 1997).
Abu Vulkanik
Gunung api banyak tersebar di seluruh permukaan bumi. Penyebarannya mulai dari New Zealand, Italia, Amerika, Hawai, Jepang dan Filipina serta Indonesia. Munir (1996) menyatakan Indonesia tergolong negara yang
Universitas Sumatera Utara
mempunyai indeks erupsi terbesar diantara beberapa negara vulkan lainnya. Indonesia menduduki tempat pertama dengan tingkat erupsi sebanyak 99% dan diikuti oleh Solomon 95%, Guenia baru 90%, Italia 41%, Islandia 39%, Negara Pasifik 3% dan Dataran Rendah Viktoria memiliki tingkat erupsi yang paling kecil sebesar 1%.
Indonesia dilalui oleh dua lempeng yang menunjukkan bahwa daerah di Indonesia rentan terhadap gempa bumi dan letusan gunung api akibat dari pergeseran kedua lempeng tersebut. Keberadaan gunung api ini masih dianggap sebagai ancaman bagi masyarakat sekitar. Akan tetapi, manfaat yang diberikan pasca letusan juga sangat besar pengaruhnya terhadap tanah. Sebagai contoh, letusan Gunung Talang di Padang pada tahun 2005 lalu berpengaruh nyata terhadap peningkatan kesuburan tanah setelah 5 tahun (Fiantis, 2006).
Dalam suatu aktivitas vulkanisme, material-material yang dikeluarkan berupa gas, cair, dan padat. Gas-gas yang keluar antara lain uap air, O2, N2, CO2, CO, SO2, H2S, NH3, H2SO4, dan sebagainya. Materi cair yang dikeluarkan adalah magma yang keluar melalui pipa gunung yang disebut lava sedangkan materi padat yang disemburkan ketika gunung api meletus berupa bom (batu-batu besar), kerikil, lapilli, pasir, abu serta debu halus (Munir, 1996).
Letusan gunung Sinabung yang terjadi pada tanggal 29 Agustus - 3 September 2010 di dominasi oleh pasir dan debu halus. McGeary, Plummer, dan Carlson (2002) dalam Fiantis (2006) menyatakan bahwa bahan padatan ini berdasarkan diameter partikelnya terbagi atas debu vulkan (< 0.26 mm) yang berupa bahan lepas dan halus, pasir (0.25 – 4 mm) yang lepas
Universitas Sumatera Utara
dan tumpul, lapilli atau ‘little stone’ (4 – 32 cm) yang berbentuk bulat hingga persegi dan bom (> 32 mm) yang bertekstur kasar.
Abu vulkanik atau pasir vulkanik adalah bahan material vulkanik jatuhan yang disemburkan ke udara saat terjadi suatu letusan. Abu maupun pasir vulkanik terdiri dari batuan berukuran besar sampai berukuran halus, yang berukuran besar biasanya jatuh disekitar sampai radius 5-7 km dari kawah, sedangkan yang berukuran halus dapat jatuh pada jarak mencapai ratusan hingga ribuan kilometer (Sudaryo dan Sutjipto 2009).
Debu yang jatuh dan menutupi lahan pertanian memberikan dampak positif dan negatif bagi tanah dan tanaman. Dampak positif bagi tanah, secara tidak langsung, adalah memperkaya dan meremajakan tanah yang juga meningkatkan pertumbuhan tanaman, sedangkan dampak negatifnya adalah debu tersebut menutupi permukaan daun sehingga menghambat proses fotosintesa dan tanaman tersebut lambat laun akan mati. Hal ini mengakibatkan penurunan produksi tanaman. Dampak negatif lainnya adalah kemungkinan terkandungnya logamlogam berat dalam debu vulkanik tersebut. Penelitian kandungan debu vulkanik di Fuego, Costa Rica menunjukkan rata-rata kandungan Al, B, Ca, Cd, Cl, Cu, Fe, Li, dan Pb secara berturut-turut (dalam mg/kg) adalah 5,2; 0,088; 400; 0,008; 124; 2.08; 0,044; 0,104 (Wikipedia, 2009).
Abu vulkanik ini pada awalnya menutupi daerah pertanian dan merusak tanaman yang ada. Namun dalam jangka waktu setahun atau dua tahun saja, tanah ini menjadi jauh lebih subur. Kesuburan ini dapat bertahan lama bahkan bisa puluhan tahun. Selain itu tanah hancuran bahan vulkanik sangat banyak mengandung unsur hara yang menyuburkan tanah (Anwas,1994).
Universitas Sumatera Utara
Menurut Sucipto (2009) karakteristik debu vulkanik yang terdapat pada Gunung Merapi memiliki kandungan P dalam abu volkan berkisar antara rendah sampai tinggi (8-232 ppm P2O5). KTK (1,77- 7,10 me/100g) dan kandungan Mg (0,13- 2,40 me/100g), yang tergolong rendah, namun kadar Ca cukup tinggi (2,13- 15,47 me/100g). Sulfur (2- 160 ppm), kandungan logam berat Fe (13- 57 ppm), Mn (1.5- 6,8 ppm), Pb (0,1- 0,5 ppm) dan Cd cukup rendah (0,01- 0,03 ppm).
Abu vulkanik mengandung unsur Sulfur dan unsur Silica yang berfungsi sebagai pemasok unsur hara tanaman. Selain itu, abu vulkanik juga mengandung unsur Cu dan Fe yang yang berfungsi sebagai mikro element. Jika dilihat dari sifat fisik abu merupakan hasil dari pembakaran yang mempunyai sifat seperti Batuan Zeolit dan Arang yang berfungsi sebagai penambat unsur hara dalam tanah sehingga tidak mudah tercuci oleh air. Dengan adanya abu vulkanik juga akan mempermudah penyerapan unsur hara oleh akar tanaman. (wikipedia, 2012). Cu (Tembaga)
Unsur Cu bersumber dari hasil pelapukan / pelarutan mineral – mineral yang terkandung dalam bebatuan. Penambahan Cu ke dalam tanah melalui polusi dapat terjadi pada industri – industri tembaga, pembakaran batu bara, minyak bumi dan buangan di area pemukiman (Lahuddin, 2007).
Kelebihan kadar Cu dalam tanah yang melewati ambang batas akan mejadi pemicu terjadinya keracunan khususnya pada tanaman. Kandungannya di dalam tanah antara 2 sampai 250 ppm, sedangkan dalam jaringan tanaman yang tumbuh normal sekitar 5-20 ppm Cu. Kondisi kritis dalam tanah 60- 125 ppm, dan dalam
Universitas Sumatera Utara
jaringan tanaman 5-60 ppm Cu. Pada kondisi kritis pertumbuhan tanaman mulai terhambat sebagai akibat keracunan Cu (Alloway, 1995).
Logam Tembaga, Seng dan Kadmium merupakan bahan pencemar tanah. Bahan pencemar tanah dapat dipilah menjadi dua, yakni bahan anorganik dan bahan organik. Bahan anorganik terutama logam berat seperti seng, tembaga, timbal dan arsenikum. Bahan – bahan tersebut cenderung berada didalam tanah dalam waktu yang lama, meskipun status kimianya kemungkinan berubah menurut waktu (Hanafiah, 2005).
Fungsi dan peranan Cu antara lain mengaktifkan enzim sitokrom-oksidase, askorbit-oksidase, asam butirat-fenolase dan laktase. Berperan dalam metabolisme protein dan karbohidrat, berperan terhadap perkembangan tanaman generatif, berperan terhadap fiksasi N secara simbiotis dan penyusunan lignin. (Rioardi, 2009).
Lindsay (2001) menyimpulkan bahwa kadar Cu dalam larutan tanah menurun dengan peningkatan pH disebabkan Cu terikat sangat kuat pada matriks tanah. Unsur Cu2+ terikat lebih kuat pada bahan organik dibandingkan dengan unsur mikro lainnya misalnya Zn2+ dan Mn2+ dan Cu kompleks berperanan penting dalam regulasi mobilitas dan ketersediannya dalam tanah.
Tembaga (Cu) dilepaskan oleh pelapukan sebagai Cu2+ diabsorbsi oleh tanaman dan diabsorbsi pada tempat kation tertukar. Tembaga dan bahan organik yang membentuk kompleks dan merupakan bukti bahwa pengkomplekan dapat mengurangi ketersediaan tembaga bagi tanaman dalam tanah dengan kandungan bahan organik yang tinggi. Tanah organik yang baru berkembang dan tanah berpasir yang tercuci kebanyakan seperti menjadi defesiensi tembaga bagi
Universitas Sumatera Utara
beberapa tanaman. Unsur tembaga diserap oleh akar tanaman dalam bentuk Cu2+ dibutuhkan dalam jumlah sedikit dan beberapa dalam proses oksidasi, reduksi dan pembentukan enzim (Foth, 1994).
Unsur tembaga di alam, dapat ditemukan dalam bentuk logam bebas. Akan tetapi lebih banyak ditemukan dalam bentuk persenyawaan atau senyawa padat dalam bentuk mineral. Palar (2008) mengemukakan bahwa pada batuan mineral atau lapisan tanah, tembaga dapat ditemukan dalam bentuk seperti :
- chalcocote (Cu2S) - covellite (CuS) - chalcopyrite (CuFeS2) - bornite (Cu5FeS4) - enargite (Cu3(AsSb)S4)
Unsur tembaga, seperti juga unsur-unsur mikro lainnya, bersumber dari
hasil pelapukan mineral-mineral yang terkandung dalam bebatuan. Alloway
(1995) mengemukakan bahwa ada 10 jenis bebatuan dan 19 mineral utama yang
mengandung Cu. Kandungan Cu dalam bebatuan berkisar 2-200 ppm (Adriano,
1986) dan dalam berbagai mineral berkisar 23-100%. Kebanyakan Cu mineral
dalam bentuk kristal dan bentuk lainnya lebih mudah larut daripada Cu tanah.
Tabel 1. Harkat Cu dalam Tanah.
Harkat
Sangat Tinggi Tinggi Sedang Rendah
Sangat Rendah Sumber: Rosmarkam dan Yuwono, 2002.
Ppm
>200 75-200 25-75 15-25
6.0 3.0 – 6.0 1.5 – 3.0 1.0 – 1.5