Pengaruh Pupuk, Bahan Organik, dan Perakaran Tanaman Jagung (Zea mays L.) terhadap Fluks CO2 pada Inceptisol Darmaga

PENGARUH PUPUK, BAHAN ORGANIK, DAN PERAKARAN
TANAMAN JAGUNG (Zea mays L.) TERHADAP FLUKS CO2
PADA INCEPTISOL DARMAGA

SITI MAESAROH

DEPARTEMEN ILMU TANAH DAN SUMBERDAYA LAHAN
FAKULTAS PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2013

PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN
SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA*
Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi yang berjudul Pengaruh
Pupuk, Bahan Organik, dan Perakaran Tanaman Jagung (Zea mays L.)
terhadap Fluks CO2 pada Inceptisol Darmaga adalah benar karya saya
dengan arahan dari komisi pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk
apa pun kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang berasal
atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari
penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar

Pustaka di bagian akhir skripsi ini.
Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada
Institut Pertanian Bogor.
Bogor, Oktober 2013
Siti Maesaroh
NIM A14090077

ABSTRAK
SITI MAESAROH. Pengaruh Pupuk, Bahan Organik, dan Perakaran
Tanaman Jagung (Zea mays L.) terhadap Fluks CO2 pada Inceptisol
Darmaga.
Dibimbing oleh SUPIANDI SABIHAM dan SETIARI
MARWANTO.
Fluks CO2 merupakan komponen penting dalam siklus karbon secara
global. Faktor-faktor yang mempengaruhi fluks CO2 dari tanah di antaranya
adalah biomassa akar, bahan organik, dan ketersediaan nutrisi. Penelitian ini
bertujuan mengetahui fluks CO2 Inceptisol Darmaga dari pengaruh
perakaran tanaman jagung (Z. mays), bahan organik, dan pupuk. Metode
pengukuran fluks CO2 adalah mengukur fluks CO2 pada sampel yang ada di
polybag dalam skala rumah kaca dengan alat Infrared Gas Analyzer (IRGA)

tipe LI-820. Analisis data dilakukan dengan matriks korelasi, regresi linear,
dan uji beda. Hasil penelitian menunjukkan bahwa perakaran tanaman
jagung meningkatkan fluks CO2 lebih tinggi dibandingkan dengan fluks
CO2 dari penambahan pupuk dan bahan organik. Peningkatan fluks CO2
karena pengaruh akar tanaman jagung, bahan organik, dan pupuk terhadap
kontrol berturut-turut adalah 98.15%, 66.01%, dan 38.54%. Total rata-rata
fluks CO2 pada kontrol (K) selama periode tanam adalah 0.055±0.02
mg/m2/det. Peningkatan fluks CO2 dari perakaran cenderung lebih
disebabkan pengaruh akar sekunder. Namun, perbedaan ukuran diameter
akar tanaman jagung tidak berkorelasi terhadap fluks CO2. Berdasarkan
analisis regresi linear, suhu tanah meningkatkan fluks CO2 pada perlakuan
dengan penambahan bahan organik.
Kata kunci: bahan organik, fluks CO2, pemberian pupuk, perakaran tanaman
jagung

ABSTRACT
SITI MAESAROH. The Influence of Fertilizers, Organic Matters, and
Roots of Corn (Zea mays L.) on CO2 Flux at Inceptisol Darmaga.
Supervised by SUPIANDI SABIHAM and SETIARI MARWANTO.
CO2 flux is an important component of the global carbon cycle. The

factors that influence CO2 flux from the soil are roots, organic matter, and
nutrient availabillity. The measurement of CO2 flux was carried out by
using closed chamber method in greenhouse, for which infrared gas
analyzer (IRGA) LI-820 type was used for analyzing such gas. Data analysis
was performed with matrix correlation, linear regression, and a different
test. The results showed that the roots of corn have increased the magnitude
of CO2 flux; such value was higher than that of CO2 flux from the soil added
by both fertilizers and organic matter. Increasing CO2 flux due to the
influence of corn root, organic matter, and fertilizer, compared to control,
was of about 98.15%, 66.01%, and 38.54%, respectively. The average CO 2
flux from the treatment of the control during the planting period is

0.055±0.02 mg/m2/det. Of the root diameter and density observed in this
research, the secondary roots seem to have strong correlation with CO2 flux
compare to other. However, the difference of diameter root sizes is
generally not correlated to the CO2 flux. Based on the linear regression
analysis, soil temperatures lead to increase CO2 flux on the treatment with
the addition of organic matter.
Keywords: corn roots plant, CO2 flux, fertilizer, organic matter

PENGARUH PUPUK, BAHAN ORGANIK, DAN PERAKARAN
TANAMAN JAGUNG (Zea mays L.) TERHADAP FLUKS CO2
PADA INCEPTISOL DARMAGA

SITI MAESAROH

Skripsi
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Sarjana Pertanian
pada
Departemen Ilmu Tanah dan Sumberdaya Lahan

DEPARTEMEN ILMU TANAH DAN SUMBERDAYA LAHAN
FAKULTAS PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2013

Judul Skripsi : Pengaruh Pupuk, Bahan Organik, dan Perakaran Tanaman
Jagung (Zea mays L.) terhadap Fluks CO2 pada Inceptisol

Darmaga
Nama
: Siti Maesaroh
NIM
: A14090077

Disetujui oleh

Prof Dr Ir Supiandi Sabiham, MAgr
Pembimbing I

Tanggal Lulus:

1 1 OCT 2013

Pembimbing II

Judul Skripsi : Pengaruh Pupuk, Bahan Organik, dan Perakaran Tanaman
Jagung (Zea mays L.) terhadap Fluks CO2 pada Inceptisol
Darmaga

Nama
: Siti Maesaroh
NIM
: A14090077

Disetujui oleh

Prof Dr Ir Supiandi Sabiham, MAgr
Pembimbing I

Setiari Marwanto, SP MSi
Pembimbing II

Diketahui oleh

Dr Ir Syaiful Anwar, MSc
Ketua Departemen

Tanggal Lulus:

PRAKATA
Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT atas segala
karunia-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan penelitian dan penulisan
karya ilmiah yang berjudul Pengaruh Pupuk, Bahan Organik, dan Perakaran
Tanaman Jagung (Zea mays L.) terhadap Fluks CO2 pada Inceptisol
Darmaga.
Penulis mengucapkan terima kasih kepada Prof Dr Ir Supiandi
Sabiham, MAgr selaku pembimbing utama dan Setiari Marwanto, SP MSi
selaku pembimbing anggota atas bimbingan dan motivasi yang diberikan
selama kegiatan penelitian dan penulisan karya ilmiah ini. Selain kepada
pembimbing saya mengucapkan terima kasih banyak kepada Dr Ir Lilik Tri
Indriyati, MSc selaku dosen penguji yang telah memberikan masukanmasukan yang sangat berarti bagi penulisan untuk penyempurnaan karya
ilmiah ini. Penulis mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada
kedua orang tua penulis yaitu Ibu Suyatmi dan Bapak Rohmadi yang selalu
memberikan doa dan motivasi baik moril maupun material kepada penulis.
Tidak lupa kepada saudara-saudaraku (Nawar, As’adah dan Abid) atas
perhatiannya. Ucapan terima kasih juga penulis sampaikan kepada Mas
Habib, teman soiler 46, Al-Ihya, CSS MoRA 46 dan KMNU atas semua
doa, dukungan dan perhatiannya yang diberikan kepada penulis.
Penulis banyak mengucapkan terima kasih kepada Program Beasiswa

Santri Berprestasi (PBSB) Kementerian Agama RI atas bantuan finansial
yang diberikan sehingga penulis bisa menyelesaikan studinya hingga
selesai. Semoga karya ilmiah ini bermanfaat.

Bogor, Oktober 2013
Siti Maesaroh

DAFTAR ISI
ABSTRAK

iv

DAFTAR GAMBAR

xii

DAFTAR LAMPIRAN

xii

PENDAHULUAN

1

Latar Belakang

1

Tujuan Penelitian

1

Ruang Lingkup Penelitian

1

METODE

2

Waktu dan Tempat Penelitian

2

Bahan

2

Alat

2

Prosedur

2

Pengambilan Sampel Tanah

2

Analisis Pendahuluan

3

Persiapan Penanaman

3

Penanaman, Pemeliharaan, dan Panen Tanaman

3

Pengukuran Fluks CO2

3

Pengukuran Berat Akar Tanaman

4

Pengukuran N-Total dan C-Organik Tanah

4

Analisis Data
HASIL DAN PEMBAHASAN

4
5

Kondisi Umum

5

Pengaruh Pupuk, Bahan Organik, dan Perakaran terhadap Fluks CO2

5

Dinamika Laju Fluks Gas CO2 Mingguan selama Periode Tanam

6

SIMPULAN DAN SARAN

9

Simpulan

9

Saran

9

DAFTAR PUSTAKA

9

LAMPIRAN

10

RIWAYAT HIDUP

16

DAFTAR GAMBAR
1 Peningkaan fluks CO2 selama periode tanam jagung masing-masing
Perlakuan dibandingkan dengan kontrol
2 Hubungan fluks CO2 pupuk, bahan organik, dan akar tanaman
jagung
3 Regresi linear fluks CO2 dengan suhu tanah
4 Hubungan suhu tanah dengan suhu udara

5
6
8
8

DAFTAR LAMPIRAN
1 Uji beda fluks CO2 antar perlakuan
11
2 Matriks korelasi fluks CO2 dengan faktor lingkungan pada kontrol (K) K)
11
3 Matriks korelasi fluks CO2 dengan faktor lingkungan pada kontrol
dengan penambahan pupuk (K + P)
11
4 Matriks korelasi fluks CO2 dengan faktor lingkungan pada kontrol
dengan penambahan bahan organik (K + BO)
12
5 Matriks korelasi fluks CO2 dengan faktor lingkungan pada kontrol
dengan penambahan tanaman jagung (K + J)
13
6 Pengukuran fluks CO2 dengan adanya tanaman (a) tanpa tanaman (b) 14
7 Alat IRGA tipe LI-820
14
8 Klasifikasi diameter akar tanaman jagung
15

PENDAHULUAN
Latar Belakang
Tanah merupakan sumber utama dan penyerap CO2 yang berperan
penting dalam mengatur konsentrasi CO2 atmosfer. Hampir 10% CO2 dari
tanah sampai ke atmosfer tiap tahunnya (Raich dan Schlesinger 1992).
Meskipun demikian, tanah sebagai tempat berkembangnya biomassa
tanaman mampu melakukan sekuestrasi CO2 sebesar 89% (IPCC 2007).
Fluks CO2 merupakan indikator yang sensitif dan penting pada suatu
ekosistem, termasuk aktivitas yang berkenaan dengan proses metabolisme di
tanah, pembusukan sisa tanaman pada tanah, dan konversi bahan organik
tanah menjadi CO2 (Rochette et al. 2000). Pelepasan gas CO2 dari tanah ke
atmosfer dari berbagai sumber termasuk dari aktivitas pertanian menjadi
kajian menarik terkait perhatian dunia terhadap gejala pemanasan global.
Faktor-faktor penting yang mempengaruhi fluks CO2 dari tanah adalah
biomassa akar, bahan organik, dan ketersediaan nutrisi (Moren dan Lindroth
2000).
Produksi gas CO2 di dalam tanah dan kemampuan tanaman untuk
menyerap CO2 salah satunya ditentukan oleh jumlah dan jenis tanaman.
Fluks CO2 dari Inceptisol Darmaga dan hubungannya dengan pemberian
pupuk dan bahan organik dalam penelitian ini dipelajari melalui parameter
agronomis tanaman jagung (Z. mays). Jagung merupakan tanaman C4
dengan hasil pertama dalam fotosintesis di mesofil berupa suatu molekul
dengan 4 atom C dan memiliki laju fotosintesis yang tinggi dan efisien
dikarenakan tidak adanya fotorespirasi (Gardner et al. 1985).

Tujuan Penelitian
Mengetahui fluks CO2 Inceptisol dari pengaruh perakaran tanaman
jagung (Z. mays), bahan organik, dan pupuk.

Ruang Lingkup Penelitian
Penelitian ini merupakan percobaan rumah kaca terhadap
pengukuran fluks CO2 pada Inceptisol Darmaga dengan perlakuan
penambahan pupuk, bahan organik, dan perakaran tanaman jagung (Z.
mays). Pengukuran fluks CO2 dilakukan setiap minggu. Setelah pengukuran
fluks CO2 di rumah kaca, dilakukan pengukuran berat akar tanaman
berdasarkan ukuran diameternya (primer, sekunder, tersier, dan kuarter)
serta peungukuran C/N Inceptisol.

2

METODE
Waktu dan Tempat Penelitian
Penelitian dilaksanakan dari bulan Oktober 2012 sampai bulan Juni
2013. Penelitian dengan parameter agronomi tanaman jagung (Z. mays)
dikerjakan di rumah kaca Balai Penelitian Tanah, Badan Litbang Pertanian,
Bogor. Analisis tanah dilakukan di Laboratorium Kimia dan Kesuburan
Tanah, Departemen Ilmu Tanah dan Sumberdaya Lahan, Fakultas Pertanian,
Institut Pertanian Bogor (IPB).
Bahan
Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah Inceptisol
Darmaga lapisan 0-20 cm. Kalibrasi alat pengukur konsentrasi gas CO2,
menggunakan gas standar CO2 550 ppm untuk nilai tertinggi dan kapur soda
(soda lime) untuk nilai terendah (0 ppm). Bahan lain yang digunakan antara
lain adalah: benih jagung varietas Bima, kompos, air, pupuk dasar (urea,
SP-36, dan KCl), furadan, dan bahan kimia untuk keperluan analisis Corganik metode Walkley and Black serta N-total metode Kjeldahl.

Alat
Peralatan utama yang digunakan dalam penelitian ini meliputi Infra
Red Gas Analyzer (IRGA) tipe LI-820 dan sungkup gas dari pipa PVC
berdiameter 25.5 cm dan tinggi 25 cm. Pengukuran IRGA dilengkapi alat
penunjang seperti baterai 12 V, pompa udara 12 V, filter udara, manometer,
data logger atau laptop, selang, dan sungkup gas berikut tutupnya. Tutup
sungkup untuk penelitian ini dirancang secara khusus untuk digunakan di
dalam polybag dan mampu menyesuaikan dengan pertumbuhan batang
jagung. Peralatan pendukung lain yang digunakan dalam pengambilan
contoh tanah dan analisis di laboratorium di antaranya adalah ring sampel,
oven, pipet, erlenmeyar, buret, labu ukur, gelas ukur, timbangan analitis dan
lain-lain. Analisis penetuan kadar air kapasitas lapang menggunakan alat:
pressure plate apparatus. Peralatan yang digunakan di rumah kaca antara
lain: polybag berdiameter 28 cm, termometer, timbangan, dan gelas ukur.

Prosedur
Pengambilan Contoh Tanah
Bahan tanah yang digunakan dalam penelitian ini adalah Inceptisol
Darmaga yang diambil dari lokasi dengan posisi koordinat bumi 6° 33' 8.07''
LS dan 106° 43' 0.52' BT pada kedalaman 0-20 cm. Contoh tanah yang
diambil meliputi contoh tanah utuh (undisturbed soil sample) dan contoh
tanah terganggu (disturbed soil sample). Contoh tanah utuh digunakan
untuk penetapan berat isi (bulk density) dan kadar air kapasitas lapang (pF

3

2.54), sedangkan contoh tanah terganggu digunakan untuk analisis
pendahuluan dan media tanam.
Analisis Pendahuluan
Tanah yang digunakan untuk keperluan analisis pendahuluan adalah
bahan tanah yang telah diayak dengan ayakan berdiameter 2 mm. Bahan
tanah tersebut ditetapkan untuk bobot kering mutlak (BKM), kadar air
kering udara (KAKU), dan kadar air kapasitas lapang (KAKL). Penetapan
BKM dilakukan untuk keperluan penetapan jumlah tanah di polybag.
Penetapan KAKL ditetapkan untuk jumlah penyiraman air pada tahap
penanaman dan pemeliharaan tanaman. Selain itu, dilakukan analisis
pendahuluan tanah lainnya, seperti pH tanah, N-total (%), C-organik, tekstur
tanah, dan analisis pupuk dasar.
Persiapan Penanaman
Persiapan penanaman dilakukan dengan penimbangan tanah setara
dengan 18 kg BKU/polybag atau 16 kg BKM/polybag. Setelah itu, tanah
dalam polybag berdiameter 28 cm diberi perlakuan sebagai berikut:
1. Tanah mineral saja sebagai kontrol (K)
2. Tanah mineral + pupuk (K + P)
3. Tanah mineral + pupuk + jagung (K + P + J)
4. Tanah mineral + bahan organik (K + BO)
5. Tanah mineral + bahan organik + pupuk (K + BO + P)
6. Tanah mineral + bahan organik + pupuk + Jagung (K + BO + P + J).
Perlakuan K adalah tanah dengan kandungan C-organik sesuai
kondisi aslinya di lapangan (1.75%), sedangkan perlakuan dengan
penambahan bahan organik adalah kondisi tanah dengan kandungan Corganik 2%.
Penanaman, Pemeliharaan, dan Panen Tanaman
Benih jagung varietas Bima ditanam pada polybag sebanyak satu
benih/polybag. Setelah penanaman, dilakukan pemupukan dasar sesuai dosis
rekomendasi dari Kementerian Pertanian yaitu urea 300 kg/ha, SP-36 75
kg/ha, dan KCl 50 kg/ha. Pemupukan dilakukan 2 kali yaitu pada minggu
ke-1 dan ke-5 setelah tanam. Pemeliharaan tanaman dilakukan dengan cara
penyiraman air untuk menjaga ketersediaan air sekitar KAKL bagi
pertumbuhan tanaman jagung. Pemeliharaan ini dilakukan mulai minggu ke
0 hingga 10 MST.
Pengukuran Fluks CO2
Pengukuran fluks CO2 dilakukan pada tanah di dalam polybag
dengan menggunakan alat Infra Red Gas Analyzer (IRGA). Alat IRGA
berada pada keadaan stasioner (tidak bergerak) sedangkan tutup sungkup
dirancang untuk dapat dipindah-pindahkan pada sungkup yang diukur
fluksnya. Hal ini diharapkan dapat mengurangi efek perubahan struktur
tanah dan volume sungkup akibat tekanan. Pengipasan di atas sungkup
selama ±1 (satu) menit sangat penting dilakukan untuk memastikan bahwa

4

udara di atas permukaan tanah tercampur sempurna dengan udara
lingkungan sekitarnya. Alat perekam data fluks CO2 diaktifkan setelah tutup
sungkup dipasang sempurna di atas sungkup. Perekaman data fluks hanya
dilakukan 2.5 menit untuk mengurangi pengaruh tekanan udara di dalam
sungkup. Faktor lingkungan lain yang bersamaan waktu mengukurnya
adalah suhu tanah, suhu udara, dan suhu udara di dalam sungkup.
Perhitungan fluks CO2 mengikuti formula sebagai berikut:
a. Menghitung perubahan konsentrasi CO2 (dCc/dt) berdasarkan
grafik linear pengukuran fluks CO2 di lapangan (µmol/mol atau
ppm) versus waktu pengukuran (det). Persamaan grafik linear
tersebut adalah sebagai berikut:
Y = a x + b,
keterangan:
Y
: konsentrasi CO2 (µmol/ mol) atau ppm
a
: gradien perubahan konsentrasi CO2 (µmol/ mol/det)
b
: intercept konsentrasi CO2 (µmol/ mol)
x
: waktu (det)
b. Menghitung fluks CO2 berdasarkan persamaan berikut (Madsen
et al., 2010):

keterangan:
fc : fluks CO2 (mg/m2/det)
P
: tekanan atmosfer (berdasarkan rata-rata pembacaan
alat IRGA)
h
: tinggi sungkup (m)
R : konstanta gas (8.314 Pa m3/oK/mol)
T
: suhu udara dalam sungkup (oK)
dC/dt : perubahan konsentrasi gas CO2 (µmol/mol/det)
Pengukuran suhu udara dilakukan pada ketinggian satu meter di atas
permukaan tanah, sedangkan suhu tanah diukur pada pada kedalaman 5 cm.
Parameter suhu tersebut dibaca di tengah waktu pembacaan fluks oleh
IRGA untuk memperoleh kondisi lingkungan rata-rata.
Pengukuran Berat Akar Tanaman
Pengukuran berat akar dilakukan setiap minggu mulai dari minggu
ke satu setelah tanam (MST) sampai minggu ke sepuluh setelah tanam
(MST). Sebelum akar tanaman ditimbang, akar dioven pada suhu 600C
selama 72 jam. Setelah itu, akar dipisahkan berdasarkan diameter akar
meliputi (Marwanto 2012);
1. Akar primer (Ø > 5 mm)
2. Akar sekunder (Ø 2.5-5 mm)
3. Akar tersier (Ø 0.5-2.5 mm) dan,
4. Akar kuarter (Ø < 0.5 mm).
Selanjutya akar dalam keadaan kering konstan tersebut ditimbang
menggunakan timbangan analitis.

5

Pengukuran N-Total dan C-Organik Tanah
Pengukuran N-total dan C-organik tanah menggunakan contoh tanah
hasil pembongkaran tanaman pada setiap polybag. Metode yang digunakan
dalam Analisis C-organik adalah metode Walkley and Black. Adapun dalam
penetapan N-total digunakan metode Kjeldahl.
Analisis Data
Analisis data yang digunakan pada penelitian ini adalah matriks
korelasi, regresi linear, dan uji beda.

HASIL DAN PEMBAHASAN
Kondisi Umum
Contoh tanah yang digunakan dalam penelitian ini adalah Inceptisol
Darmaga. Inceptisol merupakan jenis tanah yang berkembang dari bahan
vulkanik dan memiliki sifat kimia meliputi KTK rendah, KB rendah, pH
rendah, bahan organik rendah. Namun demikian tanah ini tergolong subur
jika dibandingkan dengan tanah lain di Indonesia (Soepardi 1983).
Inceptisol Darmaga memiliki tekstur clay dengan kandungan C-organik
1.75%, N-total 0.18 (%), KTK 20.22 me/100g, KB 33.09%, dan pH 5.00.
Pengaruh Pupuk, Bahan Organik, dan Perakaran terhadap Fluks CO2
Pupuk, bahan organik, dan akar tanaman jagung memberikan
peningkatan terhadap fluks CO2 yang berbeda-beda. Pengaruh perakaran
lebih ditentukan oleh adanya respirasi akar (Knorr et al. 2008).

Gambar 1 Peningkatan fluks CO2 selama periode tanam jagung masingmasing perlakuan dibandingkan dengan kontrol
Peningkatan fluks CO2 dari pupuk, bahan organik, dan respirasi akar
terhadap kontrol berturut-turut adalah 38.54%, 66.01%, dan 98.15%. Nilai
peningkatan fluks CO2 pada masing-masing perlakuan diperoleh dengan
mencari selisih antara nilai fluks pada perlakuan dengan kontrol. Total ratarata fluks CO2 pada kontrol (K) selama periode tanam adalah 0.055±0.02
mg/m2/det. Peningkatan fluks CO2 terhadap kontrol pada perlakuan dengan

6

penambahan pupuk, bahan organik, dan akar secara berturut-turut adalah
0.021±0.010 mg/m2/det, 0.038±0.020 mg/m2/det, dan 0.054±0.020
mg/m2/det.
Setiap perlakuan tunggal atau kombinasi memiliki nilai fluks CO2
yang berbeda. Total rata-rata fluks CO2 selama periode tanam pada kontrol
(K), kontrol + pupuk (K + P), kontrol + bahan organik (K + BO), kontrol +
bahan organik + pupuk (K + BO + P), kontrol + pupuk + tanaman jagung (K
+ P + J), dan kontrol + bahan organik + pupuk + tanaman jagung (K + BO +
P + J) secara berurutan adalah 0.055±0.020 mg/m2/det, 0.076±0.030
mg/m2/det, 0.093±0.040 mg/m2/det, 0.097±0.040 mg/m2/det, 0.130±0.06
mg/m2/det, dan 0.166±0.080 mg/m2/det. Fluks CO2 dari respirasi akar
memiliki nilai fluks CO2 tertinggi dibandingkan dengan perlakuan yang
ditambah pupuk dan bahan organik. Nilai fluks CO2 dari bahan organik
memiliki fluks CO2 lebih tinggi daripada fluks CO2 dari pupuk. Akan tetapi,
nilai fluks CO2 dari perlakuan kombinasi antara pupuk dan bahan organik
memiliki nilai fluks CO2 yang tidak berbeda nyata.
Fluks CO2 dari respirasi akar cenderung disebabkan oleh akar
sekunder. Perubahan fluks CO2 dalam tanah karena pengaruh respirasi akar
dapat mempengaruhi tingkat CO2 di atmosfer (Schlesinger dan Andrews
2000). Menurut Marwanto (2012) akar kuarter memiliki korelasi positif
dengan fluks CO2. Hal ini disebabkan akar kuarter memiliki aktivitas yang
tinggi. Namun, hasil penelitian ini menunjukkan bahwa fluks CO2 tidak
berkorelasi dengan masing-masing akar total, primer, sekunder, tersier, dan
kuarter. Selain parameter agroekosistem yang berbeda dengan penelitian
Marwanto (2012), hal ini juga disebabkan lemahnya keterwakilan fluks CO2
pada tiap contoh yang diukur selama 2.5 menit setiap minggu, sementara
dinamika fluks CO2 itu sendiri sangat tinggi. Bobot kering total rata-rata
akar pada perlakuan yang ditanami jagung adalah 1.470±0.826 g. Bobot
kering total rata-rata akar primer, sekunder, tersier, dan kuarter secara
berturut-turut adalah 0.413±0.184 g, 0.134±0.026 g, 0.532±0.217 g, dan
1.319±0.405 g.

Dinamika Fluks Gas CO2 Mingguan Selama Periode Tanam
Fluks CO2 pada setiap perlakuan selama periode tanaman memiliki
nilai fluktuasi yang berbeda-beda.

Gambar 2 Fluktuasi fluks CO2 pada pupuk, bahan organik, dan akar jagung

7

Fluks CO2 awal pengukuran pada kontrol dan perlakuan dengan
penambahan bahan organik di minggu inkubasi memiliki kisaran nilai yang
tidak jauh berbeda. Hal ini menunjukkan bahwa faktor lingkungan (suhu
tanah, suhu udara, dan suhu udara dalam sungkup, dan C/N) di Inceptisol
yang berpengaruh terhadap produksi gas CO2 dalam kondisi homogen.
Pengukuran pada masa inkubasi dilakukan saat semua media tanam belum
ditambah pupuk dan benih jagung. Pada minggu ke-9 pada kontrol (K),
perlakuan tanah dengan penambahan bahan organik (K + BO), dan tanah
dengan penambahan pupuk (K + P) terjadi kenaikan fluks CO2. Hal ini
dikarenakan tingginya suhu udara pada saat pengukuran fluks dilakukan.
Pada minggu ke-0 dan ke-5 pada perlakuan dengan penambahan pupuk
menujukkan peningkatan fluks CO2. Hal ini dikarenakan pada minggu
tersebut dilakukan pemupukan urea. Treseder (2008) menyatakan
pemupukan nitrogen tidak hanya berpotensi untuk menambah emisi N2O,
tetapi juga mampu menambah emisi gas CO2. Menurut Chu et al. (2007)
menyatakan bahwa pemupukan nitrogen dapat meningkatkan respirasi akar
karena adanya peningkatan pertumbuhan tanaman yang mengarah ke total
emisi gas CO2 lebih tinggi. Fluks CO2 yang ada di antara tanah dan atmosfer
disebabkan adanya pemupukan N baik organik atau anorganik (Ding et al.
2007). Menurut Iqbal et al. (2009) aplikasi pupuk nitrogen dapat
menyebabkan peningkatan produksi gas CO2. Fluks CO2 pada kontrol
memiliki nilai kisaran fluks CO2 terendah, sedangkan perakaran jagung
memiliki kisaran fluks paling tinggi. Perubahan salah satu faktor seperti
suhu tanah, suhu udara, dan proses dekomposisi pada setiap minggu sangat
mempengaruhi fluks CO2.
Fluks CO2 pada masing-masing perlakuan selama periode tanam
dipengaruhi (P < 0.05) oleh faktor lingkungan (suhu tanah, suhu udara, dan
suhu udara dalam sungkup, dan C/N) yang berbeda-beda. Fluks CO2 pada
perlakuan dengan penambahan pupuk (K + P) tidak berkorelasi dengan Ntotal. Fluks CO2 pada K + P berkorelasi positif (r = 0.59) dengan suhu udara
dalam sungkup. Fluks CO2 dari perlakuan tanah yang ditanami tanaman
jagung tidak berkorelasi dengan peubah apapun termasuk diameter akar.
Fluks CO2 pada perlakuan dengan penambahan organik (K + BO)
berkorelasi positif dengan C-organik (r = 0.67) dan suhu tanah (r = 0.78).
Pada perlakuan tanah dengan penambahan bahan organik (K + BO)
meskipun tidak signifikan nilai fluks CO2 berkorelasi negatif dengan C/N (r
= -0.303). Artinya, di dalam perlakuan ini terjadi pelapukan bahan organik.
Jiang et al. (2011) menyatakan bahwa fluks CO2 pada tanah Calcicorthic
Aridisoldi Cina Utara berkorelasi negatif dengan C/N rasio. Adanya
penurunan C/N selama periode tanam mempengaruhi peningkatan fluks
CO2. Penurunan C/N rasio menunjukkan adanya pelapukan bahan organik.
Pelapukan merupakan proses pembakaran atau oksidasi. Menurut Stevenson
(1982) perombakan bahan organik menghasilkan garam-garam tersebut
mudah larut dan mudah hilang dalam air drainase atau diserap tanaman
seperti Ca2+, Mg2+, K+. Selain itu, perombakan bahan organik memiliki
sejumlah hasil sampingan seperti NH3, H2S, CO2, asam organik .
Pengaruh akar, pupuk, dan bahan organik, terhadap hasil fluks CO2
sangat terlihat jelas pada total rata-rata fluks CO2. Akan tetapi, hubungan

8

tersebut tidak terlihat pada rekaman data mingguan akibat dinamika fluks
CO2 yang tinggi dan sangat dipengaruhi peubah lingkungan lain. Gas CO2
dari respirasi akar yang ditangkap/terdeteksi oleh alat IRGA juga tergantung
sifat tanah seperti tekstur, struktur, dan porositas. Fluks CO2 pada perlakuan
tanah dengan penambahan bahan organik dipengaruhi suhu tanah yang
terlihat dari nilai R2= 0.609.

Gambar 3 Regresi linear fluks CO2 dengan suhu tanah
Hasil penelitian menunjukkan bahwa suhu tanah selama periode
pengukuran telihat fluktuatif. Rata-rata total suhu tanah selama periode
pengukuran yaitu 32.35±2.89oC. Lessard et al. (1994) menyatakan bahwa
peningkatan suhu tanah akan berbanding lurus dengan peningkatan fluks
CO2 atau fluks CO2. Namun, respon fluks CO2 tanah terhadap suhu berbeda
tergantung pada kisaran suhu dan jenis ekosistem (Lloyd dan Taylor 1994).
Suhu tanah secara langsung mempengaruhi pertumbuhan tanaman,
kelembaban tanah, aerasi, aktivitas mikroorganisme tanah dalam proses
enzimatik dan dekomposisi serasah atau sisa tanaman serta ketersediaan
hara-hara tanaman. Aktivitas ini sangat terbatas pada suhu dibawah 10 oC,
laju optimum aktivitas biota tanah yang menguntungkan terjadi pada suhu
18-30 oC. Suhu tanah pada perlakuan tanah dengan penambahan bahan
organik berkorelasi positif (r = 0.68) dengan suhu udara. Suhu udara
merupakan salah satu faktor lingkungan yang secara tidak langsung
berpengaruh terhadap fluks CO2.

Gambar 4 Hubungan suhu tanah dengan suhu udara

9

Berdasarkan analisis uji beda, fluks CO2 pada kontrol berbeda
nyata terhadap fluks CO2 dari bahan organik dan respirasi akar namun tidak
berbeda nyata terhadap fluks CO2 dari pupuk. Uji beda menunjukkan fluks
CO2 dari respirasi akar berbeda nyata dengan fluks CO2 dari bahan organik
dan pupuk. Fluks CO2 dari pupuk dan bahan organik tidak berbeda nyata.

SIMPULAN DAN SARAN
Simpulan
Fluks CO2 dari respirasi akar tanaman jagung serta bahan organik
dan pupuk terhadap kontrol berturut-turut sebesar 98.15%, 66.01%, dan
38.54%. Peningkatan fluks CO2 dari perakaran cenderung lebih disebabkan
pengaruh respirasi akar sekunder. Namun, perbedaan masing-masing
diameter akar (primer, sekunder, kuarter, dan tersier) tanaman jagung tidak
berkorelasi terhadap fluks CO2.
Saran
Pengukuran fluks CO2 sebaiknya dilakukan dengan selang waktu
yang lebih rapat dan intensif (kontinu), sehingga dapat diketahui faktorfaktor yang mempengaruhi fluks CO2 secara lebih teliti. Perlu juga diamati
peubah yang lain seperti mikroorganisme tanah.

DAFTAR PUSTAKA
Chu H, Hosen Y, Yagi K. 2004. Nitrogen oxide emissions and soil
microbial properties as affected by N-fertilizer management in a
Japanese Andisol. Soil Sci Plant Nutr 50:287–292.
Ding W, Meng L, Yin Y, Cai Z, Zheng X. 2007. CO2 emission in an
intensively cultivated loam as affected by long-term application of
organic manure and nitrogen fertilizer. Soil Biol Biochem 39:669–
679.
Gardner FP, Brent P, Mitchell R. 1985. Fisiologi Tanaman Budidaya.
Herawati Susilo, penerjemah. Jakarta (ID): UI Press. Terjemahan
dari: Physiology of Crop Plants.
IPCC. 2007. Climate Change 2007: Contribution of Working Group III to
the Fourth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on
Climate Change [Metz B, Davidson OR, Bosch PR, Dave R, Meyer
LA. (eds)] Cambridge University Press, Cambridge, United
Kingdom and New York, NY, USA. 515 p.
Iqbal J, Hu R, Lin S, Hatano R, Feng M, Lu L, Ahamadou B, sDu L. 2009.
CO2 emission in a subtropical red paddy soil (Ultisol) as affected by
straw and N fertilizer applications: A case study in Southern China.
Agr Ecosyst Environ 131:292–302.

10

Knorr KH, Oosterwoud MR, Bloudau. 2008. Experimental drought alters
rates of soil respiration and methanogenesis but nit carbon exchange
in soil of a temperete fen. Soil and Biochemistry 40:1781-1791.
Lessard R et al. 1994. Methane and carbon dioxide fluxes from poorly
drained adjacent cultivated and forest sites. Canadian Journal of Soil
Science 74(2):139-146.
Jiang L, Xingguo Han, Ning Dong, Yanfen Wang, Paul Kardol. 2011. Plant
species effects on soil carbon and nitrogen dynamics in a temperate
steppe of northern China. Plant Soil 346:331–347.
Lloyd J, Taylor JA. 1994. On the temperature dependence of soil
respiration. Funct. Ecol. 8:315–323.
Madsen R, Xu L, Classen B, Dermitt D. 2010. Surface monitoring method
for casron capturea and storage project. Energy Procedia 1:21612168.
Marwanto S. 2012. Kontribusi daerah perakaran kelapa sawit terhadap fluks
CO2 dilahan gambut kecamatan Sei Gelam, Kabupaten Muaro
Jambi, Provinsi Jambi [Tesis]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor.
Moren AS, Lindroth A. 2000. Carbon Dioxide Exchange at The Forest
Floor in a Boreal Black Spruce Ecosystem. Agricultural and Forest
meteorology.
Raich JW, Schleingser WH. 1992. The global carbon dioxide flux in soil
respiration and its relationship to vegetation and climate. Tellus B
44:81-99.
Rochette P, Angers DA, Cote. 2000. Soil carbon and nitrogen dynamics
following application of pig slurry for the 19th consecutive year: I.
carbon dioxide fluxes and microbial biomass carbon. Soil Sci. Soc.
Am. J 64:1389-1395.
Schlesinger WH, Andrews JA. 2000. Soil respiration and the global carbon
cycle. Biogeochemistry 48:7–20.
Soepardi G.1983. Dasar-dasar Ilmu Tanah. Bogor (ID): IPB Press.
Stevenson FJ. 1982. Humus Chemistry. Genesis, Composition, Reactions.
Department of Agronomy. New York (Al): University of Illinois.
Treseder KK. 2008. Nitrogen additions and microbial biomass: a metaanalysis of ecosystem studies. Ecol Lett 11:1111–1120.

11

LAMPIRAN
Lampiran 1 Uji beda fluks CO2 antar perlakuan
Paired Differences
Perlakuan
mean
Std.
T
df
nilai p
Deviation
K - K+P
-6.49
11.89 -1.89
11 0.085
K - K+J
-23.20
16.29 -4.93
11 0.000
K - K+BO
-10.93
9.35 -4.05
11 0.002
K+P - K+J
-16.70
13.47 -4.29
11 0.001
K+P - K+BO
-4.44
18.68 -0.82
11 0.427
K+BO - K+J -25.80
25.71 -3.47
11 0.005
Keterangan : diuji pada taraf 5%.

Keterangan
terima H0
tolak H0
tolak H0
tolak H0
terima H0
tolak H0

Lampiran 2 Matriks korelasi antara fluks CO2 dengan faktor lingkungan
pada kontrol (K)
Fluks Suhu Suhu
Suhu
C
N
C/N
CO2 tanah udara
udara
dalam
sungkup
Fluks CO2
1
Suhu tanah
0.04
1
Suhu udara
0.31 0.65*
1
Suhu udara
0.24 0.86* 0.82*
1
dalam
sungkup
C
-0.12 0.11 0.06
0.08
1
N
0.14 0.63* 0.75*
0.65*
-0.10
1
C/N
-0.17 -0.36 -0.53
-0.42
0.61* -0.84*
1
Keterangan: * Angka yang diberikan tanda (*) adalah nyata pada taraf α 5%.
Lampiran 3 Matriks korelasi antara fluks CO2 dengan faktor lingkungan
pada perlakuan kontrol + pupuk (K + P)
Fluks Suhu Suhu
Suhu
C
N
C/N
CO2 tanah udara
udara
dalam
sungkup
Fluks CO2
1
Suhu tanah
0.57
1
Suhu udara
0.42 0.69
1
Suhu udara
0.59* 0.76* 0.84*
1
dalam sungkup
C
-0.21 -0.11 0.03
0.06
1
N
0.53 0.75 0.33
0.38
-0.04
1
C/N
-0.49 -0.62 -0.13
-0.16
0.30 -0.94
1
Keterangan: * Angka yang diberikan tanda (*) adalah nyata pada taraf α 5%.

12

Lampiran 4 Matriks korelasi antara fluks CO2 dengan faktor lingkungan
pada perlakuan kontrol + bahan organik (K + BO)
Fluks Suhu Suhu
Suhu
C
N
C/N
CO2 tanah udara
udara
dalam
sungkup
Fluks CO2
1
Suhu tanah
0.78*
1
Suhu udara
0.32 0.68*
1
Suhu udara
0.44 0.80* 0.93*
1
dalam
sungkup
C
0.67* 0.37 -0.02
0.03
1
N
0.5
0.19 -0.11
-0.01
0.11
1
C/N
-0.30 -0.05 0.13
0.05
0.16 -0.96*
1
Keterangan: * Angka yang diberikan tanda (*) adalah nyata pada taraf α 5%.

1

Lampiran 5 Matriks korelasi antara fluks CO2 dengan faktor lingkungan pada perlakuan kontrol dengan penambahan tanaman jagung
(K+J)
Fluks
Suhu Suhu
Suhu
C
N
C/N Akar
Akar
Akar
Akar
Total
CO2
tanah udara
udara
primer sekunder tersier kuarter
akar
dalam
sungkup
Fluks_CO2
1
T_soil
-0.21
1
T_air
0.18
0.06
1
T_chamber
0.05
0.31 0.69*
1
C
0.26
-0.17 -0.06
-0.21
1
C_banding_N
-0.52
0.05
0.30
0.43
0.33 -0.84*
1
Akar_primer
-0.20
-0.33 0.17
0.17
-0.01 -0.22 0.23
1
Akar_sekunder
0.36
-0.07 0.55
0.16
0.28 -0.13 0.14 0.23
1
Akar_tersier
-0.18
-0.25 0.30
0.30
0.01 -0.22 0.24 0.95*
0.22
1
Akar_kuarter
-0.16
-0.24 0.31
0.36
0.00 -0.25 0.27 0.93*
0.26
0.98*
1
Total_Akar
-0.13
-0.27 0.34
0.32
0.07 -0.26 0.30 0.95*
0.36
0.98*
0.99*
1
Keterangan: * Angka yang diberikan tanda (*) adalah nyata pada taraf α 5%.

13

14

Lampiran 6 Pengukuran fluks CO2 dengan adanya tanaman (a)
tanaman (b)

a

Lampiran 7 Alat IRGA tipe LI-820

b

tanpa

15

Lampiran 8 Klasifikasi diameter akar tanaman jagung

Akar primer (Ø > 5) mm

Akar sekunder (Ø 2.5-5) mm

Akar tesier (Ø 0.5-2.5) mm

Akar tesier (Ø < 0.5) mm

16

RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan pada tanggal 27 April 1990 di Pati, Jawa Tengah.
Penulis adalah anak ketiga dari empat bersaudara dari pasangan Bapak
Rohmadi dan Ibu Suyatmi.
Pendidikan SMA diselesaikan di MA Raudlatul Ulum Guyangan
Trangkil Pati pada tahun 2009. Penulis diterima sebagai mahasiswa di
Institut Pertanian Bogor melalui jalur Program Beasiswa Santri Berprestasi
(PBSB) tahun 2009 sebagai mahasiswa Ilmu Tanah dan Sumberdaya Lahan
(ITSL), Fakultas Pertanian Institut Pertanian Bogor (2009-2013).
Selama mengikuti pendidikan di Institut Pertanian Bogor, penulis
pernah menjadi asisten praktikum pengantar kimia tanah pada tahun 2013.
Penulis juga pernah menjadi delegasi IPB dalam olimpiade nasional Nahwu
Shorof di UPI bandung tahun 2012. Selain itu penulis juga pernah
mengikuti berbagai kepanitian seperti seminar nasional ketahanan dan
kemandirian pangan Indonesia.