Perilaku asam-asam organik meracun pada tanah gambut yang diberi garam na dan beberapa unsur mikro dalam kaitannya dengan hasil padi
PERlLAKU ASAM-ASAM ORGANIK
MERACUN PADA
TANAH GAMBUT YANG DIBEFU GARAM Na DAN
BEBERAPA UNSUR MMRO
DALAM KAITANNYA
DENGAN HASIL PAD1
Oleh
TEGUH BUD1 PRASETYO
PROGRAM PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
TEGUH BUD1 PRASETYO.
Perilaku asam-asam organik meracun
pada tanah gambut yang diberi garam Na dan beberapa unsur
hasil padi ( Dibawah bimmikro dalam
kaitannya
dengan
Oetit Koswara
sebagai Ketua
bingan Prof. Dr. Ir.
Komisi, Dr. Ir. Supiandi Sabiham, Dr. Ir. Fred Rumawas,
Dr. Ir, I. P. G. Widjaja Adhi, dan Dr. Ir, A. Ansori Mattjik
masing-masing sebagai Anggota Komisi).
Pengembangan lahan gambut khususnya untuk budidaya padi
di satu
sisi
dapat
menguntungkan
dalam menekan kecepatan
proses dekornposisi bahan gambut atau mengurangi kecepatan
penurunan permukaan tanah.
Namun di sisi lain dengan tercip-
tanya kondisi anaerob maka akan terjadi akumulasi senyawa
fitotoksik seperti asam-asam fenolat dan asam-asam karboksilat
yang dapat meracuni tanaman padi.
Penelitian tentang permasalahan pada
disebabkan adanya senyawa-senyawa fitotoksik
tanah gambut yang
tersebut secara
detail dalam kaitannya dengan pertumbuhan tanaman padi belum
banyak dilakukan khususnya di Indonesia.
Dalam penelitian ini
dilakukan analisis beberapa jenis senyawa
fitotoksik (asam-
asam fenolat dan karboksilat) yang umum dijumpai pada tanah
gambut dan perilaku asam-asam organik tersebut dalam tanah
gambut yang diberi garam Na dan unsur mikro Cu dalam kaitannya
dengan pertumbuhan dan produksi padi.
Tujuan
penelitian
ini adalah : (1) mempelajari jenis
dan kandungan asam-asam organik meracun (senyawa fitotoksik)
dalam
tanah gambut yang digenangi, (2) mempelajari perilaku
iii
asam-asam organik meracun di dalam tanah gambut yang
nang
akibat
pemberian
garam
Natrium
(NaC1)
dan
tergeunsur
mikro terpilih, dan (3) mempelajari pengaruh pemberian garam
Natrium dan unsur mikro terpilih terhadap kandungan asam-asam
organik meracun tanah gambut dalam kaitannya dengan peningkatan hasil padi.
Penelitian ini dilaksanakan di laboratorium dan rumah
kaca.
Contoh tanah diambil dari daerah pasang surut Air
Sugihan, Sumatera Selatan.
Contoh tanah gambut terdiri dari
tiga tingkat dekomposisi yaitu fibrik, hemik, dan saprik.
Secara keseluruhan penelitian ini terdiri dari 3 kegiatan
utama yaitu : (1) percobaan pendahuluan, (2) penelitian perilaku asam-asam organik meracun, dan (3) percobaan pengaruh
garam Na dan unsur mikro terpilih terhadap hasil padi.
Perco-
baan pendahuluan terdiri dari 4 kegiatan yaitu: (a) analisis
tanah, (b) percobaan kurva erapan, (c) percobaan kultur larutan, dan (d) percobaan penetapan dosis Na dan unsur mikro
terpilih.
Analisis tanah meliputi analisis pendahuluan beberapa parameter kimia dan fisik tanah serta analisis asam-asam karboksilat dan asam-asam fenolat.
Dalam percobaan
penetapan kurva erapan, terlebih dahulu
dilakukan percobaan pendahuluan tentang penetapan lama inkubasi untuk mencapai titik keseimbangan dalam larutan tanah yang
diberi kation (Na, Cut Zn, dan Mn).
Selanjutnya dilakukan
percobaan penetapan kurva erapan yaitu dengan menambahkan
berbagai takaran Na, Cu, Zn, dan Mn dari
0 hingga
1000 pg/g
gambut setara kering mutlak dari gambut fibrik, hemik,
saprik.
yang
Adapun
dipilih
dan
tujuannya untuk menentukan unsur mikro mana
sebagai
perlakuan pada penelitian perilaku
asam-asam organik meracun berdasarkan nilai konstanta yang
berhubungan dengan energi ikatannya (k) dengan bahan gambut.
Berdasarkan hasil percobaan kurva erapan maka unsur mikro Cu
dan Zn dipilih untuk penelitian perilaku asam-asam organik
meracun, sedangkan untuk percobaan penetapan dosis Na dan
unsur mikro terpilih serta percobaan pengaruh garam' Na dan
unsur mikro terpilih terhadap hasil padi adalah unsur Cu.
Percobaan
kultur
larutan
dilakukan dengan penanaman
tanaman padi pada media air yang diberi asam-asam karboksilat
dan fenolat, dengan kadar masing-masing 0 hingga 400 pg/ml dan
0
hingga 250 pg/ml.
Adapun tujuannya adalah untuk menentukan
kadar dan urutan tingkat meracun senyawa tersebut.
Percobaan penetapan
dosis Na dan unsur mikro terpilih,
dalam ha1 ini adalah Cu dimaksudkan untuk menentukan takaran
garam Natrium dan unsur
mikro Cu pada titik pusat dari
"CetraZ Composite Rotatable Designf1 (CCRD) pada percobaan
pengaruh
padi.
Na dan unsur mikro terpilih (Cu) terhadap hasil
Percobaan ini terdiri dari 5 taraf garam Natrium (0,
50, 100, 150, dan 200 mg/kg gambut setara kering mutlak)
dan
5 taraf unsur mikro Cu (0, 50, 100, 150, dan 200 mg/kg gambut
setara kering mutlak).
adalah
IR-64.
Varietas tanaman padi yang digunakan
Rancangan percobaan
adalah rancangan acak
v
kelompok 5 x 5.
Faktor
faktor kedua adalah
pertama
adalah garam
unsur mikro Cu.
Natrium
dan
Tingkat dekomposisi
gambut sebanyak 3 taraf digunakan dalam analisis statistik
sebagai kelompok.
Penelitian perilaku asam-asam organik
meracun dimaksud-
kan untuk mempelajari perilaku asam-asam karboksilat dan asamasam fenolat dalam keadaan tergenang.
Perlakuan yang diberi-
kan adalah Na, Cu, Zn dan kombinasinya.
Perlakuan tersebut
diberikan pada tiga tingkat dekomposisi gambut (fibrik, hemik,
dan saprik) dengan lamanya penggenangan
dan 12 minggu.
adalah 2, 6, 8, 10,
Asam-asam fenolat yang dianalisis adalah asam
p-hidroksibenzoat, asam p-kumarat, asam ferulat, dan asam
vanilat.
Analisis terhadap asam-asam karboksilat meliputi
asam asetat, asam propionat, asam butirat, dan asam suksinat.
Percobaan pengaruh garam Na dan unsur mikro terpilih (Cu)
terhadap hasil padi yang menggunakan rancangan CCRD terdiri 5
taraf garam NaCl yaitu 0, 29.28, 100, 170.72, 200 mg/kg gambut
setara kering mutlak untuk ketiga taraf dekomposisi gambut
(fibrik, hemik, dan saprik).
Takaran Cu terdiri dari 5 taraf
yaitu 0, 43.92, 150, 256.08, 300 mg/kg gambut setara kering
mutlak untuk gambut fibrik dan hemik.
Sedangkan takaran untuk
gambut saprik yaitu 0, 58.56, 200, 341.44, 400 mg/kg gambut
setara kering mutlak.
Unsur mikro Cu dipilih sebagai salah satu perlakuan selain garam Natrium
yang didasarkan atas nilai konstanta yang
berhubungan dengan energi
ikatan (k) dari Cu
yang paling
besar yaitu
0.387 ml/pg diikuti oleh Zn (0,045 ml/pg) dan Mn
(0.025 ml/pg).
asam-asam
Selain itu peranan Cu dalam menekan kandungan
fenolat dan karboksilat lebih besar dibandingkan
dengan Zn.
Penurunan kandungan asam-asam tersebut akibat
pemberian Cu, Zn dan Na rata-rata lebih besar dari 50 %.
Penggenangan tanah gambut selama 12 minggu menghasilkan
asam-asam fenolat (asam p-hidroksibenzoat, asam p-kumarat,
asam ferulat, dan asam vanilat) dan asam-asam karboksilat
(asam asetat, asam propionat, asam butirat dan asam suksinat)
dalam jumlah
yang
berbeda-beda.
Jumlah asam-asam tersebut
selalu berubah dari waktu ke waktu. Nilai tertinggi untuk asam
p-hidroksibenzoat dicapai pada minggu ke 12 setelah inkubasi.
Asam p-kumarat dan asam ferulat dicapai pada 6 minggu setelah
inkubasi.
Kadar
tertinggi
untuk asam asetat, asam butirat,
dan asam propionat dicapai pada 4 minggu setelah inkubasi,
sedangkan kadar asam suksinat tertinggi dicapai pada 10 minggu
setelah inkubasi.
Di antara asam-asam organik meracun tersebut, secara umum
asam-asam fenolat (terutama asam ferulat, asam p-kumarat, dan
asam p-hidroksibenzoat) lebih berbahaya dibanding asam-asam
karboksilat.
Hal ini didasarkan atas kandungan
dan tingkat
meracun dari asam-asam fenolat yang lebih besar daripada asamasam karboksilat.
hemik, dan
saprik berkisar 18.77
p-kumarat (53.93
(32.45
-
Kandungan asam ferulat pada gambut fibrik,
-
69.03 ppm),
45.85 ppm).
-
79.65 ppm, diikuti asam
dan asam p-hidroksibenzoat
Kandungan asam-asam
karboksilat
jauh
vii
lebih kecil yaitu asam asetat (5.6
(2
-
-
8.45 ppm), asam propionat
4.52 ppm), asam suksinat (7.19
butirat (29.5
-
38.95 ppm).
-
18.27 ppm), dan asam
Kelihatannya asam yang perlu
diperhatikan untuk asam-asam karboksilat adalah asam butirat.
Selain itu diperoleh hasil bahwa asam ferulat mempunyai tingkat meracun yang lebih tinggi yang diikuti oleh asam p-kumarat
dan asam p-hidroksibenzoat.
Di mana kadar asam-asam fenolat
yang telah menunjukkan adanya gejala penghambatan terhadap
pertumbuhan akar tanaman padi dalam kultur larutan adalah 0.52
mM/1 untuk asam ferulat, 0.61 mM/1 untuk asam p-kumarat, dan
0.73 mM/1
untuk asam p-hidroksibenzoat.
Untuk
asam-asam
karboksilat kadar kritis tersebut adalah lebih besar atau
dengan kata lain asam-asam ini kurang berbahaya dibandingkan
asam-asam fenolat.
Adapun urutan tingkat meracun asam-asam
karboksilat murni adalah asam butirat relatif sama dengan asam
propionat dan diikuti oleh asam suksinat dan asam asetat
.
Di
mana kadar asam-asam karboksilat tersebut yang telah menunjukkan penghambatan pertumbuhan akar tanaman padi berturut-turut
adalah 1.42, 1.35, 2.54, dan 2.50 mM/l.
Secara
umum nilai pH tanah adalah rendah (3.27
-
3.62),
namun nampaknya kurang berpengaruh terhadap hasil gabah selama
kadar asam-asam fenolat dan asam-asam karboksilat berada dalam
batas yang dapat ditoleransi oleh tanaman padi.
Penurunan kadar asam-asam fenolat dan karboksilat sebagai
akibat pemberian Na dan Cu dapat memperbaiki pertumbuhan dan
meningkatkan produksi padi.
viii
Berdasarkan kenyataan di atas, nampaknya masalah
fitotoksik
ini
masalah-masalah
perlu
diatasi
terlebih
dahulu
di
senyawa
antara
yang ada pada tanah gambut seperti pH tanah
dan status hara makro dan mikro yang rendah.
Takaran
pada
gambut
fibrik, hemik, dan saprik masing-masing adalah 94.80,
95.74,
dan 79.57
maksimum
Na
untuk
gabah
kering
pg/g Na, sedangkan untuk Cu berturut-turut adalah
156.72, 149.85, dan 210.21 pg/g Cu.
Dalam memperoleh hasil
gabah
dikombinasikan dengan Na maka
jumlah Cu yang diberikan.
kering
yang
sama bila Cu
penambahan Na dapat mengurangi
Adanya fakta tersebut bahwa Na
dapat mensubstitusi.Cu dalam mengurangi kadar asam-asam fenolat dan asam-asam karboksilat dalam kaitannya dengan hasil
padi merupakan suatu ha1 yang menguntungkan dari segi ekonomi.
Hal ini disebabkan adanya beberapa kombinasi pemberian Cu dan
Na yang dapat dipilih dan paling menguntungkan untuk mencapai
hasil padi yang dinginkan.
Selain itu dalam penerapannya,
khususnya untuk daerah pasang surut maka sumber amelioran dari
garam NaCl dapat diganti dengan air laut.
Penampakan tanaman padi pada gambut fibrik dan hemik menunjukkan pertumbuhan yang terhambat, sedangkan pada gambut
saprik pertumbuhannya relatif
lebih baik.
PERILAKU ASAM-ASAM ORGANIK MERACUN PADA
TANAH GAMBUT YANG DIBERI GARAM Na DAN
BEBERAPA UNSUR MIKRO DALAM KAITANNYA
DENGAN HASIL PAD1
Oleh
TEGUH BUD1 PRASETYO
Nrp. 90507
Disertasi sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
DOKTOR
pada
Program Pascasarjana, Institut Pertanian Bogor
PROGRAM PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
Judul Penelitian
: PERILAKU ASAM-ASAM ORGANIK MERACUN PADA
TANAH GAMBUT YANG DIBERI GARAM Na DAN
BEBERAPA UNSUR MIKRO DALAM KAITANNYA
DENGAN HASIL PAD1
Nama Mahasiswa : TEGUH BUD1 PRASETYO
Nomor Pokok
: 90507lTNH
t
Menyetujui:
1. Kornisi Pembimbing
Prof. Dr Ir Oetit Koswara
Dr Ir Supiandi Sabiharn
Anggota
Dr Ir I.P.G. Widjaja Adhi
AwxPta
2. Ketua Program Studi Tanah
Prof. Dr Ir Sarwono Hardjowigeno
Tanggal lulus :
1 8 APR 1996
Dr Ir Fred Rumawas
Anggota
RIWAYAT
HIDUP
Penulis dilahirkan di Magelang pada tanggal 27 Mei 1960
dari ayah Joesro P.A. dan ibu Soemijatun sebagai anak kedua
dari tujuh bersaudara.
Penulis menempuh
pendidikan di SDN Cacaban IV Magelang
lulus tahun 1972; SMP Negeri I Magelang lulus tahun 1975; SMA
Negeri I Magelang lulus tahun 1979; Jurusan Tanah Fakultas
Pertanian, Institut Pertanian Bogor lulus tahun 1983.
Selan-
jutnya pada tahun 1986 mengikuti program S-2 di Fakultas
Pascasarjana Universitas Gadjah Mada lulus pada tahun 1989.
Pada tahun 1990, penulis mengikuti pendidikan program S-3 di
Program Pascasarjana ~nstitutPertanian Bogor.
Sejak tahun 1984 penulis diangkat sebagai staf pengajar
di Jurusan Ilmu Tanah Fakultas Pertanian Universitas Andalas,
Padang dan aktif mulai tahun 1985.
Penulis diserahi tugas
mengajar mata kuliah kesuburan tanah, pupuk dan pemupukan, dan
biologi tanah.
Aktivitas-aktivitas
lainnya diantaranya menjadi anggota
Team Rehabilitasi dan Pengembangan Daerah yang Kurang Berhasil
Air Sugihan, Sumatera Selatan pada tahun 1984, Anggota Team
Lapang Survai daerah rawa, mengikuti seminar-seminar nasional.
Penulis menikah
pada
tahun
1987 dengan Wiwik Suharlin,
dikaruniai satu anak yaitu Safitri Prawita Prasetyowati (8).
xii
UCAPAN
TERIEEA
Puji syukur penulis
KASIH
panjatkan kehadirat Allah Swt. atas
rakhmat dan karunia-Nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan
penelitian dan penulisan
Terima
disertasi ini dengan baik.
kasih yang sebesar-besarnya diucapkan kepada
Prof. Dr. Ir. Oetit Koswara selaku Ketua Komisi Pembimbing
yang telah banyak memberikan saran dalam perencanaan, pelaksanaan hingga penulisan naskah disertasi ini.
Penghargaan yang
sama disampaikan pula kepada Dr. Ir. ~upiandiSabiham, Dr. Ir.
Fred Rumawas, Dr. Ir. I .P.G. Wid jaya Adhi, dan Dr. Ir. Ansori
Mattjik, selaku anggota komisi pembimbing atas bimbingan,
saran-saran yang baik dalam perencanaan, pelaksanaan, maupun
penulisan disertasi.
Penghargaan dan terima kasih disampaikan juga kepada (1)
Team
Manajemen
Program Doktor
Pendidikan Tinggi
(TMPD), Direktorat Jenderal
atas pemberian
kesempatan belajar pada
Program ~ascasarjana Institut Pertanian Bogor serta bantuan
biaya hidup dan biaya
penelitian, (2) Rektor Universitas
Andalas, Bapak Dekan Fakultas Pertanian dan Ketua Jurusan Ilmu
Tanah Fakultas Pertanian Unand, Padang, yang telah memberi
ijin dan restu kepada penulis untuk melanjutkan
Program
Pascasarjana
studi S-3 di
IPB, (3) Direktur Program Pascasarjana
Institut Pertanian Bogor
yang telah memberikan kesempatan
belajar, serta kepada staf pengajar yang telah membekali
ilmu
untuk berkembang lebih jauh, (4) Direktur Direktorat Pembinaan
xiii
Penelitian dan Pengabdian pada Masyarakat DIKTI yang telah
membantu penelitian ini, (5) Penanggung Jawab Laboratorium dan
Rumah Kaca Jurusan Ilmu Tanah Fakultas Pertanian IPB yang
telah memberikan
ijin untuk
menggunakan
segala fasilitas
laboratorium dan rumah kaca, (6) Kepala Laboratorium Balai
Penelitian Tanaman Pangan Bogor
beserta staf yang telah
membantu dalam analisis asam-asam organik.
Rasa
terima kasih juga penulis sampaikan kepada seluruh
analis dan karyawan Jurusan Tanah yang telah membantu memperlancar analisis tanah di laboratorium.
Demikian juga kepada
Bapak Romli yang telah membantu kegiatan penelitian mulai dari
persiapan contoh tanah sampai panen.
Kepada sesama mahasiswa
Pascasarjana khususnya kepada Bapak Abdul Rachim, Didi Ardi
Edi M.Permono,
Salampak Dohong diucapkan terima kasih atas
segala dorongan yang diberikan kepada penulis.
Terakhir disampaikan rasa hormat, penghargaan dan terima
kasih kepada kedua orang tua, isteri tercinta Wiwik Suharlin,
Puteri tersayang Safitri Prawita Prasetyowati
adik-adikku tercinta
,
, kakak-kakak,
kanda Rusli Rasyidin sekeluarga atas
do8a restu, dukungan moral dan kesabaran serta kesetiaan
mendampingi penulis untuk terus belajar.
Disadari
sempurna.
bahwa
karya tulis ilmiah ini masih jauh dari
Oleh sebab itu koreksi dari semua pihak sangat
penulis harapkan.
Bogor,
April 1996
Penulis
xiv
DAFTAR
IS1
Halaman
..........................................
RIWAYAT HIDUP ......................................
UCAPAN TERIMA KASIH ................................
DAFTAR IS1 .........................................
DAFTAR TABEL .......................................
DAFTAR GAMBAR ......................................
DAFTAR TABEL LAMPIRAN ..............................
PENDAHULUAN ........................................
TINJAUAN PUSTAKA ...................................
RINGKASAN
ii
xi
xii
xiv
xvii
xix
xxi
1
7
Pengertian, Klasifikasi, dan Penyebaran Tanah..
Gambut
......................................
Pengertian ...............................
Klasifikasi ...............................
Penyebaran ...............................
Ciri Kimia Tanah Gambut .......................
Kemasaman ................................
Kapasitas Tukar Kation dan Kejenuhan Basa.
..............................
Komposisi Kimia ...............................
Senyawa Fitotoksik pada Tanah Tergenang ..
Pembentukan Asam-asam Lemak Volatil ......
Pembentukan Asam-asam Fenolat ............
Pengaruh Senyawa Fitotoksik terhadap Tanaman ..
Status Hara
7
10
14
16
18
19
20
22
22
26
29
30
Pengaruh Asam-asam Lemak Volatil
Tanaman Padi
terhadap
.............................
Pengaruh
Asam-asam
Tanaman Padi
Fenolat
terhadap
.............................
Pengaruh Fitotoksik terhadap Proses Fisiologi Tanaman
.............................
Kinetika Senyawa Fitotoksik pada Tanah Tergenang
...........................................
Pengaruh
Padi
Unsur Mikro
dan Natrium
terhadap
..........................................
Pembentukan Kompleks
kation
Ikatan Asam-asam
Organo-
........................................
METODOLOGI PENELITIAN .............................
Tempat dan Waktu Penelitian ..................
Desain Penelitian .............................
Bentuk Peneli,tian........................
Pengambilan Contoh Tanah .................
Metode Penelitian .............................
Percobaan Pendahuluan ....................
Analisis tanah ......................
Percobaan kurva erapan ..............
Percobaan kultur larutan ............
Percobaan penetapan
unsur mikro terpilih
dosis Na
dan
................
Penelitian Perilaku Asam-asam Organik Meracun
.
Percobaan Pengaruh Garam Na dan unsur mikro
terhadap Hasil Padi
...........................
Analisis Data ................................
Rancangan Acak Kelompok (RAK) ............
Central composite Rotatable Design (CCRD).
...............................
Percobaan Pendahuluan ........................
Analisis Tanah ............................
Percobaan Kurva Erapan ...................
Penetapan lama pencapaian keseimbangan kation dalam larutan tanah .......
Erapan Na dan unsur mikro Cu. Zn. dan
Mn .................................
Percobaan Kultur Larutan .................
HASIL DAN PEMBAHASAN
...............
...................
Asam-asam karboksilat
Asam-asam fenolat
Percobaan Penetapan Dosis Na
Mikro (Cu)
dan Unsur
................................
Pertumbuhan tanaman padi pada
gambut
tanah
..............................
Kandungan hara tanaman ..............
Produksi tanaman padi ...............
.
Asam-asam Fenolat ........................
Asam-asam Karboksilat ....................
Penelitian Perilaku Asam-asam Organik Meracun
Percobaan Pengaruh Garam Na dan Unsur Mikro
Terpilih (Cu) terhadap Hasil Padi
............
PEMBAHASAN UMUM ....................................
KESIMPULAN ..........................................
DAFTAR PUSTAKA .....................................
LAMPIRAN ...........................................
xvii
DAFTAR
TABEZ
Nomor
Halaman
Teks
1.
2.
3.
Kriteria kimia dari gambut eutropik, mesotropik
dan oligotropik menurut Fleischer (dalam Driessen
dan Soepraptohardjo, 1974)
......................
17
Kriteria penilaian tingkat kesuburan tanah gambut
(Team IPB, 1976)
................................
17
Kandungan beberapa komponen organik tanah gambut
dalam di Indonesia dan karakteristik kapasitas
tukar kationnya (Driessen, 1978)
20
Daftar sebagian asam-asam
dalam tanah (Tan, 1986)
23
...............
4.
5.
6.
7.
organik
yang
ada di
.........................
Kandungan asam-asam fenolat dalam tanah
yang diekstrak dengan acetonitril : air
v/v) (Tadano et al., 1992)
gambut
(3 : 1
......................
26
Pengaruh relatif penambahan 1.0 mM larutan asamasam alifatik yang berbeda terhadap berat seluruh
tanaman
padi yang
ditumbuhkan
pada
tanah
(Chandrasekaran dan ~oshida,1973)
..............
36
Pengaruh relatif larutan hara yang mengandung 10
asam asetat atau asam butirat pada pH yang
berbeda-beda terhadap berat seluruh tanaman padi
(Tanaka dan Navasero, 1967)
.....................
37
Pengaruh asam asetat terhadap pertumbuhan akar
dan bagian atas tanaman semaian tanaman padi
(Takajima, 1964)
................................
38
Pengaruh asam p-hidroksibenzoat terhadap berat
kering tanamn (jerami) dan kadar Cu tanaman bagian atas (Tadano et al., 1992)
...................
42
Pengaruh asam p-hidroksibenzoat terhadap jumlah
biji per tanaman dan persentase gabah hampa
(Tadano et al., 1992)
43
mM
8.
9.
10.
............................
xviii
11.
Pengaruh unsur hara mikro terhadap komponen hasil
tanaman padi pada tanah gambut dari Peninsular
Malaysia (Ambak et al, 1992)
....................
12.
Komposisi gugus fungsional pada
(Yonebayashi, 1994)
13.
Muatan permukaan dan erapan Cu pada tanah gambut
tropika (Naganuma dan Okazaki, 1992)
14.
Muatan permukaan dan erapan Cu pada tanah gambut
tropika (Naganuma dan Okazaki, 1992)
15.
16.
tanah gambut
.............................
............
............
Metode analisis sifat kimia tanah gambut ........
Rancangan percobaan pemberian garam NaCl dan unsur mikro dengan "Central Composite Rotatable
.........................................
17.
Hasil analisis pendahuluan beberapa sifat tanah
gambut Air Sugihan, Sumatera Selatan
18.
Pertumbuhan akar tanaman padi dalam larutan asamasam karboksilat murni (cm)
19.
Pertumbuhan akar tanaman padi dalam larutan asamasam fenolat murni (cm)
20.
Pengaruh unsur mikro Cu terhadap tinggi tanaman,
berat kering tanaman bagian atas, dan berat
kering akar tanaman padi pada
umur 60 hari
setelah tanam
...........
.....................
.........................
...................................
21.
Pengaruh unsur mikro Cu terhadap serapan hara Cu
pada tanaman padi umur 60 hari setelah tanam
22.
Pengaruh unsur mikro Cu terhadap jumlah anakan
maksimum, berat kering jerami, berat kering akar,
dan berat kering gabah padi pada umur 120 hari
setelah tanam
....
...................................
xix
DAFTAR
G-BAR
Nomor
Halaman
Teks
1.
2.
3.
4.
5.
Syarat kadar bahan organik atau C-organik untuk
bahan organik tanah (Soil Survey Staff, 1975)
..
Penyebaran tanah gambut di Indonesia (Polak,
1975) ..........................................
15
Skema fermentasi karbohidrat di dalam tanah tergenang (Yoshida, 1975)
.........................
28
Skema dekomposisi protein di dalam tanah tergenang
28
Degradasi senyawa
(Stevenson, 1982)
31
...........................................
lignin menjadi
10
asam humik
..............................
Rumus bangun beberapa asam-asam fen01 yang umum
terdapat dalam tanah (Stevenson, 1982)
.........
32
Diagram skematik sederhana dari pengaruh langsung bahan-bahan humik terhadap metabolisme di
dalam sel tanaman (Vaughan, Malcolm dan Ord,
1985)
..........................................
34
Kinetika asam asetat pada tiga tanah tergenang
yang diberi jerami padi ( 0.25% ) pada 20°c
( Tsutsuki dan Ponnamperuma, dalaa Tsutsuki,
..........................................
45
Kinetika asam-asam fenolat pada tanah Luisiana
clay yang diberi jerami padi (Tsutsuki dan
Ponnamperuma, dalaga Tsutsuki, 1984)
47
Reaksi logam dengan asam fulvat dan
(Mortland, 1986)
56
1984)
............
asam humat
...............................
Bagan alir permasalahan
cahannya
13.
14,
15.
tanah gambut dan
peme-
.......................................
Bagan alir tahap-tahap penelitian ..............
Peta situasi lokasi pengambilan contoh tanah ...
Geometrika rancangan percobaan .................
Hubungan antara lama inkubasi dengan konsentrasi
Cu dalam larutan tanah pada gambut fibrik, hemik
dan saprik
.....................................
64
65
66
80
91
Halaman
Nomor
16.
17.
18,
Hubungan antara lama inkubasi dengan konsentrasi
Zn dalam larutan tanah pada gambut fibrik, hemik
dan saprik
.....................................
92
Hubungan antara lama inkubasi dengan konsentrasi
Mn dalam larutan tanah pada gambut fibrik, hemik
dan saprik
.....................................
93
Hubungan antara lama inkubasi dengan konsentrasi
Cu dalam larutan tanah pada gambut fibrik, hemik
dan saprik
94
Kurva erapan Cu pada
saprik (c vs x/m)
gambut fibrik, hemik, dan
97
Kurva erapan Zn pada
saprik (c vs x/m)
gambut fibrik, hemik, dan
Kurva erapan Mn pada
saprik (c vs x/m)
gambut fibrik, hemik, dan
.......................................
19.
20.
21.
22.
23.
24.
25.
26,
27.
26.
..............................
................................
...............................
Kurva erapan Na pada gambut
saprik (c vs x/m)
98
99
fibrik, hemik, dan
..............................
100
Hubungan antara takaran pemberian Cu terhadap
hasil gabah kering
117
Hubungan antara takaran pemberian Na
hasil gabah kering
.............................
118
Kurva permukaan respon berat kering tanaman padi
umur 120 hari akibat pemberian Na dan Cu
.......
128
Kurva permukaan respon berat kering akar tanaman
padi umur 120 hari akibat pemberian Na dan Cu
..
129
Kurva permukaan respon hasil gabah kering tanaman padi akibat pemberian Na dan Cu
.............
130
Kurva isoquant dari beberapa hasil gabah kering
tanaman padi pada berbagai kombinasi pemberian
Na dan Cu
131
.............................
terhadap
......................................
xxi
Halaman
Nomor
Teks
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
Hasil analisis sifat kimia contoh tanah gambut
di Sumatera Selatan
158
Hasil analisis erapan Cu, Zn, Mn, dan
bahan tanah gambut
159
............................
Na
pada
...............................
Nilai konstanta energi ikatan (k) dari Cu, Zn, Mn
dan Na yang diperoleh dengan menggunakan Metode
Langmuir
.......................................
163
Nilai erapan maksimum (b) dari Cu, Zn, Mn, dan Na
yang diperoleh dengan menggunakan Metode Langmuir
164
Data analisis asam
p-hidroksibenzoat, asam
p-kumarat, asam ferulat, dan asam vanilat pada
tanah gambut yang digenangi selama 12 minggu
....
165
Data analisis asam-asetat, asam propionat, asam
butirat, dan asam suksinat pada tanah gambut
yang digenangi selama 12 minggu
.................
169
Pengaruh garam Natrium dan unsur mikro Cu terhadap tinggi tanaman, berat kering tanaman bagian
atas, berat kering akar tanaman padi pada umur
60 hari setelah tanam (RAK)
.....................
173
Pengaruh garam Natrium dan unsur mikro Cu terhadap kandungan hara N, P, Kt dan Cu tanaman padi
pada umur 60 hari setelah tanam (RAK)
...........
176
Pengaruh garam Natrium dan unsur mikro Cu terhadap tinggi tanaman, berat kering tanaman bagian
atas, berat kering akar, dan gabah kering padi
pada umur 120 hari setelah tanam
..............
180
Analisis sidik ragam tinggi tanaman, berat kering
tanaman bagian atas, berat kering akar tanaman
padi umur 60 hari setelah tanam
.................
184
Analisis sidik ragam serapan hara N, P, K t dan Cu
oleh tanaman padi umur 60 hari setelah tanam
....
185
Analisis sidik ragam tinggi tanaman, jumlah anakan maksimum, berat tanaman bagian atas, berat
akar tanaman dan gabah padi pada umur 120 hari
setelah tanam
186
...................................
.
xxii
13.
14.
15.
Pengaruh pemberian Na dan Cu terhadap kandungan
asam p-hidroksibenzoat, p-kumarat, dan ferulat
pada gambut fibrik, hemik, dan saprik setelah 8
minggu inkubasi (CCRD)
..........................
188
Pengaruh pemberian Na dan Cu terhadap pH, daya
hantar listrik (DHL), dan Cu pada tanah gambut
fibrik, hemik, dan saprik setelah 4 minggu inkubasi (CCRD)
.....................................
189
Pengaruh garam Na dan unsur mikro Cu terhadap berat tanaman bagian atas, berat akar, dan gabah
padi pada umur 120 hari setelah tanam (CCRD)
190
....
Peningkatan jumlah penduduk
dan perkembangan
industri
pertanian menuntut peningkatan produksi pertanian yang semakin
tinggi setiap tahunnya.
Namun sebaliknya, luasan lahan-lahan
yang subur semakin menyusut untuk berbagai keperluan pembangunan non-pertanian, seperti pemukiman, jalan raya dan industri.
Oleh karena itu, pengembangan pertanian perlu diarahkan
pada lahan-lahan bermasalah di luar Jawa, seperti lahan rawa
yang salah satunya adalah daerah pasang surut.
Adapun tanah-
tanah yang terdapat pada daerah rawa pasang surut ini antara
lain adalah tanah
tanah salin.
gambut/bergambut, tanah sulfat masam, dan
Tanah-tanah gambut di Indonesia terutama terkon-
sentrasi disekitar daratan Sunda dan Sahul dan terbentuk di
bawah pengaruh genangan air.
Sebagian besar penyebarannya
terdapat di Kalimantan, Irian Jaya dan Sumatera yang luasnya
berturut-turut kurang lebih 9.3
juta hektar, 4.6
juta
hektar, dan 4.3 juta hektar (Soekardi dan Hidayat, 1994).
Pemanfaatan tanah gambut untuk pertanian dihadapkan pada
beberapa masalah yaitu: (1) ketebalan dan taraf dekomposisi,
(2) status hara makro dan mikro rendah, (3) kemasaman tanah
dan kandungan asam-asam organik, (4) adanya lapisan pirit, dan
(5)
tata air yang buruk.
Walaupun banyak masalah yang
diha-
dapi, pengalaman menunjukkan, bahwa dengan pengelolaan tanah
yang tepat, tanah-tanah tersebut dapat dijadikan lahan
produktif.
yang
Upaya-upaya perbaikan tingkat kesuburan tanah yang telah
banyak dilakukan untuk mengatasi masalah tersebut meliputi:
(1)
pencucian bahan-bahan meracun (Driessen dan Suhardjo,
1976; Notohadiprawiro, 1986; dan Prasetyo; 1989), (2) pengapuran dan penambahan bahan mineral (Halim dan Soepardi, 1987;
dan Soepardi, Surowinoto, dan Djajakirana, 1987), (3) penambahan unsur-unsur hara makro dan mikro (Didi Ardi dan WidjajaAdhi, 1987; Halim dan Soepardi, 1987; Taslim, Damanik dan
Anwarman, 1987; dan Snyder, Jones, dan Gasho, 1986), dan
(4)
penggunaan jenis dan varietas tanaman yang toleran terhadap
kernasaman tanah yang tinggi (Rumawas, 1986; Notohadiprawiro,
1986; Suhartini, Silitonga, dan Harahap, 1987; dan Quijano
dan Neue, 1987).
Pencucian
pada tanah gambut atau tanah bergambut dimak-
sudkan untuk mencuci bahan-bahan meracun.
Namun pencucian
yang berlebihan atau kurang terkontrol akan mengakibatkan
proses subsidensi semakin cepat dan kehilangan unsur-unsur
hara esensial bagi tanaman.
Usaha pengapuran untuk menaikkan pH sampai pH yang optimal untuk pertumbuhan tanaman di tanah gambut diperlukan kapur
yang cukup banyak.
Dengan naiknya pH maka kapasitas tukar
kation (KTK) menjadi tinggi, sehingga diperlukan pupuk makro
dan mikro yang lebih banyak untuk memenuhi kebutuhan hara
untuk tanaman.
Demikian juga usaha penambahan bahan mineral
untuk meningkatkan kejenuhan basa (KB) sampai pada tingkat
yang cukup baik untuk pertumbuhan tanaman yaitu
sekitar 30%,
diperlukan bahan mineral tiap hektar yang cukup banyak.
Oleh
karena itu usaha yang terakhir ini dinilai kurang praktis
dalam pelaksanaannya.
Pemupukan pada
tanah gambut pengaruhnya sangat bervari-
asi atau hasil yang didapatkan tidak konsisten. Hal ini diduga
disebabkan pemberian hara pada kondisi tanah dengan sifat
kimia yang kurang baik akan mengakibatkan hara tersebut tidak
tersedia bagi tanaman.
Hara yang berasal dari pupuk tersebut
dapat mengalami pencucian atau terbentuk kompleks khelat.
Pemecahan masalah
dilakukan
pada
tanah gambut yang sudah banyak
tersebut pada prinsipnya memperbaiki kondisi tanah
yaitu dengan
menaikkan pH tanah dan meningkatkan keterse-
diaan hara tanaman.
kadang dinilai kurang
Namun cara-cara yang ditempuh kadangpraktis dan kurang diarahkan untuk
mengatasi permasalahan utama yang ada pada tanah gambut.
Permasalahan utama pada tanah gambut untuk
pengembangan
lahan pertanian terutama tanaman padi adalah kandungan asamasam organik meracun yang tinggi.
Hal ini sangat erat hu-
bungannya dengan komposisi bahan organik tanah gambut dan
kondisi lingkungan yang tergenang.
Komposisi bahan organik
tanah-tanah gambut di Indonesia relatif sama, yaitu sebagian
besar kaya akan kayu-kayuan yang berasal dari vegetasi yang
tumbuh sebelumnya.
Lebih
lanjut dilaporkan oleh Sabiham
(1993) bahwa bahan-bahan organik tanah gambut pada umumnya
banyak mengandung
lignin dan sedikit mengandung selulosa,
hemiselulosa, dan protein.
adalah suatu
Tan (1993) mendefinisikan
sistem termoplastik, dengan
lignin
polimer-polimer
aromatik yang tinggi, yang berasal dari monomer-monomer coniferil alcohol atau quaiacil propane.
Lignin dapat terlapuk
melalui proses biodegradasi di bawah kondisi anaerob yang akan
menghasilkan asam-asam fenolat (seperti asam p-hidroksibenzoat, p-kumarat, ferulat, vanilat, siringat) yang merupakan
bahan-bahan yang meracun.
kan bahwa produk utama
Selain itu, Yoshida (1978) menyata-
asam-asam organik yang dihasilkan dari
dekomposisi bahan organik di bawah kondisi anaerob adalah asam
asetat, asam laktat, asam propionat, dan asam butirat.
gian besar dari
Seba-
senyawa-senyawa tersebut dapat meracuni ta-
naman (Tanaka, Ono, dan Hayasaka, 1989).
Bahaya yang ditimbulkan asam-asam organik tergantung pada
jenis dan konsentrasi asam tersebut.
Untuk asam-asam organik
dari senyawa alifatik pengaruh menghambat pada padi di pesemaian secara umum meningkat dengan peningkatan berat molekul,
Urutan peningkatannya yaitu asam butirat > propionat > asetat
(Rao dan Mikkelsen, 1977).
Kadar minimum yang secara nyata
mempengaruhi berat seluruh tanaman adalah rendah.
Kadar 1 mM
dari asam asetat, asam propionat, asam butirat dalam kultur
telah mengurangi berat total tanaman
1977).
(Rao dan Mikkelsen,
Asam-asam organik aromatik mempunyai toksisitas lebih
tinggi daripada asam-asam alifatik, Banyak peneliti menemukan
bahwa kadar asam fenolat dapat mengakibatkan bahaya terhadap
bermacam-macam
tanaman
pada
selang
0.01
dan
0.1
mM
(Chandramohan, Purushothamar, dan Kothandoramon 1973).
Dari berbagai penelitian, toksisitas tanah yang disebabkan bahan organik paling sering dijumpai pada tanah bertekstur berat dengan aerasi jelek dan tanah tergenang (Patrick,
1971).
Pengaruh fitotoksik asam-asam organik dari hasil
dekomposisi bahan organik terhadap tanaman meliputi penundaan
atau penghambatan sempurna pertunasan biji, pertumbuhan tanaman kerdil, perusakan sistem perakaran, menghambat penyerapan hara, klorosis, layu dan mematikan tanaman.
Pengaruh
langsung senyawa fitotoksik terhadap pertumbuhan adalah mengganggu di dalam proses-proses metabolisme seperti respirasi
atau sintesis asam nukleat atau protein (Vaughan, Malcolm dan
Ord, 1985).
Oleh karena itu untuk memecahkan permasalahan
tersebut di atas, maka
perlu dilakukan penelitian mengenai
cara mengurangi kadar asam-asam organik tersebut melalui pemberian suatu bahan ameliorasi yang lebih tepat dan praktis.
Secara praktikal dari
setiap aspek kimia logam berat
dalam tanah berhubungan dengan pembentukan kompleks dengan
asam organik.
~ n ~ + mempunyai
)
Kation valensi ganda
potensi
dengan molekul organik.
)'K
(seperti cu2+, zn2+,
untuk membentuk
ikatan koordinat
Sedangkan kation monovalen ( ~ a +dan
diikat terutama oleh pertukaran kation secara sederhana
melalui pembentukan garam dengan kompleks -COOH dari asam
karboksilat (RCOONa dan RCOOK) dan kompleks -OH dari asam
fenolat (Stevenson, 1982).
Di Indonesia, penelitian
terhadap
jenis dan karakteris-
tik asamrasam organik meracun dalam tanah gambut yang digenangi masih
sangat terbatas.
Dengan demikian perlu dilakukan
penelitian tentang perilaku dan pengendalian senyawa
fito-
toksik tersebut dengan bahan-bahan amelioran secara lebih
mendalam.
Dalam penelitian ini digunakan garam Na dan unsur
mikro terpilih sebagai bahan amelioran, dan bukan hanya sekedar sebagai pupuk biasa.
Tujuan Penelitian
Berdasarkan latar belakang
permasalahan di atas
maka
dilakukan penelitian ini, dengan tujuan :
1.
Untuk mempelajari jenis dan kadar asam-asam organik meracun (fitotoksik) dalam tanah gambut yang digenangi.
2.
Untuk
mempelajari
perilaku asam-asam
organik meracun di
dalam tanah gambut yang tergenang akibat pemberian garam
Natrium (NaC1) dan unsur-unsur mikro terpilih.
3.
Untuk mempelajari pengaruh pemberian
garam
Natrium
dan
unsur mikro terpilih terhadap kandungan asam-asam organik
tanah gambut dalam kaitannya dengan
padi
peningkatan hasil
.
Hipotesis
Hipotesis yang diajukan dalam penelitian ini adalah:
1.
Tingkat meracun antar jenis asam-asam organik dalam tanah
gambut adalah berbeda-beda.
2.
Pemberian garam Natrium (NaC1) dan
unsur mikro
terpilih
dapat mengurangi kandungan senyawa fitotoksik dalam tanah
gambut yang digenangi.
3.
Penurunan kandungan senyawa fitotoksik dalam tanah gambut
akibat pemberian garam Natrium dan unsur mikro
terpilih
sampai takaran tertentu akan meningkatkan hasil padi.
TINJAUAN
PUSTAKA
Pengertian, Klasifikasi, dan Penyebaran Tanah Gambut
Pengertian
Tanah gambut
adalah tanah yang berlapisan gambut atau
sepuk yang cukup tebal, yang merupakan hasil pengendapan
bahan organik sedenter (pengendapan setempat), yang terutama
terdiri atas sisa jaringan tumbuhan yang menumbuhi dataran
rawa
(Notohadiprawiro, 1986).
Menurut Paramananthan dan
Eswaran (1981), suatu tanah dianggap sebagai tanah gambut,
jika ketebalan lapisan-lapisan tanah gambut secara kumulatif
lebih besar dari 50 cm dari ketebalan total satu meter.
Tanah gambut (peat soil) dapat dibedakan dari tanah sepuk
(muck soil),
berdasarkan
kat dekomposisi.
kandungan bahan organik dan ting-
Pada tanah
sepuk
dekomposisi bahan orga-
niknya telah berjalan cukup jauh, sehingga bentuk jaringan
aslinya sudah tidak nampak lagi dan sedikit banyak telah
memperoleh kenampakan serba sama (homogen).
Sedangkan pada
tanah gambut bahan organiknya belum mengalami perombakan yang
jauh (Notohadiprawiro, 1986).
Menurut klasifikasi sistem Pusat Penelitian Tanah Bogor
(1983) tanah gambut disebut juga Organosol, merupakan tanah
yang mempunyai horison H (organik) setebal 50 cm atau lebih
atau kumulatif 50 cm di dalam 80 cm dari lapisan atas, atau
kurang bila terdapat lapisan batu atau fragmen batuan yang
berisi bahan organik diantaranya.
Menurut
Soil
tanah organik
Survey Staff (1990) yang dimaksud dengan
(Histosol), yaitu tanah dengan sifat-sifat
sebagai berikut:
1.
Kandungan
C-organik lebih dari 12 persen
mineral
tidak
persen bila
mengandung
liat, atau
bila
bagian
lebih dari
bagian mineral mengandung 60 persen
18
liat,
dan tebalnya mencapai:
a, 10 cm atau kurang bila
terdapat di atas kontak
atau para litik, dengan catatan bahwa tebal
bahan organik
bal
dari
litik
lapisan
tersebut paling sedikit 2 kali lebih te-
lapisan mineral di atas kontak
litik dan
paralitik.
b. tidak diperhatikan ketebalannya bila lapisan bahan organik tersebut terdapat di atas bahan-bahan fragmental
(kerikil, kerakal, batu-batuan
rongga diantaranya terisi bahan
2. Mempunyai lapisan
permukaan
dengan bahan
lepas) di mana ronggaorganik,
organik
tinggi di mana
(batas atas) dari lapisan tersebut terdapat pa-
da kedalaman kurang dari 40 cm dan
a. mempunyai salah satu ketebalan berikut:
I).- 60 cm atau
lebih bila kandungan serat
ganik kasar) meliputi
bila
3/4
(bahan or-
volume atau lebih atau
kerapatan jenis dalam keadaan lembab kurang
dari 0.1 g/cc.
2). 40
cm atau lebih jika
a. lapisan bahan organik
dari
6 bulan
drainase
.
tersebut jenuh air lebih
atau telah diadakan
perbaikan
b. bahan organik terdiri dari bahan organik halus
(saprik) atau bahan organik sedang (hemik) atau
bahan fibrik (kasar) kurang dari 2/3 volume dan
kerapatan
jenis dalam
keadaan lembab 0.1 g/cc
atau lebih dan
b. mempunyai kandungan bahan organik
tinggi, yang
1). tidak terdapat lapisan tanah mineral
atau lebih, baik
di permukaan
setebal 40 cm
ataupun yang batas
atasnya terletak pada kedalaman kurang dari 40 cm.
2). tidak mempunyai lapisan tanah mineral, yang
nya secara kumulatif 40 cm dan terletak pada
tebalkeda-
laman kurang dari 80 cm.
Adapun ketentuan kandungan bahan
organiknya disajikan dalam
Gambar 1.
Pengertian taraf dekomposisi
bahan
tanah gambut yang
lebih jelas dikemukakan oleh Boelter (1969,
Adhi, 1988).
dalam Widjaja-
Yang dimaksudkan dengan fibrik adalah bahan
organik tanah yang sangat sedikit terdekomposisi, yang mengandung serat sebanyak 2/3 volume.
Bobot isi dari fibrik
adalah lebih kecil dari 0.075 g/cm3 dan kandungan air tinggi
jika tanah dalam keadaan jenuh air.
Saprik adalah bahan
organik yang terdekomposisi paling lanjut, yang mengandung
serat kurang dari 1/3 volume.
Bobot isi dari saprik adalah
lebih besar dari 0.195 g/cm3.
Sedangkan hemik adalah bahan
organik yang mempunyai tingkat dekomposisi antara fibrik dan
saprik, dangan bobot isi 0.075-0.195 g/cm3.
-
Bahan tanah organik
.35
h
dP
-
Y
.
0
-
-15
2
%
03
Bahan tanah mineral
t;r
-
I
t
C
10
20
1
30
n
1
40
50
5
3M
Kadar Liat (%)
Gambar 1.
Syarat kadar bahan organik atau C-organik
untuk bahan organik tanah (Soil Survey Staff,
1975).
Klasifikasi
Menurut klasifikasi sistem Pusat Penelitian Tanah Bogor
(1982), tanah gambut yang disebut juga tanah organosol ini
dipilahkan lagi menjadi
macam
tanah.
Organosol
kategori yang lebih rendah yaitu
Terdapat tiga macam tanah organosol yaitu: (a)
Fibrik, ialah tanah organosol yang didominasi oleh
bahan fibrik sedalam 50 cm atau berlapis sampai
80
cm dari
permukaan, (b) Organosol Hemik, ialah tanah organosol yang
didominasi oleh bahan hemik sedalam
sampai
80
50
cm atau berlapis
cm dari permukaan, dan (c) Organosol Saprik, ialah
tanah organosol selain
Organosol Fibrik maupun Hemik, yang
umumnya didominasi oleh bahan saprik.
Menurut sistem FAO/Unesco
tanah Histosol.
(1974) tanah gambut disebut
Jenis tanah Histosol dipilahkan lagi menjadi
3 macam yaitu: (a) Gelic Histosol, (b) Distrik Histosol, dan
(c) Eutrik Histosol. Gelic Histosol ialah tanah Histosol yang
mempunyai sifat permafrost sampai kedalaman 200 cm dari
permukaan.
nyai
Distrik Histosol ialah tanah Histosol yang mempu-
pH (H20) kurang dari 5.5, sekurang-kurangnya pada bebe-
rapa bagian lapisan tanah antara 20 dan 50 em dari permukaan.
Eutrik Histosol ialah tanah Histosol lain yang tidak termasuk
Gelic dan Distrik Histosol dan umumnya mempunyai pH (H20) lebih dari pH Distrik
Histosol (>5.5) dan KB > 50%.
Tanah gambut menurut
sistem Soil Taxonomy/USDA (1990)
termasuk dalam ordo Histosol.
Berdasarkan sistem ini ordo
Histosol dipilahkan lagi menjadi 4 Subordo yaitu: (1) Subordo
Folist, (2) Subordo Fibrist, (3) Subordo Hemist, dan (4) Subordo Saprist.
1. Subordo Folist merupakan Histosol yang tidak
air
pernah jenuh
lebih dari beberapa hari yang diikuti oleh hujan de-
ngan curah hujan yang tinggi dan
a. mempunyai kontak litik atau
dari permukaan
paralitik kurang dari 1 m
atau mempunyai/terdapat
batuan
atau
fragmen batuan yang terisi bahan organik lebih dari
setengah.
b. kurang dari 3/4 dari tebal lapisan organik terdiri dari
serat sphagnum.
2. Subordo Fibrist:
a. Histosol yang
didominasi oleh fibrik dalam subsurface
tier atau lapisan organik yang didominasi oleh fibrik
baik
subsurface tier maupun surface tier
mineral
batas
kontinu setebal 40 cm
atau
jika lapisan
lebih mulai pada
kedalaman bagian bawah permukaan atau
b. mempunyai timbunan permukaan yang
dari volumenya terdiri dari
menumpang
3/4
nya atau lebih
serat sphagnum dan yang
di atas kontak litik dan paralitik, bahan
pecahan atau tanah mineral atau di atas batuan beku.
c. tidak mengandung horison sulfurik
yang batasnya
50 cm
dari permukaan dan tidak ada bahan sulfida (cat clay)
dalam 1 m dari permukaan.
3. Subordo
Hemist ialah Histosol yang:
a. didominasi oleh bahan
hemik dalam subsurface tier jika
lapisan mineral kontinyu setebal 40 cm atau lebih mulai
pada kedalaman dari subsurface tier atau
b. mempunyai
horison
sulfurik yang batas
atasnya pada
50 cm dari permukaan atau mempunyai bahan sulfidik pada
kedalaman
1
m dari permukaan.
4. Subordo Saprist ialah Histosol yang sukar dimasukkan dalam
Subordo Folist, Fibrist, dan Hemist.
tingkat perombakan sudah
Umumnya
mempunyai
lanjut (Sapric) dengan nilai C/N
rendah dan dianggap sudah matang.
Sedangkan menurut
Driessen dan Soepraptohardjo (1974),
tanah gambut dipilahkan berdasarkan faktor pembentukkannya
yaitu: (1) gambut ombrogen yang terbentuk terutama karena
pengaruh curah hujan yang airnya tergenang, dan (2) gambut
topogen, yang terbentuk terutama karena pengaruh topografi.
Tanah
gambut di Indonesia menurut
terdiri dari
Darmawijaya (1980)
Tropofolist, Tropofibrist, Tropohemist, dan
Troposaprist, yang dipilahkan atas dasar tingkat dekomposisi
gambut, serta Sulfihemist dan Sulfohemist yang dibedakan atas
dasar pH (H20) atau kandungan piritnya.
Pemilahan tersebut
menunjukkan bahwa status kesuburan yang rendah lebih dominan
pada Tropofolist dan Tropofibrist, sedangkan kernasaman dan
kandungan sulfat yang tinggi lebih dominan pada Sulfihemist
dan Sulfohemist.
Dengan demikian dapat dikatakan bahwa
secara alami tanah gambut yang relatif lebih baik adalah
Tropohemist dan Troposaprist.
Khusus untuk tanah gambut di
Sumatera Selatan sebagian besar termasuk Typic Tropohemist,
Terric Tropohemist dan Sulfihemist tetapi di Riau adalah
Typic Tropofibrist lebih umum dijumpai (Hardjowigeno dan
Rachim, 1987).
Lebih lanjut pengertian dari jenis tanah di
atas dijelaskan menurut Soil Taxonomy/USDA (1990).
Typic Tropofibrist adalah tanah organik dengan tingkat
dekomposisi fibrik dan tidak mengandung bahan sulfidik pada
kedalaman kurang dari satu meter serta mempunyai perbedaan
kurang dari 5
OC
antara temperatur tanah rata-rata musim
panas dan musim dingin pada kedalaman 30 cm.
Tanah ini
berbahan organik kontinu melebihi 130 cm.
Typic Tropohemist adalah tanah organik dengan tingkat
dekomposisi sedang (hemik) dan tidak mengandung bahan sulfidik pada kedalaman kurang dari satu meter
perbedaan kurang dari 5
OC
serta mempunyai
antara temperatur tanah rata-rata
musim panas dan musim dingin pada kedalaman 30 cm.
berbahan organik kontinu melebihi 130 cm.
Tanah ini
Terric Tropohemist adalah Tropohemist yang mengandung
lapisan bahan mineral setebal 30 cm atau lebih, yang batas
atasnya di dalam penampang kontrol tanah di bawah tier permukaan.
Terric Sulfihemist adalah tanah organik dengan tingkat
dekomposisi sedang (hemik) dan mempunyai bahan sulfidik pada
kedalaman kurang dari satu meter.
Tanah ini mempunyai lapi-
san mineral setebal 30 cm atau lebih, yang batas atasnya di
dalam penampang kontrol di bawah tier permukaan.
Penyebaran
Di Indonesia, tanah gambut terdapat di
pantai Timur
Sumatera, pantai Selatan dan Barat Kalimantan, pantai Selatan
Irian, dan sedikit Sulawesi, Maluku, dan Jawa yang dapat
dilihat pada Gambar 2 (Polak, 1975).
Tanah gambut
dapat dipilahkan menjadi gambut yang ter-
bentuk dalam suasana di luar pengaruh luapan air pasang laut,
yang disebut sebagai gambut pedalaman dan yang dipengaruhi
luapan pasang air laut, yang disebut sebagai gambut pantai.
Penyebaran kedua kelompok gambut di Sumatera dan Kalimantan
adalah berturut-turut 7,612 dan 6,198 juta hektar gambut
pedalaman dan 1,263 dan 0,325 juta hektar gambut pantai
(Pusat Penelitian Tanah, 1981).
Menurut
Driessen
gambut di Indonesia
diperkirakan
dan Soepraptohardjo (1974), tanah
yang
menempati
termasuk
luasan
kedalam ordo Histosol,
sebesar
27
juta hektar.
Notohadiprawiro (1986) memperkirakan bahwa luas tanah gambut
pada
lahan pasang
surut di
Indonesia lebih kurang 7 juta
hektar.
Luas hamparan gambut pantai dan dekat pantai menurut
Euroconsult (1984) ialah 8,8 juta hektar. Sedangkan menurut
Soekardi dan Hidayat (1994) luas total tanah gambut
adalah
18,264 juta hektar.
Angka-angka taksiran luasan tanah gambut adalah berbedabeda.
Hal ini disebabkan karena kriteria penciri gambut yang
dipakai oleh berbagai pihak juga berbeda-beda.
Adapun krite-
ria yang dipakai Driessen dan Soepraptohardjo adalah ketebalan lapisan gambut lebih dari 50 cm dan kadar bahan organik >
55 %.
Sedangkan Euroconsult menggunakan kriteria ketebalan
gambut 2m atau lebih.
Ciri Kimia Tanah Gambut
Kedalaman gambut dan tanah mineral yang ada di bawahnya
sangat menentukan komposisi kimia tanah-tanah gambut.
Ting-
kat kesuburan lapisan atas dari gambut dalam adalah lebih
miskin unsur hara esensial daripada lapisan atas dari gambut
dangkal.
Tanah gambut yang berkembang di atas pasir kuarsa
adalah miskin hara esensial dibandingkan dengan tanah gambut
yang berkembang di atas lempung
(Widjaja-Adhi, 1988).
(loam) dan liat
(clay)
Didasarkan pada status.hara, Fleischer
(dalaa Driessen dan Soepraptohardjo, 1974) memilah gambut
menjadi tiga golongan yaitu: (I) gambut eutropik yang subur,
(2) gambut mesotropik dengan kesuburan sedang, dan (3) gambut
oligotropik sebagai gambut miskin.
Penggolongan tersebut
didasarkan pada kandungan Nitrogen (N), Kalium (K), Fosfor
(P), Kalsium (Ca), dan kadar abunya, seperti yang disajikan
pada Tabel 1 yang kemudian dimodifikasi oleh IPB (1976) berdasarkan pH, N total, P tersedia, dan K tersedia seperti
tertera pada Tabel 2.
Tabel
1.
Kriteria kimia dari gambut eutropik, rnesotropik dan oligotropik menurut Fleischer
(dalam Driessen dan Soepraptohardjo, 1974).
Berat,keringbahan ( % )
5'2'
N
K2°
Abu
CaO
--
Eutropik
2.5
0.25
0.10
4.00
10
Mesotropik
2.0
0.20
0.20
1.00
5
Oligotropik
0.8
0.05
0.03
0.25
2
Tabel
2.
Kriteria penilaian tingkat kesuburan tanah
gambut (Team IPB, 1976).
Kriteria penilaian
Sifat tanah
Rendah
N-total
Sedang
Tinggi
(%)
P-tersedia (ppm)
Tanah gambut di Indonesia sangat beraneka ragam tingkat
kesuburannya, yaitu dari miskin sampai sangat kaya.
Gambut
pantai yang umumnya merupakan gambut topogen sebagian besar
tergolong
MERACUN PADA
TANAH GAMBUT YANG DIBEFU GARAM Na DAN
BEBERAPA UNSUR MMRO
DALAM KAITANNYA
DENGAN HASIL PAD1
Oleh
TEGUH BUD1 PRASETYO
PROGRAM PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
TEGUH BUD1 PRASETYO.
Perilaku asam-asam organik meracun
pada tanah gambut yang diberi garam Na dan beberapa unsur
hasil padi ( Dibawah bimmikro dalam
kaitannya
dengan
Oetit Koswara
sebagai Ketua
bingan Prof. Dr. Ir.
Komisi, Dr. Ir. Supiandi Sabiham, Dr. Ir. Fred Rumawas,
Dr. Ir, I. P. G. Widjaja Adhi, dan Dr. Ir, A. Ansori Mattjik
masing-masing sebagai Anggota Komisi).
Pengembangan lahan gambut khususnya untuk budidaya padi
di satu
sisi
dapat
menguntungkan
dalam menekan kecepatan
proses dekornposisi bahan gambut atau mengurangi kecepatan
penurunan permukaan tanah.
Namun di sisi lain dengan tercip-
tanya kondisi anaerob maka akan terjadi akumulasi senyawa
fitotoksik seperti asam-asam fenolat dan asam-asam karboksilat
yang dapat meracuni tanaman padi.
Penelitian tentang permasalahan pada
disebabkan adanya senyawa-senyawa fitotoksik
tanah gambut yang
tersebut secara
detail dalam kaitannya dengan pertumbuhan tanaman padi belum
banyak dilakukan khususnya di Indonesia.
Dalam penelitian ini
dilakukan analisis beberapa jenis senyawa
fitotoksik (asam-
asam fenolat dan karboksilat) yang umum dijumpai pada tanah
gambut dan perilaku asam-asam organik tersebut dalam tanah
gambut yang diberi garam Na dan unsur mikro Cu dalam kaitannya
dengan pertumbuhan dan produksi padi.
Tujuan
penelitian
ini adalah : (1) mempelajari jenis
dan kandungan asam-asam organik meracun (senyawa fitotoksik)
dalam
tanah gambut yang digenangi, (2) mempelajari perilaku
iii
asam-asam organik meracun di dalam tanah gambut yang
nang
akibat
pemberian
garam
Natrium
(NaC1)
dan
tergeunsur
mikro terpilih, dan (3) mempelajari pengaruh pemberian garam
Natrium dan unsur mikro terpilih terhadap kandungan asam-asam
organik meracun tanah gambut dalam kaitannya dengan peningkatan hasil padi.
Penelitian ini dilaksanakan di laboratorium dan rumah
kaca.
Contoh tanah diambil dari daerah pasang surut Air
Sugihan, Sumatera Selatan.
Contoh tanah gambut terdiri dari
tiga tingkat dekomposisi yaitu fibrik, hemik, dan saprik.
Secara keseluruhan penelitian ini terdiri dari 3 kegiatan
utama yaitu : (1) percobaan pendahuluan, (2) penelitian perilaku asam-asam organik meracun, dan (3) percobaan pengaruh
garam Na dan unsur mikro terpilih terhadap hasil padi.
Perco-
baan pendahuluan terdiri dari 4 kegiatan yaitu: (a) analisis
tanah, (b) percobaan kurva erapan, (c) percobaan kultur larutan, dan (d) percobaan penetapan dosis Na dan unsur mikro
terpilih.
Analisis tanah meliputi analisis pendahuluan beberapa parameter kimia dan fisik tanah serta analisis asam-asam karboksilat dan asam-asam fenolat.
Dalam percobaan
penetapan kurva erapan, terlebih dahulu
dilakukan percobaan pendahuluan tentang penetapan lama inkubasi untuk mencapai titik keseimbangan dalam larutan tanah yang
diberi kation (Na, Cut Zn, dan Mn).
Selanjutnya dilakukan
percobaan penetapan kurva erapan yaitu dengan menambahkan
berbagai takaran Na, Cu, Zn, dan Mn dari
0 hingga
1000 pg/g
gambut setara kering mutlak dari gambut fibrik, hemik,
saprik.
yang
Adapun
dipilih
dan
tujuannya untuk menentukan unsur mikro mana
sebagai
perlakuan pada penelitian perilaku
asam-asam organik meracun berdasarkan nilai konstanta yang
berhubungan dengan energi ikatannya (k) dengan bahan gambut.
Berdasarkan hasil percobaan kurva erapan maka unsur mikro Cu
dan Zn dipilih untuk penelitian perilaku asam-asam organik
meracun, sedangkan untuk percobaan penetapan dosis Na dan
unsur mikro terpilih serta percobaan pengaruh garam' Na dan
unsur mikro terpilih terhadap hasil padi adalah unsur Cu.
Percobaan
kultur
larutan
dilakukan dengan penanaman
tanaman padi pada media air yang diberi asam-asam karboksilat
dan fenolat, dengan kadar masing-masing 0 hingga 400 pg/ml dan
0
hingga 250 pg/ml.
Adapun tujuannya adalah untuk menentukan
kadar dan urutan tingkat meracun senyawa tersebut.
Percobaan penetapan
dosis Na dan unsur mikro terpilih,
dalam ha1 ini adalah Cu dimaksudkan untuk menentukan takaran
garam Natrium dan unsur
mikro Cu pada titik pusat dari
"CetraZ Composite Rotatable Designf1 (CCRD) pada percobaan
pengaruh
padi.
Na dan unsur mikro terpilih (Cu) terhadap hasil
Percobaan ini terdiri dari 5 taraf garam Natrium (0,
50, 100, 150, dan 200 mg/kg gambut setara kering mutlak)
dan
5 taraf unsur mikro Cu (0, 50, 100, 150, dan 200 mg/kg gambut
setara kering mutlak).
adalah
IR-64.
Varietas tanaman padi yang digunakan
Rancangan percobaan
adalah rancangan acak
v
kelompok 5 x 5.
Faktor
faktor kedua adalah
pertama
adalah garam
unsur mikro Cu.
Natrium
dan
Tingkat dekomposisi
gambut sebanyak 3 taraf digunakan dalam analisis statistik
sebagai kelompok.
Penelitian perilaku asam-asam organik
meracun dimaksud-
kan untuk mempelajari perilaku asam-asam karboksilat dan asamasam fenolat dalam keadaan tergenang.
Perlakuan yang diberi-
kan adalah Na, Cu, Zn dan kombinasinya.
Perlakuan tersebut
diberikan pada tiga tingkat dekomposisi gambut (fibrik, hemik,
dan saprik) dengan lamanya penggenangan
dan 12 minggu.
adalah 2, 6, 8, 10,
Asam-asam fenolat yang dianalisis adalah asam
p-hidroksibenzoat, asam p-kumarat, asam ferulat, dan asam
vanilat.
Analisis terhadap asam-asam karboksilat meliputi
asam asetat, asam propionat, asam butirat, dan asam suksinat.
Percobaan pengaruh garam Na dan unsur mikro terpilih (Cu)
terhadap hasil padi yang menggunakan rancangan CCRD terdiri 5
taraf garam NaCl yaitu 0, 29.28, 100, 170.72, 200 mg/kg gambut
setara kering mutlak untuk ketiga taraf dekomposisi gambut
(fibrik, hemik, dan saprik).
Takaran Cu terdiri dari 5 taraf
yaitu 0, 43.92, 150, 256.08, 300 mg/kg gambut setara kering
mutlak untuk gambut fibrik dan hemik.
Sedangkan takaran untuk
gambut saprik yaitu 0, 58.56, 200, 341.44, 400 mg/kg gambut
setara kering mutlak.
Unsur mikro Cu dipilih sebagai salah satu perlakuan selain garam Natrium
yang didasarkan atas nilai konstanta yang
berhubungan dengan energi
ikatan (k) dari Cu
yang paling
besar yaitu
0.387 ml/pg diikuti oleh Zn (0,045 ml/pg) dan Mn
(0.025 ml/pg).
asam-asam
Selain itu peranan Cu dalam menekan kandungan
fenolat dan karboksilat lebih besar dibandingkan
dengan Zn.
Penurunan kandungan asam-asam tersebut akibat
pemberian Cu, Zn dan Na rata-rata lebih besar dari 50 %.
Penggenangan tanah gambut selama 12 minggu menghasilkan
asam-asam fenolat (asam p-hidroksibenzoat, asam p-kumarat,
asam ferulat, dan asam vanilat) dan asam-asam karboksilat
(asam asetat, asam propionat, asam butirat dan asam suksinat)
dalam jumlah
yang
berbeda-beda.
Jumlah asam-asam tersebut
selalu berubah dari waktu ke waktu. Nilai tertinggi untuk asam
p-hidroksibenzoat dicapai pada minggu ke 12 setelah inkubasi.
Asam p-kumarat dan asam ferulat dicapai pada 6 minggu setelah
inkubasi.
Kadar
tertinggi
untuk asam asetat, asam butirat,
dan asam propionat dicapai pada 4 minggu setelah inkubasi,
sedangkan kadar asam suksinat tertinggi dicapai pada 10 minggu
setelah inkubasi.
Di antara asam-asam organik meracun tersebut, secara umum
asam-asam fenolat (terutama asam ferulat, asam p-kumarat, dan
asam p-hidroksibenzoat) lebih berbahaya dibanding asam-asam
karboksilat.
Hal ini didasarkan atas kandungan
dan tingkat
meracun dari asam-asam fenolat yang lebih besar daripada asamasam karboksilat.
hemik, dan
saprik berkisar 18.77
p-kumarat (53.93
(32.45
-
Kandungan asam ferulat pada gambut fibrik,
-
69.03 ppm),
45.85 ppm).
-
79.65 ppm, diikuti asam
dan asam p-hidroksibenzoat
Kandungan asam-asam
karboksilat
jauh
vii
lebih kecil yaitu asam asetat (5.6
(2
-
-
8.45 ppm), asam propionat
4.52 ppm), asam suksinat (7.19
butirat (29.5
-
38.95 ppm).
-
18.27 ppm), dan asam
Kelihatannya asam yang perlu
diperhatikan untuk asam-asam karboksilat adalah asam butirat.
Selain itu diperoleh hasil bahwa asam ferulat mempunyai tingkat meracun yang lebih tinggi yang diikuti oleh asam p-kumarat
dan asam p-hidroksibenzoat.
Di mana kadar asam-asam fenolat
yang telah menunjukkan adanya gejala penghambatan terhadap
pertumbuhan akar tanaman padi dalam kultur larutan adalah 0.52
mM/1 untuk asam ferulat, 0.61 mM/1 untuk asam p-kumarat, dan
0.73 mM/1
untuk asam p-hidroksibenzoat.
Untuk
asam-asam
karboksilat kadar kritis tersebut adalah lebih besar atau
dengan kata lain asam-asam ini kurang berbahaya dibandingkan
asam-asam fenolat.
Adapun urutan tingkat meracun asam-asam
karboksilat murni adalah asam butirat relatif sama dengan asam
propionat dan diikuti oleh asam suksinat dan asam asetat
.
Di
mana kadar asam-asam karboksilat tersebut yang telah menunjukkan penghambatan pertumbuhan akar tanaman padi berturut-turut
adalah 1.42, 1.35, 2.54, dan 2.50 mM/l.
Secara
umum nilai pH tanah adalah rendah (3.27
-
3.62),
namun nampaknya kurang berpengaruh terhadap hasil gabah selama
kadar asam-asam fenolat dan asam-asam karboksilat berada dalam
batas yang dapat ditoleransi oleh tanaman padi.
Penurunan kadar asam-asam fenolat dan karboksilat sebagai
akibat pemberian Na dan Cu dapat memperbaiki pertumbuhan dan
meningkatkan produksi padi.
viii
Berdasarkan kenyataan di atas, nampaknya masalah
fitotoksik
ini
masalah-masalah
perlu
diatasi
terlebih
dahulu
di
senyawa
antara
yang ada pada tanah gambut seperti pH tanah
dan status hara makro dan mikro yang rendah.
Takaran
pada
gambut
fibrik, hemik, dan saprik masing-masing adalah 94.80,
95.74,
dan 79.57
maksimum
Na
untuk
gabah
kering
pg/g Na, sedangkan untuk Cu berturut-turut adalah
156.72, 149.85, dan 210.21 pg/g Cu.
Dalam memperoleh hasil
gabah
dikombinasikan dengan Na maka
jumlah Cu yang diberikan.
kering
yang
sama bila Cu
penambahan Na dapat mengurangi
Adanya fakta tersebut bahwa Na
dapat mensubstitusi.Cu dalam mengurangi kadar asam-asam fenolat dan asam-asam karboksilat dalam kaitannya dengan hasil
padi merupakan suatu ha1 yang menguntungkan dari segi ekonomi.
Hal ini disebabkan adanya beberapa kombinasi pemberian Cu dan
Na yang dapat dipilih dan paling menguntungkan untuk mencapai
hasil padi yang dinginkan.
Selain itu dalam penerapannya,
khususnya untuk daerah pasang surut maka sumber amelioran dari
garam NaCl dapat diganti dengan air laut.
Penampakan tanaman padi pada gambut fibrik dan hemik menunjukkan pertumbuhan yang terhambat, sedangkan pada gambut
saprik pertumbuhannya relatif
lebih baik.
PERILAKU ASAM-ASAM ORGANIK MERACUN PADA
TANAH GAMBUT YANG DIBERI GARAM Na DAN
BEBERAPA UNSUR MIKRO DALAM KAITANNYA
DENGAN HASIL PAD1
Oleh
TEGUH BUD1 PRASETYO
Nrp. 90507
Disertasi sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
DOKTOR
pada
Program Pascasarjana, Institut Pertanian Bogor
PROGRAM PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
Judul Penelitian
: PERILAKU ASAM-ASAM ORGANIK MERACUN PADA
TANAH GAMBUT YANG DIBERI GARAM Na DAN
BEBERAPA UNSUR MIKRO DALAM KAITANNYA
DENGAN HASIL PAD1
Nama Mahasiswa : TEGUH BUD1 PRASETYO
Nomor Pokok
: 90507lTNH
t
Menyetujui:
1. Kornisi Pembimbing
Prof. Dr Ir Oetit Koswara
Dr Ir Supiandi Sabiharn
Anggota
Dr Ir I.P.G. Widjaja Adhi
AwxPta
2. Ketua Program Studi Tanah
Prof. Dr Ir Sarwono Hardjowigeno
Tanggal lulus :
1 8 APR 1996
Dr Ir Fred Rumawas
Anggota
RIWAYAT
HIDUP
Penulis dilahirkan di Magelang pada tanggal 27 Mei 1960
dari ayah Joesro P.A. dan ibu Soemijatun sebagai anak kedua
dari tujuh bersaudara.
Penulis menempuh
pendidikan di SDN Cacaban IV Magelang
lulus tahun 1972; SMP Negeri I Magelang lulus tahun 1975; SMA
Negeri I Magelang lulus tahun 1979; Jurusan Tanah Fakultas
Pertanian, Institut Pertanian Bogor lulus tahun 1983.
Selan-
jutnya pada tahun 1986 mengikuti program S-2 di Fakultas
Pascasarjana Universitas Gadjah Mada lulus pada tahun 1989.
Pada tahun 1990, penulis mengikuti pendidikan program S-3 di
Program Pascasarjana ~nstitutPertanian Bogor.
Sejak tahun 1984 penulis diangkat sebagai staf pengajar
di Jurusan Ilmu Tanah Fakultas Pertanian Universitas Andalas,
Padang dan aktif mulai tahun 1985.
Penulis diserahi tugas
mengajar mata kuliah kesuburan tanah, pupuk dan pemupukan, dan
biologi tanah.
Aktivitas-aktivitas
lainnya diantaranya menjadi anggota
Team Rehabilitasi dan Pengembangan Daerah yang Kurang Berhasil
Air Sugihan, Sumatera Selatan pada tahun 1984, Anggota Team
Lapang Survai daerah rawa, mengikuti seminar-seminar nasional.
Penulis menikah
pada
tahun
1987 dengan Wiwik Suharlin,
dikaruniai satu anak yaitu Safitri Prawita Prasetyowati (8).
xii
UCAPAN
TERIEEA
Puji syukur penulis
KASIH
panjatkan kehadirat Allah Swt. atas
rakhmat dan karunia-Nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan
penelitian dan penulisan
Terima
disertasi ini dengan baik.
kasih yang sebesar-besarnya diucapkan kepada
Prof. Dr. Ir. Oetit Koswara selaku Ketua Komisi Pembimbing
yang telah banyak memberikan saran dalam perencanaan, pelaksanaan hingga penulisan naskah disertasi ini.
Penghargaan yang
sama disampaikan pula kepada Dr. Ir. ~upiandiSabiham, Dr. Ir.
Fred Rumawas, Dr. Ir. I .P.G. Wid jaya Adhi, dan Dr. Ir. Ansori
Mattjik, selaku anggota komisi pembimbing atas bimbingan,
saran-saran yang baik dalam perencanaan, pelaksanaan, maupun
penulisan disertasi.
Penghargaan dan terima kasih disampaikan juga kepada (1)
Team
Manajemen
Program Doktor
Pendidikan Tinggi
(TMPD), Direktorat Jenderal
atas pemberian
kesempatan belajar pada
Program ~ascasarjana Institut Pertanian Bogor serta bantuan
biaya hidup dan biaya
penelitian, (2) Rektor Universitas
Andalas, Bapak Dekan Fakultas Pertanian dan Ketua Jurusan Ilmu
Tanah Fakultas Pertanian Unand, Padang, yang telah memberi
ijin dan restu kepada penulis untuk melanjutkan
Program
Pascasarjana
studi S-3 di
IPB, (3) Direktur Program Pascasarjana
Institut Pertanian Bogor
yang telah memberikan kesempatan
belajar, serta kepada staf pengajar yang telah membekali
ilmu
untuk berkembang lebih jauh, (4) Direktur Direktorat Pembinaan
xiii
Penelitian dan Pengabdian pada Masyarakat DIKTI yang telah
membantu penelitian ini, (5) Penanggung Jawab Laboratorium dan
Rumah Kaca Jurusan Ilmu Tanah Fakultas Pertanian IPB yang
telah memberikan
ijin untuk
menggunakan
segala fasilitas
laboratorium dan rumah kaca, (6) Kepala Laboratorium Balai
Penelitian Tanaman Pangan Bogor
beserta staf yang telah
membantu dalam analisis asam-asam organik.
Rasa
terima kasih juga penulis sampaikan kepada seluruh
analis dan karyawan Jurusan Tanah yang telah membantu memperlancar analisis tanah di laboratorium.
Demikian juga kepada
Bapak Romli yang telah membantu kegiatan penelitian mulai dari
persiapan contoh tanah sampai panen.
Kepada sesama mahasiswa
Pascasarjana khususnya kepada Bapak Abdul Rachim, Didi Ardi
Edi M.Permono,
Salampak Dohong diucapkan terima kasih atas
segala dorongan yang diberikan kepada penulis.
Terakhir disampaikan rasa hormat, penghargaan dan terima
kasih kepada kedua orang tua, isteri tercinta Wiwik Suharlin,
Puteri tersayang Safitri Prawita Prasetyowati
adik-adikku tercinta
,
, kakak-kakak,
kanda Rusli Rasyidin sekeluarga atas
do8a restu, dukungan moral dan kesabaran serta kesetiaan
mendampingi penulis untuk terus belajar.
Disadari
sempurna.
bahwa
karya tulis ilmiah ini masih jauh dari
Oleh sebab itu koreksi dari semua pihak sangat
penulis harapkan.
Bogor,
April 1996
Penulis
xiv
DAFTAR
IS1
Halaman
..........................................
RIWAYAT HIDUP ......................................
UCAPAN TERIMA KASIH ................................
DAFTAR IS1 .........................................
DAFTAR TABEL .......................................
DAFTAR GAMBAR ......................................
DAFTAR TABEL LAMPIRAN ..............................
PENDAHULUAN ........................................
TINJAUAN PUSTAKA ...................................
RINGKASAN
ii
xi
xii
xiv
xvii
xix
xxi
1
7
Pengertian, Klasifikasi, dan Penyebaran Tanah..
Gambut
......................................
Pengertian ...............................
Klasifikasi ...............................
Penyebaran ...............................
Ciri Kimia Tanah Gambut .......................
Kemasaman ................................
Kapasitas Tukar Kation dan Kejenuhan Basa.
..............................
Komposisi Kimia ...............................
Senyawa Fitotoksik pada Tanah Tergenang ..
Pembentukan Asam-asam Lemak Volatil ......
Pembentukan Asam-asam Fenolat ............
Pengaruh Senyawa Fitotoksik terhadap Tanaman ..
Status Hara
7
10
14
16
18
19
20
22
22
26
29
30
Pengaruh Asam-asam Lemak Volatil
Tanaman Padi
terhadap
.............................
Pengaruh
Asam-asam
Tanaman Padi
Fenolat
terhadap
.............................
Pengaruh Fitotoksik terhadap Proses Fisiologi Tanaman
.............................
Kinetika Senyawa Fitotoksik pada Tanah Tergenang
...........................................
Pengaruh
Padi
Unsur Mikro
dan Natrium
terhadap
..........................................
Pembentukan Kompleks
kation
Ikatan Asam-asam
Organo-
........................................
METODOLOGI PENELITIAN .............................
Tempat dan Waktu Penelitian ..................
Desain Penelitian .............................
Bentuk Peneli,tian........................
Pengambilan Contoh Tanah .................
Metode Penelitian .............................
Percobaan Pendahuluan ....................
Analisis tanah ......................
Percobaan kurva erapan ..............
Percobaan kultur larutan ............
Percobaan penetapan
unsur mikro terpilih
dosis Na
dan
................
Penelitian Perilaku Asam-asam Organik Meracun
.
Percobaan Pengaruh Garam Na dan unsur mikro
terhadap Hasil Padi
...........................
Analisis Data ................................
Rancangan Acak Kelompok (RAK) ............
Central composite Rotatable Design (CCRD).
...............................
Percobaan Pendahuluan ........................
Analisis Tanah ............................
Percobaan Kurva Erapan ...................
Penetapan lama pencapaian keseimbangan kation dalam larutan tanah .......
Erapan Na dan unsur mikro Cu. Zn. dan
Mn .................................
Percobaan Kultur Larutan .................
HASIL DAN PEMBAHASAN
...............
...................
Asam-asam karboksilat
Asam-asam fenolat
Percobaan Penetapan Dosis Na
Mikro (Cu)
dan Unsur
................................
Pertumbuhan tanaman padi pada
gambut
tanah
..............................
Kandungan hara tanaman ..............
Produksi tanaman padi ...............
.
Asam-asam Fenolat ........................
Asam-asam Karboksilat ....................
Penelitian Perilaku Asam-asam Organik Meracun
Percobaan Pengaruh Garam Na dan Unsur Mikro
Terpilih (Cu) terhadap Hasil Padi
............
PEMBAHASAN UMUM ....................................
KESIMPULAN ..........................................
DAFTAR PUSTAKA .....................................
LAMPIRAN ...........................................
xvii
DAFTAR
TABEZ
Nomor
Halaman
Teks
1.
2.
3.
Kriteria kimia dari gambut eutropik, mesotropik
dan oligotropik menurut Fleischer (dalam Driessen
dan Soepraptohardjo, 1974)
......................
17
Kriteria penilaian tingkat kesuburan tanah gambut
(Team IPB, 1976)
................................
17
Kandungan beberapa komponen organik tanah gambut
dalam di Indonesia dan karakteristik kapasitas
tukar kationnya (Driessen, 1978)
20
Daftar sebagian asam-asam
dalam tanah (Tan, 1986)
23
...............
4.
5.
6.
7.
organik
yang
ada di
.........................
Kandungan asam-asam fenolat dalam tanah
yang diekstrak dengan acetonitril : air
v/v) (Tadano et al., 1992)
gambut
(3 : 1
......................
26
Pengaruh relatif penambahan 1.0 mM larutan asamasam alifatik yang berbeda terhadap berat seluruh
tanaman
padi yang
ditumbuhkan
pada
tanah
(Chandrasekaran dan ~oshida,1973)
..............
36
Pengaruh relatif larutan hara yang mengandung 10
asam asetat atau asam butirat pada pH yang
berbeda-beda terhadap berat seluruh tanaman padi
(Tanaka dan Navasero, 1967)
.....................
37
Pengaruh asam asetat terhadap pertumbuhan akar
dan bagian atas tanaman semaian tanaman padi
(Takajima, 1964)
................................
38
Pengaruh asam p-hidroksibenzoat terhadap berat
kering tanamn (jerami) dan kadar Cu tanaman bagian atas (Tadano et al., 1992)
...................
42
Pengaruh asam p-hidroksibenzoat terhadap jumlah
biji per tanaman dan persentase gabah hampa
(Tadano et al., 1992)
43
mM
8.
9.
10.
............................
xviii
11.
Pengaruh unsur hara mikro terhadap komponen hasil
tanaman padi pada tanah gambut dari Peninsular
Malaysia (Ambak et al, 1992)
....................
12.
Komposisi gugus fungsional pada
(Yonebayashi, 1994)
13.
Muatan permukaan dan erapan Cu pada tanah gambut
tropika (Naganuma dan Okazaki, 1992)
14.
Muatan permukaan dan erapan Cu pada tanah gambut
tropika (Naganuma dan Okazaki, 1992)
15.
16.
tanah gambut
.............................
............
............
Metode analisis sifat kimia tanah gambut ........
Rancangan percobaan pemberian garam NaCl dan unsur mikro dengan "Central Composite Rotatable
.........................................
17.
Hasil analisis pendahuluan beberapa sifat tanah
gambut Air Sugihan, Sumatera Selatan
18.
Pertumbuhan akar tanaman padi dalam larutan asamasam karboksilat murni (cm)
19.
Pertumbuhan akar tanaman padi dalam larutan asamasam fenolat murni (cm)
20.
Pengaruh unsur mikro Cu terhadap tinggi tanaman,
berat kering tanaman bagian atas, dan berat
kering akar tanaman padi pada
umur 60 hari
setelah tanam
...........
.....................
.........................
...................................
21.
Pengaruh unsur mikro Cu terhadap serapan hara Cu
pada tanaman padi umur 60 hari setelah tanam
22.
Pengaruh unsur mikro Cu terhadap jumlah anakan
maksimum, berat kering jerami, berat kering akar,
dan berat kering gabah padi pada umur 120 hari
setelah tanam
....
...................................
xix
DAFTAR
G-BAR
Nomor
Halaman
Teks
1.
2.
3.
4.
5.
Syarat kadar bahan organik atau C-organik untuk
bahan organik tanah (Soil Survey Staff, 1975)
..
Penyebaran tanah gambut di Indonesia (Polak,
1975) ..........................................
15
Skema fermentasi karbohidrat di dalam tanah tergenang (Yoshida, 1975)
.........................
28
Skema dekomposisi protein di dalam tanah tergenang
28
Degradasi senyawa
(Stevenson, 1982)
31
...........................................
lignin menjadi
10
asam humik
..............................
Rumus bangun beberapa asam-asam fen01 yang umum
terdapat dalam tanah (Stevenson, 1982)
.........
32
Diagram skematik sederhana dari pengaruh langsung bahan-bahan humik terhadap metabolisme di
dalam sel tanaman (Vaughan, Malcolm dan Ord,
1985)
..........................................
34
Kinetika asam asetat pada tiga tanah tergenang
yang diberi jerami padi ( 0.25% ) pada 20°c
( Tsutsuki dan Ponnamperuma, dalaa Tsutsuki,
..........................................
45
Kinetika asam-asam fenolat pada tanah Luisiana
clay yang diberi jerami padi (Tsutsuki dan
Ponnamperuma, dalaga Tsutsuki, 1984)
47
Reaksi logam dengan asam fulvat dan
(Mortland, 1986)
56
1984)
............
asam humat
...............................
Bagan alir permasalahan
cahannya
13.
14,
15.
tanah gambut dan
peme-
.......................................
Bagan alir tahap-tahap penelitian ..............
Peta situasi lokasi pengambilan contoh tanah ...
Geometrika rancangan percobaan .................
Hubungan antara lama inkubasi dengan konsentrasi
Cu dalam larutan tanah pada gambut fibrik, hemik
dan saprik
.....................................
64
65
66
80
91
Halaman
Nomor
16.
17.
18,
Hubungan antara lama inkubasi dengan konsentrasi
Zn dalam larutan tanah pada gambut fibrik, hemik
dan saprik
.....................................
92
Hubungan antara lama inkubasi dengan konsentrasi
Mn dalam larutan tanah pada gambut fibrik, hemik
dan saprik
.....................................
93
Hubungan antara lama inkubasi dengan konsentrasi
Cu dalam larutan tanah pada gambut fibrik, hemik
dan saprik
94
Kurva erapan Cu pada
saprik (c vs x/m)
gambut fibrik, hemik, dan
97
Kurva erapan Zn pada
saprik (c vs x/m)
gambut fibrik, hemik, dan
Kurva erapan Mn pada
saprik (c vs x/m)
gambut fibrik, hemik, dan
.......................................
19.
20.
21.
22.
23.
24.
25.
26,
27.
26.
..............................
................................
...............................
Kurva erapan Na pada gambut
saprik (c vs x/m)
98
99
fibrik, hemik, dan
..............................
100
Hubungan antara takaran pemberian Cu terhadap
hasil gabah kering
117
Hubungan antara takaran pemberian Na
hasil gabah kering
.............................
118
Kurva permukaan respon berat kering tanaman padi
umur 120 hari akibat pemberian Na dan Cu
.......
128
Kurva permukaan respon berat kering akar tanaman
padi umur 120 hari akibat pemberian Na dan Cu
..
129
Kurva permukaan respon hasil gabah kering tanaman padi akibat pemberian Na dan Cu
.............
130
Kurva isoquant dari beberapa hasil gabah kering
tanaman padi pada berbagai kombinasi pemberian
Na dan Cu
131
.............................
terhadap
......................................
xxi
Halaman
Nomor
Teks
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
Hasil analisis sifat kimia contoh tanah gambut
di Sumatera Selatan
158
Hasil analisis erapan Cu, Zn, Mn, dan
bahan tanah gambut
159
............................
Na
pada
...............................
Nilai konstanta energi ikatan (k) dari Cu, Zn, Mn
dan Na yang diperoleh dengan menggunakan Metode
Langmuir
.......................................
163
Nilai erapan maksimum (b) dari Cu, Zn, Mn, dan Na
yang diperoleh dengan menggunakan Metode Langmuir
164
Data analisis asam
p-hidroksibenzoat, asam
p-kumarat, asam ferulat, dan asam vanilat pada
tanah gambut yang digenangi selama 12 minggu
....
165
Data analisis asam-asetat, asam propionat, asam
butirat, dan asam suksinat pada tanah gambut
yang digenangi selama 12 minggu
.................
169
Pengaruh garam Natrium dan unsur mikro Cu terhadap tinggi tanaman, berat kering tanaman bagian
atas, berat kering akar tanaman padi pada umur
60 hari setelah tanam (RAK)
.....................
173
Pengaruh garam Natrium dan unsur mikro Cu terhadap kandungan hara N, P, Kt dan Cu tanaman padi
pada umur 60 hari setelah tanam (RAK)
...........
176
Pengaruh garam Natrium dan unsur mikro Cu terhadap tinggi tanaman, berat kering tanaman bagian
atas, berat kering akar, dan gabah kering padi
pada umur 120 hari setelah tanam
..............
180
Analisis sidik ragam tinggi tanaman, berat kering
tanaman bagian atas, berat kering akar tanaman
padi umur 60 hari setelah tanam
.................
184
Analisis sidik ragam serapan hara N, P, K t dan Cu
oleh tanaman padi umur 60 hari setelah tanam
....
185
Analisis sidik ragam tinggi tanaman, jumlah anakan maksimum, berat tanaman bagian atas, berat
akar tanaman dan gabah padi pada umur 120 hari
setelah tanam
186
...................................
.
xxii
13.
14.
15.
Pengaruh pemberian Na dan Cu terhadap kandungan
asam p-hidroksibenzoat, p-kumarat, dan ferulat
pada gambut fibrik, hemik, dan saprik setelah 8
minggu inkubasi (CCRD)
..........................
188
Pengaruh pemberian Na dan Cu terhadap pH, daya
hantar listrik (DHL), dan Cu pada tanah gambut
fibrik, hemik, dan saprik setelah 4 minggu inkubasi (CCRD)
.....................................
189
Pengaruh garam Na dan unsur mikro Cu terhadap berat tanaman bagian atas, berat akar, dan gabah
padi pada umur 120 hari setelah tanam (CCRD)
190
....
Peningkatan jumlah penduduk
dan perkembangan
industri
pertanian menuntut peningkatan produksi pertanian yang semakin
tinggi setiap tahunnya.
Namun sebaliknya, luasan lahan-lahan
yang subur semakin menyusut untuk berbagai keperluan pembangunan non-pertanian, seperti pemukiman, jalan raya dan industri.
Oleh karena itu, pengembangan pertanian perlu diarahkan
pada lahan-lahan bermasalah di luar Jawa, seperti lahan rawa
yang salah satunya adalah daerah pasang surut.
Adapun tanah-
tanah yang terdapat pada daerah rawa pasang surut ini antara
lain adalah tanah
tanah salin.
gambut/bergambut, tanah sulfat masam, dan
Tanah-tanah gambut di Indonesia terutama terkon-
sentrasi disekitar daratan Sunda dan Sahul dan terbentuk di
bawah pengaruh genangan air.
Sebagian besar penyebarannya
terdapat di Kalimantan, Irian Jaya dan Sumatera yang luasnya
berturut-turut kurang lebih 9.3
juta hektar, 4.6
juta
hektar, dan 4.3 juta hektar (Soekardi dan Hidayat, 1994).
Pemanfaatan tanah gambut untuk pertanian dihadapkan pada
beberapa masalah yaitu: (1) ketebalan dan taraf dekomposisi,
(2) status hara makro dan mikro rendah, (3) kemasaman tanah
dan kandungan asam-asam organik, (4) adanya lapisan pirit, dan
(5)
tata air yang buruk.
Walaupun banyak masalah yang
diha-
dapi, pengalaman menunjukkan, bahwa dengan pengelolaan tanah
yang tepat, tanah-tanah tersebut dapat dijadikan lahan
produktif.
yang
Upaya-upaya perbaikan tingkat kesuburan tanah yang telah
banyak dilakukan untuk mengatasi masalah tersebut meliputi:
(1)
pencucian bahan-bahan meracun (Driessen dan Suhardjo,
1976; Notohadiprawiro, 1986; dan Prasetyo; 1989), (2) pengapuran dan penambahan bahan mineral (Halim dan Soepardi, 1987;
dan Soepardi, Surowinoto, dan Djajakirana, 1987), (3) penambahan unsur-unsur hara makro dan mikro (Didi Ardi dan WidjajaAdhi, 1987; Halim dan Soepardi, 1987; Taslim, Damanik dan
Anwarman, 1987; dan Snyder, Jones, dan Gasho, 1986), dan
(4)
penggunaan jenis dan varietas tanaman yang toleran terhadap
kernasaman tanah yang tinggi (Rumawas, 1986; Notohadiprawiro,
1986; Suhartini, Silitonga, dan Harahap, 1987; dan Quijano
dan Neue, 1987).
Pencucian
pada tanah gambut atau tanah bergambut dimak-
sudkan untuk mencuci bahan-bahan meracun.
Namun pencucian
yang berlebihan atau kurang terkontrol akan mengakibatkan
proses subsidensi semakin cepat dan kehilangan unsur-unsur
hara esensial bagi tanaman.
Usaha pengapuran untuk menaikkan pH sampai pH yang optimal untuk pertumbuhan tanaman di tanah gambut diperlukan kapur
yang cukup banyak.
Dengan naiknya pH maka kapasitas tukar
kation (KTK) menjadi tinggi, sehingga diperlukan pupuk makro
dan mikro yang lebih banyak untuk memenuhi kebutuhan hara
untuk tanaman.
Demikian juga usaha penambahan bahan mineral
untuk meningkatkan kejenuhan basa (KB) sampai pada tingkat
yang cukup baik untuk pertumbuhan tanaman yaitu
sekitar 30%,
diperlukan bahan mineral tiap hektar yang cukup banyak.
Oleh
karena itu usaha yang terakhir ini dinilai kurang praktis
dalam pelaksanaannya.
Pemupukan pada
tanah gambut pengaruhnya sangat bervari-
asi atau hasil yang didapatkan tidak konsisten. Hal ini diduga
disebabkan pemberian hara pada kondisi tanah dengan sifat
kimia yang kurang baik akan mengakibatkan hara tersebut tidak
tersedia bagi tanaman.
Hara yang berasal dari pupuk tersebut
dapat mengalami pencucian atau terbentuk kompleks khelat.
Pemecahan masalah
dilakukan
pada
tanah gambut yang sudah banyak
tersebut pada prinsipnya memperbaiki kondisi tanah
yaitu dengan
menaikkan pH tanah dan meningkatkan keterse-
diaan hara tanaman.
kadang dinilai kurang
Namun cara-cara yang ditempuh kadangpraktis dan kurang diarahkan untuk
mengatasi permasalahan utama yang ada pada tanah gambut.
Permasalahan utama pada tanah gambut untuk
pengembangan
lahan pertanian terutama tanaman padi adalah kandungan asamasam organik meracun yang tinggi.
Hal ini sangat erat hu-
bungannya dengan komposisi bahan organik tanah gambut dan
kondisi lingkungan yang tergenang.
Komposisi bahan organik
tanah-tanah gambut di Indonesia relatif sama, yaitu sebagian
besar kaya akan kayu-kayuan yang berasal dari vegetasi yang
tumbuh sebelumnya.
Lebih
lanjut dilaporkan oleh Sabiham
(1993) bahwa bahan-bahan organik tanah gambut pada umumnya
banyak mengandung
lignin dan sedikit mengandung selulosa,
hemiselulosa, dan protein.
adalah suatu
Tan (1993) mendefinisikan
sistem termoplastik, dengan
lignin
polimer-polimer
aromatik yang tinggi, yang berasal dari monomer-monomer coniferil alcohol atau quaiacil propane.
Lignin dapat terlapuk
melalui proses biodegradasi di bawah kondisi anaerob yang akan
menghasilkan asam-asam fenolat (seperti asam p-hidroksibenzoat, p-kumarat, ferulat, vanilat, siringat) yang merupakan
bahan-bahan yang meracun.
kan bahwa produk utama
Selain itu, Yoshida (1978) menyata-
asam-asam organik yang dihasilkan dari
dekomposisi bahan organik di bawah kondisi anaerob adalah asam
asetat, asam laktat, asam propionat, dan asam butirat.
gian besar dari
Seba-
senyawa-senyawa tersebut dapat meracuni ta-
naman (Tanaka, Ono, dan Hayasaka, 1989).
Bahaya yang ditimbulkan asam-asam organik tergantung pada
jenis dan konsentrasi asam tersebut.
Untuk asam-asam organik
dari senyawa alifatik pengaruh menghambat pada padi di pesemaian secara umum meningkat dengan peningkatan berat molekul,
Urutan peningkatannya yaitu asam butirat > propionat > asetat
(Rao dan Mikkelsen, 1977).
Kadar minimum yang secara nyata
mempengaruhi berat seluruh tanaman adalah rendah.
Kadar 1 mM
dari asam asetat, asam propionat, asam butirat dalam kultur
telah mengurangi berat total tanaman
1977).
(Rao dan Mikkelsen,
Asam-asam organik aromatik mempunyai toksisitas lebih
tinggi daripada asam-asam alifatik, Banyak peneliti menemukan
bahwa kadar asam fenolat dapat mengakibatkan bahaya terhadap
bermacam-macam
tanaman
pada
selang
0.01
dan
0.1
mM
(Chandramohan, Purushothamar, dan Kothandoramon 1973).
Dari berbagai penelitian, toksisitas tanah yang disebabkan bahan organik paling sering dijumpai pada tanah bertekstur berat dengan aerasi jelek dan tanah tergenang (Patrick,
1971).
Pengaruh fitotoksik asam-asam organik dari hasil
dekomposisi bahan organik terhadap tanaman meliputi penundaan
atau penghambatan sempurna pertunasan biji, pertumbuhan tanaman kerdil, perusakan sistem perakaran, menghambat penyerapan hara, klorosis, layu dan mematikan tanaman.
Pengaruh
langsung senyawa fitotoksik terhadap pertumbuhan adalah mengganggu di dalam proses-proses metabolisme seperti respirasi
atau sintesis asam nukleat atau protein (Vaughan, Malcolm dan
Ord, 1985).
Oleh karena itu untuk memecahkan permasalahan
tersebut di atas, maka
perlu dilakukan penelitian mengenai
cara mengurangi kadar asam-asam organik tersebut melalui pemberian suatu bahan ameliorasi yang lebih tepat dan praktis.
Secara praktikal dari
setiap aspek kimia logam berat
dalam tanah berhubungan dengan pembentukan kompleks dengan
asam organik.
~ n ~ + mempunyai
)
Kation valensi ganda
potensi
dengan molekul organik.
)'K
(seperti cu2+, zn2+,
untuk membentuk
ikatan koordinat
Sedangkan kation monovalen ( ~ a +dan
diikat terutama oleh pertukaran kation secara sederhana
melalui pembentukan garam dengan kompleks -COOH dari asam
karboksilat (RCOONa dan RCOOK) dan kompleks -OH dari asam
fenolat (Stevenson, 1982).
Di Indonesia, penelitian
terhadap
jenis dan karakteris-
tik asamrasam organik meracun dalam tanah gambut yang digenangi masih
sangat terbatas.
Dengan demikian perlu dilakukan
penelitian tentang perilaku dan pengendalian senyawa
fito-
toksik tersebut dengan bahan-bahan amelioran secara lebih
mendalam.
Dalam penelitian ini digunakan garam Na dan unsur
mikro terpilih sebagai bahan amelioran, dan bukan hanya sekedar sebagai pupuk biasa.
Tujuan Penelitian
Berdasarkan latar belakang
permasalahan di atas
maka
dilakukan penelitian ini, dengan tujuan :
1.
Untuk mempelajari jenis dan kadar asam-asam organik meracun (fitotoksik) dalam tanah gambut yang digenangi.
2.
Untuk
mempelajari
perilaku asam-asam
organik meracun di
dalam tanah gambut yang tergenang akibat pemberian garam
Natrium (NaC1) dan unsur-unsur mikro terpilih.
3.
Untuk mempelajari pengaruh pemberian
garam
Natrium
dan
unsur mikro terpilih terhadap kandungan asam-asam organik
tanah gambut dalam kaitannya dengan
padi
peningkatan hasil
.
Hipotesis
Hipotesis yang diajukan dalam penelitian ini adalah:
1.
Tingkat meracun antar jenis asam-asam organik dalam tanah
gambut adalah berbeda-beda.
2.
Pemberian garam Natrium (NaC1) dan
unsur mikro
terpilih
dapat mengurangi kandungan senyawa fitotoksik dalam tanah
gambut yang digenangi.
3.
Penurunan kandungan senyawa fitotoksik dalam tanah gambut
akibat pemberian garam Natrium dan unsur mikro
terpilih
sampai takaran tertentu akan meningkatkan hasil padi.
TINJAUAN
PUSTAKA
Pengertian, Klasifikasi, dan Penyebaran Tanah Gambut
Pengertian
Tanah gambut
adalah tanah yang berlapisan gambut atau
sepuk yang cukup tebal, yang merupakan hasil pengendapan
bahan organik sedenter (pengendapan setempat), yang terutama
terdiri atas sisa jaringan tumbuhan yang menumbuhi dataran
rawa
(Notohadiprawiro, 1986).
Menurut Paramananthan dan
Eswaran (1981), suatu tanah dianggap sebagai tanah gambut,
jika ketebalan lapisan-lapisan tanah gambut secara kumulatif
lebih besar dari 50 cm dari ketebalan total satu meter.
Tanah gambut (peat soil) dapat dibedakan dari tanah sepuk
(muck soil),
berdasarkan
kat dekomposisi.
kandungan bahan organik dan ting-
Pada tanah
sepuk
dekomposisi bahan orga-
niknya telah berjalan cukup jauh, sehingga bentuk jaringan
aslinya sudah tidak nampak lagi dan sedikit banyak telah
memperoleh kenampakan serba sama (homogen).
Sedangkan pada
tanah gambut bahan organiknya belum mengalami perombakan yang
jauh (Notohadiprawiro, 1986).
Menurut klasifikasi sistem Pusat Penelitian Tanah Bogor
(1983) tanah gambut disebut juga Organosol, merupakan tanah
yang mempunyai horison H (organik) setebal 50 cm atau lebih
atau kumulatif 50 cm di dalam 80 cm dari lapisan atas, atau
kurang bila terdapat lapisan batu atau fragmen batuan yang
berisi bahan organik diantaranya.
Menurut
Soil
tanah organik
Survey Staff (1990) yang dimaksud dengan
(Histosol), yaitu tanah dengan sifat-sifat
sebagai berikut:
1.
Kandungan
C-organik lebih dari 12 persen
mineral
tidak
persen bila
mengandung
liat, atau
bila
bagian
lebih dari
bagian mineral mengandung 60 persen
18
liat,
dan tebalnya mencapai:
a, 10 cm atau kurang bila
terdapat di atas kontak
atau para litik, dengan catatan bahwa tebal
bahan organik
bal
dari
litik
lapisan
tersebut paling sedikit 2 kali lebih te-
lapisan mineral di atas kontak
litik dan
paralitik.
b. tidak diperhatikan ketebalannya bila lapisan bahan organik tersebut terdapat di atas bahan-bahan fragmental
(kerikil, kerakal, batu-batuan
rongga diantaranya terisi bahan
2. Mempunyai lapisan
permukaan
dengan bahan
lepas) di mana ronggaorganik,
organik
tinggi di mana
(batas atas) dari lapisan tersebut terdapat pa-
da kedalaman kurang dari 40 cm dan
a. mempunyai salah satu ketebalan berikut:
I).- 60 cm atau
lebih bila kandungan serat
ganik kasar) meliputi
bila
3/4
(bahan or-
volume atau lebih atau
kerapatan jenis dalam keadaan lembab kurang
dari 0.1 g/cc.
2). 40
cm atau lebih jika
a. lapisan bahan organik
dari
6 bulan
drainase
.
tersebut jenuh air lebih
atau telah diadakan
perbaikan
b. bahan organik terdiri dari bahan organik halus
(saprik) atau bahan organik sedang (hemik) atau
bahan fibrik (kasar) kurang dari 2/3 volume dan
kerapatan
jenis dalam
keadaan lembab 0.1 g/cc
atau lebih dan
b. mempunyai kandungan bahan organik
tinggi, yang
1). tidak terdapat lapisan tanah mineral
atau lebih, baik
di permukaan
setebal 40 cm
ataupun yang batas
atasnya terletak pada kedalaman kurang dari 40 cm.
2). tidak mempunyai lapisan tanah mineral, yang
nya secara kumulatif 40 cm dan terletak pada
tebalkeda-
laman kurang dari 80 cm.
Adapun ketentuan kandungan bahan
organiknya disajikan dalam
Gambar 1.
Pengertian taraf dekomposisi
bahan
tanah gambut yang
lebih jelas dikemukakan oleh Boelter (1969,
Adhi, 1988).
dalam Widjaja-
Yang dimaksudkan dengan fibrik adalah bahan
organik tanah yang sangat sedikit terdekomposisi, yang mengandung serat sebanyak 2/3 volume.
Bobot isi dari fibrik
adalah lebih kecil dari 0.075 g/cm3 dan kandungan air tinggi
jika tanah dalam keadaan jenuh air.
Saprik adalah bahan
organik yang terdekomposisi paling lanjut, yang mengandung
serat kurang dari 1/3 volume.
Bobot isi dari saprik adalah
lebih besar dari 0.195 g/cm3.
Sedangkan hemik adalah bahan
organik yang mempunyai tingkat dekomposisi antara fibrik dan
saprik, dangan bobot isi 0.075-0.195 g/cm3.
-
Bahan tanah organik
.35
h
dP
-
Y
.
0
-
-15
2
%
03
Bahan tanah mineral
t;r
-
I
t
C
10
20
1
30
n
1
40
50
5
3M
Kadar Liat (%)
Gambar 1.
Syarat kadar bahan organik atau C-organik
untuk bahan organik tanah (Soil Survey Staff,
1975).
Klasifikasi
Menurut klasifikasi sistem Pusat Penelitian Tanah Bogor
(1982), tanah gambut yang disebut juga tanah organosol ini
dipilahkan lagi menjadi
macam
tanah.
Organosol
kategori yang lebih rendah yaitu
Terdapat tiga macam tanah organosol yaitu: (a)
Fibrik, ialah tanah organosol yang didominasi oleh
bahan fibrik sedalam 50 cm atau berlapis sampai
80
cm dari
permukaan, (b) Organosol Hemik, ialah tanah organosol yang
didominasi oleh bahan hemik sedalam
sampai
80
50
cm atau berlapis
cm dari permukaan, dan (c) Organosol Saprik, ialah
tanah organosol selain
Organosol Fibrik maupun Hemik, yang
umumnya didominasi oleh bahan saprik.
Menurut sistem FAO/Unesco
tanah Histosol.
(1974) tanah gambut disebut
Jenis tanah Histosol dipilahkan lagi menjadi
3 macam yaitu: (a) Gelic Histosol, (b) Distrik Histosol, dan
(c) Eutrik Histosol. Gelic Histosol ialah tanah Histosol yang
mempunyai sifat permafrost sampai kedalaman 200 cm dari
permukaan.
nyai
Distrik Histosol ialah tanah Histosol yang mempu-
pH (H20) kurang dari 5.5, sekurang-kurangnya pada bebe-
rapa bagian lapisan tanah antara 20 dan 50 em dari permukaan.
Eutrik Histosol ialah tanah Histosol lain yang tidak termasuk
Gelic dan Distrik Histosol dan umumnya mempunyai pH (H20) lebih dari pH Distrik
Histosol (>5.5) dan KB > 50%.
Tanah gambut menurut
sistem Soil Taxonomy/USDA (1990)
termasuk dalam ordo Histosol.
Berdasarkan sistem ini ordo
Histosol dipilahkan lagi menjadi 4 Subordo yaitu: (1) Subordo
Folist, (2) Subordo Fibrist, (3) Subordo Hemist, dan (4) Subordo Saprist.
1. Subordo Folist merupakan Histosol yang tidak
air
pernah jenuh
lebih dari beberapa hari yang diikuti oleh hujan de-
ngan curah hujan yang tinggi dan
a. mempunyai kontak litik atau
dari permukaan
paralitik kurang dari 1 m
atau mempunyai/terdapat
batuan
atau
fragmen batuan yang terisi bahan organik lebih dari
setengah.
b. kurang dari 3/4 dari tebal lapisan organik terdiri dari
serat sphagnum.
2. Subordo Fibrist:
a. Histosol yang
didominasi oleh fibrik dalam subsurface
tier atau lapisan organik yang didominasi oleh fibrik
baik
subsurface tier maupun surface tier
mineral
batas
kontinu setebal 40 cm
atau
jika lapisan
lebih mulai pada
kedalaman bagian bawah permukaan atau
b. mempunyai timbunan permukaan yang
dari volumenya terdiri dari
menumpang
3/4
nya atau lebih
serat sphagnum dan yang
di atas kontak litik dan paralitik, bahan
pecahan atau tanah mineral atau di atas batuan beku.
c. tidak mengandung horison sulfurik
yang batasnya
50 cm
dari permukaan dan tidak ada bahan sulfida (cat clay)
dalam 1 m dari permukaan.
3. Subordo
Hemist ialah Histosol yang:
a. didominasi oleh bahan
hemik dalam subsurface tier jika
lapisan mineral kontinyu setebal 40 cm atau lebih mulai
pada kedalaman dari subsurface tier atau
b. mempunyai
horison
sulfurik yang batas
atasnya pada
50 cm dari permukaan atau mempunyai bahan sulfidik pada
kedalaman
1
m dari permukaan.
4. Subordo Saprist ialah Histosol yang sukar dimasukkan dalam
Subordo Folist, Fibrist, dan Hemist.
tingkat perombakan sudah
Umumnya
mempunyai
lanjut (Sapric) dengan nilai C/N
rendah dan dianggap sudah matang.
Sedangkan menurut
Driessen dan Soepraptohardjo (1974),
tanah gambut dipilahkan berdasarkan faktor pembentukkannya
yaitu: (1) gambut ombrogen yang terbentuk terutama karena
pengaruh curah hujan yang airnya tergenang, dan (2) gambut
topogen, yang terbentuk terutama karena pengaruh topografi.
Tanah
gambut di Indonesia menurut
terdiri dari
Darmawijaya (1980)
Tropofolist, Tropofibrist, Tropohemist, dan
Troposaprist, yang dipilahkan atas dasar tingkat dekomposisi
gambut, serta Sulfihemist dan Sulfohemist yang dibedakan atas
dasar pH (H20) atau kandungan piritnya.
Pemilahan tersebut
menunjukkan bahwa status kesuburan yang rendah lebih dominan
pada Tropofolist dan Tropofibrist, sedangkan kernasaman dan
kandungan sulfat yang tinggi lebih dominan pada Sulfihemist
dan Sulfohemist.
Dengan demikian dapat dikatakan bahwa
secara alami tanah gambut yang relatif lebih baik adalah
Tropohemist dan Troposaprist.
Khusus untuk tanah gambut di
Sumatera Selatan sebagian besar termasuk Typic Tropohemist,
Terric Tropohemist dan Sulfihemist tetapi di Riau adalah
Typic Tropofibrist lebih umum dijumpai (Hardjowigeno dan
Rachim, 1987).
Lebih lanjut pengertian dari jenis tanah di
atas dijelaskan menurut Soil Taxonomy/USDA (1990).
Typic Tropofibrist adalah tanah organik dengan tingkat
dekomposisi fibrik dan tidak mengandung bahan sulfidik pada
kedalaman kurang dari satu meter serta mempunyai perbedaan
kurang dari 5
OC
antara temperatur tanah rata-rata musim
panas dan musim dingin pada kedalaman 30 cm.
Tanah ini
berbahan organik kontinu melebihi 130 cm.
Typic Tropohemist adalah tanah organik dengan tingkat
dekomposisi sedang (hemik) dan tidak mengandung bahan sulfidik pada kedalaman kurang dari satu meter
perbedaan kurang dari 5
OC
serta mempunyai
antara temperatur tanah rata-rata
musim panas dan musim dingin pada kedalaman 30 cm.
berbahan organik kontinu melebihi 130 cm.
Tanah ini
Terric Tropohemist adalah Tropohemist yang mengandung
lapisan bahan mineral setebal 30 cm atau lebih, yang batas
atasnya di dalam penampang kontrol tanah di bawah tier permukaan.
Terric Sulfihemist adalah tanah organik dengan tingkat
dekomposisi sedang (hemik) dan mempunyai bahan sulfidik pada
kedalaman kurang dari satu meter.
Tanah ini mempunyai lapi-
san mineral setebal 30 cm atau lebih, yang batas atasnya di
dalam penampang kontrol di bawah tier permukaan.
Penyebaran
Di Indonesia, tanah gambut terdapat di
pantai Timur
Sumatera, pantai Selatan dan Barat Kalimantan, pantai Selatan
Irian, dan sedikit Sulawesi, Maluku, dan Jawa yang dapat
dilihat pada Gambar 2 (Polak, 1975).
Tanah gambut
dapat dipilahkan menjadi gambut yang ter-
bentuk dalam suasana di luar pengaruh luapan air pasang laut,
yang disebut sebagai gambut pedalaman dan yang dipengaruhi
luapan pasang air laut, yang disebut sebagai gambut pantai.
Penyebaran kedua kelompok gambut di Sumatera dan Kalimantan
adalah berturut-turut 7,612 dan 6,198 juta hektar gambut
pedalaman dan 1,263 dan 0,325 juta hektar gambut pantai
(Pusat Penelitian Tanah, 1981).
Menurut
Driessen
gambut di Indonesia
diperkirakan
dan Soepraptohardjo (1974), tanah
yang
menempati
termasuk
luasan
kedalam ordo Histosol,
sebesar
27
juta hektar.
Notohadiprawiro (1986) memperkirakan bahwa luas tanah gambut
pada
lahan pasang
surut di
Indonesia lebih kurang 7 juta
hektar.
Luas hamparan gambut pantai dan dekat pantai menurut
Euroconsult (1984) ialah 8,8 juta hektar. Sedangkan menurut
Soekardi dan Hidayat (1994) luas total tanah gambut
adalah
18,264 juta hektar.
Angka-angka taksiran luasan tanah gambut adalah berbedabeda.
Hal ini disebabkan karena kriteria penciri gambut yang
dipakai oleh berbagai pihak juga berbeda-beda.
Adapun krite-
ria yang dipakai Driessen dan Soepraptohardjo adalah ketebalan lapisan gambut lebih dari 50 cm dan kadar bahan organik >
55 %.
Sedangkan Euroconsult menggunakan kriteria ketebalan
gambut 2m atau lebih.
Ciri Kimia Tanah Gambut
Kedalaman gambut dan tanah mineral yang ada di bawahnya
sangat menentukan komposisi kimia tanah-tanah gambut.
Ting-
kat kesuburan lapisan atas dari gambut dalam adalah lebih
miskin unsur hara esensial daripada lapisan atas dari gambut
dangkal.
Tanah gambut yang berkembang di atas pasir kuarsa
adalah miskin hara esensial dibandingkan dengan tanah gambut
yang berkembang di atas lempung
(Widjaja-Adhi, 1988).
(loam) dan liat
(clay)
Didasarkan pada status.hara, Fleischer
(dalaa Driessen dan Soepraptohardjo, 1974) memilah gambut
menjadi tiga golongan yaitu: (I) gambut eutropik yang subur,
(2) gambut mesotropik dengan kesuburan sedang, dan (3) gambut
oligotropik sebagai gambut miskin.
Penggolongan tersebut
didasarkan pada kandungan Nitrogen (N), Kalium (K), Fosfor
(P), Kalsium (Ca), dan kadar abunya, seperti yang disajikan
pada Tabel 1 yang kemudian dimodifikasi oleh IPB (1976) berdasarkan pH, N total, P tersedia, dan K tersedia seperti
tertera pada Tabel 2.
Tabel
1.
Kriteria kimia dari gambut eutropik, rnesotropik dan oligotropik menurut Fleischer
(dalam Driessen dan Soepraptohardjo, 1974).
Berat,keringbahan ( % )
5'2'
N
K2°
Abu
CaO
--
Eutropik
2.5
0.25
0.10
4.00
10
Mesotropik
2.0
0.20
0.20
1.00
5
Oligotropik
0.8
0.05
0.03
0.25
2
Tabel
2.
Kriteria penilaian tingkat kesuburan tanah
gambut (Team IPB, 1976).
Kriteria penilaian
Sifat tanah
Rendah
N-total
Sedang
Tinggi
(%)
P-tersedia (ppm)
Tanah gambut di Indonesia sangat beraneka ragam tingkat
kesuburannya, yaitu dari miskin sampai sangat kaya.
Gambut
pantai yang umumnya merupakan gambut topogen sebagian besar
tergolong