7
2.3.2 Metana CH
4
Data dari World Meteorologycal OrganizationWMO 2007 menunjukkan metana CH
4
berkontribusi sebanyak 18.6 dari total radiasi yang diterima bumi. Metana secara tidak langsung dapat menimbulkan efek negatif pada iklim permukaan bumi dengan cara mempengaruhi ozon pada
lapisan troposfer dan uap air pada lapisan stratosfer. Metana teremisikan ke atmosfer melalui proses alami ~40, contoh : lahan basah dan rayap dan sumber-sumber antropogenik ~60, contoh :
eksploitasi bahan bakar fosil, lahan sawah, ruminansia, pembakaran biomassa, dan pengolahan tanah. Metana dapat dihilangkan dari atmosfer melalui reaksi dengan senyawa OH dan mampu bertahan di
atmosfer selama ~9 tahun. Sebelum era industri, kelimpahan metana di atmosfer adalah ~700 ppb. Sedangkan pada tahun 2006 rata-rata secara keseluruhan kelimpahan metana di atmosfer mencapai
1782 ppb. Dengan demikian, semenjak era pra-industri sampai tahun 2006, konsentrasi metana di atmosfer meningkat sampai 155.
Selain waktu tinggalnya yang lama, CH
4
memiliki kemampuan mamancarkan panas 21 kali lebih tinggi dari CO
2
. Bakteri metanotrop pada lahan sawah adalah satu-satunya mikroorganisme yang dapat menggunakan CH
4
sebagai bagian proses metabolismenya untuk kemudian dirubah menjadi CO
2
. Dengan berat molekulnya yang ringan, gas CH
4
juga mampu menembus sampai lapisan ionosfir dimana terdapat senyawa radikal O
3
yang berfungsi sebagai pelindung bumi dari serangan radiasi gelombang pendek ultra violet UV-B Setyanto, 2008.
Produksi gas rumah kaca metana CH
4
berasal dari dekomposisi bahan organik secara anaerob Suprihati, 2005. Menurut Mosier et al. 2004, produksi metana hanya terjadi dalam kondisi
anaerobik seperti yang terjadi di daerah rawa alami dan sawah dataran rendah. Proses utama yang terjadi di lahan tergenang dan merupakan sumber CH
4
adalah serangkaian reaksi reduksi-oksidasi redoks yang dimediasi oleh beberapa jenis mikoorganisme yang berbeda. Menurut Robertson dan
Grace 2003, metana juga dikonsumsi di dalam tanah tetapi oleh bakteri dari kelas yang berbeda yaitu metanotrop. Konsumsi CH
4
tersebut ada dalam jumlah yang kecil. Proses produksi metana metanogenesis terjadi pada lapisan anaerobik tanah oleh bakteri
pendekomposisi bahan organik. Proses tersebut terjadi setelah sejumlah ion yang berperan sebagai elektron akseptor dalam oksidasi bahan organik menjadi CO
2
, seperti O
2
, nitrat, mangan, besi dan sulfat direduksi Dubey, 2005. Beberapa kemungkinan reaksi terbentuknya metana adalah sebagai
berikut Batjes, 1992 : a.
Reduksi H
2
terhadap CO
2
oleh metanogen kemoautotropik : CO
2
+ H
2
→ CH
4
+ 2H
2
O b.
Beberapa strain metanogen juga dapat menggunakan HCOOH atau CO sebagai substrat untuk memproduksi metana, CO
2
dan H
2
: 4HCOOH → CH
4
+ 3CO
2
+ 2H
2
O 4CO + 2H
2
O → CH
4
+ 3CO
2
c. Metana juga bisa diproduksi oleh metilotrof metanogen dengan menggunakan substrat yang
mengandung kelompok metil seperti metanol, asam asetat dan trimetilamin 4CH
3
OH → 3CH
4
+ CO
2
+ 2H
2
O CH
3
COOH → CH
4
+ CO
2
4CH
3 3-
N + 6H
2
O → 9CH
4
+ 3CO
2
+ 4NH
3
8 Menurut Dubey 2005, jumlah CH
4
yang teremisi dari tanah ke atmosfer merupakan hasil keseimbangan dari dua proses yang saling berkebalikan, yaitu proses produksi dan oksidasi metana.
Gas metana teremisikan dari tanah ke atmosfer melalui tiga jalur utama yaitu difusi, ebullition, dan transpor melalui tanaman Gambar 3.
Gambar 3. Bagan konsep produksi, oksidasi dan emisi metana dari sawah Dubey, 2005 Proses difusi metana di dalam tanah berjalan lambat dan laju difusinya sangat rendah bila
dibandingkan dengan dua jalur yang lain. Ebullition terjadi ketika CH
4
teremisikan ke atmosfer dalam bentuk gelembung-gelembung gas. Gelembung metana pada umumnya terbentuk pada lapisan yang
jenuh dengan air. Terbebasnya gelembung metan ke lapisan aerobik yang dekat dengan permukaan tanah menunjukkan tidak ada konsumsi metan oleh metanotrof atau ada tapi dalam jumlah yang kecil
Couwenberg, 2009. Menurut Li 2000, ebullition hanya terjadi pada lapisan permukaan dan tingkatnya dikendalikan oleh konsentrasi CH
4
di dalam tanah, temperatur, porositas tanah dan aerencym tanaman.
Jalur distribusi emisi metana ke atmosfer yang dimediasi oleh tanaman terjadi melalui jaringan aerenchym. Menurut Couwenberg 2009, sebagian besar tanaman yang tumbuh di tanah yang
basahlembab memiliki jaringan aerenchym yang digunakan untuk mendistribusikan oksigen ke zona akar sebagai bentuk adaptasi sistem perakaran di tanah yang lembab. Keberadaan oksigen di zona
perakaran memungkinkan terjadinya oksidasi metana di zona tersebut. Pada saat yang sama, metana yang ada di zona perakaran ditrasportasikan menuju atmosfer dengan melewati zona aerob melalui
jaringan aerenchym.
9
2.3.3 Dinitro Oksida N
Kategori