12
Karbondioksida dilepaskan dari tanah melalui respirasi tanah, termasuk tiga proses biologi, yaitu respirasi mikroba, respirasi akar, dan respirasi hewan,
dan 1 proses non-biologi, yaitu oksidasi kimia yang dapat terjadi pada suhu tinggi. Pada respirasi akar, sumber C adalah hasil dari fotosintesis dan di translokasikan
ke akar, sementara pemupukan dan residu akar menyediakan karbon untuk respirasi mikroba dalam tanah Rastogi, 2002.
Agus 2007, menyatakan bahwa sekitar separoh dari 200 t Cha yang dikandung biomassa di atas permukaan tanah, karena dijadikan papan dan
plywood, akan bertahan, sedangkan separoh lainnya yang terdiri dari cabang dan ranting pohon serta pohon yang masih kecil seringkali dibakar. Seiring dengan itu
lebih dari 10 cm lapisan atas tanah gambut juga ikut terbakar. Dalam 10 cm tanah gambut terkandung sekitar 60 t Cha. Dengan demikian sekitar 160 t C atau 587 t
CO
2
ha akan teremisi dalam proses pembukaan hutan gambut. Dengan demikian pengurangan emisi CO
2
dari lahan gambut pada dasarnya adalah melalui: 1 menghindari deforestasi hutan gambut, dan 2 memperbaiki sistem pengelolaan
lahan. Efek rumah kaca merupakan 4 isu ekologi utama secara global termasuk:
1 keseimbangan sumber daya lahan untuk generasi saat ini dan yang akan datang, 2 peran tanah dan kegiatan pertanian dalam emisi gas rumah kaca, 3
potensi pengelolaan sisa tanaman, restorasi tanah yang terdegradasi, dan konservasi pengolahan tanah dalam penambatan karbon pada tanah, dan 4
meminimumkan resiko degradasi tanah melalui peningkatan kualitas tanah. Tiap tahun peningkatan konsentrasi CO
2
di atmosfer adalah 3.2 x 10
15
g dan ada potensi untuk mitigasi pengaruhnya melalui penambatan C dalam tanah Lal,
1997.
2.2.3. Gas N
2
O
Dinitrogen oksida N
2
O adalah gas yang dihasilkan melalui proses nitrifikasi dan denitrifikasi nitrogen dalam tanah. N
2
O dihasilkan dari proses nitrifikasi yang merupakan proses aerobik baik dilakukan oleh jasad renik
autotrop maupun heterotrop di dalam tanah. Proses nitrifikasi berlangsung dua tahap secara terpisah, yaitu 1 oksidasi ammonia menjadi nitrit dengan hasil
berupa hidroksida amin yang dilakukan oleh bakteri pengoksidasi ammonia
13
seperti Nitrosomonas sp, 2 oksidasi nitrit menjadi nitrat dilakukan oleh bakteri pengoksidasi nitrit seperti Nitrobacter sp.
Denitrifikasi merupakan proses tahap akhir dalam siklus hara nitrogen dalam suasana anaerobik dimana nitrogen yang terfiksasi dikembalikan ke
atmosfer dalam bentuk N
2
. Banyak jasad renik denitrifikasi heterotropik menggunakan nitrat sebagai akseptor elektron utama untuk memperoleh energi
dari senyawa organik ketika kandungan oksigen tersedia dalam tanah rendah. Beberapa jasad renik denitrifikasi autotropik bisa memperoleh energi dengan
menggunakan nitrat untuk proses oksidasi senyawa anorganik. Namun sumber terbentuknya N
2
O terpenting terjadi pada proses denitrifikasi heterotropik melalui tahapan-tahapan berikut:
NO
3 -
→ NO
2 -
→ NO → N
2
O → N
2
Berikut ini merupakan faktor-faktor yang mempengaruhi proses nitrifikasi dan denitrifikasi:
Tabel 1. Faktor-faktor yang mempengaruhi proses nitrifikasi dan denitrifikasi Nitrifikasi
Denitrifikasi Tersedianya
substrat NH
4 +
, urea, asam amino
NO
3 -
Konsentrasi O
2
Tinggi Rendah
Penurunan karbon Tidak berpengaruh
Tinggi sumber energi Kelembaban
Sedang 30-70 Tinggi 55-100
Suhu tanah Tinggi
Tinggi pH
5 Rendah 5
Sumber: Machefert et al., 2002
Konsentrasi N
2
O di atmosfer relatif kecil hanya sekitar 319 ppbv. Waktu tinggalnya yang lama di atmosfer 114 tahun dan potensi pemanasan globalnya
yang 296 kali lebih besar dibanding CO
2
menjadikan gas ini sebagai objek penting untuk diturunkan konsentrasinya. N
2
O dihasilkan dalam proses nitrifikasi yang bersifat oksidatif, jika dalam suasana sangat reduktif, lahan sawah dapat menjadi
tempat penyerapan sink N
2
O Agus dan Irawan, 2004 dalam Wihardjaka dan Setyanto, 2007.
Emisi N
2
O umumnya dihasilkan akibat penggunaan pupuk yang mengandung nitrogen pada sistem pertanaman kering. Pemakaian pupuk nitrogen
14
yang tidak tepat sasaran sangat besar pengaruhnya terhadap pembentukan N
2
O Setyanto, 2008. Diperkirakan antara 1-2 pupuk nitrogen yang diberikan ke
tanaman terurai menjadi N
2
O. Cara mengurangi emisi N
2
O adalah dengan penggunaan pupuk N lambat urai, pembenaman pupuk dekat ke lapisan perakaran,
dan pemberian pupuk N sesuai takaran yang dibutuhkan tanaman Wihardjaka dan Setyanto, 2007.
Machefert et al., 2002, menyatakan bahwa emisi N
2
O tertinggi dihasilkan dari lahan pertanian dibandingkan hutan dan padang rumput. Faktor
utama yang mempengaruhi adalah ketersediaan mineral nitrogen, suhu tanah, kadar air tanah, dan tersedianya senyawa organik. Kadar bahan organik tanah
sangat mempengaruhi emisi CH
4
, CO
2
, dan N
2
O, dan pH tanah sangat mempengaruhi penguapan NH
3
Li, 1998 yang akan teroksidasi membentuk N
2
O. Pergantian N dan N
2
O berlangsung cepat pada waktu kering yang akan mengakibatkan berkurangnya CH
4
Lantin et al., 1998. Volatilisasi pupuk N sebagai N
2
, N
2
O, NO, dan NH
3
adalah keadaan yang biasa. N
2
O dibentuk dalam tanah saat pelepasan N dan juga diproduksi selama dekomposisi sisa tanaman,
proses tersebut tergantung pada tingkat pelepasan N dan ketersediaan C dalam tanah. Emisi N
2
O dari tanah meningkat 16 antara tahun 1990 dan 2000 dan pupuk N berkontribusi sekitar 4 Verge´ et al., 2007.
2.5.Kandungan Karbon pada Tanaman
Dari 188 juta ha total luas daratan Indonesia, sekitar 20 juta ha di antaranya adalah lahan gambut. Gambut di Sumatera mempunyai kedalaman
antara 0.5 sampai lebih dari 12 m, dan cadangan karbonnya mencapai 22.3 Gt dan di Kalimantan cadangan karbon lahan gambut sekitar 11.3 Gt. Untuk seluruh
Indonesia cadangan karbon gambut diperkirakan mencapai 37 Gt Agus, 2007. Setyanto et al., 2007, menyatakan bahwa penanaman padi gogo di antara
tanaman karet muda dan di antara tanaman kelapa sawit muda diperkirakan berfungsi sebagai sink gas CH
4
, karena tanah mengandung bakteri metanotropik yang mampu menyerap gas CH
4
. Sementara, gas CH
4
dihasilkan oleh rawa-rawa disekitarnya yang umumnya gambut source; lahan perkebunan disekitarnya
berfungsi sebagai sink.
15
Menurut Agus 2007, jika lahan gambut dijadikan kebun kelapa sawit, dalam 15 sampai 25 tahun akan terjadi penambatan sequestration sekitar 367 t
CO
2
atau setara dengan 100 t Cha dalam bentuk pohon sawit. Untuk kebun sawit yang mempunyai kedalaman drainase rata-rata 80 cm, terjadi emisi CO
2
sekitar 73 thatahun atau 1820 tha25tahun. Jadi net emisi CO
2
selama 25 tahun dengan memperhitungkan penambatan CO
2
sebanyak 367 tha25 tahun adalah sekitar 1453 tha. Jumlah emisi CO
2
dalam satu siklus kelapa sawit selama 25 tahun ini, lebih dari dua kali emisi yang terjadi sewaktu pembukaan hutan yang besarnya
sekitar 587 tha. Lahan gambut menyimpan karbon pada biomassa tanaman, seresah di
bawah hutan gambut, lapisan gambut dan lapisan tanah mineral di bawah gambut substratum. Dari berbagai simpanan tersebut, lapisan gambut dan biomassa
tanaman menyimpan karbon dalam jumlah tertinggi. Lahan gambut menyimpan karbon yang jauh lebih tinggi dibandingkan dengan tanah mineral. Di daerah
tropis karbon yang disimpan tanah dan tanaman pada lahan gambut bisa lebih dari 10 kali karbon yang disimpan oleh tanah dan tanaman pada tanah mineral Agus
dan Subiksa, 2008. Karbon adalah bahan dasar penyusun semua senyawa organik.
Pergerakannya dalam suatu ekosistem bersamaan dengan pergerakan energi melalui zat kimia lain; karbohidrat dihasilkan selama fotosintesis dan CO
2
dibebaskan bersama energi selama respirasi. Dalam siklus karbon, proses timbal balik fotosintesis dan respirasi seluler menyediakan suatu hubungan antara
lingkungan atmosfer dan lingkungan terestrial. Tumbuhan mendapatkan karbon dalam bentuk CO
2
dari atmosfer melalui stomata daun dan menggabungkannya ke dalam bahan organik biomassanya sendiri melalui proses fotosintesis. Sejumlah
bahan organik tersebut kemudian menjadi sumber karbon bagi konsumen. Respirasi oleh semua organisme mengembalikan CO
2
ke atmosfer Campbell et al., 2004 dalam Notonegoro, 2008.
Wikipedia 2009, menyatakan bahwa siklus karbon adalah siklus biogeokimia dimana karbon dipertukarkan antara biosfer, geosfer, hidrosfer, dan
atmosfer Bumi objek astronomis lainnya bisa jadi memiliki siklus karbon yang hampir sama meskipun hingga kini belum diketahui.
16
Dalam siklus ini terdapat empat reservoir karbon utama yang dihubungkan oleh jalur pertukaran. Reservoir-reservoir tersebut adalah atmosfer, biosfer teresterial
biasanya termasuk pula freshwater system dan material non-hayati organik seperti karbon tanah soil carbon, lautan termasuk karbon anorganik terlarut
dan biota laut hayati dan non-hayati, dan sedimen termasuk bahan bakar fosil. Pergerakan tahunan karbon, pertukaran karbon antar reservoir, terjadi karena
proses-proses kimia, fisika, geologi, dan biologi yang bermaca-macam. Lautan mengadung kolam aktif karbon terbesar dekat permukaan bumi, namun demikian
laut dalam bagian dari kolam ini mengalami pertukaran yang lambat dengan atmosfer.
Neraca karbon global adalah kesetimbangan pertukaran karbon antara yang masuk dan keluar antar reservoir karbon atau antara satu putaran loop
spesifik siklus karbon misalnya atmosfer - biosfer. Analisis neraca karbon dari sebuah kolam atau reservoir dapat memberikan informasi tentang apakah kolam
atau reservoir berfungsi sebagai sumber source atau lubuk sink karbon dioksida.
17
III. METODOLOGI PENELITIAN
