Role of charcoal from oil palm trunks for improving plant production of corn (Zea mays, L.).
PERANAN ARANG BATANG KELAPA SAWIT
DALAM PENINGKATAN PRODUKSI
TANAMAN JAGUNG (Zea mays, L.)
FEBRIANTI
SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2012
PERANAN ARANG BATANG KELAPA SAWIT
DALAM PENINGKATAN PRODUKSI
TANAMAN JAGUNG (Zea mays, L.)
FEBRIANTI
Tesis
Sebagai Salah Satu Syarat untuk Memperoleh gelar
Magister Sains pada
Program Studi Agroteknologi Tanah
SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2012
Dosen Penguji Luar Komisi :Dr. Ir. Budi Nugroho, M.Si
PERNYATAAN MENGENAI TESIS DAN
SUMBER INFORMASI
Dengan ini saya menyatakan bahwa tesis Peranan Arang Batang Kelapa
Sawit dalam Peningkatan Produksi Tanaman Jagung (Zea mays, L.) adalah
karya saya dengan arahan dari komisi pembimbing dan belum diajukan dalam
bentuk apapun kepada perguruan tinggi manapun. Sumber informasi yang berasal
atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain
telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian
akhir tesis ini.
Bogor, Agustus 2012
Febrianti
NRP A152080041
ABSTRACT
FEBRIANTI. Role of Charcoal from Oil Palm Trunks for Improving Plant
Production of corn (Zea mays, L.). Under direction of Suwardi, Syaiful Anwar and
Darmawan.
The main problem of continuously cultivated land is decreasing land
productivity. Improvement of land productivity can be done by application of suitable
soil ameliorant. Charcoal is one of soil ameliorants that can be used for improving
soil properties such as to stimulate plant growth by providing and maintaining
nutrients in the soil due to improving soil physical and biological properties.
Abundant availability of oil palm trunks when oil palm replanting is an opportunity to
utilize oil palm trunks as charcoal raw material. This research aimed to study the
effect of charcoal from oil palm trunks on corn growth and production as well as to
study tendency of the movement and development of roots grown on media with and
without of charcoal from oil palm trunks. Soil material was taken from Latosol at a
depth of 0-20 cm. The soil material was treated by charcoal from oil palm trunks as
much as 0%, 4%, 8%, 12%, 16% and 20% (w/w) of the soil. The soil also was addded
by basic N, P, and K fertilizers and then corn was planted. The results showed that
soil treated by 4% of charcoal from oil palm trunks increased significantly corn
growth and production. Application of higher charcoal rates did not increase the
growth and production of corn, and moreover tended to decrease at 20% charcoal
treatment. Biomass production of corn increased significantly compared to untreated
charcoal. The porous structure of charcoal improve the structure of soils which allows
roots capable to utilize more available nutrients as indicated by the evidence of more
roots in the soil containing charcoal and increasing corn production.
Key words : charcoal, oil palm trunks, corn production, soil ameliorant
RINGKASAN
FEBRIANTI. Peranan Arang Batang Kelapa Sawit dalam Peningkatan Produksi
Tanaman Jagung (Zea mays, L.). Dibimbing oleh SUWARDI, SYAIFUL
ANWAR dan DARMAWAN.
Penelitian ini didasari oleh fakta antropogenik tentang tanah hitam di
daerah Amazon yang dikenal dengan terra preta. Secara morfologi terra preta
terlihat berwarna hitam gelap dan cenderung lebih subur dari tanah mineral
lainnya yang terdapat di sekitarnya. Setelah diteliti, ternyata warna hitam gelap
tersebut berasal dari arang yang sengaja diberikan pada tanah tersebut. Pemberian
arang pada tanah telah dicoba diterapkan pada budidaya tanaman pangan yang
sudah banyak dilakukan di luar negeri. International Rice Research Institute
(IRRI) pada tahun 2007 menguji pemberian arang pada padi gogo di Laos.
Pemberian arang sebanyak 4 ton/ha terbukti dapat meningkatkan konduktivitas
hidrolik top soil atau lapisan permukaan tanah dan meningkatkan hasil gabah padi
gogo pada kandungan tanah yang rendah fosfor (P). Pemberian arang juga dapat
meningkatkan respon terhadap pemberian pupuk dengan kandungan nitrogen (N).
Penelitian lainnya tentang pemberian arang pada tanaman kedelai di Australia
terbukti dapat meningkatkan biomassa tanaman. Hasil-hasil penelitian di atas
menunjukkan bahwa fakta tentang terra preta dan pemberian arang merupakan
salah satu teknik perbaikan tanah yang menjanjikan. Dikaitkan dengan kondisi
lahan di Indonesia yang terdiri dari banyak tanah marginal akibat pencucian hara
karena diusahakan secara terus-menerus, maka prospek pemberian arang perlu
diungkap lebih lanjut agar produktivitas tanah bagi pertumbuhan dan
perkembangan tanaman dapat diperbaiki. Di sisi lain, Indonesia memiliki potensi
bahan untuk pembuatan arang yang melimpah antara lain limbah batang kelapa
sawit yang diperoleh pada saat replanting. Peremajaan pada batang kelapa sawit
yang sudah tidak produktif lagi atau yang berumur 25 tahun terus dilakukan
sehingga bahan baku pembuatan arang akan tetap tersedia.
Berdasarkan hal tersebut dilakukan penelitian tentang pemberian arang
batang kelapa sawit pada tanah yang diujicobakan pada tanaman jagung dengan
tujuan untuk mempelajari pengaruh pemberian arang batang kelapa sawit terhadap
pertumbuhan dan produksi tanaman jagung serta mempelajari kecenderungan
pergerakan dan perkembangan akar pada media tumbuh dengan dan tanpa arang
batang kelapa sawit.
Penelitian ini terdiri dari 2 percobaan yaitu percobaan I untuk mempelajari
pengaruh pemberian arang batang kelapa sawit terhadap pertumbuhan dan
produksi tanaman jagung serta percobaan II untuk mempelajari kecenderungan
pergerakan dan perkembangan akar pada media tumbuh dengan dan tanpa arang
batang kelapa sawit. Percobaan I terdiri atas 6 perlakuan yang diulang sebanyak 4
kali yaitu A0: kontrol (0 gram arang/pot), A1: 4% dari berat tanah (480
gram/pot), A2: 8% dari berat tanah (960 gram/pot), A3: 12% dari berat tanah
(1440 gram/pot), A4: 16% dari berat tanah (1920 gram/pot) dan A5: 20% dari
berat tanah (2400 gram/pot). Percobaan II terdiri atas 2 perlakuan yang diulang
sebanyak 3 kali yaitu B0: arang dan tanah + tanpa pupuk dasar serta B1: arang
dan tanah + pupuk dasar.
Hasil penelitian menunjukkan bahwa pemberian arang batang kelapa sawit
sebanyak 4% (480 gram/pot) dapat meningkatkan pertumbuhan dan produksi serta
kadar hara tanaman jagung. Pemberian arang dengan dosis yang lebih tinggi, tidak
menambah peningkatan pertumbuhan dan produksi, bahkan cenderung menurun
pada perlakuan A5 atau pemberian arang sebanyak 20% (2400 gram/pot).
Biomassa dan kadar hara tanaman jagung mengalami peningkatan dibandingkan
tanaman yang tidak mendapat perlakuan arang batang kelapa sawit. Sifat arang
yang porous meningkatkan kemampuan akar tanaman menjadi lebih optimal
dalam penyerapan unsur hara. Hal ini terlihat pada bagian tanah yang
mengandung arang terdapat akar tanaman yang lebih banyak. Pada kondisi ini,
kemampuan akar untuk menyerap unsur hara lebih tinggi sehingga menghasilkan
produksi jagung lebih tinggi. Untuk pengamatan perkembangan perakaran, perlu
dilakukan penelitian lanjutan dengan rancangan perlakuan letak dan jumlah arang
yang lebih bervariasi agar mekanisme arang dalam menyerap unsur hara yang ada
di media tanam lebih mudah dideteksi.
@Hak Cipta milik IPB, tahun 2012
Hak Cipta dilindungi Undang-Undang
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya ini tanpa mencantumkan atau
menyebutkan sumber pengutipan hanya untuk kepentingan pendidikan, penelitian,
penulisan karya ilmiah, penyusunan laporan, penulisan kritik atau tinjauan suatu
masalah dan pengutipan tersebut tidak merugikan kepentingan yang wajar IPB
Dilarang mengumumkan dan memperbanyak sebagian atau seluruh Karya Tulis
dalam bentuk apapun tanpa izin IPB
Judul Penelitian
:
Peranan Arang Batang Kelapa Sawit dalam Peningkatan
Produksi Tanaman Jagung (Zea mays, L.)
Nama
:
Febrianti, SP
NRP
:
A152080041
Disetujui
Komisi Pembimbing
Dr. Ir. Suwardi, M.Agr
Ketua
Dr. Ir. Syaiful Anwar, M.Sc
Anggota
Dr. Ir. Darmawan, M.Sc
Anggota
Diketahui
Ketua Program Studi
Agroteknologi Tanah
Dr. Ir. Suwardi, M.Agr
Tanggal Ujian : 27 Juli 2012
Dekan Sekolah Pascasarjana
Sekretaris Program Magister
Dr. Ir. Dahrul Syah, M.Sc.Agr
Tanggal Pengesahan: 10 Agustus 2012
PRAKATA
Puji syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT yang telah melimpahkan
rahmat dan hidayah-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan penelitian dan
penulisan tesis yang berjudul Peranan Arang Batang Kelapa Sawit dalam
Peningkatan Produksi Tanaman Jagung (Zea mays, L.) sebagai salah satu syarat
untuk memperoleh gelar Master Sains (M.Si) pada PS Agroteknologi Tanah,
Departemen Ilmu Tanah Sumberdaya Lahan, Fakultas Pertanian, Institut Pertanian
Bogor.
Atas segala bantuan dan dukungan yang telah diberikan selama penelitian dan
penulisan tesis, penulis mengucapkan terima kasih kepada semua pihak terutama
kepada:
1. Dr. Ir. Suwardi M.Agr, Dr. Ir. Syaiful Anwar, M.Sc dan Dr. Ir. Darmawan
M.Sc yang telah membimbing, memberi ide, masukan, arahan serta motivasi
kepada penulis selama penyelesaian tesis.
2. Dr. Ir. Budi Nugroho, M.Si selaku dosen penguji yang telah menguji,
memberikan saran dan masukan dalam penulisan tesis.
3. Staf pengajar PS Agroteknologi Tanah, Departemen Ilmu Tanah dan
Sumberdaya Lahan, Fakultas Pertanian IPB atas ilmu yang diberikan selama
perkuliahan.
4. Sahabat-sahabat penulis di PS Agroteknologi Tanah, PS Ilmu Tanah, PS
Bioteknologi Tanah dan Lingkungan, PS PWL dan PS DAS atas dukungan
dan persahabatannya selama perkuliahan.
5. Kedua orang tua tercinta, Ayah (Drs. Edison Halim) dan Mama (Puti Saedah),
Abang (Soniwar Edi Putra, SE) serta kedua adikku tersayang (Tirta Mailinda,
ST dan Febriko Pribadi) yang telah memberikan semangat, perhatian, nasehat,
doa, kasih sayang dan pengorbanan yang tak terhingga.
6. Semua pihak yang tidak dapat disebutkan satu per satu untuk doa dan
dukungannya kepada penulis selama masa studi dan mengerjakan tesis.
Penulis berharap semoga tulisan ini bermanfaat bagi semua pihak yang
membacanya.
Bogor, Agustus 2012
Penulis
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Pekanbaru, Riau pada tanggal 23 Februari 1985.
Penulis merupakan anak kedua dari 4 bersaudara dari pasangan Drs. Edison Halim
dan Puti Saedah.
Penulis mengawali pendidikan di SD Negeri 010 Sidomulyo, Pekanbaru
dan lulus tahun 1997. Penulis meneruskan pendidikan menengah pertama di SLTP
Negeri 21 Pekanbaru dan lulus pada tahun 2000. Pada tahun 2003 penulis lulus
dari SMU Negeri 5 Pekanbaru dan diterima sebagai mahasiswa Agronomi,
Fakultas Pertanian, Universitas Riau melalui jalur Seleksi Penerimaan Mahasiswa
Baru (SPMB). Pada tahun 2007 penulis menyelesaikan Program S1 pada Jurusan
Agronomi, Fakultas Pertanian Universitas Riau. Pada tahun 2008, penulis
mendapatkan kesempatan untuk melanjutkan program S2 di Program Studi
Agroteknologi Tanah, Sekolah Pascasarjana, Institut Pertanian Bogor (IPB).
Selama perkuliahan, penulis berkesempatan mengikuti Praktek Kerja
Profesi (PKP) di PTPN V Sei Rokan, Ujung Batu, Riau di bagian pembibitan
tanaman kelapa sawit (pre nursery dan main nursery). Selain itu, penulis juga
terpilih menjadi pengurus Forum Mahasiswa Pascasarjana Ilmu Tanah dan
Sumberdaya Lahan, Institut Pertanian Bogor tahun 2008-2010.
DAFTAR ISI
Halaman
DAFTAR TABEL .................................................................................
xii
DAFTAR GAMBAR.............................................................................
xii
DAFTAR LAMPIRAN .........................................................................
xii
PENDAHULUAN
Latar Belakang...............................................................................
1
Tujuan Penelitian ...........................................................................
3
TINJAUAN PUSTAKA
Sejarah Penggunaan Arang dalam Bidang Pertanian ....................
5
Pembuatan Arang...........................................................................
7
Potensi Limbah Batang Kelapa Sawit ...........................................
10
METODE PENELITIAN
Percobaan I ....................................................................................
17
Percobaan II ...................................................................................
18
HASIL DAN PEMBAHASAN
Karakteristik Arang .......................................................................
21
Pengaruh Arang terhadap Pertumbuhan dan Produksi Tanaman ..
24
Pengaruh Arang terhadap Kadar Hara Jaringan Tanaman ............
32
Pengaruh Arang terhadap Perkembangan Perakaran Tanaman.....
38
KESIMPULAN DAN SARAN .............................................................
43
DAFTAR PUSTAKA ............................................................................
45
LAMPIRAN...........................................................................................
51
DAFTAR TABEL
No.
Halaman
1. Sifat-Sifat Dasar Batang Sawit...........................................................
2. Hasil Analisis Sifat Fisika dan Kimia pada Arang Batang
Kelapa Sawit.......................................................................................
3. Pengaruh Arang terhadap Pertumbuhan dan Produksi Jagung ..........
4. Pengaruh Arang terhadap Kadar Hara Jaringan Tanaman .................
5. Pengaruh Arang terhadap Perkembangan Perakaran
Tanaman Jagung.................................................................................
13
21
24
32
38
DAFTAR GAMBAR
1. Perbandingan Tanah yang tidak diberi Arang (terra preta)
dengan Tanah yang diberi Arang (asli) ..............................................
2. Pembuatan Arang metode drum-kiln..................................................
3. Pembuatan Arang Metode Lubang Tanah (earth pit-kiln) .................
4. Pohon Kelapa Sawit yang sudah tidak Produktif ...............................
5. Percobaan II (B0 dan B1)...................................................................
6. Hasil Scanning Electron Microscopy (SEM) Arang Batang Kelapa
Sawit (a); Arang Sekam Padi (b)........................................................
7. Pengaruh Arang Batang Kelapa Sawit terhadap Berat Buah Tanaman
Jagung.................................................................................................
8. Pengaruh Arang Batang Kelapa Sawit terhadap Biomassa Tanaman
Jagung.................................................................................................
9. Hasil Scanning Electron Microscopy (SEM) Tanah+Arang..............
5
8
9
13
19
23
27
31
39
DAFTAR LAMPIRAN
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Tabel Anova dari berbagai parameter Pengamatan............................
Deskripsi Tanaman Jagung ................................................................
Foto Tanaman Jagung pada Pot Percobaan........................................
Foto Tanaman Jagung pada Kotak Plastik .........................................
Foto Akar Tanaman Jagung pada Kotak Plastik ................................
Nilai pH Tanah setelah diberi Perlakuan Arang Batang
Kelapa sawit .......................................................................................
53
55
56
57
58
59
xii
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Penggunaan arang sebagai bahan amelioran tanah sudah dilakukan sejak
lama oleh masyarakat pada masa lalu di berbagai kawasan. Tanah hitam di daerah
Amazon yang disebut sebagai terra preta merupakan salah satu bukti tentang
pemanfaatan arang. Terra preta merupakan tanah buatan yang banyak
mengandung senyawa karbon dengan kadar dua puluh kali lebih tinggi
dibandingkan tanah mineral lainnya serta mengandung kadar nitrogen dan fosfor
tiga kali lebih tinggi (Glaser et al. 2002; Lehmann dan Rondon, 2006; Yamato et
al. 2006). Keberadaan arang mampu memacu aktivitas kehidupan mikrobiologi
tanah, terutama yang berasosiasi dengan akar tanaman, mampu meningkatkan
kapasitas tukar kation tanah karena adanya pori mikro di dalam struktur arang dan
resin perekatnya, mampu meningkatkan konservasi unsur hara mudah larut
sehingga pencucian hara menjadi kecil. Efek peningkatan kandungan karbon
dalam tanah lebih bertahan lama pada penambahan arang dibandingkan
penambahan pupuk lainnya (Erickson, 2003).
Pemberian arang pada tanah saat ini sudah banyak diujicobakan untuk
budidaya tanaman pangan. International Rice Research Institute (IRRI) pada
tahun 2007 menguji pemberian arang pada produksi padi gogo di Laos. Pemberian
arang sebanyak 4 ton/ha terbukti dapat meningkatkan konduktivitas hidrolik top
soil atau lapisan permukaan tanah dan meningkatkan hasil gabah padi gogo pada
kandungan tanah yang rendah fosfor (P) (Asai et al. 2009). Pemberian arang juga
dapat meningkatkan respon terhadap pemberian pupuk dengan kandungan
nitrogen (N) (Saito, et al. 2006). Penelitian lainnya tentang pemberian arang pada
tanaman kedelai di Australia terbukti dapat meningkatkan biomassa tanaman
(Glaser et al. 2001). Arang berperan sebagai soil ameliorant yang dapat
merangsang pertumbuhan tanaman dengan menyediakan dan memelihara unsur
hara dalam tanah dengan cara memperbaiki kondisi fisik dan biologi tanah
(Lehmann et al. 2006). Berdasarkan hasil-hasil penelitian tersebut, arang adalah
bahan potensial yang dapat diberikan pada lahan-lahan marginal.
Banyak lahan pertanian di Indonesia tergolong lahan-lahan marginal yang
perlu mendapat tambahan bahan amelioran. Lahan pertanian yang diusahakan
1
secara terus-menerus yang diiringi dengan penggunaan pupuk anorganik tanpa
diimbangi dengan usaha pengembalian bahan amelioran mengakibatkan
produktivitas tanah menjadi semakin rendah. Permasalahan tersebut jika dibiarkan
dapat berakibat buruk bagi pertumbuhan dan produksi tanaman.
Pemberian arang pada lahan pertanian merupakan salah satu solusi untuk
mengatasi permasalahan tersebut di atas. Jika arang dapat diproduksi dari limbah
yang berada di sekitar lahan pertanian maka selain dapat digunakan sebagai bahan
amelioran juga dapat mengurangi pencemaran lingkungan. Tumpukan limbah
dapat mengganggu lingkungan sekitarnya dan berdampak terhadap kesehatan
manusia serta memicu munculnya hama seperti Oryctes rhinoceros yang
berkembang biak pada tumpukan limbah batang kelapa sawit yang secara alami
proses penghancurannya berlangsung lambat. Lebih dari itu dari sisi lingkungan,
proses pengarangan dapat mengurangi kehilangan C yang biasa terjadi akibat
proses pembakaran aerob sehingga C tetap terkonservasi dalam tanah sebagai
carbon sink.
Potensi
limbah organik yang banyak terdapat di sekitar lingkungan
merupakan peluang yang besar sebagai sumber arang. Salah satu potensi limbah
yang banyak terdapat di Indonesia adalah batang kelapa sawit yang diperoleh pada
saat peremajaan tanaman. Perusahaan kelapa sawit melakukan penebangan pohon
kelapa sawit yang sudah tidak produktif atau yang sudah berumur lebih kurang 25
tahun. Pengolahan batang kelapa sawit menjadi arang merupakan salah satu usaha
dalam pemanfaatan limbah batang kelapa sawit sebagai sumber bahan amelioran
pada lahan pertanian di Indonesia.
Mekanisme arang dalam melepaskan unsur hara yang membuat sifat-sifat
tanah menjadi lebih baik serta memacu pertumbuhan dan perkembangan tanaman
menjadi lebih baik belum dapat diketahui dengan pasti. Penelitian-penelitian yang
dilakukan selama ini tidak membahas mengenai bagaimana mekanisme arang
membuat tanah lebih subur atau menyediakan unsur hara bagi tanah dan tanaman.
Untuk itu, maka dilakukan penelitian pemberian arang batang kelapa sawit pada
tanah untuk tanaman jagung.
2
Tujuan Penelitian
Penelitian ini bertujuan untuk:
1. Mempelajari pengaruh pemberian arang batang kelapa sawit terhadap
pertumbuhan dan produksi serta kadar hara tanaman jagung.
2. Mempelajari kecenderungan pergerakan dan perkembangan akar pada
media tumbuh dengan dan tanpa arang batang kelapa sawit.
3
4
TINJAUAN PUSTAKA
Sejarah Penggunaan Arang dalam Bidang Pertanian
Penggunaan arang ke dalam tanah bukan merupakan suatu konsep baru.
Pemberian bahan arang sebagai sumber hara bagi tanah, sudah dilakukan sejak
zaman dahulu. Dalam buku kuno Jepang abad 17, arang disebut sebagai pupuk
api. Di Indonesia, masyarakat pedesaan sudah sejak lama menggunakan arang
kayu atau lainnya sebagai sumber energi dan perbaikan kesuburan tanah pada
tingkat terbatas. Namun masyarakat modern baru menyadari benar manfaat dari
arang setelah penemuan tanah hitam yang subur di lembah Amazon, Amerika
Selatan (Glaser et al. 2001).
Tanah hitam yang berada di lembah sungai Amazon yang disebut sebagai
Amazonian Dark Eath atau terra preta memiliki material arang dalam jumlah
besar yang berasal dari sisa pembakaran biomassa (Sombroek et al, 2003). Terra
preta ini dibuat oleh penduduk asli di daerah Amazon sebelum kedatangan bangsa
Eropa ke daerah tersebut (Erickson, 2003). Perbandingan antara kondisi tanah
yang tidak diberi arang (asli) dengan tanah yang ditambahkan arang (terra preta)
dapat dilihat pada Gambar 1.
Gambar 1 Perbandingan kondisi tanah yang tidak diberi arang (asli) dengan
tanah yang ditambahkan arang (terra preta), (Sumber:Yu, 2010)
Senyawa karbon yang tahan terhadap dekomposisi dijumpai dalam terra
preta. Para ilmuwan dunia menemukan unsur arang dalam kandungan tanah hitam
di lembah Amazon tersebut dan diperkirakan merupakan hasil pengelolaan bangsa
Ameridian sejak 500 tahun hingga 2.500 tahun silam yang terbentuk oleh
5
kebiasaan masyarakat membakar biomassa dan membenamkannya ke dalam
tanah. Tanah yang dikelola bangsa Ameridian itu mempertahankan kandungan
karbon organik dan kesuburan yang tinggi, bahkan beberapa ribu tahun setelah
ditinggalkan penduduk setempat. Efek peningkatan kandungan karbon dalam
tanah lebih permanen pada penambahan arang dibanding penambahan bentukbentuk bahan organik atau pemupukan lainnya (Erickson, 2003).
Terra preta memiliki kandungan unsur hara yang tinggi, kandungan
nitrogen dan phospor tiga kali lebih tinggi dan kandungan karbon dua puluh kali
lebih tinggi dari tanah mineral lainnya. Keberadaannya mampu memacu aktivitas
kehidupan mikrobiologi tanah, terutama yang berasosiasi dengan akar tanaman,
mampu meningkatkan kapasitas tukar kation tanah karena adanya kisi-kisi mikro
di dalam struktur dan resin perekatnya, mampu meningkatkan konservasi unsur
hara serta mudah larut sehingga pencucian hara bisa ditekan menjadi lebih sedikit
(Sombroek et al. 2003). Selain itu, arang berperan sebagai bahan amelioran tanah
yang dapat merangsang pertumbuhan tanaman dengan menyediakan dan
memelihara bebagai unsur hara dalam tanah dengan menyediakan dan
mempertahankan hara dalam tanah dengan cara memperbaiki kondisi fisik dan
biologi tanah (Lehmann et al. 2006).
Hodgson (1981) menyatakan bahwa media yang ringan, komposisinya
seragam, mempunyai kapasitas tukar kation dan kapasitas penangkapan air tinggi
serta aerasi dan drainasenya baik, merupakan media yang baik untuk tanaman.
Sifat arang yang porous akan mendukung kemampuan akar tanaman menjadi
lebih optimal dalam memanfaatkan unsur-unsur hara yang tersedia sehingga
pertumbuhan tanaman menjadi lebih baik dibandingkan dengan tanah yang tidak
dicampur arang dan hanya menggunakan penambahan pupuk dasar saja.
Distribusi dan penetrasi akar menjadi lebih luas sehingga serapan hara dan air
menjadi lebih besar dan akan berdampak pada peningkatan produksi tanaman.
Komposisi arang yang ideal di dalam tanah bergantung dari jenis bahan
organiknya. Sebagai pembenah tanah, arang dapat menahan air dan nutrisi,
kemudian
menjadikannya
sebagai
sumber
kebutuhan
tanaman
secara
berkelanjutan. Dari hasil suatu penelitian, kandungan arang di dalam tanah tidak
akan terpengaruh selama 130 tahun lamanya (Krull et al. 2006).
6
Penelitian terhadap peran arang bagi pertumbuhan bibit padi sudah
dikembangkan pada tahun 1915 (Falcao et al. 2003). Pada tahun 2007
International Rice Research Institute (IRRI) menguji pemberian arang pada
produksi padi gogo di Laos bagian utara. Arang terbukti meningkatkan
konduktivitas hidrolik top soil atau lapisan permukaan tanah dan meningkatkan
hasil gabah pada kandungan tanah yang rendah fosfor (P) tersebut. Pemberian
arang juga terbukti meningkatkan respons terhadap pemberian pupuk dengan
kandungan nitrogen (N) (Asai et al. 2009). Mekanisme arang dalam melepaskan
unsur hara yang membuat sifat-sifat tanah menjadi lebih baik serta memacu
pertumbuhan dan perkembangan tanaman menjadi lebih baik belum dapat
diketahui dengan pasti. Penelitian-penelitian yang dilakukan selama ini tidak
membahas mengenai bagaimana mekanisme arang dalam membuat tanah menjadi
subur atau menyediakan unsur hara bagi tanah dan tanaman.
Pembuatan Arang
Di Indonesia banyak sekali limbah biomassa dan belum dimanfaatkan
secara optimal, sehingga menimbulkan masalah bagi lingkungan. Limbah
pertanian yang dapat digunakan sebagai sumber bahan baku untuk pembuatan
arang antara lain limbah–limbah pengolahan kayu, perkebunan, pertanian, rantingranting kayu, atau pohon perdu. Limbah pertanian ini dapat diolah menjadi arang
secara konvensional dan tradisional.
Arang dapat dibuat dengan berbagai cara. Metode yang dikenal serta
umum digunakan oleh masyarakat di dalam pembuatan arang, yaitu metode
lubang tanah (earth pit-kiln). Selain itu, juga dikenal metode lain yang sudah
berkembang dengan pengaturan ventilasi udara yang lebih terkontrol serta
penggunaan bahan lain sebagai media tungku. Pengembangan ini dilakukan
dengan tujuan untuk memperbaiki proses pembuatan serta hasil arang yang akan
diperoleh. Beberapa metode tersebut antara lain adalah metode tungku drum
(drum-kiln) seperti terlihat pada Gambar 2 serta tungku batu bata (flat-kiln)
(Iskandar et al. 2005).
7
Gambar 2 Pembuatan arang metode drum-kiln
Metode tradisional yang biasa dilakukan masyarakat adalah dengan
mengarangkan batang kelapa sawit ke dalam lubang pembakaran atau dikenal
dengan metode lubang tanah (earth pit-kiln) seperti terlihat pada Gambar 3. Pada
pembuatan arang dengan menggunakan metode lubang tanah, yang perlu
diperhatikan adalah pemilihan lokasi pembuatan lubang tungku. Usahakan lokasi
pembuatan lubang terletak relatif terlindung dari pengaruh hujan serta agak landai.
Hal ini untuk memudahkan di dalam kegiatan pembuatan arang nantinya.
Beberapa kelebihan pembuatan arang dengan menggunakan metode tungku
lubang tanah, disamping volume kayu yang bisa dibuat, ukuran bahan baku dari
kayu limbah yang digunakan bisa relatif lebih besar, dibandingkan dengan
menggunakan tungku drum (Iskandar et al., 2005).
Di dalam pembuatan lubang tanah sebagai tungku pembakaran arang perlu
diperhatikan beberapa hal, antara lain:
a. Dimensi tungku lubang
Ukuran standar yang digunakan untuk lubang tungku adalah 2m x 1m,
dengan kedalaman antara 1-1,5 m. Namun demikian, ketentuan ukuran ini tidak
terlalu baku dan dapat dimodifikasi sesuai kondisi yang dijumpai di lapangan.
8
Perubahan tersebut akan berpengaruh terhadap lama waktu pembakaran, jumlah
lubang udara, serta jumlah cerobong asap yang harus dibuat.
b. Perlakuan bahann baku
Sebelum bahan baku disusun, terlebih dahulu pada dasar lubang diberi
ganjal batang pohon yang diletakkan secara membujur dari bagian atas lubang ke
bagian bawah (Gambar 3b)
3b). Tujuan pemberian ganjal batang pohon adalah untuk
menjaga sirkulasi udara di dalam lubang, sehingga proses pengarangan dapat
berjalan baik. Selanjutnya bahan baku disusun melintang diatas ganjal batang
pohon hingga memenuhi lubang (Gambar 3c).
a
c
b
kiln)
Gambar 3 Pembuatan arang metode lubang tanah (earth pit-kiln
Pada batas bawah lubang, disediakan ruangan yang cukup untuk serasah
dan daun kering sebagai umpan awal pembakaran. Pada batas atas lubang,
disediakan tempat untuk meletakkan cerobong asap sebelum tumpukan kayu
ditutup dengan serasah, daun, ranting kering, dan tanah. Setelah bahan disusun
memenuhi lubang, di sela
sela-sela antara bahan dengan dinding tanah diberi ranting,
serasah, dan daun kering sebagai umpan awal pembakaran. Sebelum ditutup
tanah, dilapisi dengan lembaran daun basah yang disusun saling menyilang untuk
mengurangi suhu panas yang keluar.
c. Cara pembakaran
Sebelum dilakukan pembakaran, pertama masukkan ranting atau dahan
kering ke dalam lubang tempat pembakaran awal. Kemudian beri sedikit minyak
tanah untuk memudahkan penyalaan. Setelah api dinyalakan, jaga agar bara tetap
menyala dan merembet ke dalam lubang. Apabila dari cerobong sudah keluar
9
asap, berarti di dalam lubang sudah ada proses pembakaran ranting dan daun.
Selanjutnya ditunggu sampai asap yang keluar berwarna putih tebal. Setelah 5
sampai 6 hari proses pembakaran, asap dari cerobong mulai terlihat menipis dan
berwarna tipis kebiru-biruan. Hal ini menunjukkan bahwa proses pengarangan
sudah hampir selesai.
d. Pendinginan
Apabila permukaan lapisan tanah penutup terlihat kering, maka proses
pendinginan bisa dilakukan dengan menutup lubang udara, mencabut cerobong
asap dan menutup dengan tanah. Untuk mempercepat proses pendinginan bisa
dilakukan penyiraman apabila tidak terdapat hujan.
e. Pembongkaran
Setelah 1 sampai 2 hari proses pendinginan berjalan dan suhu permukaan
tanah tidak panas, lubang bisa dibongkar untuk mengeluarkan arang.
Pembongkaran harus dilakukan hati-hati, agar arang tidak hancur dan dapat
diambil dalam kondisi utuh.
Potensi Limbah Batang Kelapa Sawit
Purseglove (1972) mengatakan bahwa kelapa sawit (Elaeis guneensis
Jacq) di Indonesia pertama kali ditanam di Kebun Raya Bogor sebanyak 4 pohon
pada tahun 1848 yang berasal dari Reunion dan Amsterdam. Menurut Tomlinson
(1961), pohon kelapa sawit termasuk jenis tumbuhan Divisio: Spermatophyta,
Subdivisio: Angioepermae, Classis: Monocotyledone, Ordo: Palmales, Familia:
Palmaceae, Genus: Elaeis, Species: E. Guineensis.
Kelapa sawit merupakan tumbuhan industri penting penghasil minyak
masak, minyak industri, maupun bahan bakar. Perkebunan menghasilkan
keuntungan besar sehingga banyak hutan dan perkebunan lama dikonversi
menjadi perkebunan kelapa sawit. Indonesia adalah penghasil minyak kelapa
sawit kedua dunia setelah Malaysia, namun proyeksi ke depan memperkirakan
bahwa pada tahun 2009 Indonesia akan menempati posisi pertama. Di Indonesia
penyebarannya di daerah Aceh, pantai timur Sumatera, Jawa, dan Sulawesi
(Prayitno dan Darnoko (1994) dalam Refdi (2001)). Potensi perkebunan kelapa
sawit di Indonesia pada tahun 1995-2005 luas arealnya bertambah dari 2,7 juta ha
10
sampai 4,5 juta ha. Apabila setiap 10% dari tanaman sawit ini harus diremajakan,
maka dihasilkan limbah batang kelapa sawit 11,7 juta pohon/tahun setara dengan
5,85 juta ton kayu pertahun. Namun demikian, limbah tersebut hanya dibuang dan
belum termanfaatkan secara optimal (BPS, 2009).
Dari estimasi potensi limbah perkebunan dari tahun 2001–2003 dilaporkan
bahwa di Indonesia limbah kelapa sawit mempunyai potensi yang lebih besar
dibandingkan dengan batang karet, kelapa dan tebu. Potensi yang besar ini karena
Indonesia memiliki perkebunan kelapa sawit sekitar 4 juta ha dengan total
produksi 8 juta ton CPO dan kernel (Suwono, 2003). Batang pohon kelapa sawit
hingga kini belum bisa dimanfaatkan sehingga bisa bernilai ekonomi. Sejumlah
penelitian sudah mengkaji pemanfaatan batang ini. Sektor industri perlu
memikirkannya karena pada tahun 2010, limbah batang sawit melimpah dalam
jumlah besar. Pada tahun 2010 banyak tanaman kelapa sawit yang berusia 25
tahun atau dengan kata lain sudah tidak produktif. Terdapat minimal 10 juta
batang kelapa sawit yang sudah tidak produktif. Angka ini berasal dari
pembukaan lahan sawit pada 1985 seluas 100.000 ha. Setiap tahun, pembukaan
lahan untuk perkebunan kelapa sawit semakin meningkat seiring dengan
meningkatnya kebutuhan akan CPO dunia (BPS, 2009).
Batang sawit pada dasarnya merupakan bahan berkayu yang memiliki
struktur relatif tidak seragam dan memiliki kesan struktur seperti kayu kelapa
dengan konfigurasi serat lebih pendek. Dalam keadaan segar kayu sawit berwarna
putih cerah dengan penampakan permukaan cenderung berbulu (fuzzy grain)
(Balfas, 2003). Sejak berkecambah pada tahun pertama tidak nampak
pertumbuhan batang aktif. Mula-mula terbentuk poros batang, selanjutnya
terbentuk daun yang bertambah besar yang saling tindih membentuk spiral. Poros
batang diselubungi oleh pangkal-pangkal daun yang kelihatannya bertambah
besar, karena jumlah daun yang bertambah banyak. Batang berfungsi sebagai
penyangga tajuk serta menyimpan dan mengangkut bahan makanan. Kelapa sawit
termasuk tanaman monokotil, tidak memiliki kambium dan pada umumnya tidak
bercabang. Batang berbentuk silinder dengan diameter antara 20-75 cm atau
tergantung pada keadaan lingkungan. Diameter batang dapat mencapai 90 cm.
Selama beberapa tahun minimal 12 tahun, batang tertutup rapat oleh pelepah
11
daun. Tinggi batang bertambah kira-kira 75 cm/tahun, tetapi dalam kondisi yang
sesuai dapat mencapai 100 cm/tahun. Tinggi maksimum tanaman kelapa sawit
yang ditanam di perkebunan adalah 12 m, sedangkan di alam dapat mencapai
lebih dari 20 m. Tanaman yang telah mencapai ketinggian dari 12 m sudah sulit
untuk dipanen, maka pada umumnya tanaman di atas 25 tahun sudah diremajakan
(Bakar, 2003).
Kelapa sawit terdiri dari batang, daun, tandan kosong mengandung
holoselulosa yang cukup tinggi (batang 86,03%, daun 69,86 %, tandan kosong
73,85%, akar 67,89%) (Anderson dan Khalid, 2000). Kandungan holoselulosa ini
akan berpengaruh pada kecepatan pembentukan produk, semakin tinggi
kandungan selulosa maka pembentukan produk akan lebih tinggi (Song et al.
2000).
Berdasarkan data BPS tahun 2004, dari 4 juta ha perkebunan tersebut,
sekitar 1,23 juta ha berada di Provinsi Riau. Luasnya lahan kebun kelapa sawit
akan menghasilkan limbah padat sawit yang sangat banyak. Limbah padat sawit
yang dihasilkan dapat berupa cangkang, batang, tandan kosong, pelepah dan lainlain yang merupakan sisa dari industri sawit yang belum dimanfaatkan secara
optimal (Padil, 2005). Selama ini limbah padat sawit dibakar di lahan dan
menghasilkan abu yang digunakan sebagai pupuk tanaman (Suwono, 2003).
Selain itu, limbah padat seperti cangkang digunakan sebagai bahan bakar
boiler untuk pembangkit uap serta bahan baku karbon aktif. Namun pemanfaatan
limbah dengan metode seperti ini hanya dapat menanggulangi limbah dalam skala
kecil sedangkan limbah padat diproduksi dalam skala yang cukup besar (Miura et
al. 2003). Untuk itu diperlukan suatu terobosan yang dapat mengolah limbah
padat sawit. Salah satu usaha yang dapat dilakukan adalah dengan cara mengolah
batang kelapa sawit menjadi arang.
Menurut Prayitno (1995) dalam Santoso (2005), variasi kadar air (KA)
batang kelapa sawit relatif besar seperti halnya variasi KA kayu daun lebar
(hardwood) yang mempunyai berat jenis (BJ) rendah. Bagian dalam kayu
umumnya mempunyai KA yang lebih tinggi dibandingkan dengan bagian tengah,
tetapi lebih rendah dibandingkan dengan bagian kulit. KA akan turun dari pangkal
batang ke beberapa meter di atas pangkal dan kemudian naik menuju bagian ujung
12
(puncak). Bakar (2003) mengemukakan bahwa KA tertinggi berkisar antara 345–
500%, variasi ini cenderung turun dari atas batang ke bawah dan dari empulur ke
tepi. Beberapa sifat penting dari setiap bagian batang disajikan pada Tabel 1.
Tabel 1 Sifat-Sifat Dasar Batang Sawit
Sifat-sifat Penting
Berat Jenis
Kadar Air (%)
Kekuatan Lentur (kg/cm)
Keteguhan Lentur (kg/cm)
Susut Volume
Kelas Awet
Kelas Kuat
Tepi
0,35
156
29.996
295
26
V
III-V
Bagian dalam Batang
Tengah
Pusat
0,28
257
11.421
129
39
V
V
0,20
365
6.980
67
48
V
V
Sumber: Bakar (2003)
Tanaman kelapa sawit yang tidak produktif seperti terlihat pada Gambar 4,
akan memasuki masa replanting atau penanaman kembali. Batang sawit yang
jumlahnya melimpah merupakan potensi yang sangat besar untuk diolah menjadi
arang yang dapat dimanfaatkan sebagai bahan organik bagi tanah dan tanaman.
Selama ini, batang kelapa sawit belum banyak dimanfaatkan dan dibiarkan
terbuang begitu saja menjadi limbah pertanian tanpa penanganan. Penelitian ini
diharapkan dapat memberikan kontribusi dalam penanganan limbah kelapa sawit
yang jumlahnya terus meningkat serta menambah sumber bahan amelioran bagi
tanah yang akan menunjang pertumbuhan tanaman menjadi lebih baik.
Gambar 4 Pohon kelapa sawit yang sudah tidak produktif
13
14
METODE PENELITIAN
Penelitian ini terdiri dari 2 percobaan yaitu percobaan I untuk mempelajari
pengaruh penambahan arang batang kelapa sawit terhadap pertumbuhan dan
produksi tanaman jagung serta percobaan II untuk mempelajari kecenderungan
pergerakan dan perkembangan akar pada media tumbuh dengan dan tanpa arang
batang kelapa sawit.
Proses pembuatan arang dilakukan di Pekanbaru, Riau pada bulan
September 2010 sampai dengan Oktober 2010. Bahan utama yang digunakan
dalam penelitian ini adalah limbah batang kelapa sawit yang berumur 25 tahun
yang berasal dari kebun kelapa sawit Sei Tapung PTPN V Provinsi Riau. Arang
batang kelapa sawit dianalisa sifat fisik dan kimia untuk mengetahui
karakteristiknya.
Arang batang kelapa sawit pada penelitian ini dibuat dengan menggunakan
metode tradisional lubang tanah (earth pit-kiln). Langkah-langkah pembuatan
arang kelapa sawit terdiri dari:
a. Batang kelapa sawit ditebang menggunakan alat pemotong. Setelah itu,
batang kelapa sawit dipotong dengan ketebalan 10-20 cm.
b. Batang kelapa sawit yang sudah dipotong-potong dikeringkan dengan cara
dijemur dibawah sinar matahari untuk menurunkan kadar air. Proses
pengeringan dilakukan selama 10 hari.
c. Potongan-potongan
batang
kelapa
sawit
disusun
dalam
lubang
pembakaran. Sebelum disusun, terlebih dahulu pada dasar lubang diberi
ganjal batang pohon yang diletakkan secara membujur dari bagian atas
lubang ke bagian bawah (Gambar 3b). Selanjutnya batang kelapa sawit
yang tebalnya 10-20 cm disusun melintang diatas ganjal batang pohon
hingga memenuhi lubang (Gambar 3c). Pada batas bawah lubang,
disediakan ruangan yang cukup untuk serasah dan daun kering sebagai
umpan awal pembakaran. Pada batas atas lubang, disediakan tempat untuk
meletakkan cerobong asap sebelum tumpukan kayu ditutup dengan
serasah, daun, ranting kering, dan tanah. Setelah batang kelapa sawit
disusun memenuhi lubang, di sela-sela antara batang kelapa sawit dengan
dinding tanah diberi ranting, serasah, dan daun kering sebagai umpan awal
15
pembakaran. Sebelum ditutup tanah, dilapisi dengan lembaran daun basah
yang disusun saling menyilang untuk mengurangi suhu panas yang keluar.
d. Proses pembakaran diawali dengan pemberian sedikit minyak tanah untuk
memudahkan penyalaan. Setelah api dinyalakan, jaga agar bara tetap
menyala dan merembet ke dalam lubang. Apabila dari cerobong sudah
keluar asap, berarti di dalam lubang sudah ada proses pembakaran ranting
dan daun. Selanjutnya ditunggu sampai asap yang keluar berwarna putih
tebal. Selama proses pembakaran, perlu ada penambahan lapisan tanah
agar tidak ada kebocoran lubang udara. Setelah proses pembakaran di
dalam lubang sudah berjalan sempurna, kira-kira 5 sampai 6 jam akan
ditandai dengan asap putih tebal dari cerobong, maka lubang udara di
bagian depan perlu ditutup sebagian untuk membatasi suplai udara ke
dalam tungku. Pada saat penutupan lubang udara, lapisan tanah penutup
harus selalu ditambah pada bagian-bagian yang sudah mulai turun karena
kayu di dalam tungku lubang sudah mulai terbakar. Lubang udara yang
disisakan di bagian depan agar suplai udara dibatasi selama proses
pengarangan berlangsung.
e. Setelah satu hari proses pembakaran berjalan, asap yang dihasilkan akan
semakin tebal dan berwarna putih. Ketebalan lapisan tanah penutup perlu
selalu dikontrol untuk mengurangi kebocoran. Setelah 3 hari, ketebalan
tanah penutup terlihat turun (harus tetap dijaga ketebalannya). Setelah 5
sampai 6 hari proses pembakaran, asap dari cerobong mulai terlihat
menipis dan berwarna tipis kebiru-biruan. Hal ini menunjukkan bahwa
proses pengarangan sudah hampir selesai.
f. Apabila permukaan lapisan tanah penutup terlihat kering, maka proses
pendinginan bisa dilakukan. Hal pertama yang harus dilakukan adalah
menutup lubang udara, mencabut cerobong asap dan menutup dengan
tanah. Untuk mempercepat proses pendinginan bisa dilakukan penyiraman
apabila tidak terdapat hujan. Setelah 1 sampai 2 hari proses pendinginan
berjalan dan suhu permukaan tanah tidak panas, lubang bisa dibongkar
untuk mengeluarkan arang batang kelapa sawit.
16
Percobaan I
Percobaan I dilaksanakan di rumah kaca University Farm Institut
Pertanian Bogor, Cikabayan pada bulan Januari-Juni 2011. Percobaan I terdiri dari
6 perlakuan yang diulang sebanyak 4 kali. Perlakuan tersebut terdiri dari:
A0 : kontrol (0 gram arang/pot percobaan)
A1 : 4% dari berat tanah (480 gram/ pot percobaan)
A2 : 8% dari berat tanah (960 gram/ pot percobaan)
A3 : 12% dari berat tanah (1440 gram/ pot percobaan)
A4 : 16% dari berat tanah (1920 gram/ pot percobaan)
A5 : 20% dari berat tanah (2400 gram/ pot percobaan)
Data pengamatan dianalisis secara statistika dengan menggunakan Analisis
of Variance (ANOVA) model linier sebagai berikut:
Yij = μ + αi + εij
Dimana :
Yij = Hasil pengamatan sampel ke-j pada dosis arang ke-i
μ = Nilai tengah
αi = Pengaruh perlakuan pada taraf ke-i
εij = Galat percobaan
Hasil ANOVA kemudian diuji lanjut dengan menggunakan uji Duncans
Multiple Range Test (DNMRT) pada taraf 5%.
Bahan yang digunakan dalam percobaan ini adalah arang dari batang
kelapa sawit, tanah latosol yang diambil dari Cikabayan pada kedalaman 0-20 cm
sebagai media tanam, benih jagung varietas Philippine Supersweet (Lampiran 2),
pupuk dasar (urea, TSP dan KCl). Alat yang digunakan adalah pot percobaan.
Tanah latosol dikeringudarakan kemudian ditumbuk dan disaring lolos
ayakan 2 mm. Setelah itu, tanah sebanyak 12 kg BKM dimasukkan ke dalam pot,
kemudian diberi arang sesuai dengan dosis perlakuan. Aplikasi pupuk dasar yaitu
pupuk urea, TSP dan KCl masing-masing sebanyak 7,82 g, 3,34 g dan 1,2 g dan
dilakukan sebanyak dua kali yaitu 2 minggu sebelum tanam dengan cara
mencampurkan pupuk ke dalam tanah sesuai dengan dosis yang telah ditetapkan.
Pemberian pupuk dasar tahap dua dilakukan pada 28 hari setelah tanam (HST).
17
Penanaman dilakukan setelah tanah yang diberi perlakuan diinkubasi
selama 2 minggu. Setiap lubang tanam terdiri dari 2 tanaman jagung.
Pemeliharaan tanaman terdiri dari pemberian air dan penyiangan gulma.
Penyiraman dilakukan pada pagi dan sore hari dengan mempertahankan kadar air
di sekitar kapasitas lapang. Penyiangan untuk menekan pertumbuhan gulma yang
mengganggu pertumbuhan tanaman dilakukan setiap saat dengan cara mencabut
rumput dengan menggunakan tangan.
Pengamatan dilakukan pada masa vegetatif, generatif serta pada saat
panen. Parameter yang diamati pada masa vegetatif adalah tinggi tanaman, pada
masa generatif adalah hari muncul malai, sementara pada saat panen (77 HST)
dilakukan pengukuran panjang akar, berat buah, diameter buah dan biomassa
tanaman jagung.
Bagian tanaman jagung yang sudah selesai diukur kemudian di oven
setelah itu dilakukan analisa kadar hara tanaman yang meliputi kadar hara N, P,
K, Ca, Mg, Na, Cu dan Zn. Bagian tanaman jagung yang diukur kadar haranya
adalah daun dekat bunga betina. Contoh tanaman dikeringkan, digiling, disaring
kemudian dianalisis dengan metode pengabuan basah. Unsur N diukur dengan
metode kjeldahl, unsur P diukur dengan spektrofotometer, unsur Na dan K diukur
dengan flame photometer, unsur Ca, Mg, Cu dan Zn diukur dengan AAS.
Percobaan II
Percobaan II juga dilaksanakan di rumah kaca University Farm Institut
Pertanian Bogor, Cikabayan pada bulan Mei-Juni 2011. Percobaan II terdiri dari 2
perlakuan yang diulang sebanyak 3 kali. Perlakuan tersebut terdiri dari B0= arang
dan tanah tanpa pupuk dasar serta B1= arang dan tanah+pupuk dasar.
Persiapan media tanam yang digunakan pada percobaan II sama seperti
pada percobaan I, yang membedakan adalah jumlah tanah yang digunakan dan
wadah percobaan (Gambar 5). Tanah yang digunakan pada percobaan II sebanyak
18 kg BKM (bagian b dan c), kemudian diberi arang dengan dosis yang telah
ditentukan. Arang yang digunakan pada penelitian ini berjumlah 2,5 kg/kotak
plastik. Arang sebanyak 2,5 kg/kotak plastik dicampur dengan tanah sebanyak 5
kg BKM (bagian a). Perlakuan B0 tidak diberi penambahan pupuk urea, TSP dan
18
KCl, sementara perlakuan B1 mendapat penambahan pupuk urea, TSP dan KCl
masing-masing
masing sebanyak 11,72 g, 5 g dan 1,8
1, g.
a
b
c
a
Keterangan:
= Arang+tanah (a)
= Tanah tanpa pupuk dasar (b)
= Tanah+pupuk da
dasar (c)
Gambar 5 Percobaan II (B0 dan B1)
Penanaman dilakukan setelah tanah yang diberi perlakuan diinkubasi
selama 2 minggu. Pada setiap lubang tanam disisakan 1 tanaman
anaman jagung. Kegiatan
pemeliharaan
raan tanaman sama seperti pada perc
percobaan I.
Pengamatan yang dilakukan adalah Berat Kering Udara (BKU) akar, Berat
Kering Oven (BKO) akar, panjang akar dari tanaman jagung serta pengamatan
struktur pori arang serta tanah+arang dengan menggunakan SEM.
19
20
HASIL DAN PEMBAHASAN
Karakteristik Arang
Batang kelapa sawit yang diolah menjadi arang pada penelitian ini
memiliki ketinggian 14 meter dari permukaan tanah hingga pangkal pelepah daun
pertama dengan diameter batang 65 cm diukur 1,5 m dari permukaan tanah.
Bagian batang kelapa sawit yang kadar airnya tinggi pada bagian atas tidak
dimanfaatkan dalam proses pembuatan arang. Hasil analisis beberapa sifat fisika
dan kimia pada arang dari batang kelapa sawit disajikan pada Tabel 2.
Tabel 2 Hasil Analisis Sifat Fisika dan Kimia pada Arang Batang Kelapa Sawit
Sifat Arang
Kadar Abu (%)
Kadar air (%)
pH H2O
C-Total (%)
N (%)
Kadar
3,36
9,33
7,51
50,64
0,14
Logam Berat
(ppm)
Ni
Pb
Cd
Cr
5
2
0,3
1
Sifat Arang
Basa-basa (%)
P2O5
K2O
CaO
MgO
Na
Unsur Mikro
(ppm)
Fe
Mn
Cu
Zn
Kadar
0,04
0,23
0,43
0,17
DALAM PENINGKATAN PRODUKSI
TANAMAN JAGUNG (Zea mays, L.)
FEBRIANTI
SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2012
PERANAN ARANG BATANG KELAPA SAWIT
DALAM PENINGKATAN PRODUKSI
TANAMAN JAGUNG (Zea mays, L.)
FEBRIANTI
Tesis
Sebagai Salah Satu Syarat untuk Memperoleh gelar
Magister Sains pada
Program Studi Agroteknologi Tanah
SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2012
Dosen Penguji Luar Komisi :Dr. Ir. Budi Nugroho, M.Si
PERNYATAAN MENGENAI TESIS DAN
SUMBER INFORMASI
Dengan ini saya menyatakan bahwa tesis Peranan Arang Batang Kelapa
Sawit dalam Peningkatan Produksi Tanaman Jagung (Zea mays, L.) adalah
karya saya dengan arahan dari komisi pembimbing dan belum diajukan dalam
bentuk apapun kepada perguruan tinggi manapun. Sumber informasi yang berasal
atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain
telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian
akhir tesis ini.
Bogor, Agustus 2012
Febrianti
NRP A152080041
ABSTRACT
FEBRIANTI. Role of Charcoal from Oil Palm Trunks for Improving Plant
Production of corn (Zea mays, L.). Under direction of Suwardi, Syaiful Anwar and
Darmawan.
The main problem of continuously cultivated land is decreasing land
productivity. Improvement of land productivity can be done by application of suitable
soil ameliorant. Charcoal is one of soil ameliorants that can be used for improving
soil properties such as to stimulate plant growth by providing and maintaining
nutrients in the soil due to improving soil physical and biological properties.
Abundant availability of oil palm trunks when oil palm replanting is an opportunity to
utilize oil palm trunks as charcoal raw material. This research aimed to study the
effect of charcoal from oil palm trunks on corn growth and production as well as to
study tendency of the movement and development of roots grown on media with and
without of charcoal from oil palm trunks. Soil material was taken from Latosol at a
depth of 0-20 cm. The soil material was treated by charcoal from oil palm trunks as
much as 0%, 4%, 8%, 12%, 16% and 20% (w/w) of the soil. The soil also was addded
by basic N, P, and K fertilizers and then corn was planted. The results showed that
soil treated by 4% of charcoal from oil palm trunks increased significantly corn
growth and production. Application of higher charcoal rates did not increase the
growth and production of corn, and moreover tended to decrease at 20% charcoal
treatment. Biomass production of corn increased significantly compared to untreated
charcoal. The porous structure of charcoal improve the structure of soils which allows
roots capable to utilize more available nutrients as indicated by the evidence of more
roots in the soil containing charcoal and increasing corn production.
Key words : charcoal, oil palm trunks, corn production, soil ameliorant
RINGKASAN
FEBRIANTI. Peranan Arang Batang Kelapa Sawit dalam Peningkatan Produksi
Tanaman Jagung (Zea mays, L.). Dibimbing oleh SUWARDI, SYAIFUL
ANWAR dan DARMAWAN.
Penelitian ini didasari oleh fakta antropogenik tentang tanah hitam di
daerah Amazon yang dikenal dengan terra preta. Secara morfologi terra preta
terlihat berwarna hitam gelap dan cenderung lebih subur dari tanah mineral
lainnya yang terdapat di sekitarnya. Setelah diteliti, ternyata warna hitam gelap
tersebut berasal dari arang yang sengaja diberikan pada tanah tersebut. Pemberian
arang pada tanah telah dicoba diterapkan pada budidaya tanaman pangan yang
sudah banyak dilakukan di luar negeri. International Rice Research Institute
(IRRI) pada tahun 2007 menguji pemberian arang pada padi gogo di Laos.
Pemberian arang sebanyak 4 ton/ha terbukti dapat meningkatkan konduktivitas
hidrolik top soil atau lapisan permukaan tanah dan meningkatkan hasil gabah padi
gogo pada kandungan tanah yang rendah fosfor (P). Pemberian arang juga dapat
meningkatkan respon terhadap pemberian pupuk dengan kandungan nitrogen (N).
Penelitian lainnya tentang pemberian arang pada tanaman kedelai di Australia
terbukti dapat meningkatkan biomassa tanaman. Hasil-hasil penelitian di atas
menunjukkan bahwa fakta tentang terra preta dan pemberian arang merupakan
salah satu teknik perbaikan tanah yang menjanjikan. Dikaitkan dengan kondisi
lahan di Indonesia yang terdiri dari banyak tanah marginal akibat pencucian hara
karena diusahakan secara terus-menerus, maka prospek pemberian arang perlu
diungkap lebih lanjut agar produktivitas tanah bagi pertumbuhan dan
perkembangan tanaman dapat diperbaiki. Di sisi lain, Indonesia memiliki potensi
bahan untuk pembuatan arang yang melimpah antara lain limbah batang kelapa
sawit yang diperoleh pada saat replanting. Peremajaan pada batang kelapa sawit
yang sudah tidak produktif lagi atau yang berumur 25 tahun terus dilakukan
sehingga bahan baku pembuatan arang akan tetap tersedia.
Berdasarkan hal tersebut dilakukan penelitian tentang pemberian arang
batang kelapa sawit pada tanah yang diujicobakan pada tanaman jagung dengan
tujuan untuk mempelajari pengaruh pemberian arang batang kelapa sawit terhadap
pertumbuhan dan produksi tanaman jagung serta mempelajari kecenderungan
pergerakan dan perkembangan akar pada media tumbuh dengan dan tanpa arang
batang kelapa sawit.
Penelitian ini terdiri dari 2 percobaan yaitu percobaan I untuk mempelajari
pengaruh pemberian arang batang kelapa sawit terhadap pertumbuhan dan
produksi tanaman jagung serta percobaan II untuk mempelajari kecenderungan
pergerakan dan perkembangan akar pada media tumbuh dengan dan tanpa arang
batang kelapa sawit. Percobaan I terdiri atas 6 perlakuan yang diulang sebanyak 4
kali yaitu A0: kontrol (0 gram arang/pot), A1: 4% dari berat tanah (480
gram/pot), A2: 8% dari berat tanah (960 gram/pot), A3: 12% dari berat tanah
(1440 gram/pot), A4: 16% dari berat tanah (1920 gram/pot) dan A5: 20% dari
berat tanah (2400 gram/pot). Percobaan II terdiri atas 2 perlakuan yang diulang
sebanyak 3 kali yaitu B0: arang dan tanah + tanpa pupuk dasar serta B1: arang
dan tanah + pupuk dasar.
Hasil penelitian menunjukkan bahwa pemberian arang batang kelapa sawit
sebanyak 4% (480 gram/pot) dapat meningkatkan pertumbuhan dan produksi serta
kadar hara tanaman jagung. Pemberian arang dengan dosis yang lebih tinggi, tidak
menambah peningkatan pertumbuhan dan produksi, bahkan cenderung menurun
pada perlakuan A5 atau pemberian arang sebanyak 20% (2400 gram/pot).
Biomassa dan kadar hara tanaman jagung mengalami peningkatan dibandingkan
tanaman yang tidak mendapat perlakuan arang batang kelapa sawit. Sifat arang
yang porous meningkatkan kemampuan akar tanaman menjadi lebih optimal
dalam penyerapan unsur hara. Hal ini terlihat pada bagian tanah yang
mengandung arang terdapat akar tanaman yang lebih banyak. Pada kondisi ini,
kemampuan akar untuk menyerap unsur hara lebih tinggi sehingga menghasilkan
produksi jagung lebih tinggi. Untuk pengamatan perkembangan perakaran, perlu
dilakukan penelitian lanjutan dengan rancangan perlakuan letak dan jumlah arang
yang lebih bervariasi agar mekanisme arang dalam menyerap unsur hara yang ada
di media tanam lebih mudah dideteksi.
@Hak Cipta milik IPB, tahun 2012
Hak Cipta dilindungi Undang-Undang
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya ini tanpa mencantumkan atau
menyebutkan sumber pengutipan hanya untuk kepentingan pendidikan, penelitian,
penulisan karya ilmiah, penyusunan laporan, penulisan kritik atau tinjauan suatu
masalah dan pengutipan tersebut tidak merugikan kepentingan yang wajar IPB
Dilarang mengumumkan dan memperbanyak sebagian atau seluruh Karya Tulis
dalam bentuk apapun tanpa izin IPB
Judul Penelitian
:
Peranan Arang Batang Kelapa Sawit dalam Peningkatan
Produksi Tanaman Jagung (Zea mays, L.)
Nama
:
Febrianti, SP
NRP
:
A152080041
Disetujui
Komisi Pembimbing
Dr. Ir. Suwardi, M.Agr
Ketua
Dr. Ir. Syaiful Anwar, M.Sc
Anggota
Dr. Ir. Darmawan, M.Sc
Anggota
Diketahui
Ketua Program Studi
Agroteknologi Tanah
Dr. Ir. Suwardi, M.Agr
Tanggal Ujian : 27 Juli 2012
Dekan Sekolah Pascasarjana
Sekretaris Program Magister
Dr. Ir. Dahrul Syah, M.Sc.Agr
Tanggal Pengesahan: 10 Agustus 2012
PRAKATA
Puji syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT yang telah melimpahkan
rahmat dan hidayah-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan penelitian dan
penulisan tesis yang berjudul Peranan Arang Batang Kelapa Sawit dalam
Peningkatan Produksi Tanaman Jagung (Zea mays, L.) sebagai salah satu syarat
untuk memperoleh gelar Master Sains (M.Si) pada PS Agroteknologi Tanah,
Departemen Ilmu Tanah Sumberdaya Lahan, Fakultas Pertanian, Institut Pertanian
Bogor.
Atas segala bantuan dan dukungan yang telah diberikan selama penelitian dan
penulisan tesis, penulis mengucapkan terima kasih kepada semua pihak terutama
kepada:
1. Dr. Ir. Suwardi M.Agr, Dr. Ir. Syaiful Anwar, M.Sc dan Dr. Ir. Darmawan
M.Sc yang telah membimbing, memberi ide, masukan, arahan serta motivasi
kepada penulis selama penyelesaian tesis.
2. Dr. Ir. Budi Nugroho, M.Si selaku dosen penguji yang telah menguji,
memberikan saran dan masukan dalam penulisan tesis.
3. Staf pengajar PS Agroteknologi Tanah, Departemen Ilmu Tanah dan
Sumberdaya Lahan, Fakultas Pertanian IPB atas ilmu yang diberikan selama
perkuliahan.
4. Sahabat-sahabat penulis di PS Agroteknologi Tanah, PS Ilmu Tanah, PS
Bioteknologi Tanah dan Lingkungan, PS PWL dan PS DAS atas dukungan
dan persahabatannya selama perkuliahan.
5. Kedua orang tua tercinta, Ayah (Drs. Edison Halim) dan Mama (Puti Saedah),
Abang (Soniwar Edi Putra, SE) serta kedua adikku tersayang (Tirta Mailinda,
ST dan Febriko Pribadi) yang telah memberikan semangat, perhatian, nasehat,
doa, kasih sayang dan pengorbanan yang tak terhingga.
6. Semua pihak yang tidak dapat disebutkan satu per satu untuk doa dan
dukungannya kepada penulis selama masa studi dan mengerjakan tesis.
Penulis berharap semoga tulisan ini bermanfaat bagi semua pihak yang
membacanya.
Bogor, Agustus 2012
Penulis
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Pekanbaru, Riau pada tanggal 23 Februari 1985.
Penulis merupakan anak kedua dari 4 bersaudara dari pasangan Drs. Edison Halim
dan Puti Saedah.
Penulis mengawali pendidikan di SD Negeri 010 Sidomulyo, Pekanbaru
dan lulus tahun 1997. Penulis meneruskan pendidikan menengah pertama di SLTP
Negeri 21 Pekanbaru dan lulus pada tahun 2000. Pada tahun 2003 penulis lulus
dari SMU Negeri 5 Pekanbaru dan diterima sebagai mahasiswa Agronomi,
Fakultas Pertanian, Universitas Riau melalui jalur Seleksi Penerimaan Mahasiswa
Baru (SPMB). Pada tahun 2007 penulis menyelesaikan Program S1 pada Jurusan
Agronomi, Fakultas Pertanian Universitas Riau. Pada tahun 2008, penulis
mendapatkan kesempatan untuk melanjutkan program S2 di Program Studi
Agroteknologi Tanah, Sekolah Pascasarjana, Institut Pertanian Bogor (IPB).
Selama perkuliahan, penulis berkesempatan mengikuti Praktek Kerja
Profesi (PKP) di PTPN V Sei Rokan, Ujung Batu, Riau di bagian pembibitan
tanaman kelapa sawit (pre nursery dan main nursery). Selain itu, penulis juga
terpilih menjadi pengurus Forum Mahasiswa Pascasarjana Ilmu Tanah dan
Sumberdaya Lahan, Institut Pertanian Bogor tahun 2008-2010.
DAFTAR ISI
Halaman
DAFTAR TABEL .................................................................................
xii
DAFTAR GAMBAR.............................................................................
xii
DAFTAR LAMPIRAN .........................................................................
xii
PENDAHULUAN
Latar Belakang...............................................................................
1
Tujuan Penelitian ...........................................................................
3
TINJAUAN PUSTAKA
Sejarah Penggunaan Arang dalam Bidang Pertanian ....................
5
Pembuatan Arang...........................................................................
7
Potensi Limbah Batang Kelapa Sawit ...........................................
10
METODE PENELITIAN
Percobaan I ....................................................................................
17
Percobaan II ...................................................................................
18
HASIL DAN PEMBAHASAN
Karakteristik Arang .......................................................................
21
Pengaruh Arang terhadap Pertumbuhan dan Produksi Tanaman ..
24
Pengaruh Arang terhadap Kadar Hara Jaringan Tanaman ............
32
Pengaruh Arang terhadap Perkembangan Perakaran Tanaman.....
38
KESIMPULAN DAN SARAN .............................................................
43
DAFTAR PUSTAKA ............................................................................
45
LAMPIRAN...........................................................................................
51
DAFTAR TABEL
No.
Halaman
1. Sifat-Sifat Dasar Batang Sawit...........................................................
2. Hasil Analisis Sifat Fisika dan Kimia pada Arang Batang
Kelapa Sawit.......................................................................................
3. Pengaruh Arang terhadap Pertumbuhan dan Produksi Jagung ..........
4. Pengaruh Arang terhadap Kadar Hara Jaringan Tanaman .................
5. Pengaruh Arang terhadap Perkembangan Perakaran
Tanaman Jagung.................................................................................
13
21
24
32
38
DAFTAR GAMBAR
1. Perbandingan Tanah yang tidak diberi Arang (terra preta)
dengan Tanah yang diberi Arang (asli) ..............................................
2. Pembuatan Arang metode drum-kiln..................................................
3. Pembuatan Arang Metode Lubang Tanah (earth pit-kiln) .................
4. Pohon Kelapa Sawit yang sudah tidak Produktif ...............................
5. Percobaan II (B0 dan B1)...................................................................
6. Hasil Scanning Electron Microscopy (SEM) Arang Batang Kelapa
Sawit (a); Arang Sekam Padi (b)........................................................
7. Pengaruh Arang Batang Kelapa Sawit terhadap Berat Buah Tanaman
Jagung.................................................................................................
8. Pengaruh Arang Batang Kelapa Sawit terhadap Biomassa Tanaman
Jagung.................................................................................................
9. Hasil Scanning Electron Microscopy (SEM) Tanah+Arang..............
5
8
9
13
19
23
27
31
39
DAFTAR LAMPIRAN
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Tabel Anova dari berbagai parameter Pengamatan............................
Deskripsi Tanaman Jagung ................................................................
Foto Tanaman Jagung pada Pot Percobaan........................................
Foto Tanaman Jagung pada Kotak Plastik .........................................
Foto Akar Tanaman Jagung pada Kotak Plastik ................................
Nilai pH Tanah setelah diberi Perlakuan Arang Batang
Kelapa sawit .......................................................................................
53
55
56
57
58
59
xii
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Penggunaan arang sebagai bahan amelioran tanah sudah dilakukan sejak
lama oleh masyarakat pada masa lalu di berbagai kawasan. Tanah hitam di daerah
Amazon yang disebut sebagai terra preta merupakan salah satu bukti tentang
pemanfaatan arang. Terra preta merupakan tanah buatan yang banyak
mengandung senyawa karbon dengan kadar dua puluh kali lebih tinggi
dibandingkan tanah mineral lainnya serta mengandung kadar nitrogen dan fosfor
tiga kali lebih tinggi (Glaser et al. 2002; Lehmann dan Rondon, 2006; Yamato et
al. 2006). Keberadaan arang mampu memacu aktivitas kehidupan mikrobiologi
tanah, terutama yang berasosiasi dengan akar tanaman, mampu meningkatkan
kapasitas tukar kation tanah karena adanya pori mikro di dalam struktur arang dan
resin perekatnya, mampu meningkatkan konservasi unsur hara mudah larut
sehingga pencucian hara menjadi kecil. Efek peningkatan kandungan karbon
dalam tanah lebih bertahan lama pada penambahan arang dibandingkan
penambahan pupuk lainnya (Erickson, 2003).
Pemberian arang pada tanah saat ini sudah banyak diujicobakan untuk
budidaya tanaman pangan. International Rice Research Institute (IRRI) pada
tahun 2007 menguji pemberian arang pada produksi padi gogo di Laos. Pemberian
arang sebanyak 4 ton/ha terbukti dapat meningkatkan konduktivitas hidrolik top
soil atau lapisan permukaan tanah dan meningkatkan hasil gabah padi gogo pada
kandungan tanah yang rendah fosfor (P) (Asai et al. 2009). Pemberian arang juga
dapat meningkatkan respon terhadap pemberian pupuk dengan kandungan
nitrogen (N) (Saito, et al. 2006). Penelitian lainnya tentang pemberian arang pada
tanaman kedelai di Australia terbukti dapat meningkatkan biomassa tanaman
(Glaser et al. 2001). Arang berperan sebagai soil ameliorant yang dapat
merangsang pertumbuhan tanaman dengan menyediakan dan memelihara unsur
hara dalam tanah dengan cara memperbaiki kondisi fisik dan biologi tanah
(Lehmann et al. 2006). Berdasarkan hasil-hasil penelitian tersebut, arang adalah
bahan potensial yang dapat diberikan pada lahan-lahan marginal.
Banyak lahan pertanian di Indonesia tergolong lahan-lahan marginal yang
perlu mendapat tambahan bahan amelioran. Lahan pertanian yang diusahakan
1
secara terus-menerus yang diiringi dengan penggunaan pupuk anorganik tanpa
diimbangi dengan usaha pengembalian bahan amelioran mengakibatkan
produktivitas tanah menjadi semakin rendah. Permasalahan tersebut jika dibiarkan
dapat berakibat buruk bagi pertumbuhan dan produksi tanaman.
Pemberian arang pada lahan pertanian merupakan salah satu solusi untuk
mengatasi permasalahan tersebut di atas. Jika arang dapat diproduksi dari limbah
yang berada di sekitar lahan pertanian maka selain dapat digunakan sebagai bahan
amelioran juga dapat mengurangi pencemaran lingkungan. Tumpukan limbah
dapat mengganggu lingkungan sekitarnya dan berdampak terhadap kesehatan
manusia serta memicu munculnya hama seperti Oryctes rhinoceros yang
berkembang biak pada tumpukan limbah batang kelapa sawit yang secara alami
proses penghancurannya berlangsung lambat. Lebih dari itu dari sisi lingkungan,
proses pengarangan dapat mengurangi kehilangan C yang biasa terjadi akibat
proses pembakaran aerob sehingga C tetap terkonservasi dalam tanah sebagai
carbon sink.
Potensi
limbah organik yang banyak terdapat di sekitar lingkungan
merupakan peluang yang besar sebagai sumber arang. Salah satu potensi limbah
yang banyak terdapat di Indonesia adalah batang kelapa sawit yang diperoleh pada
saat peremajaan tanaman. Perusahaan kelapa sawit melakukan penebangan pohon
kelapa sawit yang sudah tidak produktif atau yang sudah berumur lebih kurang 25
tahun. Pengolahan batang kelapa sawit menjadi arang merupakan salah satu usaha
dalam pemanfaatan limbah batang kelapa sawit sebagai sumber bahan amelioran
pada lahan pertanian di Indonesia.
Mekanisme arang dalam melepaskan unsur hara yang membuat sifat-sifat
tanah menjadi lebih baik serta memacu pertumbuhan dan perkembangan tanaman
menjadi lebih baik belum dapat diketahui dengan pasti. Penelitian-penelitian yang
dilakukan selama ini tidak membahas mengenai bagaimana mekanisme arang
membuat tanah lebih subur atau menyediakan unsur hara bagi tanah dan tanaman.
Untuk itu, maka dilakukan penelitian pemberian arang batang kelapa sawit pada
tanah untuk tanaman jagung.
2
Tujuan Penelitian
Penelitian ini bertujuan untuk:
1. Mempelajari pengaruh pemberian arang batang kelapa sawit terhadap
pertumbuhan dan produksi serta kadar hara tanaman jagung.
2. Mempelajari kecenderungan pergerakan dan perkembangan akar pada
media tumbuh dengan dan tanpa arang batang kelapa sawit.
3
4
TINJAUAN PUSTAKA
Sejarah Penggunaan Arang dalam Bidang Pertanian
Penggunaan arang ke dalam tanah bukan merupakan suatu konsep baru.
Pemberian bahan arang sebagai sumber hara bagi tanah, sudah dilakukan sejak
zaman dahulu. Dalam buku kuno Jepang abad 17, arang disebut sebagai pupuk
api. Di Indonesia, masyarakat pedesaan sudah sejak lama menggunakan arang
kayu atau lainnya sebagai sumber energi dan perbaikan kesuburan tanah pada
tingkat terbatas. Namun masyarakat modern baru menyadari benar manfaat dari
arang setelah penemuan tanah hitam yang subur di lembah Amazon, Amerika
Selatan (Glaser et al. 2001).
Tanah hitam yang berada di lembah sungai Amazon yang disebut sebagai
Amazonian Dark Eath atau terra preta memiliki material arang dalam jumlah
besar yang berasal dari sisa pembakaran biomassa (Sombroek et al, 2003). Terra
preta ini dibuat oleh penduduk asli di daerah Amazon sebelum kedatangan bangsa
Eropa ke daerah tersebut (Erickson, 2003). Perbandingan antara kondisi tanah
yang tidak diberi arang (asli) dengan tanah yang ditambahkan arang (terra preta)
dapat dilihat pada Gambar 1.
Gambar 1 Perbandingan kondisi tanah yang tidak diberi arang (asli) dengan
tanah yang ditambahkan arang (terra preta), (Sumber:Yu, 2010)
Senyawa karbon yang tahan terhadap dekomposisi dijumpai dalam terra
preta. Para ilmuwan dunia menemukan unsur arang dalam kandungan tanah hitam
di lembah Amazon tersebut dan diperkirakan merupakan hasil pengelolaan bangsa
Ameridian sejak 500 tahun hingga 2.500 tahun silam yang terbentuk oleh
5
kebiasaan masyarakat membakar biomassa dan membenamkannya ke dalam
tanah. Tanah yang dikelola bangsa Ameridian itu mempertahankan kandungan
karbon organik dan kesuburan yang tinggi, bahkan beberapa ribu tahun setelah
ditinggalkan penduduk setempat. Efek peningkatan kandungan karbon dalam
tanah lebih permanen pada penambahan arang dibanding penambahan bentukbentuk bahan organik atau pemupukan lainnya (Erickson, 2003).
Terra preta memiliki kandungan unsur hara yang tinggi, kandungan
nitrogen dan phospor tiga kali lebih tinggi dan kandungan karbon dua puluh kali
lebih tinggi dari tanah mineral lainnya. Keberadaannya mampu memacu aktivitas
kehidupan mikrobiologi tanah, terutama yang berasosiasi dengan akar tanaman,
mampu meningkatkan kapasitas tukar kation tanah karena adanya kisi-kisi mikro
di dalam struktur dan resin perekatnya, mampu meningkatkan konservasi unsur
hara serta mudah larut sehingga pencucian hara bisa ditekan menjadi lebih sedikit
(Sombroek et al. 2003). Selain itu, arang berperan sebagai bahan amelioran tanah
yang dapat merangsang pertumbuhan tanaman dengan menyediakan dan
memelihara bebagai unsur hara dalam tanah dengan menyediakan dan
mempertahankan hara dalam tanah dengan cara memperbaiki kondisi fisik dan
biologi tanah (Lehmann et al. 2006).
Hodgson (1981) menyatakan bahwa media yang ringan, komposisinya
seragam, mempunyai kapasitas tukar kation dan kapasitas penangkapan air tinggi
serta aerasi dan drainasenya baik, merupakan media yang baik untuk tanaman.
Sifat arang yang porous akan mendukung kemampuan akar tanaman menjadi
lebih optimal dalam memanfaatkan unsur-unsur hara yang tersedia sehingga
pertumbuhan tanaman menjadi lebih baik dibandingkan dengan tanah yang tidak
dicampur arang dan hanya menggunakan penambahan pupuk dasar saja.
Distribusi dan penetrasi akar menjadi lebih luas sehingga serapan hara dan air
menjadi lebih besar dan akan berdampak pada peningkatan produksi tanaman.
Komposisi arang yang ideal di dalam tanah bergantung dari jenis bahan
organiknya. Sebagai pembenah tanah, arang dapat menahan air dan nutrisi,
kemudian
menjadikannya
sebagai
sumber
kebutuhan
tanaman
secara
berkelanjutan. Dari hasil suatu penelitian, kandungan arang di dalam tanah tidak
akan terpengaruh selama 130 tahun lamanya (Krull et al. 2006).
6
Penelitian terhadap peran arang bagi pertumbuhan bibit padi sudah
dikembangkan pada tahun 1915 (Falcao et al. 2003). Pada tahun 2007
International Rice Research Institute (IRRI) menguji pemberian arang pada
produksi padi gogo di Laos bagian utara. Arang terbukti meningkatkan
konduktivitas hidrolik top soil atau lapisan permukaan tanah dan meningkatkan
hasil gabah pada kandungan tanah yang rendah fosfor (P) tersebut. Pemberian
arang juga terbukti meningkatkan respons terhadap pemberian pupuk dengan
kandungan nitrogen (N) (Asai et al. 2009). Mekanisme arang dalam melepaskan
unsur hara yang membuat sifat-sifat tanah menjadi lebih baik serta memacu
pertumbuhan dan perkembangan tanaman menjadi lebih baik belum dapat
diketahui dengan pasti. Penelitian-penelitian yang dilakukan selama ini tidak
membahas mengenai bagaimana mekanisme arang dalam membuat tanah menjadi
subur atau menyediakan unsur hara bagi tanah dan tanaman.
Pembuatan Arang
Di Indonesia banyak sekali limbah biomassa dan belum dimanfaatkan
secara optimal, sehingga menimbulkan masalah bagi lingkungan. Limbah
pertanian yang dapat digunakan sebagai sumber bahan baku untuk pembuatan
arang antara lain limbah–limbah pengolahan kayu, perkebunan, pertanian, rantingranting kayu, atau pohon perdu. Limbah pertanian ini dapat diolah menjadi arang
secara konvensional dan tradisional.
Arang dapat dibuat dengan berbagai cara. Metode yang dikenal serta
umum digunakan oleh masyarakat di dalam pembuatan arang, yaitu metode
lubang tanah (earth pit-kiln). Selain itu, juga dikenal metode lain yang sudah
berkembang dengan pengaturan ventilasi udara yang lebih terkontrol serta
penggunaan bahan lain sebagai media tungku. Pengembangan ini dilakukan
dengan tujuan untuk memperbaiki proses pembuatan serta hasil arang yang akan
diperoleh. Beberapa metode tersebut antara lain adalah metode tungku drum
(drum-kiln) seperti terlihat pada Gambar 2 serta tungku batu bata (flat-kiln)
(Iskandar et al. 2005).
7
Gambar 2 Pembuatan arang metode drum-kiln
Metode tradisional yang biasa dilakukan masyarakat adalah dengan
mengarangkan batang kelapa sawit ke dalam lubang pembakaran atau dikenal
dengan metode lubang tanah (earth pit-kiln) seperti terlihat pada Gambar 3. Pada
pembuatan arang dengan menggunakan metode lubang tanah, yang perlu
diperhatikan adalah pemilihan lokasi pembuatan lubang tungku. Usahakan lokasi
pembuatan lubang terletak relatif terlindung dari pengaruh hujan serta agak landai.
Hal ini untuk memudahkan di dalam kegiatan pembuatan arang nantinya.
Beberapa kelebihan pembuatan arang dengan menggunakan metode tungku
lubang tanah, disamping volume kayu yang bisa dibuat, ukuran bahan baku dari
kayu limbah yang digunakan bisa relatif lebih besar, dibandingkan dengan
menggunakan tungku drum (Iskandar et al., 2005).
Di dalam pembuatan lubang tanah sebagai tungku pembakaran arang perlu
diperhatikan beberapa hal, antara lain:
a. Dimensi tungku lubang
Ukuran standar yang digunakan untuk lubang tungku adalah 2m x 1m,
dengan kedalaman antara 1-1,5 m. Namun demikian, ketentuan ukuran ini tidak
terlalu baku dan dapat dimodifikasi sesuai kondisi yang dijumpai di lapangan.
8
Perubahan tersebut akan berpengaruh terhadap lama waktu pembakaran, jumlah
lubang udara, serta jumlah cerobong asap yang harus dibuat.
b. Perlakuan bahann baku
Sebelum bahan baku disusun, terlebih dahulu pada dasar lubang diberi
ganjal batang pohon yang diletakkan secara membujur dari bagian atas lubang ke
bagian bawah (Gambar 3b)
3b). Tujuan pemberian ganjal batang pohon adalah untuk
menjaga sirkulasi udara di dalam lubang, sehingga proses pengarangan dapat
berjalan baik. Selanjutnya bahan baku disusun melintang diatas ganjal batang
pohon hingga memenuhi lubang (Gambar 3c).
a
c
b
kiln)
Gambar 3 Pembuatan arang metode lubang tanah (earth pit-kiln
Pada batas bawah lubang, disediakan ruangan yang cukup untuk serasah
dan daun kering sebagai umpan awal pembakaran. Pada batas atas lubang,
disediakan tempat untuk meletakkan cerobong asap sebelum tumpukan kayu
ditutup dengan serasah, daun, ranting kering, dan tanah. Setelah bahan disusun
memenuhi lubang, di sela
sela-sela antara bahan dengan dinding tanah diberi ranting,
serasah, dan daun kering sebagai umpan awal pembakaran. Sebelum ditutup
tanah, dilapisi dengan lembaran daun basah yang disusun saling menyilang untuk
mengurangi suhu panas yang keluar.
c. Cara pembakaran
Sebelum dilakukan pembakaran, pertama masukkan ranting atau dahan
kering ke dalam lubang tempat pembakaran awal. Kemudian beri sedikit minyak
tanah untuk memudahkan penyalaan. Setelah api dinyalakan, jaga agar bara tetap
menyala dan merembet ke dalam lubang. Apabila dari cerobong sudah keluar
9
asap, berarti di dalam lubang sudah ada proses pembakaran ranting dan daun.
Selanjutnya ditunggu sampai asap yang keluar berwarna putih tebal. Setelah 5
sampai 6 hari proses pembakaran, asap dari cerobong mulai terlihat menipis dan
berwarna tipis kebiru-biruan. Hal ini menunjukkan bahwa proses pengarangan
sudah hampir selesai.
d. Pendinginan
Apabila permukaan lapisan tanah penutup terlihat kering, maka proses
pendinginan bisa dilakukan dengan menutup lubang udara, mencabut cerobong
asap dan menutup dengan tanah. Untuk mempercepat proses pendinginan bisa
dilakukan penyiraman apabila tidak terdapat hujan.
e. Pembongkaran
Setelah 1 sampai 2 hari proses pendinginan berjalan dan suhu permukaan
tanah tidak panas, lubang bisa dibongkar untuk mengeluarkan arang.
Pembongkaran harus dilakukan hati-hati, agar arang tidak hancur dan dapat
diambil dalam kondisi utuh.
Potensi Limbah Batang Kelapa Sawit
Purseglove (1972) mengatakan bahwa kelapa sawit (Elaeis guneensis
Jacq) di Indonesia pertama kali ditanam di Kebun Raya Bogor sebanyak 4 pohon
pada tahun 1848 yang berasal dari Reunion dan Amsterdam. Menurut Tomlinson
(1961), pohon kelapa sawit termasuk jenis tumbuhan Divisio: Spermatophyta,
Subdivisio: Angioepermae, Classis: Monocotyledone, Ordo: Palmales, Familia:
Palmaceae, Genus: Elaeis, Species: E. Guineensis.
Kelapa sawit merupakan tumbuhan industri penting penghasil minyak
masak, minyak industri, maupun bahan bakar. Perkebunan menghasilkan
keuntungan besar sehingga banyak hutan dan perkebunan lama dikonversi
menjadi perkebunan kelapa sawit. Indonesia adalah penghasil minyak kelapa
sawit kedua dunia setelah Malaysia, namun proyeksi ke depan memperkirakan
bahwa pada tahun 2009 Indonesia akan menempati posisi pertama. Di Indonesia
penyebarannya di daerah Aceh, pantai timur Sumatera, Jawa, dan Sulawesi
(Prayitno dan Darnoko (1994) dalam Refdi (2001)). Potensi perkebunan kelapa
sawit di Indonesia pada tahun 1995-2005 luas arealnya bertambah dari 2,7 juta ha
10
sampai 4,5 juta ha. Apabila setiap 10% dari tanaman sawit ini harus diremajakan,
maka dihasilkan limbah batang kelapa sawit 11,7 juta pohon/tahun setara dengan
5,85 juta ton kayu pertahun. Namun demikian, limbah tersebut hanya dibuang dan
belum termanfaatkan secara optimal (BPS, 2009).
Dari estimasi potensi limbah perkebunan dari tahun 2001–2003 dilaporkan
bahwa di Indonesia limbah kelapa sawit mempunyai potensi yang lebih besar
dibandingkan dengan batang karet, kelapa dan tebu. Potensi yang besar ini karena
Indonesia memiliki perkebunan kelapa sawit sekitar 4 juta ha dengan total
produksi 8 juta ton CPO dan kernel (Suwono, 2003). Batang pohon kelapa sawit
hingga kini belum bisa dimanfaatkan sehingga bisa bernilai ekonomi. Sejumlah
penelitian sudah mengkaji pemanfaatan batang ini. Sektor industri perlu
memikirkannya karena pada tahun 2010, limbah batang sawit melimpah dalam
jumlah besar. Pada tahun 2010 banyak tanaman kelapa sawit yang berusia 25
tahun atau dengan kata lain sudah tidak produktif. Terdapat minimal 10 juta
batang kelapa sawit yang sudah tidak produktif. Angka ini berasal dari
pembukaan lahan sawit pada 1985 seluas 100.000 ha. Setiap tahun, pembukaan
lahan untuk perkebunan kelapa sawit semakin meningkat seiring dengan
meningkatnya kebutuhan akan CPO dunia (BPS, 2009).
Batang sawit pada dasarnya merupakan bahan berkayu yang memiliki
struktur relatif tidak seragam dan memiliki kesan struktur seperti kayu kelapa
dengan konfigurasi serat lebih pendek. Dalam keadaan segar kayu sawit berwarna
putih cerah dengan penampakan permukaan cenderung berbulu (fuzzy grain)
(Balfas, 2003). Sejak berkecambah pada tahun pertama tidak nampak
pertumbuhan batang aktif. Mula-mula terbentuk poros batang, selanjutnya
terbentuk daun yang bertambah besar yang saling tindih membentuk spiral. Poros
batang diselubungi oleh pangkal-pangkal daun yang kelihatannya bertambah
besar, karena jumlah daun yang bertambah banyak. Batang berfungsi sebagai
penyangga tajuk serta menyimpan dan mengangkut bahan makanan. Kelapa sawit
termasuk tanaman monokotil, tidak memiliki kambium dan pada umumnya tidak
bercabang. Batang berbentuk silinder dengan diameter antara 20-75 cm atau
tergantung pada keadaan lingkungan. Diameter batang dapat mencapai 90 cm.
Selama beberapa tahun minimal 12 tahun, batang tertutup rapat oleh pelepah
11
daun. Tinggi batang bertambah kira-kira 75 cm/tahun, tetapi dalam kondisi yang
sesuai dapat mencapai 100 cm/tahun. Tinggi maksimum tanaman kelapa sawit
yang ditanam di perkebunan adalah 12 m, sedangkan di alam dapat mencapai
lebih dari 20 m. Tanaman yang telah mencapai ketinggian dari 12 m sudah sulit
untuk dipanen, maka pada umumnya tanaman di atas 25 tahun sudah diremajakan
(Bakar, 2003).
Kelapa sawit terdiri dari batang, daun, tandan kosong mengandung
holoselulosa yang cukup tinggi (batang 86,03%, daun 69,86 %, tandan kosong
73,85%, akar 67,89%) (Anderson dan Khalid, 2000). Kandungan holoselulosa ini
akan berpengaruh pada kecepatan pembentukan produk, semakin tinggi
kandungan selulosa maka pembentukan produk akan lebih tinggi (Song et al.
2000).
Berdasarkan data BPS tahun 2004, dari 4 juta ha perkebunan tersebut,
sekitar 1,23 juta ha berada di Provinsi Riau. Luasnya lahan kebun kelapa sawit
akan menghasilkan limbah padat sawit yang sangat banyak. Limbah padat sawit
yang dihasilkan dapat berupa cangkang, batang, tandan kosong, pelepah dan lainlain yang merupakan sisa dari industri sawit yang belum dimanfaatkan secara
optimal (Padil, 2005). Selama ini limbah padat sawit dibakar di lahan dan
menghasilkan abu yang digunakan sebagai pupuk tanaman (Suwono, 2003).
Selain itu, limbah padat seperti cangkang digunakan sebagai bahan bakar
boiler untuk pembangkit uap serta bahan baku karbon aktif. Namun pemanfaatan
limbah dengan metode seperti ini hanya dapat menanggulangi limbah dalam skala
kecil sedangkan limbah padat diproduksi dalam skala yang cukup besar (Miura et
al. 2003). Untuk itu diperlukan suatu terobosan yang dapat mengolah limbah
padat sawit. Salah satu usaha yang dapat dilakukan adalah dengan cara mengolah
batang kelapa sawit menjadi arang.
Menurut Prayitno (1995) dalam Santoso (2005), variasi kadar air (KA)
batang kelapa sawit relatif besar seperti halnya variasi KA kayu daun lebar
(hardwood) yang mempunyai berat jenis (BJ) rendah. Bagian dalam kayu
umumnya mempunyai KA yang lebih tinggi dibandingkan dengan bagian tengah,
tetapi lebih rendah dibandingkan dengan bagian kulit. KA akan turun dari pangkal
batang ke beberapa meter di atas pangkal dan kemudian naik menuju bagian ujung
12
(puncak). Bakar (2003) mengemukakan bahwa KA tertinggi berkisar antara 345–
500%, variasi ini cenderung turun dari atas batang ke bawah dan dari empulur ke
tepi. Beberapa sifat penting dari setiap bagian batang disajikan pada Tabel 1.
Tabel 1 Sifat-Sifat Dasar Batang Sawit
Sifat-sifat Penting
Berat Jenis
Kadar Air (%)
Kekuatan Lentur (kg/cm)
Keteguhan Lentur (kg/cm)
Susut Volume
Kelas Awet
Kelas Kuat
Tepi
0,35
156
29.996
295
26
V
III-V
Bagian dalam Batang
Tengah
Pusat
0,28
257
11.421
129
39
V
V
0,20
365
6.980
67
48
V
V
Sumber: Bakar (2003)
Tanaman kelapa sawit yang tidak produktif seperti terlihat pada Gambar 4,
akan memasuki masa replanting atau penanaman kembali. Batang sawit yang
jumlahnya melimpah merupakan potensi yang sangat besar untuk diolah menjadi
arang yang dapat dimanfaatkan sebagai bahan organik bagi tanah dan tanaman.
Selama ini, batang kelapa sawit belum banyak dimanfaatkan dan dibiarkan
terbuang begitu saja menjadi limbah pertanian tanpa penanganan. Penelitian ini
diharapkan dapat memberikan kontribusi dalam penanganan limbah kelapa sawit
yang jumlahnya terus meningkat serta menambah sumber bahan amelioran bagi
tanah yang akan menunjang pertumbuhan tanaman menjadi lebih baik.
Gambar 4 Pohon kelapa sawit yang sudah tidak produktif
13
14
METODE PENELITIAN
Penelitian ini terdiri dari 2 percobaan yaitu percobaan I untuk mempelajari
pengaruh penambahan arang batang kelapa sawit terhadap pertumbuhan dan
produksi tanaman jagung serta percobaan II untuk mempelajari kecenderungan
pergerakan dan perkembangan akar pada media tumbuh dengan dan tanpa arang
batang kelapa sawit.
Proses pembuatan arang dilakukan di Pekanbaru, Riau pada bulan
September 2010 sampai dengan Oktober 2010. Bahan utama yang digunakan
dalam penelitian ini adalah limbah batang kelapa sawit yang berumur 25 tahun
yang berasal dari kebun kelapa sawit Sei Tapung PTPN V Provinsi Riau. Arang
batang kelapa sawit dianalisa sifat fisik dan kimia untuk mengetahui
karakteristiknya.
Arang batang kelapa sawit pada penelitian ini dibuat dengan menggunakan
metode tradisional lubang tanah (earth pit-kiln). Langkah-langkah pembuatan
arang kelapa sawit terdiri dari:
a. Batang kelapa sawit ditebang menggunakan alat pemotong. Setelah itu,
batang kelapa sawit dipotong dengan ketebalan 10-20 cm.
b. Batang kelapa sawit yang sudah dipotong-potong dikeringkan dengan cara
dijemur dibawah sinar matahari untuk menurunkan kadar air. Proses
pengeringan dilakukan selama 10 hari.
c. Potongan-potongan
batang
kelapa
sawit
disusun
dalam
lubang
pembakaran. Sebelum disusun, terlebih dahulu pada dasar lubang diberi
ganjal batang pohon yang diletakkan secara membujur dari bagian atas
lubang ke bagian bawah (Gambar 3b). Selanjutnya batang kelapa sawit
yang tebalnya 10-20 cm disusun melintang diatas ganjal batang pohon
hingga memenuhi lubang (Gambar 3c). Pada batas bawah lubang,
disediakan ruangan yang cukup untuk serasah dan daun kering sebagai
umpan awal pembakaran. Pada batas atas lubang, disediakan tempat untuk
meletakkan cerobong asap sebelum tumpukan kayu ditutup dengan
serasah, daun, ranting kering, dan tanah. Setelah batang kelapa sawit
disusun memenuhi lubang, di sela-sela antara batang kelapa sawit dengan
dinding tanah diberi ranting, serasah, dan daun kering sebagai umpan awal
15
pembakaran. Sebelum ditutup tanah, dilapisi dengan lembaran daun basah
yang disusun saling menyilang untuk mengurangi suhu panas yang keluar.
d. Proses pembakaran diawali dengan pemberian sedikit minyak tanah untuk
memudahkan penyalaan. Setelah api dinyalakan, jaga agar bara tetap
menyala dan merembet ke dalam lubang. Apabila dari cerobong sudah
keluar asap, berarti di dalam lubang sudah ada proses pembakaran ranting
dan daun. Selanjutnya ditunggu sampai asap yang keluar berwarna putih
tebal. Selama proses pembakaran, perlu ada penambahan lapisan tanah
agar tidak ada kebocoran lubang udara. Setelah proses pembakaran di
dalam lubang sudah berjalan sempurna, kira-kira 5 sampai 6 jam akan
ditandai dengan asap putih tebal dari cerobong, maka lubang udara di
bagian depan perlu ditutup sebagian untuk membatasi suplai udara ke
dalam tungku. Pada saat penutupan lubang udara, lapisan tanah penutup
harus selalu ditambah pada bagian-bagian yang sudah mulai turun karena
kayu di dalam tungku lubang sudah mulai terbakar. Lubang udara yang
disisakan di bagian depan agar suplai udara dibatasi selama proses
pengarangan berlangsung.
e. Setelah satu hari proses pembakaran berjalan, asap yang dihasilkan akan
semakin tebal dan berwarna putih. Ketebalan lapisan tanah penutup perlu
selalu dikontrol untuk mengurangi kebocoran. Setelah 3 hari, ketebalan
tanah penutup terlihat turun (harus tetap dijaga ketebalannya). Setelah 5
sampai 6 hari proses pembakaran, asap dari cerobong mulai terlihat
menipis dan berwarna tipis kebiru-biruan. Hal ini menunjukkan bahwa
proses pengarangan sudah hampir selesai.
f. Apabila permukaan lapisan tanah penutup terlihat kering, maka proses
pendinginan bisa dilakukan. Hal pertama yang harus dilakukan adalah
menutup lubang udara, mencabut cerobong asap dan menutup dengan
tanah. Untuk mempercepat proses pendinginan bisa dilakukan penyiraman
apabila tidak terdapat hujan. Setelah 1 sampai 2 hari proses pendinginan
berjalan dan suhu permukaan tanah tidak panas, lubang bisa dibongkar
untuk mengeluarkan arang batang kelapa sawit.
16
Percobaan I
Percobaan I dilaksanakan di rumah kaca University Farm Institut
Pertanian Bogor, Cikabayan pada bulan Januari-Juni 2011. Percobaan I terdiri dari
6 perlakuan yang diulang sebanyak 4 kali. Perlakuan tersebut terdiri dari:
A0 : kontrol (0 gram arang/pot percobaan)
A1 : 4% dari berat tanah (480 gram/ pot percobaan)
A2 : 8% dari berat tanah (960 gram/ pot percobaan)
A3 : 12% dari berat tanah (1440 gram/ pot percobaan)
A4 : 16% dari berat tanah (1920 gram/ pot percobaan)
A5 : 20% dari berat tanah (2400 gram/ pot percobaan)
Data pengamatan dianalisis secara statistika dengan menggunakan Analisis
of Variance (ANOVA) model linier sebagai berikut:
Yij = μ + αi + εij
Dimana :
Yij = Hasil pengamatan sampel ke-j pada dosis arang ke-i
μ = Nilai tengah
αi = Pengaruh perlakuan pada taraf ke-i
εij = Galat percobaan
Hasil ANOVA kemudian diuji lanjut dengan menggunakan uji Duncans
Multiple Range Test (DNMRT) pada taraf 5%.
Bahan yang digunakan dalam percobaan ini adalah arang dari batang
kelapa sawit, tanah latosol yang diambil dari Cikabayan pada kedalaman 0-20 cm
sebagai media tanam, benih jagung varietas Philippine Supersweet (Lampiran 2),
pupuk dasar (urea, TSP dan KCl). Alat yang digunakan adalah pot percobaan.
Tanah latosol dikeringudarakan kemudian ditumbuk dan disaring lolos
ayakan 2 mm. Setelah itu, tanah sebanyak 12 kg BKM dimasukkan ke dalam pot,
kemudian diberi arang sesuai dengan dosis perlakuan. Aplikasi pupuk dasar yaitu
pupuk urea, TSP dan KCl masing-masing sebanyak 7,82 g, 3,34 g dan 1,2 g dan
dilakukan sebanyak dua kali yaitu 2 minggu sebelum tanam dengan cara
mencampurkan pupuk ke dalam tanah sesuai dengan dosis yang telah ditetapkan.
Pemberian pupuk dasar tahap dua dilakukan pada 28 hari setelah tanam (HST).
17
Penanaman dilakukan setelah tanah yang diberi perlakuan diinkubasi
selama 2 minggu. Setiap lubang tanam terdiri dari 2 tanaman jagung.
Pemeliharaan tanaman terdiri dari pemberian air dan penyiangan gulma.
Penyiraman dilakukan pada pagi dan sore hari dengan mempertahankan kadar air
di sekitar kapasitas lapang. Penyiangan untuk menekan pertumbuhan gulma yang
mengganggu pertumbuhan tanaman dilakukan setiap saat dengan cara mencabut
rumput dengan menggunakan tangan.
Pengamatan dilakukan pada masa vegetatif, generatif serta pada saat
panen. Parameter yang diamati pada masa vegetatif adalah tinggi tanaman, pada
masa generatif adalah hari muncul malai, sementara pada saat panen (77 HST)
dilakukan pengukuran panjang akar, berat buah, diameter buah dan biomassa
tanaman jagung.
Bagian tanaman jagung yang sudah selesai diukur kemudian di oven
setelah itu dilakukan analisa kadar hara tanaman yang meliputi kadar hara N, P,
K, Ca, Mg, Na, Cu dan Zn. Bagian tanaman jagung yang diukur kadar haranya
adalah daun dekat bunga betina. Contoh tanaman dikeringkan, digiling, disaring
kemudian dianalisis dengan metode pengabuan basah. Unsur N diukur dengan
metode kjeldahl, unsur P diukur dengan spektrofotometer, unsur Na dan K diukur
dengan flame photometer, unsur Ca, Mg, Cu dan Zn diukur dengan AAS.
Percobaan II
Percobaan II juga dilaksanakan di rumah kaca University Farm Institut
Pertanian Bogor, Cikabayan pada bulan Mei-Juni 2011. Percobaan II terdiri dari 2
perlakuan yang diulang sebanyak 3 kali. Perlakuan tersebut terdiri dari B0= arang
dan tanah tanpa pupuk dasar serta B1= arang dan tanah+pupuk dasar.
Persiapan media tanam yang digunakan pada percobaan II sama seperti
pada percobaan I, yang membedakan adalah jumlah tanah yang digunakan dan
wadah percobaan (Gambar 5). Tanah yang digunakan pada percobaan II sebanyak
18 kg BKM (bagian b dan c), kemudian diberi arang dengan dosis yang telah
ditentukan. Arang yang digunakan pada penelitian ini berjumlah 2,5 kg/kotak
plastik. Arang sebanyak 2,5 kg/kotak plastik dicampur dengan tanah sebanyak 5
kg BKM (bagian a). Perlakuan B0 tidak diberi penambahan pupuk urea, TSP dan
18
KCl, sementara perlakuan B1 mendapat penambahan pupuk urea, TSP dan KCl
masing-masing
masing sebanyak 11,72 g, 5 g dan 1,8
1, g.
a
b
c
a
Keterangan:
= Arang+tanah (a)
= Tanah tanpa pupuk dasar (b)
= Tanah+pupuk da
dasar (c)
Gambar 5 Percobaan II (B0 dan B1)
Penanaman dilakukan setelah tanah yang diberi perlakuan diinkubasi
selama 2 minggu. Pada setiap lubang tanam disisakan 1 tanaman
anaman jagung. Kegiatan
pemeliharaan
raan tanaman sama seperti pada perc
percobaan I.
Pengamatan yang dilakukan adalah Berat Kering Udara (BKU) akar, Berat
Kering Oven (BKO) akar, panjang akar dari tanaman jagung serta pengamatan
struktur pori arang serta tanah+arang dengan menggunakan SEM.
19
20
HASIL DAN PEMBAHASAN
Karakteristik Arang
Batang kelapa sawit yang diolah menjadi arang pada penelitian ini
memiliki ketinggian 14 meter dari permukaan tanah hingga pangkal pelepah daun
pertama dengan diameter batang 65 cm diukur 1,5 m dari permukaan tanah.
Bagian batang kelapa sawit yang kadar airnya tinggi pada bagian atas tidak
dimanfaatkan dalam proses pembuatan arang. Hasil analisis beberapa sifat fisika
dan kimia pada arang dari batang kelapa sawit disajikan pada Tabel 2.
Tabel 2 Hasil Analisis Sifat Fisika dan Kimia pada Arang Batang Kelapa Sawit
Sifat Arang
Kadar Abu (%)
Kadar air (%)
pH H2O
C-Total (%)
N (%)
Kadar
3,36
9,33
7,51
50,64
0,14
Logam Berat
(ppm)
Ni
Pb
Cd
Cr
5
2
0,3
1
Sifat Arang
Basa-basa (%)
P2O5
K2O
CaO
MgO
Na
Unsur Mikro
(ppm)
Fe
Mn
Cu
Zn
Kadar
0,04
0,23
0,43
0,17