Fluks CO2 dari Andosol pada Penggunaan Lahan Kebun Teh dan Tanah Bera di Desa Tugu Utara Kecamatan Cisarua Kabupaten Bogor
FLUKS CO2 DARI ANDOSOL PADA PENGGUNAAN LAHAN
KEBUN TEH DAN TANAH BERA DI DESA TUGU UTARA
KECAMATAN CISARUA KABUPATEN BOGOR
RETNO KARTIKAWATI
DEPARTEMEN ILMU TANAH DAN SUMBERDAYA LAHAN
FAKULTAS PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2014
PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN
SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA
Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul Fluks CO2 dari
Andosol pada Penggunaan Lahan Kebun Teh dan Tanah Bera di Desa Tugu Utara
Kecamatan Cisarua Kabupaten Bogor adalah benar karya saya yang merupakan
penelitian kerjasama dengan Jon Hendri, SP. (mahasiswa Pascasarjana IPB PS
Agroteknologi Tanah, angkatan 2011, NIM A152110021) dimana saya ikut
terlibat membantu dalam sebagian tahap penelitian tersebut dengan arahan dari
komisi pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apa pun kepada perguruan
tinggi mana pun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang
diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks
dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir skripsi ini.
Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut
Pertanian Bogor.
Bogor, Februari 2014
Retno Kartikawati
NIM A14080069
ABSTRAK
RETNO KARTIKAWATI. Fluks CO2 dari Andosol pada Penggunaan Lahan
Kebun Teh dan Tanah Bera di Desa Tugu Utara Kecamatan Cisarua Kabupaten
Bogor. Dibimbing oleh SUWARDI dan BASUKI SUMAWINATA.
Pemanasan global menjadi isu permasalahan lingkungan yang penting pada
beberapa tahun terakhir. Pemanasan global diduga disebabkan oleh meningkatnya
konsentrasi Gas Rumah Kaca (GRK) di atmosfer. Gas CO2 merupakan salah satu
GRK penting yang dihasilkan oleh aktivitas manusia seperti penggunaan bahan
bakar fosil untuk kegiatan perindustrian, transportasi, dan rumah tangga. Seiring
dengan perkembangan isu tersebut, pertanian dianggap sebagai salah satu sumber
emisi GRK. Oleh karena itu, banyak dilakukan penelitian dan publikasi tentang
emisi GRK khususnya CO2 dari lahan pertanian. Informasi mengenai fluks CO2
yang dihasilkan dari tanah gambut cukup banyak tetapi fluks CO2 dari tanah
mineral sangat terbatas sehingga, perlu dilakukan penelitian untuk mengukur fluks
CO2 dari tanah mineral khususnya yang berbahan organik tinggi seperti pada
Andosol. Tujuan penelitian ini yaitu untuk mengukur dan membandingkan fluks
CO2 dari Andosol pada penggunaan lahan kebun teh dan tanah bera, serta
membandingkan fluks CO2 yang dihasilkan tanah mineral dengan tanah gambut.
Metode yang digunakan untuk pengambilan contoh gas yaitu closed chamber
method dan pengukuran konsentrasi CO2 menggunakan Infra Red Gas Analyzer
(IRGA). Hasil penelitian menunjukkan bahwa fluks CO2 pada kedua penggunaan
lahan tanah Andosol berada pada kisaran 1.00-8.00 g C-CO2 m-2 hari-1. Rataan
harian fluks CO2 yang diperoleh selama 25 minggu dari tanah bera, dan kebun teh
ialah sebesar 2.01 g C-CO2 m-2 hari-1serta 2.81 g C-CO2 m-2 hari-1. Rataan harian
fluks CO2 dari tanah kebun teh mempunyai nilai lebih tinggi dibandingkan fluks
CO2 dari tanah bera. Hasil analisis respirasi tanah menunjukkan hal yang sama
yaitu CO2 yang dihasilkan dari tanah kebun teh lebih tinggi dibandingkan tanah
bera. Hasil tersebut diikuti dengan hasil analisis total mikrob pada tanah kebun teh
lebih tinggi dibandingkan tanah bera. Hal tersebut menggambarkan bahwa jumlah
fluks CO2 yang dihasilkan tanah dipengaruhi oleh aktivitas respirasi tanaman dan
aktivitas mikrob. Fluks CO2 yang dihasilkan dari Andosol, Latosol maupun tanah
Gambut pada kondisi bera memiliki nilai yang hampir sama. Hal tersebut
menunjukkan bahwa fluks CO2 yang dihasilkan dari tanah tidak berbanding lurus
dengan kadar bahan organik tanah.
Kata kunci:Andosol, fluks CO2 , GRK , kebun teh, tanah mineral
ABSTRACT
RETNO KARTIKAWATI. CO2 Flux of Andosol on Landuses Tea Plantation and
Bare Land in Tugu Utara Village, Cisarua District, Bogor Regency. Supervised by
SUWARDI and BASUKI SUMAWINATA.
Global warming has became a critical environmental issue in the last years.
This phenomenon is thought due to the increasing of greenhouse gases (GHG)
concentration in the atmosphere. Carbon dioxide (CO2) is the major greenhouse
gases generated by human activity that comes from the use fossil fuels for
industrial activities, transportation, and household. Along with the increasing
strength of is issue, agriculture is considered to be one of the sources of GHG
emissions. There are already a lot of researches and publications regarding GHG
emissions, particularly CO2 flux from agricultural land. There are a lot of
informations on CO2 fluxes from peat land, but those from soil mineral is very
limited. Therefore, a research needs to be done to measure flux of CO2 from
mineral soil, especially that has high organic matter as in Andosol. The purposes
of this study are to measure and compare CO2 flux of Andosol used for tea
plantation and bare land, and to compare CO2 flux from mineral soils and peat
soils. The method used for gas sampling is the closed chamber method and InfraRed Gas Analyzer (IRGA) was used to measured CO2 concentration. The results
showed that CO2 flux in the land used two lands on Andosol is about of 1.00 to
8.00 g C-CO2 m-2 day-1. Daily mean of CO2 fluxes were obtained from 25 weeks
are 2.01 g C-CO2 m-2 day-1 (bare land) and 2.81 g C-CO2 m-2 day-1 (tea plantation).
Mean daily CO2 flux of tea plantation was a higher than that of CO2 flux from
bare land. These results are resembled by the data of microbial populations in the
soil of tea plantation that was higher than that of the bare land. That facts indicate
that the amount of CO2 flux are more originated from respiration activity that
depend on the plant condition and the microbe activity. Andosol’s, Latosol’s and
Peat soil’s CO2 fluxes in bare condition are almost the same. It shows that the CO2
flux from soil is not directly proportional to the content of soil organic matter.
Keywords: Andosol, CO2 flux, greenhouse gas, tea plantation, mineral soil
FLUKS CO2 DARI ANDOSOL PADA PENGGUNAAN LAHAN
KEBUN TEH DAN TANAH BERA DI DESA TUGU UTARA
KECAMATAN CISARUA KABUPATEN BOGOR
RETNO KARTIKAWATI
Skripsi
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Sarjana Pertanian
pada
Departemen Ilmu Tanah dan Sumberdaya Lahan
DEPARTEMEN ILMU TANAH DAN SUMBERDAYA LAHAN
FAKULTAS PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2014
Judul Skripsi : Fluks CO2 dari Andosol pada Penggunaan Lahan Kebun Teh dan
Tanah Bera di Desa Tugu Utara Kecamatan Cisarua Kabupaten
Bogor
Nama
: Retno Kartikawati
NIM
: A14080069
Disetujui oleh
Dr Ir Suwardi, MAgr.
Pembimbing I
Dr Ir Basuki Sumawinata, MAgr.
Pembimbing II
Diketahui oleh
Dr Ir Baba Barus, MSc.
Ketua Departemen Ilmu Tanah dan Sumberdaya Lahan
Tanggal Lulus:
PRAKATA
Segala puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah yang telah
melimpahkan karunia-Nya sehingga penelitian dan penulisan skripsi ini dapat
diselesaikan. Tema penelitian yang dilaksanakan sejak bulan September 2012 ini
ialah fluks CO2, dengan judul Fluks CO2 dari Andosol pada Penggunaan Lahan
Kebun Teh dan Tanah Bera di Desa Tugu Utara Kecamatan Cisarua Kabupaten
Bogor.
Pada kesempatan ini penulis ingin menyampaikan penghargaan dan ucapan
terima kasih kepada:
1. Dr Ir Suwardi, MAgr. selaku dosen pembimbing akademik dan
pembimbing skripsi I yang telah memberikan arahan dan bimbingan,
kepada penulis selama menempuh pendidikan dan penyelesaian skripsi;
2. Dr Ir Basuki Sumawinata, MAgr. selaku dosen pembimbing skripsi II
yang telah memberikan arahan dan bimbingan kepada penulis selama
menempuh pendidikan dan penyelesaian skripsi;
3. Dr Ir Darmawan, MSc. selaku dosen penguji dalam sidang skripsi yang
telah memberikan saran dan masukan;
4. Anita Widyarini, SP. sebagai Operasional Umum dan Euis Marlina, SP.
sebagai Marketing yang telah memberikan izin, fasilitas, dan informasi
sehingga penulis dapat melakukan penelitian di PT Sumber Sari Bumi
Pakuan Desa Tugu Utara Kecamatan Cisarua Kabupaten Bogor;
5. Bapak Sukmaja, Bapak Lalan, Ibu Uyum dan warga di lingkungan
kebun teh PT Sumber Sari Bumi Pakuan yang telah membantu selama
penelitian;
6. Bapak Pambuko Harnowo serta Ibu Utami Ningsih yang selalu
memberikan semangat dan do’a kepada penulis dalam menyelesaikan
penulisan skripsi ini;
7. Sahabat MSL 45 dan para sahabat yang telah membantu penelitian dan
penyelesaian skripsi ini.
Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih jauh dari sempurna. Namun,
penulis berharap semoga tulisan ini menjadi informasi yang bermanfaat bagi
pembaca.
Bogor, Februari 2014
Retno Kartikawati
DAFTAR ISI
DAFTAR ISI........................................................................................................ v
DAFTAR TABEL............................................................................................... vi
DAFTAR GAMBAR.......................................................................................... vi
DAFTAR LAMPIRAN...................................................................................... vi
PENDAHULUAN............................................................................................... 1
Latar Belakang................................................................................................ 1
Tujuan Penelitian............................................................................................ 1
METODE PENELITIAN..................................................................................... 2
Waktu dan Tempat Penelitian.........................................................................2
Bahan dan Alat............................................................................................... 2
Metode............................................................................................................ 3
Pengambilan Contoh Gas...........................................................................3
Pengukuran Contoh Gas dan Perhitungan Fluks CO2................................4
Analisis Tanah........................................................................................... 5
HASIL DAN PEMBAHASAN........................................................................... 5
Fluks CO2 dari Kebun Teh dan Tanah Bera................................................... 5
Respirasi Tanah dan Populasi Mikrob........................................................... 9
Fluks CO2 Andosol, Latosol, dan Tanah Gambut.........................................10
KESIMPULAN.................................................................................................. 11
DAFTAR PUSTAKA........................................................................................ 11
LAMPIRAN....................................................................................................... 12
DAFTAR TABEL
1. Titik koordinat lokasi penelitian..........................................................
2. Metode analisis tanah..........................................................................
3. Respirasi tanah, jumlah fungi, total mikrob, % C-organik, pH, dan
2
5
BI.........................................................................................................
9
10
4. Fluks CO2 dari Andosol, Latosol, dan tanah Gambut..........................
DAFTAR GAMBAR
1. Lokasi penelitian di Desa Tugu Utara Kecamatan Cisarua
Kabupaten Bogor................................................................................
2
2. Chamber base dan chamber yang digunakan pada closed chamber
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
method (Toma dan Hatano 2007)........................................................
Titik pemasangan chamberbase di lokasi tanah bera..........................
Titik pemasangan chamber di lokasi kebun teh..................................
Model regresi linear penambahan konsentrasi CO2............................
Fluks CO2 dari Andosol pada penggunaan lahan kebun teh dan
tanah bera.............................................................................................
Fluks CO2 pagi dan siang hari dari tanah bera dan kebun teh............
Sebaran fluks CO2 dan suhu tanah dari Andosol pada penggunaan
lahan kebun teh dan tanah bera............................................................
Hubungan fluks CO2 dengan kelembapan udara pada tanah bera.......
Hubungan fluks CO2 dengan kelembapan udara pada kebun teh........
3
4
4
5
6
7
7
8
8
DAFTAR LAMPIRAN
1. Fluks CO2, suhu udara, suhu tanah, dan kelembaban udara di lokasi
kebun teh..............................................................................................
12
2. Fluks CO2, suhu udara, suhu tanah, dan kelembaban udara di lokasi
tanah bera.............................................................................................
3. Kurva pF dari Andosol pada kebun teh...............................................
13
13
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Pemanasan global telah menjadi isu lingkungan yang sangat penting pada
beberapa tahun terakhir. Berbagai publikasi mengungkapkan bahwa saat ini telah
dan sedang terjadi pemanasan global yang diduga disebabkan oleh meningkatnya
konsentrasi emisi Gas Rumah Kaca (GRK) di atmosfer. Salah satu GRK yang
dianggap sebagai penyebab utama pemanasan global ialah CO2, yaitu diperkirakan
menyumbangkan lebih dari 50% pemanasan global. Gas CO2 yang dilepaskan ke
atmosfer sebagian besar dihasilkan oleh aktivitas manusia seperti penggunaan
bahan bakar fosil untuk kegiatan perindustrian, transportasi, dan rumah tangga.
Elbehri et al. (2011) menyebutkan bahwa pertanian berkontribusi sebanyak 14%
terhadap emisi GRK (termasuk kehutanan). Namun, akhir-akhir ini berkembang
pendapat bahwa pertanian juga menjadi sumber utama emisi GRK. Seiring dengan
menguatnya pendapat tersebut maka banyak dilakukan penelitian tentang emisi
CO2 pada lahan pertanian.
Penelitian tentang emisi CO2 di daerah tropis pada lahan pertanian banyak
dilakukan pada lahan gambut, sedangkan di Indonesia didominasi oleh tanah
mineral. Gambut mempunyai bahan organik dan cadangan karbon yang lebih
tinggi daripada tanah mineral, sehingga muncul anggapan bahwa emisi CO2 yang
dihasilkan dari lahan gambut lebih besar daripada tanah mineral. Hasil penelitian
Sumawinata et al. (2012) dari lahan gambut pada kondisi tanpa vegetasi hampir
sama dengan hasil penelitian Hazama (2012) dari Latosol dengan kondisi bera.
Penelitian fluks CO2 yang dilakukan oleh Sumawinata et al. (2012) dari lahan
gambut selama satu tahun menunjukkan nilai fluks CO2 sebesar 11.06 ton C-CO2
ha-1 tahun-1 dari lahan gambut pada area terbuka (tanpa vegetasi). Sementara itu,
penelitian Hazama (2012) pada tanah mineral yang menunjukkan fluks CO2 dari
lahan bera sebesar 12.6 ton C-CO2 ha-1 tahun-1. Hal ini menunjukkan bahwa tanah
yang berkadar bahan organik lebih tinggi tidak mesti menghasilkan fluks CO2
yang lebih tinggi. Penelitian Hazama (2012) dilakukan pada tanah mineral dengan
kadar bahan organik yang rendah. Oleh karena itu, perlu dilakukan penelitian
untuk mengetahui fluks CO2 dari tanah mineral khususnya tanah yang memiliki
kadar bahan organik yang tinggi seperti pada Andosol.
Tujuan Penelitian
Berdasarkan latar belakang yang diuraikan di atas, tujuan penelitian ini
ialah:
1. Mengukur dan membandingkan fluks CO2 tanah Andosol dari perkebunan teh
dan tanah bera.
2. Membandingkan fluks CO2 yang dihasilkan dari tanah mineral dengan tanah
gambut.
2
METODE PENELITIAN
Waktu dan Tempat Penelitian
Penelitian dilaksanakan dari bulan September 2012 hingga Mei 2013.
Lokasi penelitian terletak pada areal perkebunan teh PT Sumber Sari Bumi
Pakuan, Desa Tugu Utara, Kecamatan Cisarua, Kabupaten Bogor. Lokasi tersebut
terletak pada ketinggian 1450 mdpl. Contoh gas dan tanah diambil dari kebun teh
dan tanah bera. Pengukuran konsentrasi CO2 dan beberapa analisis sifat tanah
dilakukan di Laboratorium Departemen Ilmu Tanah dan Sumberdaya Lahan,
Fakultas Pertanian, Institut Pertanian Bogor. Titik koordinat dan gambar lokasi
penelitian ditunjukkan pada Tabel 1 dan Gambar 1.
Tabel 1 Titik koordinat lokasi penelitian
Lokasi
Titik Koordinat
Keterangan
Kebun teh
06o41’22.3” S
106o59’37.5” E
Kebun Teh terletak pada blok C4
PT SSBP
Tanah bera
06o41’20.6” S
106o59’36.1” E
Tanah kosong yang dikondisikan
tanpa tanaman dan serasah
Gambar 1 Lokasi penelitian di Desa Tugu Utara Kecamatan Cisarua Kabupaten
Bogor
Bahan dan Alat
Bahan-bahan yang digunakan dalam penelitian ini ialah contoh gas dan
tanah yang diambil secara berkala pada setiap penggunaan lahan. Alat-alat yang
digunakan terdiri dari alat pengambilan contoh gas, yaitu chamberbase, chamber,
3
syringe, tedlar bag, pressure bag, stopcock; alat pengambil contoh tanah; alat
pengukur variabel lingkungan kondisi iklim mikro dan karakteristik tanah di
lapang; alat-alat analisis contoh tanah di laboratorium. Pengukuran konsentrasi
CO2 di laboratorium menggunakan Infra Red Gas Analyzer (IRGA) dengan tipe
ZEP9 dari Fuji Electric Systems.
Metode
Tahapan penelitian terdiri dari beberapa tahap, yaitu survei, pemilihan
lokasi penelitian lapang, persiapan peralatan pengukuran, pelaksanaan penelitian
lapang dan analisis laboratorium. Pengukuran fluks CO2 dilakukan selama 6 bulan,
pada lahan kebun teh dan tanah bera.
Pengambilan Contoh Gas
Pengambilan contoh gas dari tanah dilakukan dengan metode ruang tertutup
(closed chamber method). Pengambilan contoh gas dilakukan pada pukul 06.0010.00 WIB dan pukul 12.00-15.00 WIB setiap minggunya selama 25 minggu.
Alat pengambil gas terdiri dari chamber dan chamberbase (Gambar 2). Chamber
(diameter 20 cm dan tinggi 25 cm) mempunyai tutup akrilik dengan 3 lubang
yang terdiri dari lubang pertama untuk kantong kedap udara (tedlar bag) yang
digunakan untuk mengambil contoh gas menit ke-3, lubang kedua untuk tedlar
bag yang digunakan untuk mengambil contoh gas menit ke-6, dan lubang ketiga
untuk meletakkan pressure bag yang berfungsi menyeimbangkan tekanan udara di
dalam dan luar chamber. Chamberbase terlebih dahulu dipasang pada lokasi
penelitian dengan kedalaman 3 cm dan diisi dengan air untuk mencegah
kebocoran gas. Chamberbase dipasang pada tiga titik pengambilan contoh gas
yang digunakan sebagai ulangan. Permukaan tanah dibagian dalam chamberbase
dibersihkan dari tanaman dan serasah. Pemasangan chamberbase pada tiga titik
yang berbeda untuk mewakili kondisi lapang. Titik pemasangan chamberbase di
lokasi kebun teh dan tanah bera dapat dilihat pada Gambar 3 dan Gambar 4.
Gambar 2 Chamber base dan chamber yang digunakan pada closed chamber
method (Toma dan Hatano 2007)
4
Gambar 3 Titik pemasangan chamberbase di lokasi tanah bera
(titik 1)
(titik 2 dan 3)
Gambar 4 Titik pemasangan chamber di lokasi kebun teh
Pengambilan contoh gas dilakukan dengan interval waktu 3 menit, yaitu
pada menit ke 0, 3, dan 6. Pengambilan contoh gas menit ke-0 dilakukan sebelum
chamber diletakkan di atas chamberbase. Selanjutnya chamber ditempatkan
langsung di atas chamberbase untuk pengambilan contoh gas menit ke 3 dan 6.
Jumlah contoh gas yang dimasukkan ke dalam tedlar bag sebanyak 250 mL
dengan syringe 25 mL. Selanjutnya contoh gas diukur di laboratorium dengan
menggunakan IRGA.
Pengukuran Contoh Gas dan Perhitungan Fluks CO2
Pengukuran contoh gas menggunakan IRGA yang dikalibrasi terlebih
dahulu dengan sodalime dan gas standar CO2. IRGA digunakan untuk mengukur
konsentrasi CO2 dalam satuan mV. Setelah angka konsentrasi gas CO2 (mV) dari
pengukuran pada menit ke-0, menit ke-3, dan menit ke-6 diketahui, maka
konsentrasi CO2 (ppm v) diperoleh dari mV x 20. Konsentrasi CO2 (ppm v)
∆
digunakan untuk memperoleh nilai ∆ yang didapatkan dengan analisis regresi
∆
linear. Model regresi linear untuk memperoleh nilai ∆ diperlihatkan pada Gambar
5.
∆
Setelah diperoleh nilai , maka fluks CO2 dihitung dengan rumus sebagai
∆
berikut:
∆
F=
.
F = Fluks (mg C-CO2m-2jam-1)
= Tinggi chamber dari permukaan
tanah (m)
∆
T
T = Rata-rata suhu udara (K)
∆ = Variasi konsentrasi CO2 (m3 m-3)
∆ = Variasi waktu (jam)
5
Konsentrasi CO2
100
y = 14 x
R² = 1
80
60
40
20
0
0
2
4
waktu
6
8
Gambar 5 Model regresi linear penambahan konsentrasi CO2
Analisis Tanah
Analisis tanah dilakukan untuk mengetahui pengaruh beberapa sifat tanah
terhadap fluks CO2. Sifat tanah yang dianalisis yaitu C-organik, pH, respirasi
tanah, dan total mikrob tanah. Contoh tanah yang dianalisis, yaitu tanah yang
diambil secara komposit pada kedalaman 0-5 cm, 5-10 cm, 10-20 cm, serta 20-30
cm. Metode analisis tanah disajikan pada Tabel 2.
Tabel 2 Metode analisis tanah
Analisis
C-Organik
pH
Respirasi Tanah
Total Mikrob
Metode
Walkey dan Black
pH meter
Inkubasi dan Titrasi
Plate Count
HASIL DAN PEMBAHASAN
Fluks CO2 dari Kebun Teh dan Tanah Bera
Fluks CO2 dari kebun teh dan tanah bera selama 25 minggu pengamatan
ditunjukkan oleh Gambar 6. Fluks CO2 yang dihasilkan dari tanah bera lebih kecil
dibandingkan dengan fluks CO2 dari tanah kebun teh. Rataan harian fluks CO2
yang diperoleh selama 25 minggu dari tanah bera ialah sebesar 2.01 g C-CO2 m-2
hari-1 dengan fluks tertinggi ialah sebesar 3.68 g C-CO2 m-2 hari-1 dan terendah
sebesar 0.60 g C-CO2 m-2 hari-1. Sementara itu, rataan harian fluks CO2 dari kebun
teh ialah sebesar 2.81 g C-CO2 m-2 hari-1 dengan fluks tertinggi ialah sebesar 4.03
g C-CO2 m-2 hari-1 dan terendah sebesar 1.75 g C-CO2 m-2 hari-1. Total fluks CO2
yang diperoleh selama satu tahun dari tanah bera dan kebun teh, yaitu masing
masing 7.32 ton C-CO2 ha-1 tahun-1 dan 10.25 ton C-CO2 ha-1 tahun-1. Tanah bera
merupakan tanah tanpa tanaman sedangkan pada tanah kebun merupakan lahan
6
budidaya teh. Berdasarkan hal ini diduga fluks CO2 dipengaruhi oleh respirasi
akar tanaman. Sumawinata et al. (2012) menyatakan bahwa sebagian besar gas
CO2 yang dilepaskan berasal dari respirasi akar serta dari eksudat akar. Fluks CO2
dari kedua lahan tersebut sebagian besar berada pada range 1-8 g C-CO2 m-2 hari-1.
Variasi fluks CO2 yang cukup besar terjadi pada setiap pengambilan contoh gas
karena sulit memperoleh homogenitas gas. Oleh karena itu, perlu dilakukan
banyak ulangan saat pengambilan contoh gas. Pada penelitian ini, pengambilan
contoh gas dilakukan selama 25 minggu (6 bulan). Data tersebut digunakan untuk
mengestimasikan fluks CO2 selama satu tahun.
g C‐CO2/m2/hari
9
8
7
6
5
4
3
2
1
0
0
5
10
minggu
15
Tanah Bera
Rataan Tanah Bera
20
25
Kebun Teh
Rataan Kebun Teh
Gambar 6 Fluks CO2 dari Andosol pada penggunaan lahan kebun teh dan tanah
bera
g C‐CO2/m2/hari
Grafik sebaran serta rataan fluks CO2 dari tanah bera dan kebun teh yang
diukur pada pagi dan siang hari selama 25 minggu ditunjukkan Gambar 7. Fluks
CO2 dari kedua lahan tersebut berada pada sebaran 1-8 g C-CO2 m-2 hari-1. Rataan
fluks CO2 dari tanah bera pada pagi dan siang hari masing-masing sebesar 1.89 g
C-CO2 m-2 hari-1 dan 2.13 g C-CO2 m-2 hari-1 (Gambar 7a). Sementara itu, rataan
fluks CO2 dari kebun teh pada pagi dan siang hari masing-masing sebesar 2.33 g
C-CO2 m-2 hari-1 dan 3.27 g C-CO2 m-2 hari-1 (Gambar 7b). Rataan fluks CO2 pada
tanah bera maupun kebun teh, di siang hari lebih besar dibandingkan pagi hari.
9
8
7
6
5
4
3
2
1
0
0
5
10
15
20
minggu
Bera Pagi
Bera Siang
Rataan Bera Pagi
Rataan Bera Siang
25
g C‐CO2/m2/hari
7
9
8
7
6
5
4
3
2
1
0
0
5
10
Teh Pagi
Teh Siang
minggu
15
20
25
Rataan Teh Pagi
Rataan Teh Siang
Gambar 7 Fluks CO2 pagi dan siang hari dari tanah bera dan kebun teh
CO2 siang hari lebih besar daripada pagi hari karena adanya perbedaan suhu
tanah seperti yang ditunjukkan pada Gambar 8. Gambar 8 menunjukkan rataan
suhu tanah pada pagi hari sebesar 18.25 oC dan siang hari sebesar 20.40 oC.
Sebaran fluks CO2 yang berada disekitar suhu 18.25 oC di pagi hari, mempunyai
nilai yang lebih rendah dibandingkan pada suhu 20.40 oC. Pada umumnya sebaran
fluks CO2 meningkat seiring dengan peningkatan suhu. Tang et al. (2006)
menjelaskan bahwa respirasi tanah berkorelasi kuat dengan suhu tanah. Hal itu
berkaitan dengan respon aktivitas mikrob terhadap kondisi tanah dan
lingkungannya sehingga menyebabkan fluks CO2 yang dihasilkanpun bervariasi.
Mikrob mempunyai kepekaan terhadap suhu sehingga aktivitas mikrob akan
meningkat sampai pada suhu maksimum dan menurun pada batas suhu tertentu.
Selain itu, Tate (2000) menyebutkan bahwa pada suhu yang sama dengan tingkat
kelembapan yang berbeda menyebabkan laju respirasi berbeda. Dengan demikian
fluks CO2 dipengaruhi oleh suhu tanah melalui respirasi mikrob tanah.
g C‐ CO2/m2/hari
10
8
6
4
2
0
15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30
suhu tanah (oC)
Tanah Bera
Kebun Teh
suhu pagi
suhu siang
Gambar 8 Sebaran fluks CO2 dan suhu tanah dari Andosol pada penggunaan
lahan kebun teh dan tanah bera
8
Gambar 9 Hubungan fluks CO2 dengan kelembapan udara pada tanah bera
Secara umum kelembapan udara yang kurang dari 80% memiliki fluks CO2
yang berada di atas nilai rata-rata (Gambar 10). Hal ini terjadi karena penurunan
kelembapan udara memberikan peluang untuk meningkatnya penguapan.
Peningkatan penguapan ini menyebabkan fluks CO2 naik. Pada kelembapan lebih
dari 80% memiliki fluks CO2 berada di bawah nilai rata-rata. Hal ini terjadi karena
peningkatan kelembapan udara memberikan peluang untuk menurunnya
penguapan. Penurunan penguapan ini menyebabkan fluks CO2 turun. Gambar 11
pada lokasi kebun teh memperlihatkan kelembapan rata-rata sebesar 80%. Pada
lokasi ini menghasilkan fluks CO2 lebih besar daripada tanah bera. Fluks CO2 dari
tanah kebun teh sebesar 2.81 g C-CO2 m-2 hari-1, sedangkan fluks CO2 dari tanah
bera sebesar 2.01 g C-CO2 m-2 hari-1. Pada Gambar 11 terlihat bahwa peningkatan
kelembapan udara tidak selalu menurunkan fluks CO2 dan penurunan kelembapan
udara tidak selalu meningkatkan fluks CO2. Hal tersebut terjadi karena pada kebun
teh fluks CO2 yang dihasilkan lebih dipengaruhi oleh respirasi akar. Sementara itu
respirasi akar tidak dipengaruhi kelembapan udara.
Gambar 10 Hubungan fluks CO2 dengan kelembapan udara pada kebun teh
9
Respirasi Tanah dan Populasi Mikrob
Hasil pengukuran respirasi tanah, jumlah fungi, total mikrob, % C-organik,
bobot isi serta pH tanah bera dan kebun teh disajikan pada Tabel 3. Hasil
pengukuran respirasi tanah di laboratorium menunjukkan bahwa pada tiap lapisan
tanah, respirasi tanah bera lebih rendah dibandingkan dengan kebun teh. Respirasi
tanah bera yang lebih rendah diikuti pula oleh hasil analisis jumlah fungi dan total
mikrob yang rendah dibandingkan kebun teh. Hal tersebut menggambarkan bahwa
jumlah CO2 yang dihasilkan oleh tanah dipengaruhi oleh jumlah mikrob pada
tanah tersebut. Peningkatan jumlah populasi mikrob akan menyebabkan respirasi
mikrob meningkat sehingga produksi CO2 juga meningkat. CO2 yang dilepaskan
dari tanah merupakan hasil respirasi tanah yang salah satunya diproduksi oleh
mikrob tanah (Luo et al. 2006).
Tabel 3 Respirasi tanah, jumlah fungi, total mikrob, % C-organik, pH, dan BI
Contoh
Tanah
Kedalaman
cm
0-5
Tanah
Bera
5-10
Total
Mikrob
CFU/g tanah
% C-Organik
6.73
6.12 x 102
3.31 x 105
3.74
4.5
6.97
2
1.31 x 10
5
4.24
4.7
5
2.47
4.7
1.79 x 10
pH
7.54
1.63 x 10
1.91 x 10
20-30
6.68
4.65 x 102
1.85 x 105
0.94
5.0
3.45 x 10
6
11.50
5.0
1.68 x 10
6
10.14
4.9
6
8.38
5.1
5.33
5.3
5-10
12.62
11.43
1.05x 10
3
5.24x 10
3
10-20
9.08
-
2.96 x 10
20-30
8.63
1.82 x 103
3.91 x 106
BI
g/cm3
0.7
10-20
0-5
Kebun
Teh
Jumlah
Fungi
CFU/g tanah
Respirasi
Tanah
mg C-CO2/kg/d
0.5
Secara umum kadar % C-organik tanah bera lebih rendah dibandingkan
dengan kebun teh. Kadar % C-organik yang rendah pada tanah bera menyebabkan
rendahnya populasi mikrob pada tanah tersebut. Hal ini terjadi karena bahan
organik merupakan sumber makanan bagi mikrob. Pada tanah bera maupun kebun
teh kadar % C-organik lapisan atas (0-10cm) lebih tinggi dibandingkan dengan
lapisan bawah (10-20cm). Kadar % C-organik yang lebih tinggi pada lapisan atas
menyebabkan jumlah mikrob pada lapisan atas lebih banyak. Andosol mempunyai
kadar % C-organik yang tinggi karena humus yang terkandung di dalamnya tahan
terhadap serangan mikrob pengurai dan akan tetap terakumulasi dalam tanah. Hal
ini semakin memperkuat anggapan bahwa pelepasan karbon dalam bentuk CO2
tidak hanya dihasilkan oleh dekomposisi bahan organik tanah, namun juga berasal
dari respirasi mikrob.
Bobot isi tanah bera yaitu sebesar 0.7 g/cm3 lebih tinggi dibandingkan
dengan kebun teh yaitu sebesar 0.5 g/cm3. Bobot isi tanah bera yang lebih tinggi
dipengaruhi oleh rendahnya bahan organik yang terkandung di dalamnya. Pada
kebun teh bobot isi lebih rendah karena bahan organiknya lebih banyak. Bahan
organik dari kebun teh berasal dari serasah-serasah tanaman teh. pH kedua lahan
tersebut berada pada kisaran 4-5 yaitu pada kondisi asam. Kondisi tersebut
mendukung mikrob untuk tumbuh dan berkembang secara optimal.
10
Fluks CO2 Andosol, Latosol, dan Tanah Gambut
Pada Tabel 4 menunjukkan fluks CO2 dari Andosol selama satu tahun pada
penggunaan lahan bera ialah sebesar 7.32±1.93 ton C-CO2 ha-1 tahun-1. Fluks CO2
dari tanah Gambut kondisi lahan terbuka hasil penelitian Sumawinata et al. (2012)
ialah sebesar 11.06±3.50 ton C-CO2 ha-1 tahun-1. Sedangkan hasil penelitian
Hazama (2012) fluks CO2 dari tanah Latosol kondisi bera ialah sebesar 12.6±2.51
ton C-CO2 ha-1 tahun-1. Fluks CO2 yang dihasilkan dari Andosol, Latosol maupun
tanah Gambut memiliki nilai yang hampir sama. Hal ini menunjukkan fakta yang
menarik bahwa fluks CO2 dari tanah mineral yang berbahan organik tinggi tidak
berbeda jauh dengan fluks CO2 dari tanah organik dan tanah mineral berbahan
organik rendah.
Tabel 4 Fluks CO2 dari Andosol, Latosol, dan tanah Gambut
Jenis Tanah
Penggunaan Lahan
Fluks CO2
-1
ton C-CO2 ha tahun
-1
Suhu
Tanah
o
C
Andosol
(tanah mineral)
Latosol a
(tanah mineral)
Tanah Gambut b
a
Tanah bera
Kebun teh
Tanah bera (tanpa serasah dan
tanaman)
Jagung
Singkong
Kacang tanah
Lahan terbuka (tanpa vegetasi)
A. crassicarpa 1 tahun
A. crassicarpa 3 tahun
A. crassicarpa 3 tahun (tanpa
akar dan serasah)
07.32±01.93
10.67±02.04
12.60±02.51
16.15±05.09
12.77±03.74
10.84±03.77
11.06±03.50
35.77±16.71
52.43±12.98
26.04±06.03
19.5
26.8
26.9
Hazama (2012), b Sumawinata et al. (2012)
Total C-organik pada tanah tidak dapat menentukan jumlah fluks CO2 yang
dilepaskan dari tanah. Karbon yang terkandung di dalam tanah tidak semuanya
bisa berubah menjadi CO2 melalui proses dekomposisi oleh mikroba. Kadar % Corganik pada Andosol tetap tinggi karena humus yang terkandung di dalamnya
tahan terhadap serangan mikroba pengurai dan tetap terakumulasi dalam tanah.
Fakta di atas menunjukkan bahwa fluks CO2 tidak berbanding lurus dengan
kandungan bahan organik tanah. Perbedaan kondisi lingkungan seperti suhu yang
lebih rendah pada Andosol diduga mempengaruhi jumlah fluks CO2 yang
dihasilkan dari Andosol menjadi lebih rendah. Tabel 4 menunjukkan bahwa pada
kondisi bera dari ketiga lahan di atas tetap menghasilkan fluks CO2 dan
mempunyai nilai yang lebih rendah daripada fluks CO2 yang dihasilkan dari lahan
yang bervegetasi. Pada tanah bera tetap menghasilkan fluks CO2 yang
dimungkinkan dihasilkan oleh respirasi mikrob. Sedangkan fluks CO2 pada tanah
yang bervegetasi dimungkinkan selain dari hasil respirasi akar tanaman dan
eksudat akar, juga dari respirasi mikrob yang ada di dalam tanah. Hal tersebut
menunjukkan bahwa CO2 yang dilepaskan dari tanah sebagian besar dihasilkan
oleh eksudat akar, respirasi akar, dan aktivitas mikrob.
11
KESIMPULAN
1. Total fluks CO2 yang dihasilkan dari tanah Andosol pada kondisi bera yaitu
7.32 ton C-CO2 ha-1 tahun-1 lebih kecil dibandingkan dengan fluks CO2 yang
dihasilkan dari penggunaan kebun teh 10.25 ton C-CO2 ha-1 tahun-1 .
2. Fluks CO2 yang dihasilkan dari tanah mineral hampir sama dengan fluks CO2
yang
dihasilkan
dari
tanah
gambut.
Hal
ini
menunjukkan
bahwa fluks CO2 tidak berbanding lurus dengan bahan organik tanah. Kondisi
lingkungan seperti kelembapan udara dan suhu tanah berpengaruh terhadap
jumlah fluks CO2 yang dihasilkan oleh tanah.
DAFTAR PUSTAKA
Elbehri A, Genest A, Burfisher M. 2011. Global action on climate change in
agriculture:linkages to food security, markets and tradepolicies in
developing countries. Rome. Trade and Markets Division FAO.
Hazama F. 2012. Comparison of greenhause gases emissions from agricultural
land in tropical and cool temperate area[tesis]. Hokkaido (JP): Hokkaido
University.
Luo Y, Zhou X. 2006. Soil Respiration and the Environment. California (US):
Elsevier.
Sumawinata B et al. 2012. Neraca Karbon Hutan Tanaman Industri pada Rawa
Gambut Tropika (Carbon Budget in Forest Plantation on Tropical Peat
Swamp). Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor.
Tang XL, Zhou GY, Liu SG, Zhang DQ, Liu SZ, Li J, Zhou CY.2006.
Dependence of soil respiration on soil temperature and soil moisture in
successional forests in Southern China. J. Integrat Plant Biol. 48 (6): 654663.
Tate RL. 2000. Soil Microbiology.Canada(US):J Wiley.
Toma Y, Hatano R. 2007. Effect of Crop Residue C:N ratio on N2O emissions
from Graylowland Soil in Mikasa Hokkaido Japan. Soil Science and Plant
Nutrition.2(53): 198-205.
12
LAMPIRAN
Lampiran 1 Fluks CO2, suhu udara, suhu tanah, kelembapan udara dan kadar air di lokasi kebun teh
Fluks CO2 (g C-CO2/m2/hari)
Tanggal
Pagi
Siang
Suhu
Udara
(oC)
Suhu
Tanah
(oC)
RH
(%)
Kadar
air
(%v/v)
1
2
3
1
2
3
Ratarata
05/09/2012
4.40
3.04
-
3.22
2.62
-
3.32
26.34
18.94
53.73
32.27
15/09/2012
0.96
3.45
2.80
4.36
3.34
2.75
2.94
25.84
20.05
63.72
26.19
22/09/2012
2.48
2.32
1.39
1.95
3.96
2.45
2.20
22.62
18.46
66.53
21.57
29/09/2012
2.48
2.54
3.19
4.39
3.87
2.55
3.17
21.50
18.95
76.68
34.12
06/10/2012
4.36
2.05
2.30
6.85
3.90
2.40
3.64
20.96
18.46
79.91
37.03
12/10/2012
1.84
2.73
2.21
4.17
2.96
4.80
3.12
23.25
19.60
67.39
42.32
20/10/2012
1.64
2.63
2.28
4.46
7.86
3.85
4.03
22.41
19.65
79.08
37.69
27/10/2012
3.69
2.89
2.89
4.03
3.07
3.36
3.46
20.90
19.34
83.65
38.78
03/11/2012
3.83
3.28
2.70
4.06
2.91
4.78
3.59
22.23
19.69
79.31
42.48
10/11/2012
3.21
2.70
2.85
3.26
1.88
3.44
2.89
23.86
20.13
73.29
43.70
16/11/2012
2.22
2.42
1.73
2.41
4.99
2.69
2.74
23.23
20.10
75.23
39.93
23/11/2012
2.17
1.63
2.57
2.30
2.34
5.08
2.68
24.34
19.46
76.93
40.87
01/12/2012
1.77
2.29
1.64
2.93
2.58
3.32
2.42
26.88
20.12
68.53
41.60
08/12/2012
1.72
3.12
4.70
2.76
2.30
2.98
2.93
24.04
19.50
73.42
41.60
15/12/2012
2.02
1.06
1.50
3.72
1.83
2.82
2.16
19.83
19.45
68.18
36.05
24/12/2012
1.92
2.02
1.63
3.65
4.23
4.50
2.99
19.10
19.29
73.40
35.68
02/01/2013
2.03
2.05
1.93
4.25
1.15
3.02
2.41
18.90
20.06
71.49
50.48
05/01/2013
1.63
2.32
1.20
3.01
3.23
3.57
2.50
17.72
18.54
84.93
49.51
11/01/2013
1.93
2.21
1.39
3.36
2.47
1.16
2.09
16.72
18.63
84.78
41.32
19/01/2013
1.76
1.69
1.89
2.72
1.20
1.25
1.75
19.09
18.18
87.73
45.66
26/01/2013
2.03
2.20
1.95
3.43
3.80
6.04
3.24
23.40
19.18
75.94
44.00
02/02/2013
0.83
1.55
2.24
4.13
3.20
1.07
2.17
22.49
19.13
83.59
44.72
09/02/2013
3.56
1.53
2.07
3.28
3.61
2.17
2.70
20.90
19.71
73.70
43.39
16/02/2013
2.54
1.75
3.02
3.29
2.88
2.58
2.68
20.23
19.51
85.45
22.50
23/02/2013
2.35
2.28
1.94
2.58
3.57
1.53
2.35
18.10
18.13
90.09
43.88
13
Lampiran 2 Fluks CO2, suhu udara, suhu tanah, kelembaban udara dan kadar air di lokasi
tanah bera
Fluks CO2 (g C-CO2/m2/hari)
Tanggal
Pagi
Siang
Suhu
Udara
(oC)
Suhu
Tanah
(oC)
RH
(%)
Kadar
air
(%v/v)
2
3
Ratarata
05/09/2012
2.18
2.01
-
1.39
2.17
-
1.94
24.13
19.95
57.14
30.70
15/09/2012
2.35
1.45
0.86
1.83
2.41
2.11
1.83
24.74
21.08
61.79
34.78
22/09/2012
0.98
2.96
-
0.96
0.56
-
1.37
21.35
19.35
63.09
27.32
29/09/2012
0.87
0.89
1.95
1.37
2.01
3.14
1.71
21.86
20.78
76.90
29.72
06/10/2012
4.23
2.15
2.42
6.79
1.50
2.22
3.22
20.50
18.46
79.78
40.96
12/10/2012
0.58
3.13
3.99
1.86
2.07
1.96
2.27
23.27
19.93
73.02
37.68
20/10/2012
1.25
1.54
1.87
1.53
2.26
1.95
1.73
22.33
20.72
77.49
38.44
27/10/2012
5.06
2.75
1.59
1.06
4.63
1.26
2.72
22.04
20.63
77.82
27.11
03/11/2012
1.16
1.47
1.20
1.64
2.62
1.14
1.54
23.32
20.30
78.27
28.11
10/11/2012
2.35
2.29
3.09
1.82
3.25
-
2.56
23.41
20.89
75.81
39.31
16/11/2012
3.28
2.99
2.02
2.61
7.84
3.34
3.68
27.19
20.90
66.01
38.64
23/11/2012
4.14
2.12
3.25
2.18
2.57
4.04
3.05
21.89
19.81
79.63
38.20
01/12/2012
0.72
2.28
2.04
2.83
4.63
4.10
2.77
23.98
21.25
74.92
40.52
08/12/2012
1.95
1.35
1.51
1.84
2.95
2.60
2.03
22.94
19.33
74.58
40.52
15/12/2012
2.90
3.43
2.67
1.75
2.49
3.86
2.85
16.93
18.15
77.83
40.73
24/12/2012
1.54
2.88
0.62
3.23
4.35
2.30
2.49
16.54
19.41
78.28
46.08
02/01/2013
0.85
1.10
1.82
1.67
2.96
1.81
1.70
17.02
19.93
82.88
61.55
05/01/2013
3.34
2.46
1.34
2.26
0.93
0.69
1.84
18.63
18.64
89.63
45.76
11/01/2013
0.67
0.47
1.18
0.64
1.37
0.58
0.82
17.42
18.34
85.18
46.62
19/01/2013
0.85
0.69
1.45
2.20
1.52
2.31
1.50
17.97
18.12
86.72
41.18
26/01/2013
0.97
2.08
2.95
0.64
2.17
1.76
1.76
21.10
19.29
75.19
40.46
02/02/2013
0.52
0.97
1.44
0.30
0.64
2.01
0.98
18.99
19.18
81.44
43.81
09/02/2013
1.88
1.09
3.16
1.16
2.39
1.77
1.91
24.83
19.93
72.23
39.74
16/02/2013
1.54
1.48
0.91
0.77
2.51
0.49
1.28
24.38
19.65
74.24
53.62
23/02/2013
0.56
0.35
1.02
0.40
0.49
0.79
0.60
17.31
18.17
89.83
42.44
1
2
3
1
14
pF
Lampiran 3 Kurva pF dari Andosol pada kebun teh
4.5
4
3.5
3
2.5
2
1.5
1
0.5
0
teh 1
teh 2
teh 3
0
10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
Kadar air %v/v
15
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Kabupaten Semarang pada tanggal 21 April 1990,
merupakan anak pertama dari pasangan Bapak Pambuko Harnowo dan Ibu Utami
Ningsih. Penulis menempuh pendidikan di SLTP Negeri 1 Ungaran dan selesai
pada tahun 2005 yang kemudian melanjutkan pendidikan di SMA Negeri 1
Ungaran yang diselesaikan pada tahun 2008. Pada tahun 2008 juga penulis
diterima di Institut Pertanian Bogor melalui jalur Undangan Seleksi Masuk IPB
(USMI) sebagai salah satu mahasiswa Departemen Ilmu Tanah dan Sumberdaya
Lahan Fakultas Pertanian. Selama menempuh pendidikan di Institut Pertanian
Bogor, penulis aktif dalam kegiatan organisasi Badan Eksekutif Mahasiswa
(BEM) Fakultas Pertanian tahun 2009-2010.
KEBUN TEH DAN TANAH BERA DI DESA TUGU UTARA
KECAMATAN CISARUA KABUPATEN BOGOR
RETNO KARTIKAWATI
DEPARTEMEN ILMU TANAH DAN SUMBERDAYA LAHAN
FAKULTAS PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2014
PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN
SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA
Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul Fluks CO2 dari
Andosol pada Penggunaan Lahan Kebun Teh dan Tanah Bera di Desa Tugu Utara
Kecamatan Cisarua Kabupaten Bogor adalah benar karya saya yang merupakan
penelitian kerjasama dengan Jon Hendri, SP. (mahasiswa Pascasarjana IPB PS
Agroteknologi Tanah, angkatan 2011, NIM A152110021) dimana saya ikut
terlibat membantu dalam sebagian tahap penelitian tersebut dengan arahan dari
komisi pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apa pun kepada perguruan
tinggi mana pun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang
diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks
dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir skripsi ini.
Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut
Pertanian Bogor.
Bogor, Februari 2014
Retno Kartikawati
NIM A14080069
ABSTRAK
RETNO KARTIKAWATI. Fluks CO2 dari Andosol pada Penggunaan Lahan
Kebun Teh dan Tanah Bera di Desa Tugu Utara Kecamatan Cisarua Kabupaten
Bogor. Dibimbing oleh SUWARDI dan BASUKI SUMAWINATA.
Pemanasan global menjadi isu permasalahan lingkungan yang penting pada
beberapa tahun terakhir. Pemanasan global diduga disebabkan oleh meningkatnya
konsentrasi Gas Rumah Kaca (GRK) di atmosfer. Gas CO2 merupakan salah satu
GRK penting yang dihasilkan oleh aktivitas manusia seperti penggunaan bahan
bakar fosil untuk kegiatan perindustrian, transportasi, dan rumah tangga. Seiring
dengan perkembangan isu tersebut, pertanian dianggap sebagai salah satu sumber
emisi GRK. Oleh karena itu, banyak dilakukan penelitian dan publikasi tentang
emisi GRK khususnya CO2 dari lahan pertanian. Informasi mengenai fluks CO2
yang dihasilkan dari tanah gambut cukup banyak tetapi fluks CO2 dari tanah
mineral sangat terbatas sehingga, perlu dilakukan penelitian untuk mengukur fluks
CO2 dari tanah mineral khususnya yang berbahan organik tinggi seperti pada
Andosol. Tujuan penelitian ini yaitu untuk mengukur dan membandingkan fluks
CO2 dari Andosol pada penggunaan lahan kebun teh dan tanah bera, serta
membandingkan fluks CO2 yang dihasilkan tanah mineral dengan tanah gambut.
Metode yang digunakan untuk pengambilan contoh gas yaitu closed chamber
method dan pengukuran konsentrasi CO2 menggunakan Infra Red Gas Analyzer
(IRGA). Hasil penelitian menunjukkan bahwa fluks CO2 pada kedua penggunaan
lahan tanah Andosol berada pada kisaran 1.00-8.00 g C-CO2 m-2 hari-1. Rataan
harian fluks CO2 yang diperoleh selama 25 minggu dari tanah bera, dan kebun teh
ialah sebesar 2.01 g C-CO2 m-2 hari-1serta 2.81 g C-CO2 m-2 hari-1. Rataan harian
fluks CO2 dari tanah kebun teh mempunyai nilai lebih tinggi dibandingkan fluks
CO2 dari tanah bera. Hasil analisis respirasi tanah menunjukkan hal yang sama
yaitu CO2 yang dihasilkan dari tanah kebun teh lebih tinggi dibandingkan tanah
bera. Hasil tersebut diikuti dengan hasil analisis total mikrob pada tanah kebun teh
lebih tinggi dibandingkan tanah bera. Hal tersebut menggambarkan bahwa jumlah
fluks CO2 yang dihasilkan tanah dipengaruhi oleh aktivitas respirasi tanaman dan
aktivitas mikrob. Fluks CO2 yang dihasilkan dari Andosol, Latosol maupun tanah
Gambut pada kondisi bera memiliki nilai yang hampir sama. Hal tersebut
menunjukkan bahwa fluks CO2 yang dihasilkan dari tanah tidak berbanding lurus
dengan kadar bahan organik tanah.
Kata kunci:Andosol, fluks CO2 , GRK , kebun teh, tanah mineral
ABSTRACT
RETNO KARTIKAWATI. CO2 Flux of Andosol on Landuses Tea Plantation and
Bare Land in Tugu Utara Village, Cisarua District, Bogor Regency. Supervised by
SUWARDI and BASUKI SUMAWINATA.
Global warming has became a critical environmental issue in the last years.
This phenomenon is thought due to the increasing of greenhouse gases (GHG)
concentration in the atmosphere. Carbon dioxide (CO2) is the major greenhouse
gases generated by human activity that comes from the use fossil fuels for
industrial activities, transportation, and household. Along with the increasing
strength of is issue, agriculture is considered to be one of the sources of GHG
emissions. There are already a lot of researches and publications regarding GHG
emissions, particularly CO2 flux from agricultural land. There are a lot of
informations on CO2 fluxes from peat land, but those from soil mineral is very
limited. Therefore, a research needs to be done to measure flux of CO2 from
mineral soil, especially that has high organic matter as in Andosol. The purposes
of this study are to measure and compare CO2 flux of Andosol used for tea
plantation and bare land, and to compare CO2 flux from mineral soils and peat
soils. The method used for gas sampling is the closed chamber method and InfraRed Gas Analyzer (IRGA) was used to measured CO2 concentration. The results
showed that CO2 flux in the land used two lands on Andosol is about of 1.00 to
8.00 g C-CO2 m-2 day-1. Daily mean of CO2 fluxes were obtained from 25 weeks
are 2.01 g C-CO2 m-2 day-1 (bare land) and 2.81 g C-CO2 m-2 day-1 (tea plantation).
Mean daily CO2 flux of tea plantation was a higher than that of CO2 flux from
bare land. These results are resembled by the data of microbial populations in the
soil of tea plantation that was higher than that of the bare land. That facts indicate
that the amount of CO2 flux are more originated from respiration activity that
depend on the plant condition and the microbe activity. Andosol’s, Latosol’s and
Peat soil’s CO2 fluxes in bare condition are almost the same. It shows that the CO2
flux from soil is not directly proportional to the content of soil organic matter.
Keywords: Andosol, CO2 flux, greenhouse gas, tea plantation, mineral soil
FLUKS CO2 DARI ANDOSOL PADA PENGGUNAAN LAHAN
KEBUN TEH DAN TANAH BERA DI DESA TUGU UTARA
KECAMATAN CISARUA KABUPATEN BOGOR
RETNO KARTIKAWATI
Skripsi
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Sarjana Pertanian
pada
Departemen Ilmu Tanah dan Sumberdaya Lahan
DEPARTEMEN ILMU TANAH DAN SUMBERDAYA LAHAN
FAKULTAS PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2014
Judul Skripsi : Fluks CO2 dari Andosol pada Penggunaan Lahan Kebun Teh dan
Tanah Bera di Desa Tugu Utara Kecamatan Cisarua Kabupaten
Bogor
Nama
: Retno Kartikawati
NIM
: A14080069
Disetujui oleh
Dr Ir Suwardi, MAgr.
Pembimbing I
Dr Ir Basuki Sumawinata, MAgr.
Pembimbing II
Diketahui oleh
Dr Ir Baba Barus, MSc.
Ketua Departemen Ilmu Tanah dan Sumberdaya Lahan
Tanggal Lulus:
PRAKATA
Segala puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah yang telah
melimpahkan karunia-Nya sehingga penelitian dan penulisan skripsi ini dapat
diselesaikan. Tema penelitian yang dilaksanakan sejak bulan September 2012 ini
ialah fluks CO2, dengan judul Fluks CO2 dari Andosol pada Penggunaan Lahan
Kebun Teh dan Tanah Bera di Desa Tugu Utara Kecamatan Cisarua Kabupaten
Bogor.
Pada kesempatan ini penulis ingin menyampaikan penghargaan dan ucapan
terima kasih kepada:
1. Dr Ir Suwardi, MAgr. selaku dosen pembimbing akademik dan
pembimbing skripsi I yang telah memberikan arahan dan bimbingan,
kepada penulis selama menempuh pendidikan dan penyelesaian skripsi;
2. Dr Ir Basuki Sumawinata, MAgr. selaku dosen pembimbing skripsi II
yang telah memberikan arahan dan bimbingan kepada penulis selama
menempuh pendidikan dan penyelesaian skripsi;
3. Dr Ir Darmawan, MSc. selaku dosen penguji dalam sidang skripsi yang
telah memberikan saran dan masukan;
4. Anita Widyarini, SP. sebagai Operasional Umum dan Euis Marlina, SP.
sebagai Marketing yang telah memberikan izin, fasilitas, dan informasi
sehingga penulis dapat melakukan penelitian di PT Sumber Sari Bumi
Pakuan Desa Tugu Utara Kecamatan Cisarua Kabupaten Bogor;
5. Bapak Sukmaja, Bapak Lalan, Ibu Uyum dan warga di lingkungan
kebun teh PT Sumber Sari Bumi Pakuan yang telah membantu selama
penelitian;
6. Bapak Pambuko Harnowo serta Ibu Utami Ningsih yang selalu
memberikan semangat dan do’a kepada penulis dalam menyelesaikan
penulisan skripsi ini;
7. Sahabat MSL 45 dan para sahabat yang telah membantu penelitian dan
penyelesaian skripsi ini.
Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih jauh dari sempurna. Namun,
penulis berharap semoga tulisan ini menjadi informasi yang bermanfaat bagi
pembaca.
Bogor, Februari 2014
Retno Kartikawati
DAFTAR ISI
DAFTAR ISI........................................................................................................ v
DAFTAR TABEL............................................................................................... vi
DAFTAR GAMBAR.......................................................................................... vi
DAFTAR LAMPIRAN...................................................................................... vi
PENDAHULUAN............................................................................................... 1
Latar Belakang................................................................................................ 1
Tujuan Penelitian............................................................................................ 1
METODE PENELITIAN..................................................................................... 2
Waktu dan Tempat Penelitian.........................................................................2
Bahan dan Alat............................................................................................... 2
Metode............................................................................................................ 3
Pengambilan Contoh Gas...........................................................................3
Pengukuran Contoh Gas dan Perhitungan Fluks CO2................................4
Analisis Tanah........................................................................................... 5
HASIL DAN PEMBAHASAN........................................................................... 5
Fluks CO2 dari Kebun Teh dan Tanah Bera................................................... 5
Respirasi Tanah dan Populasi Mikrob........................................................... 9
Fluks CO2 Andosol, Latosol, dan Tanah Gambut.........................................10
KESIMPULAN.................................................................................................. 11
DAFTAR PUSTAKA........................................................................................ 11
LAMPIRAN....................................................................................................... 12
DAFTAR TABEL
1. Titik koordinat lokasi penelitian..........................................................
2. Metode analisis tanah..........................................................................
3. Respirasi tanah, jumlah fungi, total mikrob, % C-organik, pH, dan
2
5
BI.........................................................................................................
9
10
4. Fluks CO2 dari Andosol, Latosol, dan tanah Gambut..........................
DAFTAR GAMBAR
1. Lokasi penelitian di Desa Tugu Utara Kecamatan Cisarua
Kabupaten Bogor................................................................................
2
2. Chamber base dan chamber yang digunakan pada closed chamber
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
method (Toma dan Hatano 2007)........................................................
Titik pemasangan chamberbase di lokasi tanah bera..........................
Titik pemasangan chamber di lokasi kebun teh..................................
Model regresi linear penambahan konsentrasi CO2............................
Fluks CO2 dari Andosol pada penggunaan lahan kebun teh dan
tanah bera.............................................................................................
Fluks CO2 pagi dan siang hari dari tanah bera dan kebun teh............
Sebaran fluks CO2 dan suhu tanah dari Andosol pada penggunaan
lahan kebun teh dan tanah bera............................................................
Hubungan fluks CO2 dengan kelembapan udara pada tanah bera.......
Hubungan fluks CO2 dengan kelembapan udara pada kebun teh........
3
4
4
5
6
7
7
8
8
DAFTAR LAMPIRAN
1. Fluks CO2, suhu udara, suhu tanah, dan kelembaban udara di lokasi
kebun teh..............................................................................................
12
2. Fluks CO2, suhu udara, suhu tanah, dan kelembaban udara di lokasi
tanah bera.............................................................................................
3. Kurva pF dari Andosol pada kebun teh...............................................
13
13
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Pemanasan global telah menjadi isu lingkungan yang sangat penting pada
beberapa tahun terakhir. Berbagai publikasi mengungkapkan bahwa saat ini telah
dan sedang terjadi pemanasan global yang diduga disebabkan oleh meningkatnya
konsentrasi emisi Gas Rumah Kaca (GRK) di atmosfer. Salah satu GRK yang
dianggap sebagai penyebab utama pemanasan global ialah CO2, yaitu diperkirakan
menyumbangkan lebih dari 50% pemanasan global. Gas CO2 yang dilepaskan ke
atmosfer sebagian besar dihasilkan oleh aktivitas manusia seperti penggunaan
bahan bakar fosil untuk kegiatan perindustrian, transportasi, dan rumah tangga.
Elbehri et al. (2011) menyebutkan bahwa pertanian berkontribusi sebanyak 14%
terhadap emisi GRK (termasuk kehutanan). Namun, akhir-akhir ini berkembang
pendapat bahwa pertanian juga menjadi sumber utama emisi GRK. Seiring dengan
menguatnya pendapat tersebut maka banyak dilakukan penelitian tentang emisi
CO2 pada lahan pertanian.
Penelitian tentang emisi CO2 di daerah tropis pada lahan pertanian banyak
dilakukan pada lahan gambut, sedangkan di Indonesia didominasi oleh tanah
mineral. Gambut mempunyai bahan organik dan cadangan karbon yang lebih
tinggi daripada tanah mineral, sehingga muncul anggapan bahwa emisi CO2 yang
dihasilkan dari lahan gambut lebih besar daripada tanah mineral. Hasil penelitian
Sumawinata et al. (2012) dari lahan gambut pada kondisi tanpa vegetasi hampir
sama dengan hasil penelitian Hazama (2012) dari Latosol dengan kondisi bera.
Penelitian fluks CO2 yang dilakukan oleh Sumawinata et al. (2012) dari lahan
gambut selama satu tahun menunjukkan nilai fluks CO2 sebesar 11.06 ton C-CO2
ha-1 tahun-1 dari lahan gambut pada area terbuka (tanpa vegetasi). Sementara itu,
penelitian Hazama (2012) pada tanah mineral yang menunjukkan fluks CO2 dari
lahan bera sebesar 12.6 ton C-CO2 ha-1 tahun-1. Hal ini menunjukkan bahwa tanah
yang berkadar bahan organik lebih tinggi tidak mesti menghasilkan fluks CO2
yang lebih tinggi. Penelitian Hazama (2012) dilakukan pada tanah mineral dengan
kadar bahan organik yang rendah. Oleh karena itu, perlu dilakukan penelitian
untuk mengetahui fluks CO2 dari tanah mineral khususnya tanah yang memiliki
kadar bahan organik yang tinggi seperti pada Andosol.
Tujuan Penelitian
Berdasarkan latar belakang yang diuraikan di atas, tujuan penelitian ini
ialah:
1. Mengukur dan membandingkan fluks CO2 tanah Andosol dari perkebunan teh
dan tanah bera.
2. Membandingkan fluks CO2 yang dihasilkan dari tanah mineral dengan tanah
gambut.
2
METODE PENELITIAN
Waktu dan Tempat Penelitian
Penelitian dilaksanakan dari bulan September 2012 hingga Mei 2013.
Lokasi penelitian terletak pada areal perkebunan teh PT Sumber Sari Bumi
Pakuan, Desa Tugu Utara, Kecamatan Cisarua, Kabupaten Bogor. Lokasi tersebut
terletak pada ketinggian 1450 mdpl. Contoh gas dan tanah diambil dari kebun teh
dan tanah bera. Pengukuran konsentrasi CO2 dan beberapa analisis sifat tanah
dilakukan di Laboratorium Departemen Ilmu Tanah dan Sumberdaya Lahan,
Fakultas Pertanian, Institut Pertanian Bogor. Titik koordinat dan gambar lokasi
penelitian ditunjukkan pada Tabel 1 dan Gambar 1.
Tabel 1 Titik koordinat lokasi penelitian
Lokasi
Titik Koordinat
Keterangan
Kebun teh
06o41’22.3” S
106o59’37.5” E
Kebun Teh terletak pada blok C4
PT SSBP
Tanah bera
06o41’20.6” S
106o59’36.1” E
Tanah kosong yang dikondisikan
tanpa tanaman dan serasah
Gambar 1 Lokasi penelitian di Desa Tugu Utara Kecamatan Cisarua Kabupaten
Bogor
Bahan dan Alat
Bahan-bahan yang digunakan dalam penelitian ini ialah contoh gas dan
tanah yang diambil secara berkala pada setiap penggunaan lahan. Alat-alat yang
digunakan terdiri dari alat pengambilan contoh gas, yaitu chamberbase, chamber,
3
syringe, tedlar bag, pressure bag, stopcock; alat pengambil contoh tanah; alat
pengukur variabel lingkungan kondisi iklim mikro dan karakteristik tanah di
lapang; alat-alat analisis contoh tanah di laboratorium. Pengukuran konsentrasi
CO2 di laboratorium menggunakan Infra Red Gas Analyzer (IRGA) dengan tipe
ZEP9 dari Fuji Electric Systems.
Metode
Tahapan penelitian terdiri dari beberapa tahap, yaitu survei, pemilihan
lokasi penelitian lapang, persiapan peralatan pengukuran, pelaksanaan penelitian
lapang dan analisis laboratorium. Pengukuran fluks CO2 dilakukan selama 6 bulan,
pada lahan kebun teh dan tanah bera.
Pengambilan Contoh Gas
Pengambilan contoh gas dari tanah dilakukan dengan metode ruang tertutup
(closed chamber method). Pengambilan contoh gas dilakukan pada pukul 06.0010.00 WIB dan pukul 12.00-15.00 WIB setiap minggunya selama 25 minggu.
Alat pengambil gas terdiri dari chamber dan chamberbase (Gambar 2). Chamber
(diameter 20 cm dan tinggi 25 cm) mempunyai tutup akrilik dengan 3 lubang
yang terdiri dari lubang pertama untuk kantong kedap udara (tedlar bag) yang
digunakan untuk mengambil contoh gas menit ke-3, lubang kedua untuk tedlar
bag yang digunakan untuk mengambil contoh gas menit ke-6, dan lubang ketiga
untuk meletakkan pressure bag yang berfungsi menyeimbangkan tekanan udara di
dalam dan luar chamber. Chamberbase terlebih dahulu dipasang pada lokasi
penelitian dengan kedalaman 3 cm dan diisi dengan air untuk mencegah
kebocoran gas. Chamberbase dipasang pada tiga titik pengambilan contoh gas
yang digunakan sebagai ulangan. Permukaan tanah dibagian dalam chamberbase
dibersihkan dari tanaman dan serasah. Pemasangan chamberbase pada tiga titik
yang berbeda untuk mewakili kondisi lapang. Titik pemasangan chamberbase di
lokasi kebun teh dan tanah bera dapat dilihat pada Gambar 3 dan Gambar 4.
Gambar 2 Chamber base dan chamber yang digunakan pada closed chamber
method (Toma dan Hatano 2007)
4
Gambar 3 Titik pemasangan chamberbase di lokasi tanah bera
(titik 1)
(titik 2 dan 3)
Gambar 4 Titik pemasangan chamber di lokasi kebun teh
Pengambilan contoh gas dilakukan dengan interval waktu 3 menit, yaitu
pada menit ke 0, 3, dan 6. Pengambilan contoh gas menit ke-0 dilakukan sebelum
chamber diletakkan di atas chamberbase. Selanjutnya chamber ditempatkan
langsung di atas chamberbase untuk pengambilan contoh gas menit ke 3 dan 6.
Jumlah contoh gas yang dimasukkan ke dalam tedlar bag sebanyak 250 mL
dengan syringe 25 mL. Selanjutnya contoh gas diukur di laboratorium dengan
menggunakan IRGA.
Pengukuran Contoh Gas dan Perhitungan Fluks CO2
Pengukuran contoh gas menggunakan IRGA yang dikalibrasi terlebih
dahulu dengan sodalime dan gas standar CO2. IRGA digunakan untuk mengukur
konsentrasi CO2 dalam satuan mV. Setelah angka konsentrasi gas CO2 (mV) dari
pengukuran pada menit ke-0, menit ke-3, dan menit ke-6 diketahui, maka
konsentrasi CO2 (ppm v) diperoleh dari mV x 20. Konsentrasi CO2 (ppm v)
∆
digunakan untuk memperoleh nilai ∆ yang didapatkan dengan analisis regresi
∆
linear. Model regresi linear untuk memperoleh nilai ∆ diperlihatkan pada Gambar
5.
∆
Setelah diperoleh nilai , maka fluks CO2 dihitung dengan rumus sebagai
∆
berikut:
∆
F=
.
F = Fluks (mg C-CO2m-2jam-1)
= Tinggi chamber dari permukaan
tanah (m)
∆
T
T = Rata-rata suhu udara (K)
∆ = Variasi konsentrasi CO2 (m3 m-3)
∆ = Variasi waktu (jam)
5
Konsentrasi CO2
100
y = 14 x
R² = 1
80
60
40
20
0
0
2
4
waktu
6
8
Gambar 5 Model regresi linear penambahan konsentrasi CO2
Analisis Tanah
Analisis tanah dilakukan untuk mengetahui pengaruh beberapa sifat tanah
terhadap fluks CO2. Sifat tanah yang dianalisis yaitu C-organik, pH, respirasi
tanah, dan total mikrob tanah. Contoh tanah yang dianalisis, yaitu tanah yang
diambil secara komposit pada kedalaman 0-5 cm, 5-10 cm, 10-20 cm, serta 20-30
cm. Metode analisis tanah disajikan pada Tabel 2.
Tabel 2 Metode analisis tanah
Analisis
C-Organik
pH
Respirasi Tanah
Total Mikrob
Metode
Walkey dan Black
pH meter
Inkubasi dan Titrasi
Plate Count
HASIL DAN PEMBAHASAN
Fluks CO2 dari Kebun Teh dan Tanah Bera
Fluks CO2 dari kebun teh dan tanah bera selama 25 minggu pengamatan
ditunjukkan oleh Gambar 6. Fluks CO2 yang dihasilkan dari tanah bera lebih kecil
dibandingkan dengan fluks CO2 dari tanah kebun teh. Rataan harian fluks CO2
yang diperoleh selama 25 minggu dari tanah bera ialah sebesar 2.01 g C-CO2 m-2
hari-1 dengan fluks tertinggi ialah sebesar 3.68 g C-CO2 m-2 hari-1 dan terendah
sebesar 0.60 g C-CO2 m-2 hari-1. Sementara itu, rataan harian fluks CO2 dari kebun
teh ialah sebesar 2.81 g C-CO2 m-2 hari-1 dengan fluks tertinggi ialah sebesar 4.03
g C-CO2 m-2 hari-1 dan terendah sebesar 1.75 g C-CO2 m-2 hari-1. Total fluks CO2
yang diperoleh selama satu tahun dari tanah bera dan kebun teh, yaitu masing
masing 7.32 ton C-CO2 ha-1 tahun-1 dan 10.25 ton C-CO2 ha-1 tahun-1. Tanah bera
merupakan tanah tanpa tanaman sedangkan pada tanah kebun merupakan lahan
6
budidaya teh. Berdasarkan hal ini diduga fluks CO2 dipengaruhi oleh respirasi
akar tanaman. Sumawinata et al. (2012) menyatakan bahwa sebagian besar gas
CO2 yang dilepaskan berasal dari respirasi akar serta dari eksudat akar. Fluks CO2
dari kedua lahan tersebut sebagian besar berada pada range 1-8 g C-CO2 m-2 hari-1.
Variasi fluks CO2 yang cukup besar terjadi pada setiap pengambilan contoh gas
karena sulit memperoleh homogenitas gas. Oleh karena itu, perlu dilakukan
banyak ulangan saat pengambilan contoh gas. Pada penelitian ini, pengambilan
contoh gas dilakukan selama 25 minggu (6 bulan). Data tersebut digunakan untuk
mengestimasikan fluks CO2 selama satu tahun.
g C‐CO2/m2/hari
9
8
7
6
5
4
3
2
1
0
0
5
10
minggu
15
Tanah Bera
Rataan Tanah Bera
20
25
Kebun Teh
Rataan Kebun Teh
Gambar 6 Fluks CO2 dari Andosol pada penggunaan lahan kebun teh dan tanah
bera
g C‐CO2/m2/hari
Grafik sebaran serta rataan fluks CO2 dari tanah bera dan kebun teh yang
diukur pada pagi dan siang hari selama 25 minggu ditunjukkan Gambar 7. Fluks
CO2 dari kedua lahan tersebut berada pada sebaran 1-8 g C-CO2 m-2 hari-1. Rataan
fluks CO2 dari tanah bera pada pagi dan siang hari masing-masing sebesar 1.89 g
C-CO2 m-2 hari-1 dan 2.13 g C-CO2 m-2 hari-1 (Gambar 7a). Sementara itu, rataan
fluks CO2 dari kebun teh pada pagi dan siang hari masing-masing sebesar 2.33 g
C-CO2 m-2 hari-1 dan 3.27 g C-CO2 m-2 hari-1 (Gambar 7b). Rataan fluks CO2 pada
tanah bera maupun kebun teh, di siang hari lebih besar dibandingkan pagi hari.
9
8
7
6
5
4
3
2
1
0
0
5
10
15
20
minggu
Bera Pagi
Bera Siang
Rataan Bera Pagi
Rataan Bera Siang
25
g C‐CO2/m2/hari
7
9
8
7
6
5
4
3
2
1
0
0
5
10
Teh Pagi
Teh Siang
minggu
15
20
25
Rataan Teh Pagi
Rataan Teh Siang
Gambar 7 Fluks CO2 pagi dan siang hari dari tanah bera dan kebun teh
CO2 siang hari lebih besar daripada pagi hari karena adanya perbedaan suhu
tanah seperti yang ditunjukkan pada Gambar 8. Gambar 8 menunjukkan rataan
suhu tanah pada pagi hari sebesar 18.25 oC dan siang hari sebesar 20.40 oC.
Sebaran fluks CO2 yang berada disekitar suhu 18.25 oC di pagi hari, mempunyai
nilai yang lebih rendah dibandingkan pada suhu 20.40 oC. Pada umumnya sebaran
fluks CO2 meningkat seiring dengan peningkatan suhu. Tang et al. (2006)
menjelaskan bahwa respirasi tanah berkorelasi kuat dengan suhu tanah. Hal itu
berkaitan dengan respon aktivitas mikrob terhadap kondisi tanah dan
lingkungannya sehingga menyebabkan fluks CO2 yang dihasilkanpun bervariasi.
Mikrob mempunyai kepekaan terhadap suhu sehingga aktivitas mikrob akan
meningkat sampai pada suhu maksimum dan menurun pada batas suhu tertentu.
Selain itu, Tate (2000) menyebutkan bahwa pada suhu yang sama dengan tingkat
kelembapan yang berbeda menyebabkan laju respirasi berbeda. Dengan demikian
fluks CO2 dipengaruhi oleh suhu tanah melalui respirasi mikrob tanah.
g C‐ CO2/m2/hari
10
8
6
4
2
0
15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30
suhu tanah (oC)
Tanah Bera
Kebun Teh
suhu pagi
suhu siang
Gambar 8 Sebaran fluks CO2 dan suhu tanah dari Andosol pada penggunaan
lahan kebun teh dan tanah bera
8
Gambar 9 Hubungan fluks CO2 dengan kelembapan udara pada tanah bera
Secara umum kelembapan udara yang kurang dari 80% memiliki fluks CO2
yang berada di atas nilai rata-rata (Gambar 10). Hal ini terjadi karena penurunan
kelembapan udara memberikan peluang untuk meningkatnya penguapan.
Peningkatan penguapan ini menyebabkan fluks CO2 naik. Pada kelembapan lebih
dari 80% memiliki fluks CO2 berada di bawah nilai rata-rata. Hal ini terjadi karena
peningkatan kelembapan udara memberikan peluang untuk menurunnya
penguapan. Penurunan penguapan ini menyebabkan fluks CO2 turun. Gambar 11
pada lokasi kebun teh memperlihatkan kelembapan rata-rata sebesar 80%. Pada
lokasi ini menghasilkan fluks CO2 lebih besar daripada tanah bera. Fluks CO2 dari
tanah kebun teh sebesar 2.81 g C-CO2 m-2 hari-1, sedangkan fluks CO2 dari tanah
bera sebesar 2.01 g C-CO2 m-2 hari-1. Pada Gambar 11 terlihat bahwa peningkatan
kelembapan udara tidak selalu menurunkan fluks CO2 dan penurunan kelembapan
udara tidak selalu meningkatkan fluks CO2. Hal tersebut terjadi karena pada kebun
teh fluks CO2 yang dihasilkan lebih dipengaruhi oleh respirasi akar. Sementara itu
respirasi akar tidak dipengaruhi kelembapan udara.
Gambar 10 Hubungan fluks CO2 dengan kelembapan udara pada kebun teh
9
Respirasi Tanah dan Populasi Mikrob
Hasil pengukuran respirasi tanah, jumlah fungi, total mikrob, % C-organik,
bobot isi serta pH tanah bera dan kebun teh disajikan pada Tabel 3. Hasil
pengukuran respirasi tanah di laboratorium menunjukkan bahwa pada tiap lapisan
tanah, respirasi tanah bera lebih rendah dibandingkan dengan kebun teh. Respirasi
tanah bera yang lebih rendah diikuti pula oleh hasil analisis jumlah fungi dan total
mikrob yang rendah dibandingkan kebun teh. Hal tersebut menggambarkan bahwa
jumlah CO2 yang dihasilkan oleh tanah dipengaruhi oleh jumlah mikrob pada
tanah tersebut. Peningkatan jumlah populasi mikrob akan menyebabkan respirasi
mikrob meningkat sehingga produksi CO2 juga meningkat. CO2 yang dilepaskan
dari tanah merupakan hasil respirasi tanah yang salah satunya diproduksi oleh
mikrob tanah (Luo et al. 2006).
Tabel 3 Respirasi tanah, jumlah fungi, total mikrob, % C-organik, pH, dan BI
Contoh
Tanah
Kedalaman
cm
0-5
Tanah
Bera
5-10
Total
Mikrob
CFU/g tanah
% C-Organik
6.73
6.12 x 102
3.31 x 105
3.74
4.5
6.97
2
1.31 x 10
5
4.24
4.7
5
2.47
4.7
1.79 x 10
pH
7.54
1.63 x 10
1.91 x 10
20-30
6.68
4.65 x 102
1.85 x 105
0.94
5.0
3.45 x 10
6
11.50
5.0
1.68 x 10
6
10.14
4.9
6
8.38
5.1
5.33
5.3
5-10
12.62
11.43
1.05x 10
3
5.24x 10
3
10-20
9.08
-
2.96 x 10
20-30
8.63
1.82 x 103
3.91 x 106
BI
g/cm3
0.7
10-20
0-5
Kebun
Teh
Jumlah
Fungi
CFU/g tanah
Respirasi
Tanah
mg C-CO2/kg/d
0.5
Secara umum kadar % C-organik tanah bera lebih rendah dibandingkan
dengan kebun teh. Kadar % C-organik yang rendah pada tanah bera menyebabkan
rendahnya populasi mikrob pada tanah tersebut. Hal ini terjadi karena bahan
organik merupakan sumber makanan bagi mikrob. Pada tanah bera maupun kebun
teh kadar % C-organik lapisan atas (0-10cm) lebih tinggi dibandingkan dengan
lapisan bawah (10-20cm). Kadar % C-organik yang lebih tinggi pada lapisan atas
menyebabkan jumlah mikrob pada lapisan atas lebih banyak. Andosol mempunyai
kadar % C-organik yang tinggi karena humus yang terkandung di dalamnya tahan
terhadap serangan mikrob pengurai dan akan tetap terakumulasi dalam tanah. Hal
ini semakin memperkuat anggapan bahwa pelepasan karbon dalam bentuk CO2
tidak hanya dihasilkan oleh dekomposisi bahan organik tanah, namun juga berasal
dari respirasi mikrob.
Bobot isi tanah bera yaitu sebesar 0.7 g/cm3 lebih tinggi dibandingkan
dengan kebun teh yaitu sebesar 0.5 g/cm3. Bobot isi tanah bera yang lebih tinggi
dipengaruhi oleh rendahnya bahan organik yang terkandung di dalamnya. Pada
kebun teh bobot isi lebih rendah karena bahan organiknya lebih banyak. Bahan
organik dari kebun teh berasal dari serasah-serasah tanaman teh. pH kedua lahan
tersebut berada pada kisaran 4-5 yaitu pada kondisi asam. Kondisi tersebut
mendukung mikrob untuk tumbuh dan berkembang secara optimal.
10
Fluks CO2 Andosol, Latosol, dan Tanah Gambut
Pada Tabel 4 menunjukkan fluks CO2 dari Andosol selama satu tahun pada
penggunaan lahan bera ialah sebesar 7.32±1.93 ton C-CO2 ha-1 tahun-1. Fluks CO2
dari tanah Gambut kondisi lahan terbuka hasil penelitian Sumawinata et al. (2012)
ialah sebesar 11.06±3.50 ton C-CO2 ha-1 tahun-1. Sedangkan hasil penelitian
Hazama (2012) fluks CO2 dari tanah Latosol kondisi bera ialah sebesar 12.6±2.51
ton C-CO2 ha-1 tahun-1. Fluks CO2 yang dihasilkan dari Andosol, Latosol maupun
tanah Gambut memiliki nilai yang hampir sama. Hal ini menunjukkan fakta yang
menarik bahwa fluks CO2 dari tanah mineral yang berbahan organik tinggi tidak
berbeda jauh dengan fluks CO2 dari tanah organik dan tanah mineral berbahan
organik rendah.
Tabel 4 Fluks CO2 dari Andosol, Latosol, dan tanah Gambut
Jenis Tanah
Penggunaan Lahan
Fluks CO2
-1
ton C-CO2 ha tahun
-1
Suhu
Tanah
o
C
Andosol
(tanah mineral)
Latosol a
(tanah mineral)
Tanah Gambut b
a
Tanah bera
Kebun teh
Tanah bera (tanpa serasah dan
tanaman)
Jagung
Singkong
Kacang tanah
Lahan terbuka (tanpa vegetasi)
A. crassicarpa 1 tahun
A. crassicarpa 3 tahun
A. crassicarpa 3 tahun (tanpa
akar dan serasah)
07.32±01.93
10.67±02.04
12.60±02.51
16.15±05.09
12.77±03.74
10.84±03.77
11.06±03.50
35.77±16.71
52.43±12.98
26.04±06.03
19.5
26.8
26.9
Hazama (2012), b Sumawinata et al. (2012)
Total C-organik pada tanah tidak dapat menentukan jumlah fluks CO2 yang
dilepaskan dari tanah. Karbon yang terkandung di dalam tanah tidak semuanya
bisa berubah menjadi CO2 melalui proses dekomposisi oleh mikroba. Kadar % Corganik pada Andosol tetap tinggi karena humus yang terkandung di dalamnya
tahan terhadap serangan mikroba pengurai dan tetap terakumulasi dalam tanah.
Fakta di atas menunjukkan bahwa fluks CO2 tidak berbanding lurus dengan
kandungan bahan organik tanah. Perbedaan kondisi lingkungan seperti suhu yang
lebih rendah pada Andosol diduga mempengaruhi jumlah fluks CO2 yang
dihasilkan dari Andosol menjadi lebih rendah. Tabel 4 menunjukkan bahwa pada
kondisi bera dari ketiga lahan di atas tetap menghasilkan fluks CO2 dan
mempunyai nilai yang lebih rendah daripada fluks CO2 yang dihasilkan dari lahan
yang bervegetasi. Pada tanah bera tetap menghasilkan fluks CO2 yang
dimungkinkan dihasilkan oleh respirasi mikrob. Sedangkan fluks CO2 pada tanah
yang bervegetasi dimungkinkan selain dari hasil respirasi akar tanaman dan
eksudat akar, juga dari respirasi mikrob yang ada di dalam tanah. Hal tersebut
menunjukkan bahwa CO2 yang dilepaskan dari tanah sebagian besar dihasilkan
oleh eksudat akar, respirasi akar, dan aktivitas mikrob.
11
KESIMPULAN
1. Total fluks CO2 yang dihasilkan dari tanah Andosol pada kondisi bera yaitu
7.32 ton C-CO2 ha-1 tahun-1 lebih kecil dibandingkan dengan fluks CO2 yang
dihasilkan dari penggunaan kebun teh 10.25 ton C-CO2 ha-1 tahun-1 .
2. Fluks CO2 yang dihasilkan dari tanah mineral hampir sama dengan fluks CO2
yang
dihasilkan
dari
tanah
gambut.
Hal
ini
menunjukkan
bahwa fluks CO2 tidak berbanding lurus dengan bahan organik tanah. Kondisi
lingkungan seperti kelembapan udara dan suhu tanah berpengaruh terhadap
jumlah fluks CO2 yang dihasilkan oleh tanah.
DAFTAR PUSTAKA
Elbehri A, Genest A, Burfisher M. 2011. Global action on climate change in
agriculture:linkages to food security, markets and tradepolicies in
developing countries. Rome. Trade and Markets Division FAO.
Hazama F. 2012. Comparison of greenhause gases emissions from agricultural
land in tropical and cool temperate area[tesis]. Hokkaido (JP): Hokkaido
University.
Luo Y, Zhou X. 2006. Soil Respiration and the Environment. California (US):
Elsevier.
Sumawinata B et al. 2012. Neraca Karbon Hutan Tanaman Industri pada Rawa
Gambut Tropika (Carbon Budget in Forest Plantation on Tropical Peat
Swamp). Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor.
Tang XL, Zhou GY, Liu SG, Zhang DQ, Liu SZ, Li J, Zhou CY.2006.
Dependence of soil respiration on soil temperature and soil moisture in
successional forests in Southern China. J. Integrat Plant Biol. 48 (6): 654663.
Tate RL. 2000. Soil Microbiology.Canada(US):J Wiley.
Toma Y, Hatano R. 2007. Effect of Crop Residue C:N ratio on N2O emissions
from Graylowland Soil in Mikasa Hokkaido Japan. Soil Science and Plant
Nutrition.2(53): 198-205.
12
LAMPIRAN
Lampiran 1 Fluks CO2, suhu udara, suhu tanah, kelembapan udara dan kadar air di lokasi kebun teh
Fluks CO2 (g C-CO2/m2/hari)
Tanggal
Pagi
Siang
Suhu
Udara
(oC)
Suhu
Tanah
(oC)
RH
(%)
Kadar
air
(%v/v)
1
2
3
1
2
3
Ratarata
05/09/2012
4.40
3.04
-
3.22
2.62
-
3.32
26.34
18.94
53.73
32.27
15/09/2012
0.96
3.45
2.80
4.36
3.34
2.75
2.94
25.84
20.05
63.72
26.19
22/09/2012
2.48
2.32
1.39
1.95
3.96
2.45
2.20
22.62
18.46
66.53
21.57
29/09/2012
2.48
2.54
3.19
4.39
3.87
2.55
3.17
21.50
18.95
76.68
34.12
06/10/2012
4.36
2.05
2.30
6.85
3.90
2.40
3.64
20.96
18.46
79.91
37.03
12/10/2012
1.84
2.73
2.21
4.17
2.96
4.80
3.12
23.25
19.60
67.39
42.32
20/10/2012
1.64
2.63
2.28
4.46
7.86
3.85
4.03
22.41
19.65
79.08
37.69
27/10/2012
3.69
2.89
2.89
4.03
3.07
3.36
3.46
20.90
19.34
83.65
38.78
03/11/2012
3.83
3.28
2.70
4.06
2.91
4.78
3.59
22.23
19.69
79.31
42.48
10/11/2012
3.21
2.70
2.85
3.26
1.88
3.44
2.89
23.86
20.13
73.29
43.70
16/11/2012
2.22
2.42
1.73
2.41
4.99
2.69
2.74
23.23
20.10
75.23
39.93
23/11/2012
2.17
1.63
2.57
2.30
2.34
5.08
2.68
24.34
19.46
76.93
40.87
01/12/2012
1.77
2.29
1.64
2.93
2.58
3.32
2.42
26.88
20.12
68.53
41.60
08/12/2012
1.72
3.12
4.70
2.76
2.30
2.98
2.93
24.04
19.50
73.42
41.60
15/12/2012
2.02
1.06
1.50
3.72
1.83
2.82
2.16
19.83
19.45
68.18
36.05
24/12/2012
1.92
2.02
1.63
3.65
4.23
4.50
2.99
19.10
19.29
73.40
35.68
02/01/2013
2.03
2.05
1.93
4.25
1.15
3.02
2.41
18.90
20.06
71.49
50.48
05/01/2013
1.63
2.32
1.20
3.01
3.23
3.57
2.50
17.72
18.54
84.93
49.51
11/01/2013
1.93
2.21
1.39
3.36
2.47
1.16
2.09
16.72
18.63
84.78
41.32
19/01/2013
1.76
1.69
1.89
2.72
1.20
1.25
1.75
19.09
18.18
87.73
45.66
26/01/2013
2.03
2.20
1.95
3.43
3.80
6.04
3.24
23.40
19.18
75.94
44.00
02/02/2013
0.83
1.55
2.24
4.13
3.20
1.07
2.17
22.49
19.13
83.59
44.72
09/02/2013
3.56
1.53
2.07
3.28
3.61
2.17
2.70
20.90
19.71
73.70
43.39
16/02/2013
2.54
1.75
3.02
3.29
2.88
2.58
2.68
20.23
19.51
85.45
22.50
23/02/2013
2.35
2.28
1.94
2.58
3.57
1.53
2.35
18.10
18.13
90.09
43.88
13
Lampiran 2 Fluks CO2, suhu udara, suhu tanah, kelembaban udara dan kadar air di lokasi
tanah bera
Fluks CO2 (g C-CO2/m2/hari)
Tanggal
Pagi
Siang
Suhu
Udara
(oC)
Suhu
Tanah
(oC)
RH
(%)
Kadar
air
(%v/v)
2
3
Ratarata
05/09/2012
2.18
2.01
-
1.39
2.17
-
1.94
24.13
19.95
57.14
30.70
15/09/2012
2.35
1.45
0.86
1.83
2.41
2.11
1.83
24.74
21.08
61.79
34.78
22/09/2012
0.98
2.96
-
0.96
0.56
-
1.37
21.35
19.35
63.09
27.32
29/09/2012
0.87
0.89
1.95
1.37
2.01
3.14
1.71
21.86
20.78
76.90
29.72
06/10/2012
4.23
2.15
2.42
6.79
1.50
2.22
3.22
20.50
18.46
79.78
40.96
12/10/2012
0.58
3.13
3.99
1.86
2.07
1.96
2.27
23.27
19.93
73.02
37.68
20/10/2012
1.25
1.54
1.87
1.53
2.26
1.95
1.73
22.33
20.72
77.49
38.44
27/10/2012
5.06
2.75
1.59
1.06
4.63
1.26
2.72
22.04
20.63
77.82
27.11
03/11/2012
1.16
1.47
1.20
1.64
2.62
1.14
1.54
23.32
20.30
78.27
28.11
10/11/2012
2.35
2.29
3.09
1.82
3.25
-
2.56
23.41
20.89
75.81
39.31
16/11/2012
3.28
2.99
2.02
2.61
7.84
3.34
3.68
27.19
20.90
66.01
38.64
23/11/2012
4.14
2.12
3.25
2.18
2.57
4.04
3.05
21.89
19.81
79.63
38.20
01/12/2012
0.72
2.28
2.04
2.83
4.63
4.10
2.77
23.98
21.25
74.92
40.52
08/12/2012
1.95
1.35
1.51
1.84
2.95
2.60
2.03
22.94
19.33
74.58
40.52
15/12/2012
2.90
3.43
2.67
1.75
2.49
3.86
2.85
16.93
18.15
77.83
40.73
24/12/2012
1.54
2.88
0.62
3.23
4.35
2.30
2.49
16.54
19.41
78.28
46.08
02/01/2013
0.85
1.10
1.82
1.67
2.96
1.81
1.70
17.02
19.93
82.88
61.55
05/01/2013
3.34
2.46
1.34
2.26
0.93
0.69
1.84
18.63
18.64
89.63
45.76
11/01/2013
0.67
0.47
1.18
0.64
1.37
0.58
0.82
17.42
18.34
85.18
46.62
19/01/2013
0.85
0.69
1.45
2.20
1.52
2.31
1.50
17.97
18.12
86.72
41.18
26/01/2013
0.97
2.08
2.95
0.64
2.17
1.76
1.76
21.10
19.29
75.19
40.46
02/02/2013
0.52
0.97
1.44
0.30
0.64
2.01
0.98
18.99
19.18
81.44
43.81
09/02/2013
1.88
1.09
3.16
1.16
2.39
1.77
1.91
24.83
19.93
72.23
39.74
16/02/2013
1.54
1.48
0.91
0.77
2.51
0.49
1.28
24.38
19.65
74.24
53.62
23/02/2013
0.56
0.35
1.02
0.40
0.49
0.79
0.60
17.31
18.17
89.83
42.44
1
2
3
1
14
pF
Lampiran 3 Kurva pF dari Andosol pada kebun teh
4.5
4
3.5
3
2.5
2
1.5
1
0.5
0
teh 1
teh 2
teh 3
0
10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
Kadar air %v/v
15
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Kabupaten Semarang pada tanggal 21 April 1990,
merupakan anak pertama dari pasangan Bapak Pambuko Harnowo dan Ibu Utami
Ningsih. Penulis menempuh pendidikan di SLTP Negeri 1 Ungaran dan selesai
pada tahun 2005 yang kemudian melanjutkan pendidikan di SMA Negeri 1
Ungaran yang diselesaikan pada tahun 2008. Pada tahun 2008 juga penulis
diterima di Institut Pertanian Bogor melalui jalur Undangan Seleksi Masuk IPB
(USMI) sebagai salah satu mahasiswa Departemen Ilmu Tanah dan Sumberdaya
Lahan Fakultas Pertanian. Selama menempuh pendidikan di Institut Pertanian
Bogor, penulis aktif dalam kegiatan organisasi Badan Eksekutif Mahasiswa
(BEM) Fakultas Pertanian tahun 2009-2010.