Pemberian Biochar Dari Beberapa Bahan Baku Untuk Mengurangi Pencemaran Logam Berat Cd Di Tanah
1
PEMBERIAN BIOCHAR DARI BEBERAPA BAHAN BAKU UNTUK
MENGURANGI PENCEMARAN LOGAM BERAT CdDI TANAH
SKRIPSI
OLEH :
ELFRIDE SINAGA
120301076
ILMU TANAH
PROGRAM STUDI AGROTEKNOLOGI
FAKULTAS PERTANIAN
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2017
Universitas Sumatera Utara
2
PEMBERIAN BIOCHAR DARI BEBERAPA BAHAN BAKU UNTUK
MENGURANGI PENCEMARAN LOGAM BERAT CdDI TANAH
SKRIPSI
OLEH :
ELFRIDE SINAGA
120301076
ILMU TANAH
Skripsi Sebagai Salah Satu Syarat Untuk Dapat Memperoleh Gelar Sarjana
diProgram Studi Agroteknologi, Fakultas Pertanian
Universitas Sumatera Utara, Medan
PROGRAM STUDI AGROTEKNOLOGI
FAKULTAS PERTANIAN
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2017
Universitas Sumatera Utara
3
Judul
: Pemberian Biochar Dari Beberapa Bahan Baku Untuk
Mengurangi Pencemaran Logam Berat Cd Di Tanah
Nama
: Elfride Sinaga
Nim
: 120301076
Program Studi : Agroteknologi
Minat
: Ilmu Tanah
Disetujui Oleh
Komisi Pembimbing
Ketua
Ketua
Anggota,
( Dr. Ir. Mukhlis, M.Si )
NIP.
(Dr. Ir.19620102
Mukhlis,198803
M.Si )1 004
NIP. 19620102 198803 1 004
(Ir. Hardy Guchi, M. P. )
NIP. 19560812 198603 1 001
Diketahui Oleh,
Ketua Program Studi Agroteknologi
( Dr. Ir. Sarifuddin, MP )
NIP. 19650903 199303 1 014
Universitas Sumatera Utara
i
ABSTRAK
Penelitian ini bertujuan untuk menentukan jenis bahan baku biochar
yang terbaik dalam mengurangi pencemaran logam berat Cd di tanah. Penelitian
dilakukan di laboratorium menggunakan rancangan acak lengkap (RAL) non
faktorial dengan perlakuan kontrol, 3 jenis biochar dari bahan baku yang berbeda
meliputi brangkasan jagung, jerami padi dan TKKS, sebanyak 5 ulangan.
Parameter yang diamati adalah pH H2O, pH KCl, Cd ekstrak DTPA. Hasil
penelitian menunjukkan bahwa ketiga jenis biochar mampu meningkatkan pH
H2O, pH KCl tanah.Cd ekstrak DTPA menurun secara nyata akibat pemberian
biochar jerami padi dan TKKS, kecuali biochar brangkasan jagung. Kapasitas
serapan biochar terhadap logam berat Cd diurutkan dari yang terbesar hingga
terkecil adalah biochar TKKS, biochar jerami padi dan biochar brangkasan
jagung.
Kata kunci : Biochar, Cd
i
Universitas Sumatera Utara
ii
ABSTRACT
The aim of the research was to determine the type of biochar feedstock is
best in reducing the pollution of heavy metals Cd on the ground. The research
was conducted in laboratory using a complete randomized design (RAL) non
factorial with treatments : control, 3 types of biochar from different raw materials
including corn stover, rice straw and TKKS, 5 replications. Parameters measured
were pH H2O, pH KCl, Cd extracted with DTPA. The results showed that the
three types of biochar were able to increase the H2O pH and KCl pH. Cd
extracted with DTPA decreased significantly due to rice straw biochar and TKKS,
except corn stover biochar. Biochar uptake capacity of heavy metals Cd sorted
from the largest to the smallest is the biochar TKKS, rice straw biochar and
biochar corn stover.
Keywords: Biochar, Cd
ii
Universitas Sumatera Utara
iii
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Huta III Purwosari pada tanggal 26 September 1994
dari ayah N. Sinaga dan ibu T. Sibuea. Penulis merupakan anak kedua dari tiga
bersaudara.
Pada tahun 2006 penulis tamat dari SD Negeri 091597 Tegal Sari, tahun
2009 tamat dari SMP Negeri 1 Dolok Batu Nanggar, pada tahun 2012 tamat dari
SMA Negeri 1 Dolok Batu Nanggar, dan tahun 2012 diterima di Program Studi
Agroekoteknologi Fakultas Pertanian Universitas Sumatera Utara (USU) melalui
jalur Seleksi Nasional Masuk Perguruan Tinggi Negeri (SNMPTN) tulis. Penulis
memilih minat studi Ilmu Tanah.
Selama mengikuti perkuliahan, penulis menjadi Analis di Laboratorium
Riset dan Teknologi Fakultas Pertanian Universitas Sumatera Utara. Selain itu
penulis juga merupakan anggota Ikatan Mahasiswa Ilmu Tanah (IMILTA),
anggota Forum Komunikasi Himpunan Ilmu Tanah Indonesia (FOKUSHIMITI),
serta sebagai koordinasi Unit Kegiatan Mahasiswa Kebaktian Mahasiswa Kristen
Universitas Sumatera Utara.
Pada tahun 2015 penulis melaksanakan praktek kerja lapangan (PKL) di
PT. Tri Bakti Sarimas, Kuantan Singingi, Riau.
iii
Universitas Sumatera Utara
iv
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur kepada Tuhan Yang Maha Kuasa karena atas berkat dan
karunia–Nya penulis dapat menyelesaikan skripsi yang berjudul “Pemberian
Biochar dari Beberapa Bahan Baku untuk Mengurangi Pencemaran Logam
Berat Cd di Tanah”
Pada kesempatan ini penulis mengucapkan terimakasih kepada Ayahanda
N. Sinaga, Ibunda T. Sibuea, Kakak Fresty Sinaga dan Adik Jefri Sinaga yang
telah mendukung dan mendoakan saya selama ini. Penulis juga mengucapkan
terimakasih kepada Dr. Ir. Mukhlis, M. Si dan Ir. Hardy Guchi, M. P., selaku
ketua dan anggota komisi pembimbing yang telah memberikan arahandan
masukandalam pembuatan skripsi ini, serta kepada Prof. Dr. Ir. Sumono, MS dan
Bang Rudi yang telah mengizinkan penulis melakukan penelitian menggunakan
fasilitas Laboratorium Riset dan Teknologi Fakultas Pertanian USU.
Penulis juga menyampaikan ucapan terima kasih kepada staf pengajar dan
pegawai di Program Studi Agroteknologi, kepada para sahabat Masdoria, Charlan,
Alfredo, Winda, Sefriansyah, Nuraini, Eko, Agroekoteknologi 2012, Ilmu Tanah
2012 dan Maximus yang telah memberikan bantuan dan dukungan dalam
pengerjaan penelitian serta pihak-pihak yang tidak dapat disebutkan .
Penulis menyadari bahwa dalam penulisan skripsi ini masih jauh dari
kesempurnaan. Oleh karena itu, penulis mengharapkan kritik dan saran yang
membangun untuk skripsi ini. Semoga skripsi ini bermanfaat dan terima kasih.
Medan, Agustus 2017
Penulis
iv
Universitas Sumatera Utara
v
DAFTAR ISI
ABSTRAK ......................................................................................................
i
ABSTRACT .....................................................................................................
ii
RIWAYAT HIDUP ........................................................................................
iii
KATA PENGANTAR ....................................................................................
iv
DAFTAR ISI ...................................................................................................
v
DAFTAR TABEL ...........................................................................................
vii
DAFTAR GAMBAR ......................................................................................
viii
DAFTAR LAMPIRAN ..................................................................................
ix
PENDAHULUAN
Latar Belakang ...........................................................................................
Tujuan Penelitian ......................................................................................
Hipotesis Penelitian ...................................................................................
Kegunaan Penelitian...................................................................................
1
3
3
3
TINJAUAN PUSTAKA
Tanah Tercemar.........................................................................................
Logam Berat Kadmium (Cd) .....................................................................
Biochar.......................................................................................................
4
6
10
METODE PENELITIAN
Tempat dan Waktu Penelitian....................................................................
Bahan dan Alat...........................................................................................
Metode Percobaan......................................................................................
Pelaksanaan Percobaan..............................................................................
Persiapan Bahan Tanah.......................................................................
Analisis Tanah Pendahuluan ..............................................................
Persiapan Tanah Tercemar Cd ...........................................................
Pembuatan Biochar ............................................................................
Aplikasi Perlakuan .............................................................................
Parameter Pengamatan ..............................................................................
16
16
17
18
18
18
18
19
19
19
HASIL DAN PEMBAHASAN
Hasil ............................................................................................................
pH H2O ...............................................................................................
pH KCl ...............................................................................................
Kadar Cd Ekstrak DTPA ....................................................................
Pembahasan ...............................................................................................
20
20
20
21
22
v
Universitas Sumatera Utara
vi
KESIMPULAN DAN SARAN
Kesimpulan ..............................................................................................
Saran ..........................................................................................................
26
26
DAFTAR PUSTAKA……………………………………………..................
27
LAMPIRAN……………………………………………………………….....
30
vi
Universitas Sumatera Utara
vii
DAFTAR TABEL
Tabel
1
Jenis analisis tanah pendahuluan dan metode yang digunakan .............
2
Nilai pH H2O tanah Inseptisol akibat pemberian biochar dari
beberapa jenis bahan baku.....................................................................
3
Nilai pH KCl tanah Inseptisol akibat pemberian biochar dari beberapa
jenis bahan baku.....................................................................................
4
Nilai kadar Cd ekstrak DTPA tanah Inseptisol akibat pemberian
biochar dari beberapa jenis bahan baku.................................................
hal
18
20
21
21
vii
Universitas Sumatera Utara
viii
DAFTAR GAMBAR
Nomor
1
Ilustrasi konseptual mekanisme penyerapan logam berat pada
biochar....................................................................................................
hal
14
viii
Universitas Sumatera Utara
ix
DAFTAR LAMPIRAN
Nomor
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
Bagan Percobaan .......................................................................
Perhitungan Kebutuhan Biochar ...............................................
Kriteria Sifat Tanah ............................................................................
Data Analisis Awal Contoh Tanah Inseptisol Kwala Bekala ...
Data Analisis Tanah Setelah Diracuni dengan Logam BeratCd
dan diinkubasi selama 2 Minggu .........................................
Data Analisis pH H2O Biochar .................................................
Data Hasil Pengukuran pH H2O Tanah Inseptisol Kwala
Bekala ........................................................................................
Daftar Sidik Ragam Pengukuran pH H2O Tanah ......................
Data Hasil Pengukuran pH KCl Tanah Inseptisol Kwala
Bekala ........................................................................................
Daftar Sidik Ragam Pengukuran pH KCl Tanah ......................
Data Hasil Pengukuran Cd Tersedia Tanah Inseptisol Kwala
Bekala ........................................................................................
Daftar Sidik Ragam Pengukuran Cd Tersedia Tanah ...............
Peta Jenis Tanah Kecamatan Pancur Batu Kabupaten Deli
Serdang ......................................................................................
hal
30
30
31
32
32
32
33
33
34
34
35
35
36
ix
Universitas Sumatera Utara
PEMBERIAN BIOCHAR DARI BEBERAPA BAHAN BAKU UNTUK
MENGURANGI PENCEMARAN LOGAM BERAT CdDI TANAH
SKRIPSI
OLEH :
ELFRIDE SINAGA
120301076
ILMU TANAH
PROGRAM STUDI AGROTEKNOLOGI
FAKULTAS PERTANIAN
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2017
Universitas Sumatera Utara
2
PEMBERIAN BIOCHAR DARI BEBERAPA BAHAN BAKU UNTUK
MENGURANGI PENCEMARAN LOGAM BERAT CdDI TANAH
SKRIPSI
OLEH :
ELFRIDE SINAGA
120301076
ILMU TANAH
Skripsi Sebagai Salah Satu Syarat Untuk Dapat Memperoleh Gelar Sarjana
diProgram Studi Agroteknologi, Fakultas Pertanian
Universitas Sumatera Utara, Medan
PROGRAM STUDI AGROTEKNOLOGI
FAKULTAS PERTANIAN
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2017
Universitas Sumatera Utara
3
Judul
: Pemberian Biochar Dari Beberapa Bahan Baku Untuk
Mengurangi Pencemaran Logam Berat Cd Di Tanah
Nama
: Elfride Sinaga
Nim
: 120301076
Program Studi : Agroteknologi
Minat
: Ilmu Tanah
Disetujui Oleh
Komisi Pembimbing
Ketua
Ketua
Anggota,
( Dr. Ir. Mukhlis, M.Si )
NIP.
(Dr. Ir.19620102
Mukhlis,198803
M.Si )1 004
NIP. 19620102 198803 1 004
(Ir. Hardy Guchi, M. P. )
NIP. 19560812 198603 1 001
Diketahui Oleh,
Ketua Program Studi Agroteknologi
( Dr. Ir. Sarifuddin, MP )
NIP. 19650903 199303 1 014
Universitas Sumatera Utara
i
ABSTRAK
Penelitian ini bertujuan untuk menentukan jenis bahan baku biochar
yang terbaik dalam mengurangi pencemaran logam berat Cd di tanah. Penelitian
dilakukan di laboratorium menggunakan rancangan acak lengkap (RAL) non
faktorial dengan perlakuan kontrol, 3 jenis biochar dari bahan baku yang berbeda
meliputi brangkasan jagung, jerami padi dan TKKS, sebanyak 5 ulangan.
Parameter yang diamati adalah pH H2O, pH KCl, Cd ekstrak DTPA. Hasil
penelitian menunjukkan bahwa ketiga jenis biochar mampu meningkatkan pH
H2O, pH KCl tanah.Cd ekstrak DTPA menurun secara nyata akibat pemberian
biochar jerami padi dan TKKS, kecuali biochar brangkasan jagung. Kapasitas
serapan biochar terhadap logam berat Cd diurutkan dari yang terbesar hingga
terkecil adalah biochar TKKS, biochar jerami padi dan biochar brangkasan
jagung.
Kata kunci : Biochar, Cd
i
Universitas Sumatera Utara
ii
ABSTRACT
The aim of the research was to determine the type of biochar feedstock is
best in reducing the pollution of heavy metals Cd on the ground. The research
was conducted in laboratory using a complete randomized design (RAL) non
factorial with treatments : control, 3 types of biochar from different raw materials
including corn stover, rice straw and TKKS, 5 replications. Parameters measured
were pH H2O, pH KCl, Cd extracted with DTPA. The results showed that the
three types of biochar were able to increase the H2O pH and KCl pH. Cd
extracted with DTPA decreased significantly due to rice straw biochar and TKKS,
except corn stover biochar. Biochar uptake capacity of heavy metals Cd sorted
from the largest to the smallest is the biochar TKKS, rice straw biochar and
biochar corn stover.
Keywords: Biochar, Cd
ii
Universitas Sumatera Utara
iii
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Huta III Purwosari pada tanggal 26 September 1994
dari ayah N. Sinaga dan ibu T. Sibuea. Penulis merupakan anak kedua dari tiga
bersaudara.
Pada tahun 2006 penulis tamat dari SD Negeri 091597 Tegal Sari, tahun
2009 tamat dari SMP Negeri 1 Dolok Batu Nanggar, pada tahun 2012 tamat dari
SMA Negeri 1 Dolok Batu Nanggar, dan tahun 2012 diterima di Program Studi
Agroekoteknologi Fakultas Pertanian Universitas Sumatera Utara (USU) melalui
jalur Seleksi Nasional Masuk Perguruan Tinggi Negeri (SNMPTN) tulis. Penulis
memilih minat studi Ilmu Tanah.
Selama mengikuti perkuliahan, penulis menjadi Analis di Laboratorium
Riset dan Teknologi Fakultas Pertanian Universitas Sumatera Utara. Selain itu
penulis juga merupakan anggota Ikatan Mahasiswa Ilmu Tanah (IMILTA),
anggota Forum Komunikasi Himpunan Ilmu Tanah Indonesia (FOKUSHIMITI),
serta sebagai koordinasi Unit Kegiatan Mahasiswa Kebaktian Mahasiswa Kristen
Universitas Sumatera Utara.
Pada tahun 2015 penulis melaksanakan praktek kerja lapangan (PKL) di
PT. Tri Bakti Sarimas, Kuantan Singingi, Riau.
iii
Universitas Sumatera Utara
iv
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur kepada Tuhan Yang Maha Kuasa karena atas berkat dan
karunia–Nya penulis dapat menyelesaikan skripsi yang berjudul “Pemberian
Biochar dari Beberapa Bahan Baku untuk Mengurangi Pencemaran Logam
Berat Cd di Tanah”
Pada kesempatan ini penulis mengucapkan terimakasih kepada Ayahanda
N. Sinaga, Ibunda T. Sibuea, Kakak Fresty Sinaga dan Adik Jefri Sinaga yang
telah mendukung dan mendoakan saya selama ini. Penulis juga mengucapkan
terimakasih kepada Dr. Ir. Mukhlis, M. Si dan Ir. Hardy Guchi, M. P., selaku
ketua dan anggota komisi pembimbing yang telah memberikan arahandan
masukandalam pembuatan skripsi ini, serta kepada Prof. Dr. Ir. Sumono, MS dan
Bang Rudi yang telah mengizinkan penulis melakukan penelitian menggunakan
fasilitas Laboratorium Riset dan Teknologi Fakultas Pertanian USU.
Penulis juga menyampaikan ucapan terima kasih kepada staf pengajar dan
pegawai di Program Studi Agroteknologi, kepada para sahabat Masdoria, Charlan,
Alfredo, Winda, Sefriansyah, Nuraini, Eko, Agroekoteknologi 2012, Ilmu Tanah
2012 dan Maximus yang telah memberikan bantuan dan dukungan dalam
pengerjaan penelitian serta pihak-pihak yang tidak dapat disebutkan .
Penulis menyadari bahwa dalam penulisan skripsi ini masih jauh dari
kesempurnaan. Oleh karena itu, penulis mengharapkan kritik dan saran yang
membangun untuk skripsi ini. Semoga skripsi ini bermanfaat dan terima kasih.
Medan, Agustus 2017
Penulis
iv
Universitas Sumatera Utara
v
DAFTAR ISI
ABSTRAK ......................................................................................................
i
ABSTRACT .....................................................................................................
ii
RIWAYAT HIDUP ........................................................................................
iii
KATA PENGANTAR ....................................................................................
iv
DAFTAR ISI ...................................................................................................
v
DAFTAR TABEL ...........................................................................................
vii
DAFTAR GAMBAR ......................................................................................
viii
DAFTAR LAMPIRAN ..................................................................................
ix
PENDAHULUAN
Latar Belakang ...........................................................................................
Tujuan Penelitian ......................................................................................
Hipotesis Penelitian ...................................................................................
Kegunaan Penelitian...................................................................................
1
3
3
3
TINJAUAN PUSTAKA
Tanah Tercemar.........................................................................................
Logam Berat Kadmium (Cd) .....................................................................
Biochar.......................................................................................................
4
6
10
METODE PENELITIAN
Tempat dan Waktu Penelitian....................................................................
Bahan dan Alat...........................................................................................
Metode Percobaan......................................................................................
Pelaksanaan Percobaan..............................................................................
Persiapan Bahan Tanah.......................................................................
Analisis Tanah Pendahuluan ..............................................................
Persiapan Tanah Tercemar Cd ...........................................................
Pembuatan Biochar ............................................................................
Aplikasi Perlakuan .............................................................................
Parameter Pengamatan ..............................................................................
16
16
17
18
18
18
18
19
19
19
HASIL DAN PEMBAHASAN
Hasil ............................................................................................................
pH H2O ...............................................................................................
pH KCl ...............................................................................................
Kadar Cd Ekstrak DTPA ....................................................................
Pembahasan ...............................................................................................
20
20
20
21
22
v
Universitas Sumatera Utara
vi
KESIMPULAN DAN SARAN
Kesimpulan ..............................................................................................
Saran ..........................................................................................................
26
26
DAFTAR PUSTAKA……………………………………………..................
27
LAMPIRAN……………………………………………………………….....
30
vi
Universitas Sumatera Utara
vii
DAFTAR TABEL
Tabel
1
Jenis analisis tanah pendahuluan dan metode yang digunakan .............
2
Nilai pH H2O tanah Inseptisol akibat pemberian biochar dari
beberapa jenis bahan baku.....................................................................
3
Nilai pH KCl tanah Inseptisol akibat pemberian biochar dari beberapa
jenis bahan baku.....................................................................................
4
Nilai kadar Cd ekstrak DTPA tanah Inseptisol akibat pemberian
biochar dari beberapa jenis bahan baku.................................................
hal
18
20
21
21
vii
Universitas Sumatera Utara
viii
DAFTAR GAMBAR
Nomor
1
Ilustrasi konseptual mekanisme penyerapan logam berat pada
biochar....................................................................................................
hal
14
viii
Universitas Sumatera Utara
ix
DAFTAR LAMPIRAN
Nomor
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
Bagan Percobaan .......................................................................
Perhitungan Kebutuhan Biochar ...............................................
Kriteria Sifat Tanah ............................................................................
Data Analisis Awal Contoh Tanah Inseptisol Kwala Bekala ...
Data Analisis Tanah Setelah Diracuni dengan Logam BeratCd
dan diinkubasi selama 2 Minggu .........................................
Data Analisis pH H2O Biochar .................................................
Data Hasil Pengukuran pH H2O Tanah Inseptisol Kwala
Bekala ........................................................................................
Daftar Sidik Ragam Pengukuran pH H2O Tanah ......................
Data Hasil Pengukuran pH KCl Tanah Inseptisol Kwala
Bekala ........................................................................................
Daftar Sidik Ragam Pengukuran pH KCl Tanah ......................
Data Hasil Pengukuran Cd Tersedia Tanah Inseptisol Kwala
Bekala ........................................................................................
Daftar Sidik Ragam Pengukuran Cd Tersedia Tanah ...............
Peta Jenis Tanah Kecamatan Pancur Batu Kabupaten Deli
Serdang ......................................................................................
hal
30
30
31
32
32
32
33
33
34
34
35
35
36
ix
Universitas Sumatera Utara