SKRIPSI DINAMIKA EMISI METAN (CH4) PADA LAHAN PADI …/Dinamika...perpustakaan.uns.ac.id...
Transcript of SKRIPSI DINAMIKA EMISI METAN (CH4) PADA LAHAN PADI …/Dinamika...perpustakaan.uns.ac.id...
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
i
SKRIPSI
DINAMIKA EMISI METAN (CH4) PADA LAHAN PADI SAWAH
DENGAN KOMBINASI SISTEM PENGELOLAAN AIR DAN
PEMUPUKANDI DESA DEMAKAN KECAMATAN MOJOLABAN
SUKOHARJO
Oleh
Aulia Prida Arumsari
H0708082
PROGRAM STUDI AGROTEKNOLOGI
FAKULTAS PERTANIANUNIVERSITAS SEBELAS MARET
SURAKARTA
2013
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
SKRIPSI
DINAMIKA EMISI METAN (CH4) PADA LAHAN PADI SAWAH
DENGAN KOMBINASI SISTEM PENGELOLAAN AIR DAN
PEMUPUKAN DI DESA DEMAKAN KECAMATAN MOJOLABAN
SUKOHARJO
Aulia Prida Arumsari
H0708082
Pembimbing Utama Pembimbing Pendamping
Prof. Dr. Ir. Purwanto, MS
NIP 19520511 1982 031 002
Dra. LinayantiDarsana, MSi
NIP 19520711 198003 2 001
Surakarta, .........................................
Fakultas Pertanian
Dekan
Prof. Dr. Ir. Bambang Pujiasmanto
NIP 19560225 198601 1 001
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
SKRIPSI
DINAMIKA EMISI METAN (CH4) PADA LAHAN PADI SAWAH
DENGAN KOMBINASI SISTEM PENGELOLAAN AIR DAN
PEMUPUKAN DI DESA DEMAKAN KECAMATAN MOJOLABAN
SUKOHARJO
yang dipersiapkan dan disusun oleh
Aulia Prida Arumsari
H0708082
telah dipertahankan di depan Tim Penguji
pada tanggal: 24 Oktober 2012
dan dinyatakan telah memenuhi syarat
untuk memperoleh gelar Sarjana Pertanian
Program Studi Agroteknologi
Susunan Tim Penguji:
Ketua Anggota I Anggota II
Prof. Dr. Ir. Purwanto, MS
NIP 19520511 1982 031 002
Drs. LinayantiDarsana, MSi
NIP 19520711 198003 2 001
Prof.Dr.Ir.H.Suntoro,MSNIP.
19551217 198203 1 003
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
KATA PENGANTAR
Puji Syukur penulis panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa yang telah
melimpahkan segala rahmat dan karunia-Nya, sehingga penulis dapat
menyelesaikan penelitian sekaligus penyusunan skripsi ini. Dalam penulisan
skripsi ini tentunya tidak lepas dari bantuan berbagai pihak. Oleh karenanya,
penulis ingin mengucapkan terima kasih kepada :
1. Prof. Dr. Ir. Bambang Pujiasmanto, MS selaku Dekan Fakultas Pertanian
Universitas Sebelas Maret Surakarta.
2. Prof. Dr. Ir. Purwanto, MSselaku pembimbingutama yang
telahmemberikanbimbinganuntukpenulisanskripsiini.
3. Drs. Linayanti Darsana, MSi selaku pembimbing pendamping yang
telahmemberikankoreksi, bimbingandan saran dalampenulisanskripsiini.
4. Ir. Sri Hartati, MPselakupembimbingakademik yang
telahmemberikanbimbingandannasehatselamamasaperkuliahan.
5. Ibunda tercinta Siti Mahmudah dan Ayahanda Suwarno yang telah
memberikan semangat, kasih sayang yang tak terhingga, doa, nasehat, dan
dukungan lahir batin.
6. Teman-teman jurusan Agroteknologi 2008, kakak Ilmu Tanah 2007 dan
teman-temanku di UKM KKT Thoekoel FP UNS yang selalu siap
menyumbangkan tenaga membantu kelancaran penelitian ini.
7. Segenap Laboran di Laboratorium Jurusan Ilmu Tanah Fakultas Pertanian
yang telah banyak membantu dalam pelaksanaan analisis laboratorium.
Penulis berharap semogaskripsiinidapat memberikan manfaat bagi penulis
sendiri khususnya dan bagipara pembaca pada umumnya. Amin.
Surakarta, Januari 2013
Penulis
i
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
DAFTAR ISI
Halaman
KATA PENGANTAR ...................................................................................... i
DAFTAR ISI ................................................................................................... ii
DAFTAR TABEL .......................................................................................... iv
DAFTAR GAMBAR ....................................................................................... v
RINGKASAN ................................................................................................. vi
SUMMARY .................................................................................................... vii
I. PENDAHULUAN ....................................................................................... 1
A. Latar belakang ......................................................................................... 1
B. Rumusan Masalah .................................................................................... 4
C. Tujuan dan Manfaat Penelitian ................................................................. 4
II. TINJAUAN PUSTAKA ............................................................................. 6
A. Komoditas Padi (Oryza sativa) ................................................................ 6
B. Pemupukan pada Lahan Sawah ................................................................ 8
1. Pupuk Organik .................................................................................... 8
2. Pupuk Anorganik ................................................................................. 9
C. Metode Pengelolaan Air pada Budidaya Padi ......................................... 10
1. Metode Konvensional ........................................................................ 10
2. Metode SRI (System of Rice Intensification) ...................................... 10
D. Gas Metan (CH4) sebagai Gas Rumah Kaca ........................................... 12
E. Faktor yang Mempengaruhi Emisi ......................................................... 15
1. PH Tanah Sawah ................................................................................ 15
2. Reaksi Redoks pada Tanah Sawah ..................................................... 15
III. METODE PENELITIAN ......................................................................... 18
A. Tempat dan WaktuPenelitian ............................................................... 18
B. Bahan dan Alat Penelitian .................................................................... 18
C. Perancangan Penelitian ........................................................................ 18
D. Analisis Data ....................................................................................... 20
E. Pelaksanaan Penelitian......................................................................... 20
ii
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
F. Pengamatan Peubah ............................................................................. 27
IV. HASILDAN PEMBAHASAN .................................................................. 30
A. Keadaan Umum Wilayah ....................................................................... 30
B. Karakteristik Tanah Awal ...................................................................... 31
C. Pengaruh Perlakuan Terhadap Emisi Gas Metan (CH4) .......................... 33
D. Hubungan Emisi Gas Metan (CH4) Harian dengan Kondisi Tanah ......... 47
E. Pengaruh Perlakuan Terhadap Hasil Tanaman ....................................... 57
V. KESIMPULAN DAN SARAN ................................................................. 63
A. Kesimpulan .......................................................................................... 63
B. Saran .................................................................................................... 63
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
iii
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
DAFTAR TABEL
Nomor Judul Hal.
1. PerbedaanSistemTanamPadiMetode SRI (System of Rice Intensification)
denganSistemKonvensional .................................................................. 12
2. EstimasiEmisiMetansecara global secara Global darikegiatanmanusia
(Antropogenic) ..................................................................................... 14
3. Kombinasi Perlakuan Faktor I dan II di Petak Lahan ............................ 19
4. Jumlah Sampel pada Setiap Pengambilan ............................................. 19
5. Tabel Pengamatan Peubah dan Metode yang Digunakan ...................... 21
6. Sistem pengairan menurut metode SRI (I1) ...........................................22
7. Sistem pengairan Metode Konvensional (I2) ........................................ 23
8. Dosis Pemupukan Tanaman Padi .......................................................... 24
9. Penggunaan Lahan di Desa Demakan Kec. Mojolaban tahun 2011 ....... 30
10. Karakteristik Tanah Awal Lokasi Penelitian ......................................... 31
11. Pengaruh Perlakuan Terhadap Emisi Metan (CH4) ............................... 48
vi
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
DAFTAR GAMBAR
Nomor Judul dalam Teks Hal.
1. Bagan DinamikaProduksidanEmisi CH4dariLahanSawah ..................... 16
2. Proses Pembentukan Gas Metanolehtanaman Air ................................. 35
3. Dinamika Fluktuasi Emisi Metan pada Budidaya Padi Var. Sunggal di
Desa Demakan Kec. Mojolaban Sukoharjo dalam Satu Periode Tanam 36
4. Pengaruh Perlakuan terhadap Emisi Harian CH4 Fase 22 HST .............. 38
5. Pengaruh Perlakuan terhadap Emisi Harian CH4 pada Fase 43 HST ..... 41
6. Pengaruh Perlakuan terhadap Emisi Harian CH4 Fase 65 HST .............. 42
7. Pengaruh Perlakuan terhadap Emisi Harian CH4 pada Fase setelah
panen.......................................................................................................44
8. Pengaruh Perlakuan terhadap Emisi Total CH4 dalam Satu Periode
Tanam Padi .......................................................................................... 46
9. Hubungan emisi Metan dengan kandungan Bahan Organik .................. 48
10. Hubungan emisi Metan dengan Eh Tanah ............................................. 52
11. Hubungan emisi Metan dengan pH Tanah ............................................ 55
12. Pengaruh Perlakuan Terhadap Tinggi Tanaman ....................................57
13. Pengaruh Perlakuan Terhadap Jumlah anakan Produktif ...................... 58
14. Pengaruh Perlakuan Bobot Gabah Kering Panen .................................. 60
15. Pengaruh Perlakuan Terhadap Bobot Gabah Kering Giling .................. 61
v
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
RINGKASAN
DINAMIKA EMISI METAN (CH4) PADA LAHAN PADI SAWAH
DENGAN KOMBINASI SISTEM PENGELOLAAN AIR DAN
PEMUPUKAN DI DESA DEMAKAN KECAMATAN MOJOLABAN
SUKOHARJO. Skripsi: AuliaPridaArumsari(H0708082).
Pembimbing:Purwanto, Linayanti Darsana, dan Suntoro. Program
StudiAgroteknologi, FakultasPertanianUniversitasSebelasMaret (UNS) Surakarta.
Penelitiantentang dinamikaemisi
CH4padabudidayapadisawahdengankombinasisistempengelolaanairdanpemupuka
nini dilaksanakan di Desa Demakan Kecamatan Mojolaban Kabupaten Sukoharjo.
Lokasi penelitian merupakan lahan sawah milik petani yang digunakan untuk
budidaya padi. Penelitian ini bertujuanuntukmengetahuidinamikaemisi
CH4selamasatuperiodetanam,
sertamengetahuikombinasidosispemupukandansistempengelolaan air yang
efisienuntukmereduksi gas metan. PenelitiandilaksanakanpadabulanFebruari-Juli
2012. Pelaksanaan analisa gas dilakuan di Balai Penelitian Lingkungan
(Balingtan) Jakenan, sedangkan analisis tanah dilakukan di laboratorium Kimia
dan Kesuburan Tanah Fakultas Pertanian Universitas Sebelas Maret. Penelitian
inidisusundenganrancanganacakkelompoklengkap (RAKL) split plot
denganduafaktorperlakuandanempatblokulangan.
Perlakuanterdiridarisistempengairandan dosis pemupukan. Adapun main plot
adalah perlakuan sistem pengelolaan air metode SRI (I1) dansistem pengairan
metode konvensional (I2). Sedangkan sub plot adalah
perlakuandosispemupukanpetanisetempat (P1), dosis rekomendasi permentan
(P2), dan dosis rekomendasi hasilujitanah (P3). Pengambilansampel gas
dilakukansebanyak 5 kali
selamafasepertumbuhanpadihinggasetelahpanendenganmetodesungkupstatik.
Hasilpenelitianmenunjukkanbahwaemisi CH4 yang dihasilkanmasing-
masingfasepertumbuhpadiberadapadakisaran0-200 mg CH4/m2/Hari.Sistem
pengairan secara mandirihanyaberpengaruhdalammenurunkanemisi gas
metanpadafase 22 HST. Grafikdinamikaemisi total
CH4padasatuperiodetanampadimengalamipeningkatandariawalsebelumtanamhing
gaumurpadimencapai 43 HST
kemudianmengalamipenurunanhinggamenjelangmasapanen.Sistempengelolaan air
SRI cenderunglebihmampumenekanemisi gas
metandalampenanamanpadiselamasatumusimtanamdibandingkandengansistempen
gelolaan air secarakonvensional.Dinamikaemisi gas
metanterendahdanterlihattidakterlalufluktuatifdalamperhitungansatumusimtanamd
ihasilkanolehpenggunaansistempengelolaan air SRI
dandosispemupukanujitanahdengan total emisi gas metansebesar341,212
KgCH4/ha/Musim Tanam. Padapenelitianini, sistempengelolaan air metode SRI
dandosispupukhasilujitanahmerupakanrekomendasi yang cenderung paling
efisienuntukmenekanemisi gas
metandantidakmenurunkanhasilpanensehinggatidakmerugikanlingkungandantidak
vi
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
merugikanpetanikarena cenderungmemberikanemisilebihrendah,
tinggitanamanlebihpendek,
jumlahanakanproduktiflebihbanyakdanbobotgabahlebihtinggi.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
SUMMARY
METHANE (CH4) EMISSION DYNAMICS IN RICE FIELD WITH
COMBINATION OF WATER MANAGEMENT SYSTEM AND DOSE OF
FERTILIZATION IN DEMAKAN VILLAGE OF MOJOLABAN
SUBDISTRICT OF SUKOHARJO. Thesis: AuliaPridaArumsari (H0708082).
Lecturer: Purwanto, LinayantiDarsana, and Suntoro. Agrotechnology Study
Program, Agriculture Faculty of SebelasMaret University (UNS) Surakarta.
A study on methane (CH4) Emission dynamics in rice field with
Combination between of water management system and dose of fertilization was
conducted in Demakan Village of MojolabanSubdistrict of Sukoharjo Regency.
The location of research was the farmer-owned land used for cultivating rice.
This research aims to find out the CH4 emission dynamics during one planting
period, and to find out the effective combination of fertilization dose and water
management system to reduce the methane gas. This study was conducted from
February to July 2012. The gas analysis was conducted in Environmental
Research Center (Balingtan) of Jakenan, while the soil analysis was conducted in
Soil Chemical and Fertility Laboratory of Agriculture Faculty of SebelasMaret
University. This study was organized using a split plot Randomized
CompletelyBlock Design (RCBD) with two treatment factors and four repetitions.
The treatment consisted of watering system and fertilization dose. The main plot
was the treatment with Sustem of Rice Intensification (SRI)method of water
management system (I1) and conventional method of watering system (I2). The
sub plot was the local farmer fertilization dose treatment (P1), Agriculture
Minister-recommended dose (P2), and soil test result-recommended dose (P3).
The gas sampling was done five times from the growth phase of rice to post-
harvest time with static concave method.
The result of research showed that the CH4 emission each rice growth
phase provided ranged from 0 to 200 mcg CH4/m2/Day. Independently watering
system only contributed to reducing the methane emission at 22 HST phase. The
chart of total CH4 emission dynamic during one rice planting period increased
from the beginning before planting to the rice age of 43 days after planting then
decreased toward the harvest time. The lowest and apparently not too fluctuating
methane gas emission in one planting season calculation resulted from the use of
SRI water management system and fertilizer dose of soil test with methane gas
emission of 341,212 KgCH4/ha/Planting Season. In this research, the SRI method
of water management and fertilizer dose of soil test tended to be the most efficient
recommendation to suppress the methane gas emission and did not reduce the
harvest yield thereby not harming the environment and the farmers because it
tended to give lower emission, shorter plant height, more number of productive
small plants and higher weight of grain.
vii
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
DINAMIKA EMISI METAN (CH4) PADA LAHAN PADI SAWAH DENGAN
KOMBINASI SISTEM PENGELOLAAN AIR DAN PEMUPUKAN DI DESA
DEMAKAN KECAMATAN MOJOLABAN SUKOHARJO
Aulia Prida Arumsari 1), Purwanto
2), Linayanti
3)
Program Studi Agroteknologi, Fakultas Pertanian
Universitas Sebelas Maret (UNS) Surakarta
ABSTRAK
Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui dinamika emisi CH4 selama satu periode tanam, serta
mengetahui kombinasi dosis pemupukan dan sistem pengelolaan air yang efisien untuk mereduksi gas metan.
Dilaksanakan pada bulan Februari-Juli 2012 dengan rancangan acak kelompok lengkap (RAKL) split plot
dengan dua faktor perlakuan dan empat blok ulangan. Sistem pengairan (SRI dan konvensional) sebagai main
plot dan dosis pemupukan (petani setempat, permentan, hasil uji tanah) sebagai sub plot. Pengambilan sampel
gas dilakukan sebanyak 5 kali selama fase pertumbuhan padi hingga setelah panen dengan metode sungkup
statik. Hasil penelitian menunjukkan bahwa emisi CH4 yang dihasilkan masing-masing fase pertumbuh padi
berada pada kisaran 0-200 mg CH4/m2/Hari. Sistem pengairan secara mandiri hanya berpengaruh dalam
menurunkan emisi gas metan pada fase 22 HST. Grafik dinamika emisi total CH4 pada satu periode tanam
padi mengalami peningkatan dari awal sebelum tanam hingga umur padi mencapai 43 HST kemudian
mengalami penurunan hingga menjelang masa panen. Dinamika emisi gas metan terendah dan terlihat tidak
terlalu fluktuatif dalam perhitungan satu musim tanam dihasilkan oleh penggunaan sistem pengelolaan air
SRI dan dosis pemupukan uji tanah dengan total emisi gas metan sebesar 341,212 KgCH4/ha/Musim Tanam.
Pada penelitian ini, sistem pengelolaan air metode SRI dan dosis pupuk hasil uji tanah merupakan
rekomendasi yang cenderung paling efisien untuk menekan emisi gas metan dan tidak menurunkan hasil
panen sehingga tidak merugikan lingkungan dan tidak merugikan petani karena cenderung memberikan emisi
lebih rendah, tinggi tanaman lebih pendek, jumlah anakan produktif lebih banyak dan bobot gabah lebih
tinggi.
Kata kunci: Metan, Padi sawah, SRI, Konvensional, Dosis Pupuk
_______________________________________________________________________________________
Keterangan : 1) Mahasiswa dari Program Studi Agroteknologi, Fakultas Pertanian, Universitas Sebelas Maret (UNS)
Surakarta. 2) Pembimbing Utama 3) Pembimbing Pendamping
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
METHANE (CH4) EMISSION DYNAMICS IN RICE FIELD WITH
COMBINATION OF WATER MANAGEMENT SYSTEM AND FERTILIZATION
IN DEMAKAN VILLAGE OF MOJOLABAN SUBDISTRICT OF SUKOHARJO
Aulia Prida Arumsari1), Purwanto
2), Linayanti
3)
Agrotechnology Study Program, Agriculture Faculty of Sebelas Maret University
(UNS) Surakarta
ABSTRACT
This research aims to find out the CH4 emission dynamics during one planting period, and to find
out the effective combination of fertilization dose and water management system to reduce the methane gas. This study was conducted from February to July 2012 with split plot random completely block design (RCBD) with two treatment factors and four repetitions. The watering system System of Rice Intensification and conventional) as the main plot and fertilization dose (local farmer, Agriculture Minister’s Regulation, soil test result) as sub plot. The gas sampling was done five times from the growth phase of rice to post-
harvest time with static concave method. The result of research showed that the CH4 emission each rice growth phase provided ranged from 0 to 200 mcg CH4/m
2/Day. Independently watering system only contributed to reducing the methane emission at 22 HST phase. The chart of total CH4 emission dynamic during one rice planting period increased from the beginning before planting to the rice age of 43 days after planting then decreased toward the harvest time. The lowest and apparently not too fluctuating methane gas emission in one planting season calculation resulted from the use of SRI (System of Rice Intensification) water management system and fertilizer dose of soil test with methane gas emission of 341,212 KgCH4/ha/Planting Season. In this research, the SRI method of water management and fertilizer dose of soil
test tended to be the most efficient recommendation to suppress the methane gas emission and did not reduce the harvest yield thereby not harming the environment and the farmers because it tended to give lower emission, shorter plant height, more number of productive small plants and higher weight of grain.
Keywords: Methane, Farm Rice, SRI (System of Rice Intensification), Conventional, Fertilize Dose
_______________________________________________________________________________________
Description :
1) Student of Agrotechnology Study Program, Agriculture Faculty of Sebelas Maret University (UNS) Surakarta
2) Lecturer Guide 1 3) Lecturer Guide 2
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
1
I. PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Masalah lingkungan yang pada saat ini menjadi salah satu isu paling sering
dibahas baik oleh pemerintah, peneliti maupun badan organisasi di tingkat
internasional, nasional maupun lokal adalah perubahan iklim akibat pemanasan
global. Sebagaimana yang tertera dalam Undang-Undang No. 32 Tahun 2009
Tentang Perlindungan dan Pengelolaan Lingkungan Hidup, pemanasan global
menjadi salah satu aspek penting yang ditekankan Undang-Undang Lingkungan,
bahwa pemanasan global yang semakin meningkat mengakibatkan perubahan
iklim sehingga memperparah penurunan kualitas lingkungan hidup. Oleh karena
itu perlu dilakukan perlindungan dan pengelolaan lingkungan hidup. Ditambah
lagi dengan perpres No.61 tentang Rencana Aksi Nasional Penurunan Emisi Gas
Rumah Kaca. Hal ini menunjukkan bahwa perubahan ikilm merupakan masalah
serius yang harus segera ditangani. Perubahan iklim yang diakibatkan langsung
atau tidak langsung oleh aktivitas manusia menyebabkan perubahan komposisi
atmosfer secara global dan perubahan variabilitas iklim alamiah yang teramati
pada kurun waktu yang dapat dibandingkan (Perpres No.61 2011).
Gas-gas penyebab pemanasan global di atmosfer bumi disebut Gas Rumah
Kaca (GRK). GRK yaitu gas-gas di atmosfer yang memiliki potensi untuk
menghambat radiasi sinar matahari yang dipantulkan oleh bumi sehingga
menyebabkan suhu di permukaan bumi menjadi hangat (Newby, 2007). United
Nations Framework Convention on Climate Change (UNFCCC) (2010) dalam
konvensi PBB (Perserikatan Bangsa Bangsa) mengenai perubahan iklim
menyatakan bahwa terdapat enam jenis gas yang tergolong gas rumah kaca, yaitu:
Karbon Dioksida (CO2), Methan (CH4), Dinitro Oksida (N2O), Perfluorkarbon
(PFC), Chlorofluorocarbons (CFC), Hydrochlorofluorocarbons (HCFC) dan
Sulfurheksfluorida (SF6) (IPPC, 2007). Diantara ke enam GRK tersebut, CH4
adalah kontributor GRK kedua terbesar pemanasan iklim global (IPCC, 2001).
Molekul gas metan (CH4) memiliki potensi 20-30 kali lebih kuat dari CO2
(Porteus 1992).
1
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
2
Gas metan merupakan salah satu GRK semakin meningkat tajam di
atmosfer dan telah memberikan kontribusi terhadap pemanasan global sampai saat
ini. Konsentrasi CH4 bertambah sangat nyata pada periode 1750-1992, terutama
sejak 1960-an yaitu 145%. Berdasarkan laporan ADB-GEF-UNDP dalam
Rahardjo 2010, padi sawah menyumbang 76% dari total gas metan yang
diemisikan dari sektor pertanian. Budidaya padi menghasilkan gas metan
terbanyak yaitu 2,57 Tg/tahun. 58% emisi gas metan dari budidaya padi sawah
berasal dari pulau Jawa. 15,9% dari Jawa Tengah. Kondisi di atas diperparah lagi
dengan pemupukan (terutama pupuk N dan pupuk organik) yang kurang
seimbang. Pemupukan yang tidak berimbang ini menimbulkan kontribusi lahan
sawah sebagai penghasil metan semakin meningkat.
Intensifikasi dalam sistem produksi padi sawah dengan asupan pupuk
anorganik dalam jumlah besar dan dalam jangka waktu yang lama dapat
menurunkan kualiatas sumberdaya lahan, khususnya penurunan kandungan C-
organik tanah. Beberapa rekomendasi pemupukan telah dibuat untuk mengatasi
masalah penurunan kualitas lahan, antara lain rekomendasi pemupukan
berdasarkan uji tanah, penelitian maupun dari permentan. Semua rekomendasi
tersebut telah memberikan solusi mengenai dosis pupuk majemuk untuk
penanaman padi sawah. Namun, hal ini tidak di imbangi dengan bagaimana
dampak pemupukan majemuk ini terhadap produksi gas metan dari lahan sawah.
Lahan sawah dengan kondisi tergenang (anaerob) merupakan salah satu
sumber emisi gas metan (CH4) terbesar. Diketahui bahwa tanaman padi berperan
aktif dalam pelepasan emisi gas metan ke atmosfer. Lebih dari 90% metana
diemisikan melalui jaringan parenkim dan ruang interseluler tanaman padi,
sedangkan kurang dari 10% sisanya melalui gelembung air (Setyanto 2007).
Dinamika emisi gas CH4 berkaitan erat dengan potensial redoks dalam tanah,
masukan pupuk dan tingkat penggenangan. Pemupukan intensif disertai air yang
tergenang sangat ideal bagi proses dekomposisi anaerobik di lahan sawah,
sehingga menghasilkan gas metan dari lahan sawah. Hal inilah yang memacu
adanya aktivitas mikrobia dalam tanah sehingga berlangsung reaksi
metanogenesis oleh bakteri metanogenik. Oksidasi CH4 dilakukan oleh berbagai
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
3
macam bakteri metanotrof seperti : Methylobacter luteus, Methylosinus
trichosporium, Methylococcus capsulatus (Hanson and Hanson 1996).
Teknik budidaya padi oleh sebagian besar petani di Indonesia masih
menggunakan cara konvensional yaitu dengan sistem tergenang terus-menerus
sehingga boros air. System of Rice Intensification (SRI) merupakan cara budidaya
tanaman padi dengan pemakaian air irigasi secara efisien yaitu dengan cara
intermittent (terputus). SRI berkembang di Indonesia sejak tahun 1999. Ciri
umum dari metode SRI yaitu pemberian air irigasi secara terputus (intermitten)
dengan tinggi muka air 1-2 cm, sedangkan pada metode konvensional tinggi muka
airnya 3-5 cm. Hasil di lapangan menunjukkan bahwa dengan budidaya metode
SRI, tingkat produktifitas tanaman padi dapat mencapai 8-10 ton/ha dengan
penghematan air sekitar 50% (Setyanto, 2004) dan menurunkan emisi hingga
37,5% (Suprihati 2007).
Kenaikan konsentrasi gas metan pada lahan sawah diduga berkaitan dengan
hasil panen. Penelitian-penelitian yang dievaluasi oleh IPCC (The
Intergovermental Panel on Climate Change) mengindikasikan bahwa kenaikan
konsentrasi GRK akan menaikkan suhu rata-rata global antara 10C sampai 3,5
oC
pada akhir abad ke 21 (Houghton et al.; Setyanto et al. 2007). Kenaikan suhu 1oC
telah cukup untuk mengubah kapasitas pertumbuhan dari banyak spesies tanaman
dan akan berakibat terhadap komposisi ekosistem tanaman. Kenaikan suhu 1oC
pada bulan Mei-Agustus menurunkan hasil padi khususnya di daerah jawa sebesar
1,0 juta ton (panen Januari-April) (Naylor et al.; Setyanto et al. 2007). Indonesia
yang memiliki lahan sawah 6,50% dari ladang beras dunia (sekitar 8 juta ha) telah
diklaim sebagai sumber emisi gas rumah kaca terutama gas metan (CH4)
(Las 2006).
Mengingat perubahan iklim sangat besar dampaknya bagi kehidupan
manusia dan bumi, maka pemerintah RI (dalam Sidang G-20, 2009) berkomitmen
untuk menurunkan emisi GRK 26% (unilateral) dan 41% (multilateral) (Perpres
RAN-GRK) terutama di bidang pertanian. Saat ini pemerintah masih miskin data
base pendukung, khususnya data base awal mengenai sumbangan CH4 pada
praktek budidaya pertanian padi sawah untuk menentukan strategi untuk
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
4
mencapai target tersebut. Salah satu upaya yang sedang dilakukan untuk
memitigasi emisi gas metan antara lain dengan pemberian rekomendasi
pemupukan yang sesuai dan pengaturan drainase lahan sawah.
Studi mengenai dampak pemupukan dan penggenangan (rezim air) yang
biasa dilakukan petani mengenai emisi metan (CH4) masih sangat terbatas. Oleh
karena itu, perlu adanya studi mengenai besarnya CH4 yang disumbangkan oleh
lahan sawah dan dampak dari proses pemupukan dan sistem pengelolaan air yang
dilakukan. Upaya untuk memitigasi sumbangan gas metan dapat dilakukan
apabila diketahui dosis pemupukan yang rendah emisi dan meminimalkan dampak
negatif pertanian padi sawah terhadap lingkungan.
B. Perumusan Masalah
Berdasarkan beberapa hal yang melatarbelakangi penelitian ini, maka
memunculkan beberapa perumusan masalah dalam penelitian ini antara lain
(Lampiran 1):
a) Bagaimana pengaruh kombinasi pemupukan dan sistem pengelolaan air di
lahan budidaya padi sawah terhadap dinamika emisi CH4 tanah?
b) Berapa besar emisi gas metan (CH4) di lahan budidaya padi sawah dari
kombinasi pemupukan dan sistem pengelolaan air sawah?
c) Kombinasi pemupukan dan sistem pengelolaan air mana yang
menyumbangkan emisi CH4 paling rendah dari lahan budidaya padi di tanah
sawah?
C. Tujuan Penelitian
Penelitian ini dilaksanakan antara lain bertujuan untuk:
1) Mengetahui produksi emisi gas metan dari tanaman padi dalam satu kali masa
tanam
2) Mempelajari dinamika emisi gas metan selama satu kali masa tanam
3) Menentukan metode pemupukan dan pengelolaan air yang efisien untuk
mereduksi emisi gas metan dari sektor pertanian
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
5
Manfaat yang diperoleh dari penelitian ini adalah diperoleh suatu inovasi
teknologi pemupukan (khususnya pemupukan anorganik) dan pengelolaan air
yang paling efisien dan rendah emisi gas metan (CH4) serta meminimalkan
adanya dampak negatif yang ditimbulkan bagi lingkungan. Diharapkan
masyarakat dapat menggunakan hasil penelitian ini untuk mengatasi
permasalahan global warming di dunia yang timbul akibat adanya gas metan
(CH4) yang semakin meningkat di atmosfer bumi, tanpa menimbulkan kerugian
finansial karena penurunan hasil panen petani. Sehingga perubahan iklim yang
semakin ekstrim dapat kembali normal dan sektor pertanian semakin lancar.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
6
II. TINJAUAN PUSTAKA
A. Komoditas Padi (Oryza sativa)
Sesuai dengan asalnya, padi merupakan tanaman lahan basah, tetapi
adaptasi tanaman ini telah mampu menghasilkan varietas yang tumbuh di
lahan kering (padi gogo). Namun, daerah utama penghasil beras di berbagai
belahan dunia adalah daerah padi lahan basah atau daerah tanah sawah
(Hardjowigeno dan Rayes 2005).
Tanaman padi termasuk golongan tanaman semusim. Bentuk
batangnya bulat dan berongga, daunnya memanjang seperti pita yang berdiri
pada ruas-ruas batang dan mempunyai sebuah malai yang terdapat pada ujung
batang. Batang padi disusun oleh serangkaian ruas-ruas dan antara ruas yang
satu dengan yang lainnya dipisahkan oleh buku. Pada tiap buku, duduk
sehelai daun. Pada buku-buku yang terletak paling bawah, mata ketiak yang
ada diantara ruas batang dan upih daun tumbuh menjadi batang sekunder
yang serupa dengang batang primer. Batang-batang sekunder ini nantinya
akan menghasilkan batang tertier, dst. Peristiwa ini disebut pertunasan atau
menganak (Badan Pengendali Bimas 1977).
Padi termasuk dalam suku padi-padian atau Poaceae (sinonim
Graminae atau Lumiflorae). Adapun klasifikasi ilmiah padi (Oryza sativa)
sebagai berikut :
Kingdom : Plantae
Devisio : Magnoliophyta
Classis : Monocotylae
Ordo : Poales
Familia : Poaceae
Genus : Oryza
Spesies : Oryza sativa L.
(Wikipedia 2011).
6
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
7
Muhamad 2010 dalam bukunya menyebutkan bahwa ada tiga stadia
umum proses pertumbuhan tanaman padi dari awal penyemaian hingga
pemanenan :
1. Stadia vegetatif: dari perkecambahan sampai terbentuknya bulir. Pada
varietas padi yang berumur pendek (120 hari) stadia ini lamanya sekitar
55 hari, sedangkan pada varietas padi berumur panjang (150 hari) lamanya
sekitar 85 hari.
2. Stadia reproduktif: dari terbentuknya bulir sampai pembungaan. Pada
varietas berumur pendek maupun berumur panjang lamanya adalah sekitar
35 hari.
3. Stadia pembentukan gabah atau biji: dari pembungaan sampai pemasakan
biji. Lamanya stadia sekitar 30 hari, baik untuk varietas padi berumur
pendek maupun berumur panjang.
Pertanaman padi sawah ditengarai sebagai penyumbang CH4,
sekaligus sebagai sistem produksi yang akan terkena dampak negatif
perubahan iklim global. Tuduhan bahwa padi sawah penyumbang emisi
metan akan lebih berat berdasarkan kecenderungan yang terjadi di lapang
(Setyanto et al. 2007).
Yagi and Minami dalam Wihardjaka 2007b mengemukakan bahwa
tanaman padi merupakan sumber pelepas gas metan dengan dugaan 25-170
Tg CH4/tahun. Pada lahan sawah tergenang, metanogenesis diuntungkan oleh
kondisi anoksik atau kondisi anaerob, ketersediaan bahan organik dari akar,
sisa jerami, dan biomassa fotosintetik tanaman air, pH tanah mendekati
netral, suhu tanah berkisar 20-30oC selama pertumbuhan tanaman padi.
Tanaman padi tidak hanya sebagai media fluks CH4, namun eksudat akar dan
akar yang terdegradasi memungkinkan sebagai pembentukan CH4, terutama
pada saat berakhirnya fase pertumbuhan tanaman. Hal ini didukung oleh
pernyataan Bachelet and Neue 1993) bahwa eksudat akar merupakan bahan
organik yang merupakan salah satu sumber energi bagi bakteri metanogen.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
8
B. Pemupupuk kandang pada lahan sawah
1. Pupuk organik
Pupuk kandang adalah kotoran dari berbagai binatang peliharaan
yang dapat digunakan untuk menambah hara, memperbaiki sifat fisik, dan
biologi tanah. Apabila dalam memelihara ternak tersebut diberi alas
seperti sekam pada ayam, jerami pada sapi, kerbau dan kuda, maka alas
tersebut akan dicampur menjadi satu kesatuan dan disebut sebagai pupuk
kandang pula. Beberapa petani di beberapa daerah memisahkan antara
pupuk kandang padat dan cair. Di antara jenis pupuk kandang, pupuk
kandang sapilah yang mempunyai kadar serat yang tinggi seperti selulosa,
hal ini terbukti dari hasil pengukuran parameter C/N rasio yang cukup
tinggi >40. Tingginya kadar C dalam pupuk kandang sapi menghambat
penggunaan langsung ke lahan pertanian karena akan menekan
pertumbuhan tanaman utama. Penekanan pertumbuhan terjadi karena
mikroba dekomposer akan menggunakan N yang tersedia untuk
mendekomposisi bahan organik tersebut sehingga tanaman utama akan
kekurangan N. Untuk memaksimalkan penggunaan pupuk kandang sapi
harus dilakukan pengomposan agar menjadi kompos pupuk kandang sapi
dengan rasio C/N di bawah 20 (Hartatik dan Widowati 2005).
Swift et al. (1979) dalam Subowo (2010) menyatakan bahwa
dekomposisi bahan organik merupakan proses pemecahan integratif
kompleks di antara organisme (makro dan mikro) dengan faktor
lingkungan, terutama faktor suhu dan kelembaban serta jenis bahan
organik. Subowo (2010) menemukan bahwa kandungan hara makro pada
beberapa sumber bahan organik tanah sebagian besar <1,0%. Hasil
dekomposisi dihasilkan oleh bahan mudah larut dan sisa padatan serta
jaringan organisme hidup. Melalui proses pertukaran aktif maupun pasif,
bahan mudah larut yang ada dalam tanah terserap ke jaringan tanaman
melalui proses pertukaran ion dan selanjutnya dimobilisasi dalam
metabolisme tanaman.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
9
Besarnya fluks CH4 akibat pemberian bahan organik sangat
tergantung pada besarnya kandungan C-organik tanah dan
dekomposisinya. Penggunaan pupuk kandang matang dapat memperbaiki
produksi padi sawah, sekaligus menurunkan emisi CH4 dari lahan sawah
dengan tingkat kesuburan rendah. Menurut Yagi dan Minami (1990)
dalam buku Balingtan 2008, penambahan jerami 6 ton/Ha dapat
meningkatkan emisi CH4 1,8 s/d 3,3 kali lebih besar dibandingkan dengan
hanya memberikan pupuk anorganik. Penambahan 9 t jerami padi setiap
hektarnya menyebabkan emisi CH4 3,5 kali besar. Penambahan jerami
yang sudah menjadi kompos (terhumifikasi) menekan emisi CH4 yang
tinggi (Balai Penelitian Lingkungan Pertanian 2008).
2. Pupuk anorganik
Pupuk anorganik menurut Departemen Pertanian didefinisikan
sebagai pupuk hasil rekayasa secara kimia, fisik atau biologis, dan
merupakan hasil industri atau pabrik pembuat pupuk yang mengandung
hara utama N, P, dan K, hara sekunder yang dilengkapi unsur-unsur mikro
seperti tembaga, kobalt, seng, mangan, molibden dan boron
(Deptan RI 2000).
Dalam implementasi program intensifikasi dan ekstensifikasi padi
berbasis teknologi Revolusi Hijau, penggunaan pupuk kimia meningkat
hampir enam kali lipat, dari 635 ribu ton pada tahun 1970 menjadi 4,42
juta ton pada tahun 2003. Saat ini kebutuhan pupuk kimia untuk
pertanaman padi mencapai 4,50 juta ton/tahun. Penggunaan pupuk oleh
petani cenderung berlebihan, terutama pada tanaman padi. Kisaran
penggunaan pupuk urea (N) dewasa ini adalah 100-800 kg/ha, serta pupuk
P dan K masing-masing 0-300 kg dan 0-250 kg/ha (Las et al. 2006).
Nitrogen (N) merupakan salah satu unsur hara yang penting bagi
tanaman padi dan kekurangan N dapat membatasi produksi padi. Tanaman
padi dapat menggunakan N mineral yang berasal dari pupuk N mineral
dan bahan organik. Umumnya pupuk N anorganik tidak digunakan secara
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
10
efisien oleh tanaman dan cenderung hilang dalam bentuk gas
(Indriyati et al. 2008).
C. Metode pengelolaan air pada Budidaya Padi
1. Metode Konvensional
Penerapan pertanian konvensional di Indonesia dimulai sejak
digulirkannya sebuah program untuk meningkatkan produktivitas
pertanian dimulai dengan Padi Sentra pada tahun 1959-1962. Kemudian
dilanjutkan dengan Program Demonstrasi Massal (Demas) tahun 1963-
1964 dengan Swasembada Bahan Makanan (SSBM). Program ini
dimulai dengan mengenalkan “Panca Usaha Tani” yang meliputi
penggunaan bibit unggul, perbaikan cara bercocok tanam, pemupupuk
kandang yang baik, perbaikan pengairan, dan pengendalian hama dan
penyakit. Kemudian program ini diadopsi menjadi bimbingan Massal
(Bimas) pada tahun 1964 dengan melengkapi panca usaha tani dengan
memasukkan kredit untuk pertanian di dalamnya. Program Intensifikasi
Massal (Inmas) menyusul dikenalkan sejak tahun 1969, merupakan
program Bimas tetapi tidak ada kredit. Intensifikasi Khusus (Insus) sejak
tahun 1980 dilakukan secara berkelompok dalam suatu kelompok
hamparan. Pada tahun 1987 Insus dilanjutkan dengan Supra Insus yang
merupakan penyempurnaan Insus dengan penggunaan zat perangsang
tumbuh serta kerjasama antar kelompok hamparan (Isnaini 2006).
2. Metode System of Rice Intensification (SRI)
Metode SRI pertama kali ditemukan secara tidak disengaja di
Madagaskar antara tahun 1983 -84 oleh Fr. Henri de Laulanie, SJ,
seorang Pastor Jesuit asal Prancis yang lebih dari 30 tahun hidup
bersama petani-petani di sana. Oleh penemunya, metododologi ini
selanjutnya dalam bahasa Prancis dinamakan Ie Systme de Riziculture
Intensive disingkat SRI. Dalam bahasa Inggris populer dengan nama
System of Rice Intensification disingkat SRI. Prinsip-prinsip budidaya
padi organik metode SRI :
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
11
a. Tanaman bibit muda berusia kurang dari 12 hari setelah semai (hss)
ketika bibit masih berdaun 2 helai
b. Bibit ditanam satu pohon perlubang dengan jarak 30 x 30, 35 x 35
atau lebih jarang
c. Pindah tanam harus sesegera mungkin (kurang dari 30 menit) dan
harus hati-hati agar akar tidak putus dan ditanam dangkal
d. Pemberian air maksimal 2 cm (macak-macak) dan periode tertentu
dikeringkan sampai pecah (Irigasi berselang/terputus)
e. Penyiangan sejak awal sekitar 10 hari dan diulang 2-3 kali dengan
interval 10 hari
f. Sedapat mungkin menggunakan pupuk organik (kompos atau pupuk
hijau) (Mutakin 2008).
Pengairan metode SRI yang berselang dengan metode
konvensional yang tergenang berbeda pengaruhnya terhadap emisi gas
yang diproduksi. Koefisien korelasi antara tingkat emisi metan dan suhu
yang tinggi pada tahap tanam dan anakan aktif terjadi karena adanya
perlakuan tergenang terus-menerus. Sedangkan nilai rendah pada
pembungaan dan tahap pematangan dengan pengairan yang berselang.
Persentase emisi metan pada tahap berbunga berkisar antara 30 hingga
43% dari jumlah total produksi metan pada musim panen pertama dan itu
hanya antara 1 dan 13% pada musim panen kedua. Hal ini berbeda dari
pot dan budidaya sawah di daerah yang berbeda di seluruh dunia karena
adanya perbedaan perlakuan irigasi, sistem tanam dan aplikasi pupuk
(Yang 1999).
Sistem tanam padi SRI, pada prakteknya memiliki banyak
perbedaan dengan sistem tanam Konvensional. Berikut ini adalah
perbedaan antara system konvensional dan system organik SRI:
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
12
Tabel 1 Perbedaan Sistem Tanam Padi SRI (System of Rice
Intensification) dengan Sistem Konvensional (Mutakin, 2008). No Komponen Sistem Konvensional Sistem organik SRI
1 Kebutuhan benih 30 - 40 Kg/ha 5-7 Kg/ha
2 Pengujian benih Tidak dilakukan Dilakukan pengujian
3 Umur di persemaian 20 - 30 hss 7 - 10 hss
4 Pengelolaan tanah 2 -3 kali
(struktur lumpur)
3kali
(struktur lumpur, rata)
5 Jumlah tanaman
perlubang
Rata-rata 5 pohon 1 pohon/ lubang
6 Posisi akar waktu
tanam
Tidak teratur Posisi akar horizontal (l)
7 Pengairan Terus digenagi Tidak perlu digenangi
8 Pemupupuk kandang Mengutamakan
pupuk kimia
Disesuaikan dengan
kebutuhan hanya dengan
pupuk organik
9 Penyiangan Diarahkan kepada
pemberantasan
gulma
Diarahkan kepada
pengelolaan perakaran
10 Rendeman 50 - 60 % 60 - 70%
Keterangan: HSS = Hari Setelah Semai
Tanah sawah yang tidak tergenang (lembab) akan lebih mendorong
perkembangan akar secara maksimal karena pada kondisi tersebut
tersedia cukup oksigen untuk proses respirasi. Perkembangan akar yang
maksimal adalah kunci penyerapan hara, sedangkan penyerapan hara
maksimal adalah kunci pertumbuhan tanaman, baik vegetatif (anakan)
maupun generatif (gabah) yang akhirnya bersinergis meningkatkan
produksi tanaman padi Pada sawah yang tergenang, tanaman padi
membutuhkan sejumlah besar energi untuk memasok oksigen bagi
pertumbuhan anakan tanaman, sehingga menghasilkan jumlah anaan
yang lebih sedikit dibandingkan dengan kondisi tidak tergenang
(Deptan 2007).
D. Gas Metan (CH4) sebagai Gas Rumah Kaca
Emisi GRK adalah lepasnya GRK ke atmosfer pada suatu area
tertentu dalam jangka waktu tertentu. Tingkat emisi GRK adalah besarnya
emisi GRK tahunan. Perubahan iklim adalah berubahnya iklim yang
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
13
diakibatkan langsung atau tidak langsung oleh aktivitas manusia sehingga
menyebabkan perubahan komposisi atmosfer secara global dan selain itu juga
berupa perubahan variabilitas iklim alamiah yang teramati pada kurun waktu
yang dapat dibandingkan. Mitigasi perubahan iklim adalah usaha
pengendalian untuk mengurangi risiko akibat perubahan iklim melalui
kegiatan yang dapat menurunkan emisi/meningkatkan penyerapan GRK dari
berbagai sumber emisi (Perpres No.61 2011).
Metan diproduksi secara alami dalam tanah melalui proses mikrobial.
Proses mikrobial alami ini berlangsung dalam kondisi anaerobik. Organisme
tanah atau metanogen dapat mengubah beberapa bahan organik tanah
menjadi CH4 melalui dua jalur berikut: (Zhang et,al. 2011).
1) CH3COOH → CH4 + CO2(g)
(Asam Asetat) (Metana) (karbondioksida)
2) CO2(g) + 4H2(g) → CH4 + 2H2O
(karbondioksida) (Hidrogen) (Metana) (air)
Emisi GRK ke atmosfer dari tanah sawah melibatkan berbagai proses
mikrobiologi. Sekelompok mikrobia metanogen, seperti Methanosarcina
berperan dalam degradasi senyawa organik kompleks. Metanogen ini
merupakan penghasil CH4 yang telah menjadi isu global beberapa tahun
terakhir. Di zona perakaran tanaman padi juga terdapat sekelompok mikroba
lain yang berperan sebagai metanotrof yang dapat mengoksidasi CH4
misalnya Methylomonas, Methylobacter, Methylococcus. Metanotrof
merupakan bakteri yang menggunakan CH4 sebagai sumber karbon dan
energinya (Wihardjaka 2007).
Pelepasan CH4 dari tanah sawah ke atmosfer melalui tiga mekanisme,
yaitu melalui difusi, gelembung udara, dan melalui aerenkima yang terdapat
dalam jaringan tanaman padi. Pelepasan CH4 melalui aerenkima tanaman
merupakan media pengangkut yang paling utama, yang mencapai lebih dari
90%. Emisi CH4 dipengaruhi oleh adanya perbedaan variabel internal dan
eksternal yaitu variabel internal yang meliputi karakteristik tanah, varietas
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
14
padi, mikrobiologi tanah, sedangkan variabel eksternal meliputi suhu tanah
yang disebabkan radiasi surya, iklim, pengelolaan air (irigasi/tadah hujan),
dan pemupupuk kandang (Shearer dan Khalil, 2000; Dwijayanti 2007).
Metan yang terbentuk dari proses dekomposisi bahan organik secara
anaerob merupakan salah GRK dengan efek 20-30 kali lipat dibandingkan
dengan gas CO2. Menurut L D Dany (2000) dalam Sudarman (2010), gas
metan yang dilepas ke atmosfer sebagian besar berasal dari aktivitas manusia
(antropogenic) seperti cara pengelolaan tanah dan irigasi, daripada hasil dari
proses alami, termasuk pembakaran biomassa dan beberapa kegiatan yang
berasal dari dekomposisi bahan organik dalam keadaan anaerob. Pada Tabel
2 (Sudarman, 2010) terlihat perbedaan hasil estimasi emisi metan secara
global dari kegiatan manusia yang berasal dari beberapa sumber.
Tabel 2 Estimasi Emisi Metan secara global secara Global dari kegiatan
manusia (Antropogenic)
Methane Source Emission (Tg CH4/year)
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
Coal Mining
Coal Combution
Extraction of oil
Extraction and use of natural gas
Total Fosil
Seawage treatment plants
Sanitary landfills
Domestic Animals
Animal waste
Rice paddies
Biomass burning
Total biopspheric
15 – 45
1 – 30
5 – 30
25 – 50
46 – 155
15 – 80
20 – 70
65 – 100
23 – 30
20 – 100
20 – 80
160 - 460
(Sudarman, 2010)
Metan dikenal sebagai gas yang memiliki waktu tinggal di atmosfer
selama 12 tahun. Selain tinggalnya yang lama, CH4 memiliki kemampuan
mamancarkan panas 21 kali lebih tinggi daripada CO2 sehingga mempunyai
andil dalam meningkatkan efek gas rumah kaca. Upaya untuk mengurangi
atau mengendalikan emisi gas metan atau gas rumah kaca lainnya dapat
dilakukan dengan mengubah ekosistem padi sawah dari sistem tergenang
(anaerob) menjadi tidak tergenang. (.Supriahati, 2007).
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
15
E. Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Emisi
1. pH Tanah Sawah
Sifat reaksi tanah yang dinyatakan dengan pH didasarkan pada
jumlah ion H+ atau OH-
dalam larutan tanah. Sebagian besar bakteri
metanogen bersifat netrofilik, yaitu hidup pada kisaran pH antar 6
sampai 8 (Setyanto, 2004). Pembentukan CH4 maksimum terjadi pada pH
6,9 hingga 7,1 (Wang, 1993), sedangkan waktu yang dibutuhkan pada
tiap jenis tanah berbeda. Pada tanah sawah di daerah tropis dimana suhu
tanah berkisar 25-30oC, pembentukan CH4 terjadi paling cepat pada
tanah alkali dan berkapur, yaitu beberapa jam hingga beberapa hari
setelah penggenangan. Pada tanah netral setelah 2-3 minggu setelah
penggenangan, sedangkan tanah masam setelah 5 minggu atau lebih
(Nue, 1993).
2. Reaksi Redoks pada Tanah Sawah
Potensi redoks (Eh) tanah merupakan faktor penting dalam
produksi metan. Potensial redoks (Eh) menunjukkan status reaksi
oksidasi dan reduksi oksidan-oksidan tanah sebagai penyedia oksigen
dalam tanah. Aktifitas bakteri metanogen dan metanotrof sangat
tergantung kepada ketersediaan oksigen dalam kondisi tanah jenuh air.
Pada kondisi reduktif, produksi CH4 terjadi pada kisaran nilai Eh -150
mV (Hou et al. 2000) dan bergerak sampai di bawah -300 mV
(Minamikawa et al. 2006) karena bekteri metanogen sebagai penghasil
CH4 bekerja optimal pada nilai Eh kurang dari -150 mV (Setiyanto,
2004). Produksi CH4 tertinggi pada kisaran Eh -200 mV (Minamikawa
and Sakai 2005, dan menurut Husin 1994 laju emisi CH4 tertinggi pada
nilai Eh tersebut untuk berbagai perlakuan pengelolaan air berbeda-beda.
Kisaran laju emisi CH4 maksimum dan macak-macak berturut-turut 45,
20 dan 30 mg/m2/jam. Pada perubahan kadar air tanah dari kondisi jenuh
dan tidak jenuh Eh bergerak antara +600 dan -300 mV (Li, et al. 2005).
Reaksi reduksi-oksidasi tanah merupakan faktor pengontrol
penting pembentukan CH4. Tahapan proses redoks yang terjadi di lahan
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
16
sawah yang tergenang adalah berkurangnya kandungan oksigen, reduksi
NO3, MN4+
, Fe3+
, SO42-
dan reduksi CO2 membentuk CH4. Bakteri
metanogenik dapat bekerja optimal pada redoks potensial -150 mV.
Proses reduksi dari oksida-oksida tanah ini diakibatkan oleh aktivitas
mikroorganisme yang berbeda. O2 direduksi oleh mikroorganisme
anaerobik, sedangkan Mn4+
dan Fe3+
oleh bakteri fakultatif anaerobik
(Balai Penelitian Lingkungan Pertanian 2007).
Rejim air adalah faktor utama yang menentukan iklim mikro
pertanaman padi. Kompleksitas iklim mikro menjadi lebih besar karena
fluktuasi intensitas sinar matahari, suhu, reaksi tanah (pH dan Eh),
konsentrasi O2 di dalam genangan dan status hara tanah. Proses ini
diilustrasikan Pryhasto dan Suharsih 2010 dalam Gambar 1.
Gambar 1 Bagan Dinamika Produksi dan Emisi CH4 dari Lahan Sawah
Dekomposisi bahan merupakan ekspresi kinerja dari suatu kultur
mikrobia heterogen (Benefield 1980). Laju oksidasi karbon organik tersebut
tergantung pada kemudahan karbon organik dioksidasi, kondisi fisika dan
kimia lingkungan mikrobial serta kesiapan mikrobial dalam kultur tersebut.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
17
Apabila kondisi fisika, kimia lingkungan dan mikrobial konstan (sama), maka
laju oksidasi semakin tinggi dan semakin mudah pula karbon organik
terdegradasi dioksidasi. Sebaliknya, semakin rendah laju oksidasi maka
semakin sulit pula karbon organik terdegradasi dapat dioksidasi
(Harsono, 2010).
Yoshida (1981) dalam Prasetyo et, al. (2004) menyatakan bahwa
proses reduksi merupakan proses yang mengkonsumsi elektron (sehingga
terjadi penurunan Eh) dan menghasilkan ion OH- (sehingga pH meningkat)
dan bentuk besi fero. Kecepatan reduksi dan macam serta jumlah hasil
reduksi ditentukan oleh: (a) macam dan kandungan bahan organik; (b)
macam dan konsentrasi zat anorganik penerima electron; (c) pH; dan (d)
lamanya penggenangan. Kuatnya proses reduksi bergantung pada jumlah
bahan organik yang mudah melapuk. Makin tinggi kandungan bahan organik
tanahnya makin besar kekuatan reduksinya. Pada umumnya, kadar zat yang
tereduksi mencapai puncak pada 2-4 minggu setelah penggenangan kemudian
berangsur-angsur menurun sampai suatu tingkat keseimbangan.
Hipotesis (Lampiran 1)
1. Kombinasi perlakuan pemupupuk kandang dan sistem pengelolaan air
pada budidaya padi di lahan sawah diduga berpengaruh terhadap
dinamika emisi gas CH4.
2. Semakin banyak jumlah masukan pupuk organik pada tanah diduga
emisi gas CH4 akan semakin besar sehingga pemupukan semakin tidak
efisien
3. Hasil panen padi dalam satu musim tanam sebanding dengan kenaikan
emisi gas CH4
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
18
III. METODE PENELITIAN
A. Tempat dan waktu penelitian
Penelitian ini dilaksanakan mulai bulan Februari 2012 sampai Juli 2012
(Jadwal Kegiatan pada Lampiran 2). Lokasi penanaman tanaman padi dan
pengambilan sampel tanah dilakukan di lahan sawah di Dukuh Nandan desa
Demakan Kecamatan Mojolaban Kabupaten Sukoharjo (Peta Kecamatan Lihat
Lampiran 15). Secara geografis, lokasi penelitian terletak pada 07° 36’ 25,7” LS
dan 110° 52’ 43,0” BT pada ketinggian 123 m dpl. Analisis penetapan konsentrasi
gas metan dilakukan di Laboratoium Gas Rumah Kaca (Lab.GRK) Balai
Penelitian Lingkungan Pertanian Jakenan, kabupaten Pati. Analisis sampel tanah
dilakukan di Laboratorium Kimia Dan Kesuburan Tanah Fakultas Pertanian
Universitas Sebelas Maret Surakarta.
B. Bahan dan alat
1. Bahan
Bahan-bahan utama pada penelitian ini adalah benih padi varietas
sunggal (spesifikasi varietas: Lampiran 4), sampel tanah, sampel gas, pupuk
kandang sapi, pupuk ZA, pupuk KCl, pupuk urea, pupuk SP 36, sampel tanah
komposit 0,5 mm dan lolos 2 mm, N2 dengan kemurnian 99,999% sebagai
gas pembawa (carier) dan gas standard CH4 dengan konsentrasi 10,1 ppm.
2. Alat
Alat yang digunakan dalam penelitian ini antara lain sungkup 40 x 40 x
100 cm, jarum suntik/injection, stop watch, thermometer, injector, septum,
kertas perak (aluminium foil), soil moisture tester, GC-8A dan blanko
pengamatan.
C. Perancangan penelitian
Penelitian di desa Demakan kecamatan Mojolaban Kabupaten Sukoharjo
ini merupakan penelitian dengan menggunakan Split Plot RAKL dengan
kombinasi dua faktor perlakuan yaitu sistem pengelolaan air dan rekomendasi
pemupukan.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
19
a. Faktor I Sistem pengelolaan air (I) dengan tiga taraf perlakuan, yaitu:
I1 : Metode SRI (penggenangan berselang)
I2 : Metode Konvensional (selalu tergenang 5 cm)
b. Faktor II Rekomendasi pemupukan (P) dengan dua taraf perlakuan, yaitu:
P1 : Pemupukan dengan dosis petani setempat
P2 : Pemupukan rekomendasi permentan
P3 : Pemupukan rekomendasi hasil uji sampel tanah
Tabel 3 Kombinasi Perlakuan Faktor I dan II di Petak Lahan
No Kombinasi Keterangan
1.
2.
3.
4.
5.
6.
I1P1
I1P2
I1P3
I2P1
I2P2
I2P3
Pengaturan penggenangan air + dosis pupuk petani setempat
Pengaturan penggenangan air + dosis rekomendasi permentan
Pengaturan penggenangan air + dosis rekomendasi uji tanah
Selalu tergenang + dosis pupuk petani setempat
Selalu tergenang + dosis rekomendasi permentan
Selalu tergenang + dosis rekomendasi uji tanah
Berdasarkan rancangan tersebut, diperoleh 6 kombinasi perlakuan dan
dilakukan ulangan sebanyak empat kali. Sehingga diperoleh 24 satuan perlakuan.
Luas lahan sawah adalah dibagi menjadi 4 blok perlakuan. Masing-masing blok
terdapat 3 petak perlakuan Konvensional dan 3 petak perlakuan SRI dengan
ukuran masing-masing petak 3 m x 3 m. antara petak satu dengan petak yang lain
dipisahkan galengan 0,2 m. Antara Konvensional (I1) dan SRI (I2) dipisahkan
dengan galengan 0,4 m. dibagian tepian lahan terdapat tanaman tepi dengan
ukuran 0,4 m x 18,6 m dan 0,4 m x 10,2 m. arah kesuburan lahan adalah dari utara
ke selatan. Susunan plot rancangan dapat dilihat pada Lampiran 5.
Tabel 4 Jumlah Sampel pada Setiap Pengambilan
Pengambilan Contoh Gas pada
HST
Jumlah Sampel pada pengambilan Total
Sampel 0 menit 10 menit 30 menit
7 Hari sebelum tanam 24 24 24 73
22 HST (Balingtan, 2008) 24 24 24 73
43 HST (Balingtan, 2008) 24 24 24 73
65 HST (Balingtan, 2008) 24 24 24 73
7 hari setelah panen 24 24 24 73
TOTAL 270
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
20
Penelitian ini dilaksanakan dalam satu periode tanam padi, yaitu sejak 7
hari sebelum tanam, 22 HST, 43 HST, 65 HST dan 7 hari setelah panen.
Pengambilan contoh gas dilaksanakan dengan metode sungkup statik. Metode
sungkup statik adalah metode dengan memasang sungkup di tengah hamparan
pertanaman untuk pengambilan sampel gas dengan inkubasi terlebih dahulu
minimal 5 menit. Pengambilan gas dilaksanakan pada 10, 20 dan 30 menit setelah
sungkup ditutup yang dilaksanakan pada rentang waktu pukul 6.00 hingga 9.00
WIB, data suhu dalam dan luar sungkup serta ketinggian efektif sungkup dicatat
saat pengambilan sampel gas.
D. Analisis Data
Data dianalisa dengan uji F taraf kepercayaan 95%. Apabila terdapat
pengaruh yang berbeda nyata, maka analisis dilanjutkan dengan mengunakan uji
DMRT (Duncan’s Multiple range Test) taraf kepercayaan 95% untuk
membandingkan rerata antar kombinasi perlakuan.
E. Pelaksanaan penelitian
1. Survey lahan sawah
a. Penentuan lahan
Lahan yang akan digunakan dalam penelitian ini adalah lahan sawah
petani dengan komoditas utama tanaman padi (Oryza sativa)
b. Penentuan petakan
Lahan sawah di ukur sesuai dengan rancangan percobaan. Lahan
sawah dibagi menjadi 12 petakan dengan luasan masing-masing 3 m x 3m.
sebagai pemisah dibuat galengan. Selain dibuat galengan, juga dibuat
saluran air untuk mengatur pengairan. Masing-masing petakan diberi patok
nama perlakuan. Pembuatan galengan dilakukan beberapa hari setelah
lahan sawah selesai di bajak.
c. Pengumpulan data lokasi penelitian
Pengumpulan data-data yang diperlukan untuk penelitian, antara lain
data-data sekunder dan data tentang lokasi penelitian serta kondisi sosial
budaya di lokasi penelitian dengan pengisian kuisioner.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
21
2. Analisis tanah awal
a. Pengambilan sampel tanah
Pengambilan sampel untuk analisis tanah awal dilakukan setelah
pengambilan sampel gas yang pertama, yaitu 7 hari sebelum tanam. Sampel
tanah diambil di lima titik secara diagonal. Sampel tanah dikering anginkan
selama 5 hari secara komposit. Hasil dari analisis akan digunakan untuk
menentukan dosis pemupukan yang tepat.
b. Analisis tanah awal di laboratorium
Analisis tanah awal dilakukan setelah pengambilan sampel tanah 7
hari sebelum pindah tanam. Analisis tanah awal dilakukan untuk
mengetahui karakteristik lahan penelitian dan sebagai dasar perhitungan
takaran pemupukan uji tanah. Analisis tanah awal dilakukan di
laboratorium Kimia dan Kesuburan tanah Fakultas Pertanian UNS. Hasil
analisis tanah awal disajikan pada bab IV tabel 10.
Tabel 5 Tabel Pengamatan Peubah dan Metode yang Digunakan
No. Peubah
Tanah Satuan Metode
1. PH Tanah pH Soil Moisture Tester
2. BO % metode Walkey and Black
3. N total % metode Kjehldahl
4. C/N ratio % -
5. BV tanah Mg/m3
Membandingkan antara bobot
dengan volume tanah
6.
P-Tersedia
dan K-
Tersedia
%
Kandungan P tersedia dianalisis
dengan metode Bray I. Sedangkan
analisis K total dilakukan dengan
menggunakan ekstraktan Amonium
Acetat; pH 7
11. Emisi gas
CH4
mg
CH4/ha/hari
metode sungkup statik, kemudian
contoh gas diukur menggunakan gas
chromatography (GC) Shimatsu 8A
Sumber: Balai Penelitian Tanah, 2005 (Lampiran 6)
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
22
3. Kegiatan di Lahan
a. Pengolahan lahan sebelum tanam
Pengolahan dilakukan dua minggu sebelum tanam dengan
menggunakan bajak dengan kedalaman 20-25 cm sampai terbentuk
struktur lumpur. Permukaan tanah diratakan untuk mempermudah
mengontrol dan mengendalikan air. Setelah dibajak, lahan digenangi ± 10
cm selama satu minggu untuk melunakkan tanah dan biji-biji tumbuhan
pengganggu berkecambah (Badan Pengendali Bimas, 1977). Setelah satu
minggu, air disurutkan menjadi macak-macak, agar mudah untuk dibentuk
beberapa galengan sesuai rancangan percobaan.
b. Pengaturan pengairan dan Pemupukan
1. Pengaturan Pengairan
Sistem pengairan yang diberikan disesuaikan dengan perlakuan
yaitu untuk perlakuan I1 sistem pengairan menurut metode SRI
diterapkan berdasarkan Suswadi dan Suharto (2011), sedangkan untuk
perlakuan I2 adalah pengairan secara konvensional. Pola pengairan
yang dilakukan disajikan pada tabel 6 dan tabel 7 berikut:
Tabel 6 Sistem pengairan menurut metode SRI (I1)
Umur
(HST) Keadaan Tanaman Pengaturan Air
0-7 Saat pindah tanam Air macak-macak
7-41 Anakan aktif sampai
menjelang anakan
maksimum
Pemberian air berselang 5
hari macak-macak 5 hari
digenangi maksimal 3 cm
41-90 Primordia, pembungaan,
pengisian gabah hingga
sepuluh hari sebelum
panen
Digenangi air maksimal 3
cm, paling tidak macak-
macak
90-100 10 hari sebelum panen Lahan dikeringkan
Sumber: Suswadi dan Suharto (2011)
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
23
Tabel 7 Sistem pengairan Metode Konvensional (I2)
Umur
(HST) Keadaan Tanaman Pengaturan Air
0-2 Saat pindah tanam Air macak-macak
3-90 Menjelang awal anakan
aktif sampai anakan
maksimal, pembentukan
malai, pengisian biji
Digenangi air terus dengan
ketinggian air 3-4 cm
90-100 10 hari sebelum panen Lahan dikeringkan
Sumber: Suswadi dan Suharto (2011)
2. Pemupukan
a) Pemupukan dasar (pupuk organik)
Setelah lahan telah siap dengan petakan-petakan sesuai
rancangan percobaan dan telah diberi papan nama, diberikan
pupuk kandang sebagai perlakuan pupuk organik. Pupuk organik
yang digunakan adalah pupuk kandang yang telah siap pakai.
Pada perlakuan pemupukan rekomendasi permentan (I1P2, I2P2
dan ) dan rekomendasi uji tanah (I1P3, I2P3) pada blok I, II, III
dan IV, di aplikasikan pupuk kandang dengan dosis sama yaitu
masing-masing 2 ton/ha, sedangkan pada perlakuan petani
setempat (I1P1 dan I2P1) di aplikasikan 0 ton/ha karena petani
setempat tidak menggunakan pupuk organik dalam menanam
padi.
b) Penanaman dan pemberian perlakuan pemupukan
Pada penelitian ini, bibit padi yang digunakan mengikuti
kebiasaan petani setempat, yaitu menggunakan varietas Tunggal.
Bibit yang telah disemaikan berumur 21-40 hari,
dipindahtanamkan ke sawah dengan jarak tanam 20 x 20 cm
pada masing-masing petak percobaan. Penanaman bibit dilakukan
7 hari setelah pengaplikasian pupuk kandang dan pengambilan
sampel pertama (T1). Penanaman dilakukan pada pagi hari pukul
06.00 WIB.
Pemupukan dilakukan untuk mendukung pertumbuhan
tanaman. Pada penelitian ini Jenis dan dosis pupuk yang diberikan
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
24
sesuai dengan masing-masing perlakuan yang telah ditentukan,
yaitu berdasarkan waktu pengaplikasian dan dosis dari petani,
rekomendasi permentan dan rekomendasi berdasarkan hasil uji
tanah. Adapun waktu dan dosis pupuk tersebut dapat dilihat pada
tabel 8.
c. Pengambilan sampel tanah setiap fase tumbuh padi
Pengambilan sampel tanah dilakukan pada setiap periode
pengambilan sampel gas. Pengambilan sampel tanah ini bertujuan untuk
menganalisis kandungan C-Organik dan potensial reduksi oksidasi (Eh)
pada setiap petak lahan perlakuan.
Tabel 8 Dosis Pemupukan Tanaman Padi
Waktu
Pemupukan
Dosis Pemupukan (kg/ha)
Petani Rekomendasi
Permentan
Rekomendasi
berdasarkan Hasil
Uji Tanah
Sebelum tanam
(7 hari sebelum
tanam)
-
Pupuk
kandang sapi =
2000
Pupuk kandang
sapi = 2000
Saat tanam
(0 HST)
ZA = 384
SP-36 = 230
Urea = 50
SP-36 = 12,5
KCl = 40
Urea = 25
SP-36 = 6,25
KCl = 20
Awal anakan
aktif
(21-28 HST)
ZA = 230
SP-36 = 154
KCl = 230
Urea = 50
SP-36 = 12,5
KCl = 40
Urea = 75,5
SP-36 = 205,75
KCl = 142
Awal primordia
(35-50 HST)
ZA = 154
SP-36 = 154
KCl = 154
Urea = 50 Urea = 75,5
Sumber:
Puslitbang
Tanaman
Pangan, (2006)
Sumber:
petani
pemilik dan
penggarap
Sumber :
Permentan
(2007)
Sumber : Hasil Uji
Tanah Laboratorium
Kimia Tanah FP
UNS (2012)
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
25
d. Pengambilan sample gas dalam sungkup
Waktu untuk pengambilan contoh gas mulai pukul 06.00-7.00 WIB
(Buendia et al.; Balai Penelitian Lingkungan Pertanian, 2008). Tahapan-
tahapan pengambilan sampel gas CH4 (T) dilakukan sebanyak lima kali
dengan titik lokasi yang sama. Tahap pengambilan sampel tersebut adalah
sebagai berikut :
T1 = 7 hari sebelum tanam
T2 = Fase pembentukan anakan aktif sampai maksimal (22 HST)
(Balingtan, 2008)
T3 = Fase pembentukan malai (43 HST) (Balingtan, 2008)
T4 = Fase pembungaan (65 HST) (Balingtan, 2008)
T5 = 7 hari setelah panen
Pengambilan sampel gas metan, dilakukan dengan menggunakan
sungkup berukuran 20 cm x 20 cm x 100 cm yang diletakan di lapang.
Contoh gas diambil pada menit ke 10, 20, dan 30 setelah peletakan
sungkup dan inkubasi selama 5 menit. Pengambilan contoh gas dlakukan
menggunakan injeksi propilen ukuran 10 ml. Penghitungan konsentrasi gas
CH4 pada contoh gas ditetapkan menggunakan alat gas kromatografi (GC)
yang dilengkapi dengan FID (Flame Ionization Detector).
Metode pengambilan sampel gas CH4 di lahan sawah secara
manual di lapangan sesuai prosedur menurut Balai Penelitian Lingkungan
Pertanian (2008), adalah sebagai berikut :
1. Waktu pengambilan contoh gas disesuaikan dengan data yang
diperlukan.
2. Boks/sungkup diletakkan diantara tanaman padi yang akan diambil
contoh gasnya dengan posisi rata dan terjaga agar gas yang
tertampung dalam boks tidak bocor.
3. Boks diletakkan antara tanaman padi lebih dahulu tanpa penutup boks
dan dibiarkan terbuka minimal 5 menit untuk menstabilkan
konsentrasi gas CH4 di dalam boks.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
26
4. Penutup boks diletakkan diatas nadan boks pada waktu yang
bersamaan dan thermometer diletakkan pada lubang yang telah
tersedia di bagian atas boks. Bersamaan dengan diletakkannya
penutup boks, dimulai juga perhitungan waktu pengambilan contoh
gasnya.
5. Air yang telah tersedia diisikan kedalam tempat pelekatan antara
badan boks dan tutupnya.
6. Headspace dari masing-masing boks dicatat.
7. Suhu dalam boks dicatat satu kali dalam sekali waktu pengambilan
cotoh gas.
8. Jarum suntik dipasang tegak lurus pada Rubber septum. Contoh gas
diambil berdasarkan pada interval waktu yang telah ditentukan.
9. Contoh gas segera dibawa ke laboratorium untuk dianalisis emisi gas
CH4nya.
e. Penetapan konsentrasi gas CH4
Penetapan konsentrasi gas CH4 dilaksanakan di laboratorium dengan
Gas Chromatography (GC) yang diperlengkapi dengan Flame Ionization
Detector (FID) dengan helium (He) sebagai gas pembawa. Penetapan
dilakukan pada suhu kolom 60oC, injektor 100
oC, detektor 100
oC,
kecepatan aliran gas 47 ml menit-1
. Sebagai gas pembawa adalah Helium.
Penghitungan konsentrasi diperoleh dengan bantuan fungsi peak area gas
CH4 standart sebagai deret standart. Dari data perubahan konsentrasi CH4
antar waktu pengambilan didapat data gradient perubahan konsentrasi per
satuan waktu (dc/dt), dan dari kompilasi data suhu, ketinggian efektif.
Penetapan fluks sungkup diperoleh data fluks CH4 metan ditetapkan
menurut Hou et al. (2000) (Suprihati et al., 2006).
f. Pengolahan dan Analisis Data
Pengolahan dan analisis data dilakukan dengan menggunakan
software SPSS.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
27
F. Pengamatan peubah
1. Variabel utama
a. Emisi Harian Gas CH4
Pengukuran emisi gas CH4 dilakukan dengan menerapkan metode
sungkup statik sehingga diperoleh sampel gas dalam injector. Kemudian
sampel gas tersebut diukur menggunakan gas chromatography (GC)
Shimatsu 8A. Metode penetapan emisi gas CH4 dengan menggunakan gas
chromatography (GC), sebagai berikut :
1) Carrier gas dibuka untuk mengalirkan gas. Gas chromatography (GC),
CBM dan computer dinyalakan. Pilih menu program GC solution yang
sudah disetting pada computer. GC solution program akan
memperlihatkan lima kotak pilihan. Klik pada kotak pertama atau
pilihan menu ECD dan selanjutnya akan terhubung antara komputer
dengan GC system melalui CBM. Suhu injektor, kolom dan CBM
(detektor) tidak perlu diganti karena sudah diset oleh GC solution
program.
2) Setelah computer dan GC system terhubung dan menuliskan password,
selanjutnya akan masuk pada menu utama. Pilih menu file, kemudian
open methode file CH4, conditioning CH4, jika menu utama
memperlihatkan tanda ready maka pilih menu file, open methode file,
CH4-methode calibrate dan klik kotak download.
3) Setelah suhu stabil, klik kotak zero CBM, single run, sample login dan
isikan nama file sampel yang disuntikkan. Setelah terlihat standby pada
menu utama suntikkan sampel gas pada injector pot dan tekan tombol
start pada GC system. Injector pot untuk analisa gas CH4 terdapat
dibagian atas (bagian atas untuk analisa CO2). Sampel gas disuntikkan
dengan interval waktu tujuh menit per sampel gas (Lampiran 14d).
Waktu yang diperlukan untuk satu kali analisa adalah 55 menit dengan
8 buah sampel gas. Semakin banyak sampel gas, semakin banyak
waktu yang diperlukan.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
28
Adapun perhitungan emisi gas CH4 untuk menentukan emisi gas CH4
yang dihasilkan dari contoh gas di lapangan digunakan rumus perhitungan
sebagai berikut :
E : Emisi gas CH4
dc/dt : Perbedaan konsentrasi CH4 per waktu (ppb/menit)
Vch : Volume boks (m3)
Ach : Luas books (m2)
mW : Berat molekul CH4 (g)
mV : Volume molekul CH4 (22,41 l)
T : Temperatur rata-rata selama pengambilan sampel (0C)
b. Emisi Total Gas CH4
Perhitungan emisi total dalam satu musim tanam tanaman padi adalah
dengan menggunakan rumus:
E CH4 = (F0-35 + F36-65 + F66-95) X (H – N) X 10.000 m2
(Ls – N) 1.000.000 kg
Keterangan:
E CH4 : estimasi total emisi (kg CH4/ha)
F0-35 + F36-65 + F66-95: kumulatif fluks CH4 pada 0-35, 36-65 dan 66-95
HST (Hari Setelah Tanam), contoh: total fluks CH4 (F)
pada 65 HST adalah f65 x (65-36); F pada 95 HST = f95 x
(95-66); dan F pada 35 HST = f35 x (35-N)
N : umur bibit (hari)
Ls : hari terakhir pengambilan gas (dalam persamaan ini
adalah 95 hari)
H : umur tanaman dari persemaian sampai panen (hari)
(Sumber: Setyanto, 2004)
Tx
mV
mWx
Ach
Vchx
dt
dcE
2,273
2,273
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
29
c. Kandungan Bahan Organik tanah
Kandungan bahan organik tanah dianalisis dengan menggunakan
metode Walkey and Black (Lampiran 6b) (Balai Penelitian Tanah, 2005).
d. Potensial reduksi oksidasi (Eh)
Potensial reduksi oksidasi dianalisis dengan reagen H2O dan KCl.
Masing-masing dengan perbandingan 1:2,5 kemudian diukur dengan
menggunakan Eh meter (Lampiran 6) (Balittanah, 2005).
2. Variabel Pendukung
a. pH tanah
pH tanah diukur dengan menggunakan soil tester di lapangan dan analisis
tanah di laboratorium (Lampiran 6a).
b. Suhu udara
Suhu udara diukur dengan menggunakan thermometer secara langsung di
lapangan.
3. Variabel Hasil
a. Jumlah anakan produktif
b. Berat Biji Gabah (ton/ha)
Berat biji gabah dihitung menggunakan timbangan analitik.
Perhitungannya dilakukan dengan cara menimbang semua biji gabah tiap
petak yang telah dilepaskan dari malainya, sehingga diketahui hasil biji
gabah/ha.
c. Bobot Gabah Kering Panen (ton/ha)
Bobot gabah kering panen dihitung menggunakan timbangan analitik.
Perhitungannya dilakukan dengan cara menimbang semua biji gabah tiap
petak yang telah dilepaskan dari malainya dan telah di jemur/dikeringkan
selama 3 hari, sehingga diketahui bobot gabah kering panen/ha.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
30
IV. HASIL DAN PEMBAHASAN
A. Keadaan Umum Wilayah
Lokasi penelitian secara geografis terletak pada 07° 36’ 25,7” LS dan
110° 52’ 43,0” BT pada ketinggian 123 m dpl. Di desa Demakan terdapat
sembilan dukuh, yaitu Dukuh Sambilawang, Dobyang, Pancuran, Pondok,
Ganggasan, Kalipelang, Goresan, Nandan dan Demakan. Secara administratif,
desa Demakan termasuk dalam wilayah kabupaten Sukoharjo Jawa Tengah.
Batas-batas wilayah desa Demakan sebelah utara berbatasan dengan desa
Palur. Bagian timur berbatasan dengan desa Joho dan desa Klumprit. Bagian
selatan berbatasan dengan desa Cangkol dan di bagian barat berbatasan
dengan desa Bekonang dan desa Duku (Pemerintah Desa Demakan 2004).
Informasi dari Program Nasional Pemberdayaan Masyarakat (PNPM)
tahun 2010 menyebutkan bahwa jumlah penduduk di desa Demakan adalah
3739 jiwa. Terdapat 1216 kepala keluarga dengan 1965 diantaranya
merupakan penduduk dewasa, yang sebagian besar bekerja sebagai petani dan
pengusaha genteng. Laporan dari UPTD Pertanian kecamatan Mojolanan pada
tahun 2011 menyebutkan secara rinci tentang penggunaan tanah di kecamatan
Mojolaban yang disajikan dalam Tabel 9.
Tabel 9 Penggunaan Lahan di Desa Demakan Kec. Mojolaban tahun 2011 Penggunaan Lahan Luas (Ha) Persentase (%)
Tanah Sawah
Sawah Teknis 125 37,54 Bukan Tanah Sawah
Pekarangan 96 28,83
Rumah Bangunan 75 22,52
Tanaman Pertanian 21 6,31
Kolam 0,04 0,01
Lain-lain 15,96 4,79 Total 333 100
Sumber: UPTD Kecamatan Mojolaban Kabupaten Sukoharjo Tahun 2011
Bedasarkan data terakhir dari UPTD Pertanian Kecamatan Mojolaban
(Tabel 9), Desa Demakan sendiri memiliki luas wilayah 333 ha. 37,54%
merupakan daerah persawahan, dimana seluruhnya menggunakan pengairan
secara teknis. Sumber pengairan berasal dari sebuah sungai yang melintasi
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
31
desa Demakan dari arah barat ke timur. Mayoritas petani di desa Demakan
menggunakan sawah untuk budidaya padi dengan berbagai varietas,
diantaranya IR64, Inpari dan Sunggal. Pola tanam yang digunakan adalah
padi-padi-padi. Luasan pekarangan juga cukup luas dan hanya 6,31% saja
yang digunakan untuk tanaman pertanian. Hal ini sesuai dengan hasil
wawancara dengan penduduk dimana selain bertani, mayoritas penduduk di
Desa Demakan juga berprofesi sebagai pembuat genteng dari tanah sehingga
penggunaan lahan pekarangan di desa Demakan cukup luas, sekitar 28,83%
dari jumlah seluruh luas desa.
B. Karakteristik tanah awal
Hasil analisis laboratorium tanah awal disajikan pada Tabel 10.
Tabel 10 Karakteristik Tanah Awal Lokasi Penelitian No Variabel
Pengamatan Satuan Hasil Harkat*
1. pH H2O - 5.9 Agak Masam
2. 3. 4. 5. 6.
Bahan Organik N-Total P-Tersedia
K-Tersedia Emisi CH4
% % Ppm Ppm mg CH4/Ha/hari
0,114 0,13 1,43 0,13
0
Sangat Rendah Sangat rendah Sangat Rendah Sangat Rendah
- Sumber:Hasil Analisis Laboratorium Kimia dan Kesuburan Tanah April 2012 Keterangan : *) Pengharkatan berdasarkan Balai Penelitian Tanah (2005)
Hasil analisis tanah awal menunjukkan pH pada tanah awal di lokasi
penelitian yaitu adalah 5,9. pH tersebut didalam pengharkatan dari Balai
Penelitian Tanah (2005) tergolong agak masam. Pada kondisi pH tesebut,
populasi mikroba dapat tertekan. Populasi mikroba yang tertekan dan
rendahnya pH tanah, menyebabkan hara P lebih banyak terikat daripada yang
tersedia. Hal ini juga didukung dengan kondisi lokasi penelitian dimana lokasi
tersebut merupakan bekas pengerukan. Lapisan top soil tanah telah hilang
karena pengerukan yang dilakukan oleh masyarakat sekitar untuk membuat
genteng dari tanah, sehingga sifat kimia pada saat analisis awal tergolong
sangat rendah. Selain itu, petani pemilik lahan sawah tersebut juga
menyebutkan bahwa lahan sawah tersebut sejak digunakan hingga sekarang
selalu dipupuk dengan pupuk kimia dan pestisida kimia dengan dosis tinggi
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
32
dan tanpa masa Bero. Hal ini tentu akan berdampak pada penurunan kualitas
lahan. Penggunaan pupuk kimia dalam waktu yang lama dapat mempengaruhi
sifat biologi tanah, dimana heterogenitas biota tanah akan menurun karena
kemampuan biologinya berkurang. Selain itu, dampak lain adalah
ketergantungan penggunaan pupuk kimia seiring dengan penurunan hasil tiap
musim tanam. Penggunaan pestisida kimia secara terus menerus juga
berdampak pada hasil panen. Daerah tersebut sekarang menjadi endemik
wereng dan keong karena wereng dan keong telah berkembang menjadi hama
yang resisten terhadap pestisida kimia. Berdasarkan hasil wawancara,
diketahui bahwa di desa Demakan sering terjadi gagal panen akibat serangan
wereng.
Hasil analisis tanah awal juga menunjukkan kandungan bahan organik
dilokasi penelitian tergolong sangat rendah, hanya sekitar 0,114%. Bahan
organik yang rendah tersebut dapat mempengaruhi kuantitas N total tanah
yang ditunjukkan dalam pengharkatan sangat rendah pada tanah ini yaitu
0,13%. Kandungan bahan organik dalam setiap jenis tanah tergantung dari
beberapa hal yaitu tipe vegetasi yang ada di daerah tersebut, populasi mikroba
tanah, keadaan drainase tanah, curah hujan, suhu, dan pengelolaan tanah
(Adiningsih 2005). Vegetasi di sekitar lokasi penelitian hanya terdapat padi
65%, pohon jati 25%, pohon pisang 7% dan bambu 3%. Dimana jenis tanaman
vegetasi tersebut memiliki C/N ratio yang tinggi dan sulit terdekomposisi,
sehingga sumber karbon di lokasi penelitian hanya berasal dari masukan sisa
jerami setelah panen. Pernyataan Ponnamperuma yang dikutip dari jurnal
Agroland 15 vol. 4 menyatakan bahwa tingkat kesuburan pada tanah sawah
yang rendah merupakan akibat dari kondisi kemasaman tanah yang diikuti
dengan tingginya toksisitas Al dan Fe sehingga berakibat pada kahatnya Ca,
Mg dan P karena adanya proses fiksasi yang distimulasi oleh aktifitas ion H+
(Basir 2008). Pemberian pupuk yang relatif tinggi disertai dengan produksi
yang tinggi pada sawah irigasi menyebabkan ketidakseimbangan hara pada
tanah (Hardjowigeno dan Rayes 2005).
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
33
C. Pengaruh Perlakuan Terhadap Emisi Gas Metan (CH4)
1. Pengaruh Perlakuan Terhadap Emisi Harian Gas Metan (CH4)
CH4 adalah salah satu GRK yang dihasilkan melalui dekomposisi
anaerobik bahan organik. Pemasukan intensif pupuk baik organik maupun
anorganik pada keadaan tergenang sangat ideal bagi berlangsungnya
dekomposisi anaerobik di lahan sawah. Variasi emisi CH4 tidak hanya
dipengaruhi secara signifikan oleh jenis tanah tetapi cara pengelolaan
tanah dan varietas tanaman ternyata mempunyai peran yang signifikan
terhadap emisi CH4 dari lahan sawah (Setyanto dkk. 2007). Berikut ini
adalah data emisi harian metan selama satu fase pertumbuhan padi.
Tabel 11 Pengaruh Perlakuan Terhadap Emisi Metan (CH4)
Perlakuan
Emisi Gas CH4 Fase ke- (mgCH4/m2/hari)
Sebelum
tanam 22 HST 43 HST 65 HST
Setelah
Panen
I1P1 0 64,16a 125,59b 43,8c 19,89d
I1P2 0 36,51a 187,18b 49,55c 19,48d
I1P3 0 23,97a 71,85b 46,1c 18,68d
I2P1 0 36,35a 104,52b 34,46c 16,07d
I2P2 0 46,38a 146,14b 27,98c 20,78d
I2P3 0 44,25a 197,74b 34,59c 21,13d
Sumber : Analisis Data Agustus 2012 Keterangan : Angka-angka yang diikuti oleh huruf kecil yang sama pada kolom
yang sama menunjukkan tidak berbeda nyata menurut uji DMRT 5%.
I1: Sistem pengelolaan air SRI P1: Dosis pupuk petani setempat
I2: Sistem pengelolaan air konvensional P2: dosis pupuk permentan P3: Dosis pupuk uji tanah
Emisi harian gas metan pada fase yang berbeda (Tabel 11)
memiliki tingkat emisi yang berbeda pula. Akan tetapi, meskipun
konsentrasi gas CH4 yang diemisikan setiap perlakuan pada setiap fase
pertumbuhan padi berbeda-beda, akan tetapi berdasarkan uji F (P>0,05)
dan analisis data DMRT taraf 5% tidak menunjukkan angka yang berbeda
nyata baik di semua fase tumbuh tanaman padi. Hal tersebut diduga
berkaitan dengan varietas padi yang digunakan. Pada penelitian ini,
varietas yang digunakan adalah Varietas Sunggal. Setyanto dan Prihasto
(2004) menjelaskan bahwa varietas padi mempunyai bentuk, kerapatan
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
34
dan jumlah pembuluh aerenkima yang berbeda. Perbedaan ini akan
mempengaruhi kemampuan tanaman padi mengemisikan CH4. Dengan
kata lain, pada varietas yang sama akan sangat mungkin memiliki
kemampuan yang relatif sama dalam mengemisikan CH4.
Gambar 2 Proses Pembentukan Gas Metan oleh tanaman Air
(Conrad 2004)
Proses pembentukan gas metan pada budidaya padi sawah
disebabkan oleh adanya aktifitas metanotrofik dalam tanah yang dilakukan
oleh bakteri metanogen dengan tersedianya bahan organik. Gambar 2
memperlihatkan proses singkat pembentukan gas metan. Permukaan tanah
(A), rizosfer (B) dan jaringan aerenkhima (C) merupakan tempat
transportasi O2 yang dibutuhkan tanaman dalam metabolismenya (Frenzel
dalam Conrad 2004). Akan tetapi, kandungan jerami bahan organik dalam
tanah dan eksudat akar digunakan oleh bakteri metanogen untuk
membentuk gas metan dan melalui jalur masuk O2 tersebut gas metan
dikeluarkan ke atmosfer (Conrad 2004). Ruang udara pada pembuluh
aerenkim daun, batang, dan akar yang berkembang dengan baik
merupakan penyebab utama terjadinya pertukaran gas dari dalam tanah ke
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
35
udara. Perbedaan gradien konsentrasi air di sekitar akar dengan ruang antar
sel pada akar menyebabkan CH4 terlarut terdifusi. Pada dinding korteks,
metan terlarut berubah menjadi gas dan disalurkan ke batang melalui
pembuluh aerenkim (IRRI 1998).
Gambar 3 Dinamika Fluktuasi Emisi Metan pada Budidaya Padi di Desa
Demakan Kec. Mojolaban Sukoharjo dalam Satu Periode
Tanam Keterangan:
I1P1 Pengaturan penggenangan air + dosis pupuk petani setempat
I1P2 Pengaturan penggenangan air + dosis rekomendasi permentan I1P3 Pengaturan penggenangan air + dosis rekomendasi uji tanah
I2P1 Selalu tergenang + dosis pupuk petani setempat
I2P2 Selalu tergenang + dosis rekomendasi permentan
I2P3 Selalu tergenang + dosis rekomendasi uji tanah
Berdasarkan grafik Dinamika fluktuasi emisi gas metan selama satu
periode tanam (Gambar 3) dapat diketahui bahwa terjadi fluktuasi atau
peningkatan emisi metan tertinggi pada 43 HST, yaitu pada saat tanaman
padi dalam tahap anakan maksimum hingga pembentukan malai. Pada fase
inilah puncak dari emisi gas metan terjadi, karena puncak dari tanaman
mengeluarkan gas metan adalah pada fase vegetatif maksimum sampai
pada pengisian malai, sehingga nilai dari emisi metan pada pengambilan
sampel selanjutnya mengalami penurunan hingga 163,15 mgCH4/ha/hari.
Terjadi peningkatan emisi pada fase 43 HST diduga didukung oleh faktor
penggenangan air dan pemupukan. Persentase kandungan bahan organik
0
50
100
150
200
250
Sebelum
Tanam
22 HST 43 HST 65 HST Setelah
Panen
Em
isi
CH
4
(mg
CH
4/m
2/h
ari)
Fase Pertumbuhan Padi
I1P1
I1P2
I1P3
I2P1
I2P2
I2P3
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
36
yang meningkat dari kandungan awal 0,114% serta kondisi tanah sawah
yang semakin lama tergenangi. Pupuk organik bersifat slow release,
sehingga jumlah karbon dalam tanah meningkat secara perlahan dari mulai
saat aplikasi hingga 43 HST. Hal tersebut juga berkaitan dengan jumlah
anakan, dimana pada fase pembentukan malai (43 HST) tersebut, jumlah
anakan telah mencapai maksimum (Lampiran 10; Tabel 11).
Dalam penelitian ini, emisi tertinggi dalam satu musim tanam
terjadi pada perlakuan I2P3 dimana emisi harian yang dihasilkan
meningkat tajam dari 44,25 mgCH4/ha/hari menjadi 197,74
mgCH4/ha/hari. Penyebab kenaikan emisi metan pada perlakuan I2P3 di
fase 43 HST ini adalah kondisi pengairan yang selalu tergenang sejak awal
bibit mulai dipindahtanamkan, dimana kondisi reduktif merupakan kondisi
optimum pembentukan metan (Setyanto 2004). Pada perlakuan I2P3
perlakuan pupuk yang diberikan adalah pemupukan rekomendasi uji tanah
yaitu pupuk kandang 2000 kg/ha, Urea 176 kg/ha, Sp-36 212 kg/ha dan
KCl 142 kg/ha. Selain penggunaan pupuk kandang sebagai masukan
organik, berdasarkan penelitian Wihardjaka 2004 penggunaan pupuk urea
ternyata juga mempengaruhi pembentukaan gas metan. Urea adalah suatu
senyawa organik yang terdiri dari unsur karbon, hidrogen, oksigen dan
nitrogen dengan rumus CON2H4 atau (NH2)2CO (Wikipedia 2012). Di
dalam tanah, selain menyumbangkan N-tersedia bagi tanaman, urea juga
melepaskan gas CO2. Pada kondisi reduktif, CO2 merupakan bahan utama
bagi bakteri metanogen dalam pembentukan gas metan, dengan reaksi
yang terjadi adalah CO2(g) + 4H2(g) → CH4(g) + 2H2O. Scultz et al. dalam
Balingtan (2007) menambahkan bahwa pupuk urea yang ditambahkan
dalam tanah dihidrolisis oleh enzim urease menjadi CO2 dan NH3 sehingga
mengakibatkan penurunan redoks potensial yang diduga dapat
meningkatkan emisi CH4. Hal ini akan berbeda dengan I1P3 pada fase
yang sama dimana konsentrasi gas metan yang dihasilkan paling rendah
yaitu dari 23,97 mgCH4/ha/hari pada 22 HST menjadi 71,85
mgCH4/ha/hari pada 43 HST. Pada kondisi penggenangan yang sama,
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
37
emisi gas metan yang dihasilkan pada perlakuan I1P3 paling rendah. Hal
ini diduga disebabkan oleh takaran pupuk yang diberikan sesuai dengan
kebutuhan tanaman. Selain I1P3, perlakuan yang juga menunjukkan
fluktuasi gas metan yang rendah adalah I2P1 dan I1P1 dimana dosis
takaran pupuk yang diberikan justru paling tinggi. Hal ini berkaitan
dengan kebiasaan petani di desa Demakan yang tidak menggunakan pupuk
organik dalam mengelola sawah. Selain itu, penggunaan pupuk ZA oleh
petani setempat ternyata mampu mengurangi emisi metan dari lahan
sawah. Wihardjaka dan Setyanto 2007 dalam penelitiannya juga
menyebutkan bahwa pemupukan (NH4)2SO4 atau ZA dapat menekan emisi
CH4 sebesar 17,3% jika dibandingkan dengan tanpa pupuk N sedangkan
pupuk urea hanya dapat menekan emisi CH4 sebesar 4,1%. Urea dan ZA
sama-sama menyediakan NH4 bagi tanaman. Akan tetapi, Pupuk N yang
mengandung sulfat menyebabkan terjadinya persaingan antara bakteri
metanogen dan bakteri pereduksi sulfat dalam memperoleh hidrogen.
Menurut Jakobsen et al. (1981) dalam Setyanto dan Prihasto (2004),
persaingan terjadi dalam memperoleh sumber energi dan memanfaatkan
substrat yang tersedia dalam tanah terutama senyawa organik sehingga
menghambat pembentukan CH4 (Wihardjaka dan Setyanto 2007). Ada
beberapa faktor yang mempengaruhi nilai emisi pada setiap fase tumbuh
tanaman padi, antara lain Eh, pH, varietas tanaman, bahan organik dan
jumlah anakan. Berikut ini akan dibahas secara lebih detail pengaruh
perlakuan terhadap emisi untuk masing-masing fase tumbuh padi varietas
Sunggal.
a) Fase 22 HST
Gigih (2011) menyebutkan bahwa pada fase pertumbuhan awal
padi ada dua tahapan penting yaitu pembentukan anakan aktif
kemudian disusul dengan perpanjangan batang (steam elongation).
Kedua tahapan ini bisa tumpang tindih, tanaman yang sudah tidak
membentuk anakan akan mengalami perpanjangan batang, buku
kelima dari batang di bawah kedudukan malai, memanjang hanya 2-4
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
38
cm sebelum pembentukan malai. Sementara tanaman muda (tepi)
terkadang masih membentuk anakan baru, sehingga terlihat
perkembangan kanopi sangat cepat. Secara umum, fase pembentukan
anakan berlangsung selama kurang lebih 30 hari setelah pindah tanam.
Gambar 4 Pengaruh Perlakuan terhadap Emisi Harian CH4 Fase 22
HST Keterangan : Angka-angka yang diikuti oleh huruf kecil yang sama pada
kolom yang sama menunjukkan tidak berbeda nyata menurut
uji DMRT 5%.
I1: Sistem pengelolaan air SRI P1: Dosis pupuk petani setempat I2: Sistem pengelolaan air konvensional P2: dosis pupuk permentan
P3: Dosis pupuk uji tanah
Hasil akhir perhitungan rumus emisi harian gas metan
berdasarkan hasil pengujian sampel gas CH4 fase 22 HST dalam
bentuk area dan konsentrasi (ppm) di Balingtan (Lampiran 7; Tabel 2)
pada masing-masing perlakuan adalah I1P1 64,16 mg CH4/ha/hari;
I1P2 36,51 mg CH4/ha/hari; I1P3 23,97 mg CH4/ha/hari; I2P1 36,35
mg CH4/ha/hari; I2P2 46,38 mg CH4/ha/hari dan I2P3 44,25 mg
CH4/ha/hari. Hasil perhitungan rumus emisi harian gas metan fase 22
HST tersebut disajikan dalam bentuk histogram (Gambar 4). Hasil
analisis sampel gas yang diambil pada 22 HST pada Gambar 4
memperlihatkan laju emisi yang rendah disemua perlakuan. Hasil uji F
sendiri menunjukkan adanya pengaruh yang signifikan (p>0,05) antara
perlakuan sistem pengelolaan air dengan emisi harian pada 22 HST
(Lampiran 11). Emisi tertinggi dihasilkan dari perlakuan I1P1 64,16
mgCH4/ha/hari. Hal ini sesuai dengan hasil uji korelasi (Pearson
64,16a
36,51a23,97a
36,35a46,38a 44,25a
0,00
20,00
40,00
60,00
80,00
I1P1 I1P2 I1P3 I2P1 I2P2 I2P3
Em
isi
Hari
an
CH
4
(mg
CH
4/h
a/h
ari)
Perlakuan
Emisi CH4 22 HST
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
39
Correlation) antara fluks emisi metan 22 HST dengan sistem
pengelolaan air (Lampiran 12), dosis pemupukan dan interaksi
keduanya. Korelasi positif antara fluks emisi metan 22 HST dengan
perlakuan sistem pengelolaan air yang ditunjukkan dengan nilai
r=0,155 (p>0,05). Korelasi positif antara fluks emisi metan 22 HST
dengan dosis pemupukan yang ditunjukkan dengan nilai r=0,135
(p>0,05). Korelasi positif antara fluks emisi metan 22 HST dengan
dan interaksi keduanya ditunjukkan dengan nilai r=0,200 (p>0,05).
Hal tersebut menunjukkan bahwa sistem pengelolaan air, dosis
pemupukan dan interaksi keduanya sangat mempengaruhi tingkat
emisi gas metan. Tentunya ada beberapa faktor pendukung lain yang
mempengaruhi nilai emisi pada fase 22 HST ini. Antara lain umur
tanaman, morfologi tanaman, masukan pupuk dan penggenangan air.
Emisi gas metan sendiri ditentukan oleh sifat fisiologi dan morfologi
tanaman padi. Menurut Neue dan Roger, kemampuan tanaman padi
mengemisi metan bergantung pada rongga aerenkhima, jumlah
anakan, biomassa padi, pola perakaran, dan aktifitas metabolisme
(Balingtan 2007). Umur tanaman pada saat pengambilan adalah 22
HST yang dihitung sejak pindah tanam. Pada umur tersebut tanaman
padi masih muda. Ukuran dan jumlah daun, batang maupun akar
masih belum maksimal, sehingga tanaman padi pada 22 HST atau
pada fase pertumbuhan vegetatif maksimal ini emisinya belum
menunjukkan peningkatan atau fluktuasi yang signifikan. Jumlah dan
massa akar padi akan mencapai maksimum pada saat heading stage
(Hardjowigeno dan Rayes 2005).
b) Fase 43 HST
Pengambilan sampel selanjutnya adalah pada 43 HST. Menurut
Gigih (2011), pertumbuhan vegetatif maksimal tanaman padi
umumnya ditandai dengan pertambahan jumlah anakan, tinggi
tanaman, bobot, jumlah dan luas daun. Pembentukan anakan
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
40
berlangsung sejak munculnya anakan pertama hingga pembentukan
anakan maksimum tercapai. Anakan muncul dari tunas aksial pada
buku batang dan menggantungkan tempat daun serta tumbuh dan
berkembang (Gambar padi 43 HST pada Lampiran 14b). Hasil uji F
(P>0,05) (Lampiran 11) yang dilakukan menunjukkan bahwa
kombinasi perlakuan tidak berpengaruh nyata pada emisi harian metan
fase 43 HST. meskipun tidak berpengaruh nyata, akan tetapi hasil
analisis sampel yang diambil pada 43 HST yang ditunjukkan pada
Gambar 4 memperlihatkan adanya kenaikan emisi metan yang cukup
tinggi jika dibandingkan dengan fase sebelumnya (22 HST). fase 43
HST merupakan fase pertumbuhan tanaman padi dengan nilai emisi
yang paling tinggi. Hasil akhir perhitungan rumus emisi harian gas
metan berdasarkan hasil pengujian sampel gas CH4 fase 43 HST
dalam bentuk area dan konsentrasi (ppm) di Balingtan (Lampiran 7;
Tabel 3) pada masing-masing perlakuan adalah I1P1 125,59 mg
CH4/ha/hari; I1P2 187,18 mg CH4/ha/hari; I1P3 71,85 mg
CH4/ha/hari; I2P1 104,52 mg CH4/ha/hari; I2P2 146,14 mg
CH4/ha/hari dan I2P3 187,74 mg CH4/ha/hari.
Gambar 5 Pengaruh Perlakuan terhadap Emisi Harian CH4 pada Fase
43 HST Keterangan : Angka-angka yang diikuti oleh huruf kecil yang sama pada kolom
yang sama menunjukkan tidak berbeda nyata menurut uji DMRT 5%. I1: Sistem pengelolaan air SRI P1: Dosis pupuk petani setempat
I2: Sistem pengelolaan air konvensional P2: dosis pupuk permentan
P3: Dosis pupuk uji tanah
125,59a
187,18a
71,85a104,52a
146,14a
187,74a
0
50
100
150
200
I1P1 I1P2 I1P3 I2P1 I2P2 I2P3Em
isi
Haria
n C
H4
(mgC
H4/h
a/h
ari)
Perlakuan
Emisi 43 HST
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
41
Berdasarkan hasil pengujian anova ternyata tidak memberikan
pengaruh yang nyata. Jadi, pada fase 43 HST ini, perlakuan yang
diberikan tidak memberikan pengaruh yang nyata terhadap emisi
harian gas metan. Emisi metan tertinggi pada fase 43 HST, dihasilkan
oleh perlakuan I2P3, yaitu kombinasi perlakuan antara sistem
pengelolaan air secara konvensional dan dosis pupuk rekomendari
hasil uji tanah. Nilai emisi pada perlakuan tersebut mencapai 187,74
mgCH4/ha/hari. hal tersebut menunjukkan bahwa telah terjadi
peningkatan tranformasi karbon di dalam tanah menjadi bentuk gas.
Peningkatan tersebut diduga diakibatkan oleh pemberian pupuk urea
yang memberikan sumbangan karbon dalam tanah dan didukung
dengan dekomposisi pupuk kandang yang telah diberikan sebelumnya.
Emisi terendah dihasilkan oleh perlakuan I1P3 dengan emisi metan
sebesar 71,85 mgCH4/ha/hari. Pada kondisi dosis pemupukan yang
sama, emisi gas metan yang dihasilkan pada I1P3 sangat rendah. Hal
tersebut dipengaruhi oleh penggenangan yang digunakan. Penelitian
Setyanto dan Rosenani (2006) dalam jurnal litbang pertanian 25 (4)
menemukan bahwa penggenangan terus-menerus selama penanaman
hingga 10 hari sebelum panen dengan level penggenangan 5 cm,
mengemisikan gas metan tertinggi. Diikuti oleh penggenangan 0-1 cm
dengan emisi lebih rendah. Emisi terendah dihasilkan dari perlakuan
penggenangan berkala (intermittent) dan kontrol (tanpa
penggenangan).
c) Fase 65 HST
Kondisi di lapangan saat penelitian berlangsung, menunjukkan
perkembangan pertumbuhan padi yang normal. Pada 65 HST,
tanaman padi telah memasuki fase pengisian malai (Lampiran 14c).
Menurut Gigih (2011), bunting pada padi terlihat pertama kali pada
ruas batang utama. Pada tahap bunting, ujung daun layu (menjadi tua
dan mati) dan anakan non-produktif terlihat pada bagian dasar
tanaman. Kemudian disusul dengan kemunculan ujung malai dari
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
42
pelepah daun bendera. Malai terus berkembang sampai keluar
seutuhnya dari pelepah daun. Akhir fase ini adalah tahap pembungaan
yang dimulai ketika serbuk sari menonjol keluar dari bulir dan terjadi
proses pembuahan.
Gambar 6 Pengaruh Perlakuan terhadap Emisi Harian CH4 Fase 65
HST Keterangan : Angka-angka yang diikuti oleh huruf kecil yang sama pada kolom
yang sama menunjukkan tidak berbeda nyata menurut uji DMRT 5%.
I1: Sistem pengelolaan air SRI P1: Dosis pupuk petani setempat
I2: Sistem pengelolaan air konvensional P2: dosis pupuk permentan
P3: Dosis pupuk uji tanah
Berdasarkan uji F (P>0,05) (Lampiran 11) sistem pengelolaan
air maupun dosis pupuk tidak memberikan pengaruh yang nyata
terhadap penurunan emisi harian padi fase 65 HST. Uji korelasi
(Pearson Correlation) menunjukkan adanya korelasi negatif antara
emisi harian gas metan dengan kandungan bahan organik (r=-0,302)
dan nilai Eh tanah (r=-0,119) pada fase 65 HST (Lampiran 12).
mengartikan bahwa kenaikan emisi gas metan akan diikuti penurunan
kandungan bahan organik. Begitu juga dengan penurunan emisi gas
metan pada fase 65 HST akan diikuti dengan kenaikan nilai Eh
(semakin reduktif). Akan tetapi, penurunan tersebut tidak selalu
diikuti dengan kenaikan kandungan bahan organik dan reduktifitas
tanah yang ditunjukkan dengan keeratan yang rendah pada nilai
signifikansi >0,05.
43,80a49,55a 46,10a
34,46a27,98a
34,59a
0,00
20,00
40,00
60,00
I1P1 I1P2 I1P3 I2P1 I2P2 I2P3
Em
isi
Hari
an
CH
4
(mg
CH
4/h
a/h
ari
)
Perlakuan
Emisi 65 HST
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
43
Hasil perhitungan rumus emisi harian gas metan, didapatkan
data emisi tertinggi yang dihasilkan perlakuan kombinasi sistem
pengelolaan air SRI dengan dosis rekomendasi permentan (I1P2) pada
fase ini ternyata mengalami penurunan dari fase 43 HST dengan emisi
gas metan 187,18 mgCH4/ha/hari menjadi 49,55 mgCH4/ha/hari.
Emisi terendah dihasilkan oleh perlakuan I2P2 dengan emisi metan
27,98 mgCH4/ha/hari. Dugaan rendahnya emisi metan ini dinyatakan
oleh Watanabe (1997) bahwa rendahnya fluks metan disebabkan oleh
adanya dominasi metanotrof terhadap metanogen pada lahan sawah.
Pada fase 65 HST ini, hasil gas metan terendah justru dihasilkan oleh
perlakuan pengairan sistem pengelolaan air secara konvensional
dengan tinggi genangan 5 cm. Sedangkan perlakuan pengairan sistem
pengelolaan air secara SRI sedang dalam tahap penggenangan secara
macak-macak dengan ketersediaan bahan organik dan kisaran pH
tanah yang lebih tinggi (5,9 – 6,3) dari I2. Kondisi macak-macak atau
jenuh air mengakibatkan tanah sawah menjadi reduktif. Menurut Neue
& Roger (1994) Metanogenesis terjadi pada kondisi anaerob,
tersedianya bahan organik dari akar, dan pH tanah mendekati netral.
d) Fase Setelah Panen
Panen padi pada penelitian ini dilakukan pada umur padi 110
HST. pada umur 110 HST tersebut, kondisi padi dilapangan telah
menguning >95%, sehingga padi siap untuk dipanen. Ciri-ciri padi
yang siap dipanen umumnya adalah 95 % butir sudah menguning (33-
36 hari setelah berbunga), bagian bawah malai masih terdapat sedikit
gabah hijau, kadar air gabah 21-26 %, butir hijau rendah (AAK 1990).
(Hasil panen padi pada Lampiran 14). Hasil reading pengujian sampel
gas CH4 fase setelah panen dari Balingtan diperoleh dalam bentuk
area dan konsentrasi (ppm) (Lampiran 7; Tabel 5). Hasil perhitungan
rumus pembacaan konsentrasi emisi harian gas metan pada fase
setelah panen ini berturut-turut dari yang tinggi adalah sebagai
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
44
berikut: I2P3 21,13 mg CH4/ha/hari; I2P2 20,78 mg CH4/ha/hari; I1P1
19,89 mg CH4/ha/hari; I1P2 19,48 mg CH4/ha/hari; I1P3 18,68 mg
CH4/ha/hari dan I2P1 16,07 mg CH4/ha/hari. Emisi harian metan pada
fase setelah panen tersebut disajikan dalam bentuk histogram yang
dapat dilihat pada Gambar 7.
Gambar 7 Pengaruh Perlakuan terhadap Emisi Harian CH4 pada Fase
setelah panen Keterangan : Angka-angka yang diikuti oleh huruf kecil yang sama pada kolom
yang sama menunjukkan tidak berbeda nyata menurut uji DMRT 5%.
I1: Sistem pengelolaan air SRI P1: Dosis pupuk petani setempat
I2: Sistem pengelolaan air konvensional P2: dosis pupuk permentan
P3: Dosis pupuk uji tanah
Berdasarkan uji DMRT, emisi metan pada 7 hari setelah tanam
juga tidak terdapat beda nyata antar perlakuan (Lampiran 11 dan
Lampiran 13). Hasil uji korelasi (Pearson Corellation) yang
menunjukkan adanya korelasi positif antara emisi gas metan dengan
pH tanah pada fase 7 hari setelah panen ini. Korelasi positif tersebut
ditunjukkan dengan nilai r=0,243 dengan keeratan yang rendah yang
ditunjukkan dengan nilai signifikansi >0,05 (Lampiran 12) yang
mengartikan bahwa kenaikan emisi gas metan pada fase 7 hari setelah
tanam ini akan diikuti dengan kenaikan pH tanah. Akan tetapi
kenaikan emisi gas metan tidak selalu diikuti dengan kenaikan pH
tanah. Emisi tertinggi pada fase setelah panen ini dihasilkan oleh
kombinasi perlakuan sistem pengelolaan air secara konvensional
dengan dosis pemupukan rekomendasi uji tanah dengan nilai pH yang
19,89a 19,48a 18,68a16,07a
20,78a 21,13a
0,00
5,00
10,00
15,00
20,00
25,00
I1P1 I1P2 I1P3 I2P1 I2P2 I2P3
Em
isi
Ha
ria
n C
H4
(mgC
H4/h
a/h
ari
)
Perlakuan
Emisi 7 Hari Setelah Panen
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
45
juga paling tinggi, yaitu 7,2. pH tanah 7,2 termasuk kisaran pH
optimal untuk pertumbuhan mikroorganisme (Hardjowigeno dan
Rayes 2005).
Pada fase ini, hasil emisi metan terendah dihasilkan oleh
kombinasi perlakuan I2P1 dengan nilai emisi 16,07 mgCH4/ha/hari.
Pada fase ini, rentang nilai emisi metan sangat rendah dibanding fase
sebelumnya karena sudah tidak ada tanaman yang mengemisikan gas
metan. Seperti dikemukakan oleh Wihardjaka dan Setyanto (2007),
bahwa sekitar 60-90% CH4 diproduksi di lapisan rizosfer melalui
pembuluh aerenkhima tanaman dan sisanya dikeluarkan melalui
gelembung udara. Sehingga, diduga gas metan yang dihasilkan pada
fase setelah panen ini sebagian besar merupakan gas metan yang
berasal dari gelembung udara dalam tanah.
2. Pengaruh Perlakuan Terhadap Emisi Total Gas Metan (CH4)
Perhitungan emisi total digunakan untuk mengetahui total gas metan
yang diemisikan selama satu musim tanam. Berikut ini akan disajikan
histogram emisi gas metan dari masing-masing perlakuan dalam satu
musim tanam.
Gambar 8 Pengaruh Perlakuan terhadap Emisi Total CH4 dalam Satu
Periode Tanam Padi I1: Sistem pengelolaan air SRI P1: Dosis pupuk petani setempat
I2: Sistem pengelolaan air konvensional P2: dosis pupuk permentan
P3: Dosis pupuk uji tanah *) MT : Masa Tanam
349,928
531,718
341,212380,753
429,103
538,231
0,000
100,000
200,000
300,000
400,000
500,000
600,000
I1P1 I1P2 I1P3 I2P1 I2P2 I2P3
Em
isi T
ota
l C
H4
KgC
H4/h
a/M
T*
)
Perlakuan
EMISI TOTAL
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
46
Gambar 8 tersebut menunjukkan emisi gas metan yang dihasilkan
oleh kombinasi perlakuan sistem pengelolaan air dan dosis pemupukan.
Hasil uji DMR pada emisi gas metan musiman ini menunjukkan tidak ada
beda nyata antar perlakuan (Lihat Lampiran 11). Hasil uji korelasi pada
emisi total dengan emisi harian padi menunjukkan adanya korelasi positif
pada fase 22 HST (r=0,185), fase 43 HST (r=0,906**) dan fase 65 HST
(r=0,344) pada nilai signifikansi 0,01>p>0,05 (Lihat lampiran 12). Hal ini
membuktikan bahwa pengambilan pada fase-fase tersebut merupakan
waktu pengambilan yang mampu mewakili tahap pertumbuhan tanaman
padi. Meskipun tidak berbeda nyata, hasil pengukuran emisi total
menunjukkan bahwa emisi tertinggi cenderung dihasilkan oleh perlakuan
I2P3 dengan emisi total 538,231 KgCH4/ha/MT. Emisi gas metan terendah
cenderung dihasilkan oleh I1P3 dengan emisi total 341,212
KgCH4/ha/MT. Data estimasi emisi total gas metan yang diperoleh pada
penelitian ini menunjukkan bahwa jumlah gas metan yang diemisikan dari
semua perlakuan masih dalam rentangan emisi norrmal jika dibandingkan
dengan emisi rata-rata yang dihasilkan oleh tanaman padi secara umum
yang dikemukakan oleh Yagi dan Minami dalam Wihardjaka dan Setyanto
(2007). Yagi dan Minami menduga bahwa tanaman padi merupakan
sumber pelepas gas mentan 25-170 Tg (Tg=Terra gram) atau setara dengan
25.106-170.10
6 KgCH4/tahun. Balai Penelitian Lingkungan Pertanian yang
telah menginventarisasi emisi gas metan di setra-sentra produksi padi di
Jawa Tengah juga telah menemukan bahwa produksi metan dari padi di
Jawa Tengah tertinggi adalah 789 KgCH4/ha/musim dan produksi metan
terendah adalah 107 KgCH4/ha/musim (Balingtan 2007).
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
47
D. Hubungan Emisi Gas Metan Harian dengan Kondisi Tanah
1. Hubungan Emisi Gas Metan dengan Kandungan Bahan Organik
Perombakan bahan organik secara anaerobik dikendalikan oleh
karakteristik fisik, kimia dan mikrobiologi lingkungan tanaman padi,
yang berpengaruh terhadap aktivitas bakteri penghasil metan. Fungsi
biologis bahan organik adalah sebagai sumber energi dan makanan
mikroorganisme tanah sehingga dapat meningkatkan aktivitas
mikroorganisme tanah yang sangat bermanfaat dalam penyediaan hara
tanaman (Setyorini 2005).
Hasil analisis ragam menunjukkan bahwa perlakuan sistem
pengelolaan air dan dosis pemupukan tidak memberikan pengaruh nyata
terhadap kandungan bahan organik selama masa pertumbuhan padi, begitu
juga interaksi keduanya. Namun, antara bahan organik dengan perlakuan
penggenangan secara mandiri, menunjukkan adanya pengaruh yang
signifikan pada fase 43 HST, 65 HST dan setelah panen. hal ini
menunjukkan bahwa perlakuan pengairan selama satu periode tanaman
padi berpengaruh terhadap kandungan bahan organik didalam tanah mulai
43 HST hingga setelah panen berlangsung. Hasil uji lanjutan menunjukkan
ada beda nyata antar perlakuan hanya pada 65 HST (Lampiran 11 dan
Lampiran 13). Histogram kandungan bahan organik dapat dilihat pada
gambar 9 dimana kandungan bahan organik tertinggi ada pada perlakuan
I2P3, dan terendah pada perlakuan I1P3. Pada perlakuan yang sama, yaitu
P3 kandungan bahan organik berbeda. Hal ini diduga disebabkan adanya
pengaruh faktor pengairan, dimana pada saat pengaturan penggenangan air
pada perlakuan sistem SRI, bahan organik ikut terbuang sehingga
persentase kandungan bahan organiknya lebih rendah dari pada perlakuan
I2 (Sistem pengelolaan air konvensional) yang tidak dilakukan pengaturan
penggenangan. Diduga, terdapat hubungan antara emisi harian masing-
masing fase tumbuh tanaman padi dengan kandungan bahan organik tanah.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
48
Gambar 9 Hubungan emisi Metan dengan kandungan Bahan Organik
Keterangan : Angka-angka yang diikuti oleh huruf kecil yang sama pada kolom
yang sama menunjukkan tidak berbeda nyata menurut uji DMRT 5%
I1: Sistem pengelolaan air SRI P1: Dosis pupuk petani setempat
I2: Sistem pengelolaan air konvensional P2: dosis pupuk permentan P3: Dosis pupuk uji tanah
Bahan organik yang ditambahkan sangat menentukan pembentukan
metan disawah. Pernyataan ini sesuai dengan hasil penelitian Wihardjaka
(2001) dengan menggunakan beberapa jenis bahan organik pada tanah
sawah. Kandungan bahan organik pada penelitian ini berada pada kisaran
0,1% hingga 0,2% (Lihat Lampiran 9). Meskipun telah dilakukan
0,12
0,125
0,13
0,135
0,14
0,145
0,15
0
20
40
60
80
I1P1 I1P2 I1P3 I2P1 I2P2 I2P3
Per
sen
Bah
an
Org
anik
(%
)
Em
isi G
as M
etan
(mgC
H4/h
a/H
ari) 22 HST
0,1080,1100,1120,1140,1160,1180,120
0
50
100
150
200
250
I1P1 I1P2 I1P3 I2P1 I2P2 I2P3
Per
sen
Bah
an
Org
anik
(%
)
Em
isi G
as M
etan
(mgC
H4/h
a/H
ari)
43 HST
0,100
0,105
0,110
0,115
0,120
0
20
40
60
I1P1 I1P2 I1P3 I2P1 I2P2 I2P3
Per
sen
Bah
an
Org
anik
(%
)
Em
isi G
as M
etan
(mg
CH
4/h
a/H
ari) 65 HST
0,100
0,110
0,120
0,130
0
10
20
30
I1P1 I1P2 I1P3 I2P1 I2P2 I2P3
Per
sen
Bah
an
Org
anik
(%
)
Em
isi G
as M
etan
(mg
CH
4/h
a/H
ari) 7 Hari Setelah Panen
Kandungan Bahan Organik (%) Emisi CH4
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
49
penambahan pupuk organik pada fase sebelum tanam, kenaikan
kandungan bahan organik dalam tanah tidak menunjukkan peningkatan
yang tinggi (Lihat gambar 9). Sanchez (1976) dalam Subowo (2010)
mengatakan bahwa rendahnya kandungan bahan organik tanah tropika
disebabkan oleh temperatur yang tinggi dan capatnya laju dekomposisi.
Menurut Hartatik dan Widowati (2006), pupuk kandang sapi tergolong
pupuk kandang yang proses perombakannya lambat. Nisbah C/N pupuk
kandang sapi yaitu kurang dari 40 tergolong cukup tinggi. Hal ini
menghambat penggunaan langsung ke lahan pertanian karena akan
menekan pertumbuhan tanaman utama. Penekanan pertumbuhan terjadi
karena mikroba dekomposer akan menggunakan N yang tersedia untuk
mendekomposisi bahan organik tersebut sehingga tanaman utama akan
kekurangan N. Untuk memaksimalkan penggunaan pupuk kandang sapi
harus dilakukan pengomposan agar menjadi pupuk kandang sapi dengan
nisbah C/N di bawah 20.
Penelitian Sculz et al. (1989) dalam Setyanto dan Prihasto (2004)
menyebutkan bahwa penambahan pupuk yang sudah menjadi kompos
(terhumifikasi) tidak memberi emisi yang tinggi. Jadi, bahan pembentuk
yang sedikit, penambahan pupuk organik yang telah dikomposkan, serta
kondisi penggenangan tanah sawah merupakan faktor yang mempengaruhi
rendahnya emisi metan pada penelitian ini. Hal ini juga berkaitan dengan
aktifitas mikroorganisme khususnya bakteri metanogen untuk
menghasilkan gas metan. Semakin rendah kandungan bahan organik tanah,
aktivitas mikroorganisme semakin sedikit. Selain itu pupuk kandang yang
telah dikomposkan juga menyebabkan aktifitas mikroorganisme dan
populasi bakteri metanogen dalam tanah lebih sedikit. Hal ini sesuai
dengan pernyataan Wihardjaka dan Abdurachman (2007) bahwa
pemberian bahan organik dengan nisbah C/N rendah diprediksi lebih
menguntungkan dalam meningkatkan hasil tanaman dan menurunkan
emisi gas metan.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
50
Hasil uji korelasi (Pearson Correlation) menunjukkan adanya
korelasi negatif antara kandungan bahan organik dengan emisi harian gas
metan pada masing-masing fase (Lihat Lampiran 12). Pada fase 22 HST,
korelasi negatif antara kandungan bahan organik dengan emisi hariannya
ditunjukkan dengan nilai r= -0.653**
pada P value (0,01<P>0,05) (Lihat
Lampiran 12). Hal tersebut dapat diartikan bahwa pada setiap kenaikan
emisi harian gas metan pada fase 22 HST ini, akan diikuti dengan
penurunan persentase kandungan bahan organik, yang ditunjukkan dengan
tingkat kekeratan yang tinggi. Berbeda dengan hasil uji korelasi pada 43
HST. pada fase 43 HST, diperoleh korelasi positif antara kandungan bahan
organik dengan emisi hariannya ditunjukkan dengan nilai r= 0,150 pada P
value >0,05 (Lihat Lampiran 12). Hal tersebut dapat diartikan bahwa pada
setiap kenaikan emisi harian gas metan pada fase 43 HST ini, akan diikuti
dengan kenaikan persentase kandungan bahan organik. Akan tetapi,
kenaikan emisi tidak selalu diikuti oleh kenaikan kandungan bahan
organik yang ditunjukkan dengan tingkat kekeratan yang rendah. Kenaikan
bahan organik pada fase 43 HST berkaitan dengan penambahan pupuk
organik yang diduga mulai terdekomposisi sempurna pada fase 43 HST
sehingga meningkatkan persentase kandungan bahan organik. Pada fase 65
HST, kembali terjadi penuruan persentase kandungan bahan organik yang
diduga telah berkurang akibat adanya transformasi karbon menjadi gas
metan yang meningkat pada fase sebelumnya. Pada fase 65 HST diperoleh
hubungan korelasi negatif antara kandungan bahan organik dengan emisi
harian gas metan yang ditunjukkan dengan nilai r= -0,302 pada P-value
>0,05 dengan tingkat kekeratan yang rendah (Lihat Lampiran 12).
2. Hubungan Emisi Gas Metan dengan Eh Tanah
Berdasarkan analisis ragam terhadap potensial redoks tanah fase 22
HST, 43 HST, 65 HST dan setelah panen menunjukkan bahwa sistem
pengelolaan air (I) dan pemberian dosis pupuk (P) serta interaksi ketiganya
ataupun pengaruh perlakuan secara mandiri tidak memberikan pengaruh
nyata terhadap potensial redoks tanah (Lampiran 11 dan Lampiran 13).
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
51
Gambar 10 Hubungan emisi Metan dengan Eh Tanah
Keterangan : Angka-angka yang diikuti oleh huruf kecil yang sama pada kolom
yang sama menunjukkan tidak berbeda nyata menurut uji DMRT 5%
I1: Sistem pengelolaan air SRI P1: Dosis pupuk petani setempat I2: Sistem pengelolaan air konvensional P2: dosis pupuk permentan
P3: Dosis pupuk uji tanah
Gambar 10 menunjukkan bahwa pada penelitian ini nilai Eh pada
fase pertumbuhan padi berkisar antara 0 hingga 80 mV (Lihat lampiran 9).
Nilai Eh yang tinggi dan positif menunjukkan kondisi oksidatif, sebaliknya
nilai Eh yang rendah bahkan negatif menunjukkan kondisi reduktif.
Semakin kaya oksigen dalam tanah, semakin lama CH4 terbentuk dalam
tanah (Setyanto 2004). Menurut Yu et.al. (2001), rentang nilai tanah
0,0
20,0
40,0
60,0
80,0
0
20
40
60
80
I1P1 I1P2 I1P3 I2P1 I2P2 I2P3
Pote
nsi
al R
eduksi
(Eh
)
Em
isi G
as M
etan
(mg
CH
4/h
a/H
ari) 22 HST
0,0
20,0
40,0
60,0
80,0
100,0
0
50
100
150
200
250
I1P1 I1P2 I1P3 I2P1 I2P2 I2P3 Pote
nsi
al R
eduksi
(Eh
)
Em
isi G
as M
etan
(mg
CH
4/h
a/H
ari) 43 HST
60,065,070,075,080,085,0
0
20
40
60
I1P1 I1P2 I1P3 I2P1 I2P2 I2P3 Pote
nsi
al R
edu
ksi
(Eh
)
Em
isi G
as M
etan
(mg
CH
4/h
a/H
ari) 65 HST
70,0
75,0
80,0
85,0
0
10
20
30
I1P1 I1P2 I1P3 I2P1 I2P2 I2P3 Pote
nsi
al R
edu
ksi
(Eh
)
Em
isi G
as M
etan
(mg
CH
4/h
a/H
ari)
7 Hari Setelah Panen
Potensial Reduksi (Eh) Emisi CH4
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
52
potensial redoks dimana emisi metan rendah adalah berbeda untuk tanah
yang berbeda, akan tetapi itu terletak antara +120 dan -170 mV. Ini adalah
berbagai macam potensial redoks yang memungkinkan praktek bidang
manajemen untuk meminimalkan emisi metan dari ekosistem lahan basah
(Yu et al. 2001).
Potensial redoks (Eh) pada fase 43 HST dan 65 HST lebih tinggi
dibandingkan potensial redoks pada fase 22 HST, hal tersebut karena
bahan organik yang bersifat slow release, sehingga karbon organik yang
dilepaskan saat 22 HST lebih rendah dari fase 43 HST dan 65 HST. hal ini
sesuai dengan pendapat Hou et al. (2000), bahwa Eh tanah akan rendah
jika tersedia karbon organik tanah dalam jumlah yang cukup. Jadi, dapat
disimpulkan bahwa apabila bahan organik yang tersedia tergolong sangat
rendah, Eh tanah akan berubah sebaliknya. Yaitu menjadi lebih tinggi atau
semakin oksidatif. Pada Gambar juga terlihat bahwa sistem pengelolaan
air/penggenangan berpengaruh terhadap nilai Eh. Tanpa adanya
penggenangan tersebut menyebabkan meningkatnya potensial redoks
karena saat sawah dikeringkan pada pengairan berselang, oksigen akan
terdifusi dengan cepat ke dalam tanah dan Eh tanah meningkat sehingga
dekomposisi aerobik lebih dominan (Suharsih et al. 1999).
Fluks emisi metan pada Gambar terlihat mengalami penurunan
yang cukup signifikan. Fluks metan mengalami penurunan pada saat
menjelang panen dan setelah panen. Hal ini disebabkan oleh perubahan
kondisi tanah yang sebelumnya tergenang menjadi kering. Kondisi ini
menyebabkan popolasi bakteri metanogen menurun, karena bakteri
metanogen akan secara optimal menghasilkan metan pada kondisi anaerob
(Neue dan Roger 1994). Hasil uji korelasi (Pearson Corellation) juga
menunjukkan adanya korelasi negatif antara nilai Eh dengan emisi harian
gas metan (Lihat Lampiran 12). Secara berturut-turut, nilai r antara Eh
dengan emisi harian gas metan pada P-value >0,05 adalah fase 22 HST r=
-0.211; fase 43 HST r= -0.001; fase 65 HST r= -0.119 dan fase setelah
panen r= -0.210. nilai tersebut dapat diartikan bahwa setiap penurunan
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
53
nilai Eh tanah, maka akan diikuti oleh kenaikan emisi harian gas metan.
Akan tetapi, penurunan Eh tidak selalu diikuti kenaikan emisi haria gas
metan. Hal tersebut ditunjukkan dengan tingkat keeratan yang rendah.
3. Hubungan Emisi Gas Metan dengan pH Tanah
pH tanah mempengaruhi kelarutan unsur-unsur yang mempunyai
keseimbangan dengan fase padat, misalnya kelarutan Al, Ca, P, Fe dll. PH
juga mempengaruhi aktivitas biologi dalam tanah. Dalam hal ini,
kaitannya dengan emisi metan adalah aktivitas bakteri matanogen. Bakteri
metanogen hidup pada pH antara 6-8 (Conrad 1996). Sedangkan padi
tumbuh ideal pada pH 6-7. Hasil uji F pada data pH yang diamati selama
satu periode tumbuh padi (Lihat Lampiran 9) menunjukkan ada pengaruh
yang signifikan antar perlakuan pada 22 HST dan 43 HST.
Hasil uji F pH tanah pada fase 22 HST menunjukkan bahwa
perlakuan sistem pengelolaan air, ulangan dan interaksi antara sistem
pengelolaan air dan dosis pupuk memberikan pengaruh yang nyata
terhadap kandungan pH tanah 22 HST (Lihat Lampiran 13). Setelah di uji
korelasi, tenyata terdapat korelasi negatif antara pH tanah 22 HST ini
dengan emisi harian gas metan dan nilai Eh. Korelasi negatif tersebut
ditunjukkan dengan nilai r= -0,243 dan r= -0,106 pada P-value >0,05
dengan tingkat keeratan yang rendah. Hal tersebut menunjukkan bahwa
kenaikan pH tanah pada fase 22 HST ini akan diikuti dengan penurunan
emisi harian gas metan dan Eh tanah semakin reduktif. Akan tetapi,
kenaikan pH tanah tidak selalu diikuti dengan penurunan emisi harian gas
metan dan penurunan nilai Eh.
Hasil uji F pH tanah pada fase 43 HST menunjukkan bahwa
perlakuan sistem pengelolaan air memberikan pengaruh yang nyata
terhadap kandungan pH tanah 43 HST (Lihat Lampiran 11 dan Lampiran
13). PH tertinggi adalah pada perlakuan I1P2 dan I1P3 dengan nilai pH
tanah 6,3. Hasil uji korelasi (Pearson Corellation) adanya korelasi negatif
dengan Eh tanah yang ditunjukkan dengan nilai r= -0,039 pada P-value
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
54
>0,05. Pada penelitian kali ini, penggunaan sistem pengairan SRI ternyata
cenderung lebih mampu membuat nilai pH tanah pada fase 22 HST dan 43
HST lebih tinggi dan medekati netral. Hal itu menunjukkan bahwa
penggenangan air secara berselang cenderung lebih baik dalam
meningkatkan pH tanah menjadi netral dibandingkan dengan pengelolaan
air secara konvensional, atau terus-menerus digenangi.
Gambar 11 Hubungan emisi Metan dengan pH Tanah
Keterangan : Angka-angka yang diikuti oleh huruf kecil yang sama pada kolom yang sama menunjukkan tidak berbeda nyata menurut uji DMRT 5%
I1: Sistem pengelolaan air SRI P1: Dosis pupuk petani setempat
I2: Sistem pengelolaan air konvensional P2: dosis pupuk permentan P3: Dosis pupuk uji tanah
5,0
5,5
6,0
6,5
0
20
40
60
80
I1P1 I1P2 I1P3 I2P1 I2P2 I2P3
pH
Tan
ah
Em
isi G
as M
etan
(mg
CH
4/h
a/H
ari)
22 HST
5,0
5,5
6,0
6,5
0
50
100
150
200
250
I1P1 I1P2 I1P3 I2P1 I2P2 I2P3
pH
Tan
ah
Em
isi G
as M
etan
(mg
CH
4/h
a/H
ari)
43 HST
5,0
5,5
6,0
6,5
0
20
40
60
I1P1 I1P2 I1P3 I2P1 I2P2 I2P3
pH
Tan
ah
Em
isi
Gas
Met
an
(mgC
H4/h
a/H
ari)
65 HST
6,6
6,8
7,0
7,2
0
10
20
30
I1P1 I1P2 I1P3 I2P1 I2P2 I2P3
pH
Tan
ah
Em
isi G
as M
etan
(mgC
H4/h
a/H
ari)
7 Hari Setelah Panen
pH Tanah Emisi CH4
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
55
Penggunaan tanah secara kontinyu tidak menyebabkan reaksi tanah
menjadi semakin masam. Hal ini berkaitan dengan sifat kimia-fisik tanah
tergenang, dimana penggenangan menyebabkan terjadinya konvergensi
pH tanah menuju netral. Seperti terlihat pada Gambar 11. pH tanah tiap
fase menunjukkan range pH antara 5,6-7,2 (agak masam-netral).
Berdasarkan analisis ragam diketahui bahwa perlakuan tidak memberikan
pengaruh yang nyata terhadap pH tanah baik pada pengukuran tanah fase
22 HST, 43 HST, 65 HST dan setelah panen.
Dari data pH tanah pada saat awal masa tanam 22 HST tanah
dalam keadaan masam karena memiliki pH kurang dari 6,5 (Lampiran 9).
pada pengambilan kedua saat 43 HST beberapa perlakuan yang
mengalami penurunan pH, proses perubahan pH ini terjadi akibat aktivitas
mikroorganisme dalam tanah yang melakukan perombakan bahan organik
tanah secara fermentasi. Proses tersebut kemudian menghasilkan
akumulasi CO2 dan H+ yang bereaksi dengan air. Pada fase 65 HST dan
setelah panen perlakuan juga tidak berpengaruh nyata terhadap nilai pH
yang dihasilkan, akan tetapi pH pada tanah sawah tersebut mengalami
kenaikan mendekati pH 7,0 hal ini lebih dikarenakan karena proses
penggenangan. Menurut Ponnamperuma (1966) dalam Balingtan (2007)
selama beberapa minggu setelah penggenangan, pH pada tanah masam
akan meningkat dan pada tanah alkali akan menurun. Dengan demikian,
umumnya pH tanah mineral baik pada tanah masam maupun alkali
akhirnya menjadi netral setelah penggenangan. Berdasarkan uji korelasi
diketahui bahwa pH fase 65 HST dan setelah panen berkorelasi negatif
(Lampiran 12). Hal ini menunjukkan seiring meningkatnya kemasaman
tanah maka akan diikuti pula peningkatan emisi gas metan pada lahan
sawah.
E. Pengaruh Perlakuan Terhadap Hasil Tanaman
1. Tinggi Tanaman
Berdasarkan hasil uji F pada tinggi tanaman menunjukkan bahwa
kombinasi perlakuan sistem pengelolaan air dan rekomendasi dosis
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
56
pupuk berpengaruh nyata (0,01<P>0,05) terhadap tinggi tanaman
(Lampiran 11 dan Lampiran 13). Rerata hasil pengamatan tinggi tanaman
pada saat padi siap dipanen disajikan pada gambar 12 berikut ini.
Gambar 12 Pengaruh Perlakuan Terhadap Tinggi Tanaman
Keterangan : Angka-angka yang diikuti oleh huruf kecil yang sama pada
kolom yang sama menunjukkan tidak berbeda nyata menurut uji DMRT 5%.
I1: Sistem pengelolaan air SRI P1: Dosis pupuk petani setempat
I2: Sistem pengelolaan air konvensional P2: dosis pupuk permentan
P3: Dosis pupuk uji tanah
Berdasarkan Gambar 12 dapat diketahui bahwa pertumbuhan
tanaman padi tertinggi pada perlakuan I2P1 (Kombinasi sistem
pengelolaan air metode konvensional dan dosis rekomendasi petani
setempat) sebesar 86,91 cm. Sedangkan pertumbuhan terendah pada
perlakuan I2P3 (Kombinasi sistem pengelolaan air metode konvensional
dan dosis rekomendasi hasil uji tanah) sebesar 75,53 cm. Pertumbuhan
tanaman padi tertinggi disebabkan dosis pupuk yang diberikan dapat
diserap dengan baik oleh tanaman sehingga dapat dimanfaatkan untuk
meningkatkan pertumbuhan awal. hasil uji korelasi, terdapat korelasi
positif yang sangat nyata (r=0,594**) antara tinggi tanaman dengan
perlakuan dosis pupuk (Lampiran 12). Sehingga semakin tinggi dosis
pupuk yang diberikan, maka semakin tinggi pula tinggi tanaman. Dalam
hal ini, dosis tertinggi yang di berikan adalah pada perlakuan P1 (dosis
pupuk petani). Sutardi (2004) mengemukakan bahwa, Nitrogen berperan
dalam penyusunan protein sebagai bahan pembentukan sel tanaman.
65,00
70,00
75,00
80,00
85,00
90,00
I1P1 I1P2 I1P3 I2P1 I2P2 I2P3
83,52bc
75,63a78,29ab
86,91c
77,70ab75,53a
Rerata
Tin
ggi T
an
man
(cm
)
PERLAKUAN
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
57
Dengan semakin cepatnya laju pembelahan sel, pemanjangan sel, dan
pembentukan sel baru maka pertumbuhan tanaman juga akan berjalan
cepat. Namun, kelebihan unsur N dalam tanah dapat meracuni tanaman.
2. Jumlah anakan produktif
Anakan produktif adalah anakan yang menghasilkan organ
reproduktif berupa malai. Perkembangan fase generatif dipengaruhi oleh
unsur N yang dibutuhkan untuk pengisian bulir (Dobermann dan Fairhust
2000). Menurut Guritno dan Sitompul (1995), anakan produktif
merupakan salah satu indikator pertumbuhan dan merupakan data
penunjang untuk menjelaskan proses pertumbuhan yang terjadi. Hasil
rerata yang diperoleh dari hasil pengamatan dilapang (Lihat Lampiran 10),
rerata tinggi tanaman pada masing-masing perlakuan adalah I1P1 12,2 cm;
I1P2 10,1 cm; I1P3 11,4 cm; I2P1 9,2 cm; I2P2 9,8 cm dan I2P3 9,7 cm.
Berdasarkan uji F pada P-value >0,05 menunjukkan bahwa perlakuan
dosis pemupukan (P) dan interaksi keduanya tidak menunjukkan pengaruh
yang nyata. Akan tetapi perlakuan Sistem pengelolaan air (I) menunjukkan
pengaruh yang nyata terhadap jumlah anakan produktif, sehingga
dilanjutkan ke uji DMRT.
Gambar 13 Pengaruh Perlakuan Terhadap Jumlah anakan Produktif Keterangan : Angka-angka yang diikuti oleh huruf kecil yang sama pada
kolom yang sama menunjukkan tidak berbeda nyata menurut
uji DMRT 5%. I1: Sistem pengelolaan air SRI P1: Dosis pupuk petani setempat
I2: Sistem pengelolaan air konvensional P2: dosis pupuk permentan
P3: Dosis pupuk uji tanah
0,0
5,0
10,0
15,0
I1P1 I1P2 I1P3 I2P1 I2P2 I2P3
12,2b10,1ab
11,4ab9,2a 9,8ab 9,7a
RE
RA
TA
JU
ML
AH
AN
AK
AN
PR
OD
UK
TIF
PERLAKUAN
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
58
Hasil uji DMRT taraf 5% menunjukkan bahwa kombinasi
perlakuan sistem pengelolaan air dengan dosis pemupukan berpengaruh
nyata terhadap tinggi tanaman padi (Lampiran 11 dan Lampiran 13). Pada
Gambar 15 dapat dilihat bahwa rerata jumlah anakan padi pada sistem
pengairan SRI (I1) yang intermittent lebih tinggi daripada rerata jumlah
anakan padi pada sistem pengelolaan air secara konvensional (I2). Hal ini
terjadi karena pada sistem pengelolaan air secara konvensional atau selalu
tergenang justru menekan pertumbuhan anakan. Sedangkan pada sistem
pengeloaan air secara SRI, memberikan kesempatan atau ruang untuk
pertumbuhan anakan pada saat tidak ada penggenangan. Anakan padi
berkurang pada fase reproduktif dikarenakan persaingan dalam
memperoleh unsur hara yang pada fase ini dominan digunakan untuk
pembentukkan malai dan pengisian biji, persaingan penyinaran
menyebabkan anakan yang lebih kecil dan lemah mati (Vergara, 1970
dalam Farhan, 1999). Pada sistem pengelolaan air konvensional, unsur
hara akan lebih banyak tercuci daripada digunakan oleh tanaman sehingga
lebih sedikit yang dapat dimanfaatkan. Berdasarkan uji korelasi juga
terdapat korelasi yang positif antara jumlah anakan dengan emisi total gas
metan dalam satu musim tanam. Hal ini menunjukkan bahwa semakin
banyak jumlah anakan produktif, maka semakin banyak menghasilkan
emisi gas metan.
3. Bobot Gabah Kering Panen
Bobot kering panen merupakan hasil timbangan biji padi yang telah
dipisahkan dengan malainya. Berdasarkan hasil analisis sidik ragam
terhadap berat gabah kering panen, diketahui bahwa perlakuan sistem
pengelolaan air (I) dan dosis pemupukan (P) tidak berpengaruh nyata.
Begitu juga kombinasi keduanya. Dari hasil perhitungan, diketahui bahwa
perlakuan I1P1 menghasilkan gabah kering panen tertinggi yaitu 2,91
Ton/ha. Hasil terendah dihasilkan oleh perlakuan I2P2 dengan bobot yang
tidak terlalu jauh dari bobot tertinggi yaitu 2,31 Ton/ha. Pada histogram
Gambar 16 dapat dilihat bahwa gabah kering panen perlakuan dengan
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
59
sistem pengelolaan air secara SRI memiliki rerata yang lebih tinggi
dibanding dengan perlakuan sistem pengelolaan air secara konvensional
(I2). Berdasarkan uji korelasi antara bobot gabah kering panen dengan
jumlah anakan produktif, memang terdapat korelasi positif (r=0,073).
Sehingga semakin banyak jumlah anakan produktif, maka akan semakin
tinggi pula bobot gabah kering panen yang dihasilkan. Pengaruh perlakuan
terhadap berat gabah kering panen disajikan pada Gambar 14 berikut ini.
Gambar 14 Pengaruh Perlakuan Bobot Gabah Kering Panen
Keterangan : Angka-angka yang diikuti oleh huruf kecil yang sama pada
kolom yang sama menunjukkan tidak berbeda nyata menurut
uji DMRT 5%. I1: Sistem pengelolaan air SRI P1: Dosis pupuk petani setempat
I2: Sistem pengelolaan air konvensional P2: dosis pupuk permentan
P3: Dosis pupuk uji tanah
Hasil penelitian ini, menunjukkan bobot gabah kering panen yang
rendah jika dibandingkan dengan hasil padi dari varietas yang sama pada
spesifikasi varietas (Lihat Lampiran 4) dimana hasil padi bisa mencapai 5
ton/ha. Hal ini disebabkan oleh rendahnya hara dan adanya serangan hama
wereng. Selain itu, menurut Kurniadiningsih (2012) penurunan produksi
pertanian tidak hanya ditentukan oleh hal-hal tersebut. Namun, perilaku
usaha tani mengenai pengelolaan lahan (tanah, air dan tanaman) juga
sangat menetukan. Disamping itu, terjadinya penurunan kualitas struktur
dan tekstur tanah yang sekaligus mempengaruhi aktifitas biologi tanah dan
terancam terjadinya degradasi biodiversitas, dari yang kompleks menjadi
lebih sederhana akibat kandungan bahan organik yang dikandung tanah
0,00
1,00
2,00
3,00
I1P1 I1P2 I1P3 I2P1 I2P2 I2P3
2,91a2,59a 2,66a
2,31a2,15a
2,41a
Ra
ta-r
ata
Bob
ot
GK
P
(Ton
/ha)
Perlakuan
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
60
sangat kurang karena perlakuan terhadap lahan kurang memperhatikan
kaidah-kaidah ekologis, misalnya seperti penggunaan bahan kimia secara
berlebihan.
4. Bobot Gabah Kering Giling
Pengaruh perlakuan terhadap berat gabah kering giling disajikan
pada Gambar 15 berikut ini.
Gambar 15 Pengaruh Perlakuan Terhadap Bobot Gabah Kering Giling
Keterangan : Angka-angka yang diikuti oleh huruf kecil yang sama pada
kolom yang sama menunjukkan tidak berbeda nyata menurut uji DMRT 5%.
I1: Sistem pengelolaan air SRI P1: Dosis pupuk petani setempat
I2: Sistem pengelolaan air konvensional P2: dosis pupuk permentan P3: Dosis pupuk uji tanah
Tidak berbeda dengan bobot kering panen padi, proses
pengeringan yang dilakukan ternyata tidak banyak mengurangi bobot
gabah. Hal ini terjadi karena padi saat dipanen memang sebagian besar
telah mengering hingga seluruh batang karena terserang wereng.
Berdasarkan hasil analisis sidik ragam terhadap berat gabah kering panen,
diketahui bahwa perlakuan sistem pengelolaan air (I) dan dosis pemupukan
(P) tidak berpengaruh nyata. Begitu juga kombinasi keduanya. Dari hasil
perhitungan, diketahui bahwa perlakuan I1P1 menghasilkan gabah kering
panen tertinggi yaitu 2,85 Kg/ha. Menurut Setyanto (2004), lahan sawah
yang intensif ditanami padi cenderung mengalami kahat S sehingga
tanggap tanaman padi pada pemberian pupuk ZA lebih baik dibanding
0,00
0,50
1,00
1,50
2,00
2,50
3,00
I1P1 I1P2 I1P3 I2P1 I2P2 I2P3
2,85a2,52a 2,61a
2,25a 2,08a2,36a
Bob
ot
Gab
ah
Kerin
g
Gil
ing
(Kg/h
a)
PERLAKUAN
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
61
urea tabur. Hasil terendah dihasilkan oleh perlakuan I2P2 dengan bobot
yang tidak terlalu jauh dari bobot tertinggi yaitu 2,08 Kg/ha. Pada
histogram Gambar 15 dapat dilihat bahwa gabah kering panen perlakuan
dengan sistem pengelolaan air secara SRI memiliki rerata yang lebih tinggi
dibanding dengan perlakuan sistem pengelolaan air secara konvensional
(I2). Terdapat korelasi positif yang sangat nyata antara bobot gabah kering
giling dengan bobot gabah kering panen (r=0,999**) dan dengan jumlah
anakan produktif (r=0,073). Dapat disimpulkan bahwa semakin banyak
batang padi yang menghasilkan malai dan gabah berisi maka semakin
banyak atau berat gabah yang dihasilkan (Kasniari dan Supadma 2007).
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
V. KESIMPULAN DAN SARAN
A. Kesimpulan
1. Sistem pengairan secara mandiri hanya berpengaruh dalam menurunkan
emisi gas metan pada fase 22 HST. Grafik dinamika emisi total CH4 pada
satu periode tanam padi mengalami peningkatan dari awal sebelum tanam
hingga umur padi mencapai 43 HST kemudian mengalami penurunan
hingga menjelang masa panen. Emisi CH4 yang dihasilkan masing-masing
fase pertumbuh padi berada pada kisaran 0-200 mg CH4/m2/Hari.
2. Sistem pengelolaan air System of Rice Intensification (SRI) cenderung
memberikan emisi lebih rendah, tinggi tanaman lebih pendek, jumlah
anakan produktif lebih banyak dan bobot gabah lebih tinggi sehingga
cenderung lebih mampu menekan emisi gas metan dalam penanaman padi
selama satu musim tanam dibandingkan dengan sistem pengelolaan air
secara konvensional.
3. Dosis pemupukan petani, rekomendasi permentan dan rekomendasi pupuk
hasil uji tanah secara mandiri tidak berpengaruh terhadap emisi gas metan.
4. Penggunaan sistem pengelolaan air SRI dan dosis pemupukan hasil uji
menghasilkan emisi total gas metan sebesar 431,212 kgCH4/ha/MT
dimana dinamika emisi gas metan rendah dan cenderung terlihat tidak
terlalu fluktuatif dalam perhitungan satu musim tanam karena dengan
tinggi tanaman paling rendah, jumlah anakan relatif tinggi dan bobot
gabah yang relatif tinggi.
B. Saran
1. Perlu dilakukan penelitian lanjutan mengenai hama dan penyakit, kondisi
biologis tanah, mikroorganisme pelaku utama dalam pembentukan gas
metan dan variasi dosis pupuk ZA sebagai masukan pupuk anorganik yang
mampu menekan emisi gas metan lebih banyak daripada urea.
2. Perlu dilakukan penelitian lanjutan mengenai dampak penggunaan sistem
pengelolaan air dan dosis pemupukan terhadap emisi gas rumah kaca lain,
seperti N2O, CO2 dll.