APLIKASI DOLOMIT, BAHAN ORGANIK DAN PUPUK NPK PADA TANAH DICEMARI Cd: KETERKAITAN ANTARA SIFAT KIMIA TANAH DAN KETERSEDIAAN Cd DENGAN BOBOT KERING TOMAT
Oleh DADANG NUGRAHA ZULKARNAEN A24101045
PROGRAM STUDI ILMU TANAH FAKULTAS PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR 2006
SUMMARY
DADANG NUGRAHA ZULKARNAEN. Application of Dolomite, Organic Matter, and NPK Fertilizers on Cd-Polluted Soil: Relationships between Soil Chemical Properties and Bioavailable -Cd with Dry Matter Yield of Tomato (under supervision of Udin M. WAHJUDIN and UNTUNG SUDADI) Urban arable land located near industrial area are vulnerable to heavy metal pollution. One of these heavy metals of concerned is cadmium (Cd). In situ inactivation is a prospective remediation methods to be applied on heavy metal polluted-soil of arable land. This technique refers to the use of ameliorants and fertilizers to alter the chemical forms of heavy metal pollutants in the environment, thereby decreasing their chemical and biological ability to cause harm. This research was aimed at to evaluate: (1) the effects of amelioration and fertilization at 4 (four) soil Cd-enrichment series on soil chemical properties, the concentration of Cd-bioavailable fraction and dry matter yield of the test plant, and (2) the relationships between soil chemical properties, concentration of soil Cd-bioavailable fraction and dry matter yield of the test plant. The test plant used in this research was low altitude -dryland tomato. The concentration of soil Cdbioavailable fraction was extracted with NH4 OAc-EDTA pH 4.65. A greenhouse experiment using bulk soil samples of the upper 0-20 cm layer taken from productive arable land in Cileungsi industrial area was conducted in a completely randomized design with 3 (three) rates of amelioration and fertilization treatment (0, 50 and 100 % of the recommended dosage for low altitude-dryland tomato) at 4 (four) series of soil Cd-enrichment (0, 10, 20, and 40 mg Cd/kg dry matter soil using 3CdSO 4.8H 2 O) with 3 (three) replications. The recommended dosage for commercial tomato cultivation in low altitude dryland are: 4 ton/ha Dolomite, 30 ton/ha cow dung, 150 kg/ha N (½ Urea + ½ ZA), 150 kg/ha P2O5 (SP-36) and 100 kg/ha K2 O (KCl). The results of this research showed that the increasing rates of the amelioration and fertilization treatment from 0 to 100 % of the recommended dosage increased very significantly and linearly soil pH -H 2O, organic -C, PBray#1, and exchangeable-Mg, -K, and -Na at all series of soil Cd-enrichment, but only at 0, 20, and 40 mg Cd/kg series for total-N, and only at 20 mg Cd/kg series for exchangeable -Ca; very significantly affected NH 4OAc-EDTA-Cd only at 0 and 10 mg Cd/kg series with quadratic responses; significantly affected roots and shoots dry matter yield with quadratic responses at 0 and 10 mg Cd/kg series, did not affect significantly roots and shoots dry matter yield at 20 mg Cd/kg series, and significantly affected only shoots dry matter yield with quadratic response at 40 mg Cd/kg series. The changes in soil NH4OAc-EDTA -Cd concentration and other soil chemical properties except organic-C were not the main factors affecting plant dry matter yield. Soil Cd-enrichment until 40 mg Cd/kg only decreased tomato’s roots and shoots dry matter yields by 12 and 10 %, respectively, as compared to those of the un-enriched ones. Amelioration and fertilization treatment as the implementation of the in situ inactivation technique
studied in this research increased the concentration of the soil Cd-bioavailable fraction at 0 and 10 mg Cd/kg series, but improved other soil chemical properties at all soil Cd-enrichment series, thereby increased dry matter yield of the test plant.
RINGKASAN
DADANG NUGRAHA ZULKARNAEN. Aplikasi Dolomoit, Bahan Organik dan Pupuk NPK pada Tanah Dicemari Cd: Keterkaitan antara Sifat Kimia Tanah dan Ketersediaan Cd dengan Bobot Kering Tomat (Dibimbing oleh UDIN M. WAHJUDIN dan UNTUNG SUDADI) Lahan pertanian perkotaan di sekitar kawasan industri rentan terhadap pencemaran logam berat. Salah satu logam pencemar tersebut adalah kadmium (Cd). Teknik inaktivasi in situ merupakan salah satu metode remediasi tanah tercemar logam berat yang sesuai untuk lahan pertanian. Dalam teknik ini digunakan amelioran dan pupuk untuk mengubah bentuk kimia logam berat dalam tanah dari yang mudah diserap tanaman ke bentuk yang lebih stabil, sehingga mengurangi transfer logam berat dari tanah ke tanaman dan rantai makanan berikutnya. Penelitian ini bertujuan mengevaluas i: (1) pengaruh perlakuan ameliorasi dan pemupukan pada empat seri pengkayaan kadar Cd-tanah terhadap sifat-sifat kimia tanah, kadar Cd-tersedia dan bobot kering tanaman uji dan (2) hubungan antara sifat-sifat kimia tanah dan kadar Cd-tersedia dengan bobot kering tanaman uji. Tanaman uji yang digunakan adalah tomat. Kadar Cd-tersedia diekstrak dengan NH 4OAc-EDTA pH 4.65. Percobaan dilakukan di rumah kaca menggunakan contoh tanah lapisan 020 cm dari lahan produktif di kawasan industri Cileungsi dalam RAL dengan tiga taraf ameliorasi dan pemupukan (0, 50 dan 100% dosis rekomendasi) pada empat seri pengkayaan Cd-tanah [0, 10, 20 dan 40 mg Cd/kg BKM tanah menggunakan 3CdSO4.8H2 O] dengan tiga ulangan. Dosis rekomendasi untuk tomat komersial dataran rendah yang digunakan adalah: 4 ton/ha kapur Dolomit, 30 ton/ha bahan organik kotoran sapi, 150 kg N/ha (½ Urea + ½ ZA), 150 kg P 2O5/ha (SP-36) dan 100 kg K2O/ha (KCl). Hasil penelitian menunjukkan bahwa peningkatan taraf ameliorasi dan pemupukan dari 0 hingga 100 % dosis rekomendasi sangat nyata meningkatkan secara linier pH-H2O, C-organik, P-Bray#1, Mg-dd, K-dd dan Na-dd pada keempat seri pengkayaan Cd-tanah, N-total pada seri 0, 20 dan 40 mg Cd/kg, dan Ca-dd hanya pada seri 20 mg Cd/kg; berpengaruh sangat nyata ter hadap NH4OAcEDTA-Cd secara kuadratik hanya pada seri 0 dan 10 mg Cd/kg; berpengaruh nyata terhadap bobot kering akar (BK-A) dan bobot kering bagian atas tanaman (BK-BAT) secara kuadratik pada seri 0 dan 10 mg Cd/kg, tidak berpengaruh terhadap BK-A dan BK-BAT pada seri 20 mg Cd/kg dan berpengaruh nyata secara kuadratik hanya terhadap BK-BAT pada seri 40 mg Cd/kg. Perubahan NH4OAc-EDTA-Cd dan sifat-sifat kimia tanah selain C-organik bukan merupakan faktor penentu bobot kering bagian atas tanaman uji. Pengka yaan Cdtanah hingga 40 mg Cd/kg hanya menurunkan BK-A dan BK-BAT tomat masingmasing sebesar 12 dan 10 %. Perlakuan ameliorasi dan pemupukan hingga 50% dosis rekomendasi sebagai penerapan teknik inaktivasi in situ meningkatkan kadar Cd-tersedia pada seri 0 dan 10 mg Cd/kg tetapi memperbaiki sifat-sifat kimia tanah lainnya pada keempat seri Cd-tanah sehingga meningkatkan bobot kering tanaman uji.
APLIKASI DOLOMIT, BAHAN ORGANIK DAN PUPUK NPK PADA TANAH DICEMARI Cd: KETERKAITAN ANTARA SIFAT KIMIA TANAH DAN KETERSEDIAAN Cd DENGAN BOBOT KERING TOMAT
Skripsi
Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Pertanian pada Fakultas Pertanian Institut Pertanian Bogor
Oleh Dadang Nugraha Zulkarnaen A24101045
PROGRAM STUDI ILMU TANAH FAKULTAS PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR 2006
Judul Skripsi
: Aplikasi Dolomit, Bahan Organik dan Pupuk NPK pada Tanah Dicemari Cd: Keterkaitan antara Sifat Kimia Tanah dan Ketersediaan Cd dengan Bobot Kering Tomat
Nama Mahasiswa Nomor Pokok
: Dadang Nugraha Zulkarnaen : A24101045
Menyetujui,
Dosen Pembimbing I
Dosen Pembimbing II
Dr. Ir. H. Udin M. Wahjudin, MS NIP 130 367 079
Ir. Untung Sudadi, M.Sc NIP 131 846 874
Mengetahui, Dekan Fakultas Pertanian
Prof. Dr. Ir. H. Supiandi Sabiham, M.Agr NIP.130 422 698
Tanggal Lulus:
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Ciamis, Jawa Barat pada tanggal 8 November 1982. Penulis adalah anak ke tujuh dari tujuh bersaudara dari keluarga Bapak Edi Kosasih dan Ibu Ecin Kuraesin. Pendidikan formal yang telah penulis jalani adalah Sekolah Dasar Negri 1 Karangbenda yang lulus pada tahun 1995 dan pada tahun 1998 lulus Sekolah Lanjutan Tingkat Pertama 1 Parigi. Tahun 1998 penulis melanjutkan pendidikan ke SMUN 1 Parigi dan lulus pada tahun 2001. Penulis diterima sebagai mahasiswa IPB pada tahun 2001 pada Departemen Ilmu Tanah dan Sumberdaya Lahan Fakultas Pertanian Institut Pertanian Bogor melalui jalur USMI (Undangan Seleksi Masuk IPB). Selama menjadi mahasiswa, penulis aktif di Dewan Perwakilan Mahasiswa Fakultas Pertanian dan sebagai Pu’un Azimuth ( Biro Lingkungan Hidup HMIT ) periode 2002 - 2004.
KATA PENGANTAR Segala puji dan syukur bagi Allah, yang telah memberikan rahmat dan Hidayahnya, sehingga skripsi ini dapat diselesaikan. Shalawat dan salam semoga tercurah kepada nabi akhirul jaman Muhammad SAW, beserta keluarga sahabat dan umat setia beliau hingga hari kiamat. Selama mela kuka n penelitian ini, penulis telah banyak mendapatkan dukungan dan dorongan dari berbagai pihak. Sehingga pada kesempatan ini penulis ingin mengucapkan terima kasih yang tak terhingga kepada: 1. Bapak Dr. Ir. Udin M. Wahjudin, MS sebagai dosen pembimbing I yang telah memberikan bimbingan, saran, selama penulis melakukan proses penelitian dan penulisan skripsi. 2. Bapak Ir. Untung Sudadi, MSc, sebagai dosen pembimbing II yang senantiasa memberikan motivasi, bimbingan dan pengarahan kepada penulis selama pelaksanaan penelitian maupun saat penyusunan skripsi. 3. Bapak Dr. Ir. Syaiful Anwar, MSc, sebagai dosen pembimbing akademik, atas saran dan bimbingannya 4. Bapak Dr. Ir. Iskandar sebagai dosen penguji, atas saran-saran yang diberikan. 5. Kedua orangtua dan kakak yang telah memberikan bantuan baik dari segi materil maupun immateril yang sangat berharga 6. Rekan-rekan sepenelitian, Rizky, Mamet dan Triesni, atas kebersamaan dan kekompakanya selama penelitian dan penulisan skripsi. 7. Komunitas MSi Tanah 38 (Muara Silaturahmi) yang senantiasa saling memotivasi dan mengingatkan, semoga tetap kompak. Penulis berharap semoga skripsi ini bermanfaat bagi semua pihak yang membutuhkan.
Bogor, Januari 2006
DAFTAR ISI
Halaman DAFTAR ISI ...................................................................................................
i
DAFTAR TABEL........................................................................................... iii DAFTAR GAMBAR......................................................................................
iv
I. PENDAHULUAN .......................................................................................
1
1.1. Latar Belakang ................................................................................. 1.2. Tujuan..............................................................................................
1 3
II. TINJAUAN PUSTAKA ............................................................................ 2.1. Kontaminasi dan Pencemaran Logam Berat dalam Tanah............. 2.2. Bentuk-bentuk Kimia Logam Berat dalam Tanah.......................... 2.3. Kapasitas Tanah Meretensi Logam Berat....................................... 2.4. Respon Tanaman terhadap Logam Berat........................................ 2.5. Pengelolaan Tanah untuk Pengendalian Kontaminasi Logam Berat.................................................................................... 2.6. Kadmium ........................................................................................ 2.6.1 Sumber .......................................................................... 2.6.2 Perilaku Kadmium dalam Tanah................................... 2.6.3 Ketersediaan, Serapan dan Peran Kadmium bagi Tanaman........................................................................ 2.7. Bahan Organik ............................................................................... 2.8. Pengapuran..................................................................................... 2.9. Hubungan Pemberian Kapur dengan Logam Berat ........................ 2.10.Tomat..............................................................................................
4 4 5 5 6
III. BAHAN DAN METODE ........................................................................ 3.1. Waktu dan Tempat .......................................................................... 3.2. Bahan............................................................................................... 3.3. Pelaksanaan Percobaan.................................................................... 3.3.1 Pengambilan Contoh Tanah dan Tanaman Uji ............ 3.3.2 Analisis Tanah.............................................................. 3.3.3 Analisis dan Evaluasi Data...........................................
15 15 15 16 17 17 18
IV. HASIL DAN PEMBAHASAN ................................................................ 4.1 Pengaruh Perlakuan terhadap Sifat Kimia Tanah & NH4OAc-EDTA Cd ......................................................................... 4.2. Pengaruh Perlakuan terhadap Bobot Kering Tanaman.................... 4.3. Hubungan Sifat Kimia Tanah, NH4 OAc-EDTA Cd dengan Bobot Kering Tanaman.................................................................... 4.3.1. Bobot Kering Akar....................................................... 4.3.2. Bobot Kering Bagian Atas Tanaman........................... 4.4. Indeks Toleransi...............................................................................
19
7 7 7 8 9 10 11 11 13
19 28 31 31 32 33
ii
V. KESIMPULAN DAN SARAN ................................................................. 5.1. Kesimpulan ..................................................................................... 5.2. Saran ................................................................................................
36 36 37
DAFTAR PUSTAKA.....................................................................................
38
LAMPIRAN ....................................................................................................
41
