KARBON TERSIMPAN DI ATAS PERMUKAAN TANAH DI LABORATORIUM LAPANG TERPADU FAKULTAS PERTANIAN UNIVERSITAS LAMPUNG (SKRIPSI)
Oleh Tika Mutiasari
PROGRAM STUDI AGROTEKNOLOGI FAKULTAS PERTANIAN UNIVERSITAS LAMPUNG BANDAR LAMPUNG 2016
Tika mutiasari
ABSTRAK KARBON TERSIMPAN DI ATAS PERMUKAAN TANAH DI LABORATORIUM LAPANGAN TERPADU FAKULTAS PERTANIAN UNIVERSITAS LAMPUNG
Oleh Tika Mutiasari
Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui jumlah karbon tersimpan di atas permukaan tanah serta jumlah serapan CO2 di Laboratorium Lapang Terpadu (LLT) Fakultas Pertanian Universitas Lampung. Penelitian ini dilaksanakan di LLT FP Unila dari bulan April 2015 sampai dengan November 2015. Satuan Percobaan berupa petak 5 m x 5 m disusun dalam rancangan acak kelompok (RAK) dengan perlakuan lima kelas satuan lahan kemiringan lereng dan empat kelompok. Estimasi biomassa tanaman kayu menggunakan persamaan allometrik, estimasi biomassa tanaman bawah menggunakan persamaan berat kering tanaman dan untuk C-organik tanaman menggunakan analisis kimia dengan metode Walkey and Black. Hasil penelitian menunjukkan bahwa satuan lahan dengan tutupan vegetasi tanaman berkayu yang rapat berpengaruh nyata terhadap total biomassa tanaman kayu, besar C-Organik tanaman kayu dan jumlah karbon total. Nilai biomassa tanaman kayu terbesar pada satuan lahan 5 yaitu 1.196,88 ton/ha, C-organik tanaman kayu terbesar pada satuan lahan 2 (46,50 %) namun tidak berbeda dengan satuan lahan 3 (44,49 %) dan satuan lahan 5 (43,02 %), dan untuk
Tika mutiasari
karbon total terbesar terdapat pada satuan lahan 5 dengan karbon seberat 437,19 ton/ha. Dengan demikian LLT memiliki total karbon tersimpan di atas permukaan tanah seberat 1.815,35 ton/ha dengan total biomassa tanaman 4.812,27 ton/ha, dan LLT mempunyai serapan karbondioksida sebanyak 6.656,88 ton/ha.
Kata kunci: Biomassa, C-Organik, Karbon, Persamaan Allometrik.
KARBON TERSIMPAN DI ATAS PERMUKAAN TANAH DI LABORATORIUM LAPANG TERPADU FAKULTAS PERTANIAN UNIVERSITAS LAMPUNG
Oleh TIKA MUTIASARI
Skripsi
Sebagai Salah Satu Syarat untuk Mencapai Gelar SARJANA PERTANIAN Pada Program Studi Agroteknologi Fakultas Pertanian Universitas Lampung
FAKULTAS PERTANIAN UNIVERSITAS LAMPUNG BANDAR LAMPUNG 2016
vii
RIWAYAT HIDUP
Penulis bernama lengkap Tika Mutiasari, lahir di Tanjung Karang, Kota Bandar Lampung pada tanggal 05 Januari 1993. Penulis merupakan anak keempat dari lima bersaudara, putri dari pasangan Bapak Saiful Bahri dan Ibu Usmawati Hakki.
Penulis menyelesaikan pendidikan Sekolah Dasar Negeri (SDN) 4 Bumi Waras Teluk Betung Selatan selesai pada tahun 2003, Sekolah Menengah Pertama Negeri (SMPN) 9 Bandar Lampung selesai pada tahun 2006, dan Sekolah Menengah Atas Negeri (SMAN) 16 Bandar Lampung selesai pada tahun 2009. Pada tahun 2010 penulis terdaftar sebagai mahasiswa Program Studi Agroteknologi, Fakultas Pertanian, Universitas Lampung melalui jalur SNMPTN (Seleksi Nasional Masuk Perguruan Tinggi Negeri).
Pada tahun 2013, penulis melaksanakan Praktik Umum (PU) di PT Great Giant Pineapple (PT GPP) Terbanggi Besar, Kabupaten Lampung Tengah dan pada tahun 2014 penulis melaksanakan Kuliah Kerja Nyata (KKN) di Desa Bina Bumi, Kecamatan Meraksa Aji, Kabupaten Tulang Bawang, Provinsi Lampung. Selama menjadi mahasiswa penulis bergabung dalam UKM Pecinta Alam GUMPALAN FP Unila dan menjabat sebagai Ketua Umum periode 2014-2015. Penulis pernah bergabung dalam program Upaya Khusus Peningkatan Padi, Jagung dan Kedelai (UPSUS PAJALE) di Kecamatan Ngambur periode April-Juli 2015.
MOTTO
“Berusahalah Untuk Menjadi Lebih Baik, Walaupun Tidak Untuk Menjadi Yang Terbaik” (Anonim)
“Sesungguhnya bersama kesulitan pasti ada kemudahan. Maka apabila engkau telah selesai (dari suatu urusan), tetaplah bekerja keras (untuk urusan yang lain).” (QS Al-Insyirah: 5-8)
“Barang siapa menginginkan kebahagiaan di dunia maka haruslah dengan ilmu, barang siapa yang menginginkan kebahagiaan di akhirat haruslah dengan ilmu, dan barang siapa yang menginginkan kebahagiaan pada keduanya maka haruslah dengan ilmu.” (HR. Ibnu Asakir)
“Barang siapa menempuh suatu jalan untuk mencari ilmu, Maka Allah SWT memudahkannya mendapat jalan ke syurga” (HR. Muslim)
“Ilmu itu diperoleh dari lidah yang gemar bertanya, serta akal yang suka berfikir” (Abdullah bin Abbas)
PERSEMBAHAN
Alhamdulillahirobbil’alamin.. Sujud syukurku bersimpuh kepada-Mu Tuhan Yang Maha Kuasa atas takdirMu telah kau jadikan aku manusia yang senantiasa berpikir, berilmu, beriman dan bersabar dalam menjalani kehidupan ini. Semoga keberhasilan ini menjadi satu langkah awal bagiku untuk meraih cita-cita besarku. Sebagai tanda bakti, hormat, dan terima kasih yang tiada terhingga kupersembahkan karya kecil ini untuk keluargaku tercinta terutama untuk almarhum ayahku (Saiful Bahri) dan ibundaku tersayang (Usmawati Hakki S.Pd) yang selalu melimpahkan kasih sayang yang tak terhingga, doa, dukungan, dan selalu memberikan yang terbaik untukku, namun tiada mungkin dapat kubalas hanya dengan selembar kertas yang bertuliskan kata cinta dan persembahan, serta kakak ku tersayang (Nefi Gusmasari, S.Si, Ade Firmansyah, dan Rezeki Amalia) dan adikku tercinta (Bella Permatasari) yang selalu memberikan kehangatan kasih sayang, memberi warna hariku dan selalu mendukungku dalam berusaha menggapai cita-citaku. Terima kasih kepada para sahabat setia dan seperjuanganku (Wika Ma’rifatul, S.P., Susi Susanti, Dwi Risca Septiani, Widiana Ekawati, S.P., Senja Akhlirinhua, S.P.,Tiya Oviana, S.P., Tri Purnamasari, S.P., Sri Mulyani, S.P., Nurrul Aslichah, S.P.,), dan semua sahabat-sahabatku yang melukis hariku dengan warna yang indah selama masih kuliah. Serta untuk seseorang yang masih dalam misteri yang dijanjikan Ilahi yang siapapun itu, terimakasih telah menjadi baik dan bertahan di sana. Untuk ribuan tujuan yang harus dicapai, untuk jutaan impian yang akan dikejar, untuk sebuah harapan, agar hidup jauh lebih bermakna. Aku akan terus belajar, berusaha, dan berdoa untuk menggapainya. Semoga skripsi ini memberikan manfaat bagi orang banyak. Amin. -AlhamdulillahTika Mutiasari
vi
SANWACANA
Puji syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT, atas segala limpahan rahmat, karunia dan hidayah-Nyalah sehingga penulis dapat menyelesaikan seluruh proses penelitian yang dituangkan dalam karya ilmiah (Skripsi) dengan judul “Karbon Tersimpan Di Atas Permukaan Tanah Di Laboratorium Lapang Terpadu Fakultas Pertanian Universitas Lampung” yang dibuat berdasarkan hasil penelitian dilapangan yang dilaksanakan penulis di Laboratorium Lapang Terpadu Fakultas Pertanian Universitas Lampung.
Selama penulisan skripsi ini, penulis tidak terlepas dari bantuan banyak pihak. Dalam kesempatan ini, penulis mengucapkan terima kasih kepada : 1. Bapak Prof. Dr. Ir. Irwan Sukri Banuwa, M.Si., selaku Pembimbing Utama yang telah memberikan bimbingan, pemikiran, nasihat, waktu serta dorongan semangat selama penulis melaksanakan penelitian dan penulisan skripsi. 2. Bapak Dr. Ir. Henrie Buchari, M.Si., selaku Pembimbing Kedua atas bimbingan, pemikiran, serta motivasi selama penulis melaksanakan penelitian dan penulisan skripsi. 3. Bapak Prof. Dr. Ir. Muhajir Utomo, Ph.D., selaku Penguji atas masukan, arahan, saran, dan koreksi dalam penyempurnaan skripsi ini. 4. Ibu Prof. Dr. Ir. Sri Yusnaini, M.Si., selaku Ketua Jurusan Agroteknologi atas nasihat dan pengarahannya selama penulis menjadi mahasiswa.
vii
5. Ibu Prof. Dr. Ir. Ainin Niswati, M.Agr.Sc., selaku Ketua Bidang Minat Jurusan Ilmu Tanah atas nasihat, bimbingan dan pengarahan yang diberikan kepada penulis selama penulis menjadi mahasiswa. 6. Bapak Ir. Muhammad Nurdin, M.P., selaku Pembimbing Akademik atas nasihat, waktu, motivasi dan semangat yang diberikan kepada penulis selama menjadi mahasiswa. 7. Bapak dan Ibu dosen Program Studi Agroteknologi atas ilmu pengetahuan dan wawasan yang telah diberikan selama penulis menjadi mahasiswa. 8. Mas Sigit, Pak Suwarto, S.P, Ibu Tus, dan Mas Adi serta Bapak dan Ibu Staf Laboratorium FP Unila, atas bantuan dan kerjasama selama penulis menjadi mahasiswa. 9. Keluargaku Ibunda Usmawati Hakki, S.Pd., Kak Nefi Gusmasari, S.Si., abang Ade Firmansyah, Kak Rezeki Amalia dan Adikku Bella Permatasari atas doa, kasih sayang, semangat, dan motivasi kepada penulis untuk menggapai citacita. 10. Sahabat-sahabatku : Wika Ma’rifatul Fitriyah, S.P., Susi Susanti, Dwi Risca Septiani, Senja Aklirinhua, S.P, Widiana Ekawati, S.P., Tri Purnama Sari, S.P., Tiya Oviana, S.P., Sri Mulyani, S.P, dan Nurrul Aslichah, S.P., Terima kasih atas kebersamaan, keceriaan, semangat, dan dukungan kepada penulis selama ini. See you on top guys. 11. Teman-teman tim praktik umum Restu, Andi, Agung, Yudi, dan Agus terima kasih atas kerjasama, kebersamaan dan pengalaman selama praktik umum. 12. Teman-teman ku Umai, Sherly, Linda, Taufik, Sofyan, Agung dan Stevan terima kasih atas semangat dan keceriaan yang telah kalian berikan.
viii
13. Teman-teman Jurusan Agroteknologi angkatan 2010 khususnya teman-teman minat penelitian ilmu tanah dan rekan-rekan yang tidak bisa saya sebutkan satu persatu juga adik-adik tingkat. Terimakasih atas kebersamaan dan tali silahturahim yang selalu indah untuk dikenang. 14. Keluarga besar GUMPALAN FP UNILA terimakasih atas semangat yang tertanam dalam diriku yang membuatku selalu yakin bahwa selalu ada jalan untuk mereka yang mau berbuat, berusaha dan berdoa. Terimakasih atas kebersamaan selama ini, “Fight Till The End”. Hijauku Tetap Hijau Akan Terus Berkibar Tak Kan Mati Walau Ditelan Zaman. Pertanian Jaya.
Semoga Allah SWT dapat membalas semua bantuan, bimbingan, do’a dan nasihat yang telah diberikan kepada penulis, dan semoga skripsi ini bermanfaat bagi kita semua.
Bandar Lampung, Juni 2016
Tika Mutiasari
DAFTAR ISI
Halaman DAFTAR TABEL ........................................................................................
xi
DAFTAR GAMBAR ....................................................................................
xiii
I.
PENDAHULUAN .................................................................................
1
1.1 Latar Belakang ..................................................................................
1
1.2 Tujuan ...............................................................................................
4
1.3 Kerangka Pemikiran .........................................................................
5
1.4 Hipotesis ...........................................................................................
7
II. TINJAUN PUSTAKA ..........................................................................
8
2.1 Laboratorium Lapang Terpadu .........................................................
8
2.1.1 Kondisi Geografi ......................................................................
8
2.1.2 Satuan Lahan ............................................................................ 10 2.1.3 Curah Hujan ............................................................................. 10 2.1.4 Tanah ....................................................................................... 11 2.1.5 Penggunaa Lahan ..................................................................... 11 2.2 Manfaat Laboratorium Lapang Terpadu .......................................... 13 2.3 Biomassa .......................................................................................... 13 2.4 Karbon .............................................................................................. 14 2.5 Penyimpanan Karbon......................................................................... 14 2.6 Metode Pengukuran Karbon ............................................................ 17 2.6.1 Pengukuran Biomassa Pohon Dan Nekromasa ........................ 17 2.6.2 Pengukuran Biomassa Tanaman Bawah ................................. 19
III. BAHAN DAN METODE ..................................................................... 20 3.1 Tempat dan Waktu Penelitian .......................................................... 20 3.2 Bahan dan Alat ................................................................................. 20 3.3 Metode Penelitian ............................................................................ 20 3.4 Pelaksanaan Penelitian ..................................................................... 21 3.4.1 Pengamatan Peta dan Penentuan Titik Pengamatan ............... 21 3.4.2 Pendataan Vegetasi ................................................................. 21 3.4.3 Pengukuran Biomassa Tanaman Berkayu .............................. 22 3.4.4 Pengukuran Biomassa Tanaman Bawah ................................. 22 3.4.5 Pengukuran Karbon Nekromassa Berkayu ............................. 23 3.4.6 Analisis Laboratorium ............................................................ 23 3.4.7 Estimasi Karbon Di Atas Permukaan Tanah ........................... 24 3.4.8 Serapan CO2 .............................................................................. 24 3.4.9 Analisis Data ........................................................................... 25 IV. HASIL DAN PEMBAHASAN ............................................................. 26 4.1 Hasil ................................................................................................. 26 4 1.1 Biomassa Tanaman .................................................................. 26 4.1.2 C-Organik ................................................................................ 26 4.1.3 Karbon Total Tanaman ............................................................ 27 4.2 Pembahasan ...................................................................................... 27 4.2.1 Biomassa Tanaman ................................................................. 27 4.2.2 C-Organik ................................................................................. 30 4.2.3 Karbon Total Tanaman ............................................................ 31 4.2.4 Serapan CO2 di LLT ................................................................ 32 V.
KESIMPULAN DAN SARAN ............................................................ 34 5.1 Kesimpulan ....................................................................................... 34 5.2 Saran ................................................................................................. 34
DAFTAR PUSTAKA ................................................................................... 36 LAMPIRAN .................................................................................................. 40
DAFTAR GAMBAR
Gambar Halaman 1. Peta Laboratorium Lapang Terpadu ................................................... 10 2. Satuan Lahan 1 ...................................................................................... 56 3. Satuan Lahan 2 ...................................................................................... 56 4. Satuan Lahan 3 ...................................................................................... 57 5. Satuan Lahan 4 ...................................................................................... 57 6. Satuan Lahan 5 ...................................................................................... 58 7. Satuan Lahan 5 ...................................................................................... 58 8. Pengukuran DBH .................................................................................. 59 9. Pengambilan sampel tanaman bawah .................................................... 59 10. Pengeringan sampel tanaman menggunakan oven .............................. 60 11. Penimbangan sampel tanaman setelah oven ....................................... 60 12. Penggilingan sampel tanaman untuk analisis C-Organik .................... 61 13. Analisis C-Organik ............................................................................. 61
xi
DAFTAR TABEL
Tabel Halaman 1. Estimasi biomassa pohon menggunakan persamaan allometrik ............. 18 2. Pengaruh satuan lahan terhadap biomassa tanaman kayu, biomassa tanaman bawah, C-Organik tanaman kayu, C-Organik tanaman bawah dan Karbon total ...................................................................................... 28 3. Jumlah karbon total, biomassa tanaman, dan serapan karbon dioksida .. 32 4. Jumlah karbon total, biomassa tanaman, dan serapan karbon dioksida di LLT ....................................................................................................... 33 5. Perhitungan biomassa tanaman kayu satuan lahan 1 ............................... 41 6. Perhitungan biomassa tanaman kayu satuan lahan 2 .............................. 42 7. Perhitungan biomassa tanaman kayu satuan lahan 3 .............................. 43 8. Perhitungan biomassa tanaman kayu satuan lahan 4 .............................. 44 9. Perhitungan biomassa tanaman kayu satuan lahan 5 .............................. 46 10. Data biomassa tanaman kayu ................................................................ 48 11. Homogenitas biomassa tanaman kayu ................................................... 48 12. Analisis ragam biomassa tanaman kayu ................................................ 48 13. Data biomassa tanaman bawah .............................................................. 49 14. Homogenitas biomassa tanaman bawah ................................................ 49 15. Transformasi data biomassa tanaman bawah ........................................ 49 16. Homogenitas biomassa tanaman bawah ................................................ 50 17. Analisis ragam biomassa tanaman bawah ............................................. 50 18. Data biomassa total ................................................................................ 51
xii
19. Homogenitas biomassa total .................................................................. 51 20. Analisis ragam biomassa total ............................................................... 51 21. Data C-Organik tanaman kayu .............................................................. 52 22. Homogenitas C-Organik tanaman kayu ................................................. 52 23. Analisis ragam C-Organik tanaman kayu .............................................. 52 24. Data C-Organik tanaman bawah ............................................................ 53 25. Homogenitas C-Organik tanaman bawah .............................................. 53 26. Analisis ragam C-Organik tanaman bawah ........................................... 53 27. Data C-Organik rata-rata ........................................................................ 54 28. Homogenitas C-Organik rata-rata ......................................................... 54 29. Analisis ragam C-Organik rata-rata ....................................................... 54 30. Data Karbon Total ................................................................................. 55 31. Homogenitas Karbon Total .................................................................... 55 32. Analisis ragam C Karbon Total ............................................................. 55
1
I. PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Sejak ribuan tahun yang lalu perkembangan kehidupan di berbagai ekosistem yang ada di alam ini telah membentuk suatu pola aliran karbon melalui sistem lingkungan global. Pertukaran karbon terjadi secara alami antara atmosfer, lautan dan daratan, namun pola pertukaran itu telah berubah karena adanya aktivitas manusia dan alih guna lahan. Hampir semua lahan di Indonesia pada awalnya merupakan ‘hutan alam’ yang secara berangsur dialih-fungsikan oleh manusia menjadi berbagai bentuk penggunaan lahan lain seperti pemukiman dan pekarangan, pertanian, kebun dan perkebunan, hutan produksi atau tanaman industri, dan lain-lainnya (Widianto, Hairiah, Suharjito, dan Sardjono, 2003).
Salah satu fungsi hutan yang penting adalah sebagai cadangan karbon di alam karena karbon disimpan dalam bentuk biomassa vegetasi. Alih guna lahan hutan mengakibatkan peningkatan emisi CO2 di atmosfer yang berasal dari hasil pembakaran dan peningkatan mineralisasi bahan organik tanah selama pembukaan lahan, serta berkurangnya vegetasi sebagai lubuk atau penyimpan karbon (C-sink). (Widianto dkk., 2003).
2
Peningkatan konsentrasi CO2 yang tajam ini membawa dampak langsung terhadap perubahan iklim melalui perubahan suhu dan perubahan distribusi hujan baik dalam skala waktu maupun ruang dengan implikasi sosial-ekonomi yang luas. Perubahan iklim adalah perubahan magnitude (besaran) dan juga distribusi komponen iklim, khususnya suhu udara dan curah hujan dalam jangka waktu yang panjang, 50-100 tahun. Perubahan iklim terjadi akibat meningkatnya konsentrasi gas-gas rumah kaca (GRK) seperti CO2, N2O, CH4, dan CO (Murdiyarso, 2004). Selanjutnya, IPCC (2007 dalam Hairiah, 2007) melaporkan tiga jenis gas yang paling sering disebut sebagai GRK utama adalah CO2, CH4 dan N2O, karena akhir-akhir ini konsentrasinya di atmosfer terus meningkat hingga dua kali lipat. Meningkatkan konsentrasi CO2 di atmosfer dari 285 ppmv (part per million by volume) pada masa pra-industri menjadi 336 ppmv pada abad ke 19 di tahun 1998. Nilai ini meningkat sekitar 28% dari nilai awal yang diperoleh pada 150 tahun yang lalu. Berkenaan dengan upaya pengembangan lingkungan bersih, maka jumlah CO2 di udara harus dikendalikan dengan jalan meningkatkan jumlah serapan CO2 oleh tanaman sebanyak mungkin dan menekan pelepasan (emisi) CO2 ke udara serendah mungkin. Mempertahankan keutuhan hutan alami, menanam pepohonan pada lahan-lahan pertanian dan melindungi lahan gambut sangat penting untuk mengurangi jumlah CO2 yang berlebihan di udara (Hairiah dan Rahayu, 2007 dalam Riartha 2009 ).
Laboratorium Lapang Terpadu (LLT) FP Unila merupakan lahan percobaan penelitian dan praktikum bagi mahasiswa dan dosen FP Unila, terletak di kompleks kampus Universitas Lampung yang memiliki luas kurang lebih 6,784 ha. LLT juga merupakan icon baru pada bidang pertanian yang diharapkan dapat
3
menjadi brand image bagi masyarakat luas, bahwa pertanian dapat dijadikan profesi yang prosfektif dan menarik untuk dilakukan. Tujuan utama pembangunan LLT FP Unila adalah sebagai sarana pendukung kegiatan belajar mengajar dan penelitian mahasiswa Fakultas Pertanian Unila demi mendukung Visi Fakultas Pertanian Unila yaitu menjadi 5 besar Fakultas Pertanian terbaik Indonesia pada tahun 2025 (FP Unila, 2013)
Menurut Banuwa, Syam, dan Wiharso (2011), LLT FP Unila mempunyai kelas lereng yang sangat beragam. Secara umum, di dominasi oleh lereng agak miring/ bergelombang (8-15 %) dengan luas 65% dari total luas areal LLT FP Unila. Berdasarkan hasil survei lapang dan analisis contoh tanah serta peta kelas lereng, diperoleh 5 satuan lahan pada laboratorium lapang terpadu, yaitu satuan lahan 1 dengan kemiringan 0-3 % (Datar) seluas 0,737 ha: satuan lahan 2 dengan kemiringan 3-8 % (Landai) seluas 0,245 ha: satuan lahan 3 dengan kemiringan 815 % (Bergelombang) seluas 3,417 ha: satuan lahan 4 dengan kemiringan 15-30 % (berbukit) seluas 2,034 ha: satuan lahan 5 dengan kemiringan 30-40 % (Agak Curam) seluas 0,351 ha Dengan kemiringan yang beragam (Datar – Agak Curam) LLT mempunyai potensi erosi yang cukup besar, sehingga tanah sangat rentan kehilangan unsur hara dan bahan organik yang penting bagi pertumbuhan dan perkembangan tanaman. Sebagai sarana penelitian dan percobaan dibidang pertanian, kesuburan tanah pada LLT FP Unila haruslah terjaga, maka tindakan konservasi tanah perlu dilakukan (Banuwa, dkk., 2011)
Keberadaaan keragaman vegetasi dan komoditas tanaman yang ada di LLT berpengaruh terhadap penyerapan CO2 dan pelepasan O2 ke lingkungan melalui
4
proses fotosintesis. Dalam proses fotosintesis tanaman akan menyerap CO2 dari atmosfir dan mengubahnya menjadi O2 yang digunakan mahluk hidup untuk proses respirasi, dan juga menghasilkan karbohidrat yang akan disimpan dalam tubuh tanaman yang kemudian akan diproses lanjut menjadi kambium sebagai sumber karbon (C) tanaman. Jumlah karbon tersimpan antar lahan berbeda-beda tergantung pada keragaman dan kerapatan tumbuhan yang ada, jenis tanahnya serta cara pengelolaannya (Hairiah dan Rahayu., 2011).
Penyimpanan karbon suatu lahan menjadi lebih besar bila kondisi kesuburan tanahnya baik, atau dengan kata lain jumlah karbon tersimpan di atas tanah (biomasa tanaman) ditentukan oleh besarnya jumlah karbon tersimpan di dalam tanah (bahan organik tanah, BOT) (Hairiah dan Rahayu, 2007). Dengan kata lain jumlah karbon tersimpan di dalam tanah dapat dijadikan indikator kesuburan tanah. Selain itu banyaknya tanah yang tererosi dipengaruhi oleh banyak faktor dan salah satunya adalah faktor vegetasi penutup tanah dan pengelolaan tanaman.
1.2 Tujuan Penelitian
Tujuan penelitian ini adalah mengetahui Karbon tersimpan di atas permukaan tanah di Laboratorium Lapang Terpadu Fakultas Pertanian Universitas Lampung
1.3 Kerangka Pemikiran
Perubahan iklim global yang terjadi akhir-akhir ini disebabkan karena terganggunya keseimbangan energi antara bumi dan atmosfir. Keseimbangan tersebut dipengaruhi antara lain oleh peningkatan gas-gas karbon dioksida (CO2), metana (CH4) dan nitrogen oksida (N2O) yang lebih dikenal dengan gas rumah
5
kaca (GRK). Saat ini konsentrasi GRK sudah mencapai tingkat yang membahayakan iklim bumi dan keseimbangan ekosistem (Hairiah, Rahayu, 2007). Jumlah karbon dioksida di atmosfer sudah terlalu banyak, diperkirakan sekitar 1035 Giga ton CO2 dilepaskan ke atmosfer sejak tahun 1850 hingga tahun 2000, dan hal tersebut terus-menerus meningkat. Kenaikan suhu udara disebabkan karena aktivitas manusia seperti penebangan hutan, pembakaran, industri dan lain sebagainya.
Peningkatan jumlah gas rumah kaca yang memicu pemanasan global menyebabkan meningkatnya temperatur rata-rata atmosfer, laut dan daratan bumi. Idealnya rata-rata temperatur permukaan bumi sekitar 15° C (59 °F). Selama seratus tahun terakhir, rata-rata temperatur ini telah meningkat sebesar 0,6 °C (1 °F). Kenaikan temperatur ini mengakibatkan mencairnya es di kutub dan menghangatkan lautan, yang mengakibatkan meningkatnya volume lautan serta menaikkan permukaannya sekitar 9 - 100 cm (Apps, dkk., 2003 dalam Al Fitri., 2010).
Radiasi sinar matahari yang terjebak akan memberi kehangatan bagi makhluk hidup di bumi. Efek ini sebenarnya bukanlah sesuatu yang buruk. Justru dengan efek ini memberikan kesempatan adanya kehidupan di bumi (Stern, 2007). Jika tidak ada efek rumah kaca maka suhu rata-rata permukaan bumi bukanlah 15 oC seperti sekarang tetapi –18 oC. Yang menjadi masalah adalah jumlah GRK ini bertambah secara berlebihan sehingga bisa mengakibatkan kerusakan lingkungan secara global. GRK yang bertambah secara berlebihan ini akan menahan lebih banyak radiasi dari pada yang dibutuhkan oleh kehidupan di bumi, sehingga
6
terjadi gejala yang disebut pemanasan global (Larson dan Ribot, 2009). Jika pemanasan global berlangsung terus menerus, maka di khawatirkan dapat menyebabkan bencana besar bagi dunia, berkenaan dengan hal itu maka pengembangan lingkungan yang lebih bersih harus segera dikembangkan yaitu dengan cara mengendalikan jumlah CO2 di atmosfer. Salah satu cara untuk mengendalikan jumlah CO2 di atmosfer adalah dengan meningkatkan jumlah serapan CO2 oleh tanaman sebanyak mungkin dan menekan pelepasan (emisi) CO2 ke udara serendah mungkin (Lasco, 2002). Tumbuhan memerlukan sinar matahari, gas CO2 yang diserap dari udara serta air dan hara yang diserap dari dalam tanah untuk kelangsungan hidupnya. Melalui proses fotosintesis, CO2 di udara diserap oleh tanaman dan diubah menjadi karbohidrat, kemudian disebarkan ke seluruh tubuh tanaman dan akhirnya ditimbun dalam tubuh tanaman berupa daun, batang, ranting, bunga dan buah. Proses penimbunan karbon dalam tubuh tanaman hidup dinamakan proses sekuestrasi (C-sequestration). Dengan demikian mengukur jumlah karbon yang disimpan dalam tubuh tanaman hidup (biomasa) pada suatu lahan dapat menggambarkan banyaknya CO2 di atmosfir yang diserap oleh tanaman (Hairiah dan Rahayu, 2007).
Hairiah dan Rahayu (2007) menyatakan bahwa tanaman atau pohon berumur panjang yang tumbuh di hutan maupun di kebun campuran (agroforestri) merupakan tempat penimbunan atau penyimpanan karbon (rosot C = C sink) yang jauh lebih besar dari pada tanaman semusim. Oleh karena itu, hutan alami dengan
7
keragaman jenis pepohonan berumur panjang dan serasah yang banyak merupakan gudang penyimpanan karbon tertinggi (baik di atas maupun di dalam tanah). Hutan juga melepaskan CO2 ke udara lewat respirasi dan dekomposisi (pelapukan) serasah, namun pelepasannya terjadi secara bertahap, tidak sebesar bila ada pembakaran yang melepaskan CO2 sekaligus dalam jumlah yang besar. Bila hutan diubah fungsinya menjadi lahan-lahan pertanian atau perkebunan atau padang penggembalaan maka karbon tersimpan akan merosot. Jumlah karbon tersimpan antar lahan berbeda-beda, tergantung pada keragaman dan kerapatan tumbuhan yang ada, jenis tanahnya serta cara pengelolaannya. Penyimpanan karbon suatu lahan menjadi lebih besar bila kondisi kesuburan tanahnya baik, atau dengan kata lain jumlah karbon tersimpan di atas tanah (biomassa tanaman) ditentukan oleh besarnya jumlah karbon tersimpan di dalam tanah (bahan organik tanah, BOT) (Hairiah dan Rahayu, 2007).
Sebagai lokasi penelitian dan praktikum bagi mahasiswa Fakultas Pertanian Universitas Lampung, Kondisi lingkungan dan kesuburan tanah di LLT perlu dijaga demi kelestarian dan kemajuan LLT. Selain untuk menjaga kelestarian, pengukuran karbon tersimpan di atas permukaan tanah pada LLT juga bertujuan untuk inventarisasi tanaman sekaligus untuk mengetahui jumlah kabon tersimpan, dan jumlah serapan karbon dioksida di LLT.
1.4 Hipotesis
Karbon tersimpan di atas permukaan tanah paling besar terdapat pada lahan dengan tutupan vegetasi pohon paling rapat, yaitu pada satuan lahan 5.
8
II. TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Laboratorium Lapang Terpadu
2.1.1 Kondisi Geografi
Secara geografis, lokasi penelitian terletak antara 526.650 mT dan 9.406.450 mU sampai – 527.200 mT dan 9.406.850 mU (koordinat UTM) atau 5° 22’11.38” LS dan 105° 14’25.96” BT sampai 5° 21’ 58.35” LS dan 105° 14’ 43.83” BT. Ketinggian tempat antara 110 – 130 m dpl. Secara administratif, lokasi penelitian terletak di Kelurahan Gedong Meneng, Kecamatan Rajabasa, Kota Bandarlampung. Batas-batas lokasi penelitian dikelilingi dengan pagar tembok (Utara, Barat dan Timur), dan pagar kawat berduri (Selatan). Di sebelah barat lokasi penelitian terdapat Masjid Al Wasi’i di Jl. Soemantri Brojonegoro, sebelah Utara terdapat gedung gedung perkuliahan Fakultas MIPA Unila dan gedung jurusan Peternakan FP Unila, sebelah timur terdapat rumah penduduk dan di sebelah selatan terdapat perumahan dosen dan karyawan Universitas Lampung (Zulkarnain, 2012).
9
titik plot pengamatan pada satuan lahan
Gambar 1. Peta Laboratorium Lapang Terpadu FP Unila (Banuwa, dkk, 2011)
10
2.1.2 Satuan Lahan
Berdasarkan pengukuran pada hasil surve lapangan, analisis tanah serta peta topografi skala 1 : 500 diperoleh 5 (lima) satuan lahan yaitu satuan lahan 1 yang tergolong datar (0 – 3 % ), satuan lahan 2 yang tergolong landai (3 – 8 % ), satuan lahan 3 yang tergolong bergelombang (8–15 %), satuan lahan 4 yang tergolong berbukit (15 – 30 % ), dan satuan lahan 5 yang tergolong agak curam (30- 45 %) dengan masing-masing luas lahan persatuan lahan adalah 0,737 ha; 0,245 ha; 3,744 ha; 1,708 ha; 0,351 ha dari total luas LLT 6,784 ha. Berdasarkan hasil penelitian menunjukkan bahwa sebagian besar lahan LLT FP Unila didominasi oleh lereng yang bergelombang (kemiringan 8 – 15%) yang mencapai luas 65 % dari luas LLT (Banuwa, dkk., 2011).
2.1.3 Curah Hujan
Data curah hujan yang diperoleh dari Stasiun Klimatologi Masgar, Tegineneng, curah hujan tahunan rata-rata tahun (2006 – 2011) di lokasi penelitian adalah sebesar 2.156 mm dengan curah hujan tertinggi terjadi pada tahun 2010 yaitu sebesar 3.297 mm. Sedangkan curah hujan bulanan rata-rata berkisar antara 78 mm (Agustus) hingga 297 (Februari). Bulan basah terjadi pada bulan Desember hingga mei (6 bulan),bulan lembab terjadi pada bulan juni-juli dengan curah hujan 60-100 mm/bulan dan bulan kering (<60 mm) terjadi pada bulan Agustus dan September.
11
2.1.4 Tanah
Jenis tanah di LLT tergolong tanah Ultisol dengan bahan induk batuan beku/vulkanik. Kedalaman efektif tanah berkisar antara 72 – 136 cm. Dari hasil penelitian Banuwa, Syam, Wiharso (2011), status kesuburan tanah LLT FP Unila tergolong rendah, dengan pH 5,12 – 5,63, kandungan Nitrogen total antara 0,310 – 0,469 % (tergolong sedang), kandungan Phosphat antara 5,301 – 8,573 ppm (tergolong sangat rendah), kandungan Kalium dapat ditukar (K-dd) berkisar antara 0,165 – 0,760 me/100 g, kandungan Kalsium dapat ditukar (Ca-dd) berkisar antara 2,298 – 3,612 me/100 g (tergolong rendah), kandungan Magnesium dapat ditukar 0,374 – 0,553 me/100 g (tergolong rendah), nilai Kapasitas Tukar kation (KTK) berkisar antara 8,740 – 13,821 me/100 g (tergolong rendah) dan kadar Karbon (C) organik tanah berkisar antara 1,51 – 1,96 % (tergolong rendah).
2.1.5 Penggunaan Lahan
Penggunaan lahan pada saat dilakukan penelitian ini ada beberapa jenis. Pada bagian tengah memanjang dari barat ke timur pada satuan lahan 1 sebagian besar lahan digunakan sebagai lahan persawahan, selain itu juga terdapat beberapa kolam ikan, 2 kandang pemeliharaan unggas, dan aliran irigasi untuk mengairi lahan sawah, Pada satuan lahan 1 hanya terdapat beberapa tanaman kayu yaitu kayu laban, bungur lilin dan pasiran, kelapa dan juga tanaman pisang. Pada satuan lahan 2 lahan dipergunakan sebagai lahan praktikum tanaman pangan, pada lahan ini di dominasi oleh tanaman singkong dan pisang, selain itu pada satuan lahan 2 juga terdapat beberapa pohon kelapa dan sonokeling. Selanjutnya pada satuan lahan 3 yang sering digunakan sebagai lahan percobaan praktikum dan
12
juga penelitian mahasiswa dan dosen FP Unila merupakan lahan yang paling sering diolah sebagai lahan pertanaman, satuan lahan 3 ditanami berbagai macam tanaman sayuran yaitu kangkung, sawi, bayam, kedelai, timun selada dan lain sebagainya, serta tanaman pangan yaitu jagung, singkong ubi jalar dan juga sorghum, selain itu satuan lahan 3 juga ditanami tanaman pisang pada beberapa pinggiran lahan. pada bagian selatan LLT satuan lahan 3 yang merupakan jalan masuk utama terdapat beberapa bagunan permanen yang digunakan sebagai kantor, tempat tinggal penjaga, gudang penyimpanan alat dan mesin, rumah kaca, dan kandang ternak. Tidak berbeda dengan satuan lahan 3 satuan lahan 4 juga dipergunakan sebagai lahan praktikum namun pada satuan lahan ini telah diolah dan dibuatkan teras untuk menahan laju erosi tanah akibat aliran permukaan, vegetasi tanaman berkayu yang tumbuh pada satuan lahan 3 juga sedikit hanya terdapat beberapa pohon kelapa dan aren. Satuan lahan 5 merupakan satuan lahan yang memiliki vegetasi tanaman berkayu paling banyak, hal ini dikarenakan kemiringan lereng yang tergolong agak curam menyebabkan satuan lahan ini tidak dipergunakan sebagai lahan percobaan sehingga kealamian vegetasi pada satuan lahan ini tetap terjaga, tumbuhan yang hidup pada satuan lahan 5 yaitu bambu, ketapang, pasiran, aren dan juga beberapa tanaman pisang.
Penggunaan lahan sangat erat hubungannya dengan pengolahan tanah dan juga pemeliharaan tanah. Menurut Utomo, dkk. (2012) pengolahan tanah dan pemupukan N berpengaruh terhadap kadar karbon organik tanah, berdasarkan hasil penelitian setelah penanaman selama 23 tahun, karbon organik tanah pada kedalaman 0-5 cm dengan perlakuan no tillage dengan kombinasi pemupukan N 200 kg/ha, ternyata 46,1% lebih besar dibandingkan dengan no tillage dan tanpa
13
pemupukan N. Sedangkan pada kedalaman 5 – 10 cm karbon organik tanah pada perlakuan minimum tillage 26,2 % lebih tinggi daripada no tillage dan 13,9 % lebih tinggi dari intensive tillage. Pada kedalaman 10 - 20 cm, pemberian pupuk N sebanyak 200 kg/ha menyebabkan karbon organik tanah 20,3 % dan 25, 8 % lebih tinggi dibandingkan dengan pemberian pupuk N 0 kg/ha dan 100 kg/ha.
2.2 Manfaat Laboratorium Lapang Terpadu FP Unila Selain menjadi pusat lokasi penelitian dan praktikum bagi mahasiswa FP Unila, LLT FP Unila juga diharapkan mampu menjadi show windows agricultural sehingga mampu menyebar luaskan produk-produk teknologi pertanian di masyarakat, dan membantu memberikan solusi atas permasalahan yang dihadapi oleh masyarakat, serta mampu menjadi pusat pengenalan dini pertanian secara integral melalui program agroeducation dan agroturism bagi masyarakat luas (FP Unila, 2013).
2.3 Biomassa
Biomassa adalah total berat atau volume organisme dalam suatu area atau volume tertentu (IPCC,1995). Menurut Sutaryo (2009), Biomassa merupakan total berat kering dari seluruh mahluk hidup yang dapat didukung pada masing-masing tingkat rantai makanan. Biomassa juga didefinisikan sebagai total jumlah materi hidup di atas permukaan pada suatu pohon dan dinyatakan dengan satuan ton berat kering per satuan luas (Brown, 1997).
14
2.4 Karbon
Karbon adalah unsur kimia yang memiliki nomor atom 6 (C6) (Badan Standardisasi Nasional (ICS), 2011) . Tumbuhan akan mengurangi karbon dioksida di atmosfer (CO2) diserap melalui proses fotosintesis dan tumbuhan akan menyimpannya dalam jaringan tumbuhan. Sampai waktunya karbon tersebut tersikluskan kembali ke atmosfer, karbon tersebut akan menempati salah satu dari sejumlah kantong karbon. Semua komponen penyusun vegetasi baik pohon, semak, liana dan epifit merupakan bagian dari biomassa atas permukaan. Di bawah permukaan tanah, akar tumbuhan juga merupakan penyimpan karbon selain tanah itu sendiri. Pada tanah gambut, jumlah simpanan karbon mungkin lebih besar dibandingkan dengan simpanan karbon yang ada di atas permukaan. Karbon juga masih tersimpan pada bahan organik mati dan produk-produk berbasis biomassa seperti produk kayu baik ketika masih dipergunakan maupun sudah berada di tempat penimbunan.
2.5 Penyimpanan Karbon
Carbon sequestration adalah penangkapan dan penyimpanan CO2 dari atmosfir dan mendepositkannya ke reservoir dan disimpan dalam jangka waktu yang lama. Penyimpanan karbon juga merupakan salah satu cara memitigasi pemanasan global dan perubahan iklim, cara ini juga telah diusulkan sebagai cara untuk memperlambat akumulasi gas rumah kaca di atmosfer dan lautan yang dilepaskan akibat pembakaran bahan bakar fosil. Karbon dioksida secara alami ditangkap dari atmosfer melalui proses biologi, kimia dan fisika dan beberapa menggunakan proses sintetik.
15
Tumbuhan menyerap (CO2) dari atmosfer secara bebas dan mengubahnya menjadi oksigen (O2) dan karbohidrat (C6H12O6), oksigen akan dilepaskan ke atmosfer yang kemudian akan digunakan mahluk hidup untuk proses respirasi (bernafas) sedangkan karbohidrat akan disimpan dan digunakan oleh tanaman untuk tumbuh dan berkembang menjadi organ tanaman berupa daun, batang, ranting, bunga dan buah. Dengan demikian mengukur jumlah karbon yang disimpan dalam tubuh tanaman hidup (biomassa) pada suatu lahan dapat menggambarkan banyaknya CO2 di atmosfer yang diserap 2 oleh tanaman. Sedangkan pengukuran C yang masih tersimpan dalam bagian tumbuhan yang telah mati (nekromasa) secara tidak langsung menggambarkan CO2 yang tidak dilepaskan ke udara lewat pembakaran (Hairiah, dkk., 2011).
Karbon sebagai penyusun bahan organik peredarannya selama pelapukan jaringan tanaman sangat penting. Sebagian besar energi yang diperlukan oleh flora dan fauna tanah berasal dari oksidasi karbon. Akibat dari hal itu maka CO2 terus menerus dibentuk. Berbagai perubahan menyerupai reaksi karbon tersebut di dalam dan di luar tanah disebut peredaran karbon (Soepandi, 1983 dalam Zulkarnain, 2012). Karbon masuk ke dalam tanah melalui fotosintesis, dengan mengubah CO2 atmosfer menjadi senyawa organik yang akhirnya masuk kedalam tanah sebagai serasah tanaman, akar dan eksudat akar (Young, 1977 dalam Zulkarnain, 2012).
Menurut Bohn, dkk. (1979 dalam Zulkarnain, 2012). Kandungan karbon organik tanah merupakan hasil bersih dari nilai masukan karbon dari fotosintesis dan
16
karbon yang hilang. Kandungan bahan organik pada tanah aerob berkisar antara 0,5 % atau kurang untuk tanah berpasir sampai 5 % untuk permukaan mineral horizon pada tanah alami pada daerah beriklim sedang. Jumlah bahan organik menurun tajam dengan semakin dalamnya permukaan tanah. Pengolahan tanah biasanya menyebabkan kehilangan 1/3 sampai ½ bahan organik. Kandungan bahan organik pada tanah secara umum meningkat dengan semakin meningkatnya curah hujan dan dengan semakin menurunnya suhu. Suhu dingin meningkatkan kandungan karbon organik tanah dengan mengurangi nilai kehilangan karbon di dalam tanah.
Penggunaan tanaman penutup tanah seperti rerumputan, semak dan terutama pohon-pohonan dapat meningkatkan periode pertumbuhan aktif dan menghasilkan proporsi yang lebih besar karbon dalam tanah. Jumlah C organik dalam tanah dipengaruhi oleh jenis tanaman yang ada pada lahan tersebut. Pertanian dengan tanaman tahunan merupakan cara yang efektif untuk menjaga kandungan karbon tanah. Tingkat akumulasi karbon akan menurun berdasarkan waktu, sebagian penyerapan karbon terjadi melalui akar dan serasah tanaman (Zulkarnain, 2012).
Kandungan bahan organik dalam tanah merupakan salah satu faktor yang berperan dalam menentukan keberhasilan suatu budidaya pertanian. Hal ini dikarenakan bahan organik dapat meningkatkan kesuburan kimia, fisika maupun biologi tanah. Penetapan kandungan bahan organik tanah dilakukan berdasarkan jumlah C organik (Marpaung, 2009). Bahan organik sangat menentukan interaksi antara komponen biotik dan abiotik dalam ekosistem tanah. Kandungan bahan organik sangat erat kaitannya dengan KTK (Kapasitas Tukar Kation) dan dapat
17
meningkatkan KTK tanah. Tanpa pemberian bahan organik dapat mengakibatkan degradasi kimia, fisik dan biologi tanah yang dapat merusak agregat tanah dan menyebabkan terjadinya pemadatan tanah (Marpaung, 2009).
2.6 Metode Pengukuran Karbon
CO2 merupakan salah satu gas rumah kaca (GRK) dan termasuk dalam kelompok gas rumah kaca utama (CO2, CH4, N2O), menurut Hairiah (2007) tiga jenis gas tersebut akhir-akhir ini konsentrasinya di atmosfer terus meningkat hingga dua kali lipat yang tentunya meningkatkan dampak negatif bagi bumi yaitu perubahan iklim. Menurut Banuwa (2013) jumlah karbon tersimpan setiap penggunaan lahan berbeda-beda, tergantung pada keragaman, kerapatan tumbuhan, jenis tanah, cara pengelolaan dan lain-lain.
Oleh karena itu, penetapan karbon yang tersimpan baik di atas tanah dan di dalam tanah sangat penting dilakukan untuk penerapan konservasi tanah, air dan juga lingkungan. Pengukuran karbon di atas permukaan tanah meliputi pengukuran biomassa pohon, nekromassa, dan tumbuhan bawah.
2.6.1
Pengukuran Biomassa Pohon dan Nekromassa
Proporsi terbesar penyimpanan karbon di daratan umumnya terdapat pada komponen pepohonan. Untuk mengurangi dampak pengrusakan selama pengukuran, biomassa pohon dapat diukur dengan menggunakan persamaan allometrik yang didasarkan pada pengukuran diameter batang pohon. Pengukuran diameter pohon dilakukan dengan cara tidak merusak bagian tanaman (non destructive) dengan cara kerja : mencatat semua nama pohon, dan mengukur
18
diameter batang pohon setinggi dada (dbh = diameter breast height = 1.3 m dari permukaan tanah) pada seluruh petak, selanjutnya estimasi biomassa pohon dihitung dengan persamaan allometrik yang dikembangkan oleh Alternative to Slash and Burn (Hairiah dan Rahayu, 2007) disajikan pada Tabel 1.
Tabel 1. Estimasi Biomassa Pohon Menggunakan Persamaan Allometrik Jenis pohon Pohon bercabang Pohon tidak bercabang Kopi dipangkas Pisang Bambu Bambu Sengon Pinus Nekromassa
Estimasi Biomasa pohon, kg/pohon BK = 0.11p D2.62 BK = πp H D2/40
Sumber
BK = 0.281 D2.06 BK = 0.030 D2.13 BK = 0.131 D2.28 BK = 0.0272 D2.831 BK = 0.0417 D2.6576 BK = πp H r2/40
Arifin , (2001) Arifin, (2001) Priyadarsini, (2000) Sugiharto, (2002) Waterloo, (1995) Hairiah dan Rahayu (2007)
Ketterings, (2001) Hairiah et al, (1999)
(Hairiah dan Rahayu, 2007)
Keterangan :
BK D P H r
: Berat Kering : DBH (Diameter Breast Height, 1,3 m) : Berat Jenis Kayu : Tinggi pohon : jari-jari batang pohon
Dari berat kering komponen penyimpanan karbon dalam suatu luasan tertentu kemudian dikonversi ke nilai karbonnya dengan perhitungan sebagai berikut :
Karbon Biomassa = total berat kering * 0,46 (Hairiah dan Rahayu, 2007)
Biomassa kayu mati juga dikenal dengan istilah nekromassa berkayu. Pengukuran dilakukan pada diameter dan panjang semua pohon mati yang berdiri maupun
19
yang roboh, tunggul tanaman mati, cabang dan ranting. Biomassa kayu mati tumbang dihitung dengan rumus : B = Л *r2*h*s/40 (Hairiah dan Rahayu, 2007)
Keterangan: B = biomassa (kg) r = jari-jari kayu (cm)
2.6.2
h = panjang kayu (m) s = berat jenis (g/cm3) dan nilai 40 adalah konstanta
Pengukuran Biomassa Tumbuhan Bawah
Biomassa tumbuhan bawah meliputi semak belukar yang berdiameter < 5 cm, tumbuhan menjalar, rumput-rumputan atau gulma. Estimasi biomassa tumbuhan bawah dilakukan dengan mengambil bagian tanaman (melibatkan perusakan / Destructive). Pengambilan tumbuhan bawah dan serasah tanaman dilakukan dipetak contoh. Tumbuhan bawah yang diambil adalah semua tanaman yang berdiameter < 5 cm, herba, dan rumput-rumputan, setelah itu berat basah total tanaman ditimbang dan kemudian dimasukkan kedalam plastik (100 gram) untuk dikeringkan kedalam oven pada suhu 80o C selama 48 jam. Biomassa tumbuhan bawah dan serasah dihitung dengan persamaan berat kering total tanaman, yaitu menggunakan persamaan sebagai berikut : Total BK (g) = BK sub contoh (g) X BB Total (g) BB sub contoh (g) Dimana, BK = berat kering dan BB = berat basah, (Banuwa, 2013).
20
III. BAHAN DAN METODE
3.1 Tempat dan Waktu Penelitian
Penelitian ini dilakukan di LLT Fakultas Pertanian Universitas Lampung dan Laboratorium Ilmu Tanah Fakultas Pertanian Universitas Lampung. Penelitian dilakukan pada bulan April 2015 sampai November 2015.
3.2 Bahan dan Alat
Alat-alat yang akan digunakan dalam penelitian ini yaitu Peta LLT, GPS (Global Positioning System), Christenmeter alat untuk mengukur ketinggian pohon, kompas, kamera, meteran, tali, patok kayu, parang, kantong plastik, alat tulis, borang data tanaman, timbangan, oven dan alat-alat laboratorium untuk analisis tanah dan tanaman, sedangkan bahan yang digunakan adalah sampel tanaman kayu, sampel tanaman bawah, K2Cr2O7, H2SO4 pekat, akuades, H3PO4, NaF 4%, indikator difenilamin, dan ammonium ferosulfat.
3.3 Metode Penelitian
Penelitian ini terdiri dari 5 perlakuan satuan lahan LLT dengan 4 ulangan disusun dalam Rancangan Acak Kelompok (RAK). Homogenitas ragam diuji dengan uji Bartlet, adiktivitas data diuji dengan uji Tukey. Jika asumsi terpenuhi data
21
dianalisis dengan sidik ragam, perbedaan nilai tengah perlakuan diuji denga uji Beda Nyata Terkecil (BNT) pada taraf 5%.
3.4 Pelaksanaan Penelitian
3.4.1 Pengamatan Peta dan penentuan titik pengamatan
Pengamatan peta berdasarkan perlakuan satuan lahan di LLT yang terdiri dari 5 (lima) satuan lahan yaitu satuan lahan 1 tergolong datar (0 – 3% ); satuan lahan 2, landai (3 – 8 %); satuan lahan 3, bergelombang (8–15 %); satuan lahan 4, berbukit (15 – 30 %); dan satuan lahan 5, agak curam (30- 45 %) dengan masing-masing kelas di tentukan 4 titik ulangan dengan luasan pengamatan 5 m x 5 m.
3.4.2 Pendataan Vegetasi
Pendataan vegetasi merupakan kegiatan pengelompokan jenis sekaligus pendataan nama jenis tanaman kayu yang hidup pada tiap kelas kemiringan lereng. Pendataan vegetasi dilakukan untuk memudahkan dalam pengelompokan tanaman (tanaman berkayu dan tanaman bawah/rumput) sehingga memudahkan dalam pelaksanaan penelitian. Tanaman yang ada di LLT akan digolongkan menjadi 2, yaitu tanaman berkayu dan tanaman bawah. Tanaman berkayu adalah tanaman yang memiliki kambium dan memiliki diameter batang >5 cm, sedangkan tanaman bawah adalah tanaman rumput ataupun tanaman legum penutup tanah dan juga semak yang tumbuh pada setiap satuan lahan di LLT Fakultas Pertanian Unila.
22
3.4.3 Pengukuran Biomassa Tanaman Berkayu
Kandungan karbon pada tanaman berkayu dapat diukur menggunakan persamaan Allometrik yang didasarkan pada pengukuran diameter batang pohon atau Diameter at Breast Height (DBH) setinggi 1,3 meter dari atas permukaan tanah. Sebelum pengukuran dimulai nama lokal dan nama ilmiah dari pohon yang akan diukur harus dicatat di dalam kertas pendataan baru kemudian diameter batang pohon diukur menggunakan meteran posisi meteran harus sejajar untuk semua arah sehingga data yang diperoleh akurat. Untuk mempermudah dalam penentuan titik DBH dapat menggunakan tongkat kayu sepanjang 1.3 m yang diletakkan tegak lurus dari permukaan tanah di dekat pohon yang akan diukur. Setelah mendapatkan titik DBH lingkar batang tersebut diukur dan dicatat didalam borang data,. Dan kemudian dilakukan pengukuran tinggi total tanaman menggunakan Christenmeter sebagai data pendukung total karbon bagi tanaman tidak bercabang.
3.4.4 Pengukuran Biomassa Tanaman Bawah Metode pengukuran karbon pada tanaman bawah berbeda dengan metode dalam pengukuran karbon tanaman berkayu, pengukuran dilakukan menggunakan persamaan berat kering tanaman. Pengambilan sampel tanaman diawali dengan penentuan titik plot pengamatan dengan ukuran 1 x 1 m, kemudian tanaman dipangkas dan ditimbang berat basahnya menggunakan timbangan, selanjutnya tanaman akan di keringkan menggunakan oven dengan suhu 80 oC selama 24 jam atau hingga berat tanaman konstan. Setelah kering tanaman ditimbang kembali untuk mengetahui kadar air tanaman dan juga berat kering tanaman lalu sampel
23
tanaman tersebut akan digiling dan diayak menggunakan ayakan 0,5 mm untuk digunakan sebagai bahan analisis C-Organik.
3.4.5 Pengukuran Karbon Nekromassa Berkayu
Biomassa kayu mati juga dikenal dengan istilah nekromassa berkayu. Pengukuran dilakukan pada diameter dan panjang semua pohon mati yang berdiri maupun yang roboh, tunggul tanaman mati, cabang dan ranting. Kemudian diambil sedikit contoh kayu ukuran 3 x 3 x 3 cm, ditimbang berat basahnya lalu dimasukkan dalam oven dengan suhu 80oC selama 48 jam untuk menghitung berat jenisnya.
Biomassa kayu mati tumbang dihitung dengan rumus :
B = π *r 2 * h * s/40 P
P
Keterangan : B = Biomassa (kg); h = panjang kayu (m); r = jari-jari kayu (cm); s =berat jenis (g/cm3) dan nilai 40 adalah konstanta.
3.4.6 Analisis C-Organik
Analisis C-Organik di laboratorium menggunakan metode Walkey and Black dengan langkah kerja sebagai berikut :
Disiapkan alat dan bahan analisis
Timbang 0,03 gram sampel tanaman lalu dimasukkan ke dalam erlenmayer
Tambahkan 5 ml K2Cr2O7 goyang tabung perlahan
Tambahkan 10 ml H2SO4 perlahan, akan terjadi pelepasan energi panas masukkan ke dalam ruang asap hingga dingin
24
Tambahkan 100 ml akuades , 5 ml H3PO4, 2,5 ml NaF 4%
Tambahkan 5 tetes indikator difenilamin
Titrasi larutan menggunakan ammonium ferosulfat hingga berubah warna menjadi hijau terang
3.4.7 Estimasi Karbon Di Atas Permukaan Tanah
Setelah di dapat biomassa (pohon, tumbuhan bawah) dan kandungan C-organik tanaman, di dalam tiap-tiap perlakuan satuan lahan. Selanjutnya adalah melakukan estimasi total karbon tersimpan di atas permukaan tanah. Dengan persamaan yang dikembangkan oleh Alternative to Slash and Burn (Hairiah dan Rahayu, 2007) berikut :
Total penyimpanan C = Biomassa Total x % C Keterangan : C total = biomassa total (pohon + tumbuhan bawah + serasah +nekromassa) %C
= konsentrasi C dalam bahan organik yang terdapat pada tanaman
3.4.8 Serapan CO2
Serapan CO2 adalah kemampuan tanaman dalam menyerap CO2 dalam satu luasan area. Dari hasil perhitungan karbon tersimpan di atas permukaan tanah dapat diketahui jumlah penyerapan karbon dioksida (CO2) oleh tanaman menggunakan rumus sebagai berikut :
25
Mr CO2 Serapan CO2 =
x Kandungan C Ar C
Dimana : Mr CO2 = berat molekul senyawa (44) Ar C = berat molekul relatif atom C (12) ( Rifyunando, 2011)
3.4.9 Analisis Data Data yang diperoleh dianalisis dengan analisis ragam. Keseragaman data diuji dengan uji Bartlet dan kemenambahan data diuji dengan uji Tukey, selanjutnya nilai tengah rata-rata diuji dengan uji Beda Nyata Terkecil pada taraf 5%.
34
V. KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan
1. Karbon tersimpan di atas permukaan tanah dan biomassa tanaman kayu paling besar terdapat pada lahan dengan tutupan vegetasi pohon berkayu paling rapat, yaitu pada satuan lahan 5. 2. LLT memiliki total karbon tersimpan di atas permukaan tanah sebesar 1.815,35 ton/ha dengan jumlah biomassa tanaman 4.812,27 ton/ha dan LLT mempunyai serapan karbondioksida sebesar 6.656,88 ton/ha .
5.2 Saran
LLT yang akan menjadi show windows agricultural bagi masyarakat luas diharapkan mampu memiliki simpanan karbon di atas permukaan tanah yang besar sehingga dapat menjaga keseimbangan lingkungan melalui siklus karbon. Satuan lahan dengan kemiringan lereng yang curam seperti satuan lahan 5 perlu ditambah populasi tanaman berkayu sehingga dapat dijadikan lokasi permanen unit praktikum dan penelitian seperti untuk jurusan kehutanan FP Unila.
Selain itu persediaan karbon di dalam tanah pada tiap satuan lahan di LLT juga perlu diketahui sebagai informasi cadangan karbon dan juga sebagai acuan dalam pengembangan kesuburan tanah di LLT, maka dari itu penelitian mengenai
35
jumlah karbon tersimpan di dalam tanah di LLT FP Unila juga perlu untuk dilakukan kedepannya.
36
DAFTAR PUSTAKA
Al Fitri, S.H. 2010. Estimasi Karbon Tersimpan Pada Tumbuhan Eceng Gondok (Eichornia crassipes) di Rawa Lebak. (Skripsi). Universitas Lambung Mangkurat. Kalimantan Selatan. http://skripsiecenggondok.blogspot.co.id /2010. Diakeses pada tanggal 12 maret 2015. Anonim. 2013. http://staff.unila.ac.id/laboratoriumlapangterpadu/. Diakses tanggal 16 Oktober 2014 pada pukul 20.45 WIB. Apps, M.J. Canadell, M. Heiman, V. Jaramillo, D. Murdiyarso, D. Schimel (meeting Program Committee) & M. Manning (IPCC Working Group I TSU). 2003. Science Statement on Current Scientific Understanding of the Processes Affecting Terrestrial Carbon Stocks and Human Influences upon Them. IPCC. Geneva. 37 hlm. Badan Standardisasi Nasional. 2011. Pengukuran dan penghitungan cadangan karbon –Pengukuran lapangan untuk penaksiran cadangan karbon hutan (ground based forest carbon accounting). Jakarta. Banuwa, I.S. 2013. Erosi. Kencana. Jakarta. 204 hlm. Banuwa, I.S. 2007. Strategi Mitigasi Pemanasan Global Melalui Pengelolaan DAS. Makalah Pada Lokakarya Pengelolaan DAS di Provinsi Lampung. Diselenggarakan Forum DAS Provinsi Lampung. Tanggal 13 Desember 2014. Bandar Lampung. 15 hlm. Banuwa, I.S. dan H. Buchari. 2010. C-tersimpan pada Berbagai Pola Usahatani Berbasis kopi/Prosiding Seminar Nasional Masyarakat Konservasi Tanah dan Air Indonesia, Hal. 3-595 – 3-609. Jambi Banuwa, I.S., T. Syam, dan D. Wiharso. 2011. Karakteristik Lahan Laboratorium Lapang Terpadu FP Unila (Laporan Penelitian). Bandar Lampung.
37
Brown, S. 1997. Estimating Biomass and Biomass Change of Tropical Forests: a Primer UN FAO. Forestry paper 134. Rome. 87 hlm. www.fao.org/ drocrep/w4095e/w4095e00.html. Diakses pada tanggal 06 juni 2016 pada pukul 20.30 WIB. Bouwman, A. F, 1990. Soil And Greenhouse Gases. John Willy and Sons. United States. Hal 261-266 Chambers, R. E. 1978. Klimatologi Pertanian Dasar. Bogor. Fakultas Pertanian IPB. Halaman 23-24. Chang, J. H. 1968. Climate and Agriculture An Ecological Survey. Chicago : Aldine Publishing Company. Hal 304-310. Hairiah, K. 2007. Pengukuran Karbon Stock Diatas Permukaan Tanah. Transkip Presentasi Pada Workshop Lahan Gambut Untuk Perlindungan Iklim Global dan Kesejahteraan Masyarakat. Diselenggarakan Climate Change Forests and Peatlands in Indonesia. Weatlands International. Http : www.wetlands.or.id.com/publications/files/book/pdf. Diakses tanggal 12 Maret 2015. Hairiah, K., A. Ekadinata., R.R., Sari. dan S. Rahayu. 2011. Pengukuran Cadangan Karbon: dari Tingkat Lahan ke Bentang Lahan. Petunjuk praktis. Edisi kedua. Bogor. World Agroforestry Centre. Bogor. Indonesia. 88 hlm. Hairiah, K., dan S., Rahayu. 2007. Pengukuran Karbon Tersimpan di Berbagai Macam Penggunaan Lahan . World Agroforestry Center. Bogor. Indonesia. 77 hlm. Hairiah, K., dan Widianto. 2007. Adaptasi dan Mitigasi pemanasan Global Melalui Pengelolaan Diversitas Pohon Di Lahan-Lahan Pertanian. Jurusan Tanah. Fakultas Pertanian. Universitas Brawijaya. Malang. Bunga Rampai Konservasi Tanah Dan Air. Pengurus Pusat Masyarakat Konservasi Tanah dan Air Indonesia 2004-2007. Bogor. Hal 1-12. Intergovernmental Panel on Climate Change. 1995. Climate Change 1995 A Report Of The Intergovernmental Panel On Climate Change. https://www.ipcc.ch.pdf.ipcc-2ndassessment.com. Diakses tanggal 12 Maret 2015. Larson, A.M dan J.C., Ribot. 2009. Lessons from Forestry decentralisation. Realising REDD+: National Strategy And Policy Options. Center for International Forestry Research (CIFOR). Bogor. Indonesia. Hal 175-190.
38
Lasco, R. D. 2002. Forest Carbon Budgets an Southeast Asia Following Harvesting and land Cover Change. In : Impacts of Land Use Change on the Terrestrial Carbon Cycle in the Asian Pasific Region. Sciencein China. 45: 76-87. Marpaung, Boy. 2009. Sifat Kimia Tanah. http://boymarpaung.wordpress .com/2009/02/19/sifat-kimia-tanah/. Diakses tanggal 16 Oktober 2014 pukul 16.10 WIB. Murdiyarso, D., U. Rosalina, K. Hairiah, L. Muslihat, I. N. N. Suryadiputra, dan Adijaya. 2004. Petunjuk Lapangan Pendugaan Cadangan Karbon Diatas dan Dibawah Permukaan Pada Lahan Gambut. Proyek Climate Change, Forests and Peatlands in Indonesia. Wetlands International-Indonesia Programme dan Wildlife Habitat Canada. Bogor. Indonesia. www.wetlands.or.id.com/climate/publication/reference/files/book/pdf. Diakses Tanggal 12 Maret 2015. Rahayu, S., B. Lusiana,. dan V. M. Noordwijk. 2007. Pendugaan Cadangan Karbon Diatas Tanah Pada Berbagai Penggunaan Lahan Di Kabupaten Nunukan.KalimantanTimur. www. wetlands.or.id.com/publication /reference/ files/book/pdf. Diakses Tanggal 12 Maret 2015. Riartha, Faisal Moch. 2009. Pengukuran Karbon Tersimpan (Carbon Sink) Di Atas Permukaan Tanah Pada Berbagai Pola Usaha Tani Berbasis Kopi Dan Kemiringan Lereng Di DAS Sekampung Hulu Kecamatan Air Naningan Kabupaten Tanggamus. (Skripsi). Universitas Lampung. Bandar Lampung. 65 hlm. Rifyunando, Regi. 2011. Estimasi Stok Karbon Mangrove di Kawasan Cagar Alam Reuweung Sancang Kecamatan Cibolang Kabupaten Garut. (Skripsi). Universitas Pendidikan Indonesia. Bandung. Sutaryo, D. 2009. Penghitungan biomassa. Wetlands International Indonesia Programme. Bogor. 39 hlm. Stern, N. 2007. The Stern Review: The Economics of Climate Change. Cambridge University Press. Cambridge.
39
Utomo, M., H. Buchari, I.S. Banuwa, L.K. Fernando, dan R. Saleh. 2012. Carbon Storage And Carbon Dioxxide Emission As Influenced By Long-Term Conservation Tillage And Nitrogen Fertilization In Corn-Soybean Rotation. Jurnal Tanah Tropika. 17 (1):75-84. Widianto., K. Hairiah, D. Suharjito, dan A.M Sardjono. 2003. Fungsi dan Peran Agroforestri.World Agroforestry Centre (ICRAF). Bogor. Indonesia. . Http : www.worldagroforestry.org/sea/publications/files/book/pdf. Diakses Tanggal 23 Maret 2015. Zulkarnain, I. 2012. Evaluasi Erosi Laboratorium Lapang Terpadu Fakultas Pertanian Universitas Lampung Melalui Pendekatan Satuan Lahan. (Tesis). Fakultas Pertanian Universitas Lampung. Bandar Lampung. 95 hlm.
