PENDUGAAN EMISI GAS METAN (CH 4 ) PADA BERBAGAI SISTEM PENGELOLAAN TANAMAN PADI

PENDUGAAN EMISI GAS METAN (CH4) PADA BERBAGAI SISTEM PENGELOLAAN TANAMAN PADI

Oleh : YANUESTIKA DWIJAYANTI F14103011

2007 DEPARTEMEN TEKNIK PERTANIAN FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR

PENDUGAAN EMISI GAS METAN (CH4) PADA BERBAGAI SISTEM PENGELOLAAN TANAMAN PADI

SKRIPSI Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN Pada Departemen Teknik Pertanian Fakultas Teknologi Pertanian Institut Pertanian Bogor

Oleh : YANUESTIKA DWIJAYANTI F14103011

2007 DEPARTEMEN TEKNIK PERTANIAN FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR

Yanuestika Dwijayanti. F14103011. Pendugaan Emisi Gas Metan (CH4) pada Berbagai Sistem Pengelolaan Tanaman Padi. Di bawah bimbingan Dr. Ir. Arief Sabdo Yuwono, MSc dan Dr. Ir. Prihasto Setyanto, MSc

RINGKASAN Permasalahan lingkungan yang tengah menjadi perhatian dunia saat ini adalah Global Warming (pemanasan global). Hal tersebut terjadi karena peningkatan konsentrasi gas rumah kaca seperti metan (CH4), karbondioksida (CO2), dan N2O di atmosfer. Dampak pemanasan global adalah terjadinya perubahan iklim yang selanjutnya akan mempengaruhi kehidupan di bumi. Secara global jumlah CH4 di atmosfer sekitar 4700 Tg (Wahlen et al., 1989), dengan konsentrasi global rata-rata sekitar 1740 ppbv (Hengeveld dan kertland, 1995). Emisi CH4 di atmosfer berasal dari proses secara alamiah (natural) seperti lahan basah, sedimen laut, samudra, atau kebakaran hutan, dan dari kegiatan manusia (anthropogenik) seperti budidaya padi sawah, ternak, atau pembakaran biomass. Sektor pertanian disinyalir sebagai salah satu sumber emisi gas rumah kaca, terutama CH4. Luas sawah di Indonesia yang lebih dari 10,9 juta hektar diduga memberi kontribusi sekitar 1% dari total global metana. Oleh karena itu, perlu adanya upaya pengurangan emisi CH4 dari kegiatan budidaya tanaman padi sawah. Upaya yang dapat dilakukan adalah pemilihan teknik budidaya padi yang tepat, dengan produksi yang tinggi dan ramah lingkungan. Sistem Pengelolaan Tanaman Padi Terpadu (PTT) memberikan peluang budidaya padi yang ramah lingkungan. Penelitian dilakukan untuk mengetahui emisi CH4 dari beberapa teknik budidaya padi, dan melakukan pendugaan emisi CH4 berdasakan model Denitrification Decomposition (DNDC). DNDC merupakan model simulasi yang baru dapat diterapkan di negara dengan iklim subtropis. Kajian dan aplikasi model di negara dengan iklim tropis belum pernah dilakukan. Perbandingan data aktual dan data berdasarkan model dilakukan untuk menilai sejauh mana model dapat digunakan. 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% (Kiene, 1991). Emisi CH4 dipengaruhi oleh adanya perbedaan variabel internal dan eksternal yaitu variabel internal yang meliputi karakteristik tanah, varietas padi, mikrobiologi tanah, sedangkan variabel eksternal meliputi suhu tanah yang disebabkan radiasi surya, iklim, pengelolaan air (irigasi/tadah hujan), dan pemupukan (Shearer dan Khalil, 2000). Analisis gas CH4 dilakukan dengan alat Gas Chromatograph (GC) sebagai data pengukuran aktual, dan prediksi emisi gas CH4 menggunakan model Denitrification Decomposition (DNDC) sebagai data pengukuran model. Perhitungan statistik dengan rancangan acak kelompok dengan analisis statistik yang digunakan yaitu Analysis of Varian (ANOVA), menggunakan program SAS versi 6.12, untuk menganalisis data emisi CH4 dengan tujuan melihat perbedaan antar perlakuan.

Data di lapangan menunjukkan total emisi CH4 tertinggi pada budidaya padi dengan perlakuan PTT Tergenang, sebesar 347.1 kg/ha, sedangkan untuk perlakuan Non PTT Tergenang, PTT Intermittent, SRI, dan Non PTT Intermittent secara berurutan sebesar 282.9, 78.3, 60.8 dan 57.9 kg/ha. Emisi terendah dilepaskan oleh budidaya padi dengan perlakuan Non PTT Intermittent. Emisi gas CH4 berkorelasi nyata dengan biomas total tanaman untuk perlakuan Non PTT Intermittent, PTT Intermittent, dan SRI, sehingga dapat diartikan bahwa, semakin tinggi biomas, eksudat akar semakin banyak, sehingga meningkatkan pembentukan CH4. Emisi gas CH4 tidak berkorelasi nyata dengan hasil padi dan biomas panen, sehingga setiap usaha peningkatan produksi padi dalam pemenuhan kebutuhan pangan, tidak selalu disertai dengan peningkatan emisi gas CH4. Model DNDC dapat digunakan untuk menduga total emisi CH4 dengan tingkat perbedaan berkisar antara 9% sampai dengan 48% dengan perhitungan total emisi CH4 aktual di lapangan. Prediksi model terbaik adalah pada perlakuan PTT Intermittent. Namun secara keseluruhan, model DNDC dapat digunakan untuk menduga emisi CH4 di lahan sawah untuk daerah tropis. Nilai emisi CH4 aktual dapat diprediksi dengan menggunakan persamaan regresi linier y = 0.84x, dimana emisi CH4 model sebagai variabel bebas, dan emisi CH4 aktual sebagai variabel tak bebas. Perlakuan terbaik berdasarkan hasil penelitian adalah perlakuan Non PTT Intermittent. Perlakuan ini memberikan hasil produksi tinggi dengan emisi CH4 yang rendah.

DEPARTEMEN TEKNIK PERTANIAN FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR

PENDUGAAN EMISI GAS METAN (CH4) PADA BERBAGAI SISTEM PENGELOLAAN TANAMAN PADI

SKRIPSI Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN Pada Departemen Teknik Pertanian Fakultas Teknologi Pertanian Institut Pertanian Bogor Oleh : Yanuestika Dwijayanti F14103011 Dilahirkan pada tanggal 18 Januari 1985 di Bandarlampung Tanggal lulus : Menyetujui, Bogor,

September 2007

Dr. Ir. Arief Sabdo Yuwono, MSc

Dr. Ir. Prihasto Setyanto, MSc

Pembimbing I

Pembimbing II Mengetahui,

Dr. Ir. Wawan Hermawan, MS Ketua Departemen Teknik Pertanian

DAFTAR RIWAYAT HIDUP Yanuestika Dwijayanti dilahirkan di Bandarlampung pada tanggal 18 Januari 1985, anak ke-2 dari 3 bersaudara dari keluarga Bapak Joko Mantoro dan Ibu Sulis Setiyarini. Jenjang pendidikan yang telah ditempuh yaitu pendidikan dasar di SD Negeri 2 Kedaton Bandarlampung, lulus pada tahun 1996. Penulis melanjutkan pendidikan menengah di SLTP Negeri 2 Bandarlampung, lulus pada tahun 2000, dan menyelesaikan pendidikan di SMU Negeri 2 Bandarlampung pada tahun 2003. Pada tahun 2003, penulis diterima di Perguruan Tinggi Negeri di Institut Pertanian Bogor melalui jalur USMI (Undangan Seleksi Masuk IPB) dan tercatat sebagai mahasiswa Departemen Teknik Pertanian. Pada tahun 2006, penulis melakukan Praktek Lapangan di PT. Keong Nusantara Abadi, Lampung, dengan judul “Mempelajari Aspek Keteknikan pada Proses Produksi Nata de Coco Lokal di PT. Keong Nusantara Abadi Lampung”. Selama masa perkuliahan, penulis pernah menjadi pengurus organisasi Himpunan Mahasiswa Teknik Pertanian (HIMATETA) IPB, pada Departemen Pengembangan Minat dan Bakat. Penulis juga pernah mengikuti Program Kreatifitas Mahasiswa (PKM) di bidang kewirausahaan dalam Pekan Ilmiah Mahasiswa Nasional di Malang dengan judul “Produksi dan Pemasaran Keripik Kulit Pisang”.

KATA PENGANTAR Alhamdulillahirabbil’alamin penulis panjatkan kehadirat Alloh SWT, karena atas berkat rahmat dan hidayah-Nya, skripsi berjudul ‘Pendugaan Emisi Metan (CH4) pada Berbagai Sistem Pengelolaan Tanaman’dapat terselesaikan. Dengan segala ketulusan dan kerendahan hati, penulis sampaikan ucapan terimakasih kepada semua pihak yang membantu dan mendukung, yaitu : 1. Bapak Dr.Ir.Arief Sabdo Yuwono,MSc. selaku pembimbing akademik yang telah memberikan bimbingan, saran dan pengarahan sehingga penulis dapat menyelesaikan tugas akhir kulian ini. 2. Bapak Dr. Ir. Prihasto Setyanto, MSc. selaku dosen pembimbing di Balai Penelitian Lingkungan Pertanian, untuk bimbingan, saran, motivasi dan pengarahan selama pelaksanaan dan penyelesaian penelitian ini. 3. Bapak Ir. Gardjito, MSc. selaku dosen penguji, atas saran masukan untuk kesempurnaan skripsi ini. 4. Seluruh dosen pengajar di Departemen Teknik Pertanian, Institut Pertanian Bogor, atas bekal ilmu untuk penyelesaian skripsi ini. 5. Keluarga tersayang, Mama, Papa, Dek Jendro dan Mbak Lia, atas doa, dukungan dan semangat yang tidak ternilai. 6. Erfan Andriyanto untuk semua bantuan dan perhatiannya. 7. Seluruh staf Balingtan, khususnya Keluarga besar GRK, Pak Yarpani, Pak Jumari, Pak Darmin, Pak Yoto, Mas Yanto, Mas Yono, Mbak Titik, Mbak Lina, Mbak Mira, dan Mbak Rina, atas bantuan dan kerjasamanya, petuahpetuah, dan kisah yang tak terlupakan. 8. Tyas, Tini, Rika, Yulis untuk semua kenangan terindah. 9. Teman terbaik Mbak Asih, Sita, Tari, Aa dan Punakawan’s crew, icha dkk, untuk doa dan perhatiannya. 10. Teman-teman seperjuangan TeP’40!! Terimakasih atas persahabatannya. Semoga Allah SWT memberikan pahala dan karunia atas kebaikan mereka. Semoga skripsi ini bermakna bagi pembacanya. Terimakasih. Bogor, 11 September 2007 Yanuestika Dwijayanti

DAFTAR ISI Halaman KATA PENGANTAR ............................................................................... i DAFTAR ISI .............................................................................................. ii DAFTAR ISTILAH .................................................................................... iii DAFTAR TABEL ...................................................................................... iv DAFTAR GAMBAR ................................................................................. v DAFTAR LAMPIRAN .............................................................................. vi

I.

PENDAHULUAN .................................................................... 1 A. Latar Belakang ............................................................................ 1 B. Tujuan Penelitian ........................................................................ 3

II.

TINJAUAN PUSTAKA ........................................................... 4 A. Efek Rumah Kaca ....................................................................... 4 B. Tanaman Padi .............................................................................. 7 C. Tanaman Padi dan Persawahan di Indonesia ................................ 8 D. Pembentukan dan Emisi CH4 ...................................................... 17 E. Model DNDC (Denitrification Decomposition) .......................... 22

III.

METODOLOGI PENELITIAN ....................................................... 28 A. Bahan dan Alat ............................................................................ 28 B. Waktu dan Tempat Pelaksanaan ................................................. 28 C. Metode Penelitian ....................................................................... 28

IV.

HASIL DAN PEMBAHASAN ........................................................ 39 A. Data Aktual (lapangan) ............................................................... 39 B. Data Model DNDC ...................................................................... 45

V.

KESIMPULAN DAN SARAN ........................................................ 52 A. Kesimpulan ................................................................................. 52 B. Saran ........................................................................................... 53

DAFTAR PUSTAKA ................................................................................ 54 LAMPIRAN ............................................................................................... 59

DAFTAR ISTILAH

Aerob Anaerob Anthropogenik Biomas atas Biomas bawah Biomas panen Biomas total tanaman Dekomposisi Denitrifikasi Eksudat Fakultatif anaerob GKG GKP Metanogen Metanotrof Potensi hasil

Subtropis Tropis Urea

Organisme dan atau proses yang memerlukan oksigen untuk melakukan aktifitasnya. Organisme dan atau proses yang dapat bekerja tanpa oksigen Melibatkan aktifitas manusia Berat biomas total tanaman padi tanpa akar, umumnya dinyatakan dalam gram per meter persegi Berat akar tanaman padi, umumnya dinyatakan dalam gram per meter persegi Berat tanaman padi tanpa berat akar dan gabah, yaitu batang dan daun, pada luasan lahan yang ditanami, umumnya dinyatakan dalam gram per meter persegi Berat satu rumpun tanaman padi berupa akar, batang, daun dan gabah, umumnya dinyatakan dalam gram per meter persegi Proses penguraian bahan-bahan organik menjadi bentuk paling sederhana yang ada di alam Rangkaian reduksi nitrat ke dinitrogen (N2) dalam kondisi anaerob Bahan yang dikeluarkan tanaman selama pertumbuhan bersifat anaerob namun dapat hidup dalam kondisi aerob (Gabah Kering Giling), hasil gabah tanpa ampasan pada kadar air 14%. (Gabah Kering Panen), hasil gabah baik gabah isi ataupun kosong setelah panen Bersifat menguraikan CH4 melalui proses oksidasi dalam kondisi aerob Bersifat menghasilkan CH4 melalui penguraian bahan-bahan organik dalam kondisi anaerob Hasil gabah yang memperhitungkan persentase gabah isi padi, malai, jumlah anakan dan berat 1000 butir gabah yang kemudian dikonversi kedalam hasil padi per satuan luas. Wilayah diluar wilayah tropis Wilayah panas, area antara 23.50LU dan 23.50LS (NH2)2CO, pupuk pabrik yang berasal dari amonia dan karbondioksida

DAFTAR TABEL Halaman Tabel 1. Emisi CH4 dari sumber alami (natural) dan kegiatan manusia (Anthropogenik)............................................................................ 5 Tabel 2. Luas sawah dan produksi padi di Indonesia ................................ 8 Tabel 3. Input model DNDC ...................................................................... 35 Tabel 4. Berat biomas total tanaman dan fluks CH4 pada 3 usia tumbuh ......................................................................................... 40 Tabel 5. Total emisi CH4, Gabah kering giling (GKG), potensi hasil dan biomas panen selama satu musim tanam di Kebun Percobaan Balingtan pada MK 2007 (n = 3 ± SD) ....................... 43

DAFTAR GAMBAR Halaman Gambar 1. Layout cara tanam legowo (a) 2:1 dan (b) 4:1 ....................... 12 Gambar 2. Bagan Warna Daun (BWD) .................................................... 13 Gambar 3. Alat gasrok atau landak........................................................... 14 Gambar 4. Emisi CH4 dari budidaya tanaman padi sawah ke atmosfer (Neue, 1993) ........................................................................... 20 Gambar 5. Mekanisme emisi CH4 melalui aerenkima pada jaringan tanaman padi (Nouchi, 1992).................................................. 22 Gambar 6. Skema model DNDC .............................................................. 24 Gambar 7. Diagram alir proses pembentukan metan................................ 29 Gambar 8. Layout plot tanaman padi dengan perbedaan perlakuan ........ 31 Gambar 9. Pola fluktuasi CH4 pada beberapa teknik budidaya tanaman padi ......................................................................................... 39 Gambar 10. Kurva persamaan regresi antara biomas tanaman dengan fluks CH4 untuk perlakuan (a) Non PTT Intermittent, (b) PTT Intermittent, dan (c) SRI Intermittent ............................ 42 Gambar 11. Pola fluks CH4 berdasarkan data aktual dan model dari perlakuan teknik budidaya (a) Non PTT Tergenang, (b) Non PTT Intermittent dan (c) PTT Intermittent .................... 47 Gambar 12. Pola fluks CH4 berdasarkan data aktual dan model dari perlakuan teknik budidaya (d) PTT Tergenang dan (e) SRI Intermittent ............................................................................. 48 Gambar 13. Diagram batang perbandingan total emisi CH4 untuk data aktual dan model dari beberapa perlakuan budidaya ............ 49 Gambar 14. Kurva persamaan regresi linier dari emisi CH4 model terhadap emisi CH4 aktual .................................................... 50

DAFTAR LAMPIRAN Halaman Lampiran 1. Data iklim pada MK 2007 ................................................... 59 Lampiran 2. Data pengukuran fluks CH4 aktual ....................................... 61 Lampiran 3. Berat biomas total (gram) pada penelitian MK. 2007 ......... 63 Lampiran 4. Kurva persamaan regresi berganda pada parameter biomas tanaman pada fluks CH4 untuk perlakuan (a) Non PTT Tergenang dan (b) PTT Tergenang .............................. 64 Lampiran 5. Potensi hasil padi beberapa teknik budidaya pada MK 2007 .............................................................................. 65 Lampiran 6. Hasil gabah aktual berdasarkan GKP (Gabah Kering Panen) dan GKG (Gabah Kering Giling)........................................... 66 Lampiran 7. Berat biomass panen (biomas atas) sebagai hasil aktual biomass ................................................................................. 67 Lampiran 8. Kurva persamaan regresi berganda antara (a) hasil padi dan (b) biomas panen, terhadap emisi CH4 .......................... 68 Lampiran 9. Input model DNDC untuk Non PTT Tergenang .................. 69 Lampiran 10. Input model DNDC untuk Non PTT Intermittent ................ 71 Lampiran 11. Input model DNDC untuk PTT Intermittent ........................ 73 Lampiran 12. Input model DNDC untuk PTT Tergenang .......................... 75 Lampiran 13. Input model DNDC untuk SRI Intermittent ......................... 77 Lampiran 14. Input data model DNDC perlakuan Non PTT Tergenang..... 79 Lampiran 15. Input data model DNDC perlakuan Non PTT Intermittent .. 81 Lampiran 16. Input data model DNDC perlakuan PTT Intermittent ......... 84 Lampiran 17. Input model DNDC perlakuan PTT Tergenang ................... 87 Lampiran 18. Input model DNDC perlakuan SRI Intermittent .................. 90 Lampiran 19. Data fluks CH4 model ........................................................... 93 Lampiran 20. Gambar digital kegiatan penelitian di Kebun Percobaan Balai Penelitian Lingkungan Pertanian MK 2007 ............... 95

I. PENDAHULUAN A. Latar Belakang Pemanasan global (Global Warming) merupakan salah satu permasalahan lingkungan yang berpengaruh terhadap kehidupan di bumi. Hal tersebut terjadi karena peningkatan konsentrasi gas rumah kaca seperti metan (CH4), karbondioksida (CO2), dan N2O di atmosfer. Pemanasan global memberi dampak terhadap kehidupan di bumi seperti naiknya permukaan laut akibat mencairnya es dan gletser di kutub, meningkatnya curah hujan di sebagian belahan bumi dan di belahan lain terjadi kekeringan, penyebaran penyakit tropis dan punahnya beberapa spesies karena tidak mampu beradaptasi terhadap perubahan iklim. Konsentrasi CH4 di atmosfir kurang lebih 15%, dan kemampuan CH4 menyerap radiasi panas 21 kali lebih besar dari CO2. Konsentrasi CH4 di atmosfer terus meningkat dengan laju akumulasi 1% per tahun (IPPC, 1990 diacu dalam Lilivevel et al., 1992). Konsentrasi CH4 yang terus meningkat disebabkan oleh emisi dari sumber (source) CH4 yang semakin bertambah dan rosot (sink) CH4 yang semakin menurun (Wassmann, Papen, dan Rennenberg, 1993). Pertanaman padi sawah merupakan sumber CH4 yang utama setelah kegiatan ternak, dengan kontribusi 31.4% dari total anthropogenik (Cicerone dan Oremland, 1998 diacu dalam Kiene, 1991). Dalam beberapa dekade, sistem irigasi, pemakaian pupuk, dan pengolahan lahan menjadi faktor yang mempengaruhi produksi, oksidasi dan transport CH4 (Neue dan Roger, 1993). Kebutuhan beras sebagai sumber karbohidrat utama di Indonesia akan terus meningkat sejalan dengan laju pertumbuhan penduduk. Untuk memenuhi kebutuhan tersebut, maka area tanam padi sawah harus ditambah. Hal tersebut tentunya akan memperbesar emisi CH4. Hasil ekstrapolasi menunjukkan bahwa Indonesia menghasilkan 4.81 Tg/tahun atau 8.4 % dari total emisi CH4 dari pertanaman padi sawah di Asia (Neue dan Scharpenseel, 1984 diacu dalam Murdiyarso dan Baharsjah, 1992). Intensifikasi perlu dilakukan untuk memenuhi kebutuhan pangan penduduk Indonesia yang terus meningkat. Terdapat beberapa masalah yang dihadapi petani padi di Indonesia dalam pemenuhan kebutuhan pangan, seperti produktifitas tanah

yang cenderung menurun, penurunan pendapatan petani karena biaya pengeluaran untuk memenuhi kebutuhan produksi lebih tinggi dari harga jual beras, ketersediaan air berkurang, susut panen yang tinggi dan meningkatnya kerusakan lingkungan. Penelitian dilakukan untuk mengetahui emisi CH4 dari beberapa teknik budidaya padi. Salah satu teknologi yang digunakan untuk meningkatkan produktifitas, pendapatan, dan kelestarian lahan dalam budidaya padi adalah Pengelolaan Tanaman Terpadu (PTT). Sistem ini menggunakan komponen budidaya yang memperhatikan aspek-aspek kelestarian lahan dengan tujuan meningkatkan produksi padi. Dampak terhadap besarnya emisi Gas Rumah Kaca (GRK) akibat sistem ini belum pernah dikaji. Pengelolaan tanaman terpadu sudah banyak diterapkan di Indonesia terutama di lahan sawah irigasi. Untuk itu, pendugaan emisi GRK perlu dilakukan guna melihat dampaknya terhadap peningkatan emisi GRK ke atmosfer. Bila penerapannya dapat menekan emisi GRK, maka sistem PTT ini menjadi cara budidaya yang ideal karena akan berpengaruh terhadap peningkatan produksi padi, peningkatan pendapatan petani, dan juga dapat mengurangi emisi GRK, sehingga pertanian menjadi lebih ramah lingkungan. Salah satu model yang digunakan dalam menduga emisi GRK dengan input teknik budidaya tanaman adalah DNDC (Denitrification Decomposition). Pendugaan emisi GRK dengan menggunakan model akan mempermudah perhitungan ekstrapolasi emisi GRK pada skala luas. Namun keakuratan dari suatu model perlu dikaji dengan pengukuran aktual langsung di lapangan, untuk menghindari terjadinya kalkulasi berlebih/kurang (over/under estimate) dari emisi GRK pada sistem PTT. Model DNDC sampai saat ini baru dapat diterapkan dalam negara dengan iklim subtropis, dan belum pernah diterapkan di negara dengan iklim tropis.

B. Tujuan Tujuan dari penelitian yaitu: 1. Menghitung emisi gas CH4 dari lahan sawah pada berbagai teknik budidaya tanaman padi. 2. Melakukan

pendugaan

emisi

CH4

dengan

model

DNDC

(Denitrification Decomposition) untuk melihat sejauh mana model dapat diterapkan di negara dengan iklim tropis. 3. Mencari hubungan antara emisi CH4 dengan biomas total tanaman, hasil panen, dan biomas panen berdasarkan persamaan regresi dari tiap teknik budidaya. 4. Memilih teknik budidaya terbaik dengan kriteria berproduksi tinggi dan ramah lingkungan

II. TINJAUAN PUSTAKA A. Efek Rumah Kaca

1. Konsentrasi CH4 di atmosfer Matahari memancarkan sinar dengan gelombang pendek (ultra violet) menembus lapisan atmosfer bumi. Permukaan bumi memancarkan kembali sinar tersebut dalam bentuk gelombang panjang (infra merah) yang memiliki efek panas. Pancaran sinar tersebut dipantulkan kembali oleh gas-gas penyaring atmosfer bumi (uap air, CO2, CH4, N2O, dll), sehingga menyebabkan suhu bumi mengalami peningkatan. Peristiwa ini dikenal sebagai efek rumah kaca karena prosesnya mirip dengan apa yang terjadi di rumah kaca. Pada temperatur rata-rata permukaan bumi sebesar 288oK (15oC), emisi gelombang panjang (infra merah) yang dipancarkan kembali oleh permukaan bumi adalah sebesar 390 W/m2, sedangkan pada lapisan terluar atmosfer emisi terukur hanya sebesar 236 W/m2 (Soedomo, 1993). Perbedaan emisi yang terukur ini menunjukkan terjadinya perangkap panas dalam lapisan atmosfer atau terjadi efek rumah kaca. Secara global, suhu bumi mengalami peningkatan 0,8°C sejak satu abad yang lalu. Peningkatan suhu tersebut disebabkan oleh bertambahnya konsentrasi gas rumah kaca di atmosfer akibat kegiatan manusia yang berkaitan dengan penggunaan bahan bakar fosil (minyak, gas dan batu bara), alih fungsi lahan dan aktivitas pertanian (Setyanto, 2005). Emisi CH4 sebagai salah satu gas rumah kaca, baik dari sumber alami (natural) dan kegiatan manusia (Anthropogenik) dapat dilihat pada Tabel 1.

Tabel 1. Emisi CH4 dari sumber alami (natural) dan kegiatan manusia (Anthropogenik) Emisi CH4

Standar emisi

(Tg/th)

CH4 (Tg/th)

Lahan basah

100

tdk

Anai – anai

20

15 – 35

Samudra/laut lepas

4

tdk

Sedimen laut

5

0.4 – 12.2

Geologi

14

12 – 36

Kebakaran hutan

2

tdk

145

tdk

Padi

60

40 – 90

Hewan

81

tdk

Pupuk

14

tdk

Pengisian lahan

22

tdk

Penanganan limbah cair

25

tdk

Pembakaran biomassa

50

27 – 80

Penambangan batubara

46

Gas alam

30

7 – 70

Lain – lain

13

7 - 30

Bahan bakar bersuhu rendah

17

tdk

Total amisi anthropogenik

358

tdk

Sumber Natural

Total emisi natural Anthropogenik

Total

503

tdk : tidak diketahui Sumber : Mattews et al., (1993) dalam Khalil (1993) CH4 merupakan salah satu gas rumah kaca dengan kontribusi di atmosfer sebesar 15%. CH4 memiliki waktu tinggal (lifetime) di atmosfer sekitar 8-10 tahun (Cicerone dan Oremland, 1998 diacu dalam Kiene, 1991)). Secara global jumlah CH4 di atmosfer sekitar 4700 Tg (Wahlen et al., 1989), dengan

konsentrasi global rata-rata sekitar 1740 ppbv (Hengeveld dan Kertland, 1995). Laju kenaikan CH4 sekitar 1% per tahun atau setara dengan laju pertambahan konsentrasi sekitar 14 ppbv per tahun. Konsentrasi CH4 yang terjadi di belahan bumi utara umumnya lebih tinggi dibanding di belahan bumi selatan, hal ini disebabkan oleh karena sebagian besar sumber kegiatan manusia lebih banyak di belahan bumi utara. Suhu udara yang relatif tinggi juga turut mempengaruhi besarnya laju kenaikan konsentrasi CH4. Emisi CH4 yang terjadi pada musim panas lebih tinggi sekitar 79-87% dibanding emisi yang terjadi pada musim dingin, yaitu 61-68% dari total emisi CH4 yang dihasilkan (Balai Pengkajian dan Penerapan Teknologi, 2005).

2. Sumber (source) dan rosot (sink) CH4 Emisi CH4 di atmosfer berasal dari proses alamiah (natural), dan kegiatan manusia (anthropogenik). Dari total emisi CH4 sebesar 510 Tg per tahun, emisi CH4 dari kegiatan manusia adalah 360 Tg per tahun, sedangkan proses alamiah sebesar 150 Tg per tahun. Emisi CH4 akibat kegiatan manusia berasal dari beberapa sumber CH4 antara lain peternakan, budidaya padi sawah, industri dan pembakaran biomass. Sumber CH4 yang berasal dari budidaya padi sawah sekitar 65 Tg per tahun (Khalil dan Shearer, 1993). Produksi CH4 terjadi ketika bahan organik didegradasi dalam lingkungan dengan kondisi kebutuhan akan cahaya dan beberapa bahan organik sebagai penerima elektron seperti O2, Fe3+, Mn2+, nitrat dan sulfat memiliki jumlah yang terbatas (Boone, 2000). Sekitar 92% atau 440 Tg per tahun penghancuran CH4 di atmosfer terjadi melalui reaksi dengan OH radikal dan hanya sebagian kecil saja melalui oksidasi mikrobiologis di lapisan permukaan tanah (Lelieveld et al., 1992). Pada reaksi dengan OH radikal, akan dihasilkan OH relatif tinggi dan bereaksi dengan CH4 membentuk CH3 dan H2O, sedangkan rosot CH4 melalui oksidasi mikrobiologis pada tanah merupakan proses difusi yang ditentukan oleh beberapa faktor seperti keadaan air tanah, suhu tanah, dinamika nitrogen, populasi mikroba dan tekstur tanah.

B. Tanaman Padi

1. Morfologi tanaman a. Akar Ada tiga jenis akar pada tanaman, yaitu akar radikal, akar mesokotil, dan akar buku (adventiv). Sistem perakaran padi umumnya adalah akar buku, dan setiap buku terdapat 5 hingga 25 akar. Ruang udara pada akar tanaman padi mencapai 5-30% (Kumazawa, 1984). Ruang udara berhubungan dengan batang dan daun yang merupakan sistem penyaluran udara yang efisien dari tajuk ke akar. Kecepatan difusi oksigen dari permukaan akar padi 15x10-8-17x10-8 gO2/cm2/menit pada kondisi tidak tergenang dan 20x10-8-23x10-8 gO2/cm2/menit pada kondisi tergenang (Kumazawa, 1984). Laju pemanjangan akar dari bibit padi berkisar 0.4-1.9 cm/hari. Kondisi kering lebih merangsang pertumbuhan akar lebih dalam dari kondisi tergenang. Kedalaman perakaran efektif berkisar 30 cm pada semua fase pertumbuhan tanaman. Akar tanaman memberikan andil yang sangat besar dalam proses pembentukan CH4 oleh bakteri metanogen, sebab akar tanaman dalam metabolisme menghasilkan semacam substrat (eksudat akar) yang mempercepat proses pembentukan CH4. Eksudat akar tersusun atas senyawa karbohidrat, asam-asam organik dan asam amino. Tanaman yang membutuhkan fotosintesis yang baik akan menyebabkan eksudat akar yang dihasilkan lebih mudah terdegradasi. Kapasitas pengoksidasi akar yang baik menyebabkan konsentrasi oksigen di sekitar akar meningkat dan CH4 teroksidasi secara biologis oleh bakteri metanotrof. b. Batang Batang tanaman padi terdiri dari suatu rangkaian buku dan ruas yang terbungkus dalam pelepah daun. Jumlah buku pada batang utama sama dengan jumlah daun pada batang utama ditambah dua. Pemanjangan batang hanya terjadi pada beberapa ruas atas, sedangkan ruas bagian bawah pendek dan tebal. Pembentukan ruang udara di dalam ruas tergantung pada lingkungan tumbuh dan varietas (genetik).

c. Daun Daun tanaman padi terdiri dari pelepah, helaian, lidah dan telinga daun. Pertambahan panjang daun bersamaan dengan pertambahan jumlah daun. Pada helaian dan pelepah daun terdapat ruang udara yang besar. Ruang udara pada pelepah daun berhubungan dengan stomata dan ruang udara yang terdapat pada batang dan akar (Yoshida, 1981). Pertumbuhan tanaman padi umumnya sigmoid, jika jumlah anakan maksimum telah tercapai, daun-daun dibagian lebih bawah mulai mati.

2. Fase pertumbuhan Ada tiga fase pertumbuhan tanaman padi, yaitu fase vegetatif aktif, generatif dan pemasakan. Fase vegetatif aktif dimulai dari perkecambahan sampai inisiasi primordia malai, fase reproduktif dimulai dari inisiasi primordia malai sampai rampak, dan fase pemasakan dimulai dari rampak sampai masak (Yoshida, 1981).

C. Tanaman Padi pada Persawahan di Indonesia

1. Perkembangan budidaya padi sawah Indonesia merupakan negara dengan sektor ekonomi utama di bidang pertanian. Sekitar 51% penduduk Indonesia bermatapencaharian sebagai tani padi sawah. Luas sawah dan produksi padi di Indonesia dapat dilihat pada Tabel 2. Tabel 2. Luas sawah dan produksi padi di Indonesia Luas sawah Rataan hasil (ha) (t/ha) 2002 11.521.166 4,469 2003 11.488.034 4,538 2004 11.922.974 4,536 2005 11.839.060 4,574 Sumber : Biro Pusat Statistik (2006) Tahun

Produksi Peningkatan (t) produksi (%) 51.489.694 2,04 52.137.604 1,26 54.088.468 3,74 54.151.097 0,12

Dengan semakin bertambahnya penduduk Indonesia, maka kebutuhan pangan akan meningkat, dan diperlukan peningkatan produksi tanaman padi sebagai kebutuhan pangan pokok penduduk Indonesia yang ramah lingkungan.

2. Pengaruh tanaman padi terhadap emisi CH4 Sifat fisiologis dan morfologis suatu varietas mempengaruhi besarnya emisi CH4. Selain itu, tiap varietas mempunyai umur dan aktivitas akar yang berbeda yang erat kaitannya dengan volume emisi CH4. Penggunaan varietas yang tepat diharapkan dapat menekan emisi CH4. Ada beberapa aspek yang perlu mendapat pertimbangan dalam menentukan pilihan, misalnya potensi hasil, umur tanaman, ketahanan terhadap hama dan penyakit, mutu beras, selera konsumen, dan kondisi ekosistem (Pusat Penelitian dan Pengembangan Tanaman Pangan, 2006). Ciherang adalah hasil persilangan antara varietas IR64 dengan varietas/galur lain. Sebagian sifat IR64 juga dimiliki oleh Ciherang, termasuk hasil dan mutu berasnya yang tinggi. Varietas yang digunakan dalam penelitian ini adalah Ciherang. Varietas ini merupakan salah satu varietas dengan emisi CH4 rendah, dengan produksi padi tinggi (Wihardjaka, 2006). Berikut adalah karakteristik varietas padi Ciherang (Lesmana et al., 2004): •

Asal persilangan: IR18349-53-1-3-1-3/IR19661-131-3-1//IR19661-131-3-1///IR64////IR64

•

Umur tanaman : 116-125 hari

•

Bentuk tanaman : tegak

•

Tinggi tanaman : 107-115 cm

•

Anakan produktif : 14-17 batang

•

Warna kaki : hijau

•

Warna batang : hijau

•

Warna daun telinga : putih

•

Warna lidah daun : putih

•

Warna daun : hijau

•

Muka daun : kasar pada sebelah bawah

•

Posisi daun : tegak

•

Daun bendera : tegak

•

Bentuk gabah : panjang ramping

•

Warna gabah : kuning bersih

•

Kerontokan : sedang

•

Kerebahan : sedang

•

Tekstur nasi : pulen

•

Kadar amilosa : 23%

•

Bobot 1000 butir : 27-28 gram

•

Potensi hasil : 5-8.5 ton/ha

•

Ketahanan terhadap hama : tahan terhadap wereng coklat biotipe 2 dan 3

•

Ketahanan terhadap penyakit : tahan terhadap bakteri hawar daun (HDB) strain III dan IV

•

Anjuran tanam : cocok ditanam pada musim hujan dan kemarau dengan ketinggian dibawah 500m dpl

•

Dilepas tahun : 2000

3. Pengelolaan tanaman terpadu Pengelolaan Tanaman Terpadu (PTT) atau lebih dikenal dengan PTT merupakan salah satu pendekatan pengelolaan usahatani padi, dengan mengimplementasikan

berbagai

komponen

teknologi

spesifik

yang

memberikan efek sinergis. PTT menggabungkan berbagai komponen usahatani terpilih yang serasi dan saling komplementer untuk mendapatkan hasil panen optimal dan kelestarian lingkungan. Tujuan penerapan PTT adalah meningkatkan

produktivitas,

meningkatkan

nilai

ekonomi/keuntungan

usahatani padi melalui efisiensi penggunaan bahan baku, melestarikan sumberdaya lahan untuk keberlangsungan sistem produksi, dan memberikan teknik budidaya yang ramah lingkungan. PTT merupakan suatu sistem pengelolaan tanaman yang berprinsip bahwa sumber daya tanaman, lahan dan air harus dikelola dengan baik agar dapat memberikan manfaat sebesar-besarnya serta dapat menunjang peningkatan produksi pada lahan dan tanaman, dengan aspek kelestarian dan

keberlanjutan produktifitas lahan pertanian merupakan faktor yang harus diutamakan (Wihardjaka, 2007). Sistem ini digunakan pada budidaya tanaman padi sawah sebagai penyempurnaan dari SRI (System of Rice Intesification) yang dianggap mempunyai banyak kendala dalam teknis pelaksanaan di lapangan maupun dalam hal memenuhi kebutuhan pangan nasional yang tinggi. Sistem Pengelolaan Tanaman Terpadu (PTT) pada budidaya padi merupakan salah satu teknologi intensifikasi dengan komponen teknologi utama PTT meliputi

(Balai Pengkajian dan Pengembangan Teknologi

Pertanian, 2004) : a. Penggunaan benih bermutu Penggunaan benih yang bermutu akan menghasilkan bibit yang sehat dengan akar yang banyak, perkecambahan dan pertumbuhan yang seragam, ketika ditanam pindah dapat tumbuh lebih cepat dan tegak, dan menghasilkan produksi tinggi. b. Varietas unggul sesuai lokasi Varietas unggul memiliki ciri-ciri sebagai berikut : 1. hasil tinggi (5-8 ton/ha) 2. tanaman pendek 3. daun tegak 4. jumlah anakan produktif sedang-banyak (14-20) 5. tanaman tahan rebah 6. tanggap terhadap pemupukan (memerlukan banyak pupuk) 7. umur tanaman genjah (105-125 hari) 8. rasa nasi sedang-enak, ada yang beraroma 9. belum tentu cocok untuk semua lingkungan c. Tanam bibit muda (umur <15 hss) tunggal per lubang Keuntungan menggunakan bibit muda adalah : 1. akar lebih kuat dan dalam 2. tanaman akan menghasilkan anakan yang banyak 3. tanaman akan lebih tahan rebah 4. tanaman akan lebih tahan kekeringan

5. tanaman menyerap pupuk lebih efisien d. Tanam cara legowo (2:1 atau 4:1) Keuntungan cara tanam legowo adalah semua baris rumpun tanaman berada pada bagian pinggir yang biasanya memberi hasil lebih tinggi (efek tanaman pinggir), pengendalian hama dan gulma lebih mudah, memfasilitasikan ruang kosong untuk drainase saluran pengumpul keong mas atau untuk minapadi, dan penggunaan pupuk lebih efektif. Pada sistem legowo 4:1, jarak antar baris tanaman yang dikosongkan 40cm, jarak antar tanaman 20cm, dan jarak antar baris yang berada dipinggir adalah 10cm, cara tanam berselang empat baris dan satu baris kosong. Untuk legowo 2:1, cara tanam berselang dua baris dan satu baris kosong, dengan jarak antar baris adalah 10 cm. Layout penanaman padi dengan cara tanam legowo dapat dilihat pada Gambar 1. (a)

x x x x x x x x

x x x x x x x x

x x x x x x x x 40 cm

(b)

x x x x x x x

x

x

x

x

x

x

x

x

20 cm

x x x x x x x

x x x x x x x

x x x x x x x x x x x x x x x 10 cm x

x x x x x x x x

x x x x x x x x

x x x x x x x x

20 cm

x

x

x

x

x

x

x

x

x x x x x x x x x x x 10 cm x x x

x

x

x

x

x

x

x

x

x x x x x x x

x x x x x x x

x

x

x

x

x

x

x

x

40 cm

Gambar 1. Layout cara tanam legowo (a) 2:1 dan (b) 4:1

x x x x x x x

e. Pemberian bahan organik Bahan organik dapat berasal dari limbah tanaman, kotoran hewan atau hasil pengomposan seperti kotoran sapi, kotoran ayam, jerami atau sisa tanaman lain, dan pupuk hijau. Bahan organik disebar merata diatas hamparan sawah, dua minggu sebelum pengolahan tanah. Terkadang, untuk jerami padi dibiarkan melapuk langsung di sawah selama satu musim. Pemberian bahan organik dimaksudkan untuk meningkatkan kesuburan tanah dan kandungan karbon organik tanah, memberi tambahan hara, memperbaiki sifat fisik tanah, meningkatkan aktifitas mikroba, dan mempertahankan perputaran unsur hara dalam sistem tanah-tanaman f. Pengelolaan hara spesifik lokasi (N dengan Bagan Warna Daun (BWD); P dan K berdasarkan status hara tanah)

Gambar 2. Bagan Warna Daun (BWD) Bagan Warna Daun dapat dilihat pada Gambar 2. Cara penggunaan BWD yaitu dengan meletakkan bagian tengah daun diatas BWD, lalu bandingkan warnanya. Pemupukan dasar atau pemupukan pertama N dengan takaran 50-75 kg/ha dilakukan sebelum tanaman padi berumur 14 hari atau sebelum 14 hari setelah tanam pindah (14 hst). Pengukuran dengan BWD diawali pada 25-28 hst, dilanjutkan setiap 7-10 hari sekali sampai fase primordia. Untuk selanjutnya, jika tingkatan daun berada pada skala kurang dari 4, maka perlu penambahan pupuk N dengan dosis yang ditentukan, yaitu 50-75 kg urea/ha untuk musim hasil rendah (Musim Kemarau (MK)), dan 75-100 kg urea/ha untuk musim hasil tinggi (Musim Hujan (MH)). Takaran pupuk P dan K didasarkan pada analisis tanah atau kebutuhan tanaman. Untuk pupuk P diberikan pada saat pemupukan dasar

secara bersamaan dengan pemupukan pertama N pada 7-10 hst. Sedangkan pupuk K dengan takaran < 100 kg KCl/ha diberikan bersamaan dengan pemberian pupuk N yang pertama, dan pupuk K dengan takaran > 100 kg KCl/ha maka 50% K diberikan sebagai pupuk dasar atau bersamaan dengan pemberian pupuk N yang pertama, sisanya diberikan pada saat primordia. g. Irigasi intermittent (berselang) Pengairan berselang dimaksudkan untuk mengatur kondisi lahan kering dan tergenang secara bergantian. Keuntungan dilakukannya irigasi berselang adalah untuk menghemat penggunaan air, memberi kesempatan akar untuk mengambil udara, sehingga dapat berkembang lebih dalam, dan memudahkan pengendalian hama seperti keong mas dan tikus. h. Penyiangan gulma secara manual (landak, gasrok) Penyiangan dapat dilakukan dengan mencabut gulma dengan tangan, menggunakan alat gasrok atau landak, atau dengan menggunakan herbisida. Gambar alat gasrok atau landak dapat dilihat pada Gambar 3.

Gambar 3. Alat gasrok atau landak Keuntungan penyiangan secara manual : 1. ramah lingkungan (tidak menggunakan bahan kimia) 2. lebih ekonomis dan hemat tenaga kerja 3. meningkatkan aerasi didalam tanah dan merangsang pertumbuhan akar padi lebih baik

4. jika dilakukan bersamaan atau segera setelah pemupukan, akan membenamkan pupuk ke dalam tanah, sehingga penggunaan pupuk lebih efisien i. Penerapan Pemberantasan Hama Terpadu (PHT) bagi pengendalian Organisme Pengganggu Tanaman (OPT) Strategi pengendalian: 1. tanam tanaman yang sehat yaitu pola tanam tepat, pergiliran tanaman, sanitasi lapangan, waktu tanam yang tepat, pemupukan yang tepat, pengelolaan tanah dan irigasi, dan tanam tanaman perangkap untuk mengendalikan tikus. 2. gunakan varietas tahan hama 3. pengamatan berkala di lapangan 4. pengendalian secara fisik seperti penggunaan lampu perangkap 5. penggunaan biopestisida 6. penggunaan pestisida hanya bila diperlukan dengan insektisida, molusida, dan fungisida 7. pemanfaatan musuh alami seperti predator, patogen serangga 8. pengendalian secara mekanik seperti menggunakan alat atau mengambil dengan tangan, menggunakan pagar atau menggunakan perangkap j. Penanganan panen dan pasca panen yang baik Penanganan panen dan pascapanen perlu dilakukan karena kehilangan hasil dan penurunan mutu selama proses panen dan pascapanen masih tinggi, penanganan panen dan pascapanen yang kurang baik akan mengakibatkan kualitas benih rendah. Panen biasanya dilakukan jika 95% malai telah menguning, dengan menggunakan mesin thresher. Penanganan pascapanen

dilakukan

melalui

tahapan

perontokan,

pengeringan,

penggilingan dan penyimpanan. Untuk memperoleh beras dengan kualitas tinggi, harus memperhatikan waktu panen, sanitasi (kebersihan), dan kadar air gabah (12-14%). Komponen-komponen diatas tidak perlu diterapkan seluruhnya, tergantung kesesuaian lokasi pertanian.

4. SRI (Sistem of Rice Intensification) SRI merupakan teknologi intensifikasi pertanian yang menerapkan proses pemberdayaan petani dalam pengelolaan lahan dan air (sumberdaya manusia dan sumberdaya lahan dan air) secara intensif dan efisien, dengan melaksanakan pengelolaan lahan ramah lingkungan melalui pemanfaatan limbah pertanian seperti ternak, jerami dan sampah sebagai sumber bahan organik untuk meningkatkan produktivitas tanaman padi. Prinsip-prinsip yang diterapkan pada metode ini yaitu (Departemen Pertanian, 2006): 1. Penyiapan lahan Pengolahan lahan dilakukan seperti metode konvensional kemudian ditambah bahan organik (5 – 7) ton/ha (tergantung kondisi tanah) serta jerami dibenamkan kembali ke dalam tanah. 2. Persemaian Persemaian dilakukan pada lahan semai dengan perbandingan pemberian bahan organik terhadap media tumbuh tanah 1 : 1. 3. Cara tanam Penanaman dilakukan dengan jumlah bibit per lubang satu (tanam tunggal), saat benih berumur 15 hari. 4. Jarak tanam Jarak tanam metode SRI dilakukan dengan alternatif (25 x 25) cm, (30 x 30) cm atau (40 x 40) cm. 5. Pemupukan Pupuk yang digunakan adalah pupuk kompos berasal dari bahan organik seperti kotoran hewan, kompos, limbah organik, atau jerami yang proses dekomposisinya dipercepat dengan menggunakan mikroorganisme lokal (MOL). 6. Pengendalian hama Pengendalian hama dilakukan dengan konsep PHT (Pengendalian Hama Terpadu) dengan prinsip yaitu budidaya tanaman sehat, pendayagunaan fungsi musuh alami, pengamatan berkala, tidak menggunakan pestisida sintetis (buatan pabrik).

7. Pengelolaan air dan penyiangan - Pada umur padi vegetatif, air diberikan secara macak-macak (dipertahankan dalam kondisi air kapasitas lapangan) kecuali pada saat penyiangan dilakukan penggenangan (2 – 3) cm. - Penyiangan dilakukan dengan selang waktu 10 hari sebanyak minimal 3 kali. - Pada tanaman berumur lebih dari 45 hari, sebaiknya lahan dikeringkan selama 10 hari untuk menghambat pertumbuhan vegetatif. - Air diberikan kembali secara macak-macak, sampai masa pertumbuhan malai, pengisian butir hingga bernas, selanjutnya air dikeringkan sampai panen. 8. Produksi - Sampai saat ini di beberapa kabupaten di Jawa Barat, hasil produksi SRI (6,80 – 13,76) ton/ha GKP.

D. Pembentukan dan Emisi CH4 1. Pembentukan CH4 Penggenangan/keadaan

anerobik

adalah

kondisi

ideal

dalam

pembentukan CH4. Penurunan oksigen di dalam tanah sawah menyebabkan proses biokimia berlangsung dalam kondisi anaerobik dan salah satu produk akhir dari proses tersebut adalah gas metan (CH4). Dekomposisi bahan organik berlangsung dalam dua tahap, yaitu pembentukan asam-asam organik. Selanjutnya adalah konversi asam-asam organik menjadi berbagai gas seperti CO2 dan CH4 (Neue dan Scharpenseel, 1984). Dekomposisi bahan organik terjadi pada kondisi anaerob, dengan hasil akhir berupa CO2, bahan humid, dan CH4 (Setyanto et al., 2004). Ketersediaan bahan organik dalam tanah berhubungan dengan peranan mikroorganisme. Mikroorganisme yang membentuk CH4 (metanogen) membutuhkan kondisi anaerob, sedangkan mikroorganisme yang mengoksidasi CH4 (metanotrof) membutuhkan oksigen untuk metabolismenya. Akumulasi bahan organik ke dalam tanah sawah yang berasal dari jerami padi, gulma, dan residu dari

pertanaman sebelumnya akan meningkatkan karbon yang dapat termineralisasi secara mudah. Pemberian jerami padi 6 ton per hektar menghasilkan CH4 sebesar 2-3 kali dibandingkan dengan pemberian pupuk mineral (Yagi dan Minami, 1990). Dalam kondisi anaerob akan terjadi rangkaian proses fisik dan kimia tanah yang berpengaruh terhadap pembentukan CH4. Proses utama yang terjadi pada tanah tergenang dapat dipandang sebagai suatu rangkaian reaksi oksidasi dan reduksi yang dilakukan mikroorganisme. Bakteri metanogen merupakan kelompok bakteri anaerob yang menghasilkan CH4. Terdapat lima puluh spesies bakteri metanogen yang bertanggung jawab dalam pembentukan

CH4, seperti Methanobacterium formicium, M.

alcaliphilum, ataupun Methanococcus voltae (Jones, 1991). Faktor tanah yang berpengaruh terhadap pembentukan CH4 : a. Redoks potensial Kemampuan tanah melakukan pertukaran elektron dikenal dengan potensial redoks tanah (Eh). Reduksi adalah perolehan elektron, sedangkan oksidasi adalah kehilangan elektron. Proses reduksi berkaitan dengan sistem drainase yang buruk sehingga mengakibatkan genangan air. CH4 terbentuk pada Eh yang lebih rendah, yaitu -150 mV hingga -300 mV (Minami, 1990). Penurunan Eh berkaitan dengan lama penggenangan. Oleh karena itu, pembentukan CH4 secara tidak langsung ditentukan oleh lama penggenangan. Sedangkan pada awal penggenangan, CH4 belum terbentuk karena Eh masih cukup tinggi. Pada sawah yang tergenang, kandungan oksigen dalam tanah akan semakin berkurang. Reduksi NO3, Mn4+, Fe3+, SO4, dan CO2, akan membentuk gas metan (CH4). Proses reduksi

dari

oksidan-oksidan

tanah

diakibatkan

oleh

aktifitas

mikroorganisme yang berbeda. Oksigen direduksi oleh mikroorganisme anaerobik, sedangkan Mn4+ dan Fe3+ oleh bakteri fakultatif anaerobik. b. pH tanah Pembentukan CH4 terjadi pada nilai pH yang mendekati netral. Hal ini berkaitan dengan bakteri metanogen yang umumnya neotrofilik dengan kisaran pH 6-8 (Garcia, 1990 diacu dalam Mudiyarso dan Baharsjah, 1992). Pada tanah alkali dan berkapur, pembentukan CH4 meningkat cepat

selama beberapa jam atau beberapa hari setelah penggenangan. Pada tanah netral, pembentukan CH4 mencapai puncak pada 2-3 minggu, sedangkan pada tanah masam dicapai pada 5-6 minggu atau lebih setelah penggenangan. Jika penggenangan dilakukan terus menerus, maka dapat menyebabkan pH tanah meningkat sampai netral pada kondisi tanah masam, dan penurunan pH pada tanah alkali. Penggunaan pupuk kimia seperti urea dan ammonium sulfat dengan cara dibenam memberi emisi CH4 lebih rendah daripada cara sebar. Penurunan emisi CH4 tersebut dapat disebabkan oleh penurunan pH tanah akibat penggunaan ion ammonium oleh tanaman, saat ammonium diserap tanaman, secara bersamaan H+ dilepas dalam tanah, sehingga menurunkan pH tanah. c. Suhu Bakteri metanogen umumnya menghendaki suhu optimal 30oC sampai 40oC (Vogels et al., 1988). Genangan air disebabkan oleh efek rumah kaca yang dihasilkan dari lahan. Genangan air akan meneruskan radiasi gelombang pendek (ultra ungu) ke tanah, dan mengurangi pancaran gelombang panjang (infra merah) ke atas. Di daerah tropik, bakteri tersebut berfungsi baik pada suhu 30oC (Minami, 1990). Kenaikan setiap tingkat suhu tanah menyebabkan emisi CH4 meningkat 1,5 – 2 kali dan mencapai maksimum pada 35oC – 40oC (Parashar et al., 1993).

2. Emisi CH4 Kontribusi tanaman padi sawah dalam mengemisi CH4 sekitar 25% dari emisi global ke atmosfer. Hal ini lebih disebabkan oleh kondisi anaerob oleh bakteri metanogen (Rennenberg et al., 1992). Proses emisi CH4 dari budidaya tanaman padi sawah ke atmosfer dijelaskan pada Gambar 4.

Gambar 4. Emisi CH4 dari budidaya tanaman padi sawah ke atmosfer (Neue, 1993) Emisi CH4 dipengaruhi oleh adanya perbedaan variabel internal dan eksternal (Khalil dan Shearer, 2000). Variabel internal meliputi karakteristik tanah, varietas padi, mikrobiologi tanah, dan variabel eksternal meliputi suhu tanah yang disebabkan radiasi surya, iklim, pengelolaan air (irigasi/tadah hujan), dan pemupukan. Tanaman padi sebagai media transportasi CH4 dapat meningkatkan aktivitas biologi dalam tanah melalui pembentukan eksudat akar yang merupakan sumber karbon bagi bakteri pembentuk CH4. Eksudat akar adalah senyawa organik dalam media tanah yang mengandung gula, asam amino dan asam organik lain sebagai penyusun bahan yang segera tersedia bagi bakteri metanogen (Kimura et al., 1991). Menurunnya eksudat akar akan berakibat berkurangnya proses metanogenesis, sehingga fluks CH4 akan berkurang. Eksudat dan pembusukan akar merupakan sumber karbon bagi bakteri metanogen. Biomass akar yang banyak maka banyak pula CH4 yang terbentuk. Lama tumbuh tanaman juga menentukan besarnya emisi CH4 dari lahan sawah. Makin lama periode tumbuh tanaman, makin banyak eksudat dan biomas akar yang terbentuk sehingga emisi CH4 menjadi tinggi. Pola pengaturan air yang tepat dapat menurunkan emisi CH4. Penggenangan pertanaman padi sawah dengan interval dua sampai tiga minggu dapat mengurangi emisi CH4 dengan sangat nyata tanpa mengurangi hasil (Sass dan Fisher, 1992).

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% (Kiene, 1991). Suplai O2 untuk respirasi pada akar dilakukan melalui pembuluh aerenkima dan sebaliknya, gas-gas yang dihasilkan dari dalam tanah seperti CH4 akan dilepaskan ke atmosfer melalui pembuluh aerenkima (Wagatsuma et al., 1992). Mekanisme transportasi pada tanaman terjadi akibat perbedaan gradien konsentrasi antara air disekitar akar dan ruang antar sel lysigenous pada akar dan menyebabkan CH4 terlarut disekitar akar terdifusi ke permukaan cairan akar, menuju ke dinding sel korteks akar. Pada dinding korteks akar, CH4 akan berubah menjadi gas dan disalurkan ke batang melalui pembuluh aerenkima dan ruang antar sel lysigenous. Selanjutnya CH4 akan dilepas melalui pori-pori mikro pada pelepah daun bagian bawah (Nouchi, 1992). Mekanisme emisi CH4 melalui aerenkima pada jaringan tanaman padi dapat dilihat pada Gambar 5. Kemampuan setiap varietas padi dalam penyaluran CH4 juga berbeda, tergantung pada karakteristik agronomi tanaman, seperti jumlah anakan dan sistem perakaran (Nouchi, 1992). Dari faktor cahaya, perubahan keadaan dari terang ke gelap yang menurunkan termal cahaya, akan menurunkan suhu daun dan jaringan tanaman lainnya, akibatnya udara di dalam tanaman memadat dan udara disekitarnya terserap sehingga emisi CH4 menurun (Nouchi, 1992).

Gambar 5. Mekanisme emisi CH4 melalui aerenkima pada jaringan tanaman padi (Nouchi, 1992) E. Model DNDC (Denitrification Decomposition) DNDC merupakan salah satu model yang digunakan dalam penelitian emisi Gas Rumah Kaca (GRK), untuk mengetahui perubahan lingkungan terutama emisi GRK (CH4, NO, N2O, dan NH3) dalam hubungannya dengan perubahan iklim global. Model DNDC digunakan untuk memprediksi emisi GRK dari ekosistem pertanian. Perbedaan emisi CH4 dari hasil pengukuran di lapangan dengan hasil prediksi menggunakan model akan dilakukan untuk melihat sejauh mana model dapat digunakan beserta keakuratannya. Hasil prediksi model yang valid tentu akan mempermudah suatu pekerjaan hanya dengan melakukan input parameterparameter yang diperlukan. Model dikendalikan oleh empat pengendali lingkungan utama sebagai input parameter yang digunakan yaitu iklim, kandungan fisik tanah, vegetasi dan aktifitas anthropogenik. Masukan data yang tepat dari empat pengendali tersebut akan menentukan keberhasilan simulasi (Li, 2000). Komponen model DNDC dibagi menjadi dua yaitu, input dari keadaan iklim tanah, pertumbuhan tanaman, submodel dekomposisi berupa suhu, kelembaban, pH, Eh tanah, dan konsentrasi gas berdasar pengendali lingkungan (iklim, tanah,

jenis tanaman, dan anthropogenik). Komponen kedua berupa proses nitrifikasi, denitrifikasi dan submodel fermentasi yang memprediksi fluks CH4, NO, N2O, dan NH3 berdasarkan variabel lingkungan tanah (Li, 1998). Skema model DNDC dapat dilihat pada Gambar 6. Dalam menciptakan suatu pemodelan gas-gas dalam tanah, diperlukan keterkaitan antara faktor pengendali lingkungan, faktor lingkungan tanah, dan reaksi biogeokimia. Akibat yang ditimbulkan dalam sistem dibagi menjadi dua kategori yaitu akibat keberadaan pengendali lingkungan dalam faktor lingkungan tanah, dan akibat faktor lingkungan tanah terhadap gas hasil reaksi biokimia dan geokimia. a. Hubungan pengendali lingkungan dengan faktor lingkungan tanah Tugas model dalam hal ini adalah menetapkan penghubung antara pengendali lingkungan dengan faktor lingkungan tanah. Perbedaan pengendali lingkungan tiap ekosistem tergantung dari input data seperti iklim, tanah, vegetasi, aktivitas manusia di lahan pertanian. DNDC memadukan pengendali lingkungan kedalam tiga submodel yaitu (Li, 2000): 1. submodel iklim tanah submodel ini memadukan karakteristik tanaman, iklim, sifat tanah, dan aktivitas persawahan, dan melakukan perhitungan suhu, kelembaban (RH), Eh tanah, serta suhu udara, presipitasi dan status oksigen. 2. submodel pertumbuhan tanaman submodel ini mengikuti pertumbuhan tanaman yang mempengaruhi suhu, RH, pH, Eh, DOC (Dissolved Organic Carbon) tanah dan konsentrasi nitrogen. 3. submodel dekomposisi submodel ini mengikuti konsentrasi substrat (DOC, NH4+, NO3-) dengan perpaduan karakteristik tanaman, iklim, properti tanah, dan aktivitas persawahan. Ketiga submodel berinteraksi menentukan suhu, RH, pH, Eh tanah dan konsentrasi substrat pada profil tanah dalam interval harian.

The DNDC Model Ecological drivers

Climate

Soil

Vegetation

Daily biomass Accumulation (LAI)

Daily water demands

Annual average temperature

Water uptake By roots

Daily potensial ET

Grain Very labile litter N demand

LAI-regulated albedo

Evaporation

Water flow Between layers

Transpiration

Soil moisture profile

Oxygen diffusion

Soil Eh profile

Labile litter

Resistant litter

CO2

Water stress

Stalk Daily N uptake By roots

Labile microbes

Resistant microbe

Labile humads

Resistant humads

NH4 Roots

Root respiration Soil temperature profile

Anthropogenic activity

Oxygen consumptuion

DOC

Soil climate

Effect of temperature and moisture on decomposition

Passive humus

Decomposition

Soil environmental variables

NO2-

Temperature

Moisture

pH

Nitrate denitrifier NO3-

DOC

Eh

NH4+

Nitrifiers

Substrate (NH4+, NO3-, and DOC)

Soil Eh

CH4 production CH4

NO Nitrite denitrifier

NO3-

N2O

NH3

Clay NH4+

Aerenchyma

CH4 oxidation

DOC DOC N2

Denitrification

N2O denitrifier

N2O

NO

NH3

Nitrification

Gambar 6. Skema model DNDC

Fermentation

CH4 transport

b. Hubungan faktor lingkungan tanah dengan emisi gas Dalam hal ini, model menghubungkan faktor lingkungan tanah dengan laju produksi dan konsumsi gas, yang didasarkan pada proses biologi, kimia, dan fisika, atau berdasarkan variabel kontrol, sehingga pengaruh tiap variabel tanah dapat dibedakan. Berdasarkan proses fisik, biologi dan kimia, CH4 terbentuk akibat dekomposisi bahan organik pada kondisi anaerob. Organisme yang berperan khususnya bakteri metanogen, tidak dapat berfungsi baik bila terdapat oksidan (elektron akseptor). Beberapa oksidan tanah yang tereduksi sehingga dapat terbentuk CH4 yaitu oksigen (tereduksi pada Eh +350 mV), MN4+ dan NO3(Eh +250 mV), Fe3+ (Eh +150mV), SO42- (Eh -150mV) dan CO2 (Eh kurang dari 200mV) (Kludze dan DeLaune, 1994 diacu dalam Li, 2000). Bakteri denitrifikasi menggunakan elektron akseptor selain oksigen karena kurangnya oksigen dalam tanah (Setyanto et al., 2004). CH4 adalah produk akhir dari reduksi biologis CO2 atau C-organik dalam kondisi anaerob (Wassmann et al., 1993). Fluks CH4 dipengaruhi oleh kandungan karbon (DOC) dalam tanah (Wassmann et al., 1993), Eh tanah dan suhu tanah (Vogels et al., 1988 diacu dalam Li, 2000). Reduksi karbon dalam pembentukan CH4 disebabkan oleh mikroba anaerob (metanogen) yang aktif saat Eh tanah rendah (Wassmann et al., 1993). Produksi CH4 meningkat secara eksponensial dengan pengurangan Eh pada range -150 sampai -200 mV, dan keadaan suhu optimum yaitu 30-40oC (Kludze dan DeLaune, 1994 diacu dalam Li, 2000). Dalam hal ini, DNDC menghitung laju produksi CH4 sebagai fungsi dari kandungan DOC dan suhu, dan memprediksi Eh tanah yang mencapai -150 mV atau dibawahnya. Reaksi produksi CH4 : CO2 + 8H+ Corganik + 4H+

CH4 + 2H2O, atau CH4

Jika CH4 diproduksi pada Eh tanah rendah, dapat mendifusi kedalam Eh tanah tinggi (lapisan tanah atas atau tanah sekitar akar) dan akan dioksidasi dengan cepat dalam kondisi redoks yang lebih tinggi (DeBont et al., 1978 diacu dalam Li, 2000). Dalam hal ini, DNDC menghitung laju oksidasi CH4 sebagai fungsi dari konsentrasi CH4 dan Eh tanah. DNDC juga melakukan pemodelan

difusi CH4 antara lapisan-lapisan tanah, tergantung pada gradien konsentrasi CH4, suhu, dan porositas tanah. Tanaman menjadi perantara transportasi emisi CH4 dari tanah ke atmosfer. DNDC memprediksi tanaman pembawa fluks CH4 sebagai fungsi dari konsentrasi CH4 dan aerenkima tanaman. Jika tanah tidak ditumbuhi, atau aerenkima tanaman tidak dapat dikembangkan dengan baik, pada saat inilah ebulisi berperan dalam emisi CH4 (Nouchi et al., 1994 diacu dalam Li, 2000). Di dalam DNDC, diasumsikan bahwa ebulisi terjadi hanya di lapisan permukaan tanah. Laju ebulisi diatur oleh konsentrasi CH4, suhu, porositas tanah, dan aerenkima tanaman. Persamaan yang menjelaskan pengaruh faktor lingkungan tanah dalam pembentukan NO, N2O, CH4, dan NH3, diatur dalam tiga submodel (Li et al., 1996). Submodel fermentasi berisi semua persamaan yang berhubungan dengan CH4 untuk menghitung produksi, oksidasi dan transpor CH4 dalam kondisi tergenang. Submodel denitrifikasi memuat semua persamaan denitrifikasi untuk menghitung produksi, konsumsi, difusi N2O dan NO selama hujan, irigasi atau selama penggenangan. Submodel nitrifikasi yang berisi persamaan nitrifikasi, fungsi produksi dan penguapan NH3. Ketiga submodel ini menyusun komponen kedua dari model DNDC. Input parameter-parameter didalam model DNDC berupa suhu tanah dan presipitasi harian, berat jenis tanah, tekstur dan pH tanah, kandungan C-organik, manajemen pengolahan sawah (jenis tanaman dan rotasi, cara pembajakan lahan, penyuburan lahan, pemupukan, tipe irigasi, penggenangan dan pemberantasan hama) akan menghasilkan output atau keluaran dari model berupa profil tanah harian seperti suhu, RH, Eh, pH dan konsentrasi dari total C-organik, nitrat, nitrit, amonium, urea, amonia, dan fluks harian CO2, NO, N2O, CH4, dan NH3 (Li et al., 1996 diacu dalam Li, 2000). Beberapa gambaran hasil pemodelan dengan menggunakan DNDC: a. Peningkatan produktifitas padi secara signifikan akan meningkatkan fluks CH4 meskipun mengurangi fluks CO2 dan N2O b. Peningkatan pemakaian jumlah pupuk, akan meningkatkan fluks CH4 dan N2O dan mengurangi fluks CO2

c. Peningkatan frekuensi drainase intermittent akan mengurangi fluks CH4 namun meningkatkan fluks N2O dan CO2 d. Penggantian penggunaan lahan dari padi sawah ke tanaman tipe dataran tinggi seperti gandum akan menurunkan fluks CH4 dan juga fluks N2O dan CO2 Pengukuran di lapangan sebelumnya menunjukkan bahwa pengaturan budidaya padi sawah tidak hanya berpengaruh pada fluks metan, tetapi juga fluks N2O dari tanah ke atmosfer.

III. METODOLOGI PENELITIAN A. Bahan dan Alat Bahan dan alat yang digunakan dalam penelitian adalah sebagai berikut : 1. Seperangkat komputer 2. CD program Visual C++ 3. Tanaman padi varietas Ciherang 4. Sungkup/boks 5. Bahan lapangan 6. Injektor polypropilen 5 mL 7. Kromatografi Gas – 8A 8. Integrator Shimadzu – 6A 9. Sampling Valve 10. Standar CH4, CO2, dan N2O 11. Gas H2 dan N2, dan udara tekan 12. Alat pengukur ketinggian air 13. Ajir biomass 14. Timbangan analitik 15. Rice Moisture meter B. Waktu dan Tempat Pelaksanaan Penelitian dilaksanakan di Kebun Percobaan Balai Penelitian Lingkungan Pertanian, Jakenan. Waktu penelitian dimulai dari bulan Februari hingga Agustus 2007.

C. Metode Penelitian

1. Pelaksanaan penelitian Penelitian dilakukan untuk membandingkan data emisi CH4 aktual di lapangan dan data emisi CH4 berdasarkan model DNDC. Keakuratan data berdasarkan model DNDC dapat dilihat dari perbedaan antara emisi CH4

aktual dan model, serta grafik perbandingan data aktual dan data berdasarkan model. Proses pengambilan data emisi CH4 disajikan pada Gambar 7. mulai

penyemaian

Penyiapan lahan percobaan

penanaman

Pengambilan data di lapangan : 1. Data iklim 2. Karakteristik tanah 3. Manajemen budidaya

Penempatan boks Input data kedalam model Input : H = 0 ; next H = H + 6, H ≤ 106

Analisis gas dengan Kromatografi Gas

‘RUN’ model

Emisi CH4 (kgC/ha) (Data model)

Emisi CH4 (kgC/ha) (Data aktual)

Gambar 7. Diagram alir proses pengukuran metana

a. Pelaksanaan penelitian di lapangan Penelitian dilakukan pada lima belas petak sawah berukuran 5m x 6m, dengan perlakuan yang berbeda pada tiap petak. Lima belas petak sawah tersebut digunakan untuk mengakomodasi 5 perlakuan dan 3 ulangan. Kelima perlakuan tersebut adalah : 1. Non PTT Tergenang : menggunakan bibit umur 25 hss, jarak tanam 20 cm x 20 cm, 3 rumpun per lubang, pupuk sesuai anjuran (120 kg/ha N,

90 kg/ha P, 60 kg/ha K), tanpa bahan organik, irigasi terus-menerus (continously flooded). 2. Non PTT Intermittent : menggunakan bibit umur 25 hss, jarak tanam 20 cm x 20 cm, 3 rumpun per lubang, pupuk sesuai anjuran (120 kg/ha N, 90 kg/ha P, 60 kg/ha K), tanpa bahan organik, irigasi berselang (intermittent). 3. PTT Intermittent : Menggunakan bibit muda (15 hss) satu rumpun per lubang, pupuk dasar sesuai anjuran (75 kg/ha N, 250 kg/ha P, 100 kg/ha K), pemupukan berdasarkan BWD (Bagan Warna Daun) 65 kg urea/ha, pupuk organik setara 2 ton/ha, irigasi berselang (intermittent) dengan cara tanam sistem legowo 2:1 (20 cm x 10 cm x 40cm). 4. PTT Tergenang : Menggunakan bibit muda (15 hss) satu rumpun per lubang, pupuk dasar sesuai anjuran (75 kg/ha N, 250 kg/ha P, 100 kg/ha K), pemupukan berdasarkan BWD (Bagan Warna Daun) 65 kg urea/ha, pupuk organik setara 2 ton/ha, irigasi terus-menerus (continously flooded) dengan cara tanam sistem legowo 2:1 (20 cm x 10 cm x 40cm). 5. SRI Intermittent : menggunakan bibit umur 15 hss, satu rumpun per lubang, hanya menggunakan pupuk organik setara 15 ton/ha, jarak tanam 30x30 cm, irigasi berselang (intermittent). Gambar 8 memperlihatkan layout tanaman padi pada lima belas petak sawah. Rancangan percobaan acak kelompok dengan tiga ulangan. Emisi CH4 diukur secara manual selama pertumbuhan tanaman dengan menggunakan boks yang dapat dioperasikan secara manual. Setiap ulangan percobaan dipasang boks yang terbuat dari fleksiglass berukuran 0.4 m x 0.4 m x 0.6 m untuk tinggi tanaman kurang dari 60 cm, dan dilakukan penambahan boks berukuran 0.4 m x 0.4 m x 0.5 m untuk tanaman dengan tinggi lebih dari 60 cm. Pengambilan contoh gas dilakukan jam 6 pagi dengan interval waktu 6 menit yaitu pada menit ke-6, 12, 18, dan menit ke-24. Gas dari kolom boks diambil dengan menggunakan injector polypropilen 5 mL. Contoh gas selanjutnya diinjeksikan ke dalam kolom yang berfungsi memisahkan gas CH4 dari

gas-gas lain di dalam injektor, dan mengatur masuknya sampel ke kromatografi gas. Contoh gas kemudian dianalisis dengan menggunakan kromatografi gas yang dilengkapi dengan FID (Flame Ionisation Detector). Hasil analisis dapat dilihat dari integrator Shimadzu – 6A untuk interpretasi peak dari kromatografi dalam bentuk area.

U III-3

II-2

I-3

III-2

II-5

I-2

III-5

II-3

I-5

III-1

II-4

I-1

III-4

II-1

I-4

A

Keterangan gambar : Perlakuan : 1. Non PTT tergenang, 25 hss 2. Non PTT intermittent, 25 hss 3. PTT intermittent, 15 hss 4. PTT tergenang, 15 hss 5. SRI Intermittent Ulangan : I. Ulangan pertama II. Ulangan kedua III. Ulangan ketiga A. Papan nama Pembatas saluran air

Gambar 8. Layout plot tanaman padi dengan perbedaan perlakuan b. Penggunaan model DNDC Pemodelan dimulai dengan menginstal model kedalam komputer. Model menggunakan Visual C++ dan dieksekusi oleh Windows98. Klik ”DNDC72.EXE” dalam direktori ”C:\DNDC” untuk memulai penggunaan model. Model DNDC membutuhkan IBM-PC, memori minimum 64M, kecepatan 350MHz, dan isi minimum dalam hard disk yaitu 5MB. Untuk mendapatkan tampilan grafik yang baik, dibutuhkan SVGA (1024x768). Kebutuhan ruang disk untuk keperluan 100 tahun yaitu 0.5MB. Model DNDC merupakan model simulasi komputer

yang

memprediksi sifat biokimia tanah yaitu karbon (C) dan nitrogen (N) dari

ekosistem pertanian, baik dalam skala lapangan ataupun skala regional. Dalam penelitian ini, digunakan model DNDC7.2 dengan versi windows. Tampilan

windows

memerlukan

masukan

data-data

untuk

menjalankan model. Informasi utama yang diperlukan yaitu iklim dan lokasi lapangan, keadaan tanah, dan informasi mengenai perlakuan tanaman. Dari masing-masing bagian tersebut terdapat subbagian yang memerlukan data spesifik seperti jenis tanaman, pola pengairan, perlakuan tanah, pemupukan, kandungan karbon (C) dalam tanah, dan lain-lain. Setelah semua data dimasukkan, lakukan ’RUN’, dan model akan memulai simulasi dari semua data yang telah dimasukkan. Sebagai permulaan simulasi setiap tahun, DNDC dimulai dengan membaca semua input data dalam setiap spesifik tahun, lalu mengeksekusi submodel secara berurutan yaitu iklim tanah, pertumbuhan tanaman, dekomposisi, nitrifikasi, denitrifikasi, fermentasi. Profil iklim tanah yang pertama dihitung, didasarkan pada data iklim harian dan properti tanah dalam interval jam. DNDC kemudian mensimulasi pertumbuhan tanaman seperti pertukaran air, C dan N dalam tanaman atau keadaan tanah yang didasarkan pada cara penanaman, suhu, kondisi air atau N dalam tanah dalam interval harian. Dekomposisi dihitung berdasarkan profil iklim tanah dan ketersediaan N dalam interval harian. Nitrifikasi dan denitrifikasi diprediksi dalam interval jam yang dikendalikan oleh ukuran gelembung anaerob dan hubungan tiap substrat. Jika terjadi penggenangan, DNDC akan mengaktifkan submodel fermentasi untuk menghitung produksi dan oksidasi metan (CH4) dalam interval harian. Jika diperlukan, di akhir simulasi harian, DNDC akan menyimpan hasil prediksi harian dari kandungan C besrta fluks C, kandungan N beserta fluks N, profil suhu dan kelembaban tanah, dan biomass tanaman. Dari rangkaian ini, DNDC terusmenerus dapat dijalankan dari hari ke hari. DNDC beralih ke tahun berikutnya jika simulasi selesai hingga 31 Desember. Simulasi akan berlangsung terus hingga tahun terakhir pembudidayaan (Li dan Qin, 2000). Kandungan dan fluks C dan N tahunan dalam ekosistem yang

disimulasi akan tersimpan dalam beberapa file dalam direktori ”C:\DNDC\RECORD\”.

2. Pengamatan/Pengukuran Selama penelitian berlangsung, akan dilakukan pengamatan dan pengukuran sebagai berikut : a. Pengamatan dan pengukuran di lapangan 1. Contoh tanah dari setiap plot dianalisis sebelum dan sesudah perlakuan 2. Emisi GRK (CH4, N2O dan CO2) setiap minggu 3. Hasil gabah dan bobot jerami saat panen 4. Komponen hasil (jumlah malai/rumpun, jumlah gabah per malai, persentase gabah isi dan bobot 1000 butir gabah isi) 5. Pemupukan (besar penambahan N, P, dan K), penggunaan BWD untuk penambahan N, dan pemberian pupuk organik pada perlakuan SRI dan PTT. 6. Pengairan pada perlakuan tergenang ataupun intermittent, dengan ketinggian penggenangan adalah 5 cm 7. Pemberantasan hama dengan pestisida, fungisida, dan biopestisida b. Masukan data dalam model DNDC Input data model dapat dilihat pada Tabel 3. dengan garis besar informasi yang diperlukan adalah sebagai berikut : 1. Informasi iklim dan lokasi •

Data iklim yaitu suhu maksimum, suhu minimum harian, dan curah hujan

•

Analisis kandungan nitrogen dalam air hujan

•

Analisis C-organik dalam pupuk kandang

•

Informasi letak geografis lokasi penelitian

•

Informasi nilai konsentrasi NH3 dan CO2 di daerah tropis

2. Informasi keadaan tanah •

Jenis tanaman

•

Tekstur dan fraksi liat tanah

•

Massa jenis dan pH tanah

•

Kandungan liat dan C-organik tanah

•

Nilai NO3(-), NH4(+), kelembaban dan suhu tanah

3. Informasi teknik penanaman •

Waktu simulasi dalam tahun

•

Jumlah rotasi selama tahun simulasi

•

Informasi perlakuan tanaman yaitu tanggal tanam dan tanggal panen, hasil produksi tanaman, data aplikasi pengolahan lahan, aplikasi pemupukan dan parameter pemupukan, aplikasi pemberian pupuk organik, parameter pengairan dengan cara penggenangan, dan perlakuan irigasi.

Tabel 3. Input model DNDC No

Input

Keterangan

1.

Data lokasi

-

nama tempat letak lintang (oLS)

2.

Data iklim

-

file data : curah hujan (mm) : suhu maksimum (oC) : suhu minimum (oC) konsentrasi N pada air hujan (mg N/liter) konsentrasi NH3 di atmosfer (μN/m3) konsentrasi CO2 di atmosfer (ppm)

3.

Data tanah

-

tekstur tanah densitas (g/cm3) latar belakang guna tanah pH Soil Organic Carbon (0-5 cm dari permukaan) Fraksi liat : litter dalam SOC : humads dalam SOC : humus dalam SOC NO3(-) di permukaan tanah (mg N/kg) NH4(+) di permukaan tanah Moisture Suhu tanah (oC) Wilting point Field capasity

-

jenis tanaman waktu tanam (bulan/tanggal) waktu panen (bulan/tanggal) hasil panen (kg/ha) residu tanaman waktu pengolahan (bulan/tanggal) metode pengolahan (alat/mesin)

4.

Data tanaman

5.

Pengolahan tanah

6.

Pemupukan kimia

-

waktu pemupukan (bulan/tanggal) metode pemupukan (permukaan/injeksi) jenis pupuk jumlah pupuk (kg N/ha)

7.

Pemupukan alami

-

waktu pemupukan (bulan/tanggal) jenis pupuk jumlah karbon (C) dalam pupuk (kgC/ha) C/N ratio

8.

Penyiangan

-

waktu penyiangan (bulan/tanggal)

9.

Penggenangan

-

10. Irigasi

11. Grazing

-

kecepatan meloloskan air (mm/hari) waktu penggenangan : awal (bulan/tanggal) : akhir (bulan/tanggal) pH air pH air waktu irigasi (bulan/tanggal) banyak air yang digunakan (cm) waktu beternak : awal (bulan/tanggal) : akhir (bulan/tanggal) jenis ternak dan jumlahnya (ekor/ha)

Model menghasilkan output beberapa file yang memperlihatkan kondisi meteorologi, sifat kimia dan iklim tanah, pertumbuhan tanaman, dan emisi gas. Output tersebut yaitu : 1. File 1 menunjukkan kolom pengisian dari site name, simulated year, crop type, dan Julian day. 2. File 2 menunjukkan kolom pengisian dari daily soil carbon dan nitrogen profiles. 3. File 3 menunjukkan kolom pengisian dari daily air temperature, precipitation, snow pack, evaporation, dan transpiration. 4. File 4 menunjukkan kolom pengisian dari crop LAI/biomass development dan cropping practices. 5. File 5 menunjukkan kolom pengisian dari daily soil moisture, ammonium, nitrate, pH, dan Eh. 6. File 6 menunjukkan kolom pengisian dari daily flukses of CO2, NH3, dan CH4 7. File 7 menunjukkan kolom pengisian dari daily flukses of N2O, NO, dan N2

3. Analisis dan Interpretasi data Rancangan percobaan yang digunakan adalah Rancangan Acak Kelompok dengan tiga kali ulangan. Analysis of Varian (ANOVA) digunakan untuk menganalisis data emisi CH4 dengan tujuan melihat perbedaan antar perlakuan dengan menggunakan program SAS versi 6.12. Pengujian untuk melihat sejauh mana perbedaan antar perlakuan dilakukan

dengan menggunakan uji Duncan Multiple Range Test (DMRT). Persamaan regresi digunakan untuk mengetahui kedekatan hubungan antara variabel bebas dengan variabel tak bebas. Analisis regresi dilakukan antara hubungan emisi CH4 dengan hasil padi dan biomas panen, hubungan antara fluks CH4 harian dengan biomass total pada masingmasing perlakuan, serta untuk mengetahui hubungan emisi model terhadap emisi aktual.

4. Perhitungan emisi CH4 a. Berdasarkan data lapangan 1. Konsentrasi CH4 dihitung berdasarkan nilai area standar dan area sampel. Dengan menggunakan standar 10.1 ppm, maka nilai konsentrasi CH4 dapat dihitung dengan persamaan : x ppm area sampel = 10.1 ppm area s tan dar

Perubahan konsentrasi CH4 terhadap waktu atau slope (δc/δt) dari hubungan antara konsentrasi CH4 terhadap waktu dengan interval 2 menit, digunakan untuk menghitung laju CH4 2. Laju fluks (E) dihitung dengan persamaan sebagai berikut (Khalil dan Shearer, 2000):

E=

Bm δ c V 273.2 x x x Vm δ t A T + 273.2

Keterangan : E = fluks CH4 (mg/m2/menit) V = volume sungkup (m3) A = luas dasar sungkup (m2) T = suhu udara rata-rata di dalam sungkup (oC) δc/δt = laju perubahan konsentrasi gas CH4 (ppm/menit) Bm = berat molekul gas CH4 dalam kondisi standar ( 16.123g) Vm = volume gas pada kondisi standar (22.41 liter)

Emisi CH4 dalam satu musim dihitung dengan persamaan : Emisi CH4 (kg/ha) = fluks CH4 (mg/m2/hari) x umur padi b. Berdasarkan data model DNDC Pola emisi CH4 dapat dilihat dalam bentuk grafik setelah RUN model. Nilai emisi CH4 tersimpan secara otomatis dalam model pada sub direktori C:\DNDC\RESULT.

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN A. Data Aktual (lapangan)

1. Kondisi geografis Lokasi penelitian berada pada letak geografis 06o45’ LS dan 111o40’ BT. Memiliki iklim D menurut klasifikasi Schmidt dan Ferguson dengan curah hujan rata-rata kurang dari 1600 mm/th. Penelitian dilaksanakan selama satu musim yaitu pada musim kemarau (MK) tahun 2007. Data iklim berupa suhu maksimum, suhu minimum, dan curah hujan didapatkan dari stasiun klimatologi yang ada di Balai Penelitian Lingkungan Pertanian (Lampiran 1.).

2. Fluks CH4 selama satu musim Pola fluktuasi CH4 harian beragam selama pertumbuhan tanaman, yaitu relatif lebih tinggi saat fase pertumbuhan vegetatif dan menurun pada fase reproduksi. Emisi CH4 meningkat secara cepat setelah transplanting 100-200 mg/m2/hari (Wassman et al., 1993). Fluks CH4 dalam satu musim dapat dilihat

Fluks CH4 (kgC/ha/hari)

pada Gambar 9. 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 -1 -2 -3 -4

Non PTT Tergenang PTT Intermittent SRI Intermittent

Non PTT Intermittent PTT Tergenang fase generatif

fase vegetatif

16

22

28

34

40

46

52

58

64

70

76

82

88

94 100 106 112

Hari setelah sebar (HSS)

Gambar 9. Pola fluktuasi CH4 pada beberapa teknik budidaya tanaman padi

Banyaknya eksudat yang dilepaskan akar, dan jumlah anakan padi yang banyak pada fase vegetatif, akan menigkatkan emisi CH4, sedangkan pada fase generatif, emisi CH4 berkurang karena berkurangnya jumlah eksudat dan anakan tanaman padi. Pada fase vegetatif, mulai dari perkecambahan biji sampai menjelang primordia, fluks CH4 meningkat seiring meningkatnya pertumbuhan tanaman. Namun, pada awal pertumbuhan, fluks CH4 harian sangat rendah. Hal ini disebabkan oleh proses adaptasi fisiologis dari tanaman terhadap kondisi lingkungan yang baru akibat tanam pindah. Pada fase generatif, fluks CH4 cenderung menurun atau datar yang dimulai dari fase primordia sampai pembungaan dan pengisian malai. Hal ini tergantung dari kemampuan tanaman mengurai fotosintat. Tanaman padi sangat efisien mengurai fotosintat pada waktu pengisian malai, sehingga jumlah eksudat yang dilepaskan melalui , hal ini akan mempengaruhi pembentukan CH4.

3. Parameter tanaman Biomas akar yang banyak akan meningkatkan pembentukan CH4. Pembentukan biomas dipengaruhi oleh banyaknya radiasi yang masuk selama proses fotosintesis. Pada perlakuan PTT, jarak tanam yang renggang menyebabkan fotosintesis berlangsung lebih efisien. Fotosintat dari hasil fotosintesis akan dikeluarkan sebagai eksudat akar apabila tidak dapat dimanfaatkan secara maksimal untuk pertumbuhan tanaman. Data parameter tanaman berupa berat biomass total tanaman dapat dilihat pada Tabel 4.

Tabel 4. Berat biomas total tanaman dan fluks CH4 pada 3 usia tumbuh Perlakuan Non PTT Tergenang Non PTT Intermittent PTT Intermittent PTT Tergenang SRI Perlakuan Non PTT Tergenang Non PTT Intermittent PTT Intermittent PTT Tergenang SRI

40 HSS 1.03 a 1.07 a 2.33 a 1.87 a 2.47 a 36 HSS 644.3 a 315.8 b 214.0 b 310.0 b 130.5 b

Biomas (g) 53 HSS 3.67 b 3.47 b 7.37 a 3.23 b 5.90 ab Fluks CH4 (kg/ha) 51 HSS 537.2 a 87.1 c 92.9 c 372.1 b 79.7 c

67 HSS 18.67 a 18.83 a 22.50 a 20.33 a 32.87 a 65 HSS 419.9 a 36.4 b 37.3 b 339.1 a 14.0 b

Angka yang diikuti oleh huruf yang sama pada satu kolom tidak berbeda nyata berdasarkan uji Duncan pada p=0.05

Analisis statistik menunjukkan bahwa tidak terdapat perbedaan berat biomas yang nyata antar perlakuan pada 40 dan 67 HSS. Perbedaan muncul pada 53 HSS dengan berat biomas tertinggi sebesar 7.37g rumpun pada perlakuan PTT Intermittent. Banyaknya biomas diduga menjadi penyebab tingginya emisi CH4. Semakin banyak jumlah anakan dan tinggi tanaman jumlah aerenkima juga semakin banyak sehingga terbuka jalan bagi lepasnya CH4. Pelepasan emisi CH4 melalui jaringan aerenkima mencapai 90%, sedang sisanya melalui gelembung udara atau ebulisi (Holzapfel-Pschorn et al., 1986). Perakaran padi berperan penting dalam proses oksidasi CH4 menjadi CO2, akar padi juga memiliki kemampuan dalam melakukan pertukaran O2 sehingga CH4 yang terbentuk di perakaran dapat teroksidasi. Selain berperan dalam pertukaran gas, akar padi juga melepaskan eksudat akar yang kaya akan sumber karbon yang mudah terurai. Dengan demikian semakin banyak biomas akar, pembentukan CH4 juga meningkat (Setyanto et al., 2004). Hubungan antara fluks CH4 harian dengan biomas total disajikan dalam Gambar 10.

a. Fluks CH4 (kg/ha/hari)

600 500 400

y = 3.4x2 - 82.8x + 369.9

300

R2 = 0.79**, n = 9

200 100 0 -100 0

5

10

15

20

25

30

-200

Biomas total (g)

Fluks CH4 (kg/ha/hari)

b. 400 300

y = 0.6x2 - 24.4x + 258.2 R2 = 0.85**, n = 9

200 100 0 0

5

10

15

20

25

30

35

40

Biomas total (g)

c. Fluks CH4 (kg/ha/hari)

400 300

y = 0.2x2 - 10.2x + 143.4 R2 = 0.61**, n = 9

200 100 0 0

10

20

30

40

50

-100

Biomas total (g)

** nyata pada taraf uji P = 0.01 * nyata pada taraf uji P = 0.05

Gambar 10. Kurva persamaan regresi antara biomas total tanaman dengan fluks CH4 untuk perlakuan (a) Non PTT Intermittent, (b) PTT Intermittent, dan (c) SRI Intermittent. Gambar 10 menunjukkan hubungan antara biomas total tanaman dan fluks CH4. Fluks CH4 berkorelasi dengan biomas total tanaman. Hal ini berarti menunjukkan bahwa biomas total tanaman berpengaruh terhadap fluks CH4. Nilai koefisien korelasi (r) pada perlakuan Non PTT Intermittent, PTT

Intermittent, dan SRI nyata pada P = 0.01, sedangkan pada perlakuan Non PTT Tergenang dan PTT Tergenang tidak terdapat hubungan nyata, yang dapat disebabkan oleh ketidakstabilan bakteri metanotrof dalam kondisi penggenangan (Lampiran 4).

4. Total emisi CH4 dan komponen hasil Data panen meliputi potensi hasil (yield potential) (Lampiran 5) dan hasil gabah aktual ditunjukkan pada Tabel 5. Nilai potensi hasil padi diperoleh dengan mengetahui persentase gabah isi padi, malai, jumlah anakan, dan berat 1000 butir gabah yang kemudian dikonversi kedalam hasil padi per satuan luas. Hasil gabah aktual diketahui dengan memperhitungkan berat Gabah Kering Giling (GKG) pada kadar air 14%. Berat biomas panen sebagai salah satu komponen hasil tanaman dapat juga dilihat pada Tabel 5. Tabel 5. Total emisi CH4, Gabah kering giling (GKG), potensi hasil dan biomas panen selama satu musim tanam di Kebun Percobaan Balingtan pada MK 2007 (n=3 ± SD) Perlakuan

Total emisi CH 4 (kg/ha)

Ratio

4

GKG

2

Potensi hasil 3

Biomas Panen

24.03

------------------------ t/ha -----------------------6.8 ± 0.19 a1 9.1 ± 0.30 b1 8.7 ± 0.82 a1

c

112.32

6.5 ± 0.15 a

PTT Intermittent

78.3 ± 48.15 c

85.95

6.7 ± 0.14 a 10.6 ± 1.00 a

8.8 ± 1.62 a

PTT Tergenang

347.1 ± 21.31 a

20.46

7.1 ± 0.08 a

8.8 ± 0.74 b

8.8 ± 1.03 a

39.47

2.4 ± 0.34 b

7.3 ± 0.60 c

2.5 ± 0.31 b

Non PTT Tergenang Non PTT Intermittent

SRI

1

282.9 ± 27.34 b 57.9 ± 5.07

60.8 ± 6.85

c

8.1 ± 1.16 bc 7.2 ± 0.63 a

1

Angka yang diikuti oleh huruf yang sama pada satu kolom tidak berbeda nyata berdasarkan uji Duncan pada p=0.05 2 GKG adalah Gabah Kering Giling pada kadar air 14% 3 Potensi hasil dihitung berdasarkan rumus 'jumlah malai/m2 x jumlah gabah/malai x %gabah isi/anakan x berat 1000 butir x 10-7 4 Ratio adalah perbandingan GKG dan total emisi dalam satuan kg GKG/kg CH4

Total emisi CH4 tertinggi dalam satu musim tanam adalah pada perlakuan PTT Tergenang, diikuti Non PTT Tergenang, PTT Intermttent, SRI dan Non PTT Intermittent. Umur tanaman turut berpengaruh terhadap perhitungan total emisi CH4, tanaman dengan umur dalam akan menghasilkan emisi CH4 lebih besar dibanding tanaman berumur genjah. Kondisi

penggenangan

dan

pengeringan

juga

mempengaruhi

emisi

CH4.

Penggenangan menyebabkan kondisi anaerob, yang dapat meningkatkan bakteri metanogen, sedangkan pada kondisi pengeringan terjadi reaksi oksidasi yang dapat meningkatkan aktifitas mikroorganisme metanotrof yang dapat mengoksidasi CH4. Pada perlakuan SRI, pemberian pupuk kandang dalam jumlah besar dapat meningkatkan emisi CH4. Namun, karena pengairan yang dilakukan dengan cara intermittent, maka emisi yang dikeluarkan juga rendah karena tanah tidak selalu berada pada kondisi reduksi. Pada perlakuan PTT, cara pengairan dengan Intermittent dapat menekan emisi CH4 77.4% . Untuk Non PTT, cara pengairan intermittent dapat menekan emisi CH4 sebasar 79.5%. Pada perlakuan PTT Tergenang, ternyata menghasilkan emisi CH4 18.5% lebih besar dari Non PTT Tergenang. Sedangkan untuk perlakuan PTT Intermittent, emisi CH4 yang dihasilkan 26.1% lebih besar dibandingkan Non PTT Intermittent. Hasil padi tertinggi berdasarkan GKG adalah pada perlakuan PTT Tergenang yaitu 7.1 ton/ha. GKG merupakan hasil padi aktual berdasarkan data pada luasan ubinan yang dikonversikan ke satuan hektar. Sedangkan Potensi hasil adalah dengan cara mengkonversi komponen hasil seperti %gabah hampa, %gabah isi, jumlah anakan dan berat 1000 butir kedalam satuan hektar. Potensi hasil tertinggi adalah pada perlakuan PTT Intermittent. Hal ini dapat diartikan bahwa dalam skala yang lebih luas, perlakuan PTT Intermittent memiliki potensi hasil yang lebih tinggi daripada perlakuan yang lain, begitupula dengan biomas panen. Namun komponen-komponen dalam PTT belum dapat diterapkan secara keseluruhan di sejumlah lokasi persawahan, hal tersebut dikarenakan adanya keragaman kondisi lokasi terhadap keberadaan sumber air, ataupun karakteristik tanah yang tidak memungkinkan dilakukannya sistem PTT. Berdasarkan pola pengairan irigasi terputus, terdapat perbedaan potensi hasil padi antar perlakuan. Kenaikan hasil padi dicapai pada perlakuan PTT lebih besar 23.8% dibandingkan Non PTT, dan 31.3% lebih tinggi dari perlakuan SRI. Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa hasil padi yang tinggi tidak selalu identik dengan tingginya emisi gas CH4. Hasil padi yang tinggi belum

tentu menjamin emisi CH4 yang dikeluarkan juga tinggi tergantung cara budidaya yang diterapkan. Perlakuan Non PTT Intermittent menjadi pilihan yang terbaik, karena memberikan ratio tertinggi antara GKG dan total emisi CH4, yaitu 112.32 kg GKG per 1 kg CH4. Hubungan antara Emisi CH4 terhadap hasil padi dan biomas panen menunjukkan bahwa hasil padi dan biomas panen tidak berkorelasi nyata dengan emisi CH4 (Lampiran 8). Hal tersebut dapat diartikan bahwa setiap usaha peningkatan produksi padi dalam pemenuhan kebutuhan pangan, tidak selalu disertai dengan peningkatan emisi CH4.

B. Data Model DNDC

1. Pengambilan data input model Data input yang diperlukan meliputi data iklim, kandungan fisik tanah, vegetasi dan aktifitas anthropogenik. Input data keseluruhan yang digunakan dalam model pada masing-masing perlakuan dapat dilihat pada Lampiran 9 untuk perlakuan Non PTT Tergenang, Lampiran 10 perlakuan Non PTT Intermittent, Lampiran 11 perlakuan PTT Intermittent, Lampiran 12 perlakuan PTT Tergenang, dan Lampiran 13 untuk perlakuan SRI Intermittent. Sedangkan input data yang dihasilkan dari model dapat dilihat pada Lampiran 14, Lampiran 15, Lampiran 16, Lampiran 17 dan Lampiran 18 untuk perlakuan secara berurutan adalah Non PTT Tergenang, Non PTT Intermittent, PTT Intermittent, PTT Tergenang dan SRI Intermittent. Analisis laboratorium yang dilakukan pada penelitian ini yaitu analisis tanah, Corganik pada pupuk kandang, dan analisis kandungan nitrat air hujan. Pengisian input hasil panen dilakukan berdasarkan perhitungan sebagai berikut : Biomas panen + GKG kotor

Dengan residu tanaman dihitung berdasarkan rumus : Biomas panen Biomas panen + GKG kotor

Pada model, tidak aktifnya input transplantasi atau pindah tanam, menyebabkan adanya anggapan bahwa penanaman padi dilakukan dengan cara tanam benih langsung (tabela). sedangkan pada kenyataannya di lapangan, penanaman padi dilakukan secara tanam pindah. Perbedaan cara penanaman berdasarkan model dan di lapangan menjadi salah satu kelemahan model.

2. Prediksi model terhadap data aktual Fluks CH4 sebagai output dari model selama satu musim dapat dilihat pada Lampiran 19. Hasil prediksi emisi CH4 dari model terhadap data aktual di lapangan pada masing-masing perlakuan selama satu musim tanam disajikan pada Gambar 11 dan 12. Perbedaan antara data model dan data aktual di lapangan dapat disebabkan oleh faktor analisis sensitivitas untuk setiap spesifik gas yang diuji, seperti kandungan bahan organik dalam tanah yang merupakan faktor utama untuk gas CO2, N2O, dan emisi CH4, sedangkan pH tanah adalah faktor utama dalam pelepasan NH3 ke udara (Li, 1998). Hasil analisis model untuk perlakuan SRI Intermittent menunjukkan bahwa pemberian pupuk kandang tanpa pemakaian pupuk kimia dapat meningkatkan emisi CH4. Namun, karena kondisi tanahnya yang tidak selalu jenuh air, maka emisi yang dikeluarkan tidak terlalu tinggi. Produksi CH4 akan berubah mengikuti perkembangan tanaman. Penambahan eksudat akar seiring dengan pertumbuhan tanaman menyebabkan lebih tingginya jumlah karbon yang mudah terdekomposisi dalam tanah sehingga emisi CH4 meningkat. Pengaruh pemberian pupuk kandang terhadap emisi CH4 mulai terlihat pada 22 HSS. Hal ini disebabkan oleh terdekomposisi pupuk kandang dalam tanah sehingga emisi CH4 meningkat. Sedangkan penurunan emisi CH4 menjelang panen diduga karena jumlah pupuk kandang berkurang, dan juga dapat dipengaruhi oleh tidak berkembangnya lagi aerenkima tanaman.

Fluks CH4 (kgC/ha/hari)

a.

Fluks CH4 (kgC/ha/hari)

b

12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 -1 -2 -3 -4

12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 -1 -2 -3 -4

aktual model pemupukan I

pemupukan II pemupukan III

panen

tapin

16 22

28 34 40 46 52 58

64 70 76 82 88 94 100 106 112

Hari Setelah Sebar (HSS)

aktual model pemupukan I tapin

16 22

pemupukan II

28 34 40 46 52 58

pengeringan

pemupukan III

panen

64 70 76 82 88 94 100 106 112

pengeringan

pengeringan

pengeringan

Hari Setelah Sebar (HSS)

Fluks CH4 (kgC/ha/hari)

c.

aktual 12 11 model 10 pemupukan I pemupukan II 9 pemupukan III pemupukan IV 8 (BWD I) 7 tapin (BWD III) panen 6 5 4 3 2 1 0 -1 16 22 28 34 40 46 52 58 64 70 76 82 88 94 100 106 112 -2 -3 -4 pengeringan pengeringan pengeringan pengeringan

Hari Setelah Sebar (HSS)

Gambar 11.

Pola fluks CH4 berdasarkan data aktual dan model dari perlakuan teknik budidaya (a) Non PTT Tergenang, (b) Non PTT Intermittent dan (c) PTT Intermittent.

Fluks CH4 (kgC/ha/hari)

d. 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 -1 -2 -3 -4

pemupukan II pemupukan III (BWD I)

pemupukan I

panen

tapin

16

22 28 34

40 46 52

58 64 70

76 82 88

94 100 106 112

Hari Setelah Sebar (HSS)

Fluks CH4 (kgC/ha/hari)

e 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 -1 -2 -3 -4

aktual model

pemupukan IV (BWD III)

aktual model

pemupukan (pupuk organik) tapin panen

16

22 28 34 40

46 52 58

pengeringan pengeringan

64 70 76 82

88 94 100 106 112

pengeringan pengeringan

Hari Setelah Sebar (HSS)

Gambar 12. Pola fluks CH4 berdasarkan data aktual dan model dari perlakuan teknik budidaya (d) PTT Tergenang dan (e) SRI Intermittent Pola fluktuasi CH4 antara data aktual dan data model memiliki kesamaan kurva dalam memperlihatkan peningkatan dan penurunan emisi CH4, namun memiliki perbedaan yang signifikan pada nilai emisi CH4 harian. Pada kurva CH4 aktual, dari awal pertumbuhan hingga pertengahan tumbuh, emisi CH4 yang dihasilkan semakin tinggi, dan menurun saat memasuki fase generatif hingga panen. Hal ini dapat dijelaskan bahwa pada fase primordia, fotosintat banyak digunakan untuk pembentukan bakal bunga, sehingga eksudat akar yang dikeluarkan sedikit. Semakin sedikit eksudat akar, maka proses

metanogenesis akan berkurang, dan produksi CH4 juga menurun. Eksudat dan pembusukan akar merupakan sumber karbon bagi bakteri metanogen. Semakin banyak jumlah anakan, semakin banyak aerenkima atau cerobong yang menghubungkan rizosfer dan atmosfer, maka kapasitas angkut CH4 akan semakin tinggi (Aulakh et al., 2000). Jumlah anakan maksimum yang dicapai pada umur tanaman 66 HSS merupakan masa transisi menuju fase generatif. Kurva CH4 model pada Gambar 10 dan Gambar 11, menunjukkan kestabilan nilai fluks CH4 hingga umur 34-64 HSS, dan meningkat tajam hingga menurun menjelang panen. Keragaman fluktuasi ini menjadi kelemahan model terhadap data aktual. Perbedaan karakteristik tanah, kondisi iklim dan cara budidaya di negara subtropis di mana model ini dikembangkan juga memberi pengaruh terhadap perhitungan fluktuasi CH4 di daerah tropis. Gambar 13 memperlihatkan perbedaan total emisi CH4 pada masingmasing perlakuan berdasarkan pengukuran aktual dan berdasarkan model.

Total emisi (kgC/ha)

350 300 250

212

260

261

294

aktual model

200 150 59

100

43

50

88 65

46

28

0 Non PTT tergenang

Non PTT intermittent

PTT intermittent

PTT tergenang

SRI

Perlakuan

Gambar 13.

Diagram batang perbandingan total emisi CH4 untuk data aktual dan model dari beberapa perlakuan budidaya.

Prediksi total emisi CH4 berdasarkan model dan pengukuran aktual di lapangan dapat dinilai akurat, karena perbedaan total emisi CH4 yang tidak terlampau jauh. Prediksi emisi CH4 model untuk perlakuan Non PTT Tergenang, PTT Intermittent, PTT Tergenang, dan SRI Intermittent lebih tinggi dari aktual, dengan perbedaan model dan aktual secara berurut sebesar

18.5%, 9.3%, 11.4%, dan 48.2%.

Pada perlakuan Non PTT

Intermittent, prediksi model lebih kecil dari aktual, sebesar 54%. Perbedaan nilai emisi CH4 dari data di lapangan dengan data berdasarkan model dipengaruhi oleh kondisi lapangan dan beberapa kelemahan model. Kondisi dilapangan dengan 3 ulangan plot pada masing-masing perlakuan memberikan kondisi lahan yang berbeda antara ulangan yang satu dengan yang lain, sehingga terdapat perbedaan emisi antar ulangan. Kelemahan model yang turut mempengaruhi perbedaan emisi CH4 adalah penyesuaian dengan kondisi daerah subtropis seperti cara tanam dengan tabela, karena tidak aktifnya input transplantasi. Pada perlakuan PTT Intermittent, terdapat kedekatan hubungan antara data aktual dan data model dengan nilai perbedaan total emisi yang sangat kecil. Penggunaan model DNDC menunjukkan bahwa walaupun fluktuasi model yang dihasilkan beragam terhadap data aktual, namun memberikan total emisi CH4 yang tidak berbeda jauh dengan data aktual. Model DNDC sangat cocok diterapkan pada budidaya padi dengan perlakuan PTT Intermittent. Untuk perlakuan PTT Tergenang, Non PTT Tergenang, Non PTT Intermittent dan SRI Intermittent, penggunaan model DNDC dalam menghitung total emisi CH4 dianggap baik, dan dapat dikembangkan lebih lanjut.

Emisi CH4 aktual (kgC/ha)

300 250

y = 0.84x R2 = 0.916**, n = 15

200 150 100 50 0 0

50

100

150

200

250

300

350

Emisi CH4 model (kgC/ha)

** nyata pada taraf uji P = 0.01 * nyata pada taraf uji P = 0.05

Gambar 14. Kurva persamaan regresi linier dari emisi CH4 model terhadap emisi CH4 aktual.

Persamaan regresi linier pada Gambar 14 digunakan untuk memperkuat emisi CH4 aktual berdasarkan emisi CH4 model. Terdapat hubungan yang nyata antara emisi CH4 model dengan emisi CH4 aktual pada P = 0.01. Dengan demikian, persamaan y = 0.84x, dimana total emisi CH4 model sebagai variabel bebas, dapat memprediksi total emisi CH4 aktual sebagai variabel tak bebas. Secara keseluruhan, model DNDC dapat digunakan untuk menduga besarnya emisi CH4 di lahan sawah dengan iklim tropis.

V. KESIMPULAN DAN SARAN

A. Kesimpulan Dari hasil penelitian di Balai Penelitian Lingkungan Pertanian, Jakenan, dapat ditarik beberapa kesimpulan berkaitan dengan pengaruh beberapa teknik budidaya, khususnya Sistem Pengelolaan Tanaman Terpadu terhadap emisi CH4, serta prediksi model DNDC (Denitrification Decomposition) terhadap pengukuran di lapangan. A. Emisi CH4 tertinggi dihasilkan oleh budidaya padi dengan perlakuan PTT Tergenang sebesar 347.1 kg/ha, sedangkan untuk perlakuan Non PTT Tergenang, PTT Intermittent, SRI Intermittent, dan Non PTT Intermittent secara berurutan sebesar 282.9, 78.3, 60.8 dan 57.9 kg/ha. Emisi terendah dilepaskan oleh budidaya padi dengan perlakuan Non PTT Intermittent. B. Model DNDC dapat digunakan untuk menduga total emisi CH4 dengan tingkat perbedaan berkisar antara 9% sampai dengan 48% dengan perhitungan total emisi CH4 aktual di lapangan. Prediksi model terbaik adalah pada perlakuan PTT Intermittent. Namun secara keseluruhan, model DNDC dapat digunakan untuk menduga emisi CH4 di lahan sawah untuk daerah tropis. C. Emisi gas CH4 berkorelasi nyata dengan biomas total tanaman untuk perlakuan Non PTT Intermittent, PTT Intermittent, dan SRI Intermittent. Emisi gas CH4 tidak berkorelasi nyata dengan hasil padi dan biomas panen. Dapat dikatakan bahwa setiap usaha peningkatan produksi padi dalam pemenuhan kebutuhan pangan, tidak selalu disertai dengan peningkatan kerusakan lingkungan. D. Perlakuan terbaik berdasarkan hasil penelitian adalah perlakuan Non PTT Intermittent. Hasil gabah yang tinggi mampu mengemisikan gas CH4 dalam jumlah yang rendah, sehingga perlakuan ini dapat dikatakan ramah lingkungan.

B. Saran Model DNDC sampai saat ini baru diterapkan di negara dengan iklim subtropis dan belum diterapkan di negara dengan iklim tropis. Diharapkan adanya penelitian-penelitian lanjutan yang dapat merubah komposisi dan formula model DNDC untuk disesuaikan dengan karakteristik dan lokasi wilayah budidaya sehingga fluktuasi CH4 dan total emisi CH4 dapat diterapkan sepenuhnya pada daerah beriklim tropis. Analisis ekonomi pada tiap teknik budidaya diperlukan untuk memperkuat pemilihan teknik budidaya terbaik dari tanaman padi.

DAFTAR PUSTAKA Aulakh MS., J Bodenbender., R Wassman dan H Rennenberg. 2000. Methane transport capacity of rice plant II. Di dalam: Wassman R, Lantin RS, Neue HU, editor. Nutrien Cycling in Agroecosystems 58. Netherlands: Kluwer Academic Publishers. 2000. hlm : 367-375 Badan Pengkajian dan Penerapan Teknologi. 2005. Konsentrasi CH4 di Belahan Bumi. http://www.bppt.go.id/index.php.html. [2 November 2006] Balai Pengkajian dan Pengembangan Teknologi Pertanian. 2004. Petunjuk lapang: Pengelolaan Tanaman Terpadu (PTT) Padi Sawah. . Meningkatkan Hasil Panen dan Menghemat Saprodi. International Rice Research Institute. Biro Pusat Statistik. 2006. Survei pertanian : Produksi Tanaman Padi Tahun 2006 di Indonesia. Biro Pusat Statistik Indonesia. Boone, D.R. 2000. Biological formation and consumption of methane. Di dalam: M.A.K. Khalil, editor. Athmospheric Methane: Its Role in The Global Environment. Berlin Heidelberg. Springer-Verlag. 2000. hlm: 42-62. DeBont JAM, Lee KK dan Bouldin DF. 1978. Bacterial oxidation of methane in a rice paddy. Ecol Bull 26. hlm: 91-96 Departemen Pertanian. 2006. Pertemuan Koordinasi dan Sinkronisasi PLA TA 2006. http://www.deptan.go.id/pla/buletin.html. [4 April 2007]. Garcia J.L. 1990. Taxonomy and Ecology of Methanogens. Di dalam: Microbiology. Review 87. FEMS. hlm: 297-308. Hengeveld, H. dan P. Kertland. 1995. An assesment of new developments revelant to the science of climate change. Di dalam: M. Barson and M. Wright, editor. Climate Change 7(3). hlm: 1-23. Holzapfel-Pschorn, A., R.Conrad and W.Seiler.1986. Effects of vegetation on the emission of methane from submerged paddy soil. Di dalam: Plant & Soil 92. hlm: 223-233. Husin, Y.A. 1994. Methane Flux From Indonesia Wetland Rice: The Effects Water Management and Rice Variety. Pascasarjana. IPB. Bogor. IPCC. 1990. Climate Change. The Scientific assessment. Cambridge. University Press. Cambridge.

Jones, W.J. 1991. Diversity dan physiology of methanogens. Di dalam: John E. Rogers dan William B. Whitman, editor. Microbial Production and Consumption of Greenhouse Gases: methane, nitrogen oxides, and halomethanes. Washington, D.C. American Soc. For Microbiol.hlm: 39-55 Khalil, M.A.K. dan M.J. Shearer. 1993. Sources of methane: an overview. Di dalam: Khalil, M.A.K, editor. Athmospheric Methane: Sources, Sinks, and Role in Global Change. Berlin Heidelberg . Springer-verlag. hlm:180-198. Kiene, R.P. 1991. Production and consumption of methane in aquatic system. Di dalam: John E. Rogers dan William B. Whitman, editor. Microbial Production and Consumption of Greenhouse Gases: methane, nitrogen oxides, and halomethanes. Washington D.C.American Soc.For Microbiol. hlm:111-146. Kimura M.D., H. Murakami dan H. Wada. 1991. CO2, H2, and CH4 production in rice rhizosphere. Di dalam: Plant Nutr 37. Soc Sci. hlm:55-60 Kludze H.K dan DeLaune R.D. 1995. Gaseous exchange and wetland plant response to soil redox intensity and capacity. Di dalam: Soil Sci Soc Am J 59. hlm:939-945. Kumazawa, K. 1984. Physiological specificity of rice root inrelation to oxidation power and nutrient uptake. Di Dalam: Shigesaburo Tsunoda dan Norindo Takahashi, editor. Biology of Rice. Japan. Sci. Soc. Press Tokyo.hlm: 117131 Lelieveld, J., P.J. Crutzen dan C. Bruhl. 1992. Climate effects of athmospheric methane. Di dalam: Chemosphere 26 (1-4). hlm: 739-769. Lesmana, O.S., H.M. Toha., I. Las dan B. Suprihatno. 2004. Varietas Unggul Padi. Balai Penelitian Tanaman Padi. Badan Penelitian dan Pengembangan Pertanian. Li, C. 1998. Modeling trace gas emissions from agricultural soils. [abstrak]. Di dalam: IRRI-UNDP Final Workshop; Beijing & Hangzhou, 10-13 August 1998. Beijing & Hangzhou: IRRI. hlm. 15. Abstr no 12.

Li, C. 2000. Modeling trace gas emissions from agricultural ecosystems. Di dalam: Wassman R, Lantin RS, Neue HU, editor. Nutrien Cycling in Agroecosystems. Netherlands: Kluwer Academic Publishers. hlm 259-76. Li, C., Narayanan V dan Harris R. 1996. Models estimates of nitrous oxide emissions from agricultural lands in the United States. Di dalam Global Biogeochem Cycles 10. hlm: 297-306. Li, C dan Xiaoguang Qin. 2000. User’s Guide for the DNDC Model. Beijing: Institut of Geology and Geophysics, Chinese Academy of Sciences. Minami, K.1990. Rice paddies as methane sources. Res. Rep. Div. Env. Planning. NIAES. Tsukuba. Japan. hlm:113-130. Murdiyarso, D dan J.S. Baharsjah. 1992. Methane Emissions from Agricultural Sources. Seminar dalam The Basic Study on Stategic Respons Against Global

Warming,

Climate

Change,

and

Their

adverse

Effects

KLH/JEA/PERHIMPI. Jakarta. Neue, H.U. 1993. Methane emission from rice field.: Wetland Rice field May Make a Major Contribution to Global Warming. Di dalam: Bio Science 43. hlm: 466-473. Neue, H.U dan H.W. Scharpenseel. 1984. Gaseous Products of Decomposition of Organic Matter in Submerged Soil. Di dalam: Organic Matter and Rice. International Rice Institute. hlm:311-328. Neue, H.U dan P.A. Roger. 1993. Rice agriculture: Factors controlling emissions. Di dalam: M.A.K. Khalil, editor. Athmospheric Methane: Sources, Sinks and Role in Global Change. Berlin Heidelberg. Springer-Verlag. hlm:254298. Nouchi, I. 1992. Mechanism of CH4 Transport Through Rice Plants. CH4 and N2O Workshop, March 25-26, 1992. National Instirute of Agro-Environmental Science, Tsukuba, Japan. Nouchi I, Hosono T, Aoki K dan Minami K. 1994. Seasonal variation in methane flux from rice paddies associated with methane concentration in soil water, rice biomass and temperature, and its modelling. Di dalam: Plant Soil 161. hlm:195-208.

Parashar, D.C., P.K. Gupta, J.Rai, R.C. Sharma dan N.Sing. 1993. Effect of soil temperature on methane emission from paddy fields. Di dalam: Chemosphere 26 (1-4). Hlm: 247-250. Pusat Penelitian dan Pengembangan Tanaman Pangan. 2006. Varietas Unggul Tanaman Pangan. Pusat Penelitian dan Pengembangan Tanaman Pangan. Bogor. Rennenberg, H., R. Wassman, H. Papen dan W. Seiler. 1992. Trace gas exchange in rice cultivation. Di dalam: Ecology Bulletin 42, hal:164-173. Sass, RL., Fisher FM, Harcombe PA dan ET Turner.1990. CH4 production and emission in a texas rice field. Di dalam: Global Biogeochem Cycles 4. hlm:47-68. Sass, RL dan Frank M. Fisher. 1995. Methane emissions from texas rice field. Di dalam: Climate Change and Rice 2(3). Peng S, Ingram KT, Neue HU, Ziska LH, editor. hlm. 46-59. Berlin Heidelberg. Springer-Verlag. Setyanto, P.

2005.

Varietas

Padi

Rendah

Emisi

Gas

http://www.pustaka-deptan.go.id/publikasi/wr284067.pdf.

Rumah [2

Kaca.

November

2006] Setyanto, P., A.B. Rosenani, N.J Khanif, C.J. Fauziah, dan R Boer.2004. Methane Emission and Its Mitigation in Rice Fields Under Different Management Prectices in Central Java, Ph.D.Thesis, Universiti of Putra Malaysia. Soedomo, M. 2001. Pencemaran Udara: Kumpulan Karya Ilmiah. ITB. Bandung Vogels, GD., Keltjens JT dan Van der Drift C. 1998. Biochemistry of methane production. Di dalam : Zehnder AJB, editor. Biology of Anaerobic Microorganisms. New York. John Wiley & Sons. hlm:707-770 Wagatsuma, T., K Jujo, K Tawaraya, T Sato dan A Ueki. 1992. Decrease of methane concentration and increase of nitrogen gas in the rhizosphere by hygrophytes. Di dalam: Soils Science and Plant Nutrition 38. hlm: 467-476. Wassmann, R., H. Papen dan H. Rennenberg. 1993. Methane emission from rice paddies and possible mitigation. Di dalam: Chemospher 26 (1-4). hlm: 201217. Wihardjaka, A. 2006. Varietas Padi Unggul dengan Emisi Gas Metana Rendah. http://www.litbang.deptan.go.id/artikel/one/127/pdf .[2 November 2006].

Wihardjaka, A. 2007. RKOT: Identifikasi Emisi GRK pada Sistem Pengelolaan Tanaman Terpadu. Balingtan. Jawa Tengah. Yagi, K dan K. Minami. 1990. Effect of organic matter aplication on methane emission from some japanese paddy soil. Di dalam: Soils Science and Plant Nutrition 36. hlm: 599-610. Yoshida, S. 1981. Fundamental of Rice Crop Science. IRRI, Los Banos, Philippines.

Lampiran 1. Data iklim pada MK 2007 Julian day 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31

Januari 2007 T Max T Min Curah hujan (mm) (oC) (oC) 30 22 11.5 29 24 0 31 23.5 0 31 23.5 0 33 22 0 32 24 2 32 22 0 32 22 0 31.5 24 0 33 24 0 32 23 3 34 23 20 33 23.5 0 34 24 22 33 23 12 31 24 0 33 24 0 34 24 0 32 24 0 32 24 0 32 24 0 32 24 0 31 23 32 30 23 0 32 23 16.5 32.5 24 0 33 24.5 0 31 21 31.5 30 24 0 27 24 0 29 24 0

Julian day 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59

Februari 2007 T Max T Min Curah hujan (mm) (oC) (oC) 30 24 0 30 23 1 28.5 22 13 30 23 43 30 24 0 29 24 1 31 24 19 29.5 23 7.5 31 22.5 0 31 24 2 31 24.5 29.5 31 23 0 31 24 0 31 24 0 31 24 0 29 23 0 29 22.5 2 30 23 0 30 23.5 1 31 23.5 2 29 23 0 29.5 23 2 31 23 0 29.5 24 0 29 22 15.5 32 22 8 30 23 0 32 23 8

Maret 2007 Julian T Max T Min Curah hujan (mm) day (oC) (oC) 60 31.5 23.5 2 61 30 24 1 62 29 24 10 63 30 23 0 64 31 23.5 1 65 31 24 0 66 27.5 23 43 67 30 23 0 68 29.5 23.5 2 69 31 22 0 70 32 22 0 71 31.5 22 0 72 31 23 7.5 73 31 23 0 74 31 23 10 75 31 22 32 76 30 22 16.5 77 30 22.5 1 78 30 23.5 1.5 79 30.5 24 0 80 31 24 0 81 27 24 0 82 28 23 0 83 31 23 0 84 31 23 0 85 31 23 1 86 30 23 16 87 29 23 2 88 31 23.5 6 89 31.5 23.5 9 90 30 23 0

Julian day 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120

April 2007 T Max T Min Curah hujan (mm) (oC) (oC) 32 23 0 32 23 0 32 23 4 32.5 23 16 30 23 9.5 31 23.5 0 30.5 24 3 32 24 1 30.5 24 10.5 30 24 0 30 23 1.5 32 23 0 32 24 0 28 23 3 30.5 23 10.5 30 24 0 31 24.5 0 31 24 0 31 23 4.5 30.5 23 2 31 24 0 31 25 1.5 32.5 22.5 9.5 31 24 0 31 24 1 28 24 2 29 23 0 32 23 0 31 24.5 0 28 23 0

Lampiran 1. Data iklim pada MK 2007 (lanjutan) Julian day 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151

Mei 2007 T Max T Min (oC) (oC) 30 23 31 22.5 31 23 31 22.5 32 24 31 24 32 24 32 23 31 24 31 25 31 23 30 24 31 23 30 23 30 23 30 24 31 24 30 23 31 24 31 24 31 24 32 23 32 23 32.5 23 31 22 31 22 31 22 32 23 31 23.5 29 23 29 22

Curah hujan (mm) 2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 4.5 0 0 8 0 0 3 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 2

Julian day 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181

Juni 2007 T Max T Min Curah hujan (mm) (oC) (oC) 31 22 0 31 23 0 31 24 0 32 23 0 32 23 0 32 23 0 31 23 38 30 23 2 31 22 0 31 20 0 31 20 0 31 20 0 31 20 0 32 22 1 31 22 0 31 21 0 31 21 0 29 22.5 8.5 29 23 21.5 30 23 0 30 23 7 31 22 0 32 22 0 32 21 0 31 21 0 32 22 0 30 23 2 27 23 30 30 23 0 31 22 0

Juli 2007 Julian T Max T Min Curah hujan day (mm) (oC) (oC) 182 30 23 2 183 31 22.5 0 184 31 23 0 185 31 22.5 0 186 32 24 0 187 31 24 0 188 32 24 0 189 32 23 0 190 31 24 0 191 31 25 0 192 31 23 0 193 30 24 0 194 31 23 0 195 30 23 4.5 196 30 23 0 197 30 24 0 198 31 24 8 199 30 23 0 200 31 24 0 201 31 24 3 202 31 24 0 203 32 23 0 204 32 23 0 205 32.5 23 0 206 31 22 0 207 31 22 0 208 31 22 0 209 32 23 0 210 31 23.5 0 211 29 23 0 212 29 22 2

Lampiran 2. Data pengukuran fluks CH4 Tanggal

HSS

5-Apr-07 11-Apr-07 19-Apr-07 25-Apr-07 4-May-07 10-May-07 16-May-07 17-May-07 18-May-07 19-May-07 20-May-07 21-May-07 22-May-07 24-May-07 30-May-07 2-Jun-07 3-Jun-07 4-Jun-07 6-Jun-07 7-Jun-07 8-Jun-07 9-Jun-07 14-Jun-07 21-Jun-07 29-Jun-07 5-Jul-07 11-Jul-07

16 22 30 36 45 51 57 58 59 60 61 62 63 65 71 74 75 76 78 79 80 81 86 93 101 107 113

Rata-rata fluks (mg/m2/hari) Total emisi (kg/ha/musim) Total emisi (kgC/ha/musim)

Non PTT Tergenang Fluks CH4 (mg/m2/hari) Mean I II III 38.1 17.1 6.6 20.6 161.9 97.0 202.9 153.9 170.2 563.4 164.4 299.3 767.1 850.1 315.8 644.3 535.7 174.4 396.2 368.7 617.3 470.2 524.0 537.1 431.3 1356.8 403.2 730.4 417.2 217.8 475.1 370.0 305.4 523.4 385.3 404.7 407.3 379.6 380.4 389.1 298.3 402.0 481.7 394.0 336.9 386.0 498.0 407.0 331.3 322.6 525.6 393.2 325.8 548.5 385.4 419.9 245.7 269.0 212.1 242.3 249.3 146.6 148.7 181.5 249.9 117.8 192.7 186.8 188.6 270.6 187.4 215.5 420.0 299.9 292.5 337.5 459.8 178.0 60.8 232.9 192.4 223.1 241.9 219.1 296.7 284.8 294.9 292.1 182.6 162.9 337.2 227.6 107.4 231.4 106.7 148.5 78.6 605.1 154.2 279.3 12.4 166.1 24.7 67.7 -0.4 2.3 0.6 0.8

16.01 53.40 228.69 287.55 182.18 74.46 542.66 134.99 110.30 15.74 91.95 82.55 114.80 115.30 28.62 58.68 66.26 47.67 71.59 205.09 25.00 6.44 95.46 71.79 284.64 85.40 1.36

Non PTT Intermitten Fluks CH4 (mg/m2/hari) Mean I II III 9.3 89.4 171.3 90.0 377.1 359.2 49.7 262.0 675.5 308.5 219.0 401.0 356.1 354.6 236.8 315.8 43.4 148.0 229.3 140.2 97.4 65.0 98.8 87.1 14.0 162.4 109.1 95.2 30.7 134.0 105.3 90.0 15.0 83.5 56.4 51.6 42.1 72.0 74.1 62.7 32.6 36.6 42.6 37.3 24.1 27.0 35.3 28.8 23.5 22.4 18.5 21.5 33.0 26.8 49.5 36.4 87.3 89.8 103.0 93.4 22.8 11.7 27.6 20.7 23.8 25.0 13.6 20.8 12.9 4.3 3.6 7.0 10.0 -2.7 11.6 6.3 -31.3 16.5 6.6 -2.7 3.5 -3.8 5.5 1.7 14.6 5.1 8.9 9.5 13.8 35.8 37.4 29.0 209.2 -8.6 39.3 80.0 94.7 -154.5 11.4 -16.1 5.3 61.9 -17.8 16.5 -0.3 25.4 -0.4 8.3

317.8 270.1 202.6

42.89 36.46 27.34

77.3 65.7 49.2

381.3 324.1 243.0

299.5 254.6 191.0

332.9 282.9 212.2

SD

63.4 53.9 40.4

63.6 54.0 40.5

68.1 57.9 43.4

SD 81.01 184.03 241.88 68.47 93.23 19.13 75.20 53.32 34.53 17.93 5.04 5.82 2.60 11.74 8.43 8.13 6.24 5.20 7.81 25.26 4.89 4.80 13.19 114.45 126.85 40.98 14.89 7.95 6.76 5.07

PTT Intermitten Fluks CH4 (mg/m2/hari) Mean I II III 54.4 11.5 4.8 23.6 1027.7 276.9 90.7 465.1 777.3 139.1 30.5 315.6 202.6 165.0 274.4 214.0 66.2 75.8 25.3 55.8 102.0 130.9 45.9 93.0 232.9 78.7 41.9 117.8 212.5 120.9 30.0 121.1 276.9 71.3 28.5 125.6 237.3 94.6 30.9 120.9 290.1 17.1 11.2 106.1 56.2 13.7 4.3 24.8 24.3 7.4 8.2 13.3 50.9 36.6 24.5 37.3 159.8 174.8 35.9 123.5 18.0 -33.8 5.3 -3.5 57.9 22.4 9.8 30.0 -27.1 4.6 10.0 -4.1 8.9 107.0 -0.5 38.5 14.3 32.5 12.4 19.7 -10.2 1.3 -0.1 -3.0 -6.6 58.4 5.4 19.1 44.8 37.7 28.7 37.1 74.8 48.2 -210.8 -29.3 151.2 12.6 68.2 77.3 7.1 73.6 1.3 27.3 -0.1 -0.4 1.8 0.4

26.92 496.04 403.47 55.57 26.84 43.18 101.36 91.22 132.81 105.68 159.36 27.63 9.53 13.26 76.24 27.00 24.90 20.06 59.52 11.12 6.26 34.57 8.07 157.74 69.72 40.18 1.20

157.9 148.4 111.3

68.30 64.20 48.15

68.4 64.3 48.2

23.7 22.3 16.7

83.3 78.3 58.7

SD

Lampiran 2. Data pengukuran fluks CH4 (lanjutan) Tanggal

HSS

5-Apr-07 11-Apr-07 19-Apr-07 25-Apr-07 4-May-07 10-May-07 16-May-07 17-May-07 18-May-07 19-May-07 20-May-07 21-May-07 22-May-07 24-May-07 30-May-07 2-Jun-07 3-Jun-07 4-Jun-07 6-Jun-07 7-Jun-07 8-Jun-07 9-Jun-07 14-Jun-07 21-Jun-07 29-Jun-07 5-Jul-07 11-Jul-07

16 22 30 36 45 51 57 58 59 60 61 62 63 65 71 74 75 76 78 79 80 81 86 93 101 107 113

Rata-rata fluks (mg/m2/hari) Total emisi (kg/ha/musim) Total emisi (kgC/ha/musim)

PTT Tergenang Fluks CH4 (mg/m2/hari) Mean I II III 23.0 7.8 47.5 26.1 359.9 262.9 467.5 363.4 820.0 264.9 326.1 470.3 385.7 337.0 207.2 310.0 443.5 489.4 67.2 333.4 390.7 445.8 279.7 372.1 477.9 160.2 320.6 319.6 163.0 254.9 157.7 191.9 319.8 216.1 309.3 281.8 299.6 336.1 333.9 323.2 266.7 288.9 189.4 248.3 240.3 408.0 286.1 311.5 249.4 378.3 217.0 281.6 361.7 326.8 328.9 339.2 153.5 320.9 270.5 248.3 190.7 503.3 103.3 265.8 464.4 1197.1 386.1 682.6 176.8 59.3 211.6 149.2 263.2 237.6 145.2 215.4 335.4 1313.3 268.4 639.0 235.5 190.8 176.9 201.1 2530.2 972.7 1046.9 1516.6 123.6 939.8 501.2 521.5 295.5 165.1 172.3 211.0 -389.4 219.3 572.9 134.3 487.3 52.2 1388.1 642.5 -13.6 0.4 0.3 -4.3

20.04 102.38 304.41 92.26 231.65 84.60 158.83 54.67 57.08 20.50 52.22 86.67 85.34 19.58 85.91 210.31 447.35 79.77 62.08 584.92 30.61 878.60 408.44 73.28 486.74 681.32 8.05

SRI Fluks CH4 (mg/m2/hari) I II III 7.6 4.6 3.5 775.4 197.0 393.8 6.8 205.3 4.2 170.5 174.7 46.3 30.8 233.1 0.0 98.0 85.9 55.1 66.5 157.7 156.7 29.3 167.2 152.1 15.1 136.1 135.9 34.8 120.4 107.7 40.5 108.8 15.2 3.6 33.2 13.0 20.9 19.7 4.9 8.4 21.0 12.7 57.7 90.6 64.2 116.6 31.6 43.0 23.8 21.5 11.0 37.8 7.9 4.8 37.7 12.7 57.1 63.9 90.2 -18.2 22.6 2.4 2.0 16.6 2.5 51.9 27.1 36.4 16.4 22.9 -79.0 31.3 63.7 -15.1 32.3 2.7 42.8 3.5 1.2 0.2 -0.1

371.8 349.5 262.2

30.23 28.41 21.31

71.9 64.7 48.6

398.0 374.1 280.6

337.7 317.5 238.1

369.2 347.1 260.3

SD

74.6 67.2 50.4

55.9 50.3 37.7

Mean

SD

5.2 455.4 72.1 130.5 88.0 79.7 127.0 116.2 95.7 87.6 54.8 16.6 15.2 14.1 70.8 63.7 18.8 16.9 35.8 45.3 9.0 23.6 26.6 -8.3 26.9 16.3 0.4

2.16 294.05 115.38 72.92 126.62 22.10 52.37 75.62 69.81 46.15 48.40 15.12 8.88 6.41 17.44 46.14 6.79 18.23 22.26 56.56 11.77 25.45 10.00 61.43 39.69 22.94 0.67

67.5 60.7 45.6

10.14 9.13 6.85

Lampiran 3. Berat biomas total (gram) untuk Penelitian PTT (TA. 2007) Tgl/HSS U/P

29-04-07/40

12-05-07/53

26-05-07/67

Berat biomas I

Berat biomas II

Berat biomas III

Basah

Kering

Basah

Kering

Basah

Kering

I/1

8.7

1.2

24.2

3.9

44.9

14.8

I/2

9

1.1

15.5

4.1

67.6

20.4

I/3

17

2

40.9

8.4

54.2

19.6

I/4

16.2

2.1

20.4

3.5

39.3

13.4

I/5

36

4.3

28

5.1

70.3

21.1

II/1

6.8

0.9

21.3

4.6

48.6

18.5

II/2

7.9

0.9

11.9

2.8

54.2

17.9

II/3

29.5

3.6

34

6.2

82.5

28.6

II/4

13.1

1.7

19.5

3.9

106

38.2

II/5

7.3

0.9

17.6

3.5

129.7

40

III/1

7.6

1

13.4

2.5

70.1

22.7

III/2

8.8

1.2

18.6

3.5

51.1

18.2

III/3

12.3

1.4

40.8

7.5

56.5

19.3

III/4

13.8

1.8

12.9

2.3

33.4

9.4

III/5

18.3

2.2

44.7

9.1

84

37.5

Lampiran 4. Kurva persamaan regresi berganda pada parameter biomas tanaman terhadap fluks CH4 untuk perlakuan (a) Non PTT Tergenang dan (b) PTT Tergenang.

Fluks CH4 (kg/ha/hari)

a. 1000

y = 1.0x2 - 32.3x + 659.7 R2 = 0.25, n = 9

800 600 400 200 0 0

5

10

15

20

25

30

Biomas total (g)

Fluks CH 4 (kg/ha/hari)

b. 500 400 300 y = -0.2x 2 + 5.9x + 320.2 R2 = 0.05, n = 9

200 100 0 0

5

10

15

20

25

30

Biomas total (g)

35

40

45

50

Lampiran 5. Potensi hasil padi beberapa teknik budidaya pada MK 2007

Parameter ∑ malai/m2 ∑ gabah/malai ℅ gabah isi Berat 1000 butir pada KA 14% Hasil (t/ha) ∑ malai/m2 ∑ gabah/malai ℅ gabah isi Berat 1000 butir pada KA 14% Hasil (t/ha) ∑ malai/m2 ∑ gabah/malai ℅ gabah isi Berat 1000 butir pada KA 14% Hasil (t/ha) Rata-rata

Ulangan

Non PTT Tergenang

Non PTT Intermittent

PTT Intermittent

PTT Tergenang

SRI

I

504 86 78 27.73 9.40

413 97 75 27.96 8.34

477 125 71 27.46 11.67

376 119 79 27.29 9.66

458 95 73 25.18 7.99

II

403 106 75 27.94 9.01

367 87 75 28.67 6.90

348 123 80 27.99 9.67

358 120 78 25.08 8.42

422 96 67 25.57 6.94

413 96 78 28.57 8.82 9.08

431 97 79 28.03 9.19 8.15

413 111 83 27.57 10.48 10.61

321 115 81 28.02 8.36 8.81

394 105 67 24.85 6.96 7.30

III

Lampiran 6. Hasil gabah aktual berdasarkan GKP (Gabah Kering Panen) dan GKG (Gabah Kering Giling) Perlakuan Non PTT Tergenang

Non PTT Intermittent

Ulangan I II III I II III

GKP (kg/6m2) 4.85 5.11 4.96 4.7 4.1 4.30

PTT Intermittent

I II III

4.92 4.67 4.69

PTT Tergenang

I II III

5.22 5.08 5.08

SRI

I II III

2.10 1.73 1.64

GKG Bersih aktual (kg/6m2)

3.87 4.11 4.09 3.75 3.25 4.65 4.12 3.95 3.93 4.25 4.24 4.18 1.68 1.39 1.28

GKG Kotor aktual (kg/6m2)

Kadar Air (%) I

II

III

4.04 4.26 4.17 Rata - rata

13.2 13.8 14.4

13.6 14.1 14.3

13.2 13.8 14.2

3.84 3.35 4.83 Rata – rata

13.4 13.1 14.1

4.35 4.09 4.04 Rata - rata

13.4 12.6 12.7

Rata-rata KA

GKG Bersih KA 14% (kg/6 m2)

GKG Bersih KA 14% (t/ha)

GKG Kotor KA 14% (kg/6 m2)

GKG Kotor KA 14% (t/ha)

13.3 13.9 14.3

3.90 4.12 4.07

6.50 6.86 6.79

4.07 4.26 4.16

6.78 7.10 6.93

6.72 13.6 13.2 14.2

13.0 13.0 14.5

13.3 13.1 14.3

3.78 3.28 4.64

6.29 5.46 7.73

6.94 3.87 3.39 4.81

6.50 13.6 12.3 12.7

13.0 12.4 12.8

13.3 12.4 12.7

4.15 4.03 3.99

6.92 6.71 6.65

13.6 12.7 13.4

4.27 4.30 4.21

7.12 7.17 7.01

6.70 4.38 4.16 4.09

7.31 6.94 6.82

4.42 4.46 4.33

7.37 7.44 7.22

6.76

4.40 4.40 4.30 Rata - rata

14.0 12.6 13.6

1.79 1.46 1.35 Rata - rata

14.3 14.2 14.3

13.5 12.6 13.4

13.2 12.9 13.2

7.02

7.10 14.6 13.6 14.1

14.5 13.5 13.8

14.5 13.8 14.1

1.67 1.39 1.28

2.79 2.32 2.13 2.41

6.44 5.64 8.02

7.34 1.78 1.46 1.35

2.97 2.43 2.24 2.55

Lampiran 7. Berat biomass panen (biomas atas) sebagai hasil aktual biomass Perlakuan

Ulangan

Non PTT Tergenang

I II III

Non PTT Intermittent

I II III

PTT Intermittent

I II III

PTT Tergenang

I II III

BBS (kg/6m2)

BKS (kg/6m2)

0.25 0.11 0.25 0.11 0.28 0.12 Rata - rata 0.34 0.14 0.30 0.14 0.26 0.10 Rata - rata 0.20 0.12 0.27 0.13 0.30 0.12 Rata - rata 0.24 0.10 0.26 0.10 0.26 0.11

BBU (kg/6m2)

BKU (kg/6m2)

Hasil aktual biomass (t/ha)

10.64 13.32 11.78

4.91 5.78 4.96

10.98 9.34 10.28

4.66 4.36 3.91

11.02 10.36 10.71

6.33 5.08 4.42

12.61 12.32 14.02

5.05 4.82 5.99

8.18 9.64 8.27 8.70 7.77 7.26 6.52 7.18 10.56 8.47 7.37 8.80 8.42 8.03 9.99

Rata - rata SRI

I II III

0.42 0.53 0.59

0.11 0.16 0.15

Rata - rata

8.82 6.03 5.62 5.10

1.54 1.66 1.30

2.57 2.76 2.16 2.50

Lampiran 8. Kurva persamaan regresi berganda antara (a) hasil padi dan (b) biomas panen, terhadap emisi CH4. a. 800

Emisi CH4 (kg/ha)

700 600

y = 9E-06x2 - 0.0478x + 120.23 R2 = 0.2366

500 400 300 200 100 0 0

2000

4000

6000

8000

10000

Hasil padi (kg/ha)

b. 800

Emisi CH4 (kg/ha)

700 600 500

y = 3E-06x2 - 0.0146x + 65.619 R2 = 0.3234

400 300 200 100 0 0

2000

4000

6000

8000

Biomas panen (kg/ha)

10000

12000

Lampiran 9. Input model DNDC untuk Non PTT Tergenang No 1.

2.

3.

4.

5.

Input Data lokasi - nama tempat - letak lintang (oLS) Data iklim - file data : curah hujan (mm) : suhu maksimum (oC) : suhu minimum (oC) - konsentrasi N pada air hujan (mg N/liter) - konsentrasi NH3 di atmosfer (μN/m3) - konsentrasi CO2 di atmosfer (ppm) Data tanah - tekstur tanah - densitas (g/cm3) - latar belakang guna tanah - pH - Soil Organic Carbon (0-5 cm dari permukaan) - Fraksi liat : litter dalam SOC : humads dalam SOC : humus dalam SOC - NO3(-) di permukaan tanah (mg N/kg) - NH4(+) di permukaan tanah - Moisture - Suhu tanah (oC) - Wilting point - Field capasity Data tanaman - jenis tanaman - waktu tanam (bulan/tanggal) - waktu panen (bulan/tanggal) - hasil panen (kg/ha) - residu tanaman Pengolahan tanah - waktu pengolahan (bulan/tanggal) ; metode pengolahan (alat/mesin)

Nilai -

Jakenan 6

-

Lampiran 1

-

0.23

-

0.06

-

350

-

lempung berpasir 1.4 lahan padi 5.7 0.006

-

0.08 0.12 0.8 3

-

0.6 0.32 26 0.15 0.32

-

padi 3/20 7/6 15637 0.5563

1. 3/17 ; traktor roda , bajak singkal 2. 3/18 ; cangkul 3. 3/23 ; cangkul 4. 4/13 ; cangkul

6.

Pemupukan kimia - waktu pemupukan (bulan/tanggal) ; - 1. 4/14 ;permukaan (5cm) metode pemupukan 2. 5/7 ; permukaan (5cm) (permukaan/injeksi) 3. 5/23 ; permukaan(5cm) - jenis pupuk ; jumlah pupuk - 1. urea ; 40 (kg N/ha) 2. urea ; 40 3. urea ; 40 7. Pemupukan alami - waktu pemupukan (bulan/tanggal) - jenis pupuk - jumlah karbon (C) dalam pupuk (kgC/ha) - C/N ratio 8. Penyiangan - waktu penyiangan (bulan/tanggal) 9. Penggenangan - waktu penggenangan : - awal ; akhir (bulan/tanggal) - 4/15 ; 7/1 - kecepatan meloloskan air - <2 (mm/hari) - pH air - 6.8 10. Irigasi - waktu irigasi (bulan/tanggal) ; 1. 4/21 ; 5 ; 6.5 banyak air yang digunakan (cm) ; pH air 11. Grazing - waktu beternak : - awal (bulan/tanggal) - akhir (bulan/tanggal) - jenis ternak dan jumlahnya (ekor/ha)

Lampiran 10. Input model DNDC untuk Non PTT Intermittent No 1.

2.

3.

4.

5.

Input Data lokasi - nama tempat - letak lintang (oLS) Data iklim - file data : curah hujan (mm) : suhu maksimum (oC) : suhu minimum (oC) - konsentrasi N pada air hujan (mg N/liter) - konsentrasi NH3 di atmosfer (μN/m3) - konsentrasi CO2 di atmosfer (ppm) Data tanah - tekstur tanah - densitas (g/cm3) - latar belakang guna tanah - pH - Soil Organic Carbon (0-5 cm dari permukaan) - Fraksi liat : litter dalam SOC : humads dalam SOC : humus dalam SOC - NO3(-) di permukaan tanah (mg N/kg) - NH4(+) di permukaan tanah - Moisture - Suhu tanah (oC) - Wilting point - Field capasity Data tanaman - jenis tanaman - waktu tanam (bulan/tanggal) - waktu panen (bulan/tanggal) - hasil panen (kg/ha) - residu tanaman Pengolahan tanah - waktu pengolahan (bulan/tanggal) ; metode pengolahan (alat/mesin)

Nilai -

Jakenan 6

-

Lampiran 1

-

0.23

-

0.06

-

350

-

lempung berpasir 1.4 lahan padi 5.7 0.006

-

0.08 0.12 0.8 3

-

0.6 0.32 26 0.15 0.32

-

padi 3/20 7/6 13885 0.5174

1. 3/17 ; traktor roda , bajak singkal 2. 3/18 ; cangkul 3. 3/23 ; cangkul 4. 4/13 ; cangkul

6.

Pemupukan kimia - waktu pemupukan (bulan/tanggal) ; - 1. 4/14 ; permukaan (5cm) metode pemupukan 2. 5/7 ; permukaan (5cm) (permukaan/injeksi) 3. 5/23 ; permukaan (5cm) - jenis pupuk ; jumlah pupuk - 1. urea ; 40 (kg N/ha) 2. urea ; 40 3. urea ; 40 7. Pemupukan alami - waktu pemupukan (bulan/tanggal) - jenis pupuk - jumlah karbon (C) dalam pupuk (kgC/ha) - C/N ratio 8. Penyiangan - waktu penyiangan (bulan/tanggal) 9. Penggenangan - waktu penggenangan : - 1. 4/21 ; 4/30 awal ; akhir (bulan/tanggal) 2. 5/7 ; 5/15 3. 5/23 ; 6/1 4. 6/9 ; 7/1 - kecepatan meloloskan air - <2 (mm/hari) - pH air - 6.8 10. Irigasi - waktu irigasi (bulan/tanggal) ; 1. 4/21 ; 0.5 ; 7 banyak air yang digunakan (cm) ; 2. 4/23 ; 0.72 ; 7.2 pH air 3. 4/29 ; 1.2 ; 7.25 4. 5/7 ; 0.5 ; 7 5. 5/9 ; 0.5 ; 7.1 6. 5/13 ; 0.5 ; 6.42 7. 5/23 ; 0.5 ; 7.02 8. 5/24 ; 1 ; 6.83 9. 5/29 ; 0.72 ; 6.8 10. 6/10 ; 0.5 ; 6.91 11. 6/11 ; 0.72 ; 6.9 11. Grazing - waktu beternak : - awal (bulan/tanggal) - akhir (bulan/tanggal) - jenis ternak dan jumlahnya (ekor/ha)

Lampiran 11. Input model DNDC untuk PTT Intermittent No 1.

2.

3.

4.

5.

Input Data lokasi - nama tempat - letak lintang (oLS) Data iklim - file data : curah hujan (mm) : suhu maksimum (oC) : suhu minimum (oC) - konsentrasi N pada air hujan (mg N/liter) - konsentrasi NH3 di atmosfer (μN/m3) - konsentrasi CO2 di atmosfer (ppm) Data tanah - tekstur tanah - densitas (g/cm3) - latar belakang guna tanah - pH - Soil Organic Carbon (0-5 cm dari permukaan) - Fraksi liat : litter dalam SOC : humads dalam SOC : humus dalam SOC - NO3(-) di permukaan tanah (mg N/kg) - NH4(+) di permukaan tanah - Moisture - Suhu tanah (oC) - Wilting point - Field capasity Data tanaman - jenis tanaman - waktu tanam (bulan/tanggal) - waktu panen (bulan/tanggal) - hasil panen (kg/ha) - residu tanaman Pengolahan tanah - waktu pengolahan (bulan/tanggal) ; metode pengolahan (alat/mesin)

Nilai -

Jakenan 6

-

Lampiran 1

-

0.23

-

0.06

-

350

-

lempung berpasir 1.4 lahan padi 5.7 0.006

-

0.08 0.12 0.8 3

-

0.6 0.32 26 0.15 0.32

-

padi 3/20 7/6 15823 0.5561

1. 3/17 ; traktor roda , bajak singkal 2. 3/18 ; cangkul 3. 3/23 ; cangkul 4. 4/13 ; cangkul

6.

Pemupukan kimia - waktu pemupukan (bulan/tanggal) ; - 1. 4/3 ; permukaan (5cm) metode pemupukan 2. 4/21 ; permukaan (5cm) (permukaan/injeksi) 3. 5/7 ; permukaan (5cm) dengan BWD - jenis pupuk ; jumlah pupuk 4. 5/23 ; permukaan (5cm) (kg N/ha) dengan BWD - 1. urea ; 75 2. urea ; 40 3. urea ; 29 4. urea ; 29 7. Pemupukan alami - waktu pemupukan (bulan/tanggal) - 4/3 - jenis pupuk - pupuk kandang - jumlah karbon (C) dalam pupuk - 352.8 (kgC/ha) - C/N ratio - 13 8. Penyiangan - waktu penyiangan (bulan/tanggal) 9. Penggenangan - waktu penggenangan : - 1. 4/5 ; 4/14 awal ; akhir (bulan/tanggal) 2. 4/21 ; 4/30 3. 5/7 ; 5/15 4. 5/23 ; 6/1 5. 6/9 ; 7/1 - kecepatan meloloskan air - <2 (mm/hari) - pH air - 6.8 10. Irigasi - waktu irigasi (bulan/tanggal) ; 1. 4/4 ; 5 ; 6.5 banyak air yang digunakan (cm) ; 2. 4/8 ; 0.72 ; 6.61 pH air 3. 4/21 ; 0.5 ; 7 4. 4/23 ; 0.72 ; 7.2 5. 4/29 ; 1.2 ; 7.25 6. 5/7 ; 0.5 ; 7 7. 5/9 ; 0.5 ; 7.1 8. 5/13 ; 0.5 ; 6.42 9. 5/23 ; 0.5 ; 7.02 10. 5/24 ; 1 ; 6.83 11. 5/29 ; 0.72 ; 6.8 12. 6/10 ; 0.5 ; 6.91 13. 6/11 ; 0.72 ; 6.9 11. Grazing - waktu beternak : - awal (bulan/tanggal) - akhir (bulan/tanggal) - jenis ternak dan jumlahnya (ekor/ha)

Lampiran 12. Input model DNDC untuk PTT Tergenang No 1.

2.

3.

4.

5.

Input Data lokasi - nama tempat - letak lintang (oLS) Data iklim - file data : curah hujan (mm) : suhu maksimum (oC) : suhu minimum (oC) - konsentrasi N pada air hujan (mg N/liter) - konsentrasi NH3 di atmosfer (μN/m3) - konsentrasi CO2 di atmosfer (ppm) Data tanah - tekstur tanah - densitas (g/cm3) - latar belakang guna tanah - pH - Soil Organic Carbon (0-5 cm dari permukaan) - Fraksi liat : litter dalam SOC : humads dalam SOC : humus dalam SOC - NO3(-) di permukaan tanah (mg N/kg) - NH4(+) di permukaan tanah - Moisture - Suhu tanah (oC) - Wilting point - Field capasity Data tanaman - jenis tanaman - waktu tanam (bulan/tanggal) - waktu panen (bulan/tanggal) - hasil panen (kg/ha) - residu tanaman Pengolahan tanah - waktu pengolahan (bulan/tanggal) ; metode pengolahan (alat/mesin)

Nilai -

Jakenan 6

-

Lampiran 1

-

0.23

-

0.06

-

350

-

lempung berpasir 1.4 lahan padi 5.7 0.006

-

0.08 0.12 0.8 3

-

0.6 0.32 26 0.15 0.32

-

padi 3/20 7/6 16156 0.5457

1. 3/17 ; traktor roda , bajak singkal 2. 3/18 ; cangkul 3. 3/23 ; cangkul 4. 4/13 ; cangkul

6.

Pemupukan kimia - waktu pemupukan (bulan/tanggal) ; - 1. 4/3 ; permukaan (5cm) metode pemupukan 2. 4/21 ; permukaan (5cm) (permukaan/injeksi) 3. 5/7 ; permukaan (5cm) dengan BWD - jenis pupuk ; jumlah pupuk 4. 5/23 ; permukaan (5cm) (kg N/ha) dengan BWD - 1. urea ; 75 2. urea ; 40 3. urea ; 29 4. urea ; 29 7. Pemupukan alami - waktu pemupukan (bulan/tanggal) - 4/3 - jenis pupuk - pupuk kandang - jumlah karbon (C) dalam pupuk - 352.8 (kgC/ha) - C/N ratio - 13 8. Penyiangan - waktu penyiangan (bulan/tanggal) 9. Penggenangan - waktu penggenangan : - 4/4 ; 7/1 awal ; akhir (bulan/tanggal) - kecepatan meloloskan air - <2 (mm/hari) - pH air - 6.8 10. Irigasi - waktu irigasi (bulan/tanggal) ; 1. 4/4 ; 5 ; 6.5 banyak air yang digunakan (cm) ; pH air 11. Grazing - waktu beternak : - awal (bulan/tanggal) - akhir (bulan/tanggal) - jenis ternak dan jumlahnya (ekor/ha)

Lampiran 13. Input model DNDC untuk SRI Intermittent No 1.

2.

3.

Input Data lokasi - nama tempat - letak lintang (oLS) Data iklim - file data : curah hujan (mm) : suhu maksimum (oC) : suhu minimum (oC) - konsentrasi N pada air hujan (mg N/liter) - konsentrasi NH3 di atmosfer (μN/m3) - konsentrasi CO2 di atmosfer (ppm) Data tanah - tekstur tanah - densitas (g/cm3) - latar belakang guna tanah - pH -

4.

5.

Soil Organic Carbon (0-5 cm dari permukaan) - Fraksi liat : litter dalam SOC : humads dalam SOC : humus dalam SOC - NO3(-) di permukaan tanah (mg N/kg) - NH4(+) di permukaan tanah - Moisture - Suhu tanah (oC) - Wilting point - Field capasity Data tanaman - jenis tanaman - waktu tanam (bulan/tanggal) - waktu panen (bulan/tanggal) - hasil panen (kg/ha) - residu tanaman

Nilai -

Jakenan 6

-

Lampiran 1

-

0.23

-

0.06

-

350

-

lempung berpasir 1.4 lahan padi 5.7

-

0.006

-

0.08 0.12 0.8 3

-

0.6 0.32 26 0.15 0.32

-

padi 3/20 7/2 5047 0.4950

Pengolahan tanah - waktu pengolahan (bulan/tanggal) ; 1. 3/17 ; traktor roda , metode pengolahan (alat/mesin) bajak singkal 2. 3/18 ; cangkul 3. 3/23 ; cangkul 4. 4/13 ; cangkul

6.

7.

8.

9.

Pemupukan kimia - waktu pemupukan (bulan/tanggal) ; metode pemupukan (permukaan/injeksi) - jenis pupuk ; jumlah pupuk (kg N/ha) Pemupukan alami - waktu pemupukan (bulan/tanggal) - jenis pupuk - jumlah karbon (C) dalam pupuk (kgC/ha) - C/N ratio Penyiangan - waktu penyiangan (bulan/tanggal)

-

-

4/3 pupuk kandang 2646

-

13

Penggenangan - waktu penggenangan : awal ; akhir (bulan/tanggal)

- 1. 4/5 ; 4/14 2. 4/21 ; 4/30 3. 5/7 ; 5/15 4. 5/23 ; 6/1 5. 6/9 ; 7/1 kecepatan meloloskan air(mm/hari) - < 2 pH air - 6.8

10. Irigasi - waktu irigasi (bulan/tanggal) ; banyak air yang digunakan (cm) ; pH air

11. Grazing - waktu beternak : - awal (bulan/tanggal) - akhir (bulan/tanggal) - jenis ternak dan jumlahnya (ekor/ha)

1. 4/4 ; 5 ; 6.5 2. 4/8 ; 0.72 ; 6.61 3. 4/21 ; 0.5 ; 7 4. 4/23 ; 0.72 ; 7.2 5. 4/29 ; 1.2 ; 7.25 6. 5/7 ; 0.5 ; 7 7. 5/9 ; 0.5 ; 7.1 8. 5/13 ; 0.5 ; 6.42 9. 5/23 ; 0.5 ; 7.02 10. 5/24 ; 1 ; 6.83 11. 5/29 ; 0.72 ; 6.8 12. 6/10 ; 0.5 ; 6.91 13. 6/11 ; 0.72 ; 6.9 -

Lampiran 14. Input data model DNDC perlakuan Non PTT Tergenang Input_Parameters: ---------------------------------------Site_data: Jakenan Simulated_Year: 1 Latitude: 6.000 Daily_Record: 1 ---------------------------------------Climate_data: Climate_Data_Type: 1 NO3NH4_in_Rainfall 0.2300 NO3_of_Atmosphere 0.0600 BaseCO2_of_Atmosphere 350.0000 Climate_file_count= 1 1 C:\DNDC\Climate07.txt ---------------------------------------Soil_data: Soil_Texture 3 Landuse_Type 2 Density 1.40000 Soil_pH 5.70000 SOC_at_Surface 0.00660 Clay_fraction 0.09000 BypassFlow 0 Litter_SOC 0.08000 Humads_SOC 0.12000 Humus_SOC 0.80000 Soil_NO3(-)(mgN/kg) 3.00000 Soil_NH4(+)(mgN/kg) 0.60000 Moisture 0.32000 Temperature 26.00000 ---------------------------------------Crop_data: Rotation_Number= 1 Rotation_ID= 1 Totalyear= 1 Years_Of_A_Cycle= 1 YearID_of_a_cycle= 1 Crop_total_Number= 1 Crop_ID= 1 Crop_Type= 20 Plant_time= 3 20 Harvest_time= 7 6 Year_of_harvest= 1 Ground_Residue= 0.5563 Yield= 15637.00 GeneID= -1 If_transplanting= -1 Transplant_month= -1 Transplant_day= -1 Tillage_number= 4 Tillage_ID= 1 Month/Day/method= 3 17 3 Tillage_ID= 2

Month/Day/method= 3 18 2 Tillage_ID= 3 Month/Day/method= 3 23 2 Tillage_ID= 4 Month/Day/method= 4 13 2 Fertil_number= 3 fertilization_ID= 1 Month/Day/method= 4 14 1 Depth= 5.000000 Nitrate= 0.00 AmmBic= 0.00 Urea= 40.00 Anh= 0.00 NH4NO3= 0.00 NH42SO4= 0.00 NH4HPO4= 0.00 fertilization_ID= 2 Month/Day/method= 5 7 1 Depth= 5.000000 Nitrate= 0.00 AmmBic= 0.00 Urea= 40.00 Anh= 0.00 NH4NO3= 0.00 NH42SO4= 0.00 NH4HPO4= 0.00 fertilization_ID= 3 Month/Day/method= 5 23 1 Depth= 5.000000 Nitrate= 0.00 AmmBic= 0.00 Urea= 40.00 Anh= 0.00 NH4NO3= 0.00 NH42SO4= 0.00 NH4HPO4= 0.00 Manure_number= 0 Weed_number= 0 Weed_Problem= 0 Flood_number= 1 Leak_type= 1 Flooding_ID= 1 Flood_Month/Day= 4 15 Drain_Month/Day= 7 1 Water_pH= 6.800000 Irrigation_number= 1 Irrigation_type= 1 Irrigation_Index= 0.000000 Irrigation_ID= 1 Irr_Month/Day= 4 15 Water_amount/pH= 5.000000 6.500000 Grazing_number= 0 Climate_file_mode 1

Lampiran 15. Input data model DNDC perlakuan Non PTT Intermittent Input_Parameters: ---------------------------------------Site_data: Jakenan Simulated_Year: 1 Latitude: 6.000 Daily_Record: 1 ---------------------------------------Climate_data: Climate_Data_Type: 1 NO3NH4_in_Rainfall 0.2300 NO3_of_Atmosphere 0.0600 BaseCO2_of_Atmosphere 350.0000 Climate_file_count= 1 1 C:\DNDC\Climate07.txt ---------------------------------------Soil_data: Soil_Texture 3 Landuse_Type 2 Density 1.40000 Soil_pH 5.70000 SOC_at_Surface 0.00660 Clay_fraction 0.09000 BypassFlow 0 Litter_SOC 0.08000 Humads_SOC 0.12000 Humus_SOC 0.80000 Soil_NO3(-)(mgN/kg) 3.00000 Soil_NH4(+)(mgN/kg) 0.60000 Moisture 0.32000 Temperature 26.00000 ---------------------------------------Crop_data: Rotation_Number= 1 Rotation_ID= 1 Totalyear= 1 Years_Of_A_Cycle= 1 YearID_of_a_cycle= 1 Crop_total_Number= 1 Crop_ID= 1 Crop_Type= 20 Plant_time= 3 20 Harvest_time= 7 6 Year_of_harvest= 1 Ground_Residue= 0.5174 Yield= 13885.00 GeneID= -1 If_transplanting= -1 Transplant_month= -1 Transplant_day= -1 Tillage_number= 4 Tillage_ID= 1 Month/Day/method= 3 17 3 Tillage_ID= 2 Month/Day/method= 3 18 2 Tillage_ID= 3

Month/Day/method= 3 23 2 Tillage_ID= 4 Month/Day/method= 4 13 2 Fertil_number= 3 fertilization_ID= 1 Month/Day/method= 4 14 1 Depth= 5.000000 Nitrate= 0.00 AmmBic= 0.00 Urea= 40.00 Anh= 0.00 NH4NO3= 0.00 NH42SO4= 0.00 NH4HPO4= 0.00 fertilization_ID= 2 Month/Day/method= 5 7 1 Depth= 5.000000 Nitrate= 0.00 AmmBic= 0.00 Urea= 40.00 Anh= 0.00 NH4NO3= 0.00 NH42SO4= 0.00 NH4HPO4= 0.00 fertilization_ID= 3 Month/Day/method= 5 23 1 Depth= 5.000000 Nitrate= 0.00 AmmBic= 0.00 Urea= 40.00 Anh= 0.00 NH4NO3= 0.00 NH42SO4= 0.00 NH4HPO4= 0.00 Manure_number= 0 Weed_number= 0 Weed_Problem= 0 Flood_number= 4 Leak_type= 1 Flooding_ID= 1 Flood_Month/Day= 4 21 Drain_Month/Day= 4 30 Water_pH= 6.800000 Flooding_ID= 2 Flood_Month/Day= 5 7 Drain_Month/Day= 5 15 Water_pH= 6.800000 Flooding_ID= 3 Flood_Month/Day= 5 23 Drain_Month/Day= 6 1 Water_pH= 6.800000 Flooding_ID= 4 Flood_Month/Day= 6 9 Drain_Month/Day= 7 1 Water_pH= 6.800000 Irrigation_number= 11 Irrigation_type= 1

Irrigation_Index= Irrigation_ID= Irr_Month/Day= Water_amount/pH= Irrigation_ID= Irr_Month/Day= Water_amount/pH= Irrigation_ID= Irr_Month/Day= Water_amount/pH= Irrigation_ID= Irr_Month/Day= Water_amount/pH= Irrigation_ID= Irr_Month/Day= Water_amount/pH= Irrigation_ID= Irr_Month/Day= Water_amount/pH= Irrigation_ID= Irr_Month/Day= Water_amount/pH= Irrigation_ID= Irr_Month/Day= Water_amount/pH= Irrigation_ID= Irr_Month/Day= Water_amount/pH= Irrigation_ID= Irr_Month/Day= Water_amount/pH= Irrigation_ID= Irr_Month/Day= Water_amount/pH= Grazing_number= Climate_file_mode

0.000000 1 4 21 0.500000 7.001212 2 4 23 0.720000 7.200921 3 4 29 1.200000 7.250079 4 5 7 0.500000 7.001579 5 5 9 0.500000 7.100212 6 5 13 0.500000 6.420687 7 5 23 0.500000 7.021116 8 5 24 1.000000 6.830081 9 5 29 0.720000 6.800685 10 6 10 0.500000 6.910207 11 6 11 0.720000 6.900878 0 1

Lampiran 16. Input data model DNDC perlakuan PTT Intermittent Input_Parameters: ---------------------------------------Site_data: Jakenan Simulated_Year: 1 Latitude: 6.000 Daily_Record: 1 ---------------------------------------Climate_data: Climate_Data_Type: 1 NO3NH4_in_Rainfall 0.2300 NO3_of_Atmosphere 0.0600 BaseCO2_of_Atmosphere 350.0000 Climate_file_count= 1 1 C:\DNDC\Climate07.txt ---------------------------------------Soil_data: Soil_Texture 3 Landuse_Type 2 Density 1.40000 Soil_pH 5.70000 SOC_at_Surface 0.00660 Clay_fraction 0.09000 BypassFlow 0 Litter_SOC 0.08000 Humads_SOC 0.12000 Humus_SOC 0.80000 Soil_NO3(-)(mgN/kg) 3.00000 Soil_NH4(+)(mgN/kg) 0.60000 Moisture 0.32000 Temperature 26.00000 ---------------------------------------Crop_data: Rotation_Number= 1 Rotation_ID= 1 Totalyear= 1 Years_Of_A_Cycle= 1 YearID_of_a_cycle= 1 Crop_total_Number= 1 Crop_ID= 1 Crop_Type= 20 Plant_time= 3 20 Harvest_time= 7 6 Year_of_harvest= 1 Ground_Residue= 0.5561 Yield= 15823.00 GeneID= -1 If_transplanting= -1 Transplant_month= -1 Transplant_day= -1 Tillage_number= 4 Tillage_ID= 1 Month/Day/method= 3 17 3 Tillage_ID= 2 Month/Day/method= 3 18 2 Tillage_ID= 3 Month/Day/method= 3 23 2

Tillage_ID= 4 Month/Day/method= 4 3 2 Fertil_number= 4 fertilization_ID= 1 Month/Day/method= 4 3 1 Depth= 5.000000 Nitrate= 0.00 AmmBic= 0.00 Urea= 75.00 Anh= 0.00 NH4NO3= 0.00 NH42SO4= 0.00 NH4HPO4= 0.00 fertilization_ID= 2 Month/Day/method= 4 21 1 Depth= 5.000000 Nitrate= 0.00 AmmBic= 0.00 Urea= 40.00 Anh= 0.00 NH4NO3= 0.00 NH42SO4= 0.00 NH4HPO4= 0.00 fertilization_ID= 3 Month/Day/method= 5 7 1 Depth= 5.000000 Nitrate= 0.00 AmmBic= 0.00 Urea= 29.00 Anh= 0.00 NH4NO3= 0.00 NH42SO4= 0.00 NH4HPO4= 0.00 fertilization_ID= 4 Month/Day/method= 5 23 1 Depth= 5.000000 Nitrate= 0.00 AmmBic= 0.00 Urea= 29.00 Anh= 0.00 NH4NO3= 0.00 NH42SO4= 0.00 NH4HPO4= 0.00 Manure_number= 1 Manure_ID= 1 Month/Day= 4 3 Amount/C|N_ratio= 352.799988 13.000000 Type= 1 Weed_number= 0 Weed_Problem= 0 Flood_number= 5 Leak_type= 1 Flooding_ID= 1 Flood_Month/Day= 4 5 Drain_Month/Day= 4 14 Water_pH= 6.800000 Flooding_ID= 2

Flood_Month/Day= 4 21 Drain_Month/Day= 4 30 Water_pH= 6.800000 Flooding_ID= 3 Flood_Month/Day= 5 7 Drain_Month/Day= 5 15 Water_pH= 6.800000 Flooding_ID= 4 Flood_Month/Day= 5 23 Drain_Month/Day= 6 1 Water_pH= 6.800000 Flooding_ID= 5 Flood_Month/Day= 6 9 Drain_Month/Day= 7 1 Water_pH= 6.800000 Irrigation_number= 13 Irrigation_type= 1 Irrigation_Index= 0.000000 Irrigation_ID= 1 Irr_Month/Day= 4 4 Water_amount/pH= 5.000000 Irrigation_ID= 2 Irr_Month/Day= 4 8 Water_amount/pH= 0.720000 Irrigation_ID= 3 Irr_Month/Day= 4 21 Water_amount/pH= 0.500000 Irrigation_ID= 4 Irr_Month/Day= 4 23 Water_amount/pH= 0.720000 Irrigation_ID= 5 Irr_Month/Day= 4 29 Water_amount/pH= 0.720000 Irrigation_ID= 6 Irr_Month/Day= 5 7 Water_amount/pH= 0.500000 Irrigation_ID= 7 Irr_Month/Day= 5 9 Water_amount/pH= 0.500000 Irrigation_ID= 8 Irr_Month/Day= 5 13 Water_amount/pH= 0.500000 Irrigation_ID= 9 Irr_Month/Day= 5 23 Water_amount/pH= 0.500000 Irrigation_ID= 10 Irr_Month/Day= 5 24 Water_amount/pH= 1.000000 Irrigation_ID= 11 Irr_Month/Day= 5 29 Water_amount/pH= 0.720000 Irrigation_ID= 12 Irr_Month/Day= 6 10 Water_amount/pH= 0.500000 Irrigation_ID= 13 Irr_Month/Day= 6 11 Water_amount/pH= 0.720000 Grazing_number= 0 Climate_file_mode 1

6.500191

6.610191

7.100191

7.200191

7.250019

7.000000

7.100191

6.420019

7.020191

6.830073

6.800486

6.910000

6.900000

Lampiran 17. Input model DNDC perlakuan PTT Tergenang Input_Parameters: ---------------------------------------Site_data: Jakenan Simulated_Year: 1 Latitude: 6.000 Daily_Record: 1 ---------------------------------------Climate_data: Climate_Data_Type: 1 NO3NH4_in_Rainfall 0.2300 NO3_of_Atmosphere 0.0600 BaseCO2_of_Atmosphere 350.0000 Climate_file_count= 1 1 C:\DNDC\Climate07.txt ---------------------------------------Soil_data: Soil_Texture 3 Landuse_Type 2 Density 1.40000 Soil_pH 5.70000 SOC_at_Surface 0.00660 Clay_fraction 0.09000 BypassFlow 0 Litter_SOC 0.08000 Humads_SOC 0.12000 Humus_SOC 0.80000 Soil_NO3(-)(mgN/kg) 3.00000 Soil_NH4(+)(mgN/kg) 0.60000 Moisture 0.32000 Temperature 26.00000 ---------------------------------------Crop_data: Rotation_Number= 1 Rotation_ID= 1 Totalyear= 1 Years_Of_A_Cycle= 1 YearID_of_a_cycle= 1 Crop_total_Number= 1 Crop_ID= 1 Crop_Type= 20 Plant_time= 3 20 Harvest_time= 7 6 Year_of_harvest= 1 Ground_Residue= 0.5457 Yield= 16156.00 GeneID= -1 If_transplanting= -1 Transplant_month= -1 Transplant_day= -1 Tillage_number= 4 Tillage_ID= 1 Month/Day/method= 3 17 3 Tillage_ID= 2 Month/Day/method= 3 18 2 Tillage_ID= 3 Month/Day/method= 3 23 2

Tillage_ID= 4 Month/Day/method= 4 3 2 Fertil_number= 4 fertilization_ID= 1 Month/Day/method= 4 3 1 Depth= 5.000000 Nitrate= 0.00 AmmBic= 0.00 Urea= 75.00 Anh= 0.00 NH4NO3= 0.00 NH42SO4= 0.00 NH4HPO4= 0.00 fertilization_ID= 2 Month/Day/method= 4 21 1 Depth= 5.000000 Nitrate= 0.00 AmmBic= 0.00 Urea= 40.00 Anh= 0.00 NH4NO3= 0.00 NH42SO4= 0.00 NH4HPO4= 0.00 fertilization_ID= 3 Month/Day/method= 5 7 1 Depth= 5.000000 Nitrate= 0.00 AmmBic= 0.00 Urea= 29.00 Anh= 0.00 NH4NO3= 0.00 NH42SO4= 0.00 NH4HPO4= 0.00 fertilization_ID= 4 Month/Day/method= 5 23 1 Depth= 5.000000 Nitrate= 0.00 AmmBic= 0.00 Urea= 29.00 Anh= 0.00 NH4NO3= 0.00 NH42SO4= 0.00 NH4HPO4= 0.00 Manure_number= 1 Manure_ID= 1 Month/Day= 4 3 Amount/C|N_ratio= 352.799988 13.000000 Type= 1 Weed_number= 0 Weed_Problem= 0 Flood_number= 1 Leak_type= 2 Flooding_ID= 1 Flood_Month/Day= 4 4 Drain_Month/Day= 7 1 Water_pH= 6.800000 Irrigation_number= 1 Irrigation_type= 1 Irrigation_Index= 0.000000

Irrigation_ID= Irr_Month/Day= Water_amount/pH= Grazing_number= Climate_file_mode

1 4 4 5.000000 6.500000 0 1

Lampiran 18. Input model DNDC perlakuan SRI Intermittent Input_Parameters: ---------------------------------------Site_data: Jakenan Simulated_Year: 1 Latitude: 6.000 Daily_Record: 1 ---------------------------------------Climate_data: Climate_Data_Type: 1 NO3NH4_in_Rainfall 0.2300 NO3_of_Atmosphere 0.0600 BaseCO2_of_Atmosphere 350.0000 Climate_file_count= 1 1 C:\DNDC\Climate07.txt ---------------------------------------Soil_data: Soil_Texture 3 Landuse_Type 2 Density 1.40000 Soil_pH 5.70000 SOC_at_Surface 0.00660 Clay_fraction 0.09000 BypassFlow 0 Litter_SOC 0.08000 Humads_SOC 0.12000 Humus_SOC 0.80000 Soil_NO3(-)(mgN/kg) 3.00000 Soil_NH4(+)(mgN/kg) 0.60000 Moisture 0.32000 Temperature 26.00000 ---------------------------------------Crop_data: Rotation_Number= 1 Rotation_ID= 1 Totalyear= 1 Years_Of_A_Cycle= 1 YearID_of_a_cycle= 1 Crop_total_Number= 1 Crop_ID= 1 Crop_Type= 20 Plant_time= 3 20 Harvest_time= 7 2 Year_of_harvest= 1 Ground_Residue= 0.4950 Yield= 5047.00 GeneID= -1 If_transplanting= -1 Transplant_month= -1 Transplant_day= -1 Tillage_number= 4 Tillage_ID= 1 Month/Day/method= 3 17 3 Tillage_ID= 2 Month/Day/method= 3 18 2 Tillage_ID= 3 Month/Day/method= 3 23 2

Tillage_ID= 4 Month/Day/method= 4 3 2 Fertil_number= 0 Manure_number= 1 Manure_ID= 1 Month/Day= 4 3 Amount/C|N_ratio= 2646.000000 13.000000 Type= 1 Weed_number= 0 Weed_Problem= 0 Flood_number= 5 Leak_type= 1 Flooding_ID= 1 Flood_Month/Day= 4 5 Drain_Month/Day= 4 14 Water_pH= 6.800000 Flooding_ID= 2 Flood_Month/Day= 4 21 Drain_Month/Day= 4 30 Water_pH= 6.800000 Flooding_ID= 3 Flood_Month/Day= 5 7 Drain_Month/Day= 5 15 Water_pH= 6.800000 Flooding_ID= 4 Flood_Month/Day= 5 23 Drain_Month/Day= 6 1 Water_pH= 6.800000 Flooding_ID= 5 Flood_Month/Day= 6 9 Drain_Month/Day= 7 1 Water_pH= 6.800000 Irrigation_number= 13 Irrigation_type= 1 Irrigation_Index= 0.000000 Irrigation_ID= 1 Irr_Month/Day= 4 4 Water_amount/pH= 5.000000 6.500191 Irrigation_ID= 2 Irr_Month/Day= 4 8 Water_amount/pH= 0.720000 6.610191 Irrigation_ID= 3 Irr_Month/Day= 4 21 Water_amount/pH= 0.500000 7.100191 Irrigation_ID= 4 Irr_Month/Day= 4 23 Water_amount/pH= 0.720000 7.200191 Irrigation_ID= 5 Irr_Month/Day= 4 29 Water_amount/pH= 0.720000 7.250019 Irrigation_ID= 6 Irr_Month/Day= 5 7 Water_amount/pH= 0.500000 7.000000 Irrigation_ID= 7 Irr_Month/Day= 5 9 Water_amount/pH= 0.500000 7.100191 Irrigation_ID= 8 Irr_Month/Day= 5 13 Water_amount/pH= 0.500000 6.420019

Irrigation_ID= Irr_Month/Day= Water_amount/pH= Irrigation_ID= Irr_Month/Day= Water_amount/pH= Irrigation_ID= Irr_Month/Day= Water_amount/pH= Irrigation_ID= Irr_Month/Day= Water_amount/pH= Irrigation_ID= Irr_Month/Day= Water_amount/pH= Grazing_number= Climate_file_mode

9 5 23 0.500000 10 5 24 1.000000 11 5 29 0.720000 12 6 10 0.500000 13 6 11 0.720000 0 1

7.020191

6.830073

6.800486

6.910000

6.900000

Lampiran 19. Data fluks CH4 model Tanggal

HSS

5-Apr-07 16 11-Apr-07 22 19-Apr-07 30 25-Apr-07 36 4-May-07 45 10-May-07 51 16-May-07 57 17-May-07 58 18-May-07 59 19-May-07 60 20-May-07 61 21-May-07 62 22-May-07 63 24-May-07 65 30-May-07 71 2-Jun-07 74 3-Jun-07 75 4-Jun-07 76 6-Jun-07 78 7-Jun-07 79 8-Jun-07 80 9-Jun-07 81 14-Jun-07 86 21-Jun-07 93 29-Jun-07 101 5-Jul-07 107 11-Jul-07 113 Rata-rata fluks (kgC/ha/hari) Total emisi (kgC/ha/musim)

Non PTT Tergenang Fluks CH4 (kgC/ha/hari) Mean I II III 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 19.5 19.5 19.5 19.5 3.7 3.7 3.7 3.7 3.8 3.8 3.8 3.8 3.6 3.6 3.6 3.6 3.7 3.7 3.7 3.7 3.7 3.7 3.7 3.7 3.7 3.7 3.7 3.7 3.6 3.6 3.6 3.6 3.6 3.6 3.6 3.6 3.2 3.2 3.2 3.2 2.8 2.8 2.8 2.8 2.8 2.8 2.8 2.8 2.8 2.8 2.8 2.8 2.7 2.7 2.7 2.7 2.5 2.5 2.5 2.5 2.3 2.3 2.3 2.3 2.2 2.2 2.2 2.2 1.8 1.8 1.8 1.8 1.2 1.2 1.2 1.2 0.5 0.5 0.5 0.5 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 3.1 3.1 3.1 3.1 260.5 260.5 260.5 260.5

SD 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00

Non PTT Intermitten Fluks CH4 (kgC/ha/hari) Mean I II III 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 2.8 2.8 2.8 2.8 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 1.9 1.9 1.9 1.9 1.7 1.7 1.7 1.7 1.1 1.1 1.1 1.1 0.5 0.5 0.5 0.5 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.3 0.3 0.3 0.3 28.2 28.2 28.2 28.2

SD 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.01 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.02

PTT Intermitten Fluks CH4 (kgC/ha/hari) Mean I II III 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 4.6 4.5 4.5 4.5 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 4.0 4.0 3.9 4.0 3.1 3.1 3.1 3.1 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 2.3 2.3 2.3 0.0 2.0 2.0 2.0 2.3 1.4 1.4 1.4 2.0 0.7 0.7 0.7 1.4 0.0 0.0 0.0 0.7 0.0 0.0 0.0 0.0 0.7 0.7 0.7 0.0 65.0 64.7 64.6 64.8

SD 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.02 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.02 0.01 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.01 0.01 0.01 0.01 0.00 0.00 0.22

Lampiran 19. Data fluks CH4 model (lanjutan) Tanggal

HSS

5-Apr-07 16 11-Apr-07 22 19-Apr-07 30 25-Apr-07 36 4-May-07 45 10-May-07 51 16-May-07 57 17-May-07 58 18-May-07 59 19-May-07 60 20-May-07 61 21-May-07 62 22-May-07 63 24-May-07 65 30-May-07 71 2-Jun-07 74 3-Jun-07 75 4-Jun-07 76 6-Jun-07 78 7-Jun-07 79 8-Jun-07 80 9-Jun-07 81 14-Jun-07 86 21-Jun-07 93 29-Jun-07 101 5-Jul-07 107 11-Jul-07 113 Rata-rata fluks (kgC/ha/hari) Total emisi (kgC/ha/musim)

PTT Tergenang Fluks CH4 (kgC/ha/hari) Mean I II III 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 7.7 7.7 7.6 7.7 4.6 4.6 4.6 4.6 5.0 5.0 5.1 5.0 4.4 4.4 4.4 4.4 4.5 4.5 4.5 4.5 4.2 4.2 4.2 4.2 4.4 4.4 4.4 4.4 4.4 4.4 4.4 4.4 4.4 4.4 4.4 4.4 4.3 4.3 4.3 4.3 4.3 4.3 4.3 4.3 3.3 3.3 3.3 3.3 3.2 3.2 3.2 3.2 3.3 3.3 3.3 3.3 3.3 3.3 3.3 3.3 3.2 3.2 3.2 3.2 3.0 3.0 3.0 3.0 2.7 2.7 2.7 2.7 2.6 2.6 2.6 2.6 2.2 2.2 2.2 2.2 1.5 1.5 1.5 1.5 0.8 0.8 0.8 0.8 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 3.1 3.1 3.1 3.1 293.7 293.5 293.9 293.7

SD 0.00 0.00 0.00 0.02 0.01 0.01 0.00 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.00 0.01 0.00 0.00 0.01 0.00 0.00 0.01 0.00 0.00 0.00 0.00 0.18

SRI Fluks CH4 (kgC/ha/hari) I II III 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 5.9 5.9 5.9 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 5.6 5.5 5.6 4.4 4.4 4.4 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 2.3 2.3 2.3 2.9 2.9 2.9 2.0 2.0 2.0 1.3 1.3 1.3 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 1.0 1.0 1.0 88.1 87.6 88.1

Mean

SD

0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 5.9 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 5.6 4.4 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 2.3 2.9 2.0 1.3 0.0 1.0 87.9

0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.05 0.01 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.01 0.02 0.01 0.01 0.00 0.00 0.33

Lampiran 20. Gambar digital kegiatan penelitian di Kebun Percobaan Balai Penelitian Lingkungan Pertanian MK 2007.

Pemasangan plastik pembatas saluran air

Lahan siap tanam

Benih pesemaian

Tanam pindah

Plot petakan sawah dan padi yang akan dianalisis

Plang papan nama dan letak tiap perlakuan budidaya

Boks penangkap gas

Pengambilan gas dan pengukuran suhu

Alat ukur ketinggian air

Ajir biomas

Pupuk organic (pupuk kandang)

Biopestisida

Pengamatan pemupukan dengan BWD

Stasiun klimatologi di Balai Penelitian Lingkungan Pertanian

Perangkat analisis gas metan

Integrator Shimadzu – 6A Gas Kromatografi Shimadzu - 8A

Sampling valve dan data logger

Penyuntikan gas ke sampling valve