ISSN: 1411-8297 Agronomika Vol. 11, No. 2, Juli 2011 PENGARUH BIOCHAR DARI LIMBAH SAGU TERHADAP PELINDIAN NITROGEN DI LAHAN KERING MASAM Oleh: Latuponu H. , Dj. Shiddieq2, A. Syukur2, E. Hanudin2 1
1
2
Fakultas Pertanian, Universitas Darussalam Ambon Fakultas Pertanian Universitas Gadjah Mada, Yogyakarta
ABSTRAK
Tujuan penelitian ini adalah untuk mempelajari pengaruh biochar dari limbah sagu terhadap pelindian N di lahan kering masam. Rancangan yang digunakan adalah RAL (Rancangan Acak Lengkap) faktorial dengan dua faktor. Faktor pertama adalah kombinasi macam biochar dan Pupuk N terdiri atas: kontrol, pupuk N, biochar 200 oC, biochar 400 oC, biochar 600 oC, Biochar 200 oC + pupuk N, Biochar 400 oC + pupuk N, biochar 600 oC + pupuk N. faktor kedua adalah waktu inkubasi terdiri atas: 2, 4 dan 6 minggu, sehingga ada 72 unit percobaan. Penelitian dilaksanakan di Laboratorium Tanah Umum Universitas Gadjah Mada. Data penelitian dianalisis dengan uji F dan DMRT pada tingkat ketelitian 95%. Hasil penelitian menunjukkan bahwa perlakuan biochar 400 dengan waktu inkubasi 3 minggu paling tinggi meningkatkan sifat kimia tanah: pH, Al-dd, KPK dan Corganik. Daya sangga tanah paling tinggi terhadap pelindian N dicapai pada pelakuan biochar 400 oC sebesar 33,65%. Kata kunci: biochar limbah sagu, pelindian, Nitrogen, lahan kering masam.
ABSTRACT
The experiment was carried out to study effect type of sago waste biochar (SWB) and incubation time to nitrogen leaching in acid upland. These two factors were arranged in Completely Randomized Design (CRD) with 3 replications. The first factor was combination of SWB and N fertilizer consists of control, N fertilizer, SWB 200 oC, SWB 400 oC, SWB 600 oC, SWB 200 oC + N fertilizer, SWB 400 oC + N fertilizer, SWB 600 oC + N fertilizer. The second factor was the incubation period i.e.: 2, 4 and 6 weeks, so there were 72 treatment combinations. The research was conducted in Soil General Laboratory, Faculty of Agriculture, Gadjah Mada University. Data of the experiment were analyzed by F test and DMRT at 95% accuracy level. The results showed that treatment SWB 400 and three weeks incubation time can increase soil chemical properties namely: pH, exchangeable Al, CEC, and organic C. The highest of soil buffering capacity to N leaching was achieved 33.65% at SWB 400 oC. Key words: sago waste biochar, leaching, nitrogen, acid upland
Jawa
PENDAHULUAN
yang
mempunyai
kepadatan
Alasan utama pemanfaatan lahan
penduduk paling tinggi di Indonesia.
kering untuk pengembangan pertanian
Penyempitan luas lahan di pulau Jawa dari
adalah
waktu ke waktu mencapai 50.000 ha setiap
semakin
menyempitnya
lahan
produktif, antara lain disebabkan oleh penggunaan
lahan
dialihfungsikan Penggunaan sektor
ke
lahan
industri,
pertanian non untuk
yang
pertanian. kepentingan
Peningkatan produksi pertanian terus diupayakan
untuk
mengimbangi
laju
pertumbuhan penduduk yang makin tinggi.
dan
Dalam rangka peningkatan kesejateraan
tergusurnya
petani dan untuk memenuhi kebutuhan
tanah-tanah pertanian terutama di pulau
pangan nasional, maka peningkatan hasil
transportasi
144
pemukiman,
tahunnya (Soemartono cit Utari, 2003).
menyebabkan
ISSN: 1411-8297 Agronomika Vol. 11, No. 2, Juli 2011 tanaman pangan mendapat prioritas utama
menyebabkan
(Utari, 2003). Untuk memenuhi kebutuhan
mineralisasi pembenah tanah dari bahan
pangan maka lahan kering menjadi pilihan.
organik
Lahan kering seperti tanah Ultisol dengan
kebutuhan bahan-bahan pembenah tanah
sebaran luas lahan mencapai 45,9 juta ha
terus meningkat dari waktu ke waktu.
atau 24,3 % dari daratan Indonesia
Penggunaan bahan alamiah yang tepat
(Subagyo et al., 2000) yang sampai saat ini
untuk meningkatkan kesuburan tanah dan
belum termanfaatkan secara maksimal.
tahan
Tanah
masalah
dimanfaatkan biochar. Biochar adalah
kesuburan tetapi dapat direkayasa untuk
arang hasil pembakaran (pirolisis) tanpa
dijadikan lahan pertanian dibandingkan
oksigen atau dengan O2 rendah pada suhu
dengan jenis tanah lainnya di lahan kering.
<700 °C (Cheng et al., 2007; Lehmann and
Ultisol
lahan
Joseph, 2009). Biochar berasal dari residu
dengan relief berombak sampai berbukit di
pertanian, perkebunan, peternakan dan
daerah
yang
kehutanan. Penggunaan istilah biochar ini
beriklim basah (Van Ranst, 1991). Tanah
untuk mengghindari pemahaman arang
tersebut bereaksi masam pada sebagian
yang berasal dari batubara, fungsi arang
besar kedalaman, bahan induk berasal dari
sebagai bahan bakar, penggunaan arang
batuan kristalin bersilika atau bahan
sebagai adsorben pada industri makanan
sedimen yang relatif miskin kandungan
dan farmasi, penggunaan arang untuk
basanya. Tanah masam berkembang dari
mengatasi limbah pada larutan atau air
bahan induk yang kaya akan Al dan Fe
yang tercemar, dan lainnya (Brown, 2009).
yang mudah mengalami pelapukan.
Kualitas biochar sangat dipengaruhi oleh
ini
menempati tropika
Upaya tanah
memiliki
ini
diantaranya
dan
banyak
permukaan subtropika
peningkatan telah dengan
banyak
produktivitas dilakukan
pemberian
bahan
laju
perombakkan
semakin
tinggi.
terhadap
bahan
baku,
Akibatnya
dekomposisi
dan
cara
dan
dapat
pembakaran
(Lehmann and Joseph 2009). Limbah
sagu
merupakan
bahan
organik, hijauan, batuan beku, zeolit,
organik yang mudah diperoleh untuk
pengapuran. Penggunaan pembenah tanah
digunakan
tersebut di atas terbukti meningkatkan
Pemanfaatan
kesuburan tanah dan produksi tanaman,
amelioran
namun pembenah tanah dengan bahan
melalui
alamiah ini terus diberikan setiap kali
sebagai kompos dan cara buatan seperti
musim tanam dan hasil tanaman yang tidak
biochar melalui pembakaran. Kompos
stabil. Wilayah tropika seperti Indonesia
yang dihasilkan cara alami membutuhkan
sebagai limbah
dapat
amelioran sagu
dengan
dekomposisi
tanah. sebagai
cara
alami
mikroba
tanah
145
ISSN: 1411-8297 Agronomika Vol. 11, No. 2, Juli 2011 waktu yang lama karena limbah ini
Banyak cara untuk mengurangi jumlah
mengandung air yang tinggi menyebabkan
hara yang ikut hilang saat terlindi air
proses
lambat.
(Steiner et al., 2008). Cara yang jitu untuk
kompos yang dihasilkan hanya dapat
mengatasi hal tersebut adalah dengan
digunakan pada ketebalan timbunan 3 cm,
penggunaan
karena pada lapisan timbunan berikutnya
limbah sagu, karena bahan ini dapat
masih berbentuk gel. Kompos dalam
memperbaiki
bentuk gel belum dapat dimanfaatkan
biologi tanah
sebagai amelioran.
fungsional kompleks, afinitas yang tinggi,
secara
dekomposisi
alami
berjalan
Kelangkaan kompos
biochar
kimia, fisika, dan
dan mengandung gugus
dan amorf serta tahan lama di dalam tanah
dapat
(Amonette and Joseph et al., 2009; Sohi et
diproduksi dalam waktu singkat melalui
al., 2009). Biochar yang telah digunakan
proses pembakaran sekitar 0,5 – 3 jam
sebagai amelioran dewasa ini diantaranya
(Brown, 2009). Hasil pembakaran dapat
dari sekam padi (Masuli, 2010). Tujuan
langsung digunakan sebagai amelioran
penelitian ini adalah untuk mendapatkan
tanah. Biochar umumnya mempunyai pH
kombinasi macam biochar dengan pupuk N
basis, KPK, C-organik dan luas permukaan
dan waktu inkubasi yang paling sesuai
tinggi (Liang et al., 2006; Lehmann, 2007).
untuk meningkatkan daya sangga tanah
Daya serap air dari biochar tinggi dan
terhadap pelindian hara N.
tahan
biochar.
diatasi
sifat
amelioran
dengan
pembuatan
dapat
bahan
Biochar
terhadap
mikroorganisme.
dekomposisi
Sifat-sifat
tersebut
menyebabkan bahan ini memiliki daya
METODE PENELITIAN Penelitian
dilaksanakan
retensi hara tinggi sehingga mengurangi
percobaan
pelindian hara (Steiner, 2007; Laird et al.,
pelindian di rumah kaca Jurusan Tanah
2010a). Menurut Novak et al., (2010),
Faperta UGM. Tanah diambil dari jalur
biochar
Tanggeran
selain
retensi
air
tinggi,
kolom
paralon
dengan
Karangsalam
(tabung)
Sumagede,
mengandung unsur hara N, P, K, yang
Banyumas, Jawa Tengah pada kedalaman
dapat diserap oleh tanaman (Chan and Xu,
0 - 20 cm, kemudian tanah dicampur
2009).
secara komposit. Biochar limbah sagu
Kehilangan
hara
paling
diambil dari kelompok Tani Sagu Tuni,
tinggi di tanah adalah terlindi bersama air
Tulehu, Kabupaten Maluku Tengah. Proses
keluar
pembuatan
lingkungan
tersedia
perkaran
tanaman.
biochar
dilaksanakan
di
Kandungan hara tersedia dibatasi oleh
Laboratorium Energi Biomassa Fakultas
jumlah air sangat rendah atau sangat tinggi.
Kehutanan UGM. Biochar terdiri atas tiga
146
ISSN: 1411-8297 Agronomika Vol. 11, No. 2, Juli 2011 macam yaitu biochar suhu pirolisis: 200 C, 400 oC dan 600 oC selanjunya diberi
A
= kadar lengas pada kondisi jenuh (pF 0) %
B
= kadar lengas pada lapangan (pF 2,54) %
P
= berat contoh tanah yang digunakan (gram)
C
= kadar lengas tanah pada saat itu
o
kode (B2, B4, dan B6). Pupuk N yang digunakan adalah Urea pada takaran 300 kg Urea/ha. Pupuk P, 200 kg SP36/ha, dan K, 75 kg KCl/ha sebagai pupuk basal. Kolom
lindian
menggunakan
kapasitas
paralon
Percobaan menggunakan Rancangan
ukuran 30 cm diameter 7,2 cm. Air
Acak Lengkap Faktorial dengan 3 ulangan.
aquades untuk pelindian.
Faktor pertama adalah Macam biochar dan
Contoh tanah kering angin ukuran 2
pupuk
N,
8
aras
yaitu
K0
(tanpa
mm sebanyak 730 g dicampur merata
perlakuan), B2, B4, B6, pupuk N, B2+N,
dengan
g,
B4+N, B6+N. Faktor kedua adalah waktu
dimasukkan dalam tabung paralon (kolom
inkubasi 3 aras yaitu dua minggu (II),
tanah) setinggi 22 cm. Pupuk Urea dosis
empat minggu (IV), dan enam minggu
anjuran 1,4 g dicampur dengan tanah
(VI), dengan 3 ulangan sehingga terdapat
komposit
g
72 kombinasi perlakuan. Data pengamatan
dimasukkan dalam kolom tanah yang
dianalisis dengan uji-F dan DMRT pada
sebelumnya telah diisi tanah komposit
tingkat ketelitian 95%.
biochar
sebanyak
6,38
(tanah+biochar)
20
kemudian diketok-ketok sampai kerapan lindak sekitar 1,1 g/cm3. Tanah dalam
HASIL DAN PEMBAHASAN
kolom ditutup kapas saring tebal 3 cm.
Karakterisrik tanah dan biochar
Kolom paralon ini dirancang pada satu
Hasil penelitian menunjukkan bahwa
ujungnya ditutup kain kasa dan kapas
tanah yang digunakan mengandung tekstur
saring,
jernih,
lempungan cukup tinggi dan didominasi
kemudian diinkubasi selama dua, empat,
oleh pori mikro, akibatnya unsur hara yang
enam minggu pada kondisi tanah kapasitas
terlarut dalam air banyak tertahan di dalam
lapang. Waktu inkubasi diberi kode (II, IV,
pori mikro (Tabel 1).
dan IV). Selanjutnya tanah dalam paralon
memperlihatkan nilai bahan organik, KPK,
dilindi
P tersedia, N total, dan K-dd tanah rendah,
sehingga
dengan
air
aquades
lindian
menggunakan
Data Tabel 1
persamaan menurut Syukur (2005):
sehingga tanah ini mempunyai kesuburan
JA={[((A+B)/2)-C]/100}x[(100P/(100+C]
aktual yang rendah. Nilai pH H2O yang
Keterangan:
masam menghambat ketersediaan hara P
JA = jumlah aquades yang ditambahkan
yang merupakan masalah utama tanah ini
147
ISSN: 1411-8297 Agronomika Vol. 11, No. 2, Juli 2011 setelah
nitrogen.
Bahan
d=4,4531, d=4,2069 dan d=3,5924 diduga
organik dan C-organik meskipun tidak
bahwa tanah di daerah lereng utara
mempengaruhi ketersediaan hara N, P, dan
pegunungan
K secara langsung namun rendahnya
mempunyai karakteristik sebagai tanah
komponen tersebut di tanah menyebabkan
berpelapukan lanjut yang dipenuhi Typic
ketersediaan hara makro tersebut rendah.
Kandiudult, sangat
Kadar Al-dd tanah dan kejenuhan Al yang
isohipertermik
tinggi
menyebabkan
Dominansi mineral tipe 1:1 ini yang
ketersediaan P rendah. Hal ini diakibatkan
menyebabkan ketersediaan hara rendah,
oleh
meningkatkan
akibatnya tanaman yang ditumbuhkan pada
kelarutan Al, akibatnya terbentuk ikatan
Ultisol menjadi kerdil daun berwarna ungu
Al-P dan Fe-P. Mineral kaolonit yang
dan menghambat pembetukan buah (Taiz
dominan pada Ultisol menyebabkan N-
et al, 2002; Ismangil, 2008).
pada pH
yang
Kandungan
Ultisol rendah
NO3- dan H2PO4- terjerap pada permukaan
Hasil
mineral akibatnya ketersediaan N maupun
bahwa
P tanah rendah.
meningkatkan
Berdasarkan hasil analisis X-ray
serayu
Banyumas,
halus, kaolinitik, (Ismangil,
penelitian
biochar
2008).
menunjukkan
potensial
kualitas
mempunyai pH tinggi,
tanah
untuk karena
kandungan C-
lempung Ultisol pada kedalaman 20 cm
terikat, KPK dan luas permukaan yang
menunjukkan adanya mineral penyusun
tinggi (Tabel 2). Sifat kimia biochar
tanah kaolinit yang tersebar pada 4 puncak
tersebut cocok sebagai amelioran tanah
dengan nilai d, berturu-turut d=7,569,
masam untuk meningkatkan ketersediaan
Tabel 1. Beberapa sifat kimia tanah Ultisol Komponen analisis Satuan Nilai Tekstur: Pasir % 24.25 Debu % 6.67 Lempung % 68.99 pH (H2O) 4.73 (KCl) 3.22 Bahan organik % 2.43 C-organik % 1.21 -1 KPK cmol(+)kg 9.63 Al-dd cmol(+)kg-1 1.08 Kejenuhan Al % 20.46 N-total % 0.14 P-total Ppm 193.54 P-tersedia (Bray I) Ppm 1.23 K-dd cmol(+)kg 0.16 Keterangan: * Pengharkatan menurut Balittanah, (2009)
148
Pengharkatan*
Masam Sedang Sedang Sedang Sedang tinggi Sedang Sangat rendah Sangat rendah Sedang
ISSN: 1411-8297 Agronomika Vol. 11, No. 2, Juli 2011 Tabel 2. Beberapa sifat kimia Biochar Sifat kimia biochar Biochar suhu Biochar suhu pirolisis 200 oC pirolisis 400 oC (B2) (B4) Kadar abu (%) * 15,2 s 16,8 s Kadar air (%) * 2,3 r 2,4 r Volatil (%) * 44,0 t 34,7 t pH ** 8,0 t 9,8 t KPK (cmol(+)kg-1) ** 27,0 s 28,1 s Karbon (%) ** 48,0 s 45,2 s Luas permukaan (cm2g-1)** 38,5 r 103,7 t Keterangan: r= rendah, s= sedang, t= tinggi. *(Hartoyo et al., 1978; Indonesia, 1995), ** Lehmann, (2007)
Biochar suhu pirolisis 600 oC (B6) 20,0 t 1,3 r 34,9 t 8,6 t 27,8 s 38,6 s 135,4 t Standar Nasional
Gambar 1. Gugus fungsional biochar (B400), Furier Transformasi Infra Red (FTIR) hara bagi tanaman. Sifat kimia yang dan
rentang pada puncak 600-1600. Gugus
sifat fisika biochar yang sesuai sebagai
C=O, OH dengan rentang pada puncak
amelioran
100-1200,
dapat
meningkatkan
sedangkan
gugus
NH2NH
produktivitas tanah hal ini ditunjukan oleh
dengan rentang pada puncak 3200-3500
karakteristik biochar: kadar abu, kadar air,
(Sastromijojo, 1992; Whittaker, 2000).
volatil dan luas permukaan, dan gugus
Dari komposisi ini diduga biochar dapat
fungsional (Tabel 1 dan Gambar 1)
mengurangi fiksasi N-NO3- dan anion
(Nurida et al., 2008).
fosfat pada permukaan mineral kaolinit 1:1
Berdasarkan gugus
fungsional
Gambar
1
kompleks
sebaran
maupun anion yang terjerap oleh Al-P dan
pada
Fe-P. Kompleks jerapan yang tercipta oleh
permukaan biochar (B400) menunjukkan
gugus
fungsional
biochar
dengan
gugus aromatik OH, C-C, dominan dengan
permukaan mineral maupun -Al dan -Fe
149
ISSN: 1411-8297 Agronomika Vol. 11, No. 2, Juli 2011 menyebabkan pelepasan anion dan diduga
biochar Tabel 2 dan Gambar 1, biochar
pelepasan P tersedia ini dapat berlangsung
dapat meningkatkan sifat kimia dan daya
dalam waktu lama karena biochar stabil di
pegang
dalam tanah (Amonette and Joseph, 2009).
mempunyai luas permukaan yang luas
Pengaruh Perlakuan Kombinasi Macam Biochar dengan Pemupukan N
terindikasi komposisi pori-pori mikro dan
Hasil penelitian menunjukkan bahwa pemberian macam biochar B2 dan B4 + pupuk N dosis anjuran meningkatkan sifat kimia tanah (kandungan C-organik dan KPK) serta menurunkan kemasaman tanah (pH
H2O
dan
Al-dd)
(Tabel
3).
Peningkatan suhu pembakaran menjadi 600
o
C,
macam
meningkatkan cenderung
biochar
sifat
menurun.
ini
tanah Biochar
tidak bahkan yang
dipirolisis pada suhu tinggi (B6) selama 3 jam mengakibatkan kandungan abu tinggi, biochar
menjadi
higrokopis,
mudah
berasosiasi dengan senyawa lain sehingga menyebabkan pori biochar jenuh akibatnya menurunkan kemampuan biochar sebagai amelioran di tanah. Pengaruh lama waktu inkubasi terhadap perubahan beberapa sifat kimia tanah Hasil penelitian menunjukkan bahwa pH, Al-dd, KPK, dan C-organik tanah meningkat pada enam minggu inkubasi, kemudian empat minggu dan yang paling kecil dua minggu (Tabel 3). Hal ini menunjukkan bahwa inkubasi biochar 6 minggu paling cocok untuk meningkatkan kemampuan biochar sebagai amelioran di lahan kering. Berdasarkan karakteristik
150
air
yang
tinggi.
Biochar
makro di dalam biohar menyebabkan terjadi keseimbangan jumlah air dan udara di dalam tanah. Biochar yang dihasilkan pada suhu 200
o
C, pembentukan pori
belum sempurna sehingga luas permukaan dan afinitas rendah dibanding biochar yang dihasilkan pada suhu pirolisis 400 oC dan 600
o
C.
dipengaruhi
Kandungan oleh
Al-dd
pemberian
tanah biochar.
Pemberian biochar menurunkan kandungan Al-dd tanah paling rendah pada pemberian biochar (B4) baik tanpa pupuk maupun ditambahkan pupuk N. Kemampuan ini ditunjukan oleh karakteristik biochar B4 (Gambar 1) memiliki gugus fungsional, yang dapat berperan dalam kompleks jerapan sehingga retensi hara meningkat pelepasan anion dan pengurangi pelindian hara (Laird et al, 2010a; Sohi et al., 2009). Pengaruh pemberian macam biochar terhadap pelindian N Hasil penelitian menunjukkan bahwa kombinasi biochar dengan pemupukan N (Urea) nyata mempengaruhi jumlah N pada air
lindian
maupun
kolom
tanah.
Kandungan N paling tinggi pada perlakuan macam biochar suhu pirolisis 400 oC (B4) tanpa urea. Pola yang sama juga terjadi pada pemberian B4+ Urea (B4 + Urea)
ISSN: 1411-8297 Agronomika Vol. 11, No. 2, Juli 2011 Tabel 3. Data rataan beberapa sifat kimia tanah setelah pelindian pH pH Al-dd KPK C-organik Perlakuan (H2O) (KCl) (cmol(+)/kg) (cmol(+)/kg) (%) Kontrol 4.77 d 3.71 d 1.11 a 8.96 e 1.16 d Biochar 200 (B2) 5.69 b 4.63 c 0.23 b 13.93 d 2.99 bc Biochar 400 (B4) 5.89 a 4.74 bc 0.16 c 16.69 c 4.52 a Biochar 600 (B6) 5.73 ab 4.59 c 0.17 bc 15.41 c 3.40 bc Pupuk N 5.09 c 4.62 b 0.19 b 13.07 d 2.38 c Biochar 200 + Pupuk N 5.63 bc 4.77 bc 0.20 b 16.71 c 3.80 ab (B2+N) Biochar 400 + Pupuk N 5.88 a 4.78 b 0.16 c 18.79 a 4.29 a (B4+N Biochar 600 + Pupuk N 5.68 bc 4.92 a 0.19 b 17.03 b 3.82 ab (B6+N) Keterangan: angka yang diikuti huruf sama dalam kolom yang sama berbeda tidak nyata pada Uji DMRT dengan tingkat kepercayaan 95%. Tabel 4. Data rataan kandungan nitrogen, akibat pemberian macam biochar dan pupuk N Kandungan N air lindian Kandungan N Macam biochar dan pupuk N (mg/L) kolom tanah (mg/kg) Kontrol 9,12 h 11,64 e Biochar 200 (B2) 14,72 e 38,35 d Biochar 400 (B4) 10,87 g 31,97 d Biochar 600 (B6) 13,84 f 64,07 c Pupuk N 104,17 a 128,00 b Biochar 200 + Pupuk N (B2+N) 87,12 b 187,78 a Biochar 400 + Pupuk N (B4+N 62,35 d 188,01 a Biochar 600 + Pupuk N (B6+N) 70,88 c 185,87 a Keterangan: angka yang diikuti huruf sama dalam kolom yang sama berbeda tidak nyata pada Uji DMRT dengan tingkat ketelitian 95%.
Gambar 2. Konsentrasi N terlindi akibat pemberian macam biochar dan pupuk N
151
ISSN: 1411-8297 Agronomika Vol. 11, No. 2, Juli 2011 kandungan N paling tinggi (Tabel 4).
subur sehingga kurang diminati petani
Meskipun pengaruh biochar meningkatkan
untuk dijadikan lahan budidaya pertanian.
daya sangga tanah terhadap pelindian N,
Pengaruh waktu pelindian N
namun kandungan N air lindian pada perlakuan
B4
+
Urea
lebih
tinggi
dibandingkan perlakuan biochar tanpa Urea. Hal ini disebabkan adanya pasokan hara dari pemupukan meningkatkan jumlah hara yang terlindi sedangkan tanah yang diberikan biochar tanpa Urea kandungan N air lindian rendah. Dilain sisi meskipun jumlah N dalam air lindian tinggi pada perlakuan biochar + Urea, namun jumlah hara yang tertahan pada kolom tanah juga meningkat, artinya ada daya sangga tanah setelah
penambahan
biochar
sehingga
jumlah N yang terlindi menurun. Hal ini terlihat persentase hara terlindi pada perlakuan
biochar
sekitar
33-45%,
sedangkan tanah tanpa perlakuan dan tanah yang hanya diberi pemupukan N tanpa dibarengi amelioran biochar persentase hara terlindi mencapai 76-81% (Gambar 2). Pelindian ini sangat besar, artinya hara yang mengalir keluar area jangkauan akar tanaman
tinggi.
Kondisi
ini
diduga
menyebabkan lahan kering menjadi kurang
Waktu
inkubasi
inkubasi
terhadap
mempengaruhi
kandungan N air lindian dan hara tersedia tanah.
Hasil
penelitian
bahwa
konsentrasi
N
menunjukkan paling
tinggi,
fluktuatif antara empat dan enam minggu waktu
inkubasi
(Tabel
5).
Hal
ini
kemungkinan proses oksidasi permukaan biochar dan peranan dari gugus fugsional belum mencapai maksimal pada minggu ke 4
waktu
inkubasi
berlangsung secara
dan
selanjutnya
perlahan
sehingga
kandungan N tidak saling beda pada berbagai macam biochar. Dugaan lainnya adalah tanah yang diberi amelioran biochar akan menahan air dalam jumlah besar menyebabkan kelembaban tinggi
dan
limbah sagu sebagai bahan aktif biochar mengandung
senyawa
kimia
seperti
selulosa dan lignin yang tinggi (Hartati, 2001) sehingga memperlambat proses perombakan. Pelindian N menurun seiring lama waktu inkubasi. Konsentrasi N terlindi terendah pada minggu ke 6 waktu inkubasi sebesar (35,5%) (Gambar 3).
Tabel 5. Kandungan N akibat perlakuan lama waktu inkubasi Kandungan N air lindian Kandungan N kolom tanah Lama waktu Inkubasi (mg/L) (mg/kg) Minggu ke 2 101,67 a 133,01 a Minggu ke 4 61,24 b 111,71 a Minggu ke 6 36,59 c 103,04 a Keterangan: angka yang diikuti huruf sama dalam kolom yang sama berbeda tidak nyata pada Uji DMRT dengan tingkat ketelitian 95%.
152
ISSN: 1411-8297 Agronomika Vol. 11, No. 2, Juli 2011
Gambar 3. Konsentrasi N terlindi pada perlakuan lama waktu inkubasi Pemberian
amelioran
biochar
berbahan baku limbah sagu suhu pirolisis 400o C selama tiga jam dan lama waktu inkubasi 3 minggu mampu meningkatkan sifat kimia tanah setelah dilindi air dan meningkatkan daya sangga tanah terhadap pelindian N. Kenyataan ini menunjukkan bahwa amelioran biochar dapat digunakan sebagai
amelioran
tanah
untuk
meningkatkan kesuburan tanah pada lahan kering. KESIMPULAN Pemberian amelioran biochar limbah sagu suhu pirolisis 400 oC dan diinkubasi 6 minggu meningkatkan kandungan sifat kimia tanah (pH, Al-dd, KPK, C-organik) dan daya sangga tanah paling tinggi terhadap pelindian N ditunjukkan dengan kandungan N terendah pada air lindian sebesar 33, 5%.
DAFTAR PUSTAKA Amonette J.E. and S. Joseph. 2009. Characteristics of Biochar: Microchemical Properties Hal 3343. In Lehmann, J. and S. Joseph, 2009. Biochar for Environmental Management. First published by Earthscan in the UK and USA in 2009. p 416. Balai Penelitian Tanah, 2009. Analisis Kimia Tanah, Tanaman, Air dan Pupuk. Balai Penelitian Tanah, Bogor. 234h. Brown, R., 2009. Biochar Production Technology. In: Biochar for Environmental Management: Science and Technology (Eds). J. Lehmannand S. Joseph. 2009. Biochar for Environmental Management. USA. p 416. Chan K.Y. and Z. Xu, 2009. Biochar: Nutrient Properties and Their Enhancement hal : 67-81 In Lehmann J. and S. Joseph, 2009. Biochar for Environmental Management. USA. p 416. Cheng C.H., J. Lehmann, and M.H. Engelhard, 2007. Natural oxidation of black carbon in soils: Changes in molecular form and surface charge along a climosequence. Geochimica
153
ISSN: 1411-8297 Agronomika Vol. 11, No. 2, Juli 2011 et Cosmochimica (2008):1598–1610.
Acta
72
Kalimantan, Indonesia. J. Agricultural Science. Vol. 2 No.1.
Hartati, T.M. 2001. Perbaikan Sifat Fisik Psamment Melalui Pemberian Bahan Andisol dan Limbah Olahan Sagu. Tesis. Program Pasca Sarjana Universitas Gadjah Mada. Yogyakarta.
Novak J.M., W.J. Busscher, D.W. Watts, D.A. Laird, M.A. Ahmedna, and M.A.S. Niandou, 2010. Short-Term CO2 Mineralization After Additions of Biochar and Switchgrass to a Typic Kandiudult. Geoderma 154:281–288.
Hartoyo dan T. Nurhajati, 1978. Pembuatan Briket Arang dari lima jenis Kayu. Laporan No. 103. Lembaga Penelitian hasil Hutan. Bogor. Ismangil, 2008. Potensi Batu Beku, Kalsit, dan Campurannya Sebagai Amelioran pada Tanah Lempung Aktivitas Rendah. Tesis. Ilmu Tanah. Fakultas Pertanian, UGM. 307 h. Laird, D., P. Flaming, D. D. Davis, R. Horton, B. Wang, and D. L. Karlen, 2010a. Biochar Impact on Nutrient Leaching from a Midwestern Agricultural Soil. Geoderma. 158 (2010): 436–442. Lehmann, J. 2007. Bio-energy in The Black. The Ecological Society of America. Department of Crop and Soil Sciences, College of Agriculture. 67-73 h. Lehmann J. and S. Joseph, 2009. Biochar for Environmental Management. USA. p 416. Liang B, J. Lehmann, D. Solomon, J. Kinyangi, J. Grossman, B. O’Neill, J. O. Skjemstad, J. Thies, F. J. Luiza˜o, J. Petersen, and E. G. Neves. 2006. Black Carbon Increases Cation Exchange Capacity in Soils. Published online August 22, 2006. Soil Sci. Soc. Am. J. 70: 1719-1730. Ecol Environ 5(7): 381–387. Masuli A. 2010. Rice Husk Biochar for Rice Based Cropping System in Acid Soil 1. The Characteristics of Rice Husk Biochar and Its Influence on the Properties of Acid Sulfate Soils and Rice Growth in West
154
Nurida, N.L, A.Dariah, and A. Rachman, 2008. Kualitas Limbah Pertanian Sebagai Bahan Baku Pembenah Tanah Berupa Biochar untuk Rehabilitasi Lahan. Prosiding Seminar Nasional dan Dialog Sumberdaya Lahan Pertanian. Buku II Teknologi Pengelolaan Sumberdaya Lahan. Bogor, 18-20 November 2008. Balai Besar Penelitian dan Pengembangan Sumberdaya Lahan Pertanian. Badan Penelitian dan Pengembangan Pertanian, Departemen Pertanian. Hal 211-218. Sastromijojo H., 1992. Spektroskopi Inframerah. Fakultas MiPA, UGM. Penerbit Liberty Yogyakarta.146 h. Sohi S., E.C. Lopez, E. Krull, and R.Bol., 2009. Biochar, Climate Change and Soil: A Review to Guide Future Research. CSIRO Land and Water Science Report. Standar Nasional Indonesia, 1995. Mutu dan Cara Uji Arang Aktif Teknis. Standar Nasional Indonesia (SNI) 06-3730-1995. Dewan Standar. Jakarta. Steiner, C., 2007. Slash and Char as Alternative to Slash and Burn: Soil Charcoal Amendments Maintain Soil Fertility and Establish a Carbon Sink. Cuvillier Verlag, Gottingen. Steiner, C., B.Glaser, W. G., Teixeira, J. Lehmann, W. E. H., Blum, and W. Zech. 2008. Nitrogen Retention and Plant Uptake on a Highly Weathered Central Amazonian Ferralsol Amended with Compost and
ISSN: 1411-8297 Agronomika Vol. 11, No. 2, Juli 2011 Charcoal. Journal of Plant Nutrition and Soil Science 171(6): 893-899. Subagyo, A., N. Suharta, and A. B. Siswanto. 2000. Tanah-tanah Pertanian di Indonesia. Dalam Sumberdaya Lahan Indonesia dan Pengelolaannya. Pusat Penelitian Tanah dan Agroklimat. Bogor. Syukur, A. 2005. Penyerapan Boron oleh Tanaman Jagung di Tanah Pasir Pantai Bugel dalam Kaitannya dengan Tingkat Frekuensi Penyiraman dan Pemberian Bahan Organik. Jurnal Ilmu Tanah dan Lingkungan. 5: 20-26.
Taiz L. and E. Zeiger. 2002. Plant Physiology. Sinauer Associates. p 690. Utari L., 2003. Keragaan Beberapa Varietas Kedelai di Lahan Pasir Pantai. Agr. UMY. 17-23 h. Van Ranst E., 1991. Regional Pedology. Soil of the Tropics and the Subtropics. State University Gent. Belgium. Whittaker D. 2000. Interpreting Organic Spectra. Departemen of Chemistry, University of Liverpool UK. Royal Society of Chemistry RSC. p 263.
155
