Dinamika Fluks CO2 pada Perkebunan Kelapa Sawit di Lahan Gambut
Abstract
The use of peatlands for plantations has received international attention related to environmental issues, namely the release of carbon suspected to be in large quantities. The release of carbon in the form of CO2 from peatlands is also related with increasing global temperatures. The release of CO2 from the soil surface is also known as CO2 flux. The CO2 flux from oil palm plantations has so far been estimated from the results of CO2 flux measurements in the inter row, but not much from the harvesting path. In the harvesting path, the cover plants were less and more exposed when compared to inter row. This condition allows for different environmental conditions that can affect the CO2 flux. For this reason, it is also necessary to measure CO2 flux at the harvesting path to get a more precise value of CO2 flux in estimating CO2 flux from oil palm plantations.
CO2 flux can be partitioned into fluxes from oil palm root respiration, litter decomposition, and peat material decomposition.Measurement of CO2 flux to separate the source of flux from oil palm root respiration and peat material decomposition is generally done by comparing the flux produced at a distance of 3.5 – 4.5 m from the oil palm trunk by plot trenching or root cutting method. At this distance, it is still possible to contribute plant root respiration to flux. Cutting roots can minimize the effect of root respiration. However, dead roots are a source of new organic matter for microbial activity, thereby contributing to the measured CO2 flux. CO2 flux measurements carried out at sites far from oil palm can minimize the influence of the contribution of plant roots to flux so that more precise data on the contribution of root respiration, litter and peat material decomposition to flux obtained. Thus, the aim of this study was to determine the spatial and temporal dynamics of CO2 flux, the contribution of root respiration and litter decomposition to flux, and their relationship to environmental factors in oil palm plantations on peatlands.
The research was conducted in Pangkalan Pisang Village, Koto Gasib District, Siak Regency, Riau Province. Measurement of CO2 flux was carried out in oil palm plantations with a plant age of 14 years and bushland dominated by ferns (Nephrolepis sp). The location of the bushland in this study is still in oil palm plantations. Measurement of CO2 flux using an infrared gas analyzer (IRGA) was carried out in harvesting path, inter row and bushland. Estimation of CO2 flux from oil palm plantations is based on the value of CO2 flux from harvesting path and inter row that contain litter on the soil surface. Flux measurements without litter were also carried out to estimate the litter contribution to CO2 flux. Flux measurements were repeated every three to four days from May to September 2019.
Results showed the dynamics of the CO2 fluxes spatially and temporally. The difference in flux values that occur indicates that although on the same expanse of land with plant age, air humidity, air temperature, soil temperature, and groundwater table depth are relatively the same, the flux values produced at each measurement site are different both in value and pattern of CO2 flux. Spatially, the flux in oil palm plantation and bushland ranged from 4.66 – 8.77
and 2.72 – 3.39 g C-CO2 m2/day, respectively. Temporally, CO2 flux in oil palm plantation and bushland ranged from 2.87 – 10.96 and 0.55 – 6.39 g C-CO2 m2/day, respectively. The contribution of oil palm roots respiration and litter decomposition 47.6 and 6.1%, respectively. These results confirm that plant roots respiration plays an important role in releasing carbon from the soil surface. CO2 flux in oil palm plantations was significantly negatively correlated with soil moisture content in the range of 145 – 450% (w/w), but not significantly correlated with groundwater level, air humidity, air temperature, soil temperature and solar radiation Pemanfaatan lahan gambut menjadi lahan perkebunan mendapatkan sorotan internasional terkait isu lingkungan yakni pelepasan karbon yang ditengarai dalam jumlah besar. Pelepasan karbon berupa CO2 dari lahan gambut juga dikaitkan dengan peningkatan suhu global. Pelepasan CO2 dari permukaan tanah disebut juga sebagai fluks CO2. Fluks CO2 dari perkebunan kelapa sawit selama ini diestimasi dari hasil pengukuran fluks CO2 pada daerah gawangan mati (inter row), namun tidak banyak dari gawangan hidup (harvesting path). Pada gawangan hidup, tumbuhan yang tumbuh lebih sedikit dan lebih terbuka bila dibandingakn dengan gawangan mati. Perbedaan kondisi ini memungkinkan akan memberikan perbedaan kondisi lingkungan yang dapat mempengaruhi fluks CO2. Untuk itu perlu juga dilakukan pengukuran fluks CO2 pada gawangan hidup untuk mendapatkan nilai fluks CO2 yang lebih tepat dalam pendugaan fluks CO2 dari perkebunan kelapa sawit.
Fluks CO2 dapat bersumber dari aktivitas respirasi perakaran tanaman kelapa sawit, dekomposisi bahan gambut ataupun dekomposisi serasah di permukaan tanah. Pengukuran fluks CO2 untuk memisahkan sumber fluks baik dari respirasi perakaran tanaman dan aktivitas mikrob dalam mendekomposisi bahan gambut banyak dilakukan dengan membandingkan fluks yang dihasilkan pada jarak 3,5 – 4,5 m dari batang kelapa sawit dengan pembuatan plot trenching atau pemotongan akar. Pada jarak ini masih memungkinkan terdapatnya kontribusi respirasi perakaran tanaman terhadap fluks. Pemotongan akar dapat meminimalisir pengaruh respirasi akar namun akar yang mati diduga dapat menjadi sumber bahan organik baru untuk aktivitas mikrob sehingga berkontribusi terhadap fluks CO2 yang terukur. Untuk meminimalisir hal tersebut, dilakukan pengukuran fluks CO2 di titik yang jauh dari tanaman kelapa sawit agar pengukuran kontribusi respirasi akar, serasah dan bahan gambut terhadap fluks didapat dengan data yang lebih tepat. Sehingga tujuan dari penelitian ini adalah untuk menetapkan dinamika spasial dan temporal fluks CO2, kontribusi respirasi akar dan dekomposisi serasah terhadap fluks, serta hubungannya dengan faktor lingkungan pada perkebunan kelapa sawit di lahan gambut.
Penelitian dilaksanakan di Desa Pangkalan Pisang, Kecamatan Koto Gasib, Kabupaten Siak, Provinsi Riau. Pengukuran fluks CO2 dilakukan di perkebunan kelapa sawit dengan umur tanaman 14 tahun dan lahan semak belukar yang didominasi oleh tumbuhan pakis (Nephrolepis sp). Lokasi lahan semak belukar dalam penelitian ini masih berada dalam perkebunan kelapa sawit. Pengukuran fluks CO2 menggunakan infra red gas analyzer (IRGA) yang dilakukan di gawangan hidup, gawangan mati dan lahan semak belukar. Pendugaan fluks CO2 dari perkebunan kelapa sawit didasarkan pada nilai fluks CO2 dari gawangan hidup dan gawangan mati yang terdapatnya serasah. Pengukuran fluks tanpa serasah juga dilakukan untuk menduga kontribusi serasah terhadap fluks CO2. Pengukuran fluks dilakukan secara berulang setiap tiga hingga empat hari dari bulan Mei hingga September 2019.
Hasil penelitian memperlihatkan adanya dinamika spasial dan temporal. Perbedaan nilai fluks yang terjadi mengindikasikan bahwa walaupun berada pada hamparan lahan yang sama dengan umur tanaman, kelembaban udara, suhu udara, suhu tanah dan kedalaman muka air tanah yang relatif sama, nilai fluks yang dihasilkan pada setiap titik pengukuran berbeda baik besaran maupun pola fluks CO2. Secara spasial, fluks CO2 pada perkebunan kelapa sawit dan semak belukar berada pada kisaran 4,66 – 8,77 dan 2,72 – 3,39 g C-CO2/m2/hari. Secara temporal, fluks CO2 pada perkebunan kelapa sawit dan semak belukar berada pada kisaran 2,87 – 10,96 dan 0,55 – 6,39 g C-CO2/m2/hari. Kontribusi perakaran tanaman kelapa sawit dan dekomposisi serasah terhadap fluks sebesar 47,6 dan 6,1%. Hasil ini semakin menegaskan bahwa perakaran tanaman berperan penting terhadap pelepasan karbon dari permukaan tanah. Fluks CO2 pada perkebunan kelapa sawit berkorelasi negatif nyata dengan kadar air tanah yang berada dikisaran 145 – 450% (b/b), namun berkorelasi tidak nyata dengan muka air tanah, kelembaban udara, suhu udara, suhu tanah dan radiasi matahari.
Collections
- MT - Agriculture [3683]