Emisi Karbon Dioksida (CO2) dan Metan (CH4) pada Perkebunan Kelapa Sawit di Lahan Gambut yang Memiliki Keragaman dalam Ketebalan Gambut dan Umur Tanama

Abstract

The total area of peatland in Indonesia is about 20 million ha and average oil palm yield on peatland can reach 23 tons Fresh Fruit Bunches (FFB)/(ha year). Therefore, peatlands have considerable potential for development of oil palm agribussines in Indonesia. However, peatlands contain one-third of global soil carbon and total stocks represent 70 years of current annual global emissions from fossil fuel burning. This carbon store is now being released to the earth’s atmosphere through fire and respiration, both increased by drainage. CO2 and CH4 gases are part of the greenhouse effect on global warming. CO2 and CH4 gas fluxes vary with stage of plant growth, depending on management practices for soil and plant (such as drainage and fertilization) and characteristics of peatland, including water level, and the thickness and maturity of peat deposit. The research was conducted on Meulaboh (West Aceh) from May 2008 until May 2009. Measurements of CO2 and CH4 flux were carried out by applying a closed chamber method and subsequent laboratory analysis. The objectives of this study were (1) to characterize physicochemical conditions of peatland used for oil palm, (2) to study the effect of N application on peat soil with different levels of maturity to the CO2 flux, (3) to evaluate CO2 and CH4 flux in rhizosphere and non rhizosphere soil in oil palm field in relation to drainage, peat thickness and plant age. Peatlands around Meulaboh characteristically have pH H2O 2.9 – 3.9, pH KCl 2.23 - 3.07. Water content per unit dry weight depends on peatland maturity level (fibric: 540 - 1187%, hemic: 268 - 480% and sapric: 106 - 242%). Ash content per unit dry weight varied from 1.8 – 5.9%, and C-organic content 53.4 – 57.6%. Peat total acidity is 4.2 – 6.4 me g-1, COOH content 0.02 - 0.16 me g-1 and phenolic-OH content 4.2 – 6.2 me g-1. In a laboratory study, application of nitrogen fertilizer on peat soil was found to increase CO2 emission. The rate of CO2 emission was 10 - 40 t ha-1 yr-1. The CO2 emission showed that: (1) there was a tendency in CO2 flux to be higher in the rainy season than in the dry season, (2) measured flux in oil palm fields decreased with age (1-10 years), (3) CO2 flux in rooted peat was on average 50% higher than non- rooted peat, (4) there was a tendency for the CO2 flux to decrease with increasing peat thickness, (5) the type land used was one of factors affecting the CO2 flux, (6) In general, CO2 flux increased with increasing the depth of water table. However, reverse pattern was also found, and another pattern where CO2 flux was independent on the depth of water table. The increasing depth of water table seemingly impacted on the decrease of CH4 flux

Gambut menyimpan fraksi besar sumber karbon di daratan bumi hingga 528.000 Mt yang dapat hilang karena proses dekomposisi. Lahan gambut memiliki potensi tinggi dalam memenuhi kebutuhan investasi untuk perluasan kebun kelapa sawit, hal ini terkait dengan Indonesia sebagai negara yang memiliki lahan gambut tropik terluas dari total gambut tropik di Asia Tenggara (20,073 juta ha) dan adanya fakta bahwa kelapa sawit pada lahan gambut mampu berproduksi tinggi terutama pada lahan gambut saprik yang dapat mencapai produksi rata-rata 23,08 ton tandan buah segar per hektar per tahun. Namun pengembangan agribisnis kelapa sawit di lahan gambut dapat merupakan sumber emisi gas rumah kaca seperti gas CO2 and CH4. Oleh karena itu, dengan semakin pesatnya perkembangan agribisnis kelapa sawit, kajian mendalam tentang emisi CO2 dan CH4 yang sangat dipengaruhi oleh teknik pengelolaan kebun kelapa sawit dan karakteristik inhern dari gambut perlu dilaksanakan, karena pelepasan CO2 dan CH4 dari lahan gambut ke atmosfer sangat berpengaruh nyata dalam pemanasan global. Penelitian emisi CO2 dan CH4 dilaksanakan di lahan gambut Meulaboh, Aceh Barat dan di Laboratorium Kesuburan Tanah dan Bioteknologi Tanah Fakultas Pertanian, Program Studi Ilmu Tanah, Institut Pertanian Bogor pada bulan Mei 2008 sampai dengan Mei 2009. Penelitian ini bertujuan untuk (1) mengkarakterisasi sifat fisiko kimia gambut yang berkaitan erat dengan emisi CO2 dan CH4 pada kebun kelapa sawit yang memiliki keragaman dalam ketebalan gambut, umur tanaman dan tingkat kematangan gambut, (2) mempelajari pengaruh dosis N terhadap fluks CO2 pada bahan gambut dengan tingkat kematangan yang berbeda, (3) mengevaluasi emisi CO2 dan CH4 di rhizosfer dan non rhizosfer pada perkebunan kelapa sawit yang memiliki keragaman dalam ketebalan gambut dan umur tanaman. v Sampel bahan gambut yang digunakan untuk karakterisasi sifat fisiko kimia gambut dan percobaan pengaruh dosis N berasal dari kebun kelapa sawit di Desa Suak Puntong, Suak Raya dan Cot Gajah Mati yang dikelompokkan berdasarkan tingkat kematangan gambut. Percobaan pengaruh dosis N disusun dengan menggunakan rancangan percobaan faktorial dalam rancangan acak lengkap (RAL) dengan tiga kali ulangan. Faktor pertama adalah dosis pupuk N (N) yang terdiri dari 5 taraf yaitu: 0 g/100 g gambut (n0), 0,25 g/100 g tanah (n1), 1 g/100 g tanah (n2), 4 g/100 g tanah (n3), 16 g/100 g tanah (n4). Faktor kedua adalah tingkat kematangan gambut (G) yang terdiri dari fibrik (g1), hemik (g2), dan saprik (g3). Dengan demikian diperoleh 15 kombinasi percobaan yaitu n0 g1, n0 g2, n0 g3, n1 g1, n1 g2, n1 g3,n2 g1, n2 g2, n2 g3, n3 g1, n3 g2, n3 g2, n4 g1, n4 g2, n4 g3. Sedangkan untuk mengkaji emisi CO2 dan CH4 dilakukan serangkaian kegiatan yang diawali dengan penentuan lokasi kebun kelapa sawit, pembuatan transek, pemasangan sungkup permanen, pengambilan sampel gas dan analisis gas di lapang dengan menggunakan alat kromatografi gas tipe CP-400 yang dilengkapi dengan program Galaxie CDS. Beberapa karakteristik tanah gambut Meulaboh, Aceh Barat menunjukkan bahwa pH H2O=2,9 - 3,9 dan pH KCl= 2,23 - 3,07, kadar air tergantung pada tingkat kematangan gambut (gambut fibrik= 539,9 - 1187,4%, hemik=268,5 - 479,8%, dan saprik=105,7 - 242,5%), kadar abu 1,8 - 5,9%, kandungan C-organik 53,4-57,6%, kandungan bahan organik 94,1 - 98,1%, kandungan kemasaman total gambut 4,2 - 6,4 me g-1, kandungan COOH 0,02 - 0,16 me g-1 dan kandungan fenolat-OH 4,2 - 6,2 me g-1. Hasil pengaruh dosis pupuk N pada bahan gambut menunjukkan bahwa terdapat interaksi antara dosis urea dengan tingkat kematangan gambut terhadap fluks CO2 bahan gambut. Pemupukan urea dengan dosis 0,25 - 4 g/100 g gambut yang diinkubasi satu minggu berkontribusi terhadap peningkatan fluks CO2. Rata-rata emisi CO2 berkisar antara 10 - 40 t ha-1 th-1. Hasil evaluasi data emisi CO2 menunjukkan bahwa: (1) terdapat kecenderungan emisi CO2 musim hujan lebih besar daripada musim kemarau, (2) pengukuran emisi CO2 pada kebun kelapa sawit menurun dengan umur (1-10 tahun), (3) emisi CO2 di rhizosfer dapat mencapai 4 kali lebih besar daripada emisi CO2 di non rhizosfer, (4) Terdapat vi kecenderungan emisi CO2 semakin menurun dengan semakin tebal gambut, (5) tipe penggunaan lahan merupakan salah satu faktor yang mempengaruhi besarnya emisi CO2, (6) secara umum emisi CO2 semakin meningkat dengan semakin dalam muka air tanah, namun dijumpai juga pola hubungan sebaliknya dan pola lain dimana emisi CO2 tidak bergantung pada kedalaman muka air tanah. Untuk emisi CH4, semakin dalam muka air tanah, jumlahnya semakin menurun.