Uji Plot Lysimeter: Dampak Reaksi Pozolanik, Pergerakan Hara dan Perbaikan Sifat Tanah Masam Melalui Ameliorasi Coal Fly Ash

Abstract

Pemberlakuan Peraturan Pemerintah (PP) No. 22 Tahun 2021 tentang Penyelenggaraan Perlindungan dan Pengelolaan Lingkungan Hidup, yang mengeluarkan fly ash bottom ash (FABA) dari kategori limbah B3, merupakan terobosan penting dalam kebijakan nasional Indonesia. Hal ini membuka potensi pemanfaatan fly ash dan bottom ash, khususnya coal fly ash (CFA), sebagai pembenah tanah. Namun, pemanfaatan CFA di Indonesia masih terbatas, sebagian besar karena kekhawatiran terkait potensi pencemaran dan sifat pozolaniknya. Tujuan penelitian ini adalah untuk menjelaskan pengaruh aplikasi CFA dosis tinggi pada perbaikan beberapa sifat fisika dan kimia serta dampak reaksi pozolanik pada tanah masam terhadap pertumbuhan dan produktivitas tanaman jagung (Zea mays L.) sebagai tanaman indikator, dan juga menghitung konsentrasi hara dari air lindian pada plot lysimeter. Penelitian ini dilaksanakan di Kebun Percobaan Taman Bogo, Lampung Timur, yang merupakan pewakil ekosistem lahan kering berpasir dengan pH tanah masam. Perlakuan yang digunakan adalah 0%, 3%, 6% dan 12% CFA dengan ulangan lima kali. Analisis data dilakukan secara statistik menggunakan uji keragaman (ANOVA) dengan selang kepercayaan 95%, pengaruh beda nyata dari faktor peubah akibat perlakuan serta interaksinya dilakukan uji beda nyata terkecil Fisher pada taraf nyata 95% (a = 5%). CFA yang digunakan berasal dari PLTU Sebalang, Lampung Selatan dengan kandungan CaO 10,31-11,31%. Hasil penelitian menunjukkan bahwa CFA memiliki potensi untuk menjadi pembenah tanah pada lahan kering masam berpasir. CFA mampu memperbaiki porositas tanah berpasir ditandai dengan menurunnya bobot isi dan meningkatnya ruang pori total secara konsisten selama dua musim tanam, sehingga kapasitas air tersedia bagi tanaman meningkat pesat. CFA juga mampu meningkatkan pH tanah pada lahan kering masam, dan meningkatkan konsentrasi kation basa dan hara N, P dan K. Namun demikian, pada musim tanam (MT) kedua, terjadi peningkatan tahanan penetrasi (PR) tanah pada kedalaman 0-20 cm pada aplikasi 6% dan 12% CFA, meskipun masih dibawah ambang batas kompaksi pada tanah berpasir, sehingga tidak mengganggu pertumbuhan akar jagung. Hal tersebut diduga merupakan indikasi terjadinya reaksi pozolanik sesudah aplikasi CFA. Penelitian ini juga menunjukkan bahwa peningkatan dosis CFA mampu menurunkan kehilangan tanah meskipun aliran permukaan cenderung meningkat. Penyebabnya kedua hal tersebut adalah terbentuknya kerak pada permukaan tanah. Selain itu hasil penelitian ini menunjukkan bahwa hara-hara yang berpotensi hilang dari sistem perakaran adalah hara-hara dengan mobilitas tinggi. Aplikasi 12% CFA menghambat pertumbuhan tanaman pada MT 1 karena ketidakseimbangan hara dan tingginya garam-garam terlarut, sehingga mengurangi produktivitas jagung. Pada MT 2 produktivitas jagung meningkat seiring dengan peningkatan dosis CFA. Aplikasi 6% CFA merupakan dosis optimum dalam mendukung perbaikan sifat fisika-kimia tanah dan produktifitas jagung yang ditanam pada lahan kering masam berpasir.

The enactment of Government Regulation (PP) No. 22 of 2021 on Environmental Protection and Management, which removes fly ash and bottom ash (FABA) from the category of hazardous and toxic waste (B3), represents an important breakthrough in Indonesia’s national policy. The enactment opens up the potential for utilizing fly ash and bottom ash, particularly coal fly ash (CFA), as a soil amendment. However, the use of CFA in Indonesia remains limited, mainly due to concerns about potential contamination and its pozzolanic properties. This study aims to examine the effects of high-dose CFA application on the improvement of several physical and chemical soil properties, as well as the impact of pozzolanic reactions on acidic soils on the growth and productivity of maize (Zea mays L.) as an indicator crop, and to measure nutrient concentrations in leachate water from lysimeter plots. This research was conducted at the Taman Bogo Experimental Garden, East Lampung, which represents the ecosystem of sandy upland with acidic soil pH. The treatments used were 0%, 3%, 6%, and 12% CFA with five replications. Data analysis was performed statistically using Analysis of Variance (ANOVA) with a 95% confidence interval. Significant differences between factors and interactions were analyzed using the Fisher’s Least Significant Difference (LSD) test at the 95% significance level (a = 5%). The CFA used in this study was obtained from the Sebalang Coal-Fired Power Plant (PLTU), South Lampung, with a CaO content of 10.31-11.31%. The results of the study indicate that CFA has the potential to be a soil amendment for sandy, acidic upland soils. CFA improved soil porosity, as evidenced by a decrease in bulk density and increased total pore space consistently over two planting seasons, resulting in a significant increase in available water capacity for plants. CFA also increased soil pH in acidic upland soils and enhanced the concentration of base cations and nutrients such as N, P, and K. However, during the second planting season, there was an increase in soil penetration resistance (PR) at a depth of 0-20 cm with the application of 6% and 12% CFA, although it remained below the compaction threshold for sandy soils, thus not interfering with maize root growth. The increased PR indicates the occurrence of pozzolanic reactions following CFA application. This study also showed that increasing CFA doses reduced soil loss, although surface runoff tended to increase. Both of these effects were caused by the formation of a crust on the soil surface. Additionally, this study demonstrated that high-mobility nutrients are more likely to be lost from the root system. The 12% CFA application inhibited plant growth during season 1 due to nutrient imbalance and high concentrations of dissolved salts, which reduced maize productivity. The study further revealed that the 6% CFA application was optimal dosage to improve soil physical-chemical properties and maize productivity when planted on sandy, acidic upland soils.