Filetype PDF | Diposting 12 Aug 2022 | 3 thn lalu
Authentication
digital resources
386x Tipe PDF Ukuran file 0.24 MB Source: media.neliti.com
J. Manusia & Lingkungan, Januari 2017, 24(1):1-10. DOI: 10.22146/jml.23077
PENYESUAIAN MUSIM TANAM, JENIS VARIETAS, DAN TEKNIK BUDIDAYA
TANAMAN PADI TERKAIT MITIGASI EMISI METANA
(Determination of Early Planting Season, Type Varieties, and Cultivation Techniques of Rice as
Mitigation to Methane Emission)
Lilik Slamet Supriatin*
Pusat Sains dan Teknologi Atmosfer, LAPAN, Jl. dr. Djundjunan 133, Bandung 40173.
*
Penulis korespondensi. Tel: 081394307769. Email: lilik_lapan@yahoo.com.
Diterima: 1 September 2016 Disetujui: 17 Desember 2016
Abstrak
Emisi metana (CH ) dari pertanian padi lahan sawah dapat dipengaruhi oleh faktor-faktor seperti cara pemberian
4
air, pengolahan tanah, varietas padi, dan iklim. Pada penelitian ini dikaji tahap penentuan musim tanam, pemilihan
varietas padi, dan tahap terakhir adalah teknik budidaya pertanian padi lahan sawah yang terkait mitigasi emisi CH .
4
Hasil kajian menunjukkan bahwa musim tanam padi pada musim kemarau menghasilkan emisi CH lebih kecil daripada
4
di musim hujan dengan pengurangan emisi CH4 sebesar 18,13%. Indonesia yang memiliki tiga tipe pola curah hujan
tahunan (monsunal, equatorial, lokal) mengakibatkan periode musim tanam rendah emisi CH berbeda antara tipe curah
4
hujan yang satu dengan lainnya. Varietas padi Way apo buru adalah varietas yang menghasilkan emisi CH4 terendah
tetapi tetap optimum dalam produksi gabah sehingga dapat dipilih menjadi prioritas pertama untuk ditanam. Teknik
budidaya pertanian padi lahan sawah yang menghasilkan rendah emisi CH4 dapat dilakukan dengan membuat genangan
air yang dangkal saja, dengan cara pemberian air berselang, dan kombinasi antara pemeliharaan padi, ganggang,
tanaman paku air, ikan air tawar, dan bakteri metanotrof dalam satu petak lahan sawah (mina padi plus). Pemberian air
dengan cara berselang menurunkan emisi CH pada musim kemarau sebesar 59,36% dan pada musim hujan sebesar
4
51,68% jika dibandingkan dengan pemberian air secara terus-menerus (kontinyu). Teknik budidaya mina padi plus
mengurangi emisi CH sebesar 21,5 kg/ha/musim tanam dan bakteri metanotrof mengurangi emisi CH ke atmosfer
4 4
sebesar 20-60 Tg. Sawah dapat dijadikan sebagai instalasi terbuka pengolahan udara berlimbah CH4.
Kata kunci: sawah, metana, mitigasi, teknik, budidaya, emisi, gas rumah kaca.
Abstract
Methane (CH4) emissions from rice cultivation can be influenced by several factors i.e. the provision of water, soil
cultivation, varieties of rice, and the climate. This study will examine the determination of the growing season, the
selection of rice varieties and cultivation techniques of rice agriculture-related wetland mitigation of the CH emission.
4
The results showed that the rice planting season in the dry season produces CH emissions is smaller than in the rainy
4
season with CH4 emission reduction of 18.13%. Indonesia, which has three types of annual rainfall patterns resulting in
periods of low growing season CH emissions differ between types of rainfall each other. Way apo buru rice species are
4
varieties that produce low emissions of CH4 but remains optimum in grain production. Cultivation techniques of rice
farming rice fields that produce low emissions of CH4 can be done by creating a pool of shallow water only, by way of
provision of water intermittent, and the combination of maintenance of rice, algae, plants salviniales, freshwater fish,
and bacteria metanotrof in a wetland. The provision of water by intermittent lowering emissions of CH in the dry
4
season by 59.36% and in the rainy season amounted to 51.68% when compared to the provision of water continuously
(continuous). Mina padi plus cultivation techniques reduce CH emissions by 21.5 kg/ha/planting and metanotrof
4
bacteria can reduce CH4 emissions to the atmosphere by 20-60 Tg.
Keywords: paddy field, mitigation, methane, technique, cultivation, emission, greenhouse gas..
PENDAHULUAN ditinggalkan, walaupun masih ada saja petani yang
menggunakan jenis kearifan lokal ini di beberapa
Secara tradisional penentuan musim tanam daerah. Jika menggunakan pengetahuan
padi di lingkungan petani dahulu biasanya agroklimatologi, awal musim tanam dapat
menggunakan kearifan lokal prakiraan musim ditentukan dengan memperhatikan pola curah hujan
tanam yang berkembang secara setempat, seperti bulanan, persepuluh harian (dasarian) atau
Pranata Mangsa di Jawa, Palontara di Sulawesi permingguan (Karim, 1985).
Selatan, atau Waruga di Bali. Perkembangan ilmu Pertanian padi sawah dihadapkan pada sebuah
pengetahuan dan teknologi benih serta agrokimia dilema, antara kepentingan ekonomi dan dampak
(pupuk dan insektisida) mengakibatkan penggunaan ekologi (dampak lingkungan). Pada sisi ekonomi,
kearifan lokal jenis ini mulai bergeser dan pertanian padi sawah diharapkan mampu
2 J. MANUSIA & LINGKUNGAN Vol. 24, No. 1
menghasilkan produksi padi yang maksimal setiap Biswas, 1979; Warneck, 1988). Peningkatan suhu
tahun dengan frekuensi tanam padi (musim tanam) bumi karena emisi dan konsentrasi CH4 disebabkan
yang diusahakan sampai 4 kali dalam setahun. Hal oleh dua hal, yaitu pertama efek gas rumah kaca
ini mengingat kebutuhan masyarakat Indonesia dari CH sendiri dan ke dua dari CH yang masuk
4 4
akan beras yang tinggi. Rata-rata konsumsi beras ke stratosfer akan merusak lapisan ozon sehingga
per kapita per tahun orang Indonesia adalah radiasi ultra violet matahari akan masuk ke bumi
termasuk tertinggi di dunia. Kebutuhan per kapita dengan intensitas yang lebih tinggi.
beras pada tahun 2014 adalah 130 kg (BPS, 2014). Kepedulian dan kesadaran akan adanya isu
Pada sisi ekologi dampak peningkatan emisi CH lingkungan berupa pemanasan global dan
4
berupa pemanasan global dan perubahan iklim yang perubahan iklim yang salah satunya disebabkan dan
dihasilkan oleh pertanian padi sawah ke lingkungan bersumber dari kegiatan budidaya padi sawah yang
harus mendapat perhatian. mengemisikan CH4 (metana) mengakibatkan
Intergovernmental Panel On Climate Change penentuan musim tanam untuk saat ini seharusnya
(IPPC, 1995) menyatakan bahwa secara global tidak saja memperhitungkan pola curah hujan,
besarnya emisi CH sumber alami berasal dari tetapi juga memperhatikan berapa besar emisi CH
4 4
lahan basah 72%, rayap 13%, laut 6%, dan lainnya yang akan dihasilkan jika padi ditanam pada musim
9%. Sumber antropogenik CH4 terdiri dari pertanian hujan atau di musim kemarau. Panjaitan dkk.
padi sawah 16%, peternakan hewan besar 23%, gas (2015) menyatakan bahwa emisi CH dipengaruhi
4
alam 26%, pembakaran biomassa 11%, dan limbah oleh pengelolaan air, pengolahan tanah, varietas
padat dan cair 24%. Sekitar 90% CH yang padi, dan iklim.
4
dilepaskan dari lahan sawah ke atmosfer bersumber Oleh karena itu masalah dari penelitian ini
dari tanaman padi dan sisanya sebanyak 10% dapat dirumuskan yaitu belum terdapatnya kajian
berasal dari gelembung air (ebullition). komprehensif dari tahap pertama yaitu waktu
Ditambahkan oleh Dewan Nasional Perubahan musim tanam, tahap ke dua pemilihan jenis
Iklim (DNPI, 2010) sektor pertanian menduduki varietas, dan tahap ke tiga teknik budidaya padi
emisi gas rumah kaca (CH , CO , N O, H O) sawah yang berorientasi untuk mitigasi
4 2 2 2
tertinggi ke tiga di Indonesia setelah emisi gas (pengurangan) emisi gas CH4. Jika setiap tahap-
rumah kaca dari perubahan tata guna lahan di tahap menanam padi sawah dari mulai penentuan
peringkat pertama dan pada peringkat ke dua adalah awal musim tanam, dilanjutkan dengan pemilihan
emisi gas rumah kaca dari lahan gambut. varietas padi serta teknik budidaya padi yang
Tanah sawah yang ditanami padi diperkirakan kesemuanya berorientasi pada emisi CH4 yang
mengemisi sebesar 20 - 120 juta ton CH4 per tahun minim, maka emisi CH4 ke atmosfer dapat
ke atmosfer. Emisi total tersebut berasal dari total berkurang dan potensi pemanasan global serta
luasan lahan dunia yang digunakan untuk budidaya perubahan iklim dapat dicegah dan diantisipasi.
6 2
padi sawah yang mencapai 1,45 x 10 km atau Tujuan penelitian ini adalah menganalisis dan
sekitar 10% dari total lahan pertanian dunia (Yagi memberikan informasi waktu musim tanam, jenis
dan Minami, 1990; Lelieveld dan Crutzen, 1993; varietas padi yang ditanam, dan teknik budidaya
Panjaitan dkk., 2015). Ditambahkan oleh Mosier tanaman padi yang minim menghasilkan emisi CH4.
dkk. (1994) yang menyatakan bahwa emisi CH
4
berkontribusi sebesar 15% dari total efek rumah METODE PENELITIAN
kaca yang dihasilkan oleh gas-gas rumah kaca.
Gas CH (metana) sebagai gas rumah kaca Pendekatan yang digunakan pada penelitian
4
yang terdapat di atmosfer akan berperan penting ini adalah pendekatan kuantitatif dengan metode
pada pemanasan global setelah gas rumah kaca penelitian adalah survey. Metode penelitian yang
jenis CO (karbon dioksida) (Rahmansyah dan digunakan untuk menentukan musim tanam padi
2
Sudiana, 2010). Kenaikan konsentrasi CH4 di yang dapat meminimumkan emisi CH4 adalah tidak
atmosfer sebesar 1,3 ppmv akan mengakibatkan secara langsung melakukan percobaan
°
peningkatan suhu global sebesar 1,3 C (Kiehl and (eksperimen) di lapangan, tetapi dengan studi
Dickenson, 1987). Peningkatan emisi dan literatur penelitian-penelitian sebelumnya dan
konsentrasi CH di atmosfer belakangan ini perlu menganalisis. Data fluks emisi CH yang dihasilkan
4 4
diantisipasi mengingat potensi dan daya pemanasan pada berbagai musim tanam adalah data sekunder.
global yang besar dari CH4. Bobot molekul (BM) Metode analisis yang digunakan untuk
CH yang besarnya hanya 16 (paling kecil dan memilih varietas padi yang minim emisi gas CH
4 4
ringan di antara bobot molekul gas rumah kaca tetapi optimum pada produksi adalah dengan
lainnya) berpotensi melayang sampai jauh masuk membuat rasio ekoefisiensi. Ekoefisiensi menurut
ke stratosfer tempat lapisan ozon (O3) berada dan Schmidheiny (1992) adalah suatu upaya untuk
akan merusak lapisan ozon tersebut (Biswas and memproduksi barang dan jasa secara lebih
Lilik Slamet Supriatin : Penyesuaian Musim Tanam 3
bermanfaat, dan secara kontinyu berusaha dan ulangan dari penelitian Suharsih (1999) dan
mereduksi konsumsi sumber daya dan pencemaran. Panjaitan dkk (2015).
Pertanian padi sawah menghasilkan barang berupa Berdasarkan Tabel 2 dapat diketahui secara
beras sebagai makanan pokok masyarakat rata-rata emisi CH pada musim hujan lebih besar
4
Indonesia dan dengan menanam varietas padi yang daripada musim kemarau untuk ke dua penelitian.
memperhatikan emisi CH berarti mereduksi Pada penelitian Suharsih dkk (1999), emisi CH
4 4
pencemaran yang dihasilkan oleh pertanian padi rata-rata pada musim kemarau adalah 66,872
sawah. Rasio antara emisi CH4 yang dihasilkan kg/ha/musim tanam lebih kecil jika dibandingkan
selama penanaman varietas padi tertentu terhadap pada musim hujan (79,002 kg/ha/musim tanam).
produksi beras suatu varietas padi oleh penulis Jika dipersentasekan, maka penanaman padi atau
disebut dengan rasio ekoefisiensi. Formulasi untuk musim tanam padi yang dilakukan pada musim
menentukan rasio ekoefisiensi (RE) tersaji pada hujan akan menghasilkan emisi CH4 yang lebih
persamaan 1 berikut. tinggi sebesar 18,13% jika dibandingkan padi
ditanam pada musim kemarau.
Demikian juga dengan penelitian yang
dilakukan oleh Panjaitan dkk (2015), emisi CH
4
Data yang digunakan untuk membuat rasio rata-rata pada musim kemarau sebesar 0,467
2
ekoefisiensi adalah emisi CH4 dan produksi mg/m /menit yang lebih kecil daripada musim
berbagai varietas padi yang merupakan data tanam yang dilakukan pada musim hujan (0,687
2
sekunder. Tabel 1 menyajikan data emisi CH4 dan mg/m /menit). Penanaman padi pada musim hujan
produksi gabah yang dihasilkan beberapa varietas akan menghasilkan emisi CH yang lebih tinggi
4
padi. sebesar 47,10% daripada padi ditanam pada musim
Metode yang digunakan untuk menentukan kemarau. Perbedaan nilai persentase yang dihasil
teknik budidaya tanaman padi yang dapat kan oleh ke dua penelitian dapat disebabkan karena
meminimumkan emisi gas CH4 adalah dengan pengaruh dari pH air hujan, jenis varietas padi yang
melakukan studi pustaka dan analisis. Data tentang ditanam, jenis tanah, dan teknik budidaya yang
teknik budidaya padi dan emisi CH4 adalah data digunakan, tetapi pada umumnya musim tanam
sekunder. Berdasarkan studi pustaka tersebut dan padi yang dilakukan pada musim hujan selalu
analisis akan ditentukan teknik budidaya tanaman menghasilkan emisi CH lebih tinggi daripada
4
padi yang dapat meminimumkan emisi CH4. melakukan tanam padi pada musim kemarau.
Tabel 1. Emisi CH dan produksi beberapa varietas
HASIL DAN PEMBAHASAN 4
padi.
Pada pertanian padi lahan sawah, gas CH
4 Varietas Padi Emisi CH Produksi gabah
4
dihasilkan dari pembusukan bahan organik yang (kg/ha) (kg/ha)
terdapat pada lahan sawah yang tergenang (kondisi Banyuasin 171 2670
anaerob). Bahan organik ini dapat berasal dari Batang Anai 196 4500
eksudat akar dan sisa tanaman padi yang menjadi Batanghari 100 1560
substrat bagi bakteri metanogen untuk Cisadane 218 6400
menghasilkan CH . Metana yang telah dihasilkan Dodokan 74 3300
4
oleh bakteri metanogen akan disalurkan melalui IR 36 112 4900
pembuluh aerenkim tanaman padi untuk IR 64 176 6700
dilepas/diemisikan ke atmosfer. Mamberamo 173 7400
Banyak sudah penelitian tentang pengaruh Maros 117 4300
Muncul 127 4600
musim tanam padi pada emisi CH4 yang dihasilkan. Punggur 182 4050
Beberapa diantaranya oleh Suharsih dkk (2000) dan Tenggulang 121 3220
Panjaitan dkk (2015). Tabel 2 menyajikan fluks Way Apo Buru 154 7400
emisi CH yang dihasilkan oleh beberapa perlakuan Sumber: Setyanto & Suharsih (2005), Susilawati dkk.
4
(2009).
Tabel 2. Fluks emisi CH pada kondisi dua musim berbeda.
4
1 2 2
Ulangan/ Emisi CH4 (kg/ha/musim) Emisi CH4 (mg/m /menit)
Perlakuan Musim kemarau Musim hujan Musim kemarau Musim hujan
1 99,83 145,94 0,516 0,643
2 34,54 46,19 0,454 0,659
3 31,28 45,92 0,466 0,663
4 93,67 91,58 0,456 0,709
5 75,04 65,38 0,431 0,759
1 2
Sumber : Suharsih dkk (1999); Panjaitan dkk (2015).
4 J. Manusia & Lingkungan Vol. 24, No. 1
Ke dua hasil penelitian sebelumnya sesuai air, udara), termasuk juga bakteri metanogen
dengan penelitian yang telah dilakukan oleh sebagai penghasil metana biogenik (metana yang
Sumirat dan Solehudin (2009). Berdasarkan dihasilkan oleh organisme). Diperkirakan total
penelitian pada 3 lokasi lahan (lahan terbuka, lahan jumlah bakteri yang mendiami muka bumi ini
sawah dan hutan sekunder di Kalimantan Selatan), adalah 5x1030 (Madigan dkk., 2009).
Sumirat dan Solehudin (2009) mendapatkan Air hujan selain memberikan dampak fisik
koefisien korelasi (r) antara curah hujan dengan pada lahan sawah (ketinggian genangan air dan
emisi CH adalah 0,33. Hal ini menunjukkan suhu air), juga mengandung aspek kimia berupa
4
semakin besar curah hujan, maka semakin tinggi kandungan CO terlarut dalam air hujan.
2
fluks emisi CH4 sehingga emisi CH4 pada musim Karbondioksida (CO2) yang terdapat di atmosfer
hujan lebih besar daripada di musim kemarau. dapat tercuci dan terbawa ke permukaan tanah
Emisi CH pada musim penghujan lebih tinggi bersamaan air hujan yang jatuh. Karbondioksida
4
daripada di musim kemarau pada lahan sawah (CO ) yang terlarut dalam air hujan yang jatuh di
2
disebabkan oleh enam faktor pendukung lahan sawah dapat menjadi substrat bagi bakteri
pembentukan CH . Pertama pada musim hujan, metanogen untuk menghasilkan metana (CH ).
4 4
lahan sawah memiliki volume genangan air yang Reaksi pembentukan CH4 dari CO2 disajikan pada
lebih tinggi daripada di musim kemarau karena persamaan 2.
+
mendapat tambahan air berlebih dari air hujan. Ke CO + 8H + bakteri matanogen → CH + 2H O +
2 4 2
dua, pada budidaya padi lahan sawah, di dasar Energi (2)
permukaan lahan sawah terbentuk lapisan tapak Berdasarkan analisis dari beberapa penelitian
bajak (hard pen) yang bersifat kedap air sehingga yang dilakukan, semuanya menunjukkan bahwa
air hujan yang jatuh di lahan sawah tidak dapat pada musim hujan emisi CH dari pertanian padi
4
berinfiltrasi dan akan semakin menaikkan sawah lebih besar daripada di musim kemarau. Hal
ketinggian genangan air di dalam lahan sawah ini tidak berarti musim tanam padi harus dilakukan
dengan sifat genangan air yang diam (statis). pada musim kemarau untuk meminimkan emisi
Semakin tinggi genangan air pada suatu badan air CH4. Pada musim kemarau memang emisi CH4
(termasuk lahan sawah), maka kondisi badan air lebih kecil daripada di musim hujan, tetapi
akan semakin bersifat anaerob dan akan pertanyaan selanjutnya adalah apakah kebutuhan air
meningkatkan suhu air (Setyanto dan Suharsih, tanaman padi pada musim kemarau dapat terpenuhi
2005). Pembentukan metana berbanding lurus jika saja mengandalkan dari air hujan. Dengan
dengan suhu. Semakin tinggi genangan air akan demikian untuk menentukan musim tanam padi
memicu peningkatan suhu air dan akan yang optimum menghasilkan emisi CH dan
4
menstimulasi pembentukan emisi metana yang kebutuhan air dapat terpenuhi harus dicek dengan
semakin besar (Treenberth, 1994). Ke tiga, air pola curah hujan tahunan lokasi setempat yang akan
hujan selain menambah ketinggian genangan air ditanami.
pada lahan sawah juga memberikan material Indonesia memiliki tiga tipe pola curah hujan,
organik yang terbawa bersamaan aliran permukaan yaitu tipe monsunal, equatorial, dan lokal. Gambar
(run off) air hujan dan diendapkan di lahan sawah. 1 menyajikan tiga tipe pola curah hujan di
Material organik ini berasal dari butiran tanah yang Indonesia dan cakupan daerahnya.
tererosi oleh air hujan. Material organik ini dapat Berdasarkan Gambar 1 dapat diketahui bahwa
menjadi substrat bakteri metanogen untuk kawasan Indonesia menurut tipe pola curah hujan
menghasilkan CH4. Ke empat, curah hujan yang tahunan dapat dibagi menjadi 3 tipe pola curah
intensif pada saat musim hujan menguntungkan hujan yaitu pola monsunal, equatorial, dan lokal.
tanaman padi karena ketersediaan air menjadi Pola curah hujan tipe monsunal memiliki musim
cukup untuk pertumbuhan tanaman dan basah (musim hujan) dari November–Februari dan
menghasilkan eksudat akar yang lebih banyak. musim kemarau dari Mei–Agustus. Lokasi dengan
Eksudat akar ini adalah substrat bagi bakteri curah hujan tipe equatorial memiliki 2 periode
metanogen dalam menghasilkan emisi CH4, musim hujan dalam setahun yaitu dari Januari–
semakin banyak eksudat akar yang dihasilkan akan April dan September–Desember dengan musim
mempertinggi emisi CH4 (Das dan Baruah, 2008). kemarau dari Mei–Agustus. Lokasi dengan curah
Ke lima, pembusukan material organik secara hujan tipe lokal memiliki periode musim hujan
anaerob pada musim hujan lebih tinggi daripada di yang lebih panjang dari April–Agustus dan
musim kemarau. Ke enam, bakteri adalah memiliki 2 periode musim kemarau yaitu dari
mikroorganisme yang bersifat ubikuotus yang Januari–Maret dan September-Desember.
berarti bahwa jumlah bakteri berlimpah dan dapat Berdasarkan pertimbangan kebutuhan air tanaman
ditemukan di hampir semua tempat di dunia (darat, dari curah hujan dan minimnya emisi CH yang
4
no reviews yet
Please Login to review.
