MORFOLOGI, KARAKTER DAN NERACA KARBON TANAH SAWAH PADA PENGELOLAAN SECARA ORGANIK DAN KONVENSIONAL DI SAWANGAN, MAGELANG

Erwin Prastowo, Dr. Ir. Benito Heru Purwanto, M. P., M.Agr. Sc

2012 | Tesis | S2 Ilmu Tanah

Tanah sawah memperlihatkan morfologi dan karakter yang berbeda-beda pada jenis tanah dan pengelolaan tertentu. Sawah seharusnya tidak hanya diupayakan untuk mencapai produksi padi yang tinggi tetapi juga harus mampu mengendalikan aliran karbon (C). Penelitian untuk mengevaluasi morfologi, karakter, neraca C, fraksi labil C (C-organik partikular, Cpom; C biomasa mikrobia, Cmb; C larut air, Cws), C-humat, C-fulvat, indeks berkelanjutan, kelarutan Fe-Mn dalam pelarut selektif (ditionit sitrat bikarbonat, Fed-Mnd; oksalat masam, Feo-Mno; dan natrium pirofosfat, Fep-Mnp), serapan nitrogen (N) dan produksi padi pada sawah-sawah organik dan konvensional dilakukan di Sawangan, Magelang, Jawa Tengah. Pencuplikan dilakukan secara berjenjang dengan memilih lokasi-lokasi sawah yang memiliki pengelolaan organik dan konvensional. Pencuplikan tanah, air dan jaringan padi dilaksanakan pada 5 lokasi yang terdiri atas sawah konvensional (K1, K2, dan K3) dan sawah organik (O1 dan O2) antara Mei s/d Oktober 2011. Pengambilan contoh jaringan dilakukan saat panen dari 2 ubinan tiap petak sawah berukuran 1x1 m2. Contoh tanah pada tiap petak sawah diperoleh dari pencuplikan komposit (lapisan 1 dan 2) dan pencuplikan profil untuk pengamatan morfologi tanah. Neraca C dihitung dari selisih antara aliran C yang masuk (akar padi, air irigasi, jerami, pupuk) dengan C yang keluar (bulir, emisi gas CO2 dan CH4, perkolasi). Horison-horison K1, K2 dan O1 (Fluvaquentic Epiaquepts) memiliki warna matriks tanah yang didominasi oleh warna coklat. Tingkat perkembangan struktur lemah - sedang. Ditemukan adanya lapisan tapak bajak (Bd) dan iluviasi oksida Fe dan Mn (Bs/Bsdm/Bsdmb) pada seluruh profil yang diamati. Sedangkan pada profil K3, O2 (Typic Fluvaquents) warna matriks tanah didominasi oleh warna kelabu kehitaman, belum mempunyai struktur tanah - telah terbentuk lemah, pembentukan lapisan tapak bajak (Bd) masih agak lemah, tidak ditemukan adanya horison iluviasi oksida Fe dan Mn. Neraca C sawah mempunyai nilai yang positif, kecuali pada O1. Pada K1, K2, K3 dan O1 (tanpa masukan jerami) bagian masukan C yang berasal dari akar > pupuk kandang > air irigasi. Pada O2 (dengan masukan jerami) bagian masukan C yang berasal dari akar > jerami > air irigasi > pupuk kandang. Sedangkan keluaran C dari sawah-sawah K1, K2, K3 dan O1 (tanpa masukan jerami) yang berasal dari jerami > beras > sekam > emisi gas CO2 dan CH4 > perkolasi. Pada O2 (tanpa keluaran jerami), keluaran C yang berasal dari beras > sekam > emisi gas CO2 dan CH4 > perkolasi. Nilai indeks berkelanjutan (IK) sawah O2 > K2 > K1 > K3 > O1. Nilai IK sawah O1 < 1 mengindikasikan adanya pengelolaan C yang kurang tepat. Pengelolaan sawah secara organik meningkatkan rata-rata kandungan fraksi C labil, yaitu Cmb (21,96%), Cpom (24,78%) dan Cws (88,61%) dari sawah yang dikelola secara konvensional. Kandungan C humat dan C fulvat meningkat masing-masing 63,71% dan 11,41% pada sawah organik. Terdapat hubungan yang nyata antara C organik dengan Fep (r=0,321*) dan Mnp (r=0,325*). Pengelolaan sawah secara organik meningkatkan rerata serapan N (49,64%) dan produksi padi (46,43%) secara relatif dari pengelolaan sawah konvensional.

Paddy soils possesses morphology and characters widely varied from soil to soil according to soil type and management factors. Rice system should not only issues with high yields achieving but it must governs the control of carbon (C) flows as well. Research performed on organically and conventionally managed rice farming was aimed to evaluate soil morphology, characters, C balance; C labile fraction (particulate organic matter-C, Cpom; microbial biomass-C, Cmb; water soluble-C, Cws); humic-C, fulvic-C; index of sustainability; selective dissolution of Fe-Mn by treatment with dithionite citrate bicarbonate (Fed-Mnd), acid oxalate (Feo-Mno), and sodium pyrophosphate (Fep- Mnp); nitrogen (N) uptake; and rice yields at Sawangan, Magelang, Central of Java. Stratified samples of soil, tissue and water were carried from five locations consisted of two organically managed (O1 and O2) and three conventionally managed (K1, K2 and K3) rice farming. Plant samples were collected at physiological maturity in two sampling plots (about 1x1 m2 respectively) located within each of ricefield blocks. Soil sampling performed on two direction, namely, laterally composite of two soil depth and vertically soil profile for morphology descriptions. Carbon balance was measured from the difference between gains (roots, irrigation, straw and fertilizer/manure) and losses (grains, CO2 and CH4 emision and water percolation) C flows. Brown matrix color dominates the horizons of K1, K2 and O1 (Fluvaquentic Epiaquepts) showing weak to moderate structure development. Plow pan (Bd) formation and Fe-Mn oxide illuvial horizons (Bs/Bsd/Bsdm) were obviously found within soil profile. In the case of K3 and O2 (Typic Fluvaquents), matrix color were observed mostly dark gray. The structure of soil has not been formed yet to weakly appeared. Plow pan (Bd) were slightly developed and there were not Fe-Mn oxide illuvial horizons (Bs/Bsd/Bsdm) observed yet. The carbon balance calculation has revealed positive values (gains > losses) in all ricefields investigated except O1. A portion of mean C addition on K1, K2, K3 and O1 (removing straw) from roots > manure > irrigation water. Then, on O2 (incorporating straw) C addition from roots > straw > irrigation water > manure. A portion of mean C subtraction on K1, K2, K3 and O1 (removing straw) from straw > milled rice > husk > CO2 and CH4 emission > water percolation. A portion of C subtraction on O2 (incorporating straw) from milled rice > husk > CO2 and CH4 emission > water percolation. Index of sustainability (Is) value of O2 > K2 > K1 > K3 > O1. An Is value of O1 < 1 suggesting inappropriate of field C management. Organically managed ricefield enriched C labile fraction, namely, Cmb, Cpom and Cws by 21,96%, 24,78% and 88,61% relative to the conventional respectively. The content of humic-C and fulvic-C increased by 63,71% and 11,41% in organically managed ricefield. A strong correlation between organic C (OC) and Fep (r=0,321*) and Mnp (r=0,325*) indicates influence of organic management on Fe-Mn dissolution. Organically managed ricefield improved mean of N uptake (by 49,64%) and rice production (by 46,43%) relative to the conventional.

Kata Kunci :