PENGARUH ELECTRIC FURNACE SLAG

Transkripsi

1 PENGARUH ELECTRIC FURNACE SLAG, SILICA GEL DAN UNSUR MIKRO TERHADAP SIFAT KIMIA TANAH SERTA PERTUMBUHAN DAN PRODUKSI TANAMAN PADI SAWAH (Oryza sativa L.) PADA TANAH GAMBUT DARI KUMPEH, JAMBI Ehsa Septy Listianti A14892 DEPARTEMEN ILMU TANAH DAN SUMBERDAYA LAHAN FAKULTAS PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR 212

2 ii RINGKASAN EHSA SEPTY LISTIANTI. Pengaruh Electric Furnace Slag, Silica gel dan Unsur Mikro terhadap Sifat Kimia Tanah serta Pertumbuhan dan Produksi Tanaman Padi Sawah (Oryza sativa L.) pada Tanah Gambut dari Kumpeh, Jambi. Dibimbing oleh KOMARUDDIN IDRIS dan SUWARNO. Makanan pokok bangsa Indonesia adalah beras, sehingga padi merupakan tanaman pertanian yang paling penting di negara kita. Tanah gambut merupakan salah satu tanah marjinal yang penting untuk perluasan areal bagi padi sawah di Indonesia. Tanah gambut Indonesia umumnya memiliki tingkat kesuburan dan ketersediaan silikon (Si) yang rendah. Silikon merupakan unsur benefisial yang penting bagi pertumbuhan tanaman padi sawah. Saat ini, bahan yang umum digunakan sebagai sumber Si untuk padi sawah di berbagai Negara adalah steel slag. Jenis steel slag yang diproduksi di Indonesia adalah ElectricFurnace Slag (EF) slag. Namun, menurut Peraturan Pemerintah Nomor 18 tahun 1999 dan Nomor 85 tahun 1999, steel slag termasuk limbah Bahan Berbahaya dan Beracun (B3). Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh EF slag silica gel dan unsur mikro terhadap sifat kimia tanah serta pertumbuhan dan produksi tanaman padi pada tanah gambut dan mengevaluasi kandungan logam berat dalam beras untuk kelayakan konsumsi. Penelitian ini menggunakan tanah gambut dari Kecamatan Kumpeh, Jambi dan dibagi menjadi dua macam percobaan, yaitu percobaan inkubasi yang dilakukan di laboratorium dan percobaan pot yang dilakukan di rumah kaca. Dosis yang diberikan untuk perlakuan EF slag dan silica gel ekuivalen EF slag, yaitu %, 2%, 4%, 6%, dan 8%. Pemberian EF slag berpengaruh sangat nyata meningkatkan ph, basa-basa Ca dan Mg dapat dipertukarkan, Fe, Mn, Zn, SiO 2, serta P-tersedia. Pertumbuhan dan produksi tanaman padi sawah pada perlakuan EF slag lebih baik daripada perlakuan silica gel dan unsur mikro. Selain itu, kandungan logam berat pada beras rendah sekali, sehingga beras yang dihasilkan tidak berbahaya dan bisa untuk dikonsumsi manusia. Kata kunci : Gambut, Silica gel, Unsur mikro, Electric furnace slag, Padi

3 iii SUMMARY EHSA SEPTY LISTIANTI. Effect of Electric Furnace Slag, Silica gel, and Micro Nutrient on Chemical Soil Properties, Growth, and Yield Rice (Oryza sativa L.) on Peat Soil from Kumpeh, Jambi. Under guidance of KOMARUDDIN IDRIS and SUWARNO. The staple food of Indonesian is rice, concequently paddy is the most important crop in agriculture. Peat soil is one of marginal land which potential to create the availability of land for paddy in Indonesia. Generally, peat soil in Indonesia has low fertility and availability of silicon (Si). Silicon is beneficial element for paddy rice. Recently, general material used as sources of Si in some countries is steel slag of which consist calcium silicate. One kind of steel slag produced in Indonesia is electric furnace slag. However, according to regulation of government (PP No. 18, 1999 and No. 85, 1999), steel slag is categoried at hazardous waste. The objectives of this research were to determine the effect of EF slag, silica gel, and micro elements on chemical properties of soil, growth and yield of paddy rice on peat soil and to evaluate content of heavy metal in rice for worthiness of rice consumption. This research used peat soil from Kumpeh Regency, Jambi. The research consisted of two experiments, they were incubation experiment in laboratory and pot experiment in greenhouse. The dosage applied for treatment of EF slag and silica gel were %, 2%, 4%, 6%, and 8%. Application of EF slag significantly increased ph, exchangeable Ca and Mg, available-fe, Mn, Zn, SiO 2, and P. Growth and yield of paddy rice with EF slag was better than with silica gel and micro nutrients. Furthermore, the content of heavy metal in rice was very low, so that the rice produced is not harmful and can be consumed. Keyword : Peat, Silica gel, Micro elements, Electric furnace slag, Rice

4 iv PENGARUH ELECTRIC FURNACE SLAG, SILICA GEL DAN UNSUR MIKRO TERHADAP SIFAT KIMIA TANAH SERTA PERTUMBUHAN DAN PRODUKSI TANAMAN PADI SAWAH (Oryza sativa L.) PADA TANAH GAMBUT DARI KUMPEH, JAMBI Skripsi Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Pertanian Pada Fakultas Pertanian, Institut Pertanian Bogor EHSA SEPTY LISTIANTI A14892 PROGRAM STUDI MANAJEMEN SUMBERDAYA LAHAN DEPARTEMEN ILMU TANAH DAN SUMBERDAYA LAHAN FAKULTAS PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR 212

5 v Judul Penelitian : Pengaruh Electric Furnace Slag, Silica gel dan Unsur Mikro terhadap Sifat Kimia Tanah Serta Pertumbuhan dan Produksi Tanaman Padi Sawah (Oryza sativa L.) pada Tanah Gambut dari Kumpeh, Jambi Nama Mahasiswa : Ehsa Septy Listianti NRP : A14892 Menyetujui, Pembimbing I Pembimbing II Dr.Ir.Komaruddin Idris, M.S. Dr.Ir.Suwarno, M.Sc. NIP NIP Mengetahui, Ketua Departemen Ilmu Tanah dan Sumberdaya Lahan Dr. Ir. Syaiful Anwar, M.Sc. NIP Tanggal Lulus :

6 vi RIWAYAT HIDUP Penulis dilahirkan di Jakarta pada tanggal 12 September 199 dari pasangan R. Eling Herman Suhartono, SE. dan Saidah. Penulis merupakan anak ke-dua dari tiga bersaudara. Penulis memulai studinya di Sekolah Dasar Negeri (SDN) 1 Jakarta Timur, dan lulus pada tahun 22. Setelah itu penulis melanjutkan studi ke Sekolah Menengah Pertama Negeri (SMPN) 51 Jakarta Timur, dan lulus pada tahun 25. Kemudian penulis melanjutkan studi ke Sekolah Menengah Atas Negeri (SMAN) 53 Jakarta Timur, dan lulus tahun 28. Pada tahun yang sama dengan kelulusan SMA, penulis diterima di Institut Pertanian Bogor (IPB) melalui jalur Seleksi Nasional Masuk Perguruan Tinggi Negeri (SNMPTN) pada program studi Manajemen Sumberdaya Lahan, Departemen Ilmu Tanah dan Sumberdaya Lahan, Fakultas Pertanian. Selama menjalani studi di IPB penulis aktif di organisasi, yaitu Himpunan Mahasiswa Ilmu Tanah (HMIT) sebagai staff di divisi Informasi dan Komunikasi (INFOKOM) tahun 29/21 dan koordinator Hubungan Luar dan Alumni (HUBLU) tahun 21/211. Selain aktif di organisasi kemahasiswaan, penulis juga pernah menjadi asisten praktikum mata kuliah Kimia Tanah pada tahun 212.

7 vii KATA PENGANTAR Puji syukur penulis ucapkan kehadirat Allah SWT atas limpahan rahmat dan karunia-nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi yang berjudul Pengaruh Electric Furnace Slag, Silica gel dan Unsur Mikro terhadap Sifat Kimia Tanah serta Pertumbuhan dan Produksi Tanaman Padi Sawah (Oryza sativa L.) pada Tanah Gambut dari Jambi sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Pertanian pada Program Studi Manajemen Sumberdaya Lahan, Departemen Ilmu Tanah dan Sumberdaya Lahan, Fakultas Pertanian, Institut Pertanian Bogor. Dalam menyelesaikan skripsi ini, penulis banyak mendapatkan bantuan moril dan materil dari berbagai pihak. Pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih kepada: 1. Dr. Ir. Komaruddin Idris, M.S. dan Dr. Ir.Suwarno, M.Sc. selaku dosen pembimbing atas bimbingan, arahan, bantuan, saran, dan motivasi yang diberikan selama proses penelitian dan penyusunan skripsi ini. 2. Dr. Ir. Sri Djuniwati, M.Sc. selaku dosen Departemen Ilmu Tanah dan Sumberdaya Lahan yang telah bersedia menjadi dosen penguji dan memberikan saran bagi penulis. 3. Proyek kerjasama IPB dan Research Institute of Industrial Science and Technology Korea yang telah mendanai penelitian ini. 4. Kedua orang tua penulis, Bapak R. Eling Herman Suhartono, SE dan Ibu Saidah, serta kakak dan adik penulis (Gama Putra Prakarsa dan Bemy Catunawa Pamungkas), atas dorongan dan motivasi yang diberikan kepada penulis sehingga penulis tetap bersemangat dalam menyelesaikan skripsi ini. 5. Seluruh staf Laboratorium Kimia dan Kesuburan Tanah, Departemen Ilmu Tanah dan Sumberdaya Lahan, Fakultas Pertanian, IPB yang telah memberikan bantuan selama melakukan analisis di laboratorium. 6. Staf University Farm Cikabayan IPB yang telah membantu penulis selama melakukan penelitian di rumah kaca.

8 viii 5. Teman-teman satu penelitian, Fiqolbi Nuro Pohan, SP., Hastiana Utami, Sri Ginanjar, dan Alfarizi yang telah banyak membantu penulis selama masa penelitian. 6. Teman-teman seperjuangan, Evy Nurfiana, Maulina Sendy Oktaviani, Fauziah Dwi Hayati, Edvan Istichori, Yenni Fiqhiany, Winda Ika Susanti, Mahartika Setianingsih, teman-teman wisma panjen dan seluruh soilers 45 yang telah banyak memberikan dukungannya kepada penulis selama masa penelitian. Akhirnya, penulis berharap skripsi ini dapat bermanfaat dan memberikan kontribusi terhadap perkembangan ilmu pengetahuan khususnya ilmu tanah. Semoga Allah SWT melimpahkan rahmat-nya kepada kita semua. Bogor, Desember 212 Penulis

9 ix DAFTAR ISI Halaman DAFTAR ISI... DAFTAR TABEL... DAFTAR GAMBAR... DAFTAR LAMPIRAN... ix x xii xiv I. PENDAHULUAN Latar Belakang Tujuan Hipotesis... 2 II. TINJAUAN PUSTAKA Tanah Gambut Steel Slag Karakteristik Tanaman Padi Silikat Logam Berat dalam Tanah III. BAHAN DAN METODE Waktu dan Tempat Penelitian Bahan dan Alat Metode Penelitian Variabel yang diamati IV. HASIL DAN PEMBAHASAN Pengaruh Electric Furnace Slag, Silica gel dan Unsur Mikro terhadap Sifat Kimia Tanah Pengaruh Electric Furnace Slag, Silica gel dan Unsur Mikro terhadap Pertumbuhan dan Produksi Tanaman Padi Varietas IR Kandungan Logam Berat pada Beras Kandungan SiO 2 pada Jerami Padi V. KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan Saran VI. DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN... 41

10 x DAFTAR TABEL Nomor Halaman Teks 1. Kandungan Logam Berat dalam Tanah Secara Alamiah Jenis dan Dosis Perlakuan Setiap Pot Pada Percobaan Inkubasi Jenis dan Dosis Perlakuan Setiap Pot pada Percobaan Pot Rumah Kaca Pengaruh EF Slag, Silica Gel dan Unsur Mikro terhadap ph Tanah dan Basa-Basa Dapat Dipertukarkan Pengaruh EF Slag, Silica Gel dan Unsur Mikro terhadap Kadar Unsur Mikro, P, dan SiO 2 Tersedia dalam Tanah Pengaruh EF Slag, Silica Gel dan Unsur Mikro terhadap N-total Tanah Kandungan Logam Berat pada Tanah Pengaruh EF Slag, Silica Gel dan Unsur Mikro terhadap Pertumbuhan Tanaman Padi IR Pengaruh EF Slag, Silica Gel dan Unsur Mikro terhadap Produksi Tanaman Padi IR Pengaruh EF Slag, Silica Gel dan Unsur Mikro terhadap Kadar Logam Berat pada Beras Pengaruh EF Slag, Silica Gel dan Unsur Mikro terhadap Kadar SiO 2 pada Jerami Padi Lampiran 1. Hasil Analisis Awal Sifat Kimia Tanah Gambut Komposisi Kimia dari Electric Furnace Slag Indonesia Deskripsi Padi Varietas IR Analisis Ragam Pengaruh EF Slag, Silica Gel, dan Unsur Mikro terhadap ph Tanah... 45

11 xi 5. Analisis Ragam Pengaruh EF Slag, Silica Gel, dan Unsur Mikro terhadap Ca-dd Tanah Analisis Ragam Pengaruh EF Slag, Silica Gel, dan Unsur Mikro terhadap Mg-dd Tanah Analisis Ragam Pengaruh EF Slag, Silica Gel, dan Unsur Mikro terhadap Kadar Fe-tersedia Tanah Analisis Ragam Pengaruh EF Slag, Silica Gel, dan Unsur Mikro terhadap Kadar Mn-tersedia Tanah Analisis Ragam Pengaruh EF Slag, Silica Gel, dan Unsur Mikro terhadap Kadar Cu-tersedia Tanah Analisis Ragam Pengaruh EF Slag, Silica Gel, dan Unsur Mikro terhadap Kadar Zn-tersedia Tanah Analisis Ragam Pengaruh EF Slag, Silica Gel, dan Unsur Mikro terhadap Kadar P-tersedia Tanah Analisis Ragam Pengaruh EF Slag, Silica Gel, dan Unsur Mikro terhadap Kadar SiO 2 -tersedia Tanah Analisis Ragam Pengaruh EF Slag, Silica Gel, dan Unsur Mikro terhadap Tinggi Tanaman Padi 11 MST Analisis Ragam Pengaruh EF Slag, Silica Gel, dan Unsur Mikro terhadap Jumlah Anakan Produktif Tanaman Padi Analisis Ragam Pengaruh EF Slag, Silica Gel, dan Unsur Mikro terhadap Jumlah Anakan Maksimum Tanaman Padi Analisis Ragam Pengaruh EF Slag, Silica Gel, dan Unsur Mikro terhadap Bobot Gabah Kering Panen Tanaman Padi Analisis Ragam Pengaruh EF Slag, Silica Gel, dan Unsur Mikro terhadap Bobot Gabah Kering Giling Tanaman Padi Analisis Ragam Pengaruh EF Slag, Silica Gel, dan Unsur Mikro terhadap Bobot Gabah Kering Bernas Tanaman Padi Analisis Ragam Pengaruh EF Slag, Silica Gel, dan Unsur Mikro terhadap Bobot Gabah Kering Hampa Tanaman Padi Batas Maksimum Logam Berat pada Beras (SNI 7387:29)... 49

12 xii DAFTAR GAMBAR Nomor Halaman Teks 1. Perbandingan Nilai ph Tanah Gambut antara Kontrol dan Semua Perlakuan pada Tanah Pengaruh EF Slag, Silica Gel dan Unsur Mikro terhadap Mg-dd Tanah Gambut Pengaruh EF Slag, Silica Gel dan Unsur Mikro terhadap Ca-dd Tanah Gambut Pengaruh EF Slag, Silica Gel dan Unsur Mikro terhadap Fetersedia Tanah Gambut Pengaruh EF Slag, Silica Gel dan Unsur Mikro terhadap.mntersedia Tanah Gambut... ` Pengaruh EF Slag, Silica Gel dan Unsur Mikro terhadap Cutersedia Tanah Gambut Pengaruh EF Slag, Silica Gel dan Unsur Mikro terhadap Zntersedia Tanah Gambut Pengaruh EF Slag, Silica Gel dan Unsur Mikro terhadap P- tersedia Tanah Gambut Pengaruh EF Slag, Silica Gel dan Unsur Mikro terhadap SiO 2 - tersedia dalam Tanah Gambut Pengaruh EF Slag, Silica Gel dan Unsur Mikro terhadap Tinggi Tanaman 11 MST Pengaruh EF Slag, Silica Gel dan Unsur Mikro terhadap Jumlah Anakan Maksimum Tanaman Padi Pengaruh EF Slag, Silica Gel dan Unsur Mikro terhadap Jumlah Anakan Produktif Tanaman Padi Pengaruh EF Slag, Silica Gel dan Unsur Mikro terhadap Bobot Gabah Kering Giling Pengaruh EF Slag, Silica Gel dan Unsur Mikro terhadap Bobot Gabah Kering Bernas... 34

13 xiii Lampiran 1. Percobaan Pot Rumah Kaca Percobaan Inkubasi Pengambilan Sampel Tanah Gambut Lokasi Pengambilan Sampel Tanah Gambut Perlakuan: (a) Electric Furnace Slag dan (b) Silica gel Perbandingan Tinggi Tanaman Padi Varietas IR 64 Perlakuan Kontrol, EF Slag dan Unsur Mikro Umur 7 MST Perbandingan Tinggi Tanaman Padi Varietas IR 64 Perlakuan Kontrol, Silica Gel dan Unsur Mikro Umur 7 MST Perbandingan Tinggi Tanaman Padi Varietas IR 64 Perlakuan Kontrol, Silica Gel dan Unsur Mikro Umur 17 MST Perbandingan Tinggi Tanaman Padi Varietas IR 64 Perlakuan Kontrol, EF Slag dan Unsur Mikro Umur 17 MST... 57

14 xiv DAFTAR LAMPIRAN Nomor Halaman 1. Prosedur Analisis di Laboratorium... 5

15 1 I. PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang Makanan pokok bagi bangsa Indonesia adalah beras, sehingga padi merupakan tanaman pertanian yang paling penting di Indonesia. Untuk memenuhi kebutuhan pangan seperti beras, maka diperlukan lahan untuk menanam padi. Semakin bertambahnya penduduk semakin bertambah pula kebutuhan akan beras, maka akan semakin bertambah pula kebutuhan akan lahan untuk menanam padi. Ledakan penduduk akan mengakibatkan terjadinya perebutan lahan untuk perumahan dan pertanian. Penggunaan tanah-tanah subur oleh sektor nonpertanian terus meningkat setiap tahun. Hal itu menyebabkan luas areal tanah sawah terus berkurang dan areal persawahan tergusur ke tanah-tanah marjinal. Tanah gambut merupakan salah satu tanah marjinal yang penting untuk perluasan areal bagi padi sawah di Indonesia. Unsur silikat sangat diperlukan oleh tanaman, terutama padi. Secara umum, tanah gambut Indonesia memiliki tingkat kesuburan dan ketersediaan silikon (Si) yang rendah, karena kandungan unsur hara yang rendah dan tanah yang bersifat sangat masam yang dapat mengganggu pertumbuhan tanaman padi. Perlu dilakukan upaya pemupukan silikat untuk tanah-tanah yang kekurangan unsur Si. Beberapa sumber pupuk Si di Indonesia adalah fly ash batubara, kalium silikat cair, slag pabrik baja, dan silica gel (Balai Penelitian Tanah, 211). Namun, pemupukan Si pada tanah gambut di Indonesia belum umum, sehingga belum banyak informasi hasil-hasil penelitian tentang respon pemupukan Si terhadap pertumbuhan maupun hasil tanaman. Saat ini, suatu bahan yang paling umum dipakai sebagai sumber Si dalam budidaya padi sawah di berbagai negara, misalnya Jepang dan Korea adalah steel slag yang mengandung kalsium silikat. Suatu jenis steel slag yang diproduksi di Indonesia adalah electric furnace slag (EF) slag, yaitu hasil sampingan dari proses pemurnian besi cair dalam proses pembuatan baja. Oota, 1979 dalam Fattah, 1997 menyatakan bahwa pada percobaannya penggunaan pupuk silikat berupa slag, nyata dapat meningkatkan kandungan SiO 2 dalam jaringan tanaman padi yang diikuti dengan meningkatnya hasil panen. Akan tetapi, menurut

16 2 Peraturan Pemerintah (Nomor 18 tahun 1999 dan Nomor 85 tahun 1999) mengenai pengelolaan limbah bahan berbahaya dan beracun, steel slag termasuk limbah bahan berbahaya dan beracun (B3) namun, dalam percobaan sebelumnya yang dilakukan oleh Syihabuddin (211), jumlah logam berat yang terdapat pada beras akibat pemberian slag masih berada dibawah batas maksimum cemaran, yang di sarankan oleh Badan Standarisasi Nasional (29), dan beras yang dihasilkan aman untuk dikonsumsi. Berdasarkan pada permasalahan di atas, maka perlu dilakukan perbaikan sifat kimia tanah gambut agar dapat menunjang program ketahanan pangan. Pada penelitian ini dilakukan penelitian dengan pemberian bahan amelioran tanah (electric furnace slag dan silica gel) serta pupuk mikro (CuSO 4 dan Zn SO 4 ) pada tanaman padi varietas IR 64 di tanah gambut dari Kumpeh, Jambi Tujuan Penelitian ini bertujuan untuk: 1. Mengetahui perbandingan pengaruh antara electric furnace slag PT. Krakatau Steel, silica gel dan unsur mikro terhadap sifat kimia tanah serta pertumbuhan dan produksi padi sawah (Oryza sativa L.) pada tanah gambut dari Kumpeh, Jambi. 2. Mengetahui pengaruh pemberian electric furnace slag terhadap kandungan logam berat beracun dalam tanah dan beras untuk kelayakan konsumsi Hipotesis Hipotesis yang diajukan pada penelitian ini adalah: 1. Pemberian electric furnace slag, silica gel, dan unsur mikro dapat memperbaiki sifat kimia tanah gambut terutama meningkatkan ph, basabasa dapat dipertukarkan, serta unsur mikro tanah gambut. Peningkatan pertumbuhan dan produksi padi dengan electric furnace slag lebih baik dibandingkan dengan pemberian silica gel dan unsur mikro.

17 3 2. Pemberian electric furnace slag, slica gel, ataupun unsur mikro tidak berpengaruh terhadap kandungan logam berat beracun dalam tanah dan beras.

18 4 II. TINJAUAN PUSTAKA 2.1. Tanah Gambut Menurut Andriesse, 1988 dalam Najiyati et al., 25, secara umum, pembentukan dan pematangan gambut berjalan melalui tiga proses yaitu pematangan fisik, pematangan kimia dan pematangan biologi. Kecepatan proses tersebut dipengaruhi oleh iklim, (suhu dan curah hujan), susunan bahan organik, aktivitas organisme, dan waktu. Ketebalan gambut pada setiap bentang lahan adalah sangat tergantung pada: (1) proses penimbunan, yaitu jenis tanaman yang tumbuh, kerapatan tanaman dan lama pertumbuhan tanaman sejak terjadinya cekungan tersebut, (2) proses kecepatan perombakan gambut, (3) proses kebakaran gambut, dan (4) perilaku manusia terhadap lahan gambut. Kenampakan fisik khas air gambut dicirikan oleh warna larutan kuningcoklat yang kepekatannya memberikan gambaran tentang kualitas airnya. Warna kuning-coklat air gambut disebabkan oleh kandungan bahan organik terlarut yang dihasilkan oleh pelapukan sisa tumbuhan. Kualitas air gambut berbanding terbalik dengan kepekatan bahan organik terlarut. Ciri lain air gambut adalah kemasaman yang tinggi. Bahan organik terlarut di dalam air tersebut umumnya dalam bentuk asam organik hasil dekomposisi berupa asam, sehingga semakin tinggi kandungan bahan organik, semakin pekat warna air dan kemasaman semakin meningkat. Umumnya air gambut memiliki ph di bawah 6 sedangkan pada air gambut yang pekat nilai ph bisa mencapai 3.5 (Page, 1997 dan Djuwansah, 21 dalam Djuwansah, 27). Gambut di alam dijumpai sebagai pasta berwarna coklat kehitaman yang mengandung banyak serat dan sisa tumbuhan dengan proporsi yang sangat ditentukan oleh tingkat pelapukannya. Berat jenis gambut tropis berkisar antara.5 g/cm 3 sampai.4 g/cm 3 dan sangat tergantung pada kandungan mineral dan kemampatan (packing) nya. Gambut segar yang lembab memiliki sifat koloidal yang hidrofil (mengikat air) yang membuat masa gambut dapat menahan air sekitar delapan kali dari volumenya. Kebanyakan tanah gambut yang masih belum tersentuh dijumpai dalam keadaan basah dengan muka air yang dekat atau di atas permukaan tanah (Djuwansah, 27).

19 5 Karena dibentuk dari bahan, kondisi lingkungan, dan waktu yang berbeda, tingkat kematangan gambut bervariasi. Gambut yang telah matang akan cenderung lebih halus dan lebih subur. Sebaliknya yang belum matang, banyak mengandung serat kasar dan kurang subur. Serat kasar merupakan bagian gambut yang tidak lolos saringan 1 mesh (1 lubang/inci persegi) (Najiyati et al., 25). Berdasarkan tingkat kematangan/dekomposisi bahan organik, gambut dibedakan menjadi tiga yakni: 1. Fibrik, yaitu gambut dengan tingkat pelapukan awal (masih muda) dan lebih dari ¾ bagian volumenya berupa serat segar (kasar). Cirinya bila gambut diperas dengan telapak tangan dalam keadaan basah, maka kandungan serat yang tertinggal di dalam telapak tangan setelah pemerasan adalah tiga perempat bagian atau lebih ( ¾); 2. Hemik, yaitu gambut yang memiliki tingkat pelapukan sedang (setengah matang), sebagian bahan telah mengalami pelapukan dan sebagian lagi berupa serat. Bila diperas dengan telapak tangan dalam keadaan basah, gambut agak mudah melewati sela-sela jari dan kandungan serat yang tertinggal di dalam telapak tangan setelah pemerasan adalah antara kurang dari tiga perempat sampai seperempat bagian atau lebih (¼ dan < ¾); 3. Saprik, yaitu gambut yang tingkat pelapukannya sudah lanjut (matang). Bila diperas, gambut dengan mudah melewati sela jari-jari dan serat yang tertinggal dalam telapak tangan kurang dari seperempat bagian (< ¼) (Najiyati et al., 25). Meskipun bahan asal gambut berwarna kelabu, coklat atau kemerahan tetapi setelah dekomposisi muncul senyawa-senyawa yang berwarna gelap sehingga gambut umumnya berwarna coklat sampai kehitaman. Warna gambut menjadi salah satu indikator kematangan gambut. Semakin matang, gambut semakin berwarna gelap. Fibrik berwarna coklat, hemik berwarna coklat tua, dan saprik berwarna hitam (Darmawidjaya, 199 dalam Najiyati et al. 25). Dalam keadaan basah, warna gambut biasanya semakin gelap. Wahyunto et al., 23 membuat klasifikasi nilai berat jenis atau bobot isi (bulk density) tanah gambut di Sumatera sebagai berikut: gambut saprik nilai

20 6 bobot isinya sekitar.28 g/cc, hemik.17 g/cc dan fibrik.1 g/cc. Akibat berat jenisnya yang ringan, gambut kering mudah tererosi/terapung terbawa aliran. Gambut memiliki porositas yang tinggi sehingga mempunyai daya menyerap air yang sangat besar. Apabila jenuh, kandungan air pada gambut saprik, hemik dan fibrik berturut-turut adalah <45%, 45-85%, dan >85% dari bobot keringnya atau 9% volumenya (Suhardjo dan Driessen, 1975, dalam Najiyati et al. 25). Oleh sebab itu, gambut memiliki kemampuan sebagai penambat air (reservoir) yang dapat menahan banjir saat musim hujan dan melepaskan air saat musim kemarau sehingga intrusi air laut saat kemarau dapat dicegahnya. Kadar abu merupakan petunjuk yang tepat untuk mengetahui keadaan tingkat kesuburan alami gambut. Suhardjo dan Driessen, 1975 serta Suhardjo dan Widjaya-Adhi, 1976 dalam Najiyati et al, 25 telah meneliti kadar abu tanah gambut untuk tujuan reklamasi lahan di daerah Riau. Pada umumnya gambut dangkal (<1 m) yang terdapat di bagian tepi kubah mempunyai kadar abu sekitar 15%, bagian lereng dengan kedalaman 1-3 meter berkadar abu sekitar 1%, sedangkan di pusat kubah yang dalamnya lebih dari 3 meter, berkadar abu kurang dari 1% bahkan kadang-kadang kurang dari 5%. Hal ini sejalan dengan pengayaan oleh air sungai atau air laut atau kontak dengan dasar depresi Steel Slag Steel Slag merupakan hasil sampingan dari proses pemurnian besi cair dalam pembuatan baja. Kandungan unsur-unsur dalam steel slag bervariasi tergantung dari sifat dan jenis steel slag. Pada umumnya steel slag mengandung Ca, Mg, Fe, Si, dan beberapa unsur mikro. Hasil penelitian menunjukkan bahwa steel slag Indonesia (electric furnace slag) mengandung unsur-unsur sebagai berikut : 42% Fe 2 O 3, 7.2% Al 2 O 3, 21.5% CaO, 11.2% MgO, 14.6% SiO 2 dan.4% P 2 O 5 (Suwarno dan Goto, 1997). Selain itu, steel slag juga mengandung unsur-unsur sekunder yang terdiri dari Mg, Si, Mn, Cu, Co, dan Mo sehingga bahan ini sangat baik untuk digunakan sebagai pupuk (Boxus, 1965 dalam Rahim 1995).

21 7 Slag merupakan pupuk yang baik untuk lahan masam dan mempunyai efek pengapuran disamping mengandung unsur mikro (Ismunadji et al., 1991). Di Indonesia slag ini dapat diperoleh misalnya pada pabrik peleburan baja milik PT. Krakatau Steel di Cilegon yang mempunyai sisa-sisa pengecoran sampai beratusratus ton (Soepardi et al., 1979 dalam Rahim, 1995). Barber, 1967 dan Christenson, 1982 dalam Priambudi, 1997 mengklasifikasikan slag kedalam tiga kelompok. Bentuk-bentuknya yaitu: (1) blast furnace slag, (2) open-hearth slag, dan (3) basic slag. Pembuatan BF slag dilakukan dengan cara penambahan kapur dan batubara pada biji besi dengan kadar tetap ke dalam tanur (blast furnace). Dengan pemanasan mencapai suhu 15 C, biji besi tadi akan meleleh dan terakumulasi di bagian bawah tanur. Pada bagian atasnya terbentuk lapisan slag. Pada waktu yang tertentu slag ini dapat dikeluarkan melalui lubang pada dinding bagian bawah tanur. Bila slag encer tersebut langsung dimasukkan ke dalam air, maka terjadilah slag berbentuk butiran seperti pasir, yang disebut water granulated slag atau quenched slag. Sedangkan bila slag encer tadi ditampung dalam wajan dan kemudian didinginkan perlahan-lahan, maka yang diperoleh adalah air cooled slag atau slowly cooled slag. Kedua bentuk slag tersebut mempunyai komposisi kimia yang sama. Bila keduanya ditumbuk dalam ukuran butir yang sama akan diperoleh pupuk yang disebut sebagai pupuk silikat (Oota, 1979 dalam Fattah, 1997). Daya netralisasi dari blast furnace slag sekitar antara 74-9 % (Tisdale et al., 1985 dalam Priambudi, 1997). Slag ini digunakan seperti bahan pengapuran yang lainnya yaitu guna menetralisir kemasaman tanah dan mensuplai kalsium serta magnesium (Barber, 1967 dalam Priambudi, 1997). Blast Furnace slag asal Jepang mengandung 35% CaO; 6.6% MgO; 34% SiO 2 dan sedikit mengandung Fe, Al, dan P (Suwarno dan Goto, 1997). Open-hearth slag diproduksi dari hasil proses pembakaran yang di lakukan oleh pabrik baja (Barber, 1967 dan Christenson, 1982 dalam Priambudi, 1997). Kandungan slag ini terdiri dari ± 2 % besi dan 1% mangan. Basic slag diproduksi dengan metode Open-Hearth dari pembuatan baja dengan kandungan fosfor yang tinggi. Kotoran besi terdiri dari silikat dan fosfor yang kemudian dicampur dengan kapur dan berubah menjadi slag. Slag kemudian didinginkan

22 8 dan kemudian dihaluskan. Slag jenis ini mempunyai daya netralisasi ± 6-7 % (Tisdale et al., 1985 dalam Priambudi, 1997). Electric furnace slag adalah slag hasil reduksi pembakaran secara elektrik dari batuan fosfat dalam preparasi bahan-bahan fosfor. Slag ini terbentuk ketika pembakaran silikat dan kalsium oksida menghasilkan kalsium silikat dalam jumlah yang besar. Kandungan P 2 O dan daya netralisasinya ± 65-8 % (Tisdale et al., 1985 dalam Priambudi 1997). Electric furnace slag merupakan campuran dari kalsium dan silikat dengan daya netralisasi tinggi, yaitu ± 89 %. Electric furnace slag asal Indonesia mengandung 42% Fe 2 O 3 ; 7.2% Al 2 O 3, 21,5% CaO; 11,2% SiO 2 ;.4% P 2 O 5 (Suwarno dan Goto, 1997). Di Jepang, kebutuhan silikat diatasi dengan pemberian slag. Pemanfaatan slag di bidang pertanian di antaranya sebagai sumber kalsium dan magnesium atau bahan pengapuran, sumber silikat, sebagai bahan amelioran dan untuk menurunkan kadar Fe dan Mn dalam tanah (Okuda dan Takahashi, 1962 dalam Hidayatullah, 26). Apabila slag diberikan ke dalam tanah, maka akan terjadi beberapa perubahan. Perubahan ini dapat berpengaruh terhadap serapan hara oleh tanaman, baik hara yang sudah ada dalam tanah maupun hara dari slag. Penambahan slag juga dapat mengakibatkan perubahan ph tanah, nisbah ionik tanah dan komposisi ion dalam jaringan tanaman (Farrar, 1969). Selanjutnya Oota (1979 dalam Rahim, 1995) menyatakan bahwa pemberian steel slag dalam tanah akan menghasilkan SiO 2 koloidal yang kemudian berubah menjadi SiO -2 3 dan dapat menyerap kation bebas dalam tanah. Pemberian slag ke dalam tanah yang diperlakukan dengan tingkat pemupukan N, P dan K berat dan ringan dapat membantu memperbaiki pertumbuhan tanaman padi yang ditumbuhkan dalam keadaan sawah. Perbaikan pertumbuhan bagian atas tanaman akibat pemberian slag dapat ditunjukkan oleh meningkatnya kandungan Si, N, P dan K dalam jaringan tanaman (Soepardi et al., 1979 dalam Fattah, 1997). Berdasarkan percobaan (Oota, 1979 dalam Rahim, 1995), pemberian slag masih dapat diharapkan pengaruhnya sampai dengan waktu penanaman yang keempat kalinya, yang berarti bahwa selama periode waktu tersebut masih ada

23 9 pengaruh slag dalam mempertahankan kadar silikat dan bahkan mungkin juga unsur hara atau faktor penunjang lainnya. Oleh karena terbukti bahwa pada tanah yang tidak diberi slag, selama periode tanam gandum ke-15, tanah menjadi masam dan tidak lagi terjadi perkecambahan. Suwarno (1993) dalam percobaan pot telah mempelajari pengaruh electric furnace slag Indonesia, converter furnace slag Jepang dan dolomit dalam rotasi tanaman shorgum-turnip-turnip pada tanah Andosol. Hasilnya menunjukkan bahwa slag Indonesia sama baik dengan slag yang berasal dari Jepang untuk pengapuran pada tanah Andosol dan pengaruhnya lebih baik dari dolomit. Pengaruh electric Furnace slag Indonesia dan converter furnace slag Jepang dengan kalsit dan dolomit dalam rotasi tanaman kedelai-shorgum-bayam pada tanah Podzolik Merah Kuning menunjukkan bahwa bahan-bahan pengapuran tersebut memperbaiki pertumbuhan dan peningkatan hasil tanaman tersebut. Meskipun demikian, perbedaan pengaruh slag, kalsit, dan dolomit tidak nyata. Lian, 1976 dalam Rahim, 1995 melaporkan bahwa pemberian slag di Taiwan dengan dosis 1.5 ton/ha masih menunjukkan pengaruhnya sampai 4.7 tahun, sedangkan pemberian di Jepang dengan dosis ton/ha memberikan pengaruh cukup baik selama dua tahun. Penelitian yang dilakukan Suwarno dan Goto (1997) pada tanah Andosol menunjukkan bahwa pemberian slag mampu meningkatkan ph, Ca, Mg dapat ditukar, Si, dan P tersedia serta mengurangi Al dapat ditukar. Slag merupakan pupuk yang baik untuk lahan masam dan mempunyai efek pengapuran disamping mengandung unsur mikro (Ismunadji et al., 1991) dan menurut Silva, 1971 dalam Rahim, 1995, pemberian slag dapat mengurangi sifat beracun dari Fe dan Al. Slag yang diberikan mampu menekan ketersediaan Fe dan Al baik yang terdapat bebas dalam larutan tanah maupun yang dapat ditukar. Slag mengandung Al dan Fe relatif banyak yang bila terhidrolisis menghasilkan ion hidrogen sehingga akan meningkatkan kemasaman tanah. Namun, menurut Farrar (1969) kedua unsur tersebut berada dalam bentuk senyawa oksida yang daya larutnya rendah.

24 Karakteristik Tanaman Padi Tanaman padi (Oryza sativa L.) termasuk ke dalam famili graminae dan genus Oryzae (De Datta, 1981). Keseluruhan organ tanaman padi terdiri dari dua kelompok, yaitu organ vegetatif dan organ generatif (reproduktif). Bagian-bagian vegetatif terdiri dari akar, batang, dan daun, sedangkan organ generatif terdiri dari malai, gabah, dan bunga. Padi dapat tumbuh baik pada kisaran suhu rata-rata harian C, dengan radiasi matahari rata-rata 3 kal/cm 2. Padi merupakan tanaman berhari pendek. (Yoshida, 1981). Umur tanaman dan lama setiap fase tumbuh berbeda menurut varietas dan tinggi tanaman. Lama fase vegetatif cepat, reproduktif dan pematangan gabah pada umumnya hampir sama. Perbedaan umur antar macammacam varietas padi disebabkan oleh adanya perbedaan waktu fase vegetatif lambat. Varietas yang berumur panen 13 hari, pada umumnya tidak mempunyai fase vegetatif lambat, sedangkan varietas yang berumur kurang dari 13 hari, terjadi saling tindih (overlap) antara fase vegetatif cepat dan reproduktif, artinya pembentukan primordial sudah terjadi sebelum jumlah anakan maksimum dicapai. Varietas yang berumur panen lebih dari 13 hari mempunyai fase vegetatif yang lebih lama (Anonim, 1983). Padi merupakan tanaman berhari pendek, berfotosintesis mengikuti jalur C-3, tetapi laju fotosintesis padi lebih tinggi dari tanaman C-3 lainnya, yaitu 4-5 mg CO 2 /dm 2 /jam. Kisaran suhu optimum untuk fotosintesis khususnya varietas padi Indika adalah C. Suhu udara tinggi diperlukan pada fase vegetatif untuk merangsang anakan, tetapi pada fase reproduktif dari stadia pengisian gabah sampai panen diperlukan suhu sejuk. Suhu rata-rata harian <2 C menyebabkan perkecambahan terhambat, pembungaan terhambat dan kehampaan tinggi (Yoshida, 1981). Perbedaan umur antara tanaman padi terletak paada fase vegetatif. Untuk varietas padi yang berumur 12 hari yang ditanam di daerah tropik, maka fase vegetatifnya memerlukan waktu 6 hari, fase reproduktif 3 hari, dan pemasakan 3 hari tinggi (Yoshida, 1981).

25 11 Menurut Yoshida (1981) pertumbuhan tanaman padi dibagi menjadi tiga fase, yakni fase vegetatif, reproduktif, dan fase pemasakan. 1. Fase Vegetatif, meliputi pertumbuhan mulai kecambah sampai dengan inisiasi primordial malai. Selama fase vegetatif, anakan tanaman bertambah dengan cepat, tanaman bertambah tinggi, dan daun tumbuh secara reguler. Anakan aktif ditandai dengan pertambahan anakan yang cepat sampai tercapainya anakan maksimum. Setelah anakan maksimum tercapai, sebagian dari anakan akan mati dan tidak menghasilkan malai, yang disebut sebagai anakan tidak efektif. 2. Fase Reproduktif, dimulai dari inisiasi primordial malai sampai berbunga (heading). Ditandai dengan memanjangnya ruas teratas pada batang, yang sebelumnya tertumpuk rapat dekat permukaan tanah. Di samping itu, stadia reproduktif juga ditandai dengan berkurangnya jumlah anakan, munculnya daun bendera, bunting, dan pembungaan. Inisiasi primordial malai biasanya dimulai 3 hari sebelum bunga. Pembungaan merupakan stadia keluarnya malai. Dalam suatu rumpu atau komunitas tanaman, fase pembungaan memerlukan waktu 1-14 hari. Antesis telah mulai bila benang sari bunga yang paling ujung pada tipe cabang malai telah tampak keluar. 3. Fase Pemasakan, dimulai dari berbunga sampai masak panen. Ditandai dengan bobot jerami mulai turun, bobot gabah meningkat dengan cepat dan terjadi penuaan daun. Fase pemasakan terdiri dari masak susu (dough), masak bertepung, menguning, dan masak panen. Periode pemasakan kirakira membutuhkan waktu kira-kira 3 hari Silikat Salah satu komponen utama tanah mineral adalah silikat (Krauskopf, 1967;Takahashi dan Miyake, 1977). Hal tersebut tercermin dalam jumlah Si yang melimpah pada kerak bumi (Beckwith dan Revee, 1963). Silikat merupakan penyusun dari sepuluh hingga lima puluh persen abu jaringan tanaman dan binatang. Banyak peneliti telah menunjukkan bahwa silikat diperlukan untuk pertumbuhan padi, terutama pada tanah-tanah yang yang

26 12 kekurangan silikat tersedia. Sommer (dalam Okuda dan Takahashi, 1964), mengemukakan bahwa tidak adanya silikat dalam larutan hara nyata dapat menghambat pertumbuhan padi. Hal ini menunjukkan bahwa Si merupakan unsur hara yang bersifat beneficial bagi pertumbuhan padi (Rahim, 1995). Imaizumi dan Yoshida (1958) mengemukakan bahwa asam silikat yang larut dalam asam lemah berkorelasi baik dengan serapan silikat oleh tanaman, sedangkan silikat yang larut dalam basa tidak mencerminkan ketersediaan silikat untuk tanaman. Pengaruh positif silikat terhadap pertumbuhan tanaman tersebut menurut Silva (1971) sebagai akibat dari: (1) adanya kenaikan penyerapan fosfor oleh tanaman; (2) penggunaan fosfor oleh tanaman lebih efektif; (3) kadar kalsium, kalium dan basa lain dalam tanaman meningkat; dan (4) kadar silikat dalam tanaman juga meningkat. Kekurangan silikat pada padi dapat menimbulkan gejala daun bagian bawah berwarna coklat dan sewaktu-waktu dapat terjadi nekrosa, abu-abu dan akhirnya menjadi bercak daun. Penyakit ini lambat laun dapat juga terjadi pada daun teratas, dan kulit gabah umumnya berwarna coklat gelap serta gabah lebih kecil dibandingkan dengan yang tumbuh normal (Mitsui dan Takatoh, 1963). Pada umumnya pupuk silikat diperoleh dalam bentuk slag (sisa-sisa besi, feronikel dan peleburan bijih mangan). Susunan mineralogi slag sangat kompleks. Beberapa mineral silikat utama yang terdapat dalam slag adalah walastonit, dikalsium silikat, gehlenit, anortit dan sebagainya (Oota, 1979). Oleh karena slag mempunyai daya larut yang berbeda-beda, maka pengaruh slag berbeda menurut jenis mineral silikat yang dikandungnya. 2.5 Logam Berat dalam Tanah Logam berat merupakan suatu unsur logam yang tergolong sebagai unsur dengan berat molekul yang tinggi. Beberapa unsur logam merupakan unsur logam berat yang sering dihasilkan oleh proses undustri antara lain Timbal (Pb), Tembaga (Cu), Chromium (Cr), Cadmium (Cd), Air raksa (Hg), Nikel (Ni), Seng (Zn), dan Arsenik (As). Unsur-unsur tersebut sudah dapat menjadi racun bagi makhluk hidup dalam kadar yang rendah (Anonim, 1976)

27 13 Subowo, et al., 1999 menyatakan bahwa adanya logam berat dalam tanah pertanian dapat menurunkan produktivitas pertanian dan kualitas hasil pertanian selain dapat membahayakan kesehatan manusia melalui konsumsi pangan yang dihasilkan dari tanah yang tercemar logam berat tersebut. Kandungan logam berat di dalam tanah secara alamiah sangat rendah, kecuali tanah tersebut sudah terlebih dahulu tercemar (Tabel 1). Kandungan logam berat dalam tanah sangat berpengaruh terhadap kandungan logam pada tanaman yang tumbuh di atasnya, kecuali terjadi interaksi di antara logam itu sehingga terjadi hambatan penyerapan logam tersebut oleh tanaman. Akumulasi logam dalam tanaman tidak hanya tergantung pada kandungan logam dalam tanah, tetapi juga tergantung pada unsur kimia tanah, jenis logam, ph tanah, dan spesies tanaman yang sensitif terhadap logam berat tertentu (Darmono, 1995). Tabel 1. Kandungan Logam Berat dalam Tanah Secara Alamiah Unsur Logam Kandungan dalam tanah ppm As (Arsenik) 1 Co (Kobalt) 8 Cu (Tembaga) 2 Pb (Timbal) 1 Zn (Seng) 5 Cd (Cadmium).8 Hg (Merkuri).3 Sumber : Peterson dan Aloway, 1979 dalam Darmono, Menurut Darmono (1995), interaksi logam berat lingkungan tanah dipengaruhi oleh tiga faktor, yaitu : a) proses sorbsi atau desorbsi, b) difusi pencucian, dan c) degradasi.

28 14 III. BAHAN DAN METODE 3.1 Waktu dan Tempat Penelitian Penelitian ini dilaksanakan dari bulan Februari 212 sampai dengan September 212. Penelitian terdiri dari 2 percobaan, yaitu (1) Percobaan inkubasi dan (2) Percobaan pot rumah kaca yang dilakukan di rumah kaca kebun percobaan University Farm, Institut Pertanian Bogor (Gambar Lampiran 1 dan 2). Analisis hara tanah dan tanaman yang dilakukan di Laboratorium Departemen Ilmu Tanah dan Sumberdaya Lahan, Institut Pertanian Bogor, Dramaga. 3.2 Bahan dan Alat Bahan-bahan yang digunakan dalam penelitian ini di antaranya adalah: contoh tanah gambut dalam dengan kedalaman ±7 m (dengan ketinggian muka air tanah 7 cm) yang berasal dari Desa Arang-Arang, Kecamatan Kumpeh Ulu, Kabupaten Muaro Jambi, Propinsi Jambi dan diambil dari kedalaman 2 cm. Pengambilan sampel tanah gambut dan lokasi pengambilan sampel tanah gambut terdapat pada Gambar Lampiran 3 dan 4. Hasil analisis awal sifat kimia tanah gambut terdapat pada Tabel Lampiran 1. Slag yang digunakan berukuran kurang dari 2 mm yang berasal dari PT. Krakatau Steel, Cilegon (Electric Furnace Slag) dengan daya netralisasi (DN) sebesar 66.8% dan kandungan SiO 2 sebesar 12.7%, silica gel dengan dosis yang ekuivalen dengan jumlah SiO 2 dalam EF slag (Gambar Lampiran 5), dan unsur mikro (CuSO 4 dan ZnSO 4 ). Tabel Lampiran 2 menyajikan komposisi kimia dari electric furnace slag. Pupuk Urea dengan dosis 3kg/ha, SP-36 dengan dosis 3 kg/ha, dan KCl dengan dosis 15 kg/ha digunakan sebagai pupuk dasar. Benih padi yang digunakan adalah varietas IR 64 dengan daya kecambah sebesar 81% yang berasal dari Balai Penelitian Padi Muara, serta bahan-bahan kimia yang digunakan untuk analisis tanah dan tanaman di laboratorium. Deskripsi padi varietas IR-4 di sajikan dalam Tabel Lampiran 3. Alat alat yang digunakan dalam penelitian ini di antaranya adalah: ember plastik berukuran 5 kg sebagai wadah media tanaman, nampan plastik, plastik, botol semprot, timbangan, penggaris, meteran, jaring penangkap burung, kain

29 15 kassa, bambu, kamera. Beberapa peralatan yang digunakan untuk analisis tanah dan tanaman di laboratorium, yaitu atomic absorption spectrophotometer (AAS), labu kjeldhal digestion, destilator dan labunya, spectrophotometer, dan flame photometer, pipet, oven, alat tulis, alat-alat gelas seperti botol kaca, gelas ukur, tabung reaksi, buret, gelas piala, labu ukur, corong, erlenmeyer, dan alat-alat kimia lainnya. 3.3 Metode Penelitian Rancangan Percobaan Penelitian ini terdiri dari dua percobaan, yaitu percobaan inkubasi tanah di laboratorium dan percobaan pot di rumah kaca. Masing-masing percobaan, inkubasi tanah di laboratorium dan percobaan pot di rumah kaca terdiri dari 1 perlakuan dan 3 kali ulangan sehingga jumlah satuan percobaan sebanyak 3 satuan percobaan. Perlakuan yang diberikan tertera pada Tabel 2 (untuk percobaan inkubasi di laboratorium) dan Tabel 3 (untuk percobaan pot rumah kaca). Rancangan percobaan yang dipakai adalah rancangan acak lengkap (RAL). Rancangan ini digunakan karena dalam percobaan ini kondisi unit percobaan yang digunakan relatif homogen. Adapun model matematika rancangan ini adalah sebagai berikut: Yij = μ + αi + Eij Keterangan : Yij = hasil pada perlakuan ke-i, dan ulangan ke-k. μ = rataan umum. αi = Pengaruh perlakuan ke-i. Eij = galat. Data hasil penelitian selanjutnya dianalisis statistik dengan menggunakan ANOVA. Apabila didapatkan pengaruh perlakuan berpengaruh nyata selanjutnya dilakukan analisis lanjutan dengan menggunakan Duncan s Multiple Range Test (DMRT) atau uji wilayah Berganda Duncan pada taraf α = 5%.

30 Percobaan Inkubasi Tanah gambut yang digunakan di campur merata agar sifatnya homogen, kemudian dilakukan penetapan kadar air tanah gambut berdasarkan metode gravimetrik. Pengeringan gambut dilakukan pada suhu 15 C selama 24 jam. Bobot kering mutlak (BKM) yang digunakan untuk percobaan inkubasi sebesar 1g/pot, sehingga berdasarkan perhitungan didapatkan bobot kering mutlak (BKU) tanah gambut yang akan digunakan untuk percobaan inkubasi adalah seberat g/pot. Dari hasil pengukuran diperoleh nilai KA = 33,52 %. Setelah diketahui kadar air, maka dapat ditentukan berapa kg tanah yang harus dimasukkan ke dalam pot untuk diinkubasi bersama electric furnace slag (slag), silica gel, dan unsur mikro. Electric furnace slag (terak baja) dan silica gel diberikan masing masing dengan dosis %, 2%, 4%, 6%, dan 8% (Tabel 2), lalu dicampur rata dengan cara diaduk bersamaan dengan tanah (bobot kering udara) dan ditambahkan air, hingga tinggi genangan air yang berada dalam pot ± 5 cm. Terdapat tiga kali ulangan untuk setiap perlakuan yang digunakan. Untuk percobaan inkubasi, tanah yang sudah dicampur dengan EF Slag, silica gel, maupun unsur mikro yang berada dalam pot kemudian diinkubasi selama 1 bulan. Tabel 2. Jenis dan Dosis Perlakuan setiap Pot pada Percobaan Inkubasi Perlakuan EF slag Silica gel ZnSO 4 CuSO (g/pot) Kontrol EF slag 2% EF slag 4% EF slag 6% EF slag 8% Silica gel ek EF slag 2% Silica gel ek EF slag 4% Silica gel ek EF slag 6% Silica gel ek EF slag 8% Unsur Mikro

31 17 Setelah diinkubasi 1 bulan, diambil sampel tanah pada setiap perlakuan dan ulangannya untuk dianalisis sifat kimianya di laboratorium, yaitu: ph, unsur mikro (Fe, Mn, Cu, dan Zn tersedia), basa-basa dapat dipertukarkan (Mg, Ca, K, dan Na), N total, P tersedia, SiO 2 tersedia, dan logam berat tersedia (Pb, Cd, dan Hg) dengan % KA sebagai faktor koreksnya Percobaan Pot Rumah Kaca Terdapat beberapa tahap yang dilakukan pada percobaan pot rumah kaca, tahap-tahap tersebut antara lain: tahap persiapan media tanam, penyemaian, penanaman dan pemeliharaan, pengamatan, pemanenan, dan analisis tanaman di laboratorium. Tanah gambut yang digunakan di campur merata agar sifatnya homogen. Bobot kering mutlak (BKM) yang telah ditentukan digunakan sebagai patokan bobot tanah gambut yang akan digunakan. Bobot tanah gambut yang akan dimasukan kedalam masing masing pot yaitu 1,75 kg/pot (bobot kering oven), dengan kadar air sebesar 33.52% sehingga bobot tanah setara dengan 7.6 kg/pot (bobot tanah lembab). Setiap perlakuan sesuai dengan taraf dosis (Tabel 3) diberikan 1 bulan sebelum tanam (inkubasi). Perlakuan tersebut dicampur merata dengan contoh tanah gambut. Kemudian pot ditutup agar diharapkan kadar air yang berada dalam pot tidak berubah dan tinggi genangan air dikontrol setiap 2 hari sekali. Pupuk dasar diberikan dan kemudian dicampur dengan contoh tanah gambut, yaitu pupuk urea (⅓ bagian saat tanam, ⅓ bagian saat umur 21 HST, dan ⅓ bagian saat umur 35 HST), pupuk SP-36 (pada saat tanam), dan pupuk KCl (½ bagian saat tanam dan ½ bagian saat umur 35 HST).

32 18 Tabel 3. Jenis dan Dosis Perlakuan setiap Pot pada Percobaan Pot Rumah Kaca Perlakuan EF slag Silica gel Urea SP-18 KCl ZnSO 4 CuSO (g/pot) Kontrol EF slag 2% EF slag 4% EF slag 6% EF slag 8% Silica gel ek 2% Silica gel ek 4% Silica gel ek 6% Silica gel ek 8% Unsur Mikro Benih padi varietas IR 64 disemai selama 21 hari, setelah itu dipindahkan untuk ditanam ke dalam pot perlakuan di rumah kaca. Setiap pot perlakuan ditanam sebanyak 2 bibit padi. Plastik penutup sebesar pot dipasang di atas pot pada saat malai pada tanaman padi sudah mulai keluar, agar malai tidak dimakan oleh burung dan mengurangi serangan hama yang menyerang batang dan daun tanaman padi. Setiap 2 hari sekali tanaman disiram hingga tinggi genangan air mencapai ± 5 cm dari permukaan tanah. Setiap seminggu sekali dilakukan pengamatan terhadap pertumbuhan vegetatif (tinggi tanaman, jumlah anakan, dan jumlah malai) tanaman padi. Pada saat umur padi sekitar hari dilakukan pemanenan, karena padi sudah siap panen, ditandai dengan 95% butir sudah menguning. Tanaman yang sudah dipanen kemudian dipisahkan antara malai, batang, daun dan gabah, kemudian gabah ditimbang dan ditetapkan sebagai bobot gabah kering panen (BGKP). Gabah tersebut kemudian diletakkan di dalam paper bag dan diberi kode perlakuan agar tidak tertukar dan kemudian dimasukkan ke dalam oven yang berada di kebun percobaan dengan suhu 6 C selama 24 jam dan setelah itu ditimbang untuk kemudian dijadikan bobot gabah kering giling (BGKG). Setelah itu dilakukan pemilahan antara gabah bernas dan gabah hampanya dan dilakukan

33 19 penimbangan agar didapatkan bobot gabah kering bernas (BGKB) dan bobot gabah kering hampa (BGKH). Setelah malai selesai di pisahkan, batang dan daun tanaman padi kemudian dicuci untuk dilakukan analisis SiO 2 yang terdapat pada jerami padi. Gabah bernas yang sudah dipisahkan dan ditimbang, dikupas kulitnya dan kemudian beras tersebut ditumbuk untuk dianalisis kandungan logam berat beracunnya. 3.4 Variabel yang Diamati Variabel yang diamati dalam percobaan inkubasi antara lain: ph H 2 O (perbandingan 1:5), N total (metode Kjeldahl), P-tersedia (metode Bray I), basabasa dapat ditukar (Ca, Mg, Na, K) dengan metode NH 4 OAc 1 N ph 7, SiO 2 tersedia metode ekstraksi Natrium asetat 1 N ph 4, unsur-unsur mikro seperti Fe, Mn, Cu, Zn tersedia metode ekstraksi DTPA ph 7.3 (Dietilen Triamine Penta Acetic Acid), logam-logam berat (Pb, Cd, Hg) tersedia metode ekstraksi HCl.5 N. Variabel yang diamati pada percobaan rumah kaca yaitu: variabel vegetatif meliputi tinggi tanaman, jumlah anakan (umur 3-11 MST)., dan jumlah anakan maksimum Pengukuran tinggi tanaman dilakukan dengan mengukur tinggi tanaman mulai dari permukaan tanah sampai dengan ujung daun tertinggi setelah diluruskan. Variabel generatif meliputi jumlah anakan produktif, bobot gabah kering panen (BGKP), bobot gabah kering giling (BGKG), bobot kering gabah bernas (BKGB), dan bobot kering gabah hampa (BKGH). Analisis jaringan tanaman yang dilakukan yaitu penetapan kadar hara SiO 2 dengan metode ekstraksi HNO 3 dan HClO 4, dan kandungan logam berat (Pb, Cd, dan Hg) pada beras dengan metode ekstraksi HNO 3 dan HClO 4.

34 2 IV. HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1. Pengaruh Electric Furnace Slag, Silica Gel dan Unsur Mikro terhadap Sifat Kimia Tanah Pengaplikasian Electric furnace slag (EF) slag pada tanah gambut yang berasal dari Jambi mengakibatkan terjadinya beberapa perubahan sifat kimia tanah. Hal ini terjadi dikarenakan oleh adanya interaksi antara unsur-unsur yang terdapat di dalam EF slag, seperti Ca, Mg, Fe, Al, P dan juga Si dengan tanah. Analisis pendahuluan menunjukkan bahwa tanah gambut masih memiliki kandungan bahan organik yang tinggi, yaitu sebesar 55.54% dan nilai ph H 2 O 1:1 sebesar 4.6. Ciri lain yang dimiliki tanah ini antara lain N-total sebesar 3.72% dan kandungan basa-basa, yaitu Ca-dd 5.54 (me/1g), Mg-dd 3.11 (me/1g), K-dd 2.9 (me/1g), dan Na-dd 1.84 (me/1g) ph Tanah dan Basa-Basa Dapat Ditukar Tanah gambut yang digunakan pada penelitian ini memiliki tingkat kemasaman yang tergolong tinggi. Dari Tabel 4 dapat terlihat bahwa nilai hasil pengukuran ph tanah gambut sangat rendah, yaitu berkisar antara Hasil analisis ragam (Tabel Lampiran. 4) menunjukkan bahwa pemberian EF slag dan silica gel nyata meningkatkan ph. Dari Tabel 4 dapat diketahui bahwa kadar Mgdd dan Ca-dd tanah pada perlakuan unsur mikro dan silica gel tidak berbeda nyata dengan kontrol. Dari hasil analisis tanah diketahui bahwa ph tanah pada perlakuan unsur mikro tidak berbeda nyata dengan kontrol. Gambar 1 memperlihatkan nilai ph tanah pada perlakuan EF slag meningkat seiring dengan bertambahnya dosis yang diberikan dan EF slag mampu meningkatkan ph tanah lebih besar dibandingkan silica gel. Peningkatan ph tanah akibat pemberian EF slag juga sesuai dengan pendapat Silva (1971) yang menyatakan bahwa pemberian slag sebagai sumber silikat dapat menaikkan ph tanah.

35 21 Tabel 4. Pengaruh EF Slag, Silica Gel dan Unsur Mikro terhadap ph Tanah dan Basa-Basa Dapat Dipertukarkan Perlakuan ph Tanah Basa-Basa Dapat Dipertukarkan Mg-dd Ca-dd (me/1g) Kontrol 3.5a 3.6a 1.73a EF slag 2 % 3.73b 4.38ab 15.4a EF slag 4 % 4.3c 5.67bc 13.65a EF slag 6 % 4.18d 6.13cd 26.37b EF slag 8 % 4.35e 7.34d 31.91b Silica gel ek 2 % 3.77b 3.27a 5.81a Silica gel ek 4 % 3.73b 4.1a 5.27a Silica gel ek 6 % 3.7b 3.8a 6.73a Silica gel ek 8 % 3.73b 3.92a 6.39a Unsur Mikro 3.55a 3.39a 5.1a Keterangan : Angka yang diikuti oleh huruf yang sama tidak berbeda pada taraf α = 5% dengan Uji Wilayah Berganda Duncan (DMRT) Peningkatan nilai ph ini diduga karena kandungan basa-basa dapat ditukar (terutama Ca dan Mg) yang terdapat dalam EF slag. Hal ini sesuai dengan pernyataan Soepardi (1983) dimana pada proses pengapuran, kapur karbonat berinteraksi dengan H 2 O dalam tanah dan kemudian terjadi pelepasan ion oleh Ca 2+, Mg 2+, CO 3 2-, dan OH -. Karbonat (CO 3 2- ) inilah yang kemudian mengikat ion H + dan membuat ion H + keluar dari kompleks jerapan tanah. Posisi H + dalam kompleks jerapan digantikan oleh kation Ca 2+ dan Mg 2+ (sehingga ketersediaan Ca dan Mg dalam tanah meningkat). ph Tanah EF Slag Silica Gel Eq EF Slag Kontrol 2% 4% 6% 8% Unsur Mikro Perlakuan Gambar 1. Perbandingan Nilai ph Tanah Gambut antara Kontrol dan Semua Perlakuan pada Tanah.

36 22 Nilai ph terendah (ph 3.5) terdapat pada perlakuan kontrol, sedangkan nilai ph tertinggi (ph 4.35) terdapat pada perlakuan EF slag 8% dengan kenaikan sebesar 24.28% dibandingkan kontrol. Pada perlakuan silica gel nilai tertinggi terdapat pada dosis perlakuan 2% (ph 3.77) dengan kenaikan sebesar 7.71% dibandingkan kontrol. Pada Gambar 2 dan 3 dapat terlihat bahwa kadar Ca-dd dan Mg-dd tanah meningkat seiring dengan semakin tingginya dosis perlakuan EF slag yang diberikan. Pemberian EF slag mampu meningkatkan kadar Ca-dd dan Mg-dd tanah lebih besar dibandingkan perlakuan unsur mikro dan silica gel. Mg-dd Tanah (me/1 g) EF Slag Silica Gel Eq EF Slag Kontrol 2% 4% 6% 8% Unsur Mikro Perlakuan Gambar 2. Pengaruh Electric Furnace Slag, Silica Gel dan Unsur Mikro terhadap Mg-dd Tanah Gambut EF Slag Silica Gel Eq EF Slag Ca-dd Tanah (me/1 g) Kontrol 2% 4% 6% 8% Unsur Mikro Perlakuan Gambar 3. Pengaruh Electric Furnace Slag, Silica Gel dan Unsur Mikro terhadap Ca-dd Tanah Gambut.

37 23 Berdasarkan hasil analisis ragam (Tabel Lampiran. 5 dan 6), pemberian EF slag berpengaruh sangat nyata terhadap kadar Mg dan Ca dapat dipertukarkan tanah. Kadar Mg-dd tertinggi (Mg-dd=7.34 me/1g) terdapat pada perlakuan EF slag 8% dengan kenaikan 13.88% dibandingkan kontrol dan kadar Ca-dd tertinggi (Ca-dd=31.91 me/1g) terdapat pada perlakuan EF slag 8% dengan kenaikan 197.4% dibandingkan kontrol. Nilai Mg-dd terendah terdapat pada perlakuan silica gel ekuivalen EF slag 2% (Mg-dd=3.27 me/1g) dan Ca-dd terendah pada perlakuan unsur mikro (Ca-dd= 5.1 me/1g). Peningkatan Ca akibat pemberian slag sesuai dengan pendapat Silva (1971) bahwa pemberian kalsium silikat (EF slag) dapat meningkatkan kandungan kalsium tanah. Meningkatnya Ca dan Mg tersedia tanah akibat pemberian EF slag dikarenakan pada EF slag juga terkandung unsur Ca dan Mg (Tabel Lampiran 2) Pengaruh EF Slag, Silica Gel dan Unsur Mikro terhadap Kadar Unsur Mikro, P, dan SiO 2 Tersedia dalamtanah Pada hasil analisis (Tabel Lampiran 7, 8, 9, dan 1) dapat diketahui bahwa pemberian EF slag berpengaruh nyata meningkatkan kadar Fe, Mn, Cu, dan Zn tersedia tanah. Slag dalam bidang pertanian digunakan antara lain: (1) untuk menetralkan kemasaman tanah serta menambah unsur Ca dan Mg; (2) meningkatkan jumlah fosfor dalam tanah karena mengandung 5-1% fosfor tersedia; serta (3) sebagai sumber silikat (Barber, 1967 dalam Priambudi, 1997). Dari Tabel 5 dapat diketahui kadar Fe-tersedia tanah tertinggi terdapat pada perlakuan EF slag 8% ( ppm) dengan kenaikan sebesar 19% dibandingkan kontrol dan terendah pada perlakuan silica gel ekuivalen EF slag 6% (49.63 ppm). Meningkatnya ketersediaan Fe pada perlakua EF slag diduga karena di dalam EF slag terdapat kadar Fe yang cukup tinggi (Fe 2 O 3 = 43.18%). Kadar Mn-tersedia tanah tertinggi terdapat pada perlakuan EF slag 8% (81.36 ppm) dengan kenaikan sebesar % dibandingkan kontrol dan terendah pada perlakuan unsur mikro (5.49 ppm). Kadar Cu-tersedia tanah tertinggi terdapat pada perlakuan unsur mikro ( ppm) dengan kenaikan sebesar 117.9% dibandingkan kontrol dan terendah pada perlakuan silica gel ekuivalen EF slag 2% (12.8 ppm). Pemberian unsur mikro nyata meningkatkan Zn-tersedia tanah.

38 24 Perlakuan Kadar Zn-tersedia tanah tertinggi terdapat pada perlakuan unsur mikro (31.37 ppm) dengan kenaikan sebesar 16.55% dibandingkan kontrol dan terendah pada perlakuan EF slag 4% (1.98 ppm). Tabel 5. Pengaruh EF Slag, Silica Gel dan Unsur Mikro terhadap Kadar Unsur Mikro,P dan SiO 2 Tersedia dalam Tanah Unsur Hara Mikro Fe-tersedia Mn-tersedia Cu-tersedia Zn-tersedia P-tersedia SiO 2 -tersedia (ppm) Kontrol 49.99a 6.41a 15.89abcd 12.4ab 48.68a 53.1a EF Slag 2 % 588.6bc 37.47b 17.34bcd 12.58abc 8.96abc 24.3b EF Slag 4 % c 54.65c 14.35abc 1.98a 86.54bc b EF Slag 6 % d 67.24d 14.19ab 14.8bcd 19.2cd b EF Slag 8 % d 81.36e 17.29bcd 14.75cd d b Silica gel ek 2 % 44.39ab 9.9a 12.8a 11.78ab 63.5ab 95.61a Silica gel ek 4 % 41.78a 1.94a d 12.9abcd 73.97ab 74.71a Silica gel ek 6 % 49.63a 8.9a 17.54cd 14.96cd 69.37ab 74.1a Silica gel ek 8 % a 5.55a d 15.15d 64.22ab 54.88a Unsur Mikro ab 5.49a 34.63d 31.37d 68.55ab 7.412a Keterangan : Angka yang diikuti oleh huruf yang sama pada kolom yang sama tidak berbeda pada taraf α = 5% dengan Uji Wilayah Berganda Duncan (DMRT) Kadar Fe dan Mn tersedia tanah pada perlakuan EF slag (Gambar 4 dan 5) meningkat seiring dengan penambahan dosis. Kadar Fe tersedia pada perlakuan silica gel cenderung mengalami penurunan seiring dengan penambahan dosis. Menurut Silva, 1971 dalam Pramono, 1981, kalsium silikat yang terkandung dalam slag dapat mengurangi sifat racun yang ditimbulkan oleh unsur Fe pada jumlah yang relatif tinggi. Pemberian unsur mikro mampu meningkatkan kadar Cu dan Zn tersedia tanah lebih besar dibandingkan perlakuan EF slag dan silica gel (Gambar 6 dan 7).

39 25 Fe-tersedia Tanah (ppm) EF Slag Silica Gel Eq EF Slag Kontrol 2% 4% 6% 8% Unsur Mikro Perlakuan Gambar 4. Pengaruh Electric Furnace Slag, Silica Gel dan Unsur Mikro terhadap Fe-tersedia Tanah Gambut. Mn-tersedia Tanah (ppm) EF Slag Silica Gel Eq EF Slag Kontrol 2% 4% 6% 8% Unsur Mikro Perlakuan Gambar 5. Pengaruh Electric Furnace Slag, Silica Gel dan Unsur Mikro terhadap Mn-tersedia Tanah Gambut. Cu-tersedia Tanah (ppm) EF Slag Silica Gel Eq EF Slag Kontrol 2% 4% 6% 8% Unsur Mikro Perlakuan Gambar 6. Pengaruh Electric Furnace Slag, Silica Gel dan Unsur Mikro terhadap Cu-tersedia Tanah Gambut.

40 26 Zn-tersedia Tanah (ppm) EF Slag Silica Gel Eq EF Slag Kontrol 2% 4% 6% 8% Unsur Mikro Perlakuan Gambar 7. Pengaruh Electric Furnace Slag, Silica Gel dan Unsur Mikro terhadap Zn-tersedia Tanah Gambut. Berdasarkan hasil analisis (Tabel Lampiran 11) dapat diketahui bahwa pemberian EF slag berpengaruh nyata dalam meningkatkan kadar P-tersedia tanah. Dari Gambar 8 dapat terlihat bahwa perlakuan EF slag nyata meningkatkan P-tersedia tanah lebih baik dibandingkan perlakuan silica gel dan unsur mikro. Kadar P-tersedia tertinggi terdapat pada perlakuan EF slag 8% (Ptersedia= ppm) dengan kenaikan sebesar % dibandingkan kontrol, sedangkan untuk nilai terendah terdapat pada perlakuan kontrol, yaitu ppm. Kadar P-tersedia pada perlakuan EF slag meningkat seiring dengan bertambahnya dosis perlakuan yang diberikan. Meningkatnya kadar P-tersedia dalam tanah pada perlakuan EF slag diduga karena jumlah kandungan P 2 O 5 dalam EF slag (P 2 O 5 =53 ppm) turut menyumbangkan ketersediaan P yang ada di dalam tanah. P -tersedia Tanah (ppm) EF Slag Silica Gel Eq EF Slag Kontrol 2% 4% 6% 8% Unsur Mikro Perlakuan Gambar 8. Pengaruh Electric Furnace Slag, Silica Gel dan Unsur Mikro terhadap P-tersedia Tanah Gambut.