LAPORAN AKHIR PENELITIAN UNGGULAN PERGURUAN TINGGI

LAPORAN AKHIR PENELITIAN UNGGULAN PERGURUAN TINGGI DAMPAK ALIH GUNA HUTAN MENJADI KEBUN KARET DAN KELAPA SAWIT TERHADAP CADANGAN C dan N TANAH, serta PENCUCIAN NITROGEN Tahun ke 2: Dampak terhadap perakaran dan pencucian nitrogen Tahun ke-2 dari rencana 2 tahun Ketua : Dr. Ir. Sri Rahayu Utami, M.Sc 0028106104 Anggota : 1. Prof. Dr. Ir. Zaenal Kusuma, SU 0001055405 2. Syahrul Kurniawan, SP. MP 0018107903 FAKULTAS PERTANIAN UNIVERSITAS BRAWIJAYA Oktober, 2014

HALAMAN PENGESAHAN Judul Penelitian : DAMPAK ALIH GUNA HUTAN MENJADI KEBUN KARET DAN KELAPA SAWIT TERHADAP CADANGAN C DAN N SERTA PENCUCIAN NITROGEN (Tahun ke-2: Dampak terhadap perakaran dan pencucian nitrogen) Peneliti Pelaksana Nama Lengkap : Dr. Ir. Sri Rahayu Utami, M.Sc NIDN : 0028106104 Jabatan Fungsional : Dosen / Lektor Kepala Program Studi : Pengelolaan Tanah dan Air, Fakultas Pertanian Nomor HP : 08125248791 Alamat surel (e-mail) : sriyutami@gmail.com Anggota (1) Nama Lengkap : Prof. Dr. Ir. Zaenal Kusuma, SU NIDN : 0001055405 Anggota (2) Nama Lengkap : Syahrul Kurniawan, SP. MP NIDN : 0018107903 Institusi Mitra Nama Institusi Mitra : - Alamat : - Penanggung Jawab : - Penelitian Tahun Ke- : 2 Tahun Pelaksanaan : Tahun ke 2 dari rencana 2 tahun Biaya Tahun Berjalan : Rp. 50.000.000,00 Biaya Keseluruhan : Rp. 100.000.000,00 Mengetahui Ketua LPPM UB, Malang, 10 Nopember 2014 Ketua, Dr. Ir. Sri Rahayu Utami, M.Sc NIP. 19611028 198701 2 001 i

RINGKASAN Penelitian tahun kedua ini (2014) merupakan bagian dari 2 tahun kegiatan atau merupakan kelanjutan dari kegiatan tahun pertama (2013).Sehingga penelitian tahun 2014 masih tetap menggunakan lokasi dan plot pengamatan yang sama. Penelitian dilakukan di 2 bentang lahan di Jambi, yaitu Bukit Duabelas dan Harapan pada 4 sistem penggunaan lahan yaitu Hutan, Hutan Karet, Kebun Karet monokultur, dan kelapa sawit. Kegiatan penelitian tahun kedua (2014), secara umum dilakukan dengan tujuan1) Mengkuantifikasi konsentrasi nitrat yang tercuci dari zona perakaran di 4 penggunaan lahan (Hutan-Hutan Karet-Kebun Karet-Kelapa Sawit); dan 2) Mempelajari pengaruh perubahan penggunaan lahan terhadap laju pencucian amonium dan nitrat. Hipotesa yang ingin dibuktikan adalah 1) Sebaran akar berbeda antara keempat penggunaan lahan; dan berhubungan dengan perubahan sifat fisiko-kimia yang telah diamati pada tahun 2013; 2) Kuantitas dan laju pencucian N diperkirakan berkaitan dengan sebaran akar pada penggunaan lahan yang berbeda; 3) Kuantitas dan laju pencucian N semakin tinggi dengan semakin intensifnya penggunaan lahan.keluaran tahun kedua berupa informasi tentang 1) konsentrasi N yang hilang melalui pencucian di berbagai penggunaan lahan; 2) hubungan antara perubahan C dan N di berbagai kedalaman tanah dengan pencucian NH4 + dan NO3 -. Hasil sementara yang didapatkan adalah alih guna lahan hutan menjadi karet dan kelapa sawit mengakibatkan terjadinya degradasi sifat fisik dan kimia tanah (yang ditunjukkan pada hasil penelitian tahun pertama), juga degradasi sifat biologi yang ditunjukkan dengan perubahan sebaran akar. Lahan hutan memiliki lebih banyak perakaran yang berukuran besar (akar kasar) dan dengan sebaran yang lebih dalam dibandingkan pada lahan karet dan kelapa sawit. Sebaliknya sebaran akar halus pada lahan hutan lebih sedikit dibandingkan lahan karet dan kelapa sawit. Sebaran akar kasar yang lebih luas dan dalam ini berkaitan erat dengan proporsi pori makro yang cenderung lebih banyak pada lahan hutan. Jumlah biomasa akar baik halus maupun kasar berhubungan erat dengan bobot isi tanahnya. Sebaran dan biomasa akar terutama yang berukuran kasar, yang lebih banyak di lahan hutan cenderung menurunkan jumlah nitrogen mineral yang tercuci. Hal ini terbukti pada landscape Bukit Duabelas, namun tidak pada landscape Harapan, yang kondisi hutannya sudah terdegradasi. Namun, jumlah N organik terlarut yang tercuci lebih besar pada hutan. Pencucian nitrogen pada hutan karet hampir menyamai kondisi hutan. Komposisi air hujan didominasi oleh bicarbonate dan chloride, serta nitrat, amonium, dan nitrogen organik terlarut (DON) dalam jumlah yang relatif sedikit. Air hujan juga mengandung dominasi kation Na dan Ca. Proporsi nitrat di dalam air hujan relatif sedikit, sehingga peningkatan proporsi yang relatif banyak pada nitrat dalam leachate yang tercuci menunjukkan adanya proses pengkayaan dari bahan organik. Pada lahan Bukit Duabelas, jumlah total N tercuci paling besar didapatkan pada lahan kelapa sawit, diikuti karet monokultur, hutan karet, dan yang terkecil pada hutan. Pola ini sesuai dengan pola sebaran dan jumlah biomasa akar pada keempat penggunaan lahan tersebut. Semakin banyak akar terutama akar kasar, dan dengan penyebaran lebih dalam, maka pencucian nitrogen semakin kecil. iii

Jumlah N tercuci pada hutan karet hampir sama dengan pada lahan hutan, menunjukkan bahwa semakin kompleks komposisi pohon dalam suatu sistem, semakin rendah pencucian N yang terjadi. Namun demikian, nitrogen organik yang terlarut semakin besar pada lahan hutan, mungkin berkaitan dengan lebih tingginya kandungan bahan organik. Jumlah N tercuci pada landscape Harapan lebih sedikit dibandingkan dengan pada landscape Bukit Dua Belas. Hal ini kemungkinan berhubungan dengan tekstur yang lebih kasar, dengan jenis liat yang cenderung bermuatan positif, sehingga terjadi pengikatan N-nitrat oleh partikel tanah. Selain itu, kemungkinan juga disebabkan jumlah biomasa akar kasar yang lebih banyak pada landscape Harapan, yang mampu berfungsi sebagai jala penjaring nitrogen tercuci. Jumlah N tercuci pada landscape Harapan tidak berbeda nyata antar penggunaan lahan. Bahkan jumlah N tercuci cenderung lebih besar pada hutan, karena kondisi hutan di Harapan yang sudah terdegradasi dibandingkan hutan di Bukti Duabelas. Secara umum, jumlah NH4 dan N terlarut (DON) yang tercuci semakin meningkat dengan meningkatnya ph, kandungan C-organik dan berat isi, dan menurunnya KTK, Al dan H dapat ditukar, serta % liat. Sebaliknya Nitrat (NO3) yang tercuci semakin meningkat seiring dengan peningkatan % liat, KTK, ph, H dapat ditukar, dan berkurangnya Al dapat ditukar dan kandungan C-organik. Keyword :alih guna lahan, sebaran akar, DON, amonium dan nitrat tercuci. iv

67 Lampiran 8. Draft Paper untuk Jurnal Nasional ALIH GUNA LAHAN HUTAN MENJADI KARET DAN KELAPA SAWIT: DAMPAK TERHADAP PERAKARAN DAN PENCUCIAN NITROGEN PADA ACRISOL LEMPUNG BERPASIR DI JAMBI Syahrul Kurniawan, Sri Rahayu Utami, Christanti Agustina Jurusan Tanah, Fakultas Pertanian, Universitas Brawijaya, Jl. Veteran 1, Malang 65145 Abstrak Pencucian unsur hara di daerah tropik basah merupakan masalah utama, yang semakin meningkat jika lahan hutan dialih-fungsikan menjadi penggunaan lain. Penelitian ini bertujuan untuk mempelajari perbedaan pencucian nitrat pada lahan hutan, kebun karet, karet monokultur dan kelapa sawit. Penelitian dilakukan pada keempat penggunaan lahan tersebut, dengan 4 ulangan di daerah Jambi. Pada setiap penggunaan lahan dipasang 2 lysimeter masing-masing pada kedalaman 1.5m untuk mengumpulkan leachate. Pengamatan pencucian dilakukan dengan mengukur N (NH 4, NO 3 dan DON) yang terkandung dalam leachate. Total N dan NO 3 yang tercuci paling besar ditemukan pada lahan kelapa sawit, diikuti karet monokultur, kebun karet, dan yang paling kecil pada hutan. Namun jumlah NH 4 dan DON yang tercuci tidak berbeda nyata antar penggunaan lahan. Perbedaan jumlah N yang tercuci mempunyai korelasi yang erat dengan sebaran dan biomasa akar kasar. Lahan hutan memiliki lebih banyak perakaran yang berukuran besar (akar kasar) dan dengan sebaran yang lebih dalam dibandingkan pada lahan karet dan kelapa sawit. Sebaliknya sebaran akar halus pada lahan hutan lebih sedikit dibandingkan lahan karet dan kelapa sawit. Keyword :alih guna lahan, pencucian N, sebaran akar Pendahuluan Peran hutan tropika di dalam menjaga fungsi lingkungan terus menurun dalam 3 dekade terakhir, karena meningkatnya konversi hutan menjadi lahan pertanian. Di Indonesia, dalam kurun waktu 1985-1997 telah mengalami alih guna hutan seluas 20 juta ha (Matthew, 2002). Alih guna hutan menjadi lahan pertanian di Indonesia telah dimulai sejak tahun 1980 ketika pemerintah membuka program transmigrasi untuk mengurangi populasi penduduk di Jawa dan mengembangkan pertanian di Sumatera, Kalimantan, dan Sulawesi. Jambi merupakan salah satu wilayah pengembangan Karet di Sumatera, dengan luasan produksi mencapai 465.109 ha dan jumlah produksi sebesar 197.865 ton (BPS, 2003). Untuk kelapa sawit, perkembangan kelapa sawit di Jambi berjalan sangat cepat sejak diintroduksi pertama kali pada dekade 1990an karena harga karet menurun, dan saat ini luasan perkebunan kelapa sawit di Jambi sudah mencapai 483.366 ha dengan produksi 1.293.173 ton (BPS, 2010). Alih guna hutan menjadi kebun karet dan kelapa sawit berpengaruh terhadap penurunan tutupan kanopi (Martius et al., 2004), tumbuhan bawah (Hannerz and Hanell, 1997),masukan seresah (Hairiah et al., 2006), dan diversitas perakaran tanaman. Hal ini menyebabkan peningkatan dekomposisi bahan organik dan mineralisasi N yang berpengaruh terhadap cadangan C dan N di tanah sertatanah menjadi rentan terhadap kehilangan unsur hara melalui pencucian (Wu et al., 2009), erosi dan limpasan permukaan pada skala plot, yang nantinya berdampak pada penurunan kualitas air (Verbist et al., 2009).Beberapa penelitian yang sudah

74 Sebaliknya Nitrat (NO3) yang tercuci semakin meningkat seiring dengan peningkatan % liat, KTK, ph, H dapat ditukar, dan berkurangnya Al dapat ditukar dan kandungan C-organik. Daftar Pustaka Davidson, EA; Chorover, J.; and DB. Dail. 2003. A mechanism of abiotic immobilization of nitrate in forest ecosystem: the ferrous wheel hypotheses. Global Change Biology. 9: 228-236. Hairiah,K. 2002. Akar Pertanian Sehat. Pidato Pengukuhan Jabatan Guru Besar pada Fakultas Pertanian UNIBRAW.Universitas Brawijaya. Hairiah,K., Sulistyani,H., Suprayogo,D., Widianto, Purnomosidhi,P., Widodo, RH., and van Noordwijk,M., 2006. Litter Layer Residence Time in Forest and Coffee Agroforestri Systems in Sumberjaya, West Lampung. Forest Ecology and Management. Hannerz, M. and B. Hanell. 1997. Effects on the flora in Norway spruce forests following clearcutting and shelterwood cutting. For. Ecol. Manage. 90:29 49. IPCC. 2000. Land use, Land use change, and Forestry. Intergovernmental Panel on Climate Change. Purwanto. 2005. Dampak Alih Guna Hutan Menjadi Agroforestri Kopi Terhadap Potensi Nitrifikasi di Sumberjaya, Lampung Barat : I. Inventori populasi dan aktifitas bakteri nitrifikasi. Disertasi Program Doktor Ilmu Pertanian, Malang. Matthew E. 2002. The state of forest Indonesia. World Resourches Institute. Murty D, M.F. Kirschbaum, and R. Mcmurtrie. 2002. Does conversion of forest to agricultural land change soil carbon and nitrogen?a review of literature. Global change biology, 8 : 105-123. Prescott C. 2002.The influence of the forest canopy on nutrient cycling.journal of Tree physiology vol 22. Pp. 1193-1200. Suprayogo, D. 2000. Testing the Safety-net Hypothesis in Hedgerow Intercropping : Water balance and Mineral N Leaching in the Humid Tropics. PhD Thesis, University of London, Asford, Kent. Suprayogo, D., Widianto, Purnomosidhi P., Widodo, R.H., Rusiana, F., Aini, Z.Z., Khasanah, N. Dan Z. Kusuma. 2004. Degradasi sifat fisik tanah sebagai akibat alih guna lahan hutan menjadisistem kopi monokultur: kajian perubahan makro porositas tanah. Agrivita 26 (1): 60-67. Suprayogo D., K. Hairiah, M. van Noordwijk, and G. Cadish. 2010. Agroforestry interactions in rainfieldagriculture : can hedgerow intercropping systems sustain crop yield on an Ultisol in Lampung (Indonesia)?. Agrivita Vol 32 No 2. October 2010. ISSN 0126-0537. Tully, KL.; Lawrence, D. and TM. Scaslone. 2012. More trees less loss: N leaching losses decrease with increasing biomass in coffee agroforest. Agric. Ecosystems and Environment 161: 137-144. Verbist b., J. Poesen, M. van Noordwijk, Widianto, D. Suprayogo, F. Agus, J. Deckers. 2010. Factors affecting soil loss at plot scale and sediment yield at catchment scale in a tropical volcanic agroforestry landscape. Catena.Elsevier.