DAFTAR ISI I. II. III. IV. JUDUL ………………………………………………………………... LEMBAR PENETAPAN ……………………………………………. LEMBAR PENGESAHAN ………………………………………….. SURAT PERNYATAAN …………………………………………….. PRAKATA ………… ………………………………………………... DAFTAR ISI ………………………………………………………….. DAFTAR TABEL …………………………………………………….. DAFTAR GAMBAR …………………………………………………. DAFTAR LAMPIRAN ………………………………………............. INTISARI ……………………………………………………………... ABSTRACT ................................................................................. PENDAHULUAN ……………………………………………………. 1.1. Latar Belakang ………………………………………………... 1.2. Tujuan Penelitian ……………………………………………... 1.3. Manfaat Penelitian ………………………………………........ 1.4. Keaslian Penelitian ………………………………………..…... TINJAUAN PUSTAKA ………………………………………........... 2.1. Luasan dan sebaran gambut di Indonesia ……………….…. 2.2. Pembentukan dan Klasifikasi Lahan Gambut Tropika …….. 2.3. Definisi Bahan Sulfidik dan Tanah Sulfat Masam ………….. 2.4. Proses Pembentukan Bahan Sulfidik …………...…………… 2.5. Proses Oksidasi Pirit dan Dampaknya pada Lingkungan Tanah dan Lingkungan ………………………….……………. 2.6. Peranan Bahan Organik dan gambut terhadap oksidasi mineral pirit ……………………………………………………... 2.7. Pengaruh ketebalan gambut dan kondisi hidrologis Terhadap kimia air gambut dan permukaan ………….......... 2.8. Karbon organik terlarut ………………………………………... 2.9. Pengaruh Ketebalan Gambut dan Kondisi Hidrologis terhadap Dinamika Karbon Organik Terarut di Tanah dan Lingkungan …………………………………………….. 2.10.Landasan Teori ……………………………………………….. 2.11.Hipotesis ……………………………………………………… METODE PENELITIAN …………………………………………….. 3.1. Penetapan Lokasi Penelitian ……………………………...... 3.2. Tahapan Penelitian …………………………………………... 3.3. Pelaksanaan Penelitian ……………………………………… 1. Karakterisasi kondisi lahan …………………………… 2. Studi dinamika karakteristik kimia air gambut pada kondisi hidrologi dan ketebalan gambut yang berbeda .. 3. Penetapan sifat spektral dan asam-asam organik berberat molekul rendah dalam karbon organik terlarut ………………………………………………………………… 4. Penelitian mobilitas karbon organik dan pengaruhnya terhadap pelepasan ion-ion toksik dari tanah …………… HASIL DAN PEMBAHASAN ……………………………………….. Kondisi Umum Lokasi Penelitian ……………..………… 4.1. 4.1.1. Iklim dan Hidrologi …………………………………….….. 4.1.2. Geologi dan Topografi ………………………………….. i ii iii iv v vii ix x xv xvi xvii 1 1 5 5 5 7 7 8 10 11 12 13 14 17 21 21 22 24 24 26 28 28 29 30 33 35 35 35 39 V. VI. VII. 4.1.3. Kematangan gambut, reaktivitas pirit dan klasifikasi tanah ……………...………………………………………… 4.1.4. Tutupan Lahan di Daerah Penelitian …………………….. 4.2. Studi Dinamika Kimia Air Gambut Pada Kondisi Hidrologi dan Ketebalan Gambut yang Berbeda ………………………………………………………………… 4.2.1. Daya hantar listrik ………………………………………….. 4.2.2. Potensial redoks (Eh) ……………………………………… 4.2.3. Derajat kemasaman (pH) air gambut …………………… 4.2.4. Sulfat terlarut ………………………………………….…... 4.2.5. Amonium ……………………………………………………. 4.2.6. Nitrat …………………………………………………………. 4.2.7. Kation-kation basa ….……………………………………... 4.2.8. Kation hara mikro ………….……………………………... 4.2.9. Karbon Organik Terlarut (KOT) …………………………… 4.2.10. Serapan spesifik ultraviolet pada 254 nm (SUVA254) …... 4.3. Sifat Spektroskopik Karbon Organik Terlarut Dan Komposisi Asam-Asam Organik Penyusunnya ………………………………………………………………… 4.3.1. Karakteristik spektroskopik serapan ultraviolet ………… 4.3.2. Karakterisasi berdasarkan serapan Infrared spektra (FTIR) …………………..................................................... 4.3.3. Asam-asam organik berberat molekul rendah ………….. Mobilitas Karbon Organik Terlarut dan Pelepasan 4.4. Ion-ion Toksik dari Tanah ……………………………........ 4.4.1. Derajat kemasaman (pH) …………………………………. 4.4.2. Daya hantar listrik …………………………………………. 4.4.3 Aluminium terlarut ……………………………………….. 4.4.4. Besi terlarut …………………………………………........... 4.4.6. Sulfat terlarut …………………………………………….. 4.4.7. Karbon organik terlarut …………………………………… PEMBAHASAN UMUM …………………………………………….. IMPLIKASI PENELITIAN …………………………………………… 6.1. Pengelolaan lahan untuk budidaya pertanian ………… 6.1.1. Pola penggunaan lahan (zonasi) …………………………. 6.1.2. Pengelolaan hidrologi lahan ………………………………. 6.2. Mitigasi pencemaran lingkungan …………………………. KESIMPULAN DAN SARAN ………………………………………. 7.1. Kesimpulan …………………………………………………… 7.2. Saran ……………………………………………………………. RINGKASAN …………………………………………………........... SUMMARY …………………………………………………………... DAFTAR PUSTAKA …………………………………………........... LAMPIRAN …………………………………………………………... 40 45 46 46 52 60 69 75 81 87 103 118 125 130 130 137 140 146 146 147 149 151 152 154 157 167 167 167 170 172 174 174 174 176 183 190 213 DAFTAR TABEL Nomor 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. Halaman Luasan lahan gambut di Indonesia dari berbagai hasil penelitian……………………………………………………………… Fraksi dan senyawa yang terdapat dalam bahan organik terlarut (BOT)………………………………………………………………….. Panjang gelombang terpilih dalam penelitian dan karakteristik DOC yang berkaitan ………………………………………………… Tingkat dekomposisi gambut pada tapak penelitian berdasarkan kadar serat gambut dengan Na-Pirofosfat………………………... Reaktivitas bahan sulfidik yang berada di bawah lapisan gambut………………………………………………………………… Berat molekul fraksi organik tanah gambut dari berbagai lokasi penelitian ……………………………………………………….......... Konsentrasi beberapa asam organik dengan berat molekul rendah dalam larutan BOT gambut ……………………………….. 7 20 32 40 41 135 145 DAFTAR GAMBAR Nomor 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18. 19. 20. Halaman Skema yang menunjukkan beberapa kemungkinan reaksi yang terjadi selama oksidasi pirit. Sumber : Druschel and Borda (2006) dalam Murphy dan Strongin (2009)……………………….. Pola aliran air di lahan gambut pada musim hujan dan musim kemarau (Mitsch dan Gosselink, 2000) ………………………....... Diagram pie bahan organik terlarut yang menunjukkan distribusi senyawa-senyawa organik terlarut dari air sungai (Thurman, 1985 cit. McKnight et al., 2003)…………………………………….. Lokasi Penelitian dan posisi pipa pengambilan sampel air pada ketebalan gambut yang berbeda dan titik pengambilan sampel air permukaan (G1=gambut tipis; G2=gambut sedang; dan G3=gambut dalam) ………………………………………………….. Bagian dan tahapan penelitian …………………………………….. Penampang melintang profil tanah dan titik pengambilan contoh air gambut pada tiga kedalam lapisan gambut …………………... Desain percobaan mobilitas karbon organik dan pengaruhnya terhadap pelepasan unsur toksik ………………………………..... Curah Hujan Tahunan Stasiun Selat, Kabupaten Kapuas (19832006) …………………………………………………………………. Curah Hujan Bulanan Rata-rata Stasiun Selat, Kabupaten Kapuas (1983-2006) ……………………………………………… Jeluk muka air tanah pada lahan gambut sedang dan gambut dalam. Tanda panah pada gambar menunjukkan waktu pengambilan contoh air gambut …………………………………… Penampang melintang profil tanah pada masing-masing loka pengambilan sampel ………………………………………………... Kondisi tutupan lahan di lokasi penelitian (Eks UPT-Pangkoh IX), skala 1 : 90.000 (Sumber : Google Earth tanggal pencitraan 26 Mei 2012) ………………………………………………………… Daya hantar listrik (DHL) air gambut pada ketebalan gambut yang berbeda saat musim hujan …………………………………... Daya hantar listrik (DHL) air gambut pada ketebalan gambut yang berbeda saat transisi musim hujan dan musim kemarau ………………………………………………………………………… Daya hantar listrik (DHL) air gambut pada ketebalan gambut yang berbeda saat musim kemarau ……………………………..... Rerata berimbang daya hantar listrik air gambut pada ketebalan dan musim yang berbeda…………………………………………… Potensial redoks (Eh) air gambut pada ketebalan gambut yang berbeda saat musim hujan …………………………………………. Potensial redoks (Eh) air gambut pada ketebalan gambut yang berbeda saat transisi musim hujan dan musim kemarau …………………………………………………………………………. Potensial redoks (Eh) air gambut pada ketebalan gambut yang berbeda saat musim kemarau ……………………………………... Rerata berimbang potensial redoks air gambut pada ketebalan dan musim yang berbeda…………………………………………… 12 15 18 25 27 29 34 35 36 37 43 44 48 49 50 52 54 55 56 58 21. 22. 23. 24. 25. 26. 27. 28. 29. 30. 31. 32. 33. 34. 35. 36. 37. 38. 39. 40. 41. 42. 43. 44. pH air gambut pada ketebalan gambut yang berbeda saat musim hujan …………………………………………………………. pH air gambut pada ketebalan gambut yang berbeda saat transisi musim hujan dan musim kemarau…..……………………. pH air gambut pada ketebalan gambut yang berbeda saat musim kemarau ……………………………………………………... Rerata berimbang pH air gambut pada ketebalan dan musim yang berbeda………………………………………………………… Sulfat terlarut (mg L-1) air gambut pada ketebalan gambut yang berbeda saat musim hujan …………………………………………. Sulfat terlarut (mg L-1) air gambut pada ketebalan gambut yang berbeda saat musim kemarau ……………………………………... Sulfat terlarut (mg L-1) air gambut pada ketebalan gambut yang berbeda saat transisi musim kemarau ke musim hujan ………… Rerata berimbang sulfat terlarut air gambut pada ketebalan dan musim yang berbeda………………………………………………… Rerata berimbang amonium air gambut pada ketebalan dan musim yang berbeda………………………………………………… Amonium terlarut (mg L-1) air gambut pada ketebalan gambut yang berbeda saat musim hujan …………………………………. Amonium terlarut (mg L-1) air gambut pada ketebalan gambut yang berbeda saat transisi musim kemarau ke musim hujan …………………………………………………………………………. Amonium terlarut (mg L-1) air gambut pada ketebalan gambut yang berbeda saat musim kemarau ……………………………... Rerata berimbang nitrat air gambut pada ketebalan dan musim yang berbeda………………………………………………………… Nitrat terlarut (mg L-1) air gambut pada ketebalan gambut yang berbeda saat musim hujan …………………………………………. Nitrat terlarut (mg L-1) air gambut pada ketebalan gambut yang berbeda saat transisi musim hujan ke musim kemarau …………………………………………………………………………. Nitrat terlarut (mg L-1) air gambut pada ketebalan gambut yang berbeda saat musim kemarau ……………………………………... Rerata berimbang kalium air gambut pada ketebalan dan musim yang berbeda. ………………………………………………. Rerata berimbang kalsium air gambut pada ketebalan dan musim yang berbeda………………………………………………… Rerata berimbang magnesium air gambut pada ketebalan dan musim yang berbeda………………………………………………… Rerata berimbang natrium air gambut pada ketebalan dan musim yang berbeda………………………………………………… Konsentrasi Kalium (K) air gambut pada ketebalan gambut yang berbeda saat musim hujan …………………………………... Konsentrasi Kalium (K) air gambut pada ketebalan gambut yang berbeda saat transisi musim hujan dan musim kemarau …………………………………………………………………………. Konsentrasi Kalium (K) air gambut pada ketebalan gambut yang berbeda saat musim kemarau ……………………………… Konsentrasi Kalsium (Ca) air gambut pada ketebalan gambut yang berbeda saat musim hujan …………………………………... 61 62 63 64 71 72 73 74 76 78 79 80 81 84 85 86 89 89 90 90 91 92 93 94 45. 46. 47. 48. 49. 50. 51. 52. 53. 54. 55. 56. 57. 58. 59. 60. 61. 62. 63. 64. 65. 66. Konsentrasi Kalsium (Ca) air gambut pada ketebalan gambut yang berbeda saat transisi musim hujan dan musim …………… Konsentrasi Kalsium (Ca) air gambut pada ketebalan gambut yang berbeda saat musim kemarau ……………………………..... Konsentrasi Magnesium (Mg) air gambut pada ketebalan gambut yang berbeda saat musim hujan ………………………… Konsentrasi Magnesium (Mg) air gambut pada ketebalan gambut yang berbeda saat transisi musim hujan dan musim kemarau ……………………………………………………………… Konsentrasi Magnesium (Mg) air gambut pada ketebalan gambut yang berbeda saat musim kemarau …………………….. Konsentrasi Natrium (Na) air gambut pada ketebalan gambut yang berbeda saat musim hujan …………………………………... Konsentrasi Natrium (Na) air gambut pada ketebalan gambut yang berbeda saat transisi musim hujan dan musim kemarau …………………………………………………………………………. Konsentrasi Natrium (Na) air gambut pada ketebalan gambut yang berbeda saat musim kemarau ………………………………. Konsentrasi Besi (Fe) air gambut pada ketebalan gambut yang berbeda saat musim hujan …………………………………………. Konsentrasi Besi (Fe) air gambut pada ketebalan gambut yang berbeda saat transisi musim hujan dan musim kemarau …………………………………………………………………………. Konsentrasi Besi (Fe) air gambut pada ketebalan gambut yang berbeda saat musim kemarau ………………………………...…… Rerata berimbang besi air gambut pada ketebalan dan musim yang berbeda. ……………………………………………………….. Rerata berimbang mangan air gambut pada ketebalan dan musim yang berbeda………………………………………………… Konsentrasi Mangan (Mn) air gambut pada ketebalan gambut yang berbeda saat musim hujan ………………………………… Konsentrasi Mangan (Mn) air gambut pada ketebalan gambut yang berbeda saat transisi musim hujan dan musim kemarau …………………………………………………………………………. Konsentrasi Mangan (Mn) air gambut pada ketebalan gambut yang berbeda saat musim kemarau …………………………….. Konsentrasi Seng (Zn) air gambut pada ketebalan gambut yang berbeda saat musim hujan …………………………………………. Konsentrasi Seng (Zn) air gambut pada ketebalan gambut yang berbeda saat transisi musim hujan dan musim kemarau ………........................................................................................... Konsentrasi Seng (Zn) air gambut pada ketebalan gambut yang berbeda saat musim kemarau ……………………………………... Rerata berimbang konsentrasi Seng (Zn) air gambut pada ketebalan dan musim yang berbeda………………………………. Konsentrasi KOL air gambut pada ketebalan gambut yang berbeda saat musim hujan ………………………………………. Konsentrasi KOL air gambut pada ketebalan gambut yang berbeda saat transisi musim hujan dan musim kemarau ………………………………………………………………………… 95 96 97 98 99 100 101 102 105 106 107 108 109 110 111 112 114 115 116 117 119 120 67. 68. 69. 70. 71. 72. 73. 74. 75. 76. 77. 78. 79. 80. 81. 82. 83. 84. Konsentrasi KOL air gambut pada ketebalan gambut yang berbeda saat musim kemarau …………………………………… Rerata berimbang karbon organik terlarut air gambut pada ketebalan dan musim yang berbeda………………………………. Serapan spesifik UV panjang gelombang 254 nm air gambut pada ketebalan gambut yang berbeda saat musim hujan …………………………………………………………………………. Serapan spesifik UV panjang gelombang 254 nm air gambut pada ketebalan gambut yang berbeda saat transisi musim hujan dan musim kemarau ………………………………………… Serapan spesifik UV panjang gelombang 254 nm air gambut pada ketebalan gambut yang berbeda saat musim kemarau …………………………………………………………………………. Rerata berimbang serapan spesifik pada panjang gelombang 254 nm air gambut pada ketebalan dan musim yang berbeda…. Kurva absorbansi bahan organik larut ekestrak H2O dari lapisan atas tanah gambut ………………………………………… Tingkat aromatik dan Serapan spesifik UV pada panjang gelombang 254 nm karbon organik larut yang diekstrak dari lapisan atas tanah gambut ……………………………………… Berat rerata berat molekul dan nisbah E2/E3 karbon organik larut yang diekstrak dari lapisan atas tanah gambut …………… Spektra FTIR dari larutan BOL yang diekstrak dari lapisan atas tanah gambut tipis (G1), gambut sedang (G2) dan gambut tebal (G3) …………………………………………………………… Kromatogram HPLC dari lima asam organik standar. Keterangan: 1=asam oksalat; 2=asam sitrat; 3=asam laktat; 4=asam malat dan 5=asam asetat. ……………………………... Kromatogram HPLC dari larutan KOL gambut tipis. Keterangan: 1=asam oksalat; 2=asam sitrat; 3=asam laktat; 4=asam malat dan 5=asam asetat. ……………………………... Kromatogram HPLC dari larutan KOL gambut sedang. Keterangan: 1=asam oksalat; 2=asam sitrat; 3=asam laktat; 4=asam malat dan 5=asam asetat. ……………………………... Kromatogram HPLC dari larutan KOL gambut tebal. Keterangan: 1=asam oksalat; 2=asam sitrat; 3=asam laktat; 4=asam malat dan 5=asam asetat. ……………………………... pH air lindi dari kolom tanah dengan ketebalan gambut yang berbeda (G0 = tanpa gambut, G1 = kurang dari 50 cm, dan G2 = 50-100 cm) ……………………………....................................... Daya hantar listrik air lindi dari kolom tanah dengan ketebalan gambut yang berbeda (G0 = tanpa gambut, G1 = kurang dari 50 cm, dan G2 = 50-100 cm) ……………………………………… Aluminium terlarut air lindi dari kolom tanah dengan ketebalan gambut yang berbeda (G0 = tanpa gambut, G1 = kurang dari 50 cm, dan G2 = 50-100 cm) ……………………………………… Alumunium terlarut kumulatif dalam air lindi setelah 4 minggu dengan ketebalan gambut yang berbeda (G0 = tanpa gambut, G1 = kurang dari 50 cm, dan G2 = 50-100 cm) ………………… 121 122 126 127 128 129 131 132 134 139 141 142 143 144 146 148 149 150 85. 86. 87. 88. 89. 90. 91. Besi terlarut air lindi dari kolom tanah dengan ketebalan gambut yang berbeda (G0 = tanpa gambut, G1 = kurang dari 50 cm, dan G2 = 50-100 cm) ………………………………………………. Besi terlarut kumulatif dalam air lindi setelah 4 minggu dengan ketebalan gambut yang berbeda (G0 = tanpa gambut, G1 = kurang dari 50 cm, dan G2 = 50-100 cm) ……………………… Sulfat terlarut air lindi dari kolom tanah dengan ketebalan gambut yang berbeda (G0 = tanpa gambut, G1 = kurang dari 50 cm, dan G2 = 50-100 cm) ………………………………………… Sulfat terlarut kumulatif dalam air lindi setelah 4 minggu dengan ketebalan gambut yang berbeda (G0 = tanpa gambut, G1 = kurang dari 50 cm, dan G2 = 50-100 cm) ……………………… Karbon organik terlarut air lindi dari kolom tanah dengan ketebalan gambut yang berbeda (G0 = tanpa gambut, G1 = kurang dari 50 cm, dan G2 = 50-100 cm) ………………………… Karbon organik terlarut kumulatif dalam air lindi setelah 4 minggu dengan ketebalan gambut yang berbeda (G0 = tanpa gambut, G1 = kurang dari 50 cm, dan G2 = 50-100 cm) …………………………………………………………………………. Pola pemanfaatan lahan gambut secara tradisional di Kalimantan Tengah (Sumber: Limin et al., 2000)………………… 152 152 153 154 155 155 168 DAFTAR LAMPIRAN Nomor 1. 2. 3. 4. 5. 6. Halaman Tipe penggunaan lahan (pertanian non-intensif) dan hasil pemboran gambut tipis ….……………………………………… Tipe penggunaan lahan (Kebun Karet) dan hasil pemboran gambut sedang …………………………………………………. Tipe penggunaan lahan (lahan terlantar/suksesi) dan hasil pemboran gambut dalam ……………………………………….. Alat pengambil cuplikan air gambut ……………………………. Karakteristik kimia air hujan di wilayah penelitian .....…………… Penataan dan pola pemanfaatan lahan yang dianjurkan pada setiap tipologi lahan dan tipe luapan air di pasang surut………... 213 214 215 216 217 218