abstract - IPB Repository

ABSTRACT
MERCY BIENTRI YUNINDANOVA. CH4 and N2O Emissions and Productivity of
Physic nut (Jatropha curcas L.) In Three Nitrogen Fertilizer Sources. Under direction
of HERDHATA AGUSTA and M SYAKIR
Methane (CH4) and nitrous oxide (N2O) are important atmospheric trace
gases influencing radiative forcing and atmospheric chemistry. Agriculture is one
of the anthropogenic sources of CH4 and N2O. Physic nut (Jatropha curcas L.) is
a kind of plant than can be used as plant oil sources. Application of nitrogen
fertilizer can increase plant growing including physic nut. The effect of nitrogen
addition through fertilization on greenhouse gases (CH4 and N2O) in physic nut
cultivation area is poorly understood. Therefore, the aim of this study was to
investigate effects of nitrogen fertilization on CH4 and N2O emissions and grow of
physic nut. For this purposes, 13 treatments of nitrogen fertilizer was applied
including surface application of urea 50%, surface application of urea 100%, deep
placement of urea 50%, deep placement of urea 100%, surface application of
jatropha cake 50%, surface application of jatropha cake 100%, deep placement of
jatropha cake 50%, deep placement of jatropha cake 100%, surface application of
slow release urea 50%, surface application of slow release urea 100%, deep
placement of slow release urea 50%, deep placement of slow release urea 100%
and control. Application of 100 % fertilizer was 80 g for urea and slow release
urea, and 2 kg of jatropha cake. This experiment was arranged in Completely
Random Block Design in three repetitions. The result of the experiment showed
that deep placement of jatropha cake 100% gave the best result in plant height and
number of leaf. Surface application of urea 100% gave the best result on physic
nut productivity. Surface application of urea 100% produced 28.56 numbers of
fruits, more than the other treatments, but this treatment was not significant
different to deep placement of jatropha cake 100%. From diurnal change analysis,
we determined the best time to take gas emission, that is between 07.00-09.00
a.m. CH4 emission had significant correlation with NH4+ concentration (p: 0.0487;
r: 0.556). CH4 emission was not have correlation with pH, Eh, soil moisture, and
soil nitrate. Increasing N concentration could affect N2O emission. N2O emission
was not influenced by pH, soil moisture, and Eh. Measurement of soil variable in
different soil depth showed that pH value had significant correlation with Eh
(p<0.0001; r ; -0.840). Whereas, NH4+ and NO3- were not different in various soil
depths because soil depth that measured is still rhizosphere area of physic nut
root. The deep placement of jatropha cake 100% treatment gave the best result in
carbon stock analysis. Carbon stock of physic nut by this treatment reached
11.159 ton C/ha/year. Urea deep placement 100% gave the highest output energy
value of 134 675 MJ/ha along 5 months.
Keywords :CH4, N2O, emission, nitrogen fertilizer,physic nut, Jatropha curcas L.,
energy, carbon stock
RINGKASAN
MERCY BIENTRI YUNINDANOVA. Tingkat emisi CH4 dan N2O serta
produktivitas tanaman jarak pagar (Jatropha curcas L.) pada tiga
sumber pupuk nitrogen. Dibimbing oleh HERDHATA AGUSTA dan
MUHAMMAD SYAKIR
Metana (CH4) dan dinitro oksida (N2O) adalah adalah gas penting di
atmosfer yang mempengaruhi kekuatan radiasi dan sifat kimia atmosfer. Pertanian
adalah salah satu kegiatan manusia yang menjadi sumber emisi CH4 dan N2O.
Tanaman jarak pagar (Jatropha curcas L.) adalah salah satu jenis tanaman
yang dapat digunakan sebagai sumber minyak nabati. Peenggunaan pupuk
nitrogen telah diketahui mampu meningkatkan pertumbuhan tanaman termasuk
diantaranya tanaman jarak pagar. Acuan rekomendasi
pemupukan telah
diketahui. Namun, bagaimana perannya dalam menghasilkan emisi gas rumah
kaca belum diketahui. Pengaturan pemupukan yang baik diharapkan dapat
mereduksi emisi gas rumah kaca dan meningkatkan serapan karbon tanaman.
Bertolak dari hal tersebut, penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh
pemberian pupuk nitrogen terhadap emisi CH4 dan N2O dan pertumbuhan
tanaman jarak pagar.
Penelitian ini terdiri dari 13 perlakuan pupuk nitrogen dengan tiga
ulangan. Penelitian ini menggunakan Rancangan Kelompok Lengkap Teracak
(RKLT) satu faktor. Perlakuan yang digunakan terdiri dari Urea tebar setengah
100%, Urea tebar 100%, Urea benam 50%, Urea benam 100%, Bungkil tebar
50%, Bungkil tebar 100%, Bungkil benam 50%, Bungkil benam 100%, Slow
release tebar 50%, Slow release tebar 100%, Slow release benam 50%, Slow
release benam 100% dan Kontrol (tanpa pupuk). Dosis pupuk 100% pada
masing-masing perlakuan terdiri dari kompos 2 kg/pohon, urea 80 g/pohon, dan
urea slow release 80 g/pohon. Tanaman yang digunakan pada penelitian ini dalah
jarak pagar yang telah berumur 2 tahun. Sebelum aplikasi pemupukan, tanaman
dipangkas setinggi 50 cm pada semua perlakuan. Selanjutnya pupuk diaplikasikan
sesuai perlakuan.
Hasil penelitian menunjukan bahwa hasil pertumbuhan vegetatif yang
meliputi tinggi tanaman dan jumlah daun diperoleh dari perlakuan bungkil benam
100% yang mencapai 123.41 cm. Jumlah daun yang terbanyak mencapai 1170
daun pada bulan ke-5 setelah aplikasi pupuk. Jumlah cabang tertinggi diperoleh
dari perlakuan urea tebar 100%, namun hasil ini tidak berbeda dengan bungkil
benam 100%. Hasil peubah generatif berupa jumlah buah terbanyak diperoleh dari
perlakuan urea tebar 100%, begitu juga dengan bobot buah dan jumlah biji.
Pengamatan terhadap emisi diurnal change memberikan hasil waktu ratarata terbaik untuk pengambilan sampel emisi. Berdasarkan diurnal change,
ditetapkan pukul 07.00-09.00 pagi sebagai waktu pengambilan sampel. Emisi CH4
pada pengamatan hari ke-3, ke-5, ke-7 dan ke-14 menunjukkan pola yang
berbeda. Emisi pada hari ke-7 setelah perlakuan menunjukkan nilai teringgi
diperoleh pada perlakuan urea tebar 100% sebesar 0.888 ppm atau 0.842 mg
C/m2/jam. Sementara itu pada hari ke-14 setelah pemupukan, hasil emisi tertinggi
diperoleh dari perlakuan bungkil tebar 50% yang mencapai 1.200 ppm. Emisi
CH4 pada pengamatan hari ke-14 setelah pemupukan menujukan korelasi yang
nyata dengan peubah NH4+(p: 0.0487; r: 0.556). Semakin tinggi tingkat NH4+
akan menghasilkan emisi CH4 yang lebih tinggi. Peubah tanah lainnya seperti pH,
Eh, kelembaban tanah dan kadar nitrat tidak menunjukkan korelasi dengan emisi
CH4.
Emisi N2O memiliki kecenderungan peningkatan dengan meningkatnya
kadar N tanah. Tingkat emisi pada keseluruhan penggunaan dosis pupuk penuh
memiliki nilai yang lebih tinggi melebihi 1.300 ppm atau 4.522 mg N2O/m2/jam.
Sementara itu, peubah tanah lainnya seperti kadar air, pH dan Eh tanah tidak
mempengaruhi konsentrasi emisi N2O.
Hasil pengamatan peubah tanah setelah 5 bulan aplikasi pupuk
menunjukkan bahwa perbedaan jenis pupuk masih mempengaruhi ketersediaan N
tanah. Kadar nitrat tertingi didapat pada perlakuan bungkil benam 100% yang
masih mencapai 56.11 ppm, disusul oleh urea benam 100% sebesar 48.76 ppm
dan slow release urea 100% yang mencapai 41.11 ppm. Nilai pH tanah dan Eh
tanah berkorelasi nyata negatif (p<0.0001; r ; -0.840). Kadar NH4+ dan NO3- tidak
menunjukkan perbedaan antar kedalaman tanah. Hal ini disebabkan pada area
pengamatan kedalaman tanah masih merupakan zona rhizosfer perkaranan
tanaman jarak.
Penggunaan pupuk bungkil benam dengan 100% mampu menyerap CO2
tertinggi hingga mencapai 42.961 ton CO2/ha/tahun dan memiliki simpanan
biomassa tertingi hingga hingga 11 159 kg C/ha/tahun. Penggunaan pupuk Urea
benam 100% menghasilkan energi tertinggi sebesar 134 675 MJ/ha selama 5
bulan.
Kata kunci : CH4, N2O, emisi, pupuk nitrogen, jarak pagar, Jatropha curcas L.,
energi, serapan karbon
.