R EMEDIASI LAHAN SAWAH TERCEMAR TIMBAL DI SERTASI …

REMEDIASI LAHAN SAWAH TERCEMAR TIMBAL

DI KAWASAN INDUSTRI TANJUNG

MORAWA- DELI SERDANG

DISERTASI

Oleh:

BENNY HIDAYAT

NIM: 108104007

PROGRAM DOKTOR ILMU PERTANIAN

FAKULTAS PERTANIAN

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN

2019

Universitas Sumatera Utara


Diuji pada Ujian Desertasi Terbuka (Promosi Doktor)

Tanggal : 12 April 2019

Ujian Tertutup : 25 Januari 2019

PANITIA PENGUJI DISERTASI

Pimpinan Sidang:

Prof. Dr. Ir. Rosmayati, MS (Wakil Rektor 1)

Ketua : Prof. Dr. Ir. Abdul Rauf, MP USU Medan

Anggota : Prof. Ir. T. Sabrina, M.Sc., Ph.D USU Medan

Ir. Ali Jamil, MP., Ph.D BALITBANG Pertanian

Dr. Ir. Mukhlis, MP USU Medan

Dr. Khadijah El Ramija, S.Pi., MI BPTP- SU

Prof. Dr. Ir. Dwi suryantoro, MS USU Medan


PERNYATAAN

“Remediasi Lahan Sawah Tercemar Timbal di Kawasan Industri

Tanjung Morawa- Deli Serdang”

Dengan ini penulis menyatakan bahwa disertasi ini sebagai syarat untuk

memperoleh gelar Doktor pada Program Studi Doktor (S3) Ilmu Pertanian pada

Program Studi Pascasarjana Fakultas Pertanian Universitas Sumatera Utara adalah

benar merupakan karya penulis sendiri. Adapun pengutipan yang penulis lakukan

pada bagian bagian tertentu dari hasil karya orang lain dalam penulisan desertasi ini,

telah penulis cantumkan sumbernya secara jelas sesuai dengan norma kaidah dan

etika penulisan ilmiah.

Apabila dikemudian hari ternyata ditemukan seluruh atau sebagian disertasi

ini bukan hasil karya penulis sendiri atau adanya flagiat dalam bagian bagian tertentu,

penulis bersedia menerima sanksi pencabutan gelar akademik yang penulis sandang

dan sanksi lainnya sesuai dengan peraturan yang berlaku.

Medan, April 2019

Penulis

Benny Hidayat


i

SUMMARY

BENNY HIDAYAT, Remediation of Lead Polluted Paddy Field in Tanjung

Morawa Industrial Area - Deli Serdang, Supervised by Abdul Rauf MP, T.

Sabrina, and Ali Jamil

Rice is the food of the majority of the Indonesian people who have not been

replaced, hence production and quality have become a system of national security.

Recently and most surprising and worrying thing is that rice turns out to be a hyper

accumulator plant, which is a plant that can accumulate heavy metals in parts of the

plant tissue without disturbing its physiological processes, it has become concerned

about the accumulation of heavy metals in the grain to be consumed in the form of rice

. The establishment of a factory in the rice field area complements the concern. Lead

(Pb) is a heavy metal that is commonly used in various industries and is always present

in various wastes. The purpose of this study was to obtain a technology package for

increasing production of paddy rice without Lead (Pb) on polluted land using biochar

and azolla.

This research consists of 3 stages of research. The first study was the

identification of the potential of biochar in absorbing Lead from 4 types of biomass

sources, namely; rice straw, rice husk, coconut fiber and oil palm empty bunches. This

potential is based on the analysis of biochar morphology, surface area, biochar porosity

and functional groups and the chemical properties of biochar. This research was

conducted at McGill University Mc Donald campus, Faculty of Agricultural and

Environmental Science, Saint Anne De Bellevue Canada, in September - December

2013 as a comparison of azolla compost used. The results of the study, showed that

biochar and azolla are very potential as absorbers of Pb, the most potent biochar in Pb

uptake is rice husk biochar.

The second study was testing and evaluating several types of biochar and azolla

in soil and contaminated Lead water in the growth of lowland rice in greenhouses. This

research conducted in the Greenhouse Kopertis Region I Growth Center in April 2014-

September 2015. The study used a factorial group randomized design with 3

replications. The first factor is the application of 4 types of biochar namely; rice straw

biochar, rice husk, coconut fiber and oil palm empty bunches. The second factor is the

use of 2 azollas, namely; Azolla pinnata and Azolla microphylla. The results showed

that the best biochar in increasing fertility and growth of paddy rice in greenhouses was

rice husk biochar and Azolla microphylla, rice husk biochar and Azolla microphylla

were able to stabilize soil pH, increase soil organic C content, N, P, K , CEC and total

soil respiration. Biochar rice husk and Azolla microphylla are also reduced Pb available

by increasing the Pb absorbed on the surface of biochar.

The third study was the best application of biochar and azolla in the second

study on Lead polluted land in Dagang Klambir village Tanjung Morawa, namely rice

husk biochar and Azolla microphylla with a factorial randomized design with 4

replications. The results showed that the application of biochar and Azolla microphylla

on Pb polluted land was able to increase the productivity of Pb polluted rice fields by

stabilizing pH, increasing soil C organic content, stabilizing total Pb, decreasing


ii

available soil Pb, increasing soil height, number of productive tillers, canopy weight ,

root weight, filled grain, 1000 grain weight, and reduced Pb content in roots, stems,

husks and rice paddy grain.

The highest production increase was in the combination treatment of rice husk

and Azolla microphylla (B1A2) up to 16.53%, from 6.35 tons / ha to 7.4 tons / ha. The

lowest Pb concentration in rice is in the combination treatment of rice husk and Azolla

microphylla (B1A2), down until 43.92% from 16.28 ppm to 9.13 ppm. Azolla

microphylla significantly increases production up to 7.1 tons / ha and decrease Pb

concentration to 9.86 ppm


iii

RINGKASAN

BENNY HIDAYAT, Remediasi Lahan Sawah Tercemar Timbal di Kawasan

Industri Tanjung Morawa- Deli Serdang, dibawah bimbingan Prof. Dr. Abdul

Rauf MP, Prof. T. Sabrina,M.Sc. Ph.D dan Ir, Ali Jamil, MP, Ph.D .

Beras merupakan makanan mayoritas masyarakat Indonesia yang belum dapat

tergantikan, sehingga produksi dan kualitasnya telah menjadi sistem dalam ketahanan

nasional. Hal yang terbaru dan sangat mengejutkan serta mengkhawatirkan adalah

bahwa padi ternyata merupakan tanaman hiperakumulator, yaitu tanaman yang dapat

mengakumulasi logam berat pada bagian jaringan tanamannya tanpa menganggu

proses fisiologisnya, sehingga telah menjadi kehawatiran akan adanya akumulasi

logam berat pada bagian gabah yang akan dikonsumsi dalam bentuk beras. Berdirinya

pabrik di kawasan persawahan melengkapi kerisauan tersebut. Timbal (Pb) merupakan

logam berat yang umum digunakan pada berbagai industri dan selalu hadir dalam

berbagai limbah. Tujuan penelitian ini adalah untuk mendapatkan paket teknologi

peningkatan produksi padi sawah tanpa Timbal (Pb) di lahan tercemar dengan

menggunakan biochar dan azolla .

Penelitian ini terdiri atas 3 tahap penelitian. Penelitian pertama adalah

identifikasi potensi biochar dalam menjerap Timbal dari 4 jenis sumber biomassa yaitu;

jerami padi, sekam padi, serabut kelapa dan tandan kosong kelapa sawit. Potensi ini

didasarkan pada analisis morfologi biochar, luas permukaan, porositas biochar dan

gugus fungsional serta sifat sifat kimia pada biochar. Penelitian ini dilaksanakan di

Universitas McGill kampus Mc Donald, Fakultas Agricultural and Environmental

Science, Saint Anne De Bellevue Kanada, pada bulan September - Desember 2013

sebagai pembanding digunakan kompos azolla. Berdasrakan hasil penelitian dapat

diketahui secara fisik bahwa biochar dan azolla sangat berpotensi sebagai penjerap Pb,

biochar yang paling berpotensi dalam penjerapan Pb adalah biochar sekam padi.

Penelitian kedua adalah menguji dan mengevaluasi beberapa jenis biochar dan

azolla di tanah dan air tercemar Timbal pada pertumbuhan padi sawah di rumah kaca.

Penelitian ini dilaksanakan rumah kaca Growth Center Kopertis Wilayah I pada bulan

April 2014- September 2015. Penelitian menggunakan rancangan acak kelompok

factorial dengan 3 ulangan. Faktor pertama adalah pemberian 4 jenis biochar yaitu;

biochar jerami padi, sekam padi, serabut kelapa dan tandan kosong kelapa sawit. Faktor

kedua pengunaan 2 azolla, yaitu ; Azolla pinnata dan Azolla microphylla. Hasil

penelitian menunjukan bahwa biochar yang terbaik dalam meningkatkan kesuburan

dan pertumbuhan padi sawah di rumah kaca adalah biochar sekam padi dan Azolla

terbaik adalah Azolla microphylla, biochar sekam padi dan Azolla microphylla mampu

menstabilkan pH tanah, meningkatkan kandungan C organik tanah, N, P, K, KTK dan

total respirasi tanah. Biochar sekam padi dan Azolla microphylla juga mampu

menurunkan Pb tersedia dengan meningkatkan Pb yang terjerap pada permukaan

biochar.

Penelitian ketiga adalah aplikasi biochar dan Azolla terbaik pada penelitian

kedua di lahan tercemar Timbal di Desa Dagang Klambir Tanjung Morawa yaitu

biochar sekam padi dan Azolla microphylla dengan rancangan acak factorial dengan 4


iv

ulangan. Hasil Penelitian menunjukkan bahwa pemberian biochar dan Azolla

microphylla pada lahan tercemar Pb mampu meningkatkan produktiftas lahan sawah

tercemar Pb dengan cara menstabilkan pH, meningkatkan kandungan C organik tanah,

menstabilkan Pb total, menurunkan Pb tersedia tanah, menaikkan tinggi tananaman,

jumlah anakan produktif, bobot tajuk, bobot akar, gabah isi, bobot 1000 butir, dan

menurunkan kandungan Pb pada akar, batang, sekam dan gabah padi sawah.

Peningkatan Produksi tertinggi ada pada perlakuan sekam padi dan Azolla

microphylla (B1A2) sebesar 16.53%, dari 6.35 ton/ ha menjadi 7,4 ton/ha. Nilai

konsentrasi Pb pada beras terendah pada perlakuan sekam padi dan Azolla microphylla

(B1A2), dengan penurunan sebesar 43.92% dari 16.28 ppm menjadi 9.13 ppm. Azolla

microphylla nyata meningkatkan produksi sebesar 7.1 ton/ ha dan konsentrasi Pb

sebesar 9.86 ppm


v

KATA PENGANTAR

Segala Puji Bagi Allah SWT yang telah memudahkan penulis untuk

menyelesaikan Desertasi yang berjudul Remediasi Lahan Sawah Tercemar di

Kawasan Industri Tanjung Morawa, pada kesempatan ini penulis mengucapkan

terimakasih kepada :

1. Ibu Prof. Rosmayati, MS selaku Wakil Rektor Universitas Sumatera Utara

2. Bapak Dr. Ir Hasanuddin, MS selaku Dekan Fakultas Pertanian Universitas

Sumatera Utara

3. Bapak Prof. Dr. Ir. A. Rauf, MP, selaku Promotor yang telah memberikan

semangat dan bimbingan dalam penulisan ini.

4. Ibu T. Sabrina, M.Agr.Sc., Ph.D, dan Ir.Ali Jamil, MP., Ph.D selaku Co-Promotor

yang terus mendorong dan memberikan masukan yang berharga dalam penelitian

ini.

5. Bapak Dr. Ir. Mukhlis, MP., Dr. Khadijah El Ramija, S.Pi., MI., dan Prof. Dr. Ir.

Dwi Suryantoro selaku penguji luar komisi

6. Ucapan terimakasih dan rasa hormat juga penulis sampaikan kepada orang tua,

istri, kakak dan adek serta anak anak tersayang atas doa dan dukungannya

7. Prof. Joan Whalen, Kiara Sage, Ph.D dan Julie Major, Ph.D departemen Natural

Resource Science universitas McGill Kanada yang memberikan masukan dan

bimbingan dalam penelitian dan penulisan Jurnal Internasional

8. Dr. Suzanne Beuchamine, Dr. Joice dan Ted Maccinon di Departemen CanMet

Mining Kanada yang telah memberikan banyak masukan pada penelitian.

9. Serta rekan-rekan di Pascasarjana FP USU dan McGill University yang tidak dapat

saya sebutkan satu persatu, saya ucapkan banyak terimakasih.

Semoga hasil penelitian ini dapat bermanfaat dalam meningkatkan

produktivitas padi sawah nasional dan bagi pihak yang membutuhkannya

Penulis

Benny Hidayat


vi

DAFTAR RIWAYAT HIDUP

BENNY HIDAYAT, dilahirkan di Medan pada tanggal 05 Juni 1976, anak ke tiga dari Bapak Alm.

H. Marwan Syabirin dan Hj. Yusnimar. Penulis menikah dengan Nursiti Pasaribu dan memiliki sembilan

anak yang bernama; Fatimatuzzahro, Rabiatul Adawiyah, Aisyah Humairo, Hasan Abdurrahman Haqqoni,

Ummu Salamah, Husain Abdurrohim, Nusaibah Al Hauro dan Atika Assidiqoh.

Penulis lulus Sekolah Dasar Negeri 060909 di Medan tahun 1988, SMP Al Ulum Medan tahun

1991 dan SMAN 6 Medan tahun 1994. Lulus Sarjana Pertanian Jurusan Ilmu Tanah di Universitas

Sumatera Utara tahun 2000 dan pada tahun 2002 melanjutkan pendidikan Magister Pertanian Jurusan Ilmu

Tanah di Universitas Sumatera Utara dan lulus tahun 2004 dan melanjutkan pendidikan Program Doktor

Ilmu Pertanian pada tahun 2010 di Universitas Sumatera Utara dan mendapatkan beasiswa Sandwich ke

Kanada pada tahun 2013.

Penulis pernah menjadi staf pengajar di Universitas Muslim Nusantara Sejak tahun 2000 hingga

2010 dan pada tahun 2010 penulis diterima sebagai staf pengajar di Universitas Sumatera Utara hingga

sekarang pada Fakultas Pertanian program studi Agroekoteknologi. Penulis juga aktif dalam bidang dakwah

dan mendirikan pesantren Tahfizh Utsman bin Affan pada beberapa tempat.


vii

DAFTAR ISI

SUMMARY ……………………………………………………………

RINGKASAN …………………………………………………………...

KATA PENGANTAR …………………………………………………………..

DAFTAR RIWAYAT HIDUP ……………………………………………………….

i

iii

v

vi

DAFTAR ISI ………………………………………………………….. vii

DAFTAR TABEL …………………………………………………………. x

DAFTAR GAMBAR …………………………………………………………. xiv

DAFTAR LAMPIRAN ………………………………………………………… xv

BAB I PENDAHULUAN

1. Latar Belakang ……………………….……..…….

2. Perumusan Masalah Penelitian …………………………………….

3. Tujuan Umum Penelitian ……………………………………

4. Hipotesis Umum Penelitian ……………………………………

5. Keluaran yang dihasilkan …………………………………….

6. Sistematika Penelitian ……………………………………

1

1

4

5

5

5

6

BAB II TINJAUAN PUSTAKA ........................................................

1 Defenisi Logam berat ..…………………………………..

2. Sifat-Sifat Logam Timbal (Pb) .……………………………………

3. Sumber Timbal ..…………………….…………….

4. Persenyawaan Timbal ..………………………………….

5. Sumber Pencemaran Timbal ……………………..……………

6. Pencemaran Lahan Pertanian oleh Timbal (Pb) ………………………

7. Dampak Pb terhadap Kesehatan ………………………………........

8. Remediasi Logam berat ...……………………………….

9. Biochar dan Pertumbuhan Tanaman ………………….…………......

9.1 Defenisi Biochar …………………………………

9.2 Pengaruh biochar pada pertumbuhan Tanaman…………………….

10. Potensi Biochar dalamMenyerap Logam Berat ………………….…

10.1. Pemanfaatan Biomassa Sebagai Bahan Baku Biochar………....

7

7

8

9

10

12

14

21

24

25

25

27

30

30


viii

10.2. Pirolisi Biomassa …..……………………………..

10.3. Karakteristik Fisk dan Kimia Biochar ……………………………

10.4. Penjerapan Logam Berat oleh Biochar …………..………………

10.5. Mekanisme Interaksi Biochar dan Logam Berat…………………..

11.Potensi Azolla Dalam Menyerap Logam Berat ………………………..

11.1. Karakteristik Azolla …………………………….....

11.2. Kandungan Nutrisi Azola ……………………………..………….

11.3. Tumbuhan Hiperakumulator …………………………..………....

11.4. Mekanisme Penyerapan Logam oleh Tumbuhan ……………….

34

37

44

51

54

54

56

57

60

BAB III PENELITIAN I ………………………………………………………….

POTENSI BEBERAPA JENIS BIOCHAR SEBAGAI PENJERAP

LOGAM BERAT

66

ABSTRAK .............................................................................................

PENDAHULUAN …………………………………………..…………

Tujuan Penelitian …………………………………………………….

Hipotesis Penelitian …………………………………………………

BAHAN DAN METODE .....................................................................

HASIL DAN PEMBAHASAN ………………………………………

Morfologi Biochar ………………………………………..…………

Luas Permukaan Biochar ……………………………………………

Gugus Fungsional pad Biochar ……………..……………………….

Kemasaman (pH) Biochar …………………………………………….

Persentase Karbon …………………………………………………..

Kapasitas Tukar Kation ……………………………………………..

KESIMPULAN ………………………………………………………

66

67

70

70

71

73

73

74

77

80

81

82

83


ix

PENELITIAN II ……………………………………………………..

EVALUASI PEMBERIAN BEBERAPA JENIS BIOCHAR

DAN AZOLLA PADA STATUS TIMBAL DAN SERAPAN

HARA SERTA PERTUMBUHAN PADI SAWAH DI TANAH

DAN AIR TERCEMAR

ABSTRAK ……………………………………………………………

PENDAHULUAN ……………………………………………………

Tujuan Penelitian …………………………………………..………

Hipotesis Penelitian ………………………………………..………

BAHAN DAN METODE ....................................................................

HASIL DAN PEMBAHASAN ............................................................

Masa 2 Minggu Inkubasi …………………………………………..

Penanaman di Rumah Kaca ……………………………….………

KESIMPULAN ………………………………………………………

PENELITIAN III

84

84

85

88

88

89

98

98

121

139

PENINGKATAN PRODUKTIFITAS PADI SAWAH PADA LAHAN

TERCEMAR TIMBAL DENGAN PEMANFAATAN BIOCHAR

SEKAM PADI DAN AZOLLA DI DESA DAGANG KLAMBIR

TANJUNG MORAWA DELI SERDANG

ABSTRAK …………………………………………………………

PENDAHULUAN …………………………………………………

Tujuan Penelitian ……………………………………………….

Hipotesis Penelitian ……………………………………………...

BAHAN DAN METODE ………………………………………….

HASIL DAN PEMBAHASAN ………………………………….....

KESIMPULAN ...............................................................................

BAB IV. PEMBAHASAN UMUM ……………………………………………….

BAB V . KESIMPULAN DAN SARAN …………………………………………

Kesimpulan ………………………………………………….………

Saran ………………………………………………………………….

DAFTAR PUSTAKA …………………………………………………………….

DAFTAR LAMPIRAN …………………………………………………………..

140

140

141

145

145

147

154

174

176

190

190

191

192

210


x

DAFTAR TABEL

NO JUDUL HAL

1. Jenis-jenis industri pembuangan limbah yang mengandung logam berat …... 13

2. Kandungan Logam berat secara alamaiah ( µg/g …………………………… 13

3. Nilai ambang batas konsentrasi limbah logam berat yang dapat dibuang ke

lahan pertanian……………………………………………………………….

16

4. Konsentrasi umum logam berat pada berbagai pupuk………………………. 17

5. Batas kritis logam berat dalam tanah, air dan tanaman……………………… 18

6. Hasil pengukuran logam berat Pb air irigasi di Tj. Morawa………………… 18

7. Daftar kriteria logam berat untuk air kualitas golongan D ………………….. 20

8. Kisaran logam berat sebagai pencemar dalam tanah dan tanaman………….. 21

9. Standar biochar menurut EBC dan IBI ……………………………………... 27

10. Komposisi kimia beberapa biomassa ………..……………………………... 31

11. Analisis kimia Serabut kelapa ……………………………………................ 33

12. Komposisi Kimia Tandan Kosong Kelapa Sawit ……….. ………………… 33

13. Daftar sejumlah hara yang dapat disuplay pada temperatur pirolisis yag

berbeda dari berbagai jenis biochar ………………………………………...

43

14. Susunan hara yang terkandung di dalam Azolla 56

15. Kandungan Asam amino pada azolla …………..…………………………... 57

16. Nilai nilai koefisen pengalihan (T) dari beberapa tumbuhan ………………. 58

17. Nilai Bioakumulasi dan Nilai Biokonsentrasi pada tumbuhan

Hiperakumulator 20 hari setelah tanam (HST) pada logam Timbal ………..

59

18. Pertumbuhan dan Bioakumulasi konsentrasi faktor (BCF)beberapa jenis

Azolla pada berbagai konsentrasi Cromium …………………………..

65

19. Perbedaan Adsorpsi Fisik (BET) dan Adsorpsi Kimia ……………………... 71

20. Hasil Analisis Luas Permukaan, Volume pori dan ukuran pori pada

Beberapa metode. ……………………………………………………………

77

21. Hasil Analisis Biochar jerami, Sekam padi, Serabut Kelapa dan Tandan

Kosong Kelapa sawit ………………………………………………………..

80

22. Fraksionasi Pb ………………………………………………………………. 96


xi

23. Pengaruh biochar dan azolla pada nilai pH Tanah pada tanah dan air

tercemar Pb …………………………………………………………………..

98

24. Pengaruh Biochar dan Azolla pada nilai Total C organik Tanah (%) ……… 100

25. Pengaruh Biochar dan Azolla pada nilai N total Tanah (%) ………………... 101

26. Pengaruh Biochar dan Azolla pada nilai P tersedia tanah (ppm) …………... 103

27. Pengaruh Biochar dan Azolla pada Nilai K Tukar………………………….. 105

28. Pengaruh Biochar dan Azolla pada nilai KTK tanah (me/ 100g)…………… 106

29. Pengaruh Biochar dan Azolla pada nilai Kejenuhan Basa tanah (%)……….. 108

30. Pengaruh Aplikasi Biochar dan Azolla pada nilai rasio C/N di tanah

tercemar ……………………………………………………………………...

110

31. Pengaruh aplikasi Biochar dan Azolla pada perubahan nilai respirasi tanah

dan air tercemar Pb ………………………………………………………….

112

32. Pengaruh Biochar dan Azolla pada nilai Pb total tanah tercemar Pb (ppm)

………………………………………………………………………………..

114

33. Pengaruh Biochar dan Azolla pada nilai Pb larutan tanah (ppm) pada tanah


116

34. Pengaruh Biochar dan Azolla pada nilai Pb tukar tanah (ppm) pada tanah dan

air tercemar Pb ………………………………………………………………

118

35. Pengaruh Biochar dan Azolla pada nilai Pb organik tanah (ppm) pada tanah

dan air tercemar Pb …………………………………………………...………

119

36. Pengaruh Biochar dan Azolla pada perubahan Pb terikat karbonat tanah

(ppm) pada tanah dan air tercemar Pb ……………………………………….

120

37. Pengaruh Biochar dan Azolla pada nilai pH panen padi di rumah kaca pada

tanah dan air tercemar Pb …………………………………………………….

122

38. Pengaruh Biochar dan Azolla pada tinggi padi di rumah kaca (cm) pada tanah


123

39. Pengaruh Biochar dan Azolla pada jumlah anakan padi di rumah kaca pada

tanah dan air tercemar Pb …………………………………………………….

125

40. Pengaruh Biochar dan Azolla pada bobot kering tajuk (g) padi di rumah kaca

pada tanah dan air tercemar Pb ……………………………………………….

126


xii

41. Pengaruh Biochar dan Azolla pada bobot kering akar (g) padi di rumah kaca

pada tanah dan air tercemar Pb ……………………………………………….

127

42. Tabel 42. Pengaruh Biochar dan Azolla pada Serapan N tanaman padi Sawah

di tanah dan air tercemar Pb (mg)…………………………………………….

129

43. Tabel. 43. Pengaruh Biochar dan Azolla pada Serapan P tanaman padi Sawah


130

44. Tabel 44. Pengaruh Biochar dan Azolla pada Serapan K tanaman padi Sawah


132

45. Pengaruh Biochar dan Azolla pada konsentrasi Pb total di tanah dan air

tercemar Pb (ppm) ……………………………………………………………

134

46. Pengaruh Biochar dan Azolla pada konsentrasi Pb tersedia di tanah dan air

tercemar Pb (ppm) ……………………………………………………………

135

47. Pengaruh Biochar dan Azolla pada konsentrasi Pb pada akar padi (ppm) ….. 136

48. Pengaruh Biochar dan Azolla pada konsentrasi Pb pada daun padi (ppm) …. 137

49. Pengaruh Biochar dan Azolla pada perubahan pH tanah di lapangan ……… 154

50. Nilai rataan pengaruh Biochar dan Azolla pada kandungan karbon organik

tanah di lahan sawah tercemar Pb (%)……………………………………….

155

51. Nilai rataan pengaruh Biochar dan Azolla pada total Pb tanah di lahan

tercemar Pb (ppm) …………………………………………………………...

157

52. Nilai Rataan pengaruh Biochar dan Azolla pada Pb tersedia tanah di lahan

sawah tercemar Pb……………………………………………………………

158

53. Pengaruh Biochar dan Azolla pada tinggi padi di lahan sawah tercemar Pb

(cm) ………………………………………………………………………..

159

54. Nilai rataan pengaruh Biochar dan Azolla pada jumlah anakan di lahan

sawah tercemar Pb …………………………………………………………...

160

55. Pengaruh Biochar dan Azolla pada peningkatan jumlah anakan produktif di

lahan tercemar pb …………………………………………………………….

161

56. Nilai rataan pengaruh Biochar dan Azolla pada bobot kering tajuk padi di

lahan sawah tecemar Pb ……………………………………………………

162


xiii

57. Nilai rataan pengaruh Biochar dan Azolla pada peningkatan berat kering akar

(g) padi sawah di lahan tercemar Pb …………………………………………

163

58. Nilai rataan pengaruh Biochar dan Azolla pada jumlah gabah berisi per

rumpun di lahan tercemar Pb …………………………………………………

164

59. Pengaruh Biochar dan Azolla pada Jumlah gabah hampa per rumpun di lahan

tercemar Pb …………………………………………………………………..

165

60. Pengaruh Biochar dan Azolla pada bobot gabah 1000 gabah kering giling

(GKG) (g) …………………………………………………………………...

166

61. Pengaruh Biochar dan Azolla pada peningkatan produksi padi sawah di lahan

tercemar Pb ………………………………………………………………….

167

62. Pengaruh Biochar dan Azolla pada perubahan nilai konsentrasi Pb pada

akar padi di lahan sawah tercemar …………………………………………..

168

63. Pengaruh Biochar dan Azolla pada perubahan konsentrasi Pb pada batang

padi dilahan tercemar Pb …………………………………………………….

169

64. Pengaruh Biochar dan Azolla pada perubahan konsentrasi Pb pada daun

padi di lahan sawah tercemar Pb …………………………………………….

170

65. Rataan konsentrasi Pb pada sekam padi di lahan sawah tercemarPb ……….. 171

66. Rataan nilai konsentrasi Pb pada gabah di lahan tercemar Pb ……………..

172


xiv

DAFTAR GAMBAR

No Judul Halaman

1. Peta pencemaran Pb pada tanah sawah di desa Tanjung Morawa B Kabupaten Deli

Serdang ………………………………………………….…………………………

20

2. Jenis konversi biomassa…………………………………..………………………… 35

3. Termogravimetrik (TGA) untuk Sellulosa, Hemisellulosa dan Lignin …………… 37

4. Grafik kandungan Hara Biochar pada temperatur yang berbeda ………………… 42

5. Mekanisme penjerapan logam berat oleh Biochar ………………………… 47

6. Pelepasan Ca akibat penyerapan fosfat dan pemukaan biochar …………………… 48

7. X Ray Diffraction biochar dari kotoran burung yang diberikan Pb pada beberapa

taraf …………………………………………………………………………………

49

8. X Ray Diffraction biochar dari pohon willow yang diberikan Pb pada beberapa

taraf …………………………………………………….…………………………

50

9. Gambar Azolla pinnata dan Azolla microphylla …………….……………………… 55

10. Vakuola tempat akumulasi Pb …………………………….………………….…… 63

11. Konsentrasi Pb pada akar azolla …………………………….……………………… 64

12. Alat Pirolisis sederhana BT01……………………………………………………… 72

13. Scanning Electron Microcope (SEM) Jerami padi (a), Sekam padi (b), Serabut

kelapa (c), Tandan kosong kelapa sawit (d), Azolla (e) …………………………

73

14. FTIR Jerami, Sekam, Serabut Kelapa, Tandan Kosong Kelapa dan Azolla ………. 79

15. Kolam Azolla ……………………………………………………………………… 95

16. Bagan penelitian dan Sistem pengaturan air ………………..……………………… 151

17. Hasil FTIR biochar jerami, sekam pad, serabut kelapa, dan tandan kosong kelapa

sawit dan Azolla ……………………………………………………………………

176

18. Scaning Electron Macroscopy (SEM) biochar sekam padi ………………………… 178

19. Fraksionasi Pb pada tanah tercemar Pb pada 2 minggu masa inkubasi ………..….. 181

20. Ilustrasi peran Biochar sekam padi dalam mereduksi ketersediaan Pb 183

21. Konsentrasi kandungan hara pada azolla ….…………………………………..… 188


xv

DAFTAR LAMPIRAN

NO JUDUL HAL

1. Nilai pH tanah setelah 2 minggu masa inkubasi …………………...…… 210

2. Nilai C organik Tanah setelah inkubasi 2 minggu …………………...…. 211

3. Nilai N total Tanah setelah inkubasi 2 minggu …….………………...… 212

4. Nilai P- tersedia setelah inkubasi 2 minggu ……………………………. 213

5. Nilai K Tukar tanah (me/100gr) setelah 2 minggu inkubasi ……………. 214

6. Nilai Kapasitas Tukar Kation (me/100gr) setelah inkubasi 2 minggu …. 215

7. Data Kejenuhan Basa setelah masa inkubasi 2 minggu ………………… 216

8. Data Rasio C/N tanah setelah inkubasi 2 minggu ……..………………... 217

9. Data Respirasi tanah setelah masa inkubasi 2 minggu………….............. 218

10. Nilai Pb Total pada tanah (ppm) setelah inkubasi 2 minggu …………... 219

11. Nilai Pb tersedia pada tanah ( ppm) setelah inkubasi 2 minggu ………... 220

12. Nilai Kandungan Pb Tukar pada tanah ( ppm) setelah inkubasi 2 minggu

…………………………………………………………………….……...

221

13. Kandungan Pb terikat Organik pada tanah (ppm) setelah inkubasi 2

minggu…………………………………………………………………...

222

14. Nilai konsentrasi Pb terikat Karbonat pada tanah (ppm) setelah inkubasi

2 minggu ……………………………………………………...........……

223

15. Nilai pH tanah saat Panen rumah kaca ……………………………….. 224

16. Nilai Tinggi Tanaman Saat Panen (cm) di rumah kaca ………………… 225

17. Nilai Jumlah anakan padi saat panen di rumah kaca .…………………... 226

18. Nilai Bobot kering tajuk padi saat panen di rumah kaca ……………….. 227

19. Bobot kering akar saat panen di rumah kaca di rumah kaca ……………. 228

20. Nilai Serapan N pada padi sawah di rumah kaca (mg) di rumah kaca …. 229

21. Nilai Serapan P pada padi sawah di rumah kaca (mg) di rumah kaca ….. 230

22. Nilai Serapan K padi sawah di rumah kaca (mg) di rumah kaca ……….. 231

23. Nilai Pb total pada tanah tercemar Pb di rumah kaca ………………….. 232


xvi

24. Nilai Pb Tersedia pada tanah sawah tercemar Pb di rumah kaca …….… 233

25. Nilai Konsentrasi Pb pada akar padi (ppm) pada tanah tercemar di

rumah kaca ………...…………………………………………………….

234

26. Nilai Konsentrasi Pb pada Daun padi (ppm) pada tanah tercemar di

rumah kaca ……………………………………………………………....

235

27. Nilai Data pH tanah saat panen padi sawah di lapangan (100 Hst) ……. 236

28. Data Kandungan Bahan Organik Tanah saat panen di lapangan

(100 Hst) ...................................................................................................

237

29. Data Pb total pada tanah di lahan sawah tercemar (100 Hst…………… 238

30. Data Pb tersedia tanah sawah di lapangan (100 Hst) …………………… 239

31. Tinggi padi di lahan sawah tercemar Pb (100 Hst) …………………….. 240

32. Data Jumlah anakan per rumpun ……………………………………….. 241

33. Jumlah anak produktif tanaman padi di lapangan ………………………. 242

34. Data berat kering tajuk (g) padi sawah di lahan tercemar Pb …………. 243

35. Data berat kering akar (g) padi sawah di lahan tercemar Pb …………... 244

36. Data Jumlah gabah berisi per rumpun padi sawah di lahan sawah

tercemar Pb ……………………………………………………………..

245

37. Data Jumlah gabah hampa per rumpun padi sawah di lahan sawah

tercemar Pb ……………….…………………………………………….

246

38. Data bobot gabah 1000 butir saat panen di lapangan ………………… 247

39. Data Produksi padi sawah per hektar (kg) …………………………….. 248

40. Konsentrasi Pb pada akar padi di lapangan (ppm) ……………………… 249

41. Konsentrasi Pb pada batang padi di lahan tercemar Pb (ppm) ………… 250

42. Konsentrasi Pb pada daun padi di lahaan tercemar Pb (ppm) ………….. 251

43. Konsentrasi Pb pada sekam padi di lapangan (ppm) …………………… 252

44. Konsentrasi Pb pada gabah padi di lapangan (ppm) ……………………. 253

45. SEM dan Edax Jerami …………………………………………………. 254

46. SEM dan EDAX Sekam Padi …………………………………………... 255

47. SEM dan EDAX Serabut kelapa ……………………………………….. 256

48. SEM dan EDAX Tandan Kosong Kelapa Sawit (TKS) ……………….. 257


xvii

49. SEM dan EDAX AZOLLA …………………………………………… 258

50. FTIR Jerami, Sekam, Serabut Kelapa, Tandan Kosong Kelapa Sawit dan

Azolla……………………………………………………………………..

259

51. Brunauer–Emmett–Teller (BET) . Jerami (B1), Sekam (B2), Serabut

Kelapa (B3), Tandan Kosong Kelapa Sawit (TKS) (B4) dan Azolla …...

260

52. Analisis Awal Tanah, air, Biochar dan azolla …………………...……… 261

53. Peta Jenis Tanah dan Lokasi Penelitian …………………………………. 262

54. PembacaanTafsir Grafik FTIR ………………………………………….. 263

55. Kriteria Hara tanah ……………………………………………………… 264

56.

57.

Deskripsi varietas Ciherang ……………………………………………...

Nilai Standar Biochar Menurut IBI dan EBC ………………………........

265

266


1

BAB I.

PENDAHULUAN

1. Latar Belakang

Pencemaran lingkungan didefenisikan menurut undang undang No. 23 tahun

1997 adalah masuknya/dimasukannya makhluk hidup, zat, energi, dan atau

komponen lain ke dalam lingkungan hidup oleh kegiatan manusia sehingga

kualitasnya turun sampai tingkat tertentu yang menyebabkan lingkungan hidup tidak

dapat berfungsi sesuai dengan peruntukannya defenisi diperbaharui pada undang

undang No.32 tahun 2009 dengan mempertegas dengan adanya baku mutu/ ambang

batas. Terjadinya pencemaran dengan melewati baku mutu/ ambang batas dapat

menyebabkan terjadinya degradasi.

Degradasi lahan merupakan konsekuensi logis dari peruntukan lahan yang

tidak sesuai dengan fungsinya, ditandai dengan penurunan kualitas lahan terutama

karena kerusakan fisik dan kimiawi lahan serta penurunan keragaman hayati,

memunculkan kekhawatiran segolongan masyarakat akan terjadinya

ketidakberlanjutan produksi pertanian akibat penerapan revolusi hijau. Selain itu

bermunculan pabrik-pabrik yang berdekatan dengan lahan pertanian, khususnya lahan

sawah, dengan limbahnya logam yang tidak dapat terurai mempercepat proses

degradasi yang akhirnya menurunkan kualitas padi karena terkontaminasi dengan

logam berat.

Ada beberapa faktor yang mempengaruhi produktifitas lahan sawah, salah

satu diantaranya adalah logam berat seperti yang dilaporkan oleh Suganda et al

1


2

(2003) bahwa lahan- lahan yang tercemar khususnya oleh logam berat ternyata hasil

panennya lebih rendah dibandingkan lahan yang tidak tercemar logam berat.

Simangunsong (2009) melaporkan bahwa lahan padi kawasan pabrik Kim

Star Tanjung Morawa telah tercemar Pb logam Pb hingga melewati ambang batas.

Skandal keracunan Timbal di provinsi Shaanxi Cina tahun 2009 cukup menjadi

pelajaran akan bahaya timbal bila terkamulasi pada manusia, selain itu padi juga

merupakan tanaman yang mampu menyerap logam berat (Norihari dan Tomohito,

2002), sehingga kemungkinan terjadinya akamulasi timbal pada padi cukup besar,

maka perlu di lakukan suatu upaya untuk dapat meremediasi/memulihkan lahan

sawah yang tercemar tersebut dengan penggunaan teknologi yang sederhana dan

berkelanjutan.

Remediasi merupakan upaya pemulihan lahan yang degradasi/tercemar

dengan mengunakan bahan yang hidup atau pun benda mati, pengunaan bahan hidup

untuk memulihkan disebut dengan bioremediasi, dapat menggunakan mikroba

ataupun tanaman yang dapat mengurangi bahkan menghilangkan logam berat. Azolla

dan biochar merupakan dua komponen yang berbeda dan merupakan kombinasi yang

tepat dalam meremediasi lahan sawah yang tercemar logam berat

Biochar merupakan hasil dari thermolisis bahan organik tanpa atau dengan

menggunakan oksigen yang terbatas (Sohi et al. 2009), memiliki strustur yang sangat

porous, luas area permukaan yang tinggi, dan mengandung bermacam gugus

fungsional yang menunjukkan bahwa biochar dapat digunakan sebagai amandemen

yang baik dalam memperbaiki sifat-sifat tanah, biochar juga dapat mensuplay

beberapa hara seperti K, Ca, dan Mg dan juga meningkatkan ketersedian hara ( Sika,


3

2012; Lehmann et al. 2006; Hossain et al. 2010), Biochar juga memiliki kemampuan

menstabilkan logam berat pada tanah yang tercemar dengan menurunkan secara nyata

penyerapan logam berat oleh tanaman dan dapat meningkatkan kualitasnya dengan

memperbaiki sifat sifat fisik kimia dan biologi tanah (Ippolito et al. 2012; Komarek et

al. 2013).

Azolla merupakan tumbuhan air yang telah lama dikenal bersimbiosis

dengan bakteri penambat N (Anabaena azollae) sebagai pensuplay hara nitrogen

bebas dari udara pada padi sawah, ternyata memiliki kemampuan ganda selain

sebagai pensuplai hara nitrogen (N) juga dapat menyerap logam berat dalam jumlah

yang tinggi tanpa terjadi efek toksisitas pada pertumbuhannya. Azolla mampu

menyerap timbal (Pb) 4680 ppm dengan nilai bioakumulasi 18,39, tingginya nilai

bioakumulasi logam berat Pb pada azolla menjadikan azolla berpotensi sebagai

hayati pembersih logam berat Pb (2013). Pb yang terakumulasi pada azolla jika

diberikan kepada tanah dapat meningkatkan Pb total tanah tetapi tidak meningkatkan

Pb tersedia pada tanah, sehingga biomassa azolla tidak memindahkan Pb pada air ke

dalam tanah tetapi dapat mempertahankan ikatan Pb dengan membentuk ikatan

organometalik yang akhirnya tidak tersedia bagi tanaman (Abror et al. 2012).

Melihat besarnya kebutuhan akan padi yang belum tergantikan dan banyaknya

pabrik-pabrik yang didirikan berdekatan dengan areal persawahan ,dan bahayanya

jika padi terkontaminasi logam berat serta luasnya sumber pencemaran Pb

dibandingkan logam lainnya, Maka di perlukan upaya peningkatan produktifitas

lahan padi yang bebas tercemar Pb penggunaan biochar sebagai amandemen tanah

dan azolla pensuplay nitrogen sekaligus sebagai tumbuhan hiperakumultor di


4

harapkan dapat mereduksi status Pb pada tanah dan tanaman, dan meningkatkan

ketersediaan hara sehingga dapat meningkatkan produksi tanaman padi sawah yang

tidak tercemar logam berat Pb.

2. Perumusan Masalah Penelitian

Pencemaran tanah oleh logam berat jauh lebih luas dibandingkan pencemaran

lainnya, khususnya pada Timbal (Pb), selain kelimpahan sumbernya pada alam, juga

luasnya pemanfaatan Pb pada kehidupan manusia sehingga limbah yang dihasilkan

akan berpotensi untuk mencemari tanah air dan udara secara luas ( Hu et al. 2013).

Penurunan kualitas lahan sawah akibat pencemaran logam berat

mengakibatkan kerusakan fisik dan kimiawi serta biologi pada lahan serta penurunan

keragaman hayati, memunculkan kekhwatiran segolongan masyarakat akan terjadinya

ketidakberlanjutan produksi pertanian akibat penerapan revolusi hijau. Selain itu

bermunculan pabrik-pabrik yang berdekatan dengan lahan pertanian, khususnya lahan

sawah, dengan limbahnya dapat mempercepat proses degradasi lahan yang akhirnya

menurunkan produksi dan menghasilkan padi yang terkontaminasi dengan logam

berat.

Upaya meremediasi lahan sawah tercemar dengan pemberian biochar yang

berasal dari tanaman sebagai sumber limbah biomassa yang berlimpah masih masih

sangat langka. Biochar sangat baik digunakan sebagai amandemen tanah karena

memiliki struktur yang sangat porous, luas permukaan yang tinggi dan mengandung

berbagai gugus fungsional yang dapat memperbaiki sifat-sifat tanah, dan juga dapat

menyuplai beberapa hara makro dan mikro, sehingga diharapkan dapat digunakan


5

dalam mereduksi ketersediaan Pb di lahan sawah serta meningkatkan ketersediaan

hara bagi tanaman dan akhirnya meningkatkan produksi padi sawah.

Azolla yang memiliki kemampuan dalam mengikat N udara bebas yang dapat

digunakan tanaman sebagai sumber N, tenyata memiliki kemampuan menyerap Pb

0.46% tanpa menunjukkan efek toksisitas (keracunan), dan tidak melepaskannya saat

proses terdekomposisi.

Berdasarkan data dan fakta diatas maka diperlukan penelitian untuk teknologi

pemanfaatan biochar dan azolla dan untuk mengetahui sumber biochar dan azolla

terbaik dalam mereduksi Pb dan meningkatkan ketersedian hara bagi tanaman

sehingga meningkatkan produksi padi sawah bebas Timbal (Pb).

3. Tujuan Umum Penelitian

Penelitian ini bertujuan untuk mendapat paket teknologi peningkatan produksi

padi sawah tanpa timbal (Pb) di lahan tercemar dengan menggunakan biochar dan

azolla .

4. Hipotesis Umum Penelitian

Biochar dan azolla memiliki kemampuan dalam mengurangi Pb tersedia dan

meningkatkan ketersediaan hara bagi padi sawah sehingga dapat meningkatkan

produktifitas lahan sawah tercemar Pb.

5. Keluaran yang dihasilkan

Keluaran yang dihasilkan dalam penelitian ini adalah paket teknologi

peningkatan produktifitas dan kualitas padi di lahan sawah tercemar dengan

memanfaatkan biochar dan azolla.


6

6. SistematikaPenelitian


7

BAB II.

TINJAUAN PUSTAKA

1. Defenisi Logam berat

Logam berat umumnya didefnisikan sebagai unsur logam transisi yang

memiliki nomor atom lebih besar dari 20 dan berat jenis yang lebih besar dari 5 g.cm-

3 (Dufus, 2002). Logam berat dalam dalam sistem biologis dikelompokan pada

esensial dan non esensial, logam berat yang esensial dibutuhkan pada fisiologis dan

biokimia seperti Fe, Mn, Cu, Zn, dan Ni. Logam berat non esensial adalah logam

berat yang tidak dibutuhkan oleh organisme dalam proses biologisnya dan memiliki

efek toksisitas bila terakumulasi pada makhluk hidup meskipun dalam konsentrasi

yang rendah seperti Kadmiun (Cd), Merkuri (Hg), Kromiun (Cr), Arsen (Ar) (

Handayanto et al. 2017).

Penggunaan Timbal oleh manusia sudah sejak ribuan tahun yang lalu (sekitar

6400 SM) hal ini disebabkan logam timbal terdapat diberbagai belahan bumi, selain

itu timbal mudah di ekstraksi da n mudah dikelola. Unsur ini telah lama diketahui dan

disebutkan di kitab Exodus. Para ahli kimia mempercayai bahwa timbal merupakan

unsur tertua dan diasosiasikan dengan planet Saturnus. Timah dalam bahasa Inggris

disebut sebagai “Lead” dengan simbol kimia “Pb”. Simbol ini berasal dari nama latin

timbal yaitu “Plumbum” yang artinya logam lunak. Timbal memiliki warna putih

kebiruan yang terlihat ketika logam Pb dipotong akan tetapi warna ini akan segera

berubah menjadi putih kotor atau abu-abu gelap ketika logam Pb yang baru dipotong

tersebut terekspos oleh udara (Lars Järup, 2003).

7


8

Timbal atau dalam lebih bahasa keseharian dikenal dengan nama timah hitam

dalam bahasa ilmiahnya dinamakan Plumbum (Pb). Logam ini termasuk ke dalam

kelompok logam-logam golongan IV-A pada Tabel Periodik unsur kimia.

Mempunyai nomor atom (NA) 82 atau berat atom (BA) 207,2. Logam timbal atau Pb

mempunyai sifat-sfat khusus sebagai berikut : merupakan logam yang lunak, tahan

terhadap peristiwa korosi atau karat, mempunyai titik lebur rendah, hanya 327,50

celcius mempunyai kerapatan yang lebih besar, merupakan penghantar listrik yang

tidak baik (Palar, 1994).

2. Sifat-Sifat Logam Timbal (Pb)

Timah Hitam atau Plumbum (Pb) adalah unsur yang bersifat logam dan

bersifat anomali karena unsur-unsur diatasnya (Gol IV) yakni karbon dan silikon

bersifat non-logam. Di alam, timbal ditemukan dalam mineral Galena (PbS), Anglesit

(PbSO4 ) dan Kerusit (PbCO3,), juga dalam keadaan bebas. Memiliki sifat khusus

seperti berwarna putih kebiru-biruan dan mengkilap, lunak sehingga sangat mudah

ditempa, tahan asam, karat dan bereaksi dengan basa kuat, daya hantar listrik kurang

baik. (konduktor yang buruk), massa atom relatif 207,2, memiliki valensi 2 dan 4 dan

tahan radiasi (Nozaki dan Sakai, 1995)

Berbagai macam timbal oksida mudah direduksi menjadi logamnya. Hal ini

bisa dilakukan dengan menggunakan reduktor glukosa, atau mencampur antara PbO

dengan PbS kemudian dipanaskan.

2PbO + PbS 3 Pb 2+ + SO2-2

Timbal bila dipanaskan dengan nitrat dari logam alkali maka logam timbal akan

membentuk PbO yang umumnya disebut sebagai litharge. PbO adalah contoh dari


9

timbal dengan bilangan oksidasi 2. PbO larut dalam asam nitrat dan asam asetat. PbO

juga larut dalam larutan basa membentuk garam plumbit. PbO2 adalah contoh dari

timbal dengan biloks 4 dan merupakan agen pengoksidasi yang kuat, hal ini karena

PbO larut dalam asam dan basa maka PbO bersifat amfoter. Senyawa timbal dengan

dua macam biloks juga ada yaitu Pb3O4 yang dikenal dengan nama minium ( Surani,

2002).

Ada empat isotop Timbal yang stabil yaitu 204Pb, 206Pb, 207Pb, dan 208Pb. Nilai

massa atom Pb rata-rata adalah 207,2. Timbal memiliki 38 isotop Pb telah ditemukan

termasuk isotop sintesis yang bersifat tidak stabil. Isotop timbal dengan waktu paruh

yang terpanjang dimiliki oleh 205Pb yang waktu paruhnya adalah 15,3 juta tahun

dan 202Pb yang memiliki waktu paruh 53.000 tahun (Lars Järup, 2003).

3. Sumber Timbal

Timbal tidak ditemukan bebas dialam akan tetapi biasanya ditemukan sebagai

biji mineral bersama dengan logam lain misalnya seng, perak, dan tembaga. Sumber

mineral timbal yang utama adalah “Galena (PbS)” yang mengandung 86,6% Pb

dengan proses pemanggangan, “Cerussite (PbCO3)”, dan “Anglesite” (PbSO4).

(Nozaki dan Sakai, 1995)

Galena

Galena adalah mineral timbal yang amat penting dan paling banyak tersebar di

penjuru belahan bumi dan umumnya berasosiasi dengan mineral lain seperti

sphalerite, calcite. Deposit galena biasanya mengandung sejumlah tertentu perak dan

juga terdapat seng, kadmium, antimoni, arsen, dan bismuth, sehingga umumnya

produksi timbal dari galena menghasilkan juga logam-logam tersebut. Warna galena


10

adalah abu-abu mengkilap dan formulanya adalah PbS. Struktur kristalnya kubik dan

oktahedral dan spesifik graviti 7,2 – 7,6 (Nozaki dan Sakai, 1995)

Cerrusite

Cerrusite merupakan salah satu mineral timbal yang mengandung timbal

karbonat dan menjadi sumber timbal yang utama setelah galena. Mineral ini juga

terdapat dalam bentuk granular yang padat atau benbentuk fibrous. Warnanya

umumnya tidak berwarna, hingga putih, abu-abu, biru, atau hijau dengan penampakan

dari transparan hingga translusen. Mineral ini bersifat tidak larut dalam air akan tetapi

larut dalam asam encer seperti asam nitrat. Dan spesifik gravitinya 6,53-6,57 (Nozaki

dan Sakai, 1995)

Anglesite

Anglesite merupakan mineral timbal yang mengandung timbal sulfat PbSO4.

Mineral ini terjadi sebagai hasil oksidasi mineral gelena akibat pengaruh cuaca.

Warna mineral ini dari putih, abu-abu, hingga kuning, jika tidak murni maka

warnanya abu-abu gelap. Mineral ini memiliki spesifik graviti 6,3 dengan kandungan

timbal sekitar 73% (Nozaki dan Sakai, 1995)

4. Persenyawaan Timbal

Timbal di secara umum memiliki 5 jenis persenyawaan yaitu Tetra Etil Lead

(TEL), PbO2, Timbal(II) Klorida (PbCl2), Timbal tetroksida(Pb3O4), dan Timbal(II)

Nitrat. Tetra etil lead disingkat dengan TEL yaitu persenyawaan jenis organometalik

yang memiliki rumus Pb(CH3CH2). Senyawa ini dihasilkan dengan mereaksikan

antara alloy NaPb dengan etil klorida dengan reaksi sebagai berikut:

4 NaPb + 4 CH3CH2Cl (CH3CH2)4Pb + 4 NaCl + 3 Pb


11

TEL yang dihasilkan berupa cairan kental tidak berwarna, tidak larut

dalam air akan tetapi larut dalam benzena, petroleum eter, toluena, dan gasoline. TEL

dipakai sebagai zat “antiknocking” pada bahan bakar. TEL jika terbakar tidak hanya

menghasilkan CO2 akan tetapi juga Pb. PbCl2 merupakan salah satu reagen berbasis

timbal yang sangat penting disebabkan dari senyawa ini dapat dibuat berbagai macam

senyawa timbale. Banyak digunakan sebagai bahan untuk mensintesis timbal titanat

dan barium-timbaltitanat, untuk produksi kaca yang menstransimisikan inframerah,

dipakai untuk memproduksi kaca ornament, untuk bahan cat dan sebagainya.

PbCl2 dibuat dari beberapa metode yaitu dengan proses pengendapan senyawa

Pb2+ dengan garam klorida, atau dengan mereaksikan PbO2 dengan HCl.

PbO2 (s) + 4 HCl PbCl2 (s) + Cl2 + 2 H2O

Atau dibuat dari logam Pb yang direaksikan dengan gas Cl2

Pb + Cl2 PbCl2

Plumbi oksida atau Timbal (IV) oksida merupakan timbal yang bersifat

amfoter yaitu dapat larut dalam air dan basa berbilangan oksida 4. PbO2 ada di alam

sebagai mineral plattnerite, pada basa kuat akan terbentuk ion plumbat dengan rumus

Pb(OH)62-, dan kondisi asam maka biasanya tereduksi menjadi ion Pb2+. PbO2 yang

utama adalah sebagai katoda dalam accu.

Timbal tetroksida (Pb3O4), minium, atau triplumbi tetroksida, merupakan zat

padat berwarna merah atau jingga, timbal ini banyak dipergunakan oleh industri

penghasil baterai, kaca timbal, dan cat anti korosi. Senyawa timbal ini tidak larut

dalam air akan tetapi larut dalam asam kuat seperti HCl, asam asetat glacial.


12

Timbal(II) nitrat umumnya merupakan kristal yang tidak berwarna atau

berbentuk bubuk putih dengan rumus kima Pb(NO3)2, dibandingkan dengan garam

timbal yang lain maka gram timbal ini sangat mudah larut dalam air. Timbal(II) nitrat

sangat bersifat racun terhadap manusia dan merupakan oksidator (Nozaki dan Sakai,

1995).

5. Sumber Pencemaran Timbal

Limbah industri yang bisa menyebabkan pencemaran tanah berasal dari:

pabrik, manufaktur, industri kecil, industri perumahan, bisa berupa limbah padat dan

cair.

1. Limbah industri yang padat atau limbah padat yang adalah hasil buangan

industri berupa padatan, lumpur, bubur yang berasal dari proses pengolahan.

Misalnya sisa pengolahan pabrik gula, pulp, kertas, rayon, plywood,

pengawetan buah, ikan daging dll.

2. Limbah cair yang adalah hasil pengolahan dalam suatu proses produksi,

misalnya sisa-sisa pengolahan industri pelapisan logam dan industri kimia

lainnya. Tembaga, timbal, perak, khrom, arsen dan boron adalah zat hasil dari

proses industri pelapisan logam. (Sadrach, 2008).

Logam berat dapat masuk kedalam lingkungan hidup karena : (1) longgokan

alami di dalam bumi tersingkap, sehingga berada di permukaan bumi; (2) pelapukan

batuan yang mengandung logam berat yang melonggokkan logam berat secara

residual di dalam saprolit dan selanjutnya berada di dalam tanah; (3) penggunaan


13

bahan alami untuk pupuk atau pembenah tanah (soil conditioner) dan atau (4)

pembuangan sisa dan limbah pabrik serta sampah (Notohadiprawiro,1993).

Tabel 1. Jenis-jenis industri pembuangan limbah yang mengandung logam berat

No Limbah Logam Berat

1 Kertas Cr, Hg, Pb, Zn, Cu, Ni

2 Pupuk Cr, Hg, Pb, Zn, Cd, Cu,Ni

4 Petro-chemical Cr, Hg, Pb, Zn, Cd, Sn

6 Baja Cr, Hg, Pb, Zn, Cd, Cu, Ni, Sn

7 Logam Bukan Besi Cr, Hg, Pb, Zn, Cu

8 Kendaraan Bermotor, Pesawat

Terbang

Cr, Hg, Pb, Zn, Cd, Cu, Sn

( Hidayat, 2011b)

Secara alami Pb juga ditemukan di udara yang kadarnya berkisar antara

0,0001 - 0,001 μg/m3. Tumbuh-tumbuhan termasuk sayur-mayur dan padi-padian

dapat mengandung Pb, penelitian yang dilakukan di USA kadarnya berkisar antara

0,1 -1,0 μg/kg berat kering. Logam berat Pb yang berasal dari tambang dapat berubah

menjadi PbS (golena), PbCO3 (cerusite) dan PbSO4 (anglesite) dan ternyata golena

merupakan sumber utama Pb yang berasal dari tambang.

Tabel. 2. Kandungan Logam berat secara alamiah ( µg/g)

Jenis Logam Berat Kandungan ( Rata Rata) Kisaran Non Populasi

As 100 5- 3000

Co 8 1-40

Cu 20 2- 300

Pb 10 2- 200

Zn 50 10- 300

Cd 0.06 0.005- 0.7

Hg 0.03 0.01- 0.3

( Peterson dan Alloway, 1979)

Pemasok logam berat dalam tanah pertanian antara lain bahan agrokimia

(pupuk dan pestisida), asap kendaraan bermotor, bahan bakar minyak, pupuk organik,

buangan limbah rumah tangga, industri, dan pertambangan. Selain itu sumber logam


14

berat dalam tanah berasal dari bahan induk pembentuk tanah itu sendiri, seperti Cd

banyak terdapat pada batuan sedimen schales (0,22 ppm berat), Cr pada batuan beku

ultrafanik (2, 980 ppm berat), Hg pada batuan sedimen pasir (0,29 ppm berat), Pb

pada batuan granit (24 ppm berat) (Alloway, 1990).

Berdasarkan hasil analisis, diketahui bahwa pupuk fosfat mengandung logam

berat Pb antara 5 – 156 ppm (Kurnia et al. 2009) dan 7 ppm Cd untuk tanah netral.

Apabila pupuk tersebut digunakan secara terus menerus dengan dosis dan intensitas

yang tinggi dapat meningkatkan Pb dan Cd yang tersedia dalam tanah sehingga

meningkatkan serapan Pb dan Cd oleh tanaman (Charlena, 2004).

Timbal di dalam tubuh memiliki reaksi sebagaimana kalsium (Ca), timbal

yang masuk kr dalam tubuh, akan dimasukan ke plasma dan jaringan lunak dimana

kalsium memiliki peranan penting seperti pada tulang dan gigi bayi. Janin dalam

kandungan dan anak anak lebih sensisitif karena timbal lebih mudah diserap pada

tubuh yang sedang berkembang. Timbal dapat masuk melalui makanan dan

pernafasan, paparan timbal yang berlebih pada bayi dan anak dapat menyebabkan

kerusakan otak, dan menghambat pertumbuhan dan kerusakan syaraf, Nilai PTWI

(Provisional Tolerable Weekly Intake) pada pakan serelia seperti padi adalah 0,025

ppm dikali dengan 60 sama dengan 1,5 mg/minggu dan perhari 0,21 mg (SNI 7387:

2009).

6. Pencemaran Lahan Pertanian oleh Timbal (Pb)

Pencemaran dapat terjadi pada tanah, tanaman yaitu dengan masuknya unsur

organik maupun unorganik yang melampaui baku mutu sehingga mengakibatkan


15

rusaknya rantai dari tatanan lingkungan hidup atau penghancuran suatu jenis

organisme yang pada akhirnya dapat menghancurkan ekosistem (Charlena, 2004).

Air merupakan tempat mengendapnya semua residu yang tidak dimanfaatkan

oleh tumbuhan dan hewan maupun manusia baik berupa limbah pabrik, manufaktur,

industri kecil, limbah perumahan yang akhirnya menimbulkan pencemaran air,

hingga akhirnya sangat sulit untuk mencari air bersih bagi kehidupan manusia. Setiap

tahunnya danau, sungai dan delta menerima beban setara dengan seluruh populasi

manusia di dunia, yakni sekitar 7 milyar jiwa. Setiap tahunnya, semakin banyak

orang yang meninggal sebagai konsekuensi dari unsafe water dan dampak terbesar

menimpa balita. Maka diperlukan suatu upaya untuk membersihkan air dari polutan

yang sangat berbahaya bagi kehidupan manusia (Darmono, 2001).

Tanah merupakan bagian dari siklus logam berat. Pembuangan limbah ke

tanah apabila melebihi kemampuan tanah dalam mencerna limbah akan

mengakibatkan pencemaran tanah. Jenis limbah yang potensial merusak lingkungan

hidup adalah limbah yang termasuk dalam Bahan Beracun Berbahaya (B3) yang di

dalamnya terdapat logam logam berat (Charlena, 2004).

Penetapan nilai ambang batas limbah logam berat yang dapat dibuang ke

lahan pertanian masih sangat tinggi, sebagai contoh United State Departement

Agriculture (USDA) telah membuat standar nilai ambang untuk industri yang

limbahnya akan dibuang ke lahan pertanian untuk logam sebesar 4300 ppm ( Tabel

3), dan memiliki besar potensi untuk mencemarkan lahan pertanian bila tidak

dilakukan pengendalian .Limbah tersebut dibuang dalam bentuk padatan (sludge),


16

karena lebih mudah dalam pencegahan dan membersihkan lahan dari kontaminasi

logam berat ( Ferguson, 1990)

Tabel 3. Nilai ambang batas konsentrasi limbah logam berat yang dapat dibuang ke

lahan pertanian

Logam berat

Konsentrasi

maksimum bahan

pencemar (ppm)

Rata-rata tahunan

bahan pencemar

(kg/ha/th)

Kumulatif bahan

pencemar (kg/ha)

Arsenic

Cadmium

Copper

Lead

Mercury

Molybdenum

Nickel

Selenium

Zinc

75

85

3000

4300

420

840

57

75

100

2

1,9

150

75

21

15

0,85

0,90

5

41

39

3000

1500

420

300

17

18

100

( Ferguson, 1990)

Tinggi konsentrasi limbah pabrik yang dibuang ke lahan pertanian menjadikan

lahan pertanian tercemar logam berat ( Hidayat, 2015). Selain limbah, penggunaan

pupuk kimia ke lahan pertanian dalam jangka yang lama akan mengakibatkan

akumulasi logam berat, karena logam berat tidak dapat terdegradasi, maka logam

tersebut akan terakumulasi pada lahan dan masuk kedalam jaringan tanaman.

Pemupukan sangat di perlukan untuk meningkatkan produksi pertanian

khususnya pada tanah sawah dan tetapi bila diberikan secara terus tanpa batas

dikhawatirkan akan meningkatkan kandungan logam berat pada tanah dan tanaman,

hasil penelitian pada tanah sawah di daerah pantai utara Jawa Barat menunjukkan

bahwa kandungan Pb lebih tinggi dari pada kontrol 13, 96 ppm hingga 88,60 ppm dan

Cd sebesar 0,62 ppm sampai 2,89 ppm menunjukkan bahwa adanya peningkatan


17

Kadmiun di atas ambang batas (Surtipanti et al. 1995) dan ini baru tahun 1995

apalagi sekarang ini dengan peningkatan industri dan urbanisasi yang tinggi, mungkin

kandungan kedua logam ini akan terus bertambah.

Tabel 4. Konsentrasi umum logam berat pada berbagai jenis pupuk

Unsur Pupuk Fosfat Pupuk

Nitrat

Pupuk

Kandang

Kapur Kompos

Cd 0.1 – 170 0.05 – 8.5 0.1- 0.8 0.004- 0.1 0.01- 100

Co 1 – 12 5.4- 12 0.3- 24 0.4- 3 -

Cr 66 – 245 3.2- 2.9 1.1- 55 10- 15 1.8- 410

Cu 1 – 300 - 2- 172 2- 125 13- 3580

Hg 0.01- 1.2 0.3- 2.9 0.01- 0.36 0.005 0.09- 21

Ni 7- 38 7- 34 2.1- 30 10- 20 0.9- 279

Pb 7-225 2- 27 1.1- 27 20- 1250 1.3- 2240

(Charlena, 2004).

Hidayat (2013) melaporkan hasil penelitian, bahwa padi sawah yang ditanam

berdekatan dengan kawasan pabrik, seluruh bagian tanaman tercemar logam berat

termasuk pada gabahnya dengan kriteria yang yang sangat tinggi terutama pada Pb

karena sumber Pb bukan hanya dari limbah tapi juga dari asap pabrik.

Atafar et al. (2008) menyajikan data pemupukan kimia selama satu tahun pada

lahan pertanian dengan peningkatan dari 1,80 ppm sebelum pengolahan menjadi 6,83

ppm setelah panen, meningkat hampir 300 persen dari sebelum pengolahan dan dapat

dibayangkan jika pemupukan dilakukan pada setelah 10, 20, 30 tahun, akan terjadi

akumulasi Pb pada bahan pangan yang akan membahayakan kesehatan manusia.

Hasil analisis air irigasi di desa Tanjung morawa B bahwa kandungan logam

berat Pb dalam air irigasi sudah melewati ambang batas maksimum yang

diperbolehkan dalam air yang akan digunakan untuk keperluan pertanian dan

termasuk dalam kriteria yang sangat tinggi (Tabel 6).


18

Tabel 5. Batas kritis logam berat dalam tanah, air dan tanaman padi

Jenis Logam berat Tanah1

(ppm)

Air2

(ppm)

Padi3

(ppm)

Pb

Cd

As

Hg

Sn

20,0

1,0

6,03

0,098

-

1,0

0.01

1,0

0,005

0,05

0,4

0,1

0,5

0,05

0,3

1. Ferguson, 1990 2. PP. No. 20 Th. 1990 3. SNI No. 7387 Th. 2009

Hal ini menunjukkan bahwa air yang digunakan untuk mengairi sawah sudah

tidak baik lagi dan ini sangat berbahaya bagi tanah dan tanaman khususnya tanaman

padi karena dapat segera mencemari tanah sekaligus tanaman padinya. Hal ini terjadi

karena adanya pabrik yang membuang limbah ke badan air, adapun pabrik tersebut

adalah pabrik pengolahan kayu, pabrik mie instan, pabrik sabun mandi dan sabun

cuci, pabrik kaca, besi dan juga pabrik kelapa sawit (Simangunsong, 2009).

Tabel 6. Hasil pengukuran logam berat Pb Air irigasi di Tj. Morawa B

No Nilai (ppm) *Kriteria

A 3.512 Sangat Tinggi

B 3.037 Sangat Tinggi

C 2.075 Sangat Tinggi

D 3.099 Sangat Tinggi

*Sumber: PP. No. 20 Th. 1990. (Simangunsong 2009).

Semua nilai kandungan logam berat Pb ini termasuk dalam kriteria yang

sangat tinggi menurut PP. No. 20 Th. 1990 tentang Pengendalian Pencemaran Air

yaitu keriteria kualitas air golongan D (Air yang dapat digunakan untuk keperluan

pertanian) (Tabel 7)


19

Tanah sawah di tanjung morawa B di laporkan juga mulai tercemar logam

Timbal hingga 30,69 ppm, hal dapat dilihat dari sebaran warna kuning dan merah

menunjukkan tingkat pencemaran dari sedang hingga tinggi. Hal ini disebabkan

karena pada sekitar wilayah sawah sampel tersebut terdapat pabrik yang pembuangan

limbahnya ke sungai irigasi sawah. Berdasarkan informasi dari masyarakat setempat

diperoleh beberapa pabrik yang ada disekitar wilayah Tanjung Morawa B tersebut

yang membuang limbahnya ke sungai yang digunakan masyarakat untuk mengairi

sawahnya. Hal ini terbukti dengan matinya ikan yang dipelihara masyarakat dalam

kolam ikan yang airnya dari sungai irigasi tersebut. Adapun pabrik tersebut adalah

pabrik pengolahan kayu, pabrik mie instan, pabrik sabun mandi dan sabun cuci, dan

juga pabrik kelapa sawit. Sedangkan pada wilayah sampel tanah 8 terdapat pabrik

KIM STAR yang juga pembuangannya mengarah ke sungai yang digunakan untuk

mengairi sawah masyarakat (Simangunsong, 2009).

Adanya pabrik di wilayah persawahan menyebabkan pencemaran

(Simangunsong, 2009). Pada Gambar 1 dapat dilihat bahwa tanah sawah sampel 5

dan 8 yang mengandung kadar logam berat Pb tinggi. Hal ini disebabkan karena pada

sekitar wilayah sawah sampel tersebut terdapat pabrik yang membuang limbahnya ke

sungai irigasi sawah. Berdasarkan informasi dari masyarakat setempat diperoleh

beberapa pabrik yang ada disekitar wilayah Tanjung Morawa B tersebut membuang

limbahnya ke sungai yang digunakan masyarakat untuk mengairi sawahnya. Hal ini

terbukti dari matinya ikan yang dipelihara masyarakat dalam kolam ikan yang airnya

dari sungai irigasi tersebut. Adapun pabrik tersebut adalah pabrik pengolahan kayu,

pabrik mie instan, pabrik sabun mandi dan sabun cuci, dan juga pabrik kelapa sawit.


20

Sedangkan pada wilayah sampel tanah 8 terdapat pabrik KIM STAR yang juga

pembuangannya mengarah ke sungai yang digunakan untuk mengairi sawah

masyarakat.

Tabel 7. Daftar kriteria logam berat untuk air kualitas golongan D (PP No.82. tahun

2001)

No Parameter Satuan Kadar

Maksmum

Keterangan

1 Air Raksa (Hg) mg/l 0.005

2. Arsen (As) mg/l 1

3 Boron (Bo) mg/l 1

4. Kadmium (Cd) mg/l 0.01

5 Kobalt (Co) mg/l 0,2

6 Kromium (Cr) Val 6 mg/l 1

8 Natrium (Na) mg/l 60

12 Tembaga (Cu) mg/l 0,2

13 Timbal (Pb) mg/l 1

477000

477000

478000

478000

479000

479000

480000

480000

481000

481000

388000 388000

389000 389000

390000 390000

391000 391000

PETA TINGKAT PENCEMARAN Pb PADA TANAH SAW AH

DI DESA TANJUNG MORAW A B

KABUPATEN DELI SERDANG

N

EW

S

200 0 200400600 Meters

D EP AR T EM EN ILM U TAN A H

FA KU L TAS PE R TA N IAN

U N IV ER S IT AS S U M ATE R A U TAR A

M ED A N

200 9

Desa Tj Morawa B

Pemukiman

Sungai

Jalan

Rendah

Sedang

Tinggi

KETERANGAN:

Sudah Bukan Sawah

Gambar 1. Peta pencemaran Pb pada tanah sawah di desa Tanjung Morawa B Kabupaten

Deli Serdang (Simangunsong, 2009)

8

6,7

5

3,4

1,2


21

Tabel 8. Kisaran logam berat sebagai pencemar dalam tanah dan tanaman.

Unsur Kisaran Kadar Logam Berat (ppm)

Tanah Tanaman

Cd 0,1-7 0,2-0,8

Mn 100-4000 15-200

Ni 10-1000 1

Zn 10-300 15-200

Cu 2-100 4-15

Pb 2-200 0,1-10

(Pickering, 1980).

7. Dampak Pb terhadap Kesehatan

Menurut ketentuan WHO, kadar Pb dalam darah manusia yang tidak terpapar

oleh Pb adalah sekitar 10 -25 μg/100 ml. Pada penelitian yang dilakukan di industri

proses daur ulang aki bekas, Suwandi (1995) menemukan bahwa kadar Pb udara di

daerah terpapar pada malam hari besarnya sepuluh kali lipat kadar Pb di daerah tidak

terpapar pada malan hari (0,0299 mg/m 3 vs 0,0028 mg/m3), sedangkan rerata kadar

Pb Blood ( Pb -B ) di daerah terpapar 170,44 μg/100 ml dan di daerah tidak terpapar

sebesar 45,43 μg/100 ml. Juga ditemukan bahwa semakin tinggi kadar Pb -B,

semakin rendah kadar Hb nya (Sudarmaji et al. 2006)

Dampak dari timbal sendiri sangat mengerikan bagi manusia, utamanya bagi

anak-anak. Di antaranya adalah mempengaruhi fungsi kognitif, kemampuan belajar,

memendekkan tinggi badan, penurunan fungsi pendengaran, mempengaruhi perilaku

dan intelejensia, merusak fungsi organ tubuh, seperti ginjal, sistem syaraf, dan

reproduksi, meningkatkan tekanan darah dan mempengaruhi perkembangan otak.


22

Dapat pula menimbulkan anemia dan bagi wanita hamil yang terpajan timbal akan

mengenai anak yang disusuinya dan terakumulasi dalam ASI.

Pada jaringan atau organ tubuh logam Pb akan terakumulasi pada tulang.

Karena dalam bentuk ion Pb2+, logam ini mampu menggantikan keberadaan ion Ca2+

(kalsium) yang terdapat pada jaringan tulang. Disamping itu pada wanita hamil logam

Pb dapat dapat melewati plasenta dan kemudian akan ikut masuk dalam sistem

peredaran darah janin dan selanjutnya setelah bayi lahir Pb akan dikeluarkan bersama

air susu. Meskipun jumlah Pb yang diserap oleh tubuh hanya sedikit ternyata logam

Pb ini sangat berbahaya. Hal itu disebabkan senyawa-senyawa Pb dapat memberikan

efek racun terhadap berbagai macam fungsi organ tubuh (Mukono, 2009).

Sudarmaji et al. 2006 menjelaskan bahwa paparan bahan tercemar Pb dapat

menyebabkan gangguan pada organ sebagai berikut :

a. Gangguan neurologi.

Gangguan neurologi (susunan syaraf) akibat tercemar oleh Pb dapat berupa

encephalopathy, ataxia, stupor dan coma. Pada anak- anak dapat menimbulkan kejang

tubuh dan neuropathy perifer. Gangguan terhadap fungsi ginjal logam berat Pb dapat

menyebabkan tidak berfungsinya tubulus renal, nephropati irreversible, sclerosis

vaskuler, sel tubulus atropi, fibrosis dan sclerosis glumerolus. Akibatnya dapat

menimbulkan aminoaciduria dan glukosuria, dan jika paparannya terus berlanjut

dapat terjadi nefritis kronis.

b.Gangguan terhadap sistem reproduksi .

Logam berat Pb dapat menyebabkan gangguan pada sistem reproduksi berupa

keguguran, kesakitan dan kematian janin. Logam berat Pb mempunyai efek racun


23

terhadap gamet dan dapat menyebabkan cacat kromosom. Anak -anak sangat peka

terhadap paparan Pb di udara. Paparan Pb dengan kadar yang rendah yang

berlangsung cukup lama dapat menurunkan IQ .

c. Gangguan terhadap sistem hemopoitik .

Keracunan Pb dapat dapat menyebabkan terjadinya anemia akibat penurunan

sintesis globin walaupun tak tampak adanya penurunan kadar zat besi dalam serum.

Anemia ringan yang terjadi disertai dengan sedikit peningkatan kadar ALA ( Amino

Levulinic Acid) urine. Pada anak – anak juga terjadi peningkatan ALA dalam darah.

Efek dominan dari keracunan Pb pada sistem hemopoitik adalah peningkatan ekskresi

ALA dan CP (Coproporphyrine). Dapat dikatakan bahwa gejala anemia merupakan

gejala dini dari keracunan Pb pada manusia. Anemia tidak terjadi pada karyawan

industri dengan kadar Pb-B (kadar Pb dalam darah) dibawah 110 ug/100 ml.

Dibandingkan dengan orang dewasa, anak -anak lebih sensitif terhadap terjadinya

anemia akibat paparan Pb. Terdapat korelasi negatif yang signifikan antara Hb dan

kadar Pb di dalam darah.

d. Gangguan terhadap sistem syaraf .

Efek pencemaran Pb terhadap kerja otak lebih sensitif pada anak-anak

dibandingkan pada orang dewasa. Paparan menahun dengan Pb dapat menyebabkan

lead encephalopathy. Gambaran klinis yang timbul adalah rasa malas, gampang

tersinggung, sakit kepala, tremor, halusinasi, gampang lupa, sukar konsentrasi dan

menurunnya kecerdasan. Pada anak dengan kadar Pb darah (Pb-B) sebesar 40-80

μg/100 ml dapat timbul gejala gangguan hematologis, namun belum tampak adanya

gejala lead encephalopathy. Gejala yang timbul pada lead encephalopathy antara lain


24

adalah rasa cangung, mudah tersinggung, dan penurunan pembentukan konsep.

Apabila pada masa bayi sudah mulai terpapar oleh Pb, maka pengaruhnya pada profil

psikologis dan penampilan pendidikannya akan tampak pada umur sekitar 5-15 tahun.

Akan timbul gejala tidak spesifik berupa hiperaktifitas atau gangguan psikologis jika

terpapar Pb pada anak berusia 21 bulan sampai 18 tahun. Untuk melihat hubungan

antara kadar Pb -B dengan IQ (Intelegance Quation) telah dilakukan penelitian pada

anak berusia 3 sampai 15 tahun dengan kondisi sosial ekonomi dan etnis yang sama.

8. Remediasi

Remediasi adalah usaha pemulihan kembali keadaan lingkungan yang telah

rusak kepada keadaan semula dengan mengunakan komponen lingkungan itu sendiri

yaitu secara biotik ataupun abiotik. Remediasi yang di lakukan secara biotik disebut

dengan bioremediasi, yaitu usaha pemulihan lingkungan yang terdegradasi dengan

menggunakan makhluk hidup seperti mikroba dan juga tumbuhan. Bioremediasi

berbeda dengan biodegradasi. Bioremediasi hanya berupaya menghilangkan

kontaminan dan memindahkannya, sedangkan biodegradasi bisa menghilangkan dan

menjadikannya terdegradasi kepada senyawa yang lebih sederhana (Dadrasnia et al.

2013).

Teknik bioremediasi awalnya digunakan untuk mendegradasi senyawa

Hidrokarbon minyak bumi dan menghilangkan senyawa kontaminan dan

mengubahnya menjadi bentuk yang tidak berbahaya khususnya pada permukaan air,

tanah dan bawah tanah sehingga tidak meracuni kehidupan manusia dan tidak

menimbulkan risiko signifikan terhadap pasokan air atau badan air permukaan (Baker

dan Conradi, 1994).


25

Teknologi bioremediasi secara umum dibagi kepada 2 yaitu ex situ dan in

situ. Teknologi ex situ adalah pemulihan dengan memindahkan bahan yang

terkontaminasi dengan mengunakan biaya yang sangat besar kemudian diberikan

perlakuan dan dalam sekala yang sempit, sehingga senyawa kontaminan hilang atau

berubah pada bentuk lain yang tidak berbahaya. Teknik ex situ yang biasa digunakan

adalah ; landfarming, Composting, biosorpsi, biofile. Sebaliknya teknik in situ

mengendalikan senyawa kontaminan di tempat terjadinya pencemaran dengan

memanfaatkan faktor biotik ataupun abiotic atau kombinasi keduanya. Penggunakan

teknik in situ mempunyai banyak kelebihan, selain berbiaya murah juga dapat pada

sekala yang luas. Teknik in situ yang biasa digunakan adalah; Biostimulasi,

Bioaugmentasi, Bioventing, Biospaging dan Fitoremediasi (Dadrasnia et al. 2013).

9. Biochar dan Pertumbuhan Tanaman

9.1 Defenisi Biochar

Biochar adalah kata baru bagi banyak orang, namun teknologi ini adalah merupakan

teknologi tradisional di beberapa wilayah dunia. Biochar mengacu pada jenis arang yang

terbuat dari biomassa organik. Tidak seperti charcoal, yaitu arang yang di buat untuk bahan

bakar, biochar memiliki kemampuan untuk memperbaiki sifat-sifat tanah (amandemen)

menjadi lebih baik (Major, 2012)

Biochar dapat dibuat dari berbagai bahan baku biomassa termasuk limbah

tanaman, kehutanan, sampah halaman, dan pupuk kandang. Bahan baku ini

mengalami proses yang disebut pirolisis, yang menghasilkan penataan ulang molekul

yang biomassa, menghasilkan biochar hitam dan produk lainnya. Arang, yang


26

merupakan bahan bakar yang terbuat dari biomassa, juga diproduksi oleh pirolisis.

Namun, arang memiliki sifat khusus yang membuatnya menjadi bahan bakar yang

baik, dan sementara sampai saat ini tidak ada klasifikasi dan sistem standardisasi

yang ada untuk biochar, para ilmuwan percaya bahwa karakteristik biochar yang

akan membuat pembenahan (amandemen) pada tanah dan akan berbeda dari apa yang

dibuat untuk bahan bakar . Karakteristik ini akan dieksplorasi lebih jauh (Major,

2012).

Standarisasi biochar belum dapat dilakukan secara umum, karena adanya

perbedaan alat, bahan dan proses pembuatannya, meskipun beberapa group termasuk

Initiative Biochar Internasional (IBI) dan Eropean Biochar Certificate (EBC) telah

mengeluarkan standar dengan yang berbeda. Standar tersebut diperlukan untuk

melindungi industri biochar, karena pada saat ini siapa pun bisa menjual apa-pun

sebagai biochar. Banyak industri berminat dalam mengembangkan standar mereka

sendiri sebelum memiliki standart yang sebenarnya yang dibebankan pada mereka,

yang dikembangkan di luar industri.

Karakterisasi biochar diperlukan untuk klasifikasi skema standarisasi dan

penentuan metode untuk analisis biochar.(Major et al. 2010). Dalam kasus metode

analisis tanah, modifikasi mungkin diperlukan karena biochar tidak berperilaku

seperti tanah dan beberapa tanah analitis sederhana tidak bisa dilakukan dengan

biochar. Misalnya, pH tanah dapat diukur dengan perbandingan 1:2,5 dengan air,

tetapi untuk biochar tertentu rasio tersebut perlu diperlebar, misalnya untuk 1:10

(Major et al. 2010b). Eropean Biochar Certificate (EBC) mengguna pembanding 1:5


27

dengan pelarut CaCl2, tetapi International Biochar Initiative (IBI) menggunakan

perbandingan 1:20 dengan pelarut air (EBC-IBI, 2014)

Tabel 9. Standar biochar menurut EBC dan IBI

Parameter Eropean Biochar Certificate

(EBC)1

Internasional Biochar

Inisiative (IBI)2

C organic (%) 50 Kelas 1: ≥ 60

Kelas 2: ≥ 30-60

Kelas 3: ≥ 10-30

Rasio H/C (molar) 0,7 0,7

Rasio O/C 0,4 Tidak

Total N Tidak ditentukan Tidak ditentukan

Makro Nutrient (Jumlah

tidak ditentukan

P, K, Mg, Ca P dan K

Daya Hantar Listrik Tidak ditentukan Tidak ditentukan

pH Tidak ditentukan Tidak ditentukan

Kerapatan lindak Tidak ditentukan Tidak diperlukan

Distribusi Ukuran Partikel Tidak diperlukan Tidak ditentukan

Kadar Air (%) Kadar air Tidak ditentukan Tingkat kelembaban tidak

ditentukan

Luas permukaan (m2/gr_ Sebaiknya 150 Tidak dipersyaratkan

luasnya

Kemampuan memegang

Air

tidak ditentukan Tidak ditentukan

(EBC-IBI, 2014)

9.2. Pengaruh biochar pada Pertumbuhan Tanaman

Berbagai publikasi melaporkan secara umum nilai positif penggunaan biochar

sebagai amandemen tanah pada pertumbuhan tanaman di rumah kaca atau pun

dilapangan. Studi awal melaporkan bahwa biochar yang ditambahkan ke tanah dapat

meningkatkan hasil kedelai dan kacang-kacangan (Iswaran et al. 1980), dan kedelai

(Kishimoto dan Sugiura, 1985). Pucuk dan biomassa akar dari birch dan pinus

menjadi lebih besar dengan penambahan biochar di tanah (Wardle et al. 1998).


28

Demikian pula, lima tahun setelah aplikasi biochar biomassa produksi pohon sugi

(Cryptomeria japonica) secara substansial meningkat (Kishimoto dan Sugiura, 1985).

Sebuah aplikasi tunggal 20 t ha-1 biochar ke tanah sabana Kolombia mengakibatkan

peningkatan produksi jagung sebesar 28 sampai 140% dibandingkan dengan kontrol

dalam 2 hingga 4 tahun setelah aplikasi (Mayor et al. 2010).

Penambahan biochar ke dalam tanah secara sigifikan meningkatkan

perkecambahan benih, pertumbuhan tanaman dan hasil tanaman sebesar 13- 30%

dibandingkan tanpa diberikan biochar. Penggunaan biochar dari sekam jerami sangat

potensial karena ketersediaan sekam yang sangat berlimpah, dimana pengolahan satu

ton gabah padi menghasilkan limbah sekam padi sebanyak 220 kg. Sekam padi terdiri

dari 20% bahan inorganik, dan 80 % bahan organik. Fraksi bahan organik terdiri dari

sellulosa dan hemisellulosa (50%), lignin (26%), dan komponen lain seperti minyak

dan protein (4%) (Glaser et al. 2002).

Pengaruh biochar pada pertumbuhan tanaman bervariasi dengan tingkat perlakuan

dan jenis asal biochar. Peningkatan jumlah aplikasi biochar tidak proporsional meningkatkan

biomassa kering tunas dan akar. Matovic (2010) memperkirakan bahwa penambahan

biochar yang optimal di tanah pertanian berkisar antara 1% dan 5%. Data dalam penelitian

ini menunjukkan bahwa dalam hal produktivitas tanaman, aplikasi biochar 1% dianggap

ideal. Park et al. (2011), melaporkan bahwa biochar yang berasal dari bahan organik

limbah asam dan sampah rumputan keduanya meningkatkan secara nyata pada pucuk

dan biomassa akar sawi, yang mungkin disebabkan keracunan logam dikurangi melalui

imobilisasi dan pasokan nutrisi.


29

Sebuah aplikasi tunggal 20 t ha-1 biochar ke tanah sabana Kolombia

menghasilkan peningkatan produksi jagung sebesar 28 sampai 140% dibandingkan

dengan kontrol dalam 2 hingga 4 tahun setelah aplikasi (Mayor et al. 2010a). Dengan

penambahan biochar (pada 90 g kg-1) ke, tropis rendah kesuburan Ferralsol, proporsi

N ditetapkan oleh tanaman kacang (Phaseolus vulgaris) meningkat dari 50% (di

bandingkan tanpa biochar) menjadi 72%, dan biomassa produksi dan kacang hasil

secara signifikan meningkat (Rondon et al. 2007).

Pada jenis tanah yang sama , Pemulihan N total dalam tanah, pemberian

kompos dari sisa tanaman, dan biji-bijian secara signifikan lebih tinggi (16,5%),

biochar (18,1%), dan arang kompos ditambah perawatan (17,4%) dibandingkan

pemberian pupuk mineral (10,9%) (Steiner et al, 2008). Aplikasi tanah biochar

mengakibatkan dalam padi gogo lebih tinggi (Oryza sativa) menghasilkan gabah di

lokasi di utara Laos dengan ketersediaan P yang rendah, dan meningkatkan respon

terhadap N dan NP kimia pupuk perawatan (Asai et al. 2009).

Hasil gabah meningkat secara nyata pada pemberian biochar 0.21 t/ha in

2010 and 0.75 t/ha in 2011. Interaksi antara pemupukan dan biochar tidak nyata pada

peningkatan produksi , peningkatan hasil pada perlakuan dilihat dari gabah kering

giling , dan juga pada peningkatan rataan penggunaan pupuk (Slavich, 2011),

Pemberian biochar sekam padi 1 kg/plot (1m2) pada padi gogo dapat

meningkatkan pertumbuhan rata-rata 4,4 % - 12,72 % untuk tinggi tanaman , 13,8 % -

46,2 % untuk jumlah anakan, dan 9,8 % - 17,5 % untuk jumlah klorofil serta

peningkatan kadar air tanah yaitu 7,3% - 95,8 % bila dibandingkan dengan tanpa

pemberian biochar sekam padi (Mayly dan Hidayat, 2012)


30

10. Potensi Biochar Dalam Menyerap Logam Berat

10.1 Pemanfatan Biomassa sebagai bahan baku biochar

Biomassa adalah istilah yang sangat luas untuk menjelaskan asal materi baru

yang dapat digunakan sebagai sumber energi atau untuk komponen komponen kimia.

Biomassa berbahan dasar karbon dan terdiri dari campuran molekul organik yang

mengandung atom hidrogen, Oksigen, Nitrogen dan juga sejumlah kecil bahan lain

seperti bahan alkali, alkali tanah dan logam berat. Adapun pembagian biomassa

adalah sebagai berikut :

1. Virgin Kayu : dari Kehutanan, kegiatan agrocultural, atau pengolahan kayu

2. Tanaman : Tanaman hasil tinggi yang ditumbuhkan khusus untuk aplikasi

energi

3. Residu pertanian : Residu dari panen atau pengolahan

4. Sisa Makanan : dari makanan dan minuman, persiapan dan pengolahan dan

limbah konsumen

5. Industri : Industri manufaktur dan proses ( Nurrohmi, 2011)

Jerami padi merupakan limbah pertanian terbesar di Indonesia. Jumlahnya

sekitar 20 juta per tahun. Menurut data BPS tahun 2015 , luas sawah di Indonesia

adalah 8,08 ha juta ha (BPS, 2018). Produksi per hektar sawah bisa mencapai 12-15

ton bahan kering setiap kali panen, tergantung lokasi dan varietas tanaman. Rasio

gabah dan jerami adalah 1 : 2, jika gabah yang dihasilkan perhectar sebanyak 7

ton/ha, maka jerami yang dihasilkan adalah 14 ton, Sejauh ini, pemanfaatan jerami


31

padi sebagai pakan ternak baru mencapai 31-39 %, sedangkan yang dibakar atau

dimanfaatkan sebagai pupuk 36-62 %, dan sekitar 7-16 % digunakan untuk keperluan

industri (Sa’adah et al. 2008).

Tabel 10. Komposisi kimia beberapa biomassa

Biomassa Lignoselulosa Selulosa

(%berat)

Hemiselulosa

(%berat)

Lignin

(% berat)

Abu

(% berat)

Sekam Padi

Jerami Padi

Tandan Kosong Kelapa

Sawit

Ampas Tebu

Bambu

Kayu Keras

Kayu Lunak

58,852

28-36

36-42

32-44

26-43

40-45

38-49

18,03

23-28

25-27

27-32

15-26

7-14

19-20

20,9

12-16

15-17

19-24

21-31

26-34

23-30

0,16-1

15-20

0,7-6

1,5-5

1,7-5

1

1

Sumber: Mulder (1996)

Jerami padi merupakan bagian dari batang padi tanpa akar yang tertinggal

setelah diambil butir buahnya. Peningkatan produksi padi juga diiringi peningkatan

limbah jerami padi. Banyaknya jerami padi yang belum dimanfaatkan secara optimal

mendorong para peneliti mengembangkan potensi jerami padi menjadi sesuatu yang

mempunyai nilai ekonomi tinggi. Berikut ini adalah komponen yang ada dalam

jerami padi : - Selulosa 39 % - Hemiselulosa 27 % - Lignin 12 % - Abu 11 %

(Sa’adah et al. 2008).

Sekam padi merupakan lapisan keras yang menutupi kariopsis yang terdiri

dari dua belahan yang disebut lemma dan palea yang saling bertautan. Pada proses

penggilingan beras sekam akan terpisah dari butir beras dan menjadi bahan sisa atau

limbah penggilingan sekitar 20-30% dari bobot awal. Sekam dikategorikan sebagai

biomassa yang dapat digunakan untuk berbagai kebutuhan seperti bahan baku


32

industri, pakan ternak dan energi atau bahan bakar, kandungan silika sekam yang

tinggi menjadikannya bernilai ekonomi yang tinggi dan Balitbangtan telah

mengembangkan teknologi sol-gel energi rendah skala semi pilot untuk memproduksi

silika dari sekam padi dengan ukuran partikel berskala nanometer (20 – 200nm) yang

kemudian dinamakan nanobiosilika (Litbang Pertanian, 2017).

Sabut kelapa adalah salah satu biomassa yang mudah didapatkan dan

merupakan hasil samping pertanian yang belum dimanfaatkan secara optimal.

Komposisi sabut dalam buah kelapa sekitar 35% dari berat keseluruhan buah kelapa.

Sabut kelapa terdiri dari serat (fiber) dan gabus (pitch) yang menghubungkan satu

serat dengan serat yang lainnya. Sabut kelapa terdiri dari 75% serat dan 25% gabus

(Carrijo et al. .2002).

Potensi penggunaan serat sabut kelapa sebagai biosorben untuk

menghilangkan logam berat dari perairan cukup tinggi karena serat sabut kelapa

mengandung lignin (35% – 45%) dan selulosa (23%–43%) .Serat sabut kelapa sangat

berpotensi sebagai biosorben karena mengandung selulosa yang di dalam struktur

molekulnya mengandung gugus karboksil serta lignin yang mengandung asam

phenolat yang ikut ambil bagian dalam pengikatan logam. Selulosa dan lignin adalah

biopolimer yang berhubungan dengan proses pemisahan logam-logam berat (Carrijo

et al. .2002).


33

Tabel 11. Analisis kimia Serabut kelapa

Jenis Analisis Serat (%) Debu (%)

Abu

SiO2

Sari

Lignin

C & B selulosa

Alfa Selulosa

Pentosa

Kelarutan

- air panas

- Air dingin

NaOH 1%

4,49

0,75

6,62

37,00

49,62

33,74

15,63

12,51

10,29

34,78

5,62

0,67

6,70

43,04

-

-

11,51

22,18

17,22

45,57

(Carrijo et al. .2002).

Tandan Kosong Kelapa Sawit (TKS) merupakan limbah padat terbesar yang

dihasilkan oleh perkebunan kelapa sawit (PKS). Setiap pengolahan 1 ton TBS

(Tandan Buah Segar) akan menghasilkan TKS (Tandan Kosong Kelapa Sawit)

sebanyak 22 – 23% TKS atau sebanyak 220 – 230 kg TKS. Jika PKS berkapasitas

100 ton/jam maka dihasilkan sebanyak 22 – 23 ton TKS. Jumlah limbah TKS seluruh

Indonesia pada tahun 2004 diperkirakan mencapai 18.2 juta ton.(Aryafatta, 2008).

Tabel 12. Komposisi Kimia Tandan Kosong Kelapa Sawit

Komposisi Kadar (%)

Kadar Air

Lignin

Holosellulosa

α-Sellulosa

Hemisellulosa

Zat Ekstraktif

8,56

25,83

56,49

33,25

23,24

4, 19

( Nurrohmi, 2011)

Tandan kosong kelapa sawit merupakan limbah berlignoselulosa yang belum

termanfaatkan secara optimal. Selama ini pemanfaatan tandan kosong hanya sebagai


34

bahan bakar boiler, kompos dan juga sebagai pengeras jalan di perkebunan kelapa

sawit .(Aryafatta, 2008).

10.2 Pirolisis Biomassa

Biomassa adalah padatan yang dihasilkan oleh aktifitas mahluk hidup seperti

tumbuhan, hewan dan lainnya, yang terbentuk dengan cepat sebagai hasil aktifitas

metabolisme, berbeda dengan fosil yang dibentuk membutuhkan waktu yang sangat

lama sampai ribuan tahun. Seperti tanaman menggunakan sinar matahari untuk

merubah karbon dioksida di atmorfer dan air untuk pertumbuhannya sehingga

terbentuk biomassa dan biomassa ini dimakan hewan dan menghasilkan biomassa,

tidak seperti fosil, biomassa dapat diproduksi kembali dan ini lah dasar utama bahwa

biomassa dapat diperbaharui dan sebagai sumber energi (Verheijen, 2010).

Biomassa yang dihasilkan akan mengalami konversi baik secara biokimia

maupun secara termokimia. Konversi secara biokimia telah lama digunakan terutama

sebagai sumber energi diberbagai negara seperti di china dan India seperti pada

pemanfaatan etanol. Konversi secara termokimia berlangsung secara cepat dan

mendapat energi yang cukup banyak lebih dari konversi secara biokimia (Nachenius,

2013).

Pirolisis adalah dekomposisi secara termokimia dalam keadaan tanpa atau

oksigen terbatas. Istilah termolisis berasal dari bahasa Yunani, yaitu kata “pyro”

artinya api dan “lysis” , yang artinya penghancuran menjadi bagian kecil. Dalam

prakteknya, tidak mungkin menciptakan lingkungan bebas oksigen sepenuhnya

karena selalu ada sejumlah kecil oksigen. Namun, tingkat oksidasi bahan organik

relatif kecil bila dibandingkan dengan pembakaran dimana oksidasi bahan organik


35

hampir selesai terjadi, dan dengan demikian proporsi karbon yang jauh lebih besar

dan sebagian kecil yang terlepas ke udara dalam bentuk CO2, tetapi konversi bahan

baku tidak hanya menjadi arang tetapi juga menjadi gas dan minyak.

Pirolisis adalah suatu proses dekomposisi kimia biomassa organik melalui

pemanasan tanpa atau sedikit oksigen, di mana material mentah akan mengalami

pemecahan struktur kimia menjadi fase gas. Pirolisis adalah kasus khusus termolisis.

Pirolisis ekstrim, yang hanya meninggalkan karbon sebagai residu, disebut

karbonisasi. Pirolisis terbagi mejadi dua tahap, yaitu pirolisis primer dan pirolisis

sekunder. Pirolisis primer adalah proses pirolisis yang terjadi pada bahan baku

(umpan), sedangkan pirolisis sekunder adalah pirolisis yang terjadi pada partikel dan

agas atau uap hasil pirolisis primer. Pirolisis primer terjadi pada suhu di bawah 600

OC dan produk penguraian yang utama adalah karbon (arang). Sedangkan pirolisis

sekunder terjadi pada suhu lebih dari 600OC, berlangsung cepat, dan produk

penguraian yang dihasilkan adalah gas karbon monoksida (CO), hidrogen (H2),

Konversi biomassa

Biokimia Thermokimia

Digestion Fermentasi Pyrolisis Gasificas

i

Liquifa

ction

pembakaran

Anaerob Aerob Super critical

water

Oksigen steam

Gambar 2. Jenis konversi biomassa ( Basu, 2013)


36

senyawa-senyawa hidrokarbon berbentuk gas, serta tar. Pirolisis sekunder ini

merupakan dasar proses yang digunakan pada sistem gasifikasi (gas producer)

dimana biomassa diuraikan untuk memperoleh gas bahan bakar karbon monoksida

(CO). (Lehman, 2007; Basu, 2013).

Mutu arang ditentukan antara lain oleh kadar abu, kadar karbon, kadar

“volatile matter”, tingkat kekerasan dan kilap arang. Pada percobaan yang di laporkan

oleh Verheijen (2010) dapat diketahui bahwa kualitas arang didasarkan pada

penampakan fisik arang yaitu tingkat kekerasan, kilap dan kadar air. Rendemen arang

dihitung sebagai perbandingan antara berat arang yang dihasilkan dengan berat awal

bahan baku. Pirolisis terjadi secara spontan pada suhu tinggi (umumnya di atas

sekitar 300 ° C untuk kayu, dengan suhu spesifik bervariasi dengan bahan). Hal ini

terjadi di alam saat vegetasi terkena kebakaran hutan atau bersentuhan dengan lahar

dari letusan gunung berapi. Paling ekstrim, pirolisis hanya menyisakan karbon

sebagai residu dan disebut karbonisasi. Suhu tinggi yang digunakan dalam pirolisa

dapat menyebabkan polimerisasi molekul di dalam bahan baku, dimana molekul yang

lebih besar juga diproduksi (termasuk senyawa aromatik dan alifatik), serta

dekomposisi termal beberapa komponen bahan baku menjadi molekul yang lebih

kecil. (Verheijen et al. 2010 ).

Biomassa terdiri dari selulosa, hemiselulosa, dan lignin yang merupakan

biopolimer kompleks yang mengalami berbagai transformasi karena suhu reaksi

meningkat. Hal ini dapat dilihat dengan hasil analisis thermogravimetrik (TGA)

untuk konstituen biomassa yang berbeda. Massa biomassa menurun karena


37

penguapan air selama tahap pemanasan awal ketika suhu biomassa meningkat

menjadi sekitar 100 C. Karena suhu meningkat menjadi sekitar 160 C, air terikat

dikeluarkan dari biomassa. Uap pirolisis pada tahap ini menunjukkan nilai pemanasan

yang dapat diabaikan. Pada suhu di atas 180 C, kompleks selulosa, hemiselulosa, dan

polimer lignin memecah dan membebaskan campuran gas yang tidak dapat

dikondensasi dan uap yang dapat dikondensasi .Uap tar terkondensasi yang

mengandung air, asam asetat, metanol, aseton, fenol, dan butir yang lebih berat

kadang disebut asam pyroligneous. (Tumuluru 2011).

10.3 Karekteristik Fisik dan Kimia Biochar

Biochar dibuat oleh “pemanggangan” biomassa dengan menggunakan sedikit

atau tidak ada oksigen. Ini benar-benar berbeda dari pembakaran biomassa pada api

terbuka, banyak oksigen yang tersedia untuk sepenuhnya mengoksidasi C dalam

biomassa untuk CO2, sehingga hampir semua C daun abu sebagai CO2 dan hanya dan

Gambar 3 . Termogravimetrik (TGA) untuk Sellulosa, Hemisellulosa dan Lignin, (Yang, et al. 2007)


38

sejumlah kecil C tertinggal. Membatasi ketersediaan oksigen menghasilkan retensi C

lebih besar , namun efisiensi proses dalam pembentukan C biasanya 50% atau

kurang, yaitu hanya setengah C dalam bahan baku atau sisa kurang dalam biochar .

Hal ini karena tidak hanya biochar hasil dari proses pirolisis: gas mudah terbakar dan

senyawa volatil juga menguap dari biomassa (Lehmann, 2007).

Ketika biomassa dipanaskan dan mulai kering, maka proses pertama yang

terjadi adalah kelembaban dalam biomassa didorong keluar dan ini membutuhkan

pasokan energi karena kapasitas panas air yang tinggi, sejumlah besar energi yang

dibutuhkan untuk menguapkan air Hal ini merupakan konsekuensi dalam penggunaan

bahan baku basah untuk membuat biochar, biomassa idealnya harus pasif kering

(misalnya di bawah sinar matahari) pada kelembaban 10-15% sebelum mengalami

pirolisis, setelah biomassa kering, proses torrefaction dimulai (Taylor, 2011).

Selama torrefaction, biomassa di “panggang”", dan menjadi berwarna gelap

sebagai hasil perubahan kimia dan beberapa gas dan senyawa volatil keluar dari

biomassa. Sebagai biomassa selanjutnya dipanaskan dan mencapai ~ 300 ° C,

pirolisis benar dimulai dan proses menjadi eksotermik. Biomassa benar-benar menata

kembali dirinya menjadi biochar padat, gas mudah terbakar, dan senyawa volatil

(Taylor dan Mason, 2010). Secara keseluruhan, pirolisis menghasilkan panas serta

bahan bakar yang dapat dibakar sekaligus untuk menghasilkan lebih banyak energi

dalam bentuk panas dan berpotensi listrik, atau gas volatil dan dapat disempurnakan

dan digunakan sebagai bahan bakar dalam aplikasi lainnya. Dengan demikian, proses


39

pirolisis dimana biochar dibuat menghasilkan energi terbarukan yang dapat

digunakan untuk menggantikan bahan bakar fosil.

Pirolisis lebih lanjut dapat dibagi menjadi pirolisis cepat dan lambat, dan

proses gasifikasi juga dapat menghasilkan biochar, dalam kondisi tertentu. Perbedaan

antara kedua jenis pirolisis umum termasuk waktu di mana pirolisis terjadi, tetapi

kondisi lain dari proses pirolisis dapat bervariasi dan berdampak pada karakteristik

biochar yang dihasilkan. Ini termasuk tetapi tidak terbatas pada suhu maksimum

dicapai dan tekanan di dalam ruang pirolisis. Jenis bahan baku yang digunakan untuk

membuat biochar memiliki dampak pada kualitas dari biochar yang dihasilkan (Major

et al. 2010).

Biochar umumnya disebut dengan arang bahan organik (charred organic

matter), bertujuan untuk khusus untuk aplikasi ke tanah dalam hal menjaga

simpanan karbon dan memperbaiki sifat- sifat tanah (Lehmann and Joseph, 2009).

Satu-satunya perbedaan antara biochar dan arang adalah dalam tujuan

pemanfaatannya; Arang diproduksi karena alasan lain (misalnya pemanasan,

barbeque, dll.) berbeda dengan biochar. Dalam arti fisikokimia, biochar dan arang

pada dasarnya adalah bahan yang sama. Bisa dikatakan bahwa biochar adalah istilah

yang digunakan untuk tujuan lain secara ilmiah, yaitu untuk mengarahkan kembali

arang menjadi sesuatu yang lebih menarik dan untuk melayani tujuan komersial.

Namun, dari perspektif ilmu tanah, bermanfaat untuk membedakan jenis bahan arang

yang dapat memperbaiki sifat sifat tanah (Major et al. 2010)


40

Meningkatnya pH melalui aplikasi biochar adalah disebabkan karena ada

bahan kapur pada Biochar seperti kapur kalsit, sekam padi dan tongkol jagung

memiliki kejenuhan basa yang tinggi sehingga meningkatkan pH, jika komponen

basa ditambahkan (seperti . CaCO3), ion H+ akan dinetralkan . Dengan penambahan

basa yang berketerusan akan menjadi bufer pada hydrolisis Al3+ yang banyak

melepaskan H+ dan akhirnya pH tanah tidak meningkat sampai pada batas yang

sesuai pada penambahan komponen basa pada Biochar yang akan mengurangi

kelarutan Al3+, akhirnya Al(OH)3 akan mngendap pada pH 6,5 jumlah kelarutan Al 3+

akan berkurang dan pH tanah akan meningkat (Plaster, 2004).

Rata rata peningkatan pH tanah dari tiga jenis amandemen kapur kalsit,

sekam padi dan biochar adalah 23%, 20%, 23%. Ini mengindikasikan bahwa kapur

kalsit dan biochar memiliki efektifitas yang sama dan memperbaiki pH tanah

(Nurhidayati dan Mariati, 2014).

Peningkatan pada pH tanah terjadi karena penurunan jumlah Al 3+ yang dapat

dipertukarkan, dan penambahan amandemen seperti bahan organik dan biochar pada

tanah masam akan memberikan efect positif yaitu meningkatkan kapasitas tukar

kation dan menurunkan toksisitas logam, hal ini disebabkan adan sumbangan ion

negatif dari ikatan karboksil dengan cara demikian menurunkan kelarutan logam

berat. (Glaser et al. (2002; Havlin et al. 2005).

Hunt et al. (2010) mengatakan bahwa biochar adalah karbon anorganik yang

resisten terhadap proses pelapukan, sehingga biochar dapat bertahan pada masa yang

lama di dalam tanah, dengan menambahkan biochar dapat meningkatkan produksi

dengan memperbaiki sifat fisik, kimia dan biologi tanah (Chan et al. 2007), dan juga


41

banyak dilaporkan bahwa biochar meningkatkan pH tanah dan kapasitas tukar kation.

(Liang et al. 2006; Yamato et al. 2006) . biochar juga memberikan sumbangan ion

negatif pada tanah, dan ion dapat bertindak sebagai bufer bagi tanah sehingga

pemberianya dapat meningkatkan efesiensi pemupukan Nitrogen (Chan et al. 2007).

Pemanfaatan biochar sekam padi sebagai pupuk an organik memiliki fungsi

ganda yaitu sebagai suplay hara juga dapat membaiki sifat sifat tanah dan

mempertahankan hara dengan mengurangi jumlah hara yang hilang dari proses

pencucian pada tanah (Chan et al. 2007). Zhang et al. 2012 melaporkan bahwa

pemberian biochar jerami gandum pada 2 tahun berturut turut (2009- 2010) pada

padi, meningkatkan pH sebesar 0,36 point pada dosis 40 ton/ ha, peningkatan

kandungan organik tanah (SOC) pada dosis 10 hingga 40 ton, juga total Nitrogen

meningkat secara dari 2,27 (kontrol) menjadi 2,27 pada perlakuan 40 ton/ ha, tetapi

menurunkan kerapatan lindak tanah secara nyata mulai dosis 20 ton/ ha hingga 40

ton/ ha, hal ini membuktikan bahwa pemanfaatan biochar tanah dapat memberikan

perbaikan pada sifat sifat tanah

Biochar memberikan sumbangan ion negatif pada tanah, dan ion dapat

bertindak sebagai bufer bagi tanah sehingga pemberianya dapat meningkatkan

efesiensi pemupukan Nitrogen (Chan et al. 2007).

Peningkatan suhu pirolisis dapat mempengaruhi kualitas biochar, pada Tabel

8, dapat dilihat bahwa peningkatan suhu menurunkan ketersediaan hara kecuali pada

K tetapi tidak menghilangkan semua hara pada biochar ( Novak et al. 2009). Biochar

yang berasal dari kotoran babi secara umum memiliki kandungan hara yang lebih


42

tinggi dari sumber lainnya pada NPK, sedang biochar lainya tinggi pada unsur Ka,

Ca, Mg. ini menunjukkan pemanfaatan biochar sebagai amandemen sangat

tergandung pada jenis biomassa dan suhu pirolisisnya, jika pemanfaatanya untuk

meningkatkan sifat kimia khususnya ketersediaan hara NPK, maka biochar yang

berasal dari kotoran hewan dengan suhu yang rendah jauh lebih baik tetapi jika

pemanfaatan pada sifat fisik dan remediasi biochar dari sisa tanaman dan sampah

organik lainnya jauh lebih baik (Cao dan haris, 2010; Zheng et al. 2013). Karbon

pada biochar juga dapat menyerap Ammonium 60 kali lipat dibanding pada karbon

tanpa proses biochar (Seredych and Bandosz 2007; Taghizadeh-Toosi et al. 2011; R.

Zornoza et al. (2015 ).

Biochar juga mengandung sejumlah hara yang dapat diserap tanaman,

Zornoza et al (2015) menyebutkan bahwa biochar yang berasal dari kotoran babi dan

sampah padat kota, sisa tanaman dapat menyediakan sejumlah hara N, P, K, Ca, Mg

dan Cu bagi tanaman .

Gambar 4. Grafik kandungan hara biochar pada temperatur yang berbeda (Zhang

2013).


43

Suhu pirolisis juga menentukan karakteristik biochar yang dihasilkan, slow

pirolisis (200-350)0C menghasilkan biochar yang kaya akan hara ( terutama Nitrogen)

tetapi luas permukaan lebih kecil dibanding dengan fast pirolisis ( suhu 400-650)

yang mengandung hara lebih sedikit terutama Nitrogen, tetapi Kalium (K) cenderung

meningkat dengan meningkatnya suhu pirolisis (Zheng et al. 2013).

Tabel. 13. Daftar sejumlah hara yang dapat disuplay pada temperatur pirolisis yang

berbeda dari berbagai jenis biochar

Ket : BB=Biochar kotoran babi, BST = Biochar sisa tanaman, BSK (Biochar

Sampah Kota) (Zornoza et al. 2015)

Karakter biochar yang berasal dari tanaman dianggap sebagai kondisioner

tanah, bukan pupuk, karena status nutrisi yang rendah tetapi mudah larut, paling

efektif bila digunakan dengan kombinasi dengan pupuk NPK sintetis.(Steiner et al.


44

2007). Sebaliknya, char yang diturunkan dari pupuk kandang dapat melepaskan

kandungan dan fungsi NPK-nya baik sebagai pupuk dan kondisioner tanah (Chan et

al. 2008). Uji coba percobaan menunjukkan hasil lobak yang meningkat sebagai hasil

amandemen biochar yang diturunkan dari pakan unggas pada Chromosol asam (Chan

et al. 2008). Peningkatan pertumbuhan lobak dikaitkan dengan pelepasan nutrien (N)

dan perubahan sifat tanah seperti peningkatan pH dan KTK dan penurunan Al nilai

tukar (Chan et al. 2008).

10.4 Penjerapan Logam Berat Oleh Biochar

Biochar diketahui memiliki struktur yang sangat berpori, mengandung

berbagai kelompok fungsional dan terbukti efektif dalam adsorpsi logam berat,

terutama di sistem perairan (Liu dan Zhang 2009). Penggunaan biochar dapat

meningkatkan KTK tanah dan efisiensi pemupukan, meningkatkan pertumbuhan dan

hasil tanaman, mengurangi erosi tanah. Biochar juga mampu meningkatkan

kemampuan menahan air, yang sangat penting dalam proses adaptasi terhadap

perubahan iklim global dimana berhubungan dengan mitigasi terhadap kekeringan,

kehilangan unsur hara dan erosi (Sohi et al. 2009; Liang et al. 2006; Wolf, 2008;

Steiner et al. 2007 ).

Imobilisasi logam dapat dicapai dengan adsorpsi logam pada permukaan

biochars. Adsorpsi kation bahan organik dan mineral tanah liat dapat dikelompokkan

menjadi dua kategori, adsorpsi nonspesifik dan spesifik. Adsorpsi spesifik

menunjukkan adsorpsi logam pada lapisan dalam membentuk ikatan koordinasi ke


45

permukaan, sementara adsorpsi nonspesifik mengacu pada adsorpsi logam oleh

interaksi coulombic sederhana dalam lapisan difusi listrik ganda (Abd-Elfattah dan

Wada 1981). Sebagian muatan kation bumi yang alkali dan alkali bersifat non-

spesifik adsorpsi, dan Cd, Pb dan Zn khusus berinteraksi dengan bahan organik (Abd-

Elfattah dan Wada 1981; Namgay et al. 2010.). Oleh karena itu, imobilisasi logam

oleh biochar mungkin terjadi oleh kedua adsorpsi spesifik dan nonspesifik.

Park et al. (2011) menyimpulkan bahwa aplikasi biochar ke tanah

terkontaminasi logam memiliki potensi pemulihan dengan immobilisai logam ,

sehingga mengurangi ketersediaan logam untuk tanaman.Selain itu, biochar

meningkatkan faktor agronomi tanaman dengan meningkatnya ketersediaan hara

dan aktivitas mikroba.

Biochar dipostulasikan untuk berfungsi sebagai kondisioner tanah dan pupuk

dengan meningkatkan kapasitas tukar kation (KTK), pH, dan retensi air, dan dengan

menyerap logam berat beracun dan secara bertahap melepaskan nutrisi yang

membatasi (Steiner et al. 2007). Penyerapan pada mikro dan mesopori, dan interaksi

spesifik dengan kelompok fungsional permukaan (terutama ligan oksigen-donor

seperti karboksilat) memainkan peran penting dalam pemupukan tanah dengan

amandemen biochar (Glaser et al. 2002).

Biochar memiliki kemampuan menstabilkan logam berat pada tanah yamg

tercemar dan menurunkan secara nyata penyerapan logam berat oleh tanaman dan

dapat meningkatkan kualitasnya dengan memperbaiki sifat sifat fisik kimia dan

biologi tanah (Ippolito et al. 2012; Komarek et al. 2013) Oleh karena itu, penerapan

biochar berpotensi untuk dapat memberikan solusi baru untuk perbaikan dari tanah


46

yang tercemar oleh logam berat. Stabilisasi logam berat dalam tanah dengan

penerapan biochar dapat melibatkan sejumlah mekanisme mungkin, karena

diilustrasikan pada Gambar. 1 (Lu et al. 2012). Park et al (2011), mengatakan bahwa

biochars efektif dalam imobilisasi logam berat meskipun efektivitas ini dapat

bervariasi tergantung pada jenis biochar. Kemungkinan mekanisme untuk imobilisasi

logam berat oleh biochars adalah: (a) pembentukan logam (hydr) oksida, karbonat,

fosfat atau endapan, (b) interaksi elektrostatik antara logam kation, dan kelompok

fungsional diaktifkan dengan meningkatkan pH seperti yang ditunjukkan pada FT-IR

spektrum, dan (c) permukaan chemisorption antara d-elektron dari logam dan

terdelokalisasi π-elektron dari karakter (Cao et al 2009;. Uchimiya et al 2010b).

Imobilisasi logam dapat dicapai dengan adsorpsi logam pada permukaan

biochars. Adsorpsi kation bahan organik dan mineral tanah liat dapat dikelompokkan

menjadi dua kategori, adsorpsi nonspesifik dan spesifik. Adsorpsi spesifik

menunjukkan adsorpsi logam dalam lapisan dalam membentuk ikatan koordinasi ke

permukaan, sementara adsorpsi nonspesifik mengacu pada adsorpsi logam oleh

interaksi coulombic sederhana dalam lapisan difusi listrik ganda (Abd-Elfattah dan

Wada 1981). Sebagian muatan kation bumi yang alkali dan alkali bersifat non-

spesifik adsorpsi, dan Cd, Pb dan Zn khusus berinteraksi dengan bahan organik (Abd-

Elfattah dan Wada 1981; Namgay et al 2010.). Oleh karena itu, imobilisasi logam

oleh biochar mungkin terjadi oleh kedua adsorpsi spesifik dan nonspesifik.

Lu et al (2012) pada gambar di bawah memberikan contoh mekanisme

penyerapan Pb2+ oleh lumpur biochar yang dapat mencakup :


47

1. Bursa Pb 2+ dengan Ca2 +, Mg2 +, dan kation lainnya yang ada pada biochar,

yang terpresipitasi bersama dan kompleksasi innersphere dengan kompleks

materi humat dan oksida- oksida mineral dari biochar;

2. Kompleksasi permukaan logam berat dengan gugus fungsional yang berbeda,

dan kompleksasi dengan mineral oksida hidroksil bebas dan mengendap pada

permukaan lainnya;seperti pembentukan Pb Oksalat dan Pyromorphite

(Beauchemin et al. 2013)

3. Fisik adsorpsi innersphere dan presipitasi permukaan yang berkontribusi

terhadap stabilisasi Pb2

Gambar 5.Gambaran mekanisme penjerapan logam berat oleh biochar (Lu et al. 2012

Beauchemin et al. 2013, menyebutkan bahwa kation- kation tukar berperan

dalam penyerapan Pb, seperti Ca, pada penelitian dengan metode Bath Sorption

dengan menggunakan biochar dari kotoran burung dan pohon willow, menunjukkan

bahwa pada perlakuan dengan menggunakan biochar kotoran burung pada setiap


48

penjerapan 1mmol.kg-1 Pb melepaskan 17.8 mmol.kg-1 Ca dan pada willow 28.81

mmol.kg-1Ca.

Komponen lain yang memegang peranan penting adalah keberadaan mineral

seperti fosfat dan karbonat dalam aplikasi biochar memainkan peran penting dalam

stabilisasi berat logam dalam tanah karena garam-garam ini dapat berikatan dengan

berat logam dan mengurangi bioavailabilitas mereka (Cao et al. 2009).

Gambar 6. Pelepasan Ca akibat penyerapan fosfat dan pemukaan biochar

(Beauchemin et al. 2013)

Cao dan Harris (2010) mengusulkan bahwa mekanisme utama biochar yang

efektif untuk menahan Pb adalah dengan presipitasi Pb fosfat. Umumnya, selama

pembuatan biochar, P, Ca, dan Mg yang dapat terlarut meningkat ketika dipanaskan

sampai 200 °C, tapi menurun pada suhu yang lebih tinggi, mungkin karena

peningkatan pembentukan kristalisasi Ca-Mg-P, seperti dibuktikan dengan

y = 0.3022x + 17.499R² = 0.9978

0

20

40

60

80

100

-20 10 40 70 100 130 160 190 220

Dissol

ved Ca

(mmo

l kg-1)

Sorbed Pb (mmol kg-1)

Poultry Manure

y = 0.571x + 28.24R² = 0.992

0

50

100

150

200

250

-20 80 180 280 380

Dissol

ved Ca

(mmo

l kg-1)

Sorbed Pb (mmol kg-1)

Willow


49

pembentukan whitlockite (Ca, Mg) 3 (PO4) 2 saat suhu pirolisis meningkat menjadi

500 °C, sehingga memfasilitasi pengendapan Pb (Cao dan Harris 2010).

Beauchemin et al. 2013, menambahkan bahwa biochar yang berasal dari kotoran

burung yang kaya akan mineral fosfat akan membentuk pyromorphite ( Pb5(PO4)3Cl

lebih banyak dibandingkan biochar yang berasal dari tanaman yang sedikit

kandungan fosfatnya, dengan terbentuknya pyromorphite akan sedikit Pb yang dapat

dipertukarkan dan di serap tanaman karena akan mengendap, tetapi biochar yang

berasal dari pohon willow kaya akan Oxalat (H2C204 ) sehingga membentuk Pb

Oksalat dan akan mengendap.

Bioccc

Gambar 7. X Ray Diffraction biochar dari kotoran burung yang diberikan Pb pada

beberapa taraf (Beauchemin et al. 2013)

0

5000

10000

15000

20000

25000

30000

35000

40000

10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70

Inte

nsity

(C

PS

)

Two-Theta

PM_50

PM_150

PM_300

PM_600

pypy = pyromorphitema = magnetiteca = calcite

py

ma

py

pyca

cama

py

ca

ca

pypy py

pyma

ma


50

Gambar 8. X Ray Diffraction biochar dari pohon willow yang diberikan Pb pada

beberapa taraf (Beauchemin et al. 2013)

Alkalinitas biochar juga mengambil peran pada presipitasi logam berat di

tanah. Chan dan Xu (2009) melapor dalam literatur bahwa rata- rata nila pH biochar

dari berbagai bahan baku adalah pH 8.1. Dengan bahan baku yang sama, nilai pH

biochar akan meningkat seiring dengan peningkatan suhu pirolisis karena

peningkatan kadar abu di biochar. Oleh karena itu, sebagian besar biochars adalah

bahan alkali dan memiliki efek pengapuran, yang dapat berkontribusi pada

pengurangan mobilitas dari logam berat dalam tanah yang tercemar (Sheng et

al.2005; Wu et al. 2012). Namun, kemampuan adsorpsi dari jenis yang sama dari

biochar bervariasi dengan berbagai jenis logam berat.

Park et al. (2011) mengatakan bahwa aplikasi biochar ke tanah terkontaminasi

logam memiliki potensi pemulihan dengan immobilisai logam , sehingga mengurangi

ketersediaan logam untuk tanaman, selain itu, biochar meningkatkan faktor agronomi

tanaman dengan meningkatnya ketersediaan hara dan aktivitas mikroba.

0

5000

10000

15000

20000

25000

30000

35000

10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70

Inte

nsity

(CPS

)

Two-Theta

W_50

W_150

W_300

W_600

py

py = pyromorphitema = magnetitepox = lead oxalate

ma

py

py

pypoxpy

pox pypy

pox pox

ma


51

10.5 Mekanisme interaksi antara biochar dan logam berat

Karakteristik biochar merupakan fungsi dari beberapa faktor, termasuk jenis

bahan baku, ukuran partikel bahan baku dan suhu dan kondisi pirolisis. Berbagai

karakteristik yang mungkin dimiliki biochar membuat beberapa bahan tertentu lebih

sesuai daripada yang lain untuk mereduksi logam yang berbeda. Oleh karena itu,

ketika memilih biochar untuk tujuan remediasi, ilmuwan harus menyadari tidak hanya

tipe dan karakteristik tanah tetapi juga pada sifat biochar. Selain itu, juga harus

dipertimbangkan bahwa sifat biochar utama seperti luas permukaan, pH, abu dan

kandungan karbon dengan demikian meningkatkan kemampuan biochar untuk

mereduksi logam berat (Lima et al. 2014).

Sebelum meninjau mekanisme yang tersirat dalam interaksi antara biochar

dan logam berat, perlu dicatat bahwa biochar bekerja pada fraksi bioavailable logam

berat tanah dan juga dapat mengurangi kemungkinan pelepasannya. Salah satu

karakteristik biochars memiliki luas permukaan yang besar, yang menyiratkan

kapasitas tinggi untuk logam berat kompleks di permukaannya. Permukaan

penyerapan logam berat pada biochar telah ditunjukkan pada banyak kesempatan

menggunakan mikroskop elektron scanning (Beesley dan Marmiroli, 2011; Lu et al.

2012).

Penyerapan ini dapat disebabkan oleh kompleksasi logam berat dengan

kelompok fungsional yang berbeda yang ada dalam biochar, karena pertukaran logam

berat dengan kation yang terkait dengan biochar, seperti Ca2+ dan Mg 2+ (Lu et al.

2012) , K +, Na + dan S (Uchimiya et al. 2011c), atau karena adsorpsi fisik (Lu et al.

2012). Juga kelompok fungsional oksigen diketahui menstabilkan logam berat di


52

permukaan biochar, terutama untuk logam seperti Pb 2+ dan Cu 2+ (Uchimiya et al.

2011c). Selain itu, Méndez et al. (2009) mengamati bahwa penyerapan Cu2+

berhubungan dengan kelompok permukaan teroksigenasi tinggi dan juga dengan

diameter pori rata-rata tinggi, kepadatan muatan superfisial yang tinggi dan

kandungan pertukaran H+ Mg 2+ dari biochar. Mungkin, mekanisme penyerapan

sangat bergantung pada jenis tanah dan kation-kationnya ada pada Biochar dan tanah.

Beberapa senyawa lain yang ada di dalam abu, seperti karbonat, fosfat atau

sulfat juga dapat membantu menstabilkan logam berat dengan pengendapan senyawa

ini dengan polutan (Cao et al. 2009; Karimi et al. 2011; Park et al. 2013). Alkalinitas

biochar juga dapat menjadi bagian yang bertanggung jawab atas rendahnya

konsentrasi logam berat yang ada yang ditemukan di tanah yang telah diubah dengan

biochar. Nilai pH yang lebih tinggi setelah penambahan biochar dapat menyebabkan

presipitasi logam berat di tanah. Nilai pH biochar meningkat dengan suhu pirolisa

(Wu et al. 2012), yang telah dikaitkan dengan proporsi kadar abu yang lebih tinggi

(Cantrell et al. 2012). Biochar juga dapat mengurangi mobilitas logam berat,

mengubah keadaan redoks mereka (Choppala et al. 2012). Sebagai contoh,

penambahan biochar dapat menyebabkan transformasi Cr 6+ menjadi Cr 3+ yang

kurang mobile (Choppala et al. 2012). Kontribusi relatif dari mekanisme yang

berbeda untuk immobilisation logam berat oleh biochar yang berbeda tetap tidak

diketahui, walaupun beberapa penelitian menghubungkan dengan perubahan pH

(Houben et al. (2013a)

Mekanisme penghapusan logam berat dengan amandemen biochar dapat

dikaitkan dengan interaksi elektrostatik, presipitasi dan reaksi lainnya sesuai dengan


53

penelitian saat ini. Dengan penggabungan biochar, ada muatan negatif pada

permukaan tanah akibat menurunnya potensi zeta dan meningkatnya KTK, Oleh

karena itu, daya tarik elektrostatik antara logam berat dengan muatan positif dan

tanah akan meningkatkan. Sehubungan dengan presipitasi, pH tanah yang meningkat

secara nyata yang timbul dari amandemen biochar dapat menyebabkan penurunan

mobilisasi logam berat. Berbagai oksidasi, fosfat atau karbonat akan terbentuk dalam

kondisi yang berbeda, misalnya, endapan baru diamati pada SDH sludge (sludge

derived Biochar) sebagai 5PbOP2O5 SiO2 (timbal fosfat silikat) pada pH awal 5 (47) .

Beberapa mekanisme lain yang lebih kompleks juga bisa ikut bermain selama

interaksi biochar dan logam berat. Karena ada banyak kelompok fungsional

(kelompok karboksilat, alkohol dan hidroksil dll) di permukaan biochar, mudah untuk

membentuk kompleks antara logam berat dan kelompok ini. Jiang et al. (2012)

menggunakan metode batch untuk menyelidiki pengaruh biochar di tanah muatan

permukaan dan adsorpsi Pb (II). Meskipun mekanisme elektrostatik dan non-

elektrostatik berkontribusi terhadap peningkatan adsorpsi Pb (II), mekanisme non-

elektrostatik di mana pembentukan kompleks antara Pb2+ dan kelompok fungsional

didominasi.

Mekanisme di atas tidak bertindak secara terpisah ketika biochar digunakan

untuk menghilangkan logam berat, mereka bekerja sama untuk mencapai efek

remediasi. Liu et al (2009),. menunjukkan bahwa kombinasi dengan gugus fungsi

hidroksil dan karboksil organik menyumbang 38,2 - 42,3% dari total Pb yang diserap

dengan pH, sementara co-presipitasi atau penggabungan pada permukaan mineral

menyumbang 57.7- 61.8%. Penghapusan Cr (VI) dengan adanya Biochar juga


54

disebabkan oleh aksi gabungan atraksi elektrostatik, partisipasi dan kombinasi (Tang

et al. 2013).

11. Potensi Azolla Dalam Menyerap Logam Berat

11.1 Karakteristik Azolla

Azolla adalah asal kata dari bahasa latin yaitu Azollaceae, yang merupakan

tumbuhan paku air yang termasuk ordo Salviniales, famili Azollaceae. dan

mempunyai enam spesies. Sangat mudah berkembang terkadang dianggap petani

sebagai gulma atau limbah pertanian, di daerah Sumatera umumnya disebut

kiambang. Azolla pada daerah persawahan akan mengambang diatas permukaan air

dan bila air surut akan menempel pada tanah yang lembab. Pemanfatan azolla sebagai

pupuk pengganti urea telah banyak dilaporkan oleh karena dapat mengikat nitrogen

yang cukup besar. Spesies yang banyak terdapat di Indonesia terutama di pulau Jawa

adalah Azolla pinnata, dan biasa tumbuh bersama-sama padi di sawah (Hidayat,

2011).

Azolla memiliki banyak kegunaan. Hal ini dapat dimanfaatkan sebagai pupuk

hayati pada padi dan banyak tanaman lain, pakan ternak, makanan manusia, obat, dan

alat pembersih air. Mungkin juga digunakan untuk produksi bahan bakar hidrogen,

produksi biogas, pengendalian gulma,pengendalian nyamuk, dan pengurangan

penguapan amonia yang menyertai aplikasi pupuk nitrogen kimia (Wagner, 1997).


55

Azolla merupakan tumbuhan kelas paku-pakuan (Ptriodopyta) ordo

Salviniales (dinyatakan oleh Lamarck pada tahun 1783).Sebelumnya, pandangan

yang paling luas diterima adalah bahwa Azolla milik keluarga Salviniaceae dan

terdiri dari dua subgenera dan enam spesies hidup (Lumpkin & Plucknett, 1980).

Tan et al. (1986) telah memisahkan azolla dari genus salvinia, kepada Azollaceae

.Dengan dua Subgenus yaitu : 1) Euazolla (Azolla), ditandai oleh kepemilikan papila

hanya pada daun dan beberapa cabang, kehadiran tiga megaspora mengapung, dan

berkembang dengan baik, glochidia septate dengan struktur jangkar seperti terminal,

termasuk empat spesies: A. filiculoides Lain, A. carolininia WiUd, A. microphylla

Kaulf, dan. A. Mexicana Presl. 2) subgenus Rhizosperma dicirikan oleh adanya

papila seluruh tubuh vegetatif, kehadiran sembilan megaspora mengapung, dan

keberadaan glochidia sederhana, termasuk dua spesies: A. pinnata R. Br, dengan

glochidia sederhana, dan A..nilotica Decne, dengan tidak memiliki glochidia .

Perkembangan terbaru dalam taksonomi Azolla. Saunders dan Fowler (1992)

merevisi taksonomi azolla. Rhizosperma berdasarkan statistik multivariat analisis

karakteristik ultra, morfologi, dan anatomi dan memisahkan A. pinnata dan A.

nilotica. dalam taksonomi supraspecific Azolla, dengan subg. Azolla yang dibagi

menjadi dua bagian yaitu bagian azolla dan rhizosperma. Bagian azolla harus

mencakup lima jenis (A. filiculoides Lain, A. rubra R. Br.., A. mexicana Presl, A.

carolininia auct WiUd non..,dan A. microphylla auct. non Kaulf.). Bagian

Gambar 9. Gambar Azolla pinnata (A) dan Azolla microphylla (B) (Foto, Hidayat)

A B


56

Rhizosperma seharusnya hanya berisi A.pinnata R. Br. Selain itu, mereka

mengusulkan bahwa A. nilotica Decne. ex Mett. ditempatkan di baru subgenus,

Tetrasporocarpia. Mereka membenarkan pemisahan A. nilotica ke subgenus tersendiri

dengan dasar bahwa ia memiliki kebiasaan unik memproduksi sporocarps dalam

posisi merangkak, dengan jumlah kromosom yang berbeda 2n = 52 (sedangkan A.

pinnata memiliki 2n = 44 seperti spesies Azolla lain), dan evolusinya lebih panjang

daripada A. Pinnata (Wagner,1997).

Azolla berdaun pakis berkisar antara 1 cm sampai 2,5 cm dalam spesies

seperti A. pinnata, A.microphylla dan pada spesies A. nilotica berukuran 15 cm atau

lebih. Morfologi terdiri dari sebuah rimpang utama, bercabang menjadi rimpang

sekunder, semua yang memiliki daun kecil diatur secara bergantian. Tidak bercabang,

akar adventif menggantung ke air dari node pada permukaan ventral rimpang. Akar

menyerap nutrisi langsung dari air, dalam air yang sangat dangkal yang dapat

menyentuh tanah mendapatkan hara nutrisi . Setiap daun terdiri dari dua lobus:

sebuah lobus punggung udara, yang chlorophyllous, dan ventral lobus yang sebagian

terendam, yang tidak berwarna dan berbentuk cangkir dan menyediakan daya apung.

Setiap lobus punggung berisi rongga daun yang merupakan tempat azollae Anabaena

simbiosis (Peters,1977; Lumpkin & Plucknett, 1980).

11.2 Kandungan Nutrisi Azolla.

Tabel 14. Susunan hara yang terkandung di dalam Azolla (%)

Susunan hara azolla

berdasarkan berat kering

Kandungan

Unsur Kandungan

Abu 10.50 Magnesium 0.5 – 0.6

Lemak Kasar 3.0 – 3.30 Mangan 0.11 – 0.16

Protein Kasar 24 – 30 Zat Besi 0.06 – 0.26

Nitrogen 4.5 Gula Terlarut 3.5

Fosfor 0.5 – 0.9 Kalsium 0.4 – 1.0

Kalium 2.0 – 4.5 Serat Kasar 9.1

Pati 6.54 Klorofil 0.34 – 0.55

(Maffuchah, 1998)


57

Tabel 15. Kandungan Asam Amino Azolla sp ( Maffuchah, 1998)

Asam Amino g/100 g Protein

- Treonine 4,40

- Valine 6,75

- Methionine 1,88

- Isoleucine 5,38

- Leucine 9,05

- Phenilalanine 5,64

- Lysine 6,45

- Histidine 2,31

- Arginine 6,62

- Tryptophan 2,01

- Asam Aspartat 9,39

- Asam Glutamat 12,72

- Alanine 6,45

- Cystine 2,26

-Tyrosine 4,10

Protein (% berat kering) 23,42

11.3 Tumbuhan hiperakumulator

Tumbuhan Hiperakumulator adalah tumbuhan yang memiliki kemampuan

dalam menyerap logam tanpa mengalami tokksisitas yang nyata. Ada beberapa

kriteria agar tanaman dapat disebut sebagai suatu hiperakumulator, misalnya tanaman

yang mampu mentranslokasikan unsur (baik tunggal ataupun berbagai macam unsur)

ke pucuk tanaman lebih tinggi dari translokasi yang terjadi di akar, sehingga tanaman

yang hanya dapat beradaptasi baik pada tanah-tanah tercemar tidak tergolong

tanaman hiperakumulator, karena tidak adanya kemampuan tanaman ini

mentranslokasikan serapan unsur ke pucuk tanaman (Aiyen,2005).

Tanaman hiperakumulator harus mampu mentranslokasikan unsur-unsur

tertentu tersebut dengan konsentrasi sangat tinggi ke pucuk dan tanpa membuat


58

tanaman tumbuh dengan tidak normal dalam arti kata tidak kerdil dan tidak

mengalami fitotoksisitas. Tanaman juga dikriteriakan sebagai hiperakumulator jika

nilai bioakumulasi unsur tersebut adalah lebih besar dari nilai 1, di mana "nilai

bioakumulasi" dihitung dari konsentrasi unsur tersebut di pucuk (shoot

concentration) di bagi konsentrasi unsur di dalam tanah (defined as shoot

concentration/total soil concentration) (Priyanto dan Prayitno, 2006). Tanaman,

misalnya, dapat dikatakan hiperakumulator Mn, Zn, Ni jika mampu menyerap lebih

dari 10.000 ppm unsur- unsur tersebut, lebih dari 1.000 ppm untuk Cu dan Se, dan

harus lebih dari 100 ppm untuk Cd, Cr, Pb, dan Co.

Kadar logam berat tinggi di dalam tanah belum tentu menandakan fitosisitas

tinggi pula karena laju serapan oleh tumbuhan tidak bernisbah langsung dengan laju

peningkatan kadar dalam tanah. Dengan menggunakan besaran koefisien pengalihan

(transfer coefisient) yaitu :

(Notohadiprawiro,1993).

TANAMAN NILAI T

Cd Cu Ni Pb Zn

Avena setiva (tanaman segar) 1,54 0,05 0,69 0,02 1.18

Avena setiva (jerami) 0,53 0,01 0,19 0.02 1,79

Avena setiva (biji) 0.09 0,02 0,49 0,02 0.35

Jagung (tanaman segar) 1,05 0,07 0,07 - 0.63

Bayam 5,22 0,51 0,54 - 2,04

Radis (tanaman segar) 5,20 0,68 0,74 - 1,74

Umbi 0,66 0,13 0,10 - 0,42

(Verloo, 1993).

T =

Tabel 16. Nilai-nilai koefisien pengalihan (T) dari beberapa tumbuhan

Jumlah peningkatan kadar dalam tumbuhan

Jumlah peningkatan kadar dalam tanah


59

Nilai T sangat beragam antar logam berat antar tanaman dan antar bagian

tanaman, dan dipengaruhi oleh KTK dan pH tanah. Nilai T diatas satu menandakan

bahwa logam berat bersangkutan dalam asosiasinya dengan tumbuhan dan tanah yang

ada, berpotensi pencemaran besar. Potensi pencemaran kecil dalam hal di bawah satu

(Verloo 1993).

Hidayat (2011) telah melakukan skrining tumbuhan air yang mampu

menyerap logam berat dengan konsentrasi yang tinggi (Hiperakumulator) dan azolla

mempunyai nilai bioakumulasi dan biokonsentrasi yang cukup tinggi yaitu sebesar

18.139. Nilai bioakumulasi adalah kemampuan azolla dalam mengakumulasi

sejumlah logam berat dari air kejaringan akar dan nilai biokonsentrasi adalah

kemampuan azolla dalam mengkonsentrasikan logam berat pada bagian tubuh yang

lain, dan ini membuktikan bahwa azolla memiliki kemampuan 18 kali lebih tinggi

dari pada yang ada dilarutan.

Tabel 17. Nilai Bioakumulasi dan Nilai Biokonsentrasi pada tumbuhan

Hiperakumulator 20 hari setelah tanam (HST) pada logam Timbal

Jenis Tumbuhan Nilai Bioakumulasi * Nilai

Biokonsentrasi**

Pb Pb

Azolla pinnata 18.139 18.139

Enceng Gondok 46,240 1.65

Kiambang 37.170 4.38

*Total konsetrasi logam berat pada tanaman dibagi konsentrasi di larutan

**Konsentrasi logam berat pada daun (shoot) dibagi dengan konsentrasi logam berat

pada akar (Hidayat, 2011)


60

11.4 Mekanisme Penyerapan Logam oleh Tumbuhan

Penyerapan dan akumulasi logam berat oleh tumbuhan dapat dibagi menjadi

tiga proses yang sinambung, yaitu penyerapan logam oleh akar, translokasi logam

dari akar ke bagian tumbuhan lain, dan lokalisasi logam pada bagian sel tertentu

untuk menjaga agar tidak menghambat metabolisme tumbuhan tersebut (Priyanto dan

Prayitno, 2006)

a. Penyerapan oleh akar. Telah diketahui, bahwa agar tumbuhan dapat menyerap

logam maka logam harus dibawa ke dalam larutan di sekitar akar (rhizosfer) dengan

beberapa cara bergantung pada spesies tumbuhannya, kemudian penyerapan terdiri

dari 2 proses :

1. Ekskresi zat khelat. Mekanisme penyerapan lewat pembentukan suatu zat

khelat yang disebut fitosiderofor telah diketahui secara mendalam pada jenis

rumput-rumputan. Molekul fitosiderofor yang terbentuk ini akan mengikat

(mengkhelat) besi dan membawanya ke dalam sel akar melalui peristiwa

transport aktif. Selain aktif terhadap besi, fitosiderofor dapat mengikat logam

lain seperti seng, tembaga dan mangan. Sekarang diketahui, bahwa berbagai

molekul lain berfungsi serupa, misalnya histidin yang meningkatkan

penyerapan nikel pada Alyssum sp. suatu senyawa peptida khusus,

fitokhelatin, yang mengikat selenium pada Brassica juncea dan logam lain

seperti timbal, kadmium dan tembaga (Gove et al, 2002).


61

Khelasi dari phytosiderophores dapat membantu dalam transportasi

ion logam di membran plasma sebagai kompleks logam-siderophore melalui

pengangkut khusus. Dengan mengurangi chelated Fe (III) dengan reduktase

khelat besi akar, tanaman dapat rilis larut Fe (II) untuk penyerapan oleh akar

(Gove et al. 2002). Tanaman juga dapat melarutkan besi dan logam lain

(Gove et al, 2002). Oleh karena itu mungkin untuk meningkatkan

bioavailabilitas polutan logam oleh memanipulasi proses root. Setelah logam

adalah ketersediaan hayati ke tempat penyimpanan, masuknya ion logam di

dalam tempat penyimpanan, baik melalui symplast (antar sel) atau apoplast

(Ekstraselular), tergantung pada jenis logam dan jenis tanaman. apoplast

kelanjutan dari epidermis akar dan korteks yang permeable untuk zat

terlarut. Apoplastic jalur relatif tidak diatur, karena air dan zat terlarut dapat

mengalir dan berdifusi tanpa memotong membran. Dinding sel dari lapisan

endodermal bertindak sebagai penghalang untuk difusi apoplastic ke dalam

sistem vascular dan transportasi Apoplastic dibatasi oleh kapasitas

pertukaran kation tinggi dinding sel (Raskin et al, 1997). Dalam transportasi

symplastic, ion logam bergerak melintasi membran plasma, yang biasanya

memiliki potensi yang besar bermuatan negatif sekitar 170 mV (negatif

dalam membran). Potensial membran ini memberikan elektrokimia kuat

gradien untuk gerakan yang lembut dari ion logam (Raskin et al, 1997).

Kebanyakan ion logam masuk ke sel tanaman tergantung oleh proses energi

melalui ion tertentu atau ion logam pembawa (Carier) pada saluran

(Bromilow dan Chamberlain, 1995). Dahmani et al 2000, menemukan

bahwa besar fraksi Cd diambil oleh jaringan melalui penyerapan pertukaran,


62

dan melalui difusi digabungkan dengan karantina, tanpa serapan aktif

bersamaan metabolik

2. Pembentukan reduktase spesifik logam. Di dalam meningkatkan

penyerapan besi, tumbuhan membentuk suatu molekul reduktase di membran

akarnya. Reduktase ini berfungsi mereduksi logam yang selanjutnya diangkut

melalui kanal khusus di dalam membran akar (Dahmani et al, 2000).

b. Translokasi di dalam tubuh tumbuhan. Setelah logam dibawa masuk ke dalam

sel akar, selanjutnya logam harus diangkut melalui jaringan pengangkut, yaitu xilem

dan floem, ke bagian tumbuhan lain. Untuk meningkatkan efisiensi pengangkutan,

logam diikat oleh molekul khelat. Berbagai molekul khelat yang berfungsi mengikat

logam dihasilkan oleh tumbuhan, misalnya histidin yang terikat pada Ni dan

fitokhelatin-glutation yang terikat pada Cd, laju translokasi ditentukan oleh

konsentrasi logam pada akar (Hardiman et al. 1984).

c. Lokalisasi logam pada jaringan.

Untuk mencegah peracunan logam terhadap sel, tumbuhan mempunyai

mekanisme detoksifikasi, misalnya dengan menimbun logam di dalam organ tertentu

seperti akar, trikhoma untuk Cd, dan lateks untuk Ni pada Serbetia acuminata

(Collins, 1999).

Benaroya et al.(2004), melaporkan bahwa gudang penyimpanan Pb pada

azolla adalah di vakuala daun.


63

Penelitian tentang potensi tumbuhan perairan untuk fitoremediasi, ternyata

A.pinnata juga mampu menyerap sianida 4.62 ppm dan Pb dalam jumlah yang cukup

tinggi (Juhaeti et al. 2004). Pertumbuhan Azolla pinnata pada kosentrasi Pb 50 ppm

lebih baik dibandingkan pada air tanpa kandungan Pb (Juhaeti dan Syarif, 2003). Hal

ini menunjukan bahwa Azolla pinnata mempunyai adaptasi yang tinggi dan azola

juga memiliki kemampuan menyerap Cromium (Cr(IV), maksimum Cr (VI) adalah

sekitar 14,7 × 103 logam mg / kg berat kering biomassa . Rakhshaee dkk (2005),

Melaporkan bahwa pertumbuhan A. filiculoides, pada pemberian 5 mg/liter Pb

dengan medium pertumbuhan dapat mengurangi konsentrasi hingga 0,7 mg/liter

pada pH 8.

Azolla mampu menyerap 4.68% Pb, atau sebanyak 4680 ppm logam Pb dapat

di serap oleh azolla (Hidayat, 2011) kemampuan ini dikatakan Cohen et al. (2002).

Karena adanya pektin berupa gugus heteropolisakarida dalam jumlah besar pada

Gambar 10. Vakuola tempat akumulasi Pb (Benaroya et al. 2004)

Ket:

A. Vakuola pada daun muda

B. Vakuola pada daun tua

C. Ujung sel Azolla dan sel

Anabena

D. ICS (intraceluler space)

E. Vakuola tanpa Pb daun muda

F. Vakuola tanpa Pb daun muda


64

dinding sel yang berperan sebagai fitokhelatin. Arora (2006), menyatakan adanya

sejumlah anion yang dihasilkan oleh gugus ini sehingga terdapat sejumlah besar

konsentrasi Pb dapat diserap (rhizofiltasi) dan membentuk mekanisme detoksifikasi

sehingga tidak merusak jaringan sel pada tanaman. Mekanisme detoksifikasi dapat

melalui kompleksasi atau transformasi, compartmentalisation Intraselular seperti

penyimpanan vakuola (Meharg, 2004).

Gambar 11. Konsentrasi Pb pada akar azolla (Hidayat, 2011)

Azolla berpotensi sebagai hiperakumlator pada logam Pb, hal ini dapat dilihat

dari besarnya nilai bioakumulasi yaitu sebesar 18.139 artinya konsentrasi logam pada

azolla lebih tinggi 18.139 kali dari media tanaman (air) tanpa mengalami

efektoksisitas (Hidayat, 2011). Nilai Biokonsentrasi belum dapat diketahui karena

kecilnya berat untuk akar dan daun bila dilakukan pemisahan sehingga tidak

dilakukan, tetapi pada Cu dan Cd masih diperlukan penelitian dosis konsentrasi

maksimum bagi pertumbuhan azolla sehingga tidak mengalami efek letal (toksisitas)

(Hidayat, 2011).

Hidayat dan Rusdi (2012), mengemukan bahwa pemberian azolla yang

terakumulasi Pb pada tanah inceptisol meningkatkan Pb total tetapi tidak

meningkatkan Pb tersedia, hal ini terjadi karena Pb pada azolla terikat dengan asam


65

organik yang resisten terhadap pelapukan sehingga tidak terbebaskan saat proses

dekomposisi hal ini seperti yang dilaporkan oleh Rakhshaee et al. 2006, dengan

penelitian metode bath sorption mengatakan bahwa Azolla yang sudah

membusuk menjadi bahan organic memiliki kemampuan kuat untuk menjerap

Pb dan dengan ikatan (–COO)2M dan (–COO)2M atau –COOMOOC dan terikat

dengan kuat sebagai organometalik.

Biomassa azolla mempunyai kemampuan dalam menyerap logam berat

(Shoel, 2001; Umali 2006). Mekanisme yang terjadi adalah pertukaran ion positif Ca,

Mg, dengan logam berat, dan Kation Ca dan Mg dilepaskan dari permukaan

biomassa kemudian terjadi pengikatan logam. Untuk logam Sr sebanyak 0.43 me/ g

Azolla (Shoel, 2001).

Tabel 18. Pertumbuhan dan Bioakumulasi konsentrasi faktor (BCF)beberapa jenis

Azolla pada berbagai konsentrasi Cromium

(Arora et al. 2006)

Konsentrasi

Cr (ppm)

A. Microphylla A. Pinnata A.filiculoides

Cr in dry mass

(ppm)

BCF

Cr in dry mass

(ppm

BCF Cr in dry

mass (ppm

BCF

Kontrol

1

5

10

15

20

34.3±1.6

4617.7±235.2

6156.7±379.1

9213.5±1043

12874.3±154.9

14931.7±2006.2

-

4617

1231

921

858

746

36.6± 1.1

528.1±24.1

15547.7±538.8

2434.3±1663.1

5507.7±320.5

9125.3±901.3

-

528

311

243

367

456.2

21.9±2.3

2977.9±26.1

4122±476.3

6567±537

9994.6±899.1

12383.6±2025

-

2977

824

657

666

619


66

BAB III

1. Penelitian I :

POTENSI BEBERAPA JENIS BIOCHAR SEBAGAI

PENJERAP LOGAM BERAT

ABSTRAK

Keberadaan kation- kation basa, asam organik, luas permukaan, ruang pori dan

morfologi biochar adalah sebagai penentu kualitas penjerapan logam oleh biochar

dan ini sangat tergantung pada jenis biomassa dan proses pirolisisnya. Penelitian

ini bertujuan untuk mencari jenis biomassa yang terbaik dengan proses

pembakaran sederhana (Kiln) dalam menghasilkan karbon, kation basa, asam

organik, luas permukaan dan pori pori tertinggi serta morfologi yang lebih porous.

Jenis biomassa yang digunakan adalah jerami padi (B1), sekam padi (B2), serabut

kelapa (B3), tanda kosong kelapa sawit (B4). Alat untuk melihat morfologi,

kandungan karbon dan sejumlah basa biochar dengan menggunakan Scanning

Electron Microscope (SEM- EDAX), untuk melihat permukaan dan pori- pori

(m2/g) dengan Brunauer Emmet Teller (BET), dan untuk melihat jenis gugus

fungsional dengan Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR). Hasil

penelitian menunjukkan bahwa biomassa serabut kelapa memiliki permukaan

yang luas tertinggi yaitu sebesar 23.9145 m2/g. Persentase karbon tertinggi

terdapat pada biochar sekam padi senilai 77,18% dengan persen atom 86,43%.

Gugus fungsional didominasi oleh gugus Fenolik (OH), Karboksil, Eter dan Ester

dengan frekwensi 1050- 1300 dan frekwensi tertinggi pada biochar Sekam padi.

Kation pada biochar didominasi oleh K+ dengan persentase tertinggi pada sekam

padi sebesar 2,75%, Na+ juga terdapat pada sekam padi sebesar 1,07%, sedang

Mg2+ terdapat pada biochar tandan kelapa sawit sebesar 0,63%. Morfologi yang

porous terlihat pada sekam padi dengan pembesar ˃ 1000 kali,sehingga biochar

sekam padi memiliki potensi yang terbaik sebagai penjerap logam berat

Kata kunci: Biochar, logam berat,SEM, FTIR, BET

66


67

PENDAHULUAN

Pencemaran logam berat merupakan efek negatif dari pemanfaatan logam

berat dalam kehidupan manusia. Logam berat yang secara alamiah terdapat di

alam, telah di manfaatkan dal am berbagai produk industri sehingga limbah yang

dihasilkan mencemari lingkungan khususnya lahan pertanian, pencemaran pada

lahan pertanian dapat diakibatkan oleh pemupukan kimia yang berkelanjutan dan

juga limbah kimia pabrik yang berhampiran dengan lahan pertanian (Atafar et al.

2010).

Masuknya logam berat khususnya Timbal (Pb) dapat bersumber dari

limbah non pertanian atau limbah pertanian (Kurnia et al. 2009). Limbah non

pertanian seperti industri dan pertambangan telah memberikan kontribusi pada

pencemaran pada lahan pertanian, seperti yang di laporkan oleh Suganda et al.

(2003) bahwa telah terjadi kerusakan lahan akibat limbah indutri tekstil di

Rancaekek Bandung sehingga mengakibatkan gagal panen khususnya di musim

kemarau. Hidayat (2015), mengatakan bahwa yang paling dikhawatirkan adalah,

terjadinya pencemaran logam berat lalu logam tersebut terakumulasi pada

tanaman padi dengan tidak menganggu proses fisiologisnya, hal ini berhubungan

dengan kemampuan padi sebagai tanaman hiperakumulator, sehingga berbahaya

bagi manusia. Timbal merupakan logam yang mempunyai efek negatif yang

dapat merusak system saraf, darah,dan tulang bila terakumulasi pada tubuh

manusia.

Akhir akhir ini pengunaan biomassa organik yang melimpah banyak

dikonversi menjadi biochar, dan telah memberikan harapan akan terjadinya

67


68

pengurangan emisi Karbon. Biochar adalah bahan yang kaya akan karbon yang

dibentuk dari proses pirolisis (Thermal decomposition) dari biomassa organik

dengan reaksi sebagai berikut :

Biomass(solid)

Pirolisis + Energi --˃ biochar + cairan atau minyak (air, tar) + volatile gas (CO2,

CO, H2)

Hasil akhir reaksi selain biochar juga menghasilkan bio-oil dan gas- gas

seperti Hidrogen yang dapat digunakan sebagai sumber energi. Penambahan

biochar dalam tanah sebagai amandemen merupakan simpanan karbon organik

yang dapat bertahan sangat lama dalam tanah tanpa terjadi proses dekomposisi,

hal disebabkan ikatan karbon yang recalsitran dan tidak berikatan dengan

oksigen,tetapi dengan K,Na, Mg, karena keberadaan oksigen pada karbon

menunjukkan terjadi proses oksidasi atau proses pelapukan, (Stoyle, 2011; Kurt,

2012).

Berdasarkan tingkat kecepatan reaksinya, pirolisis primer dibedakan

menjadi pirolisis primer lambat dan pirolisis primer cepat. Pirolisis primer lambat

terjadi pada kisaran suhu 150 – 300 OC, merupakan proses yang digunakan

sebagai teknologi pembuatan arang. Pada proses ini reaksi utama yang terjadi

adalah dehidrasi. Sedangkan hasil reaksi keseluruhan proses adalah karbon, uap

air, karbon monoksida, dan karbon dioksida. Semakin lambat proses, semakin

banyak dan semakin baik mutu karbon yang dihasilkan. Oleh karenanya untuk

memproduksi arang dalam jumlah besar dan baik mutunya diperlukan waktu

berhari-hari bahkan berminggu-minggu. Pada pirolisis primer cepat (diatas

300OC), reaksi keseluruhan menghasilkan uap air, arang, gas, dan 50% - 70% uap


69

minyak pirolisis (PPO = primary pyrolisis oil) yang menyusun ratusan senyawa

monomer, oligomer, monomer penyusun selulosa dan lignin. Sumber energi panas

untuk proses pirolisis dapat diberikan dari luar sistem atau berasal dari sistem itu

sendiri, yaitu dengan cara membakar sebagian bahan baku atau membakar

sebagian produk pirolisis (tar atau gas yang dihasilkan). Alat pirolisis yang

menggunakan panas berasal dari pembakaran sebagian bahan baku disebut “kiln”.

Sedangkan alat pirolisis yang menggunakan panas yang berasal dari luar sistem

disebut “retort” ( Major et al. 2012).

Kualitas biochar sangat ditentukan oleh jenis bahan dan proses pirolisisnya

(Zheng, 2013). Biochar yang berasal dari bambu pada suhu 5000C kandungan

asam organik yang lebih tinggi dibandingkan pada suhu 7000C, dan biomassa

yang kaya akan lignin memiliki kandungan senyawa fenolik, eter, asam

karboksilat dan ester yang lebih tinggi dibanding dengan yang kaya selulosa

(Nieman, 1998), sebaliknya biomassa yang kaya akan sellulosa akan mudah

terfirolisis pada suhu yang relatif rendah sehingga akan menghasilkan biochar

yang kaya akan hara dan asam asam organik yang belum teruapkan sehingga

meninggkatkan penjerapan logam hal ini dapat terlihat pada analisis FTIR

(Fourier Transform Infrared Spectroscopy) (Asada 2002).

Biochar merupakan bahan karbon stabil yang dapat mengurangi

ketersediaan logam berat (Park et al. 2011; Uchimiya et al.2011; Zhang et al.

2013). Biochar memiliki kemampuan untuk mengurangi ketersediaan logam

dengan potensi fisik dan kimianya (Uchimiya et al.2011; Zhang et al. 2013).

Secara fisik biochar mempunyai luas pemukaan adsorpsi yang tinggi, sehinga

memungkin terjadinya penjerapan fisik dengan ikatan van der wall, selain itu


70

permukaan biochar yang luas dan memiliki asam asam organiksehingga kapasitas

tukar kation yang tinggi dan memiliki kemampuan yang baik dalam menstabilkan

logam berat pada tanah yang tercemar dengan menurunkan secara nyata

penyerapan logam berat dengan memperbaiki sifat fisik kimia dan biologi pada

tanah. (Ippolito et al .2012).

Biochar juga mengandung kation kation basa yang tinggi terutama K+,

Mg2+ yang bertanggung jawab pada proses pertukaran kation bada biochar dengan

logam berat (Lu et al. 2012). Proses pertukaran bursa Pb 2+ dengan Ca2 +, Mg2 +,

dan kation lainnya yang ada pada biochardengan terpresipitasi bersama dan

kompleksasi innersphere dengan kompleks materi humat dan oksida- oksida

mineral dari biochar (Lu et al. 2012).

Berdasarkan keterangan diatas maka diperlukan suatu penelitian untuk

mendapatkan biochar yang terbaik dari berbagai jenis biomassa dalam menjerap

logam berat.

Tujuan Penelitian

Untuk mengetahui jenis biomassa yang menghasilkan biochar yang terbaik dalam

menjerap Pb

Hipotesis Penelitian

Ada biomassa yang menghasilkan biochar yang memiliki karakteristik terbaik

yang mampu menjerap logam Pb


71

BAHAN DAN METODE

Waktu dan Tempat

Penelitian ini dilaksanakan di Universitas McGill kampus Mc Donald,

Fakultas Agricultural and Environmental Science, Saint anne De Bellevue

Kanada, pada bulan September - Desember 2013. Alat yang digunakan adalah

drum pirolisis BT01, termoliser untuk mengukur suhu bara biochar, AAS, alat

melihat morfologi biochar dengan Scanning Electron Electron Microscope (SEM)

serie LEO1530VP (Jerman), alat mengukur luas permukaan digunakaan Nova

Quantachrome 4200e dengan analisis Brunauer Emmet Teller (BET) dan Barrett-

Joyner-Halenda Method (BJH), alat mengukur Gugus Fungsional dengan Fourier

Transform Infrared Spectroscopy (FTIR).

Biomassa yang digunakan untuk pembuatan biochar adalah sekam dan

jerami padi, di ambil di daerah pantai labu, Tandan kosong diambil di Pabrik

kelapa sawit Perbaungan, serabut kelapa dari pasar aksara. Biochar di pirolisis

dengan menggunakan alat BT 01 (Gambar ) dengan suhu 450 0C dengan system

Klin yaitu pembakaran langsung kemudian di tutup agar tidak terjadi proses

oksidasi sempurna yang akan menghilangkan banyak karbon, setelah terbentuk

bara maka disiram dengan air dan dikeringkan hingga berat tidak berubah.

Sebagai pembanding kualitas biochar digunakan kompos azolla, yang diperoleh

dari Laboratorium Biologi Tanah FP USU.

71


72

Gambar 12. Alat pirolisis sederhana BT01.

Analisis biochar meliputi :

1. Analisis morfologi biochar dengan Scanning Electron Microscope (SEM)

yaitu sampel dilapisi denganlapisan tipis emas dan dipasang pada

lempengan tembaga menggunakan pita karbon ganda-stick dan kemudian

dipindai oleh model ScanningElectron Microscope LEO 1530

VP(Jerman).

2. Luas Permukaan biochar (m2/g) dengan Brunauer Emmet Teller (BET) ,

sampel 0.1g diletakan dalam dalam tabung degas dan dipanaskan selama

lebih dari 6 jam dengan suhu berkisar antara 200 – 300C, kemudian

setelah dilakukan degassing maka bahan uji dapat dianalisa secara

otomatatis dengan BET.

3. Gugus Fungsional dengan Fourier Transform Infrared Spectroscopy

(FTIR), 1mg biochar dicampur dengan 200mg tanah kering oven (BTKO)

(di 105-1100C) kemudian campuran ditekan menjadi pelet dan direkam

menggunakan Nicolet 380 spektrofotometer (ThermoFisher Scientific,

USA ).

4. Kandungan (%) karbon dan unsur lainnya dalam biochar dengan Energy

Dispersive X-Ray Analysis (EDAX)

5. Kemasan biochar (pH) dengan elektrometri dengan ratio 1:20 (IBI, 2012).

6. Kapasitas Tukar Kation dengan metode Ekstraksi NH4OAc, pH 7 diukur

dengan AAS


73

HASIL DAN PEMBAHASAN

Morfologi Biochar

Proses pirolisis beberapa biomassa dengan menggunakan BT01 pada suhu

450-5000C menghasilkan morfologi yang berbeda dari berbagai jenis biomassa,

morfologi yang terbaik adalah yang memiliki porositas dengan persentase karbon

yang tinggi ( Brewer 2012)

Gambar 13. Scanning Electron Microcope (SEM) Jerami padi (a), Sekam padi

(b), Serabut kelapa (c), Tandan kosong kelapa sawit (d), Azolla (e)

Berdasarkan Gambar 13 dapat diketahui bahwa biochar memiliki

morfologi yang lebih porous dibandingkan dengan azolla. Biochar jerami (A) dan

sekam padi (B) memiliki morfologi yang lebih porous dibandingkan dengan

biochar serabut kelapa dan tandan kosong kelapa sawit dengan pembesaran 1000

73

a b c

d e


74

kali lipat, dengan ukuran pori sebesar 63.6994 (4V/A), ini menunjukkan bahwa

jerami padi dan sekam padi memiliki potensi untuk terjadi presipitasi logam pada

pori pori ( Lu et al. 2012).

Berdasarkan analisis BJH (Lampiran 51) yang dilakukan bahwa, pori pori

dari seluruh biochar yang dihasilkan BT01 merupakan pori pori meso dengan

ukuran 17- 3000(4V/Ă) atau berdasarkan IUPAC (International Union of Pure

and Applied Chemistry) mempunyai ukuran 2- 50 nm (Zdravkov et al. 2007),

berbeda dengan Azolla yang memiliki pori pori makro

Salah satu mekanisme penurunan kosentrasi logam adalah dengan

presipitasi logam berat pada permukaan biochar, sehingga logam dapat tersemat

pada pori pori biochar dan tersekap untuk beberapa lama dan dapat terikat dengan

gaya Van der Walls pada dinding biochar sehingga menahan Timbal lebih lama

(Lu et al. 2012).

Luas Permukaan Biochar

Analisis luas permukaan material adalah analisis yang didasarkan jumlah

gas yang dapat dijerap suatu permukaan padatan pada tekanan dan suhu tertentu,

maka jika kita mengetahui berapa volume gas spesifik yang dapat dijerap oleh

suatu permukaan material pada tekanan dan suhu tertentu dan kita mengetahui

secara teoritis luas permukaan suatu molekul gas yang dijerap, maka luas total

padatan tersebut dapat dihitung (Zdravkov et al. 2007)

Berdasarkan Tabel 20 dapat dilihat bahwa luas permukaan tertinggi pada 2

metode penjerapan adalah pada biochar serabut kelapa (B3) dengan nilai 24.08

m2/g (BET) dan 32.71 m2/g (Langmuir) dan terendah pada biochar tandan kosong

kelapa sawit (TKS) senilai 8,78 m2/g (BET) dan 11,72 m2/g (Langmuir) tetapi


75

luas permukaan (biochar TKS) lebih tinggi dibandingkan dengan kompos Azolla

senilai 6,14 m2/g (BET) dan 8,12 m2/g (Langmuir)

Nilai isotherm Langmuir yang bersifat penjerapan secara kimia memiliki

nilai lebih tinggi dibandingkan nilai isotherm BET yang bersifat fisik walaupun

penjerapan secara kimia memerlukan energi yang tinggi untuk bereaksi, hal ini

menunjukkan bahwa adsoprsi kimia pada biochar lebih berperan dibandingkan

dengan adsoprsi fisiknya, dan ini menunjukkan juga bahwa biochar banyak

memiliki asam asam organik yang tinggi akibat proses termolisis, untuk jelasnya

perbedaan dua isotherm dapat dilihat pada Tabel berikut :

Tabel 19. Perbedaan Adsorpsi Fisik (BET) dan Adsorpsi Kimia

Adsoprsi Fisik (BET) Adsorpsi Kimia (Langmuir)

1. Molekul terikat pada Adsorben

oleh ikatan fisik akibat gaya

Van der Walls

1. Molekul terikat pada

Adsorben oleh ikatan Kimia

2. Mempunyai Entalpi reaksi -4

sampai 40 Kj/mol

2. Mempunyai Entalpi reaksi -

40 sampai 800 Kj/mol

3. Dapat membentuk lapisan

multilayer

3. Membentuk lapisan

monolayer

4. Tidak melibatkan energi

aktifasi tertentu

4. Melibatkan energi aktifasi

tertentu

5. Bersifat tidak spesifik 5. Bersifat spesifik

Thommes M. 2010.

Berdasarkan Tabel 20 volume pori tertinggi ada pada sekam padi (B2)

sebesar 0,027 m3/g dan terendah pada TKS senilai 0,0056 m3/g. Nilai penjerapan

dan pelepasan dengan metode Barrett-Joyner-Halenda (BJH) yang tertinggi

terdapat pada biochar sekam padi masing masing 0,036 m3/g untuk penjerapan

dan 0,036 m3/g untuk pelepasan. Penggunaan BJH sebagai metode pengukuran

adsoprsi dan Desorpsi karena BJH dapat mengukur penyerapan fisik secara lapis

ganda (Zdravkov et al. 2007).


76

Berdasarkan Tabel 20, ukuran pori biochar lebih besar dibandingkan

dengan kompos azolla. Ukuran pori biochar terbesar terdapat pada biochar sekam

padi (B2) senilai 63,70 4V/A, dan terkecil pada biochar serabut kelapa (B3)

senilai 20,74 4V/A tetapi lebih besar bila dibandingkan dengan pori Azolla yang

hanya sebesar 13,34 4V/A. Pori pori biochar merupakan pori pori meso dengan

ukuran 17- 3000Ă dan berdasar IUPAC (International Union of Pure and

Applied Chemistry) setara dengan satuan nano mempunyai ukuran 2- 50 nm,

sementara Azolla termasuk pori pori mikro dengan ukuran lebih kecil dari 17

(Zdravkov et al. 2007).

Besarnya ukuran pori dan volume penjerapan pada biochar sekam padi

menunjukkan porositas dan potensi yang tinggi dalam penjerapan logam berat. Lu

et al (2012), menyatakan bahwa salah satu mekanisme dalam menurunkan

konsentrasi logam berat adalah dengan proses presipitasi yaitu terjadinya

pengendapan logam berat pada pori pori biochar, semakin besar ukuran pori maka

semakin banyak logam berat yang dapat terendapkan walau pun terikat lemah

oleh ikatan Van der Walls, dan pada biochar bukan hanya ikatan Van Der Walls

tetapi asam organik juga berperan dalam menahan logam berat yang terpresipitasi

pada biochar dan dapat tertahan lama. Asam asam organik yang terdapat pada

biochar akan berikatan dengan logam dan membentuk ikatan organometalik yang

kuat dan terpresipitasi pada permukaan biochar dan akan bertahan dalam jangka

yang lama (Lu et al. 2012).

Perilaku serapan di micropores (lebar pori <2 nm) didominasi hampir

seluruhnya oleh interaksi antara molekul fluida dan dinding pori, potensi adsorpsi

terdapat pada dinding pori yang berlawanan saling tumpang tindih. Peningkatan


77

energi interaksi adsorben-adsorbat di pusat pori sangat kecil dan peningkatan

adsorpsi terutama disebabkan adanya adsorbat-adsorbat yang berinteraksi secara

kooperatif, dan hal yang sebalikya terjadi pada pori makro sehingga potensi

interaksi adsorben- adsorbat pada dinding pori sangat besar (Thommes, 2010)

Tabel 20 . Hasil Analisis Luas Permukaan, Volume pori dan ukuran pori dengan

Beberapa metode pada beberapa biochar dan kompos azolla

Brunauer–Emmett–

Teller

(BET)

Biochar

Jerami

(B1)

Biochar

Sekam

(B2)

Biochar

Serabut

kelapa

(B3)

Biochar

TKS

(B4)

Kompos

Azolla

Luas Permukaan

BET Surface Area

(m2/g)

17.82 17.65 24.08 8.78 6,15

Langmuir Surface

Area (m2/g)

24.17 24.73 32.70 11.72 8,12

Volume Pori

Single point

adsorption total pore

volume of pores

(m3/g)

0.026179 0.026962 0.012485 0.005597 0,00678

BJH Adsorption

cumulative volume of

pores (m3/g)

0.032944 0.035826 0.015206 0.009590 0,009323

BJH Desorption

cumulative volume of

pores (m3/g)

0.030523 0.036414

0.014867

0.01017 0,00943

Ukuran Pori

Adsorption average

pore width (4V/A )

58.7539 63.6994 20.7401 25.5092 13,3454

Gugus fungsional pada biochar

Kandungan gugus fungsional pada biochar dapat dilihat dengan

menggunakan alat Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR), yaitu dengan

menembakan energy berupa sinar infrared dan mengakibatkan molekul molekul

bervibrasi dimana besarnya energy vibrasi tiap komponen berbeda tergantung

pada atom dan kekuatan ikatan molekulnya sehingga menghasilkan frekwensi

yang berbeda yang baca dengan menggunakan tabel ( Nicolet, 2001).


78

Pada Gambar 14 dapat dilihat bahwa terdapat 2 kelompok gugus

fungsional yang dominan pada biochar secara kualitatif, yaitu kelompok

gelombang A dengan frekwensi 1500-1600 dan kelompok gelombang B dengan

frekwensi 1050- 1300. Berdasarkan Lampiran 54, tentang pembacaan grafik FTIR

berdasarkan Skoog et al. 1989 dapat diketahui bahwa gugus fungsional yang

terbentuk dapat dibagi kepada 2 kelompok yaitu; kelompok gelombang A dengan

frekwensi 1500-1600 menunjukkan adanya kandungan karbon aromatik dengan

intensitas yang berubah ubah. Hal ini menunjukan bahwa biochar menghasilkan

karbon yang rekalsitran sehingga tahan akan proses dekomposisi dan dapat

menjadi simpanan karbon yang sangat lama bahkan sampai ribuan tahun (Lehman

2007).

Kelompok gelombang B yaitu biochar yang memiliki gelombang 1050-

1300, berdasarkan Lampiran 54, tentang cara pembacaan grafik FTIR berdasarkan

Skoog et al. 1989 dapat dipahami bahwa kelompok gelombang A dengan

frekwensi 1050- 1300 menunjukkan adanya gugus fungsional fenolik, eter, asam

karboksilat, sster, dengan intensitas tertinggi pada biochar sekam padi.

Kehadiran gugus fungsional menjadi biochar memiliki KTK yang tinggi,

sehingga meningkatkan daya adsorpsi pada logam berat, dan dengan adanya

gugus fenolik, eter, asam karboksilat, ester juga menjadi biochar bukan

merupakan karbon mineral tetapi juga karbon organic seperti mana bahan organic

(BO), sehingga biochar juga memiliki sifat sifat seperti bahan organik lainnya

(Conte, 2014).


79

Gambar 14. FTIR Jerami, Sekam, Serabut Kelapa, Tandan Kosong Kelapa dan

Azolla

Berdasarkan Gambar 14, dapat dilihat bahwa gugus fungsional yang

dimiliki oleh kompos azolla juga dimiliki oleh biochar kecuali gugus amida-amina

(C-N) pada frekwensi 1180- 1360 yang menandakan tingginya kandungan

nitrogen pada azolla dan ini merupakan keistimewaan kompos azolla yang berasal

dari Azolla pinnata yang memiliki kemampuan khusus dalam menfiksasi N

sehingga mampu mensuplay hara N hingga 45 ton / Ha setara dengan 100 Kg

Urea, sehingga pemanfaatan azolla pada tanah sawah yang berkelanjutan akan

mengurangi pemakaian pupuk urea (Kannaiyan, 1982).

A

B


80

Kemasaman (pH) biochar

Berdasarkan Tabel 21 dapat diketahui bahwa pH tertinggi terdapat pada

jerami padi senilai 8,52 kemudian tandan kosong kelapa sawit senilai 8,23 serta

serabut kelapa senilai 8,13 dan terendah adalah sekam padi senilai 6,74.

Biochar merupakan karbon organik yang kaya akan bahan kapur seperti

kalsit sehingga bereaksi basa dan menaikkan pH (Plaster, 2004). Nurhidayati

dan Mariati(2014) melaporkan bahwa peningkatan pH tanah dari pemberian

biochar memiliki efektifitas yang sama dengan pemberian kapur kalsit yaitu

sebesar 23%.

Proses pirolisis sangat menentukan pH biochar yaitu dengan keberadaan

oksigen, semakin banyak oksigen yang masuk saat proses pirolisi maka

kandungan pH akan semakin tinggi hal ini disebabkan terjadi proses oksidasi pada

biomassa dan menghasilkan sejumlah abu yang memiliki reaksi basa dan ini

umumnya terjadi pada proses fast firolisis dengan menggunakan metode Kiln.

Jenis biomassa yang mudah terbakar juga akan menghasilkan pH yang

tinggi.Maka pembuatan biochar disesuaikan dengan pemanfaatannya ( Brewer,

2012).

Tabel 21. Hasil analisis biochar jerami, sekam padi, serabut kelapa dan tandan

kosong kelapa sawit

No Jenis Analisis

Biochar

Jerami

Sekam Serabut

Kelapa

TKS

1 pH(Gravimetri) 8,52 6,74 8,13 8,23

2 Karbon (%) EDAX 52,32 77,18 38,54 58,81

4 P (%) EDAX 0,00 0,00 0,00 0,00

5 K (%) EDAX 1,77 2,75 1,06 7,20

6 KTK (me/100g)(AAS) 22 ,23 35,45 30,26 33,13

7 Pb Total (AAS) ppm 0,000 0,000 0,00 0,00

11 Na (%) (EDAX) - 1,07 - -

12 K (%) (EDAX) 1,77 2,75 1,06 7,20

13 Ca (EDAX) - - - -

14 Mg (EDAX) - - - 0,63


81

Biochar merupakan karbon organik yang bersifat buffer karena memiliki

asam asam organik yang tinggi, seperti mana bahan organik, biochar mampu

mempertahankan pH pada setiap perubahan, pada saat pH larutan tinggi maka

proton pada gugus fungsional akan lepas dan menetralkan OH pada larutan,

begitupula sebalik pada saat pH turun maka kation- kation yang terjerap

dipermukaan akan terlepas ke larutan sehingga pH dapat di pertahankan.

Persentase Karbon

Berdasarkan analisis SEM-EDAX biochar (Lampiran 45- 48) dapat

diketahui bahwa konsentrasi karbon tertinggi terdapat pada biochar sekam padi

(B1) senilai 77,18%, kemudian biochar tanda kosong kelapa sawit (B4) 58,81%,

biochar jerami padi (B2) senilai 52,32%, dan terendah serabut kelapa (B3) senilai

38,54%. Berdasarkan IBI (2014), biochar sekam padi termasuk biochar kelas 1

karena memiliki karbon ≥ 60%, sedangkan biochar jerami padi, serabut kelapa

dan tandan kosong termasuk biochar kelas 2 dengan persen karbon 30%- 60%.

Kation yang terdapat pada permukaan biochar banyak didominasi oleh

K+ dengan persentase tertinggi pada sekam padi sebesar 2,75% dan terendah pada

biochar serabut kelapa (B3) senilai 1,06%, Na+ juga terdapat pada sekam padi

sebesar 1,07%, sedang Mg2+ terdapat pada biochar tandan kelapa sawit sebesar

0,63%.

Tingginya nilai karbon pada biochar ditentukan oleh jenis biomassa dan

proses pirolisis. Biomassa yang mengandung lignin yang tinggi memiliki karbon

yang lebih tinggi bila dibandingkan dengan biomassa yang banyak mengadung

sellulosa dan hemisellosa, hal in disebabkan karena proses awal pirolisis yang

dikeluarkan dari biomassa adalah unsur H dan O dalam bentuk uap air yang


82

banyak terkandung sellulosa dan hemisellulosa, dengan rantai karbon yang

bersifat Alifatik sedangkan lignin memiliki kandungan karbon yang, karbon yang

dihasilkan bersifat rekalsitran hal ini terlihat pada analisis SEM EDAX, pada

analisis SEM tidak terlihat Karbon berikatan dengan oksigen dalam jumlah besar

(satuan %) sehingga tidak terditeksi, Rekalsitran juga terlihat dengan adanya klor

(Cl) pada setiap biochar aromatik (Brewer, 2012).

Kapasitas Tukar Kation

Biochar hasil pirolisis BT 01 umumnya memiliki memiliki Kapasitas Tukar

Kation (KTK) yang cukup tinggi hal ini terlihat pada Tabel 21. Nilai KTK yang

tertinggi terdapat pada biochar sekam padi sebesar 35,45 me/100g dan terendah

pada jerami padi 22,23 me/ 100 g) dengan kriteria sedang hingga tinggi. Besarnya

nilai KTK pada biochar disebabkan karena tingginya kandungan kandungan

asam asam organik yang seperti yang dilihat hasil pengukuran FTIR seperti asam

karboksil, gugus eter dan ester serta asam fenolik yang kaya akan muatan negatif,

selain itu biochar merupakan karbon yang kaya akan muatan negatif sehingga

biochar memiliki kemampuan yang sangat tinggi dalam mereduksi ketersediaan

logam (Azorgohar dan Dalai, 2006; Park et al 2011). bila dibandingkan dengan

kompos azolla, biochar mampu mengimbangi keberadaan asam asam organik

seperti yang terlihat pada analisis FTIR hanya saja biochar tidak memiliki gugus

Amina- Amida yang kaya akan nitrogen yang merupakan ciri khas dari kompos

Azolla (Kannaiyan, 1993).


83

KESIMPULAN

1. Biochar mengandung gugus karboksil, eter, ester dan fenolik dengan

intensitas yang tinggi.

2. Biochar serabut kelapa memiliki luas permukaan tertinggi senilai 24.08

m2/g dengan metode BET dan 32,70 m2/g dengan motode Langmuir.

3. Biochar sekam padi memiliki permukaan lebih porous dibandingkan

dengan biochar lainnya karena miliki volume pori terbesar senilai

0,0269 m3/g dan ukuran pori terbesar senilai 63.69 4V/A

4. Biochar sekam padi termasuk biochar kelas 1 karena memiliki karbon ≥

60%, sedangkan biochar jerami padi, serabut kelapa dan tandan kosong

termasuk biochar kelas 2 dengan persen karbon 30%- 60%.

83


84

2. Penelitian II

EVALUASI PEMBERIAN BEBERAPA JENIS BIOCHAR DAN

AZOLLA PADA PERTUMBUHAN DAN SERAPAN HARA PADI

SAWAH DI TANAH DAN AIR TERCEMAR TIMBAL

ABSTRAK

Potensi pencemaran timbal bukan hanya bersumber dari pabrik tetapi juga dari udara

bahkan dari efek negatif dari pemupukan yang berkelanjutan. Padi merupakan

tumbuhan Hiperkumulator memiliki kemampuan menyimpan logam berat tanpa

mengalami gangguan pada fisiologisnya, dan hal ini sangat berbahaya karena padi

merupakan makan pokok masayarakat khususnya di Indonesia. Biochar dan azolla

merupakan salah satu solusi untuk menghasilkan padi yang berkualitas walaupun di

lahan tercemar logam berat karena kemampuannya dalam menjerap logam logam

berat khususnya Pb sehingga tidak tersedia bagi tanaman. Penelitian ini bertujuan

untuk mengali potensi beberapa biochar dari kelimpahan biomassa dan

mengabungkannya dengan azolla yang dikenal sebagai sumber Nitrogen dan bahan

organik yang terbaik. Penelitian ini menggunakan metode Rancang Acak Kelompok

Faktorial (RAK) dengan 2 perlakuan dan 3 ulangan. Perlakuan pertama penggunaan

berbagai jenis biochar yaitu; tanpa biochar ( B0), biochar jerami padi (B1), biochar

sekam padi (B2), biochar serabut kelapa (B3) dan biochar tandan kosong kelapa sawit

(B4). Perlakuan kedua menggunakan Azolla yaitu; Tanpa Azolla (A0), Azolla pinnata

(A1) dan Azolla mycrophylla (A2). Hasil penelitian menunjukkan bahwa biochar

yang terbaik dalam meningkatkan kesuburan dan pertumbuhan padi sawah di rumah

kaca adalah biochar sekam padi dan Azolla terbaik adalah Azolla microphylla,

biochar sekam padi dan Azolla microphylla mampu menstabilkan pH tanah,

meningkatkan kandungan C organik tanah, N, P, K, KTK dan total respirasi tanah.

Biochar sekam padi dan Azolla microphylla juga mampu menurunkan Pb tersedia

dengan meningkatkan Pb yang terjerap pada permukaan biochar.

Kata kunci : Biochar, Azolla,Pertumbuhan, Serapan Hara, Padi Sawah

84


85

PENDAHULUAN

Berdirinya pabrik pabrik di kawasan pertanian khususnya persawahan

menjadi suatu ancaman akan terjadinya penurunan kualitas lahan di sebabkan oleh

limbah yang secara langsung atau tidak langsung akan mempengaruhi kualitas

produksi pertanian yang dihasilkan. Limbah tersebut berupa senyawa organik atau

pun anorganik. Senyawa organik akan terdekomposisi menjadi bentuk yang lebih

sederhana atau hilang ke udara, tetapi senyawa anorganik seperti logam berat tidak

dapat terdekomposisi tapi akan terakumulasi. Jika terakumulasi pada tanaman pangan

seperti padi maka akan menjadi suatu permasalahan yang besar terutama bagi

manusia karena merupakan konsumen universal dan puncak piramida makanan.

Beras saat ini masih merupakan makanan pokok masyarakat Asia khususnya

Indonesia,dan merupakan kebijakan stategis nasional untuk menyukseskan

ketersediaan beras. Jika lahan sawah tercemar logam berat, maka beras yang tercemar

akan beredar di pasaran dan akan menjadi masalah besar. Jika padi yang tercemar

mati maka tidak menjadi masalah, tetapi padi memiliki sifat hiperakumulator, yaitu

mampu menyerap logam berat logam tertentu tanpa ada gangguan pada proses

fisiologisnya, dan ini merupakan masalah yang besar karena padi akan

mengakumulasikan logam berat dan di konsumsi oleh masyarakat.

Logam berat seperti Timbal (Pb) merupakan unsur yang sangat berbahaya

bila terakumulasi dalam tubuh manusia dapat merusak sistem syaraf manusia dan

85


86

mempengaruhi fungsi kognitif, kemampuan belajar, memendekkan tinggi badan,

penurunan fungsi pendengaran, mempengaruhi perilaku dan intelejensia, hingga

dapat merusak fungsi organ tubuh, seperti ginjal, (Sudarmaji, 2006). Logam ini

memiliki sumber yang sangat banyak yaitu dari limbah cair, padatan, ataupun dalam

bentuk gas (TEL), dan juga banyak digunakan sebagai pelapis berbagai pupuk dan

secara alami juga berada di alam dalam bentuk batuan, sehingga upaya

mengendalikan pencemaran Pb sangat dibutuhkan. Hidayat ( 2013) menyatakan

bahwa lahan lahan persawahan yang berhampiran dengan pabrik secara umum

tercemaran akan Pb. Surtipanti et al. 1995, mengatakan bahwa kandungan Pb pada

tanah sawah dengan pemupukan 13,96 ppm hingga 88,60 ppm sedangkan pada tanah

kontrol (tanpa pemupukan) 5 ppm hingga 33,62 ppm.

Biochar berasal dari biomassa yang ditermolisis dengan suhu ≤ 6000C,

sehingga terjadi perubahan struktur yaitu menjadi karbon yang memiliki sifat sifat

yang baik untuk memperbaiki tanah tercemar organik atau pun an organik,

meningkatkan produksi khususnya padi dan mengurangi efek rumah kaca (A. Zhang

et al. 2012. Biochar memiliki permukaan yang luas, bersifat porous,dan mengandung

C negatif yang dapat mengikat logam, sehingga mampu menstabilkan logam berat

pada tanah yamg tercemar dengan menurunkan secara nyata penyerapan logam berat

oleh tanaman dan dapat meningkatkan kualitas tanah dengan memperbaiki sifat sifat

fisik kimia dan biologi tanah (Ippolito et al. 2012; Komarek et al. 2013), kemampuan

biochar sangat ditentukan oleh bahan asal dan proses pirolisisnya, pada biomassa

yang kepadatanya besar diperlukan suhu yang tinggi 400 0C- 600 0C dan biomassa

yang kepadatan bahannya rendah diperlukan suhu ≤ 200 0C, pada biomassa yang


87

memerlukan suhu tinggi memiliki kelebihan luas permukaan yang lebih tinggi, tetapi

kandungan hara yang rendah (sohi et al. 2010), biochar mudah untuk dibuat dan dapat

diaplikasikan oleh para petani sehingga berpotensi untuk dikembangkan dalam

meningkatan pemanfaatan biomassa organik yang sangat melimpah dan

meningkatkan produksi padi sawah khususnya pada lahan tercemar

Azolla merupakan tumbuhan paku pakuan yang secara umum memiliki

kemampuan mensuplay hara Nitrogen hingga 30-40 ton/ Ha jika digunakan secara ,

tetapi disamping itu azolla juga memiliki kemampuan dalam menyerap logam berat

(Hiperakumulator), tiap jenis azolla memiliki kemampuan yang yang berbeda, Azolla

pinnata mempunyai akar yang lebih halus di bandingkan dengan Azolla microphylla

sehingga memiliki bidang permukaan yang lebih luas sehingga kemampuan

menyerap logam berat jauh lebih besar tetapi Azolla micropylla mempunyai biomassa

yang tinggi dan sangat adaktif terhadap lingkungan sehingga dapat tumbuhan pada

kondisi yang ekstrim sekalipun sehingga berpotensi besar untuk tumbuh pada daerah

yang tercemar ( Hidayat, 2011).

Azolla akan mengakumulasi Pb pada akar lebih banyak dibandingkan pada

bagian lainnya (Hidayat, 2011). Biomassa azolla yang terakumulasi Pb akan

mengalami proses dekomposisi dan melepaskan sejumlah hara khususnya nitrogen

yang dibutuhkan tanaman, ternyata hanya meningkatkan Pb total tanah tidak

meningkatkan jumlah Pb tersedia, karena Pb terikat kuat pada bahan organik Azolla,

sehingga dengan pemakaian azolla yang berkesinambungan akan mempertahankan

ikatan Pb organik sehingga berpotensi menjadi tumbuhan Hiperakumulator bagi

logam berat pada tanah sawah (Abror et al. 2012).


88

Indonesia merupakan negara yang kaya akan biomassa yang belum

termanfaatkan secara maksimal bahkan berpotensi besar sebagai sumber gas rumah

kaca yang akan meningkatkan suhu bumi. Pemanfatan biomassa dalam bentuk

biochar dan Azolla sp merupakan pilihan yang tepat untuk mengendalikan

pencemaran logam berat, untuk itu diperlukan penelitian tentang biomassa dan azolla

yang terbaik serta kombinasi keduanya dalam mengendalikan pencermaran logam

berat pada tanaman padi sawah.

Tujuan Penelitian

Penelitian ini bertujuan untuk mendapatkan jenis biochar dan azolla serta

kombinasinya yang dapat mereduksi Pb tersedia tanah dalam meningkatkan

ketersediaan hara dan pertumbuhan padi sawah

Hipotesis Penelitian :

1. Ada biochar yang terbaik dalam mereduksi ketersediaan Pb dalam

meningkatkan kesuburan tanah dan pertumbuhan padi sawah di tanah dan air

tercemar

2. Ada azolla yang terbaik dalam mereduksi ketersediaan Pb dalam

meningkatkan kesuburan tanah dan pertumbuhan padi sawah di tanah dan air

tercemar

3. Ada interaksi terbaik biochar dan azolla dalam mereduksi ketersediaan Pb dan

meningkatkan kesuburan tanh dan pertumbuhan padi sawah di tanah dan air

tercemar


89

BAHAN DAN METODE

Tempat dan Waktu Penelitian

Penelitian ini dilakukan di Growth Center Kopertis wilayah I Jl. Pancing,

dengan ketinggian 25 Mdpl, dan di laboratorium BPTP SU dan RISPA. Penelitian ini

dimulai bulan April 2014- September 2014. Bahan biochar berupa sekam, jerami

padi, di ambil di daerah pantai labu, tandan kosong diambil di pabrik kelapa sawit

Perbaungan, serabut kelapa dari pasar aksara Medan. Alat yang digunakan adalah

ember besar untuk wadah air irigasi, ember plastik besar tempat tanah, cangkul, GPS,

Pirolisator berupa drum yang di lubangi di bagian bawahnya dan diberi pipa udara

masuk (inlet) dan keluar (outlet) (Gambar 1) dan diberi pendingin air agar kadar abu

tidak tinggi. Analisis karakteristik biochar di lakukan di Universitas Mc Gill Kanada

bulan September- Desember 2013 berupa Analisis Morfologi biochar dengan SEM,

Gugus fungsional dengan FTIR, Luas permukaan dengan BET dan sifat sifat kimia

dengan EDS, yang semuanya menunjang proses penjerapan logam berat oleh biochar.

Metode yang digunakan Rancangan Acak Kelompok (RAK) faktorial dengan 3

ulangan.

1. Faktor perlakuan berbagai jenis biochar :

a. Tanpa biochar (B0)

b. Aplikasi biochar jerami padi (B1)

c. Aplikasi biochar sekam padi (B2)

d. Aplikasi biochar sabut kelapa (B3)

e. Aplikasi biochar tandan kosong kelapa sawit (B4)

2. Faktor Aplikasi Azolla


90

a. Tanpa azolla (A0)

b. Azolla pinnata (A1)

c. Azolla Mycrophylla (A2)

Sehingga diperoleh 15 kombinasi perlakuan dengan tiga ulangan.

B0A0 B1A0 B2A0 B3A0 B4A0



Model linier untuk Rancangan Acak Kelompok Faktorial :

Yijk = µ + ρi + Bj + Ak + (BA)jk + εijkl

Keterangan :

Y ijk = Nilai pengamatan pada blok ke-i, perlakuan jenis Biochar ke-j, perlakuan

Azolla ke-k.

µ = Nilai tengah umum

ρ i = Pengaruhi blok ke-i

Bj = Pengaruh dari jenis biochar ke-j

Ak = Pengaruh Azolla ke-k

(BA)jk = Pengaruh interaksi perlakuan jenis biochar ke-j dan Azolla ke-k.

εijkl = Pengaruh galat perlakuan jenis biochar ke-j dan Azolla ke-k

Analisis Data

85


91

Analisis statistik menggunakan SPSS 17, untuk mengetahui pengaruh perlakuan

secara global di gunakan uji F taraf 5% hingga 1% dan jika berbeda nyata maka

dilanjutkan ke Duncan untuk melihat perlakuan terbaik.

Persiapan Penelitian

1. Persiapan tanah

Tanah diambil pada lahan sawah tercemar Pb di desa Dagang Klambir

Tanjung morawa dengan mencatat lokasi pengambilan, diambil dalam

keadaan basah kemudian dihomogenkan di atas hamparan plastik dan diambil

100 g untuk analisa awal, setelah itu ditimbang 15 kg berat basah dan

dimasukan ke dalam 45 ember ukuran 25 kg dan di beri aquadest setinggi 5

cm dan digenangkan selama 2 minggu untuk membentuk lapisan reduksi

seperti di lapangan. Analisis awal meluputi :

1. Pengukuran pH dengan Elektrometri, dengan perbandingan 1: 2,5

2. KTK dengan Metode Atomic Absorption Spectroscopy (AAS)

3. Karbon Organik Tanah Metode Spectrofotometri

4. Pb Total dengan destruksi basah HNO3 dan HClO4 (1:2) diukur dengan

AAS,

5. Pb Tersedia dengan ekstrak HCl 0.1 N diukur dengan Metode Atomic

Absorption Spectroscopy (AAS)

6. Kandungan Total Hara N metode Kjeldahl

7. Kandungan P tersedia Metode Bray 2 diukur Spectrofotometri


92

8. Kandungan K dd diukur dengan Metode Atomic Absorption

Spectroscopy (AAS)

9. Basa basa tukar dengan Metode Atomic Absorption Spectroscopy (AAS)

2. Persiapan biochar

Jerami dan sekam diambil dari sawah di kawasan Pantai Labu, tandan kosong

diambil di pabrik kelapa sawit Perbaungan, serabut kelapa dari pasar aksara

Medan kemudian semuanya dikeringkan. Pembuatan biochar dengan cara fast

firolisis , yaitu dengan memasukan jerami, sekam, tandan kosong kelapa sawit

dan serabut kelapa yang sudah dikeringkan ke dalam alat termolisator

(Gambar 1) yang dirakit sendiri dengan sumber panas dari bawah, dengan

dengan kondisi udara terbatas , suhu hingga 500-600oC dengan waktu

pembakaran 2-3 jam , kemudian didinginkan. Biochar yang terbentuk di ayak

dengan ayakan 10 mesh.

Analisis awal biochar meliputi :

1. pH dengan elektrometri dengan ratio 1:20 (IBI, 2014)

2. Analisis permukaan biochar dengan Scanning Electron Microscope (SEM)

yaitu sampel dilapisi dengan lapisan tipis emas dan dipasang pada


dipindai oleh model Scanning Electron Microscope LEO 1530 VP

(Jerman).


93

3. Luas Permukaan biochar (m2/g) dengan Brunauer Emmet Teller (BET) ,

sampel 0.1g diletakan dalam dalam tabung degas, fungsinya adalah untuk

menghilangkan gas – gas yang terjerap pada permukaan padatan dengan

cara memanaskan dalam kondisi vakum, dilakukan selama lebih dari 6

jam dengan suhu berkisar antara 200 – 300C, kemudian setelah dilakukan

degassing maka bahan uji dapat dianalisa secara otomatatis dengan BET.


(FTIR), 1 mg biochar dicampur dengan 200 mg tanah kering oven

(BTKO) (di 105-1100 C) kemudian Campuran ditekan menjadi pelet dan

direkam menggunakan Nicolet 380 spektrofotometer (Thermo Fisher

Scientific, USA ).

5. Kapasitas Tukar Kation dengan metode Ekstraksi NH4OAc, pH 7 diukur

dengan AAS

6. Kandungan (%) karbon,N,P,K kation tukar dan unsur lainnya dalam

Biochar dengan Energy Dispersive X-Ray (EDAX)

3.Persiapan Azolla

Azolla di ambil dari koleksi Laboratorium biologi dan ekologi tanah fakultas

Pertanian USU dengan jenis Azolla pinnata dan Azolla. macrophylla.

Kemudian diperbanyak dan diaklimatisasi dalam kolam besar di lokasi

penelitian, media pertumbuhan yang digunakan larutan pupuk majemuk

dengan komposisi N: P: K = 5:30:30.

Analisis awal untuk Azolla adalah :


94

1. Analisis permukaan Azolla kering dengan Scanning Electron Microscope

(SEM) yaitu sampel dilapisi dengan lapisan tipis emas dan dipasang pada


dipindai oleh model Scanning Electron Microscope LEO 1530 VP

(Jerman).

2. Luas Permukaan Azolla kering (m2/g) dengan Brunauer Emmet Teller

(BET) , sampel 0.1g diletakan dalam dalam tabung degas, fungsinya

adalah untuk menghilangkan gas – gas yang terjerap pada permukaan

padatan dengan cara memanaskan dalam kondisi vakum, dilakukan selama

lebih dari 6 jam dengan suhu berkisar antara 200 – 300C, kemudian

setelah dilakukan degassing maka bahan uji dapat dianalisa secara

otomatatis dengan BET


(FTIR), 1 mg serbuk Azolla dicampur dengan 200 mg tanah kering oven

(BTKO) (di 105-1100 C) kemudian Campuran ditekan menjadi pelet dan

direkam menggunakan Nicolet 380 spektrofotometer (Thermo Fisher

Scientific, USA )

4. Kandungan Hara N Total (Khjeldal) ,P (HCl 25%) dan ,K (HCl 25%)

5. Kandungan Pb tanaman dengan destruksi basah


95

Gambar 15. Kolam Azolla

Pelaksanaan Penelitian

Pelaksanaan penelitian di bagi kepada 2 tahap :

1. Masa Inkubasi untuk melihat potensi biochar dan Azolla dalam mereduksi Pb

tersedia pada tanah dan air tercemar

2. Masa penanaman padi untuk melihat pertumbuhan dan konsentrasi Pb pada

tanaman padi hingga akhir fase vegetatif.

Tahap I (Uji Masa inkubasi)

Ember yang yang telah di isi dengan tanah sawah tercemar diberikan biochar

sebanyak 3% karbon tanah (Park, 2011) diinkubasi selama 2 minggu dan ketinggian

dipertahankan untuk membentuk lapisan reduksi pada tanah sehingga menyerupai

keadaan di lapangan dengan menambahkan aquadest, setelah 2 minggu kemudian dan

diaduk hingga rata, setiap ember memiliki batang pengaduk yang tersendiri

kemudian diberi azolla sebanyak 30 gr , dengan jenis sesuai dengan perlakuan dan


96

dibiakkan selama 1 minggu sehingga menutupi permukaan tanah pada ember,

setelah satu minggu, diaduk kembali dengan membenamankan azolla yang tumbuh,

dan azolla yang tidak terbenam dibiarkan tumbuh dan diinkubasi selama satu minggu

lagi dan diambil sampel untuk dianalisis minggu I dan ke II pembenaman,

Parameter yang diamati setelah inkubasi adalah :

1. pH tanah dengan metode Gravimetri

2. Total Carbon tanah Metode Spectrofotometri

3. N Total tanah (Metode Kjeldhal)

4. P tersedia (Bray 2)

5. K (Metode Ekstraksi NH4OAc)

6. KTK (Metode Ekstraksi NH4OAc, pH 7)

7. Kejenuhan Basa (%)

8. C/N Tanah dengan membandingkan Total karbon tanah dan N tanah

9. Total Respirasi ( Metode Basalt Respiration)

10. Pb tanah Total (Destruksi basah dengan HNO3, HClO4, 1:2)

11. Pb larutan (Destruksi HCl 0,1 N)

12. Fraksionasi Pb (Park, 2011)

Tabel 22. Fraksionasi Pb

No. Fraksionation Reagent Shaking time

1. Mudah dipertukarkan 1 M MgCl2 (pH 7) 1 jam suhu 250C

2. Terikat Karbonat 1 M CH3COOH (pH 5) 5 jam suhu 25 0C

3. Terikat bahan organik 30%H2O2 2 jam,suhu 850C/

Diikuti 20%HNO3 3 jam suhu 850C


97

Tahap II

Penanaman padi untuk melihat pertumbuhannya di air dan tanah tercemar

Benih direndam dengan air bersih dan diaduk, lalu direndam selama 24 jam

setelah gabah yang terapung dibuang. Setelah itu benih diinkubasikan selama 36 jam

untuk mematahkan priode dormansi benih . Kemudian 3 benih padi ditaburkan di

atas tanah dalam polybag, setelah tanaman berumur 1 minggu, tinggian air

dipertahankan 2 cm hingga akhir vegetatif dengan menambahkan air irigasi yang

sama seperti dilapangan (air tercemar Pb), azolla yang tidak terbenam dibiarkan

tumbuh, tanpa aplikasi pupuk sintetik dan pestisida, pengendalian hama dilakukan

dengan cara manual hingga tanaman berumur 50 hari dan di panen.

Parameter tanaman

1. Tinggi Tanaman saat panen (cm)

2. Jumlah Anakan saat panen

3. Bobot Tajuk (gr)

4. Bobot Akar (gr)

5. Serapan N, P, K (Destruksi basah) (mg/Tanaman)

6. Kandungan Pb Akar (Destruksi basah dengan AAS) (ppm)

7. Kandungan Pb Tajuk (Destruksi basah dengan AAS) (ppm)


98


Masa 2 minggu Inkubasi

1. Perubahan pH tanah akibat aplikasi biochar dan azolla pada tanah dan air

tercemar

Berdasarkan analisis data yang dilakukan (Lampiran 1) dapat diketahui bahwa

aplikasi biochar dan azolla sangat nyata meningkatkan pH tanah. Dari Tabel 23,

dilihat bahwa aplikasi biochar meningkatkan pH tanah tercemar secara sangat,

dengan pH tertinggi adalah pada peralakuan B1 (biochar jerami padi) dengan nilai

pH 8,69 dan terendah pada perlakuan kontrol (B0) senilai 6,66 dan aplikasi biochar

jerami padi (B2) tidak berbeda nyata dengan kontrol dengan nilai pH 6,75

Berdasarkan Tabel 23, aplikasi azolla memberikan pengaruh yang tidak nyata

dalam menurunkan pH tanah tercemar, dengan nilai pH tertinggi pada perlakuan

aplikasi Azolla pinnata senilai 7,67 dan terendah pada (Azolla micropylla) senilai

7,51 .

Tabel 23. Pengaruh biochar dan azolla pada nilai pH Tanah pada tanah dan air

tercemar

Pb

Perlakuan A0

(Tanpa Azolla)

A1

(A.pinnata)

A2

(A.microphylla) Rataan

B0 (Tanpa Biochar) 6,70 6,69 6,59 6,66A

B1 (Biochar Jerami) 8,53 8,98 8,57 8,69B

B2 (Biochar Sekam) 6,72 6,78 6,74 6,75A

B3 (Biochar Serabut

Kelapa) 7,76 7,99 7,89 7,88B

B4 (Biochar TKKS) 8,12 7,93 7,78 7,95B

Rataan 7,57 7,67 7,51 7,59

Ket : Angka yang diikuti huruf kecil berbeda nyata pada taraf taraf 5% dan huruf

besar berbeda sangat nyata pada taraf 1% menurut uji Duncan (DMRT)

98


99

Interaksi antara biochar dan azolla tidak memberikan pengaruh yang nyata

pada perubahan pH tanah. Nilai pH interaksi tertinggi pada perlakuan pemberian

biochar jerami dan Azolla microphylla (B1A2) senilai 8,57 dan terendah pada biochar

sekam padi dan Azolla microphylla (B2A2) senilai 6,74

Meningkatnya pH melalui aplikasi biochar adalah karena biochar memiliki

reaksi basa yaitu adanya kandungan abu dan sebagian besar biochar adalah bahan

alkali dan memiliki efek pengapuran, dan tingginya bahan alkali pada biochar

disebabkan banyak kation kation (Sheng et al.2005; Wu et al. 2012) sehingga

kejenuhan basa menjadi tinggi dan meningkatkan pH, jika komponen basa bertambah

(seperti CaCO3), ion H+ akan dinetralkan. Dengan penambahan basa yang

berketerusan akan menjadi bufer pada hydrolisis Al3+ yang banyak melepaskan H+

dan akhirnya pH tanah tidak meningkat sampai pada batas yang sesuai pada

penambahan komponen basa pada biochar yang akan mengurangi kelarutan Al3+,

akhirnya Al(OH)3 akan mengendap pada pH 6,5 jumlah kelarutan Al 3+ akan

berkurang dan pH tanah akan meningkat (Plaster, 2004).

2. Potensi biochar dan azolla pada nilai total Karbon Organik Tanah

Aplikasi biochar dan azolla secara umum memberikan pengaruh yang sangat

nyata pada perubahan total karbon organik tanah (Lampiran. 2). Pada Tabel 24 dapat

dilihat bahwa pemberian biochar memberikan peningkatan kandungan organik tanah

dibandingkan tanpa pemberian biochar, dengan kandungan karbon tertinggi pada

perlakuan biochar sekam padi senilai 3,4 %. Pemberian azolla meningkatkan


100

kandungan C organik tanah dibandingkan dengan kontrol dengan kandungan tertinggi

pada perlakuan Azolla microphylla sebesar 2,8 %.

Interaksi biochar dan azolla memberikan pengaruh yang sangat nyata pada

perubahan total karbon organik tanah, dengan nilai total karbon tanah tertinggi pada

perlakuan sekam padi dan Azolla microphylla (B2A2) dengan nilai karbon organik

4,9 % dan nilai terendah senilai 1,8 % pada perlakuan Biochar jerami dan Azolla

microphylla (B3A2) yang tidak berbeda nyata dengan kontrol sebesar 1,7%.

Tabel 24. Pengaruh biochar dan azolla pada nilai Total C organik Tanah (%)

Perlakuan A0

(Tanpa Azolla)

A1

(A.pinnata)

A2


B0 (Tanpa Biochar) 1,7A 2,6B 3,0B 2,5

B1 (Biochar Jerami) 1,6A 2,4A 2,7B 2,2

B2 (Biochar Sekam Padi) 3,0B 2,4A 4,9C 3,4

B3 (Biochar Serabut

kelapa) 2,1A 2,8B 1,8A 2,2

B4 (Biochar TKKS) 2,3A 2,8B 1,7A 2,3

Rataan 2,1 2,6 2,8 2,5



Pemberian biochar dan azolla pada penelitian ini sangat nyata meningkatkan

kandungan organik tanah, hal ini disebabkan karena penambahan biochar hingga

sebanyak 3% berat tanah sangat sesuai untuk menambah dan mempertahan karbon

tanah apalagi bila aplikasi dikaitkan dengan remediasi tanah tercemar (Park, 2011),

demikian juga dengan azolla, biomassa azolla yang memiliki kemampuan menganda

3- kali lipat dalam seminggu mampu menyumbang karbon yang tinggi bagi tanah,

tetapi pada penelitian ini Azolla microphylla memiliki interaksi yang baik dengan

biochar sekam padi, karena pH pada b iochar lainnya sangat tinggi sehingga tidak

sesuai dengan pertumbuhannya dan akhirnya mengalami kematian dan Azolla


101

microphylla memiliki adaptasi dan duplikasi yang tinggi berbeda dengan Azolla

pinnata yang memiliki adaptasi yang rendah ( Arora and Singh 2002; Hidayat et al.

2017).

Potensi Biochar dan Azolla pada nilai N total tanah

Aplikasi biochar dan azolla memberikan pengaruh sangat nyata pada

perubahan N

total tanah (Lampiran 3). Pada Tabel 25, dapat dilihat bahwa aplikasi biochar

berpengaruh nyata pada perubahan N total tanah, dengan nilai N tertinggi pada

aplikasi biochar sekam padi (B2) senilai 0,23% dan terendah pada perlakuan kontrol

dan jerami sebesar 0,14%.

Tabel 25. Pengaruh biochar dan azolla pada nilai N total tanah (%)

Perlakuan A0

(Tanpa Azolla)

A1

(A. Pinnata)

A2


B0 (Tanpa Biochar) 0,13 0,14 0,16 0,14a

B1 (Biochar Jerami) 0,16 0,12 0,17 0,15a

B2 (Biochar Sekam) 0,15 0,20 0,34 0,23b

B3 (Biochar Serabut

Kelapa) 0,14 0,16 0,19 0,16a

B4 (Biochar TKKS) 0,14 0,21 0,21 0,19a

Rataan 0,15A 0,17A 0,21B 0,18



Aplikasi azolla memberikan pengaruh nyata pada perubahan nilai N total

Tanah, dengan nilai N tertinggi pada perlakuan tertinggi pada perlakuan A2 (Azolla

microphylla) senilai 0,21% dan terendah pada A0 (kontrol) senilai 0,15%.

Interaksi antara biochar dan azolla tidak nyata meningkatkan perubahan N

total tanah dengan nilai teringgi pada perlakuan Biochar sekam padi dan Azolla


102

microphylla )B2A2( senilai 0,34 % dan terendah pada perlakuan B1A1 senilai

0,12%.

Biochar merupakan bahan organik yang memiliki kemampuan dalam

menjerap amonium yang tersedia hasil dari dekomposisi bahan organik , bukan hanya

itu tetapi dapat memanipulasi keberadaan N di dalam tanah sehingga lebih bertahan

dengan peningkatan kapasitas tukar kation (Clough and Condron, 2010 ). Azolla

merupakan tumbuhan pakuan yang dikenal sebagai pensuplay hara Nitrogen dengan

adanya simbiosis dengan Anabaena azolla, yang mampu menfiksasi N di udara

menjadi N tersedia bagi tanaman dalam bentuk amonium setelah terjadi proses

dekomposisi dengan suplay mencapai 240 kg/ ha ( Reddy et al. 2002) dan Azolla

microphylla memiliki daya adaptasi yang tinggi dari pada Azolla pinnata sehingga

mampu berkembang dan menduplikatkan diri dan menghasilkan bahan organik dan

nitrogen yang lebih banyak (Arora and Singh, 2002; Arora et al. 2005).

3. Potensi biochar dan azolla pada nilai P tersedia tanah (ppm)

Secara umum aplikasi biochar berpengaruh sangat nyata pada perubahan P

tersedia

Tanah pada (lampiran 4). Pada Tabel 26 dapat dilihat bahwa, aplikasi biochar

berpengaruh sangat nyata pada peningkatan P tersedia tanah, dengan nilai P tersedia

tertinggi pada perlakuan B2 (Sekam padi) senilai 32,17 ppm dan nilai terendah pada

perlakuan kontrol (B0) senilai 23,07 ppm dan tidak berbeda nyata dengan perlakuan

biochar lainnya. Hal ini disebabkan kemampuan biochar sekam padi yang kaya akan


103

asam organik dapat dilihat pada analisis FTIR (Lampiran 50) yang akan melepaskan

P terikat oleh Ca dan Pb dalam kondisi basa.

Tabel 26. Pengaruh biochar dan azolla pada nilai P tersedia tanah (ppm)

Perlakuan A0

(Tanpa Azolla)

A1

(A. pinnata)

A2

(A. microphylla) Rataan

B0(Tanpa Biochar) 25,35 17,83 26,02 23,07A

B1(Biochar Jerami) 27,02 25,35 21,54 24,64A

B2 (Biochar Sekam) 31,11 31,04 34,37 32,17B

B3 (Biochar Serabut

Kelapa) 24,17 24,46 27,25 25,29A

B4 (Biochar TKKS) 24,70 26,54 31,88 27,71A

Rataan 26,47 25,04 28,21 26,57



Aplikasi azolla tidak nyata mempengaruhi perubahan nilai P tersedia tanah,

pada tabel 26 dilihat bahwa nilai tertinggi P tersedia tanah pada perlakuan A2 (

Azolla microphylla) senilai 28,21 ppm dan terendah pada perlakuan A1 (Azolla

pinnata) senilai 25,04 ppm.

Interaksi biochar dan azolla tidak menunjukkan pengaruh yang nyata pada

peningkatan P tersedia tanah (lampiran 4), pada Tabel 23 dilihat bahwa nilai P

tersedia tertinggi pada perlakuan biochar sekam padi dan Azolla mycrophylaa B2A2

senilai 24,4 ppm dan terendah pada perlakuan B1A2 senilai 11,5 ppm.

Meningkatnya ketersedian P pada penambahan biochar sangat tergantung

pada jenis biomassa biochar dan suhu saat proses pirolisis, pada temperatur rendah

(300 0C-400 0C ketersedian P jauh lebih tinggi dari pada suhu yang tinggi ( 500 0C-

600 0C ), peningkatan pH juga mempengaruhi ketersedian P (Zheng et al. 2013).


104

Azolla merupakan tumbuhan yang sangat membutuhkan P untuk metabolisme

pertumbuhannya seiring dengan peningkatan biomassanya, semakin tinggi percepatan

duplikasi biomassa semakin besar P yang dibutuhkan sehingga dapat menjadi faktor

pembatas pertumbuhan azolla ( Reddy and De Busk, 1984).

4. Potensi biochar dan azolla pada nilai K tukar tanah (me/ 100 g)

Secara umum aplikasi biochar dan azolla memberikan pengaruh nyata pada

perubahan K tukar tanah (Lampiran 5). Pada Tabel 27 dapat dilihat bahwa aplikasi

biochar memberikan pengaruh yang nyata pada peningkatan K tukar tanah, dengan

nilai tertinggi pada perlakuan biochar sekam padi (B2) senilai 3,00 me/100 g dan

terendah pada perlakuan kontrol senilai 1,58 me/ 100 g.

Aplikasi azolla memberikan pengaruh sangat nyata pada perubahan K tukar

tanah, dengan nilai tertinggi pada pemberian Azolla microphylla dengan nilai rataan

2,30 me/100 g dan terendah pada perlakuan kontrol senilai 1,79 me/ 100 g.

Interaksi antara biochar dan azolla tidak menunjukan pengaruh yang nyata pada

perubahan K tukar tanah ( Lampiran 6), pada Tabel 27 dapat dilihat bahwa nilai

tertinggi interaksi pada perlakuan biochar sekam padi dan Azolla microphylla

(B2A2) senilai 2,76 me/ 100g dan terendah pada perlakuan biochar serabut kelapa

dan Azolla microphylla (B1A1) senilai 1,75 me/ 100g.

Biochar pada umumnya memiliki kandungan kalium yang tinggi, dan

ketersediaanya tergantung pada proses pirolisisnya, pada proses pirolisis suhu yang

tinggi (5000C- 6000C), ketersedian kalium jauh lebih tinggi dibandingkan pada

proses suhu yang rendah (Zheng et al. 2013).


105

Tabel 27. Pengaruh biochar dan azolla pada nilai K tukar tanah (me/ 100g)

Perlakuan A0

(Tanpa Azolla)

A1

(A.pinnata)

A2


B0

(Tanpa Biochar) 0,94 1,53 2,27 1,58A

B1 (Biochar Jerami) 1,50 1,75 2,09 1,78A

B2 (Biochar Sekam) 2,86 3,39 2,76 3,00B

B3 (Biochar Serabut

Kelapa) 1,59 2,25 2,09 1,98A

B4 (Biochar TKKS) 2,03 2,03 2,30 2,12A

Rataan 1,79a 2,19a 2,30b 2,09



Zheng et al (2013) melaporkan bahwa ketersedian K akan meningkat dengan

meningkatnya suhu pirolisis dan sebaliknya ketersedian N dan P akan berkurang

seiring dengan peningkatan suhu, dan tanda kosong kelapa sawit ( B4) di produksi

dengan suhu antara 5000C – 6000C sehinga menghasilkan nilai kalium yang tinggi.

5. Potensi biochar dan azolla pada nilai Kapasitas Tukar Kation (KTK) tanah

(me/ 100 g)

Aplikasi biochar dan azolla secara umum memberikan pengaruh sangat nyata

pada perubahan nilai Kapasitas Kukar Kation (KTK) ( Lampiran 6). Pada Lampiran 6

dapat dilihat bahwa pemberian biochar dapat meningkatkan nilai KTK dengan sangat

nyata, dengan nilai KTK tertinggi pada perlakuan sekam padi (B2) sebesar 27,74 me/

100g, dan terendah pada perlakuan kontrol senilai 20,17 me/ 100g dan tidak berbeda

nyata dengan perlakuan biochar lainnya.


106

Applikasi azolla meningkatkan secara sangat nyata nilai KTK tanah tercemar

(Lampiran 6), dengan nilai KTK tertinggi pada perlakuan Azolla microphylla (A2)

senilai 25,92 me/ 100g dan terendah pada kontrol senilai 21, 26 me/ 100g dan tidak

berbeda nyata dengan aplikasi Azolla pinnata ( A1).

Tabel 28. Pengaruh biochar dan azolla pada nilai KTK tanah (me/ 100g)

Perlakuan A0

(Tanpa Azolla)

A1

(A.pinnata)

A2


B0 (Tanpa Biochar) 17,03A 21,21AB 22,27AB 20,17

B1 (Biochar Jerami) 22,94AB 20,97AB 20,73AB 21,55

B2 (Biochar Sekam) 23,42B 24,12B 35,67C 27,74

B3 (Biochar Serabut

Kelapa) 22,43AB 20,85AB 23,21B 22,16

B4 (Biochar TKKS) 20,46AB 21,59AB 27,73B 23,26

Rataan 21,26 21,75 25,92 22,98



Interaksi biochar dan azolla memberikan pengaruh sangat nyata pada

perubahan nilai kapasitas tukar kation (Lampiran 6), pada Tabel 28 dapat dilihat

bahwa nilai KTK interaksi tertinggi pada Aplikasi Biochar sekam dan Azolla

microphylla (B2A2) senilai 35,67 me/100g berbeda nyata dengan kontrol (17,03)

dan terendah pada Bbochar Jerami dan Azolla microphylla ( B1A2) senilai 20,73

me/100g dan tidak berbeda nyata dengan kontrol.

Penelitian tentang peningkatan KTK dengan penambahan biochar sudah

banyak dilakukan (Mbagwu and Piccolo, 1997; Glasser et al. 2002; Liang et al. 2005)

bahkan bisa meningkat hingga 50% (Tryon 1948; Mbagwu and Piccolo 1997), hal ini

berhubungan dengan peningkatan luas permukaan dari biochar yang bergugus

aromatik dan berpori, sehingga mempercepat proses oksidasi pada permukaan


107

biochar dan berkorelasi positif dengan bahan organik, dengan bahan menghasilkan

anion bergugus karboksilat dan juga terjadi peningkatan aktfititas mikroba dan

menghasilkan asam asam organik (Liang et al. 2005).

Azolla merupakan tumbuhan pakuan yang dapat digunakan sebagai

biofertilizer pada tanaman padi, azolla cepat terdekomposisi dan menghasilkan

sejumlah bahan organik tanah dan dengan meningkatnya kandungan bahan organik

akan meningkatkan kapasitas tukar kation pada tanah dan juga hara tanaman (Bocchi

and Malgioglio, 2010).

6. Potensi biochar dan azolla pada nilai kejenuhan basa (%)

Aplikasi biochar dan azolla secara umum memberikan pengaruh yang nyata pada

perubahan persentase kejenuhan basa (Lampiran 7). Pada Tabel 29 dapat dilihat

bahwa pemberian biochar cenderung menurunkan persentase kejenuhan basa tukar

walaupun secara statitik tidak berbeda nyata, dengan persentase kejenuhan basa

tertinggi pada perlakuan kontrol(B0) senilai 44,88% dan terendah pada biochar

sekam padi serabut kelapa (B2) senilai 39,22%.

Berdasarkan Tabel 29 dapat dilihat bahwa pemberian azolla memberikan

pengaruh tidak nyata pada perubahan persentase kejenuhan basa dengan nilai

tertinggi pada perlakuan Azolla pinnata (A1) senilai 43,76% dan terendah perlakuan

Azolla microphylla (A2) senilai 40,68%.

Interaksi biochar dan azolla menunjukkan pengaruh yang sangat nyata pada

perubahan persentase kejenuhan basa tanah tercemar ( Tabel 29), dengan nilai


108

persentase kejenuhan basa tertinggi pada perlakuan biochar jerami padi dan Azolla

pinnata (B1A2) senilai 47,09,0% dan terendah pada perlakuan biochar sekam padi

dan Azolla microphylla (B2A2) senilai 31,31%

Tabel 29. Pengaruh biochar dan azolla pada nilai Kejenuhan Basa tanah (%)

Perlakuan A0

(Tanpa Azolla)

A1

(A.pinnata)

A2


B0

(Tanpa Biochar) 42,48B 43,89B 48,25B 44,88

B1 (Biochar Jerami) 41,06B 45,63B 47,09B 44,59

B2 (Biochar Sekam) 42,92B 43,43B 31,31A 39,22

B3 (Biochar Serabut

Kelapa) 37,77A 44,28B 40,70AB 40,92

B4 (Biochar TKKS) 40,92AB 41,56B 36,03A 39,50

Rataan 41,03 43,76 40,68 41,82



Pemberian biochar pada Tabel 29 sepertinya menurunkan kejenuhan basa

pada tanah tercemar Pb, hal ini berhubungan dengan dengan meningkatnya kapasitas

tukar kation pada tanah akibat pemberian biochar dan azolla tetapi tidak

meningkatkan jumlah kation tukar seperti Ca2+, Mg 2+pada permukaan sehingga

memperkecil nilai kejenuhan basa.

Biochar merupakan biomassa yang mengalami peroses firolisis dengan/ tanpa

menggunakan oksigen, kualitas biochar termasuk basa basa tukarnya tergantung pada

jenis bahannya, pada proses firolisis terjadi pemadatan unsur karbon dengan

hilangnya air dan unsur volatile sehingga menyembulkan unsur yang tidak dapat

menguap di permukaan biochar (dapat dilihat pada analisis EDAX) dan terikat secara


109

electrostatic dan dapat melepaskan diri bila teroksidasi atau masuknya molekul air

dan mempengaruhi pH permukaan biochar ((Liang et al. 2005).

Azolla merupakan tumbuhan pakuan yang kaya akan hara termasuk kation

kation basa (dapat dilihat pada analisis EDAX), sehingga dekomposisi azolla akan

menyumbangkan sejumlah besar hara Na+, K,+ Ca2+ dan Mg2+ pada komplek koloid

tanah dan menyumbang sejumlah besar asam asam organik yang meningkatkan KTK

tanah sehingga merupakan biofertilzer yang sangat baik bagi tanaman padi sawah

(Kannaiyan et al. 1982)

7. Potensi Biochar dan Azolla pada nilai rasio C/N tanah

Pemberian biochar dan azolla secara umum memberikan pengaruh yang nyata

pada perubahan rasio karbon dan Nitrogen tanah (C/N) ( Lampiran 8). Pada Tabel 30

dapat dilihat bahwa pemberian biochar cenderung menurunkan Ration C/N tanah

tercemar walaupun secara statistik tidak berbeda nyata, dengan Rasio C/N tertinggi

pada perlakuan kontrol sebesar 17,29% dan terkecil pada perlakuan biochar tandan

kosong kelapa sawit senilai 14,03 %.

Pada Tabel 30, dapat dilihat bahwa pemberian perubahan nilai C/N walaupun

secara statistik tidak berbeda nyata. Seperti pada pemberian Azolla pinnata

meningkatkan C/N tanah tercemar tetapi pada Azolla microphylla menurunkan

C/N tanah tercemar. Nilai C/N tertinggi pada perlakuan Azolla pinnata (A1) sebesar

17, 19 dan terendah pada pemberiaan Azolla microphylla senilai 14,08 walaupun

secara statistik tidak berbeda nyata.


110

Tabel 30. Pengaruh biochar dan azolla pada nilai rasio C/N di tanah tercemar

Perlakuan A0

(Tanpa Azolla)

A1

(A. pinnata)

A2


B0

(Tanpa Biochar) 13,11a 18,76ab 20,01b 17,29

B1 (Biochar Jerami) 10,20a 21,67b 16,17ab 16,01

B2 (Biochar Sekam) 19,30b 12,56a 14,61a 15,49

B3 (Biochar Serabut

Kelapa) 15,38a 17,29ab 9,74a 14,14

B4 (Biochar TKKS) 16,57a 15,68a 9,84a 14,03

Rataan 14,61 17,19 14,08 15,3

Pemberian biochar kedalam tanah adalah seperti pemberian sejumlah karbon

ke dalam tanah yang secara otomatis akan meningkatkan jumlah karbon organik

dalam tanah, tetapi penambahan nitrogen dalam tanah adalah tergantung kemampuan

biochar dalam menyerap Amonium/ Nitrat ataupun aktifitas mikroba alami yang

menfiksasi N dari udara (Kongthod et al. 2015). Dalam penelitian ini biochar sekam

padi memiliki kemampuan dalam menjerap N Amonium atau Nitrat baik dari hasil

aktiftas dekomposisi bahan organik atau hasil aktifitas mikroba alamai yang

menfiksasi N.

Interaksi biochar dan azolla pada Tabel 30, menunjukkan pengaruh yang

nyata pada perubahan nilai N/C tanah, dengan nilai C/N tanah tertinggi pada

perlakuan biochar serabut kelapa dan Azolla pinnata (B3A1) senilai 17,29 dan

terkecil pada perlakuan biochar serabut kelapa dengan Azolla microphylla senilai

9,74.

Ket : Angka yang diikuti huruf kecil berbeda nyata pada taraf taraf 5% dan huruf besar berbeda sangat nyata pada taraf 1% menurut uji Duncan (DMRT)


111

Biochar merupakan bahan yang kaya akan karbon negatif tetapi sedikit

kandungan Nitrogen karena pada proses pirolisis unsur hara N yang mudah menguap

akan hilang, kecuali pada alat firolisis yang sempurna kondensasinya untuk

mengembalikan N dan unsur volatile lainnya dalam bentuk cair, sehingga bila

kandungan C yang tinggi di bagi dengan unsur N yang sedikit akan menghasilkan

nilai rasio C/N yang besar, tetapi nilai C/N pada biochar bukan menunjukkan proses

dekomposisi tetapi karena biochar dibuat sebagai simpanan karbon, maka nilai C/N

pada biochar menunjukkan besar Nitrogen dalam bentuk amoium atau nitrat yang

dapat dijebak dan diserap pada permukaan biochar yang porous (Clough and

Condron, 2010).

Clough and Condron, (2010) juga mengemukakan bahwa penambahan

biochar ke dalam tanah berpotensi tidak hanya untuk mempengaruhi siklus C tetapi

juga transformasi Nitrogen, diantaranya ; (i) untuk mempertahankan N di dalam

tanah dengan meningkatkan amonia (NH3) dan amonium (NH4 +) retensi, (ii) untuk

mengurangi nitrous oxide (N2O) dan pelindian nitrat (NO3-) fluks, dan (iii)

meningkatkan kestabilan biologis dan manfaat mengembangkan komunitas mikroba

tanah.

Azolla yang terdekomposisi kaya akan nitogen dalam bentuk Amonium

(NH4+), biochar dengan bantuan asam organik yang pada permukaan biochar akan

mengikat Amonium dan menyimpannya bahkan akan tersemat pada pori pori biochar

dan dapat dikeluarkan secara berlahan lahan (Clough and Condron, 2010).


112

8. Potensi Biochar dan Azolla pada nilai total respirasi (mg CO2/ 100 g tanah)

Aplikasi biochar dan azolla secara umum memberikan pengaruh yang sangat

nyata pada perubahan nilai total respirasi tanah ( Lampiran 9). Pemberian biochar

pada Tabel 31 menunjukkan hasil yang nyata pada perubahan nilai total respirasi

tanah tercemar, dengan nilai tertinggi pada perlakuan biochar sekam padi (B2) senilai

5,43 mg/ 100 g tanah dan terendah pada perlakuan biochar tandan kosong kelapa

sawit (B4) senilai 3,27 mg/ 100 g tanah.

Tabel 31. Pengaruh aplikasi biochar dan azolla pada perubahan nilai respirasi tanah

dan air tercemar Pb

Perlakuan A0

(Tanpa Azolla)

A1

(A.pinnata)

A2


B0 (Tanpa Biochar) 1,65 2,77 5,64 3,35a

B1 (Biochar Jerami) 2,68 3,21 4,95 3,61a

B2 (Biochar Sekam) 4,31 3,75 8,24 5,43b

B3 (Biochar Serabut

Kelapa) 3,35 3,13 3,80 3,43a

B4 (Biochar TKKS) 2,55 4,33 2,93 3,27a

Rataan 2,91A 3,44AB 5,11B 3,82



Pemberian azolla pada Tabel 31 menunjukan pengaruh yang sangat nyata

pada perubahan nilai respirasi tanah dan air tercemar Pb, dengan nilai tertinggi

terdapat pada perlakuan Azolla microphylla senilai 5,11 mg/ 100 g tanah dan nilai

terendah pada perlakuan kontrol senilai 2,91 mg/100g tanah .

Pada Tabel 31 juga dapat kita lihat bahwa interaksi biochar dan azolla belum

memberikan pengaruh yang nyata pada perubahan nilai respirasi tanah dengan nilai

interaksi tertinggi pada perlakuan B2A2 yaitu pemberian biochar sekam padi dan


113

Azolla microphylla senilai 8,24 mg 100 g tanah dan terendah pada kontrol dengan

nilai 2,93 mg/ 100 g tanah

Biochar merupakan rumah yang terbaik bagi mikroba tanah karena memiliki

struktur yang porous dan juga relative kaya akan hara dan stabil akan proses

degadasi. (Ladygina and Francois, 2013). Porositas dari biochar dan kandungan hara

sangat tergantung pada jenis biomassa asalnya dan proses pirolisisnya, pada proses

pirolisis yang tinggi > 6000C menghasil luas permukaan yang tinggi, hingga ratusan

m2/ g (Warnock et al. 2007) sehingga mempunyai kemampuan dalam meretensi air

yang tinggi dan mengundang sejumlah mikroba, jamur merupakan mikroba yang

banyak menjadikan biochar sebagai habitatnya karena memiliki range pH yang lebih

toleran dibandingkan bakteri (Ladygina and Francois, 2013)

Azolla yang dibenamkan akan mengalami proses dekomposisi dengan

bantuan sejumlah mikroba yang heterotrop, terdapat hubungan yang berkorelasi

positif antara jumlah mikroba dan dengan banyak jumlah biomassa azolla

(Dommergues and Diem, 1982).

9. Potensi Biochar dan Azolla pada nilai Pb Total tanah (ppm)

Aplikasi biochar dan azolla secara umum memberikan pengaruh tidak nyata

pada perubahan nilai Pb Total tanah ( Lampiran 10). Pada Tabel 32, dapat dilihat

bahwa aplikasi biochar memberikan pengaruh tidak nyata pada perubahan nilai Pb

total tanah, nilai Pb total yang tertinggi pada aplikasi biochar tandan kosong kelapa

sawit (B4) senilai 95,25 ppm dan terendah pada biochar sekam padi (B2) senilai

91,34 ppm.


114

Aplikasi azolla tidak memberikan pengaruh nyata pada perubahan Pb total

tanah (Lampiran 10), dengan nilai tertinggi pada aplikasi Azolla pinnata (A1) senilai

95,83 ppm dan terendah pada aplikasi Azolla microphylla (A2) senilai 88,79 ppm.

Tabel 32. Pengaruh Biochar dan Azolla pada nilai Pb total tanah tercemar Pb (ppm)

Perlakuan A0

(Tanpa Azolla)

A1

(A. pinnata)

A2


B0 (Tanpa Biochar) 98,55 94,56 84,52 92,54

B1 (Biochar Jerami) 90,99 95,95 91,75 92,90

B2 (Biochar Sekam) 90,59 96,56 86,88 91,34

B3 (Biochar Serabut

Kelapa) 95,08 93,21 89,05 92,45

B4 (Biochar TKKS) 95,11 98,88 91,77 95,25

Rataan 94,06 95,83 88,79 92,90



Interaksi biochar dan azolla memberikan pengaruh yang tidak nyata pada

perubahan nilai Pb total tanah (Lampiran 10), berdasarkan Tabel 32 dapat dilihat nilai

tertinggi untuk interaksi ada pada perlakuan biochar tandan kosong dan Azolla

pinnata (B4A1) senilai 98,88 ppm dan terendah pada perlakuan biochar sekam padi

dan Azolla microphylla (B2A2) 86,88 ppm.

Peningkatan Pb pada tanah disebabkan karena besarnya pemanfaatan Pb pada

kehidupan manusia kemudian menghasilkan limbah dan terangkut serta

terakumulasi dalam tanah dan juga akibat peningkatan aktifitas industri yang

menggunakan timbal sebagai bahan penolong (Darmono, 1995).

Azolla merupakan tumbuhan hiperakumulator yang memiliki nilai

bioakumulasi dan biokonsentrasi yang cukup tinggi dibandingkan dengan kiambang

dan enceng gondok, yaitu sebesar 18.139. Nilai bioakumulasi adalah kemampuan


115

azolla dalam mengakumulasi sejumlah logam berat dari air kejaringan akar dan nilai

biokonsentrasi adalah kemampuan azolla dalam mengkonsentrasikan logam berat

pada bagian tubuh yang lain, dan ini membuktikan bahwa azolla memiliki

kemampuan menyerap Pb 18 kali lebih tinggi dari pada yang ada di larutan (Hidayat,

2011b). Azolla yang menyerap Pb bila mengalami dekomposisi akan

mempertahankan Pb dalam ikatan organometalik dan menjadi tidak tersedia bagi

tanaman ( Abror et al. 2012).

10. Potensi Biochar dan Azolla pada nilai Pb terlarut pada tanah dan air

tercemar Pb (ppm)


pada perubahan Pb terlarut pada tanah ( Lampiran 11). Pada Tabel 33, dapat dilihat

bahwa aplikasi biochar memberikan pengaruh sangat nyata dalam menurunkan Pb

terlarut, dengan nilai Pb tersedia yang tertinggi pada aplikasi kontrol (B0) senilai

16,32 ppm dan terendah pada biochar sekam (B2) padi senilai 12,70 ppm.

Aplikasi azolla memberikan pengaruh sangat nyata pada penurunan Pb

terlarut (Lampiran 11), dengan nilai tertinggi pada tanpa aplikasi azolla (A0) senilai

17,96 ppm dan terendah pada aplikasi Azolla microphylla (A2) senilai 12,31 ppm.


perubahan nilai Pb terlarut (Lampiran 11) dengan nilai tertinggi pada perlakuan B4A2

senilai 13,97 ppm dan terendah pada perlakuan B2A2 10,85 ppm.


116

Tabel 33. Pengaruh Biochar dan Azolla pada nilai Pb larutan tanah (ppm) pada tanah

dan air tercemar Pb

Perlakuan A0

(Tanpa Azolla)

A1

(A.pinnata)

A2


B0 (Tanpa Biochar) 20,76 16,37 11,82 16,32B

B1 (Biochar Jerami) 17,74 12,13 12,46 14,11AB

B2 (Biochar Sekam) 15,28 11,98 10,85 12,70A

B3 (Biochar Serabut

Kelapa) 17,26 11,40 12,44 13,70A

B4 (Biochar TKKS) 18,76 11,95 13,97 14,89AB

Rataan 17,96B 12,77A 12,31A 14,34



Biochar seperti bahan organik memiliki muatan variable, Fungsional group

dari bahan organik dapat bermuatan positif atau negative tergantung pada pH larutan,

oleh karena itu kemampuan menjerap kation juga berubah tergantung pada muatan

pada kompleks tanah (Havlin et al. 2005). Sumarwoto (2004) melaporkan bahwa

pengapuran meningkatkan pH tanah dari 4.20- 5.99, meningkatkan ketersedia Ca dan

Mg, dan pemanfaatan biochar juga memiliki kesamaan dengan kapur kalsit, karena

biochar mempunyai pH antara 8,5 hingga 9 dengan kandungan basa yang tinggi

sehingga dapat digunakan untuk meningkatkan pH tanah masam. Tingginya pH pada

biochar memberikan pengaruh negatif pada pertumbuhan bakteri dan gulma.

Azolla memiliki kemampuan untuk menyerap 4.68% Pb, atau sebanyak 4680

ppm logam Pb dapat di serap oleh azolla (Hidayat,2011) kemampuan ini dikatakan

Cohen et al (2002). Karena adanya pektin berupa gugus heteropolisakarida dalam

jumlah besar pada dinding sel yang berperan sebagai fitokhelatin. Arora (2006),

menyatakan adanya sejumlah anion yang dihasilkan oleh gugus ini sehingga terdapat

sejumlah besar konsentrasi Pb dapat diserap (rhizofiltasi) dan membentuk mekanisme


117

detoksifikasi sehingga tidak merusak jaringan sel pada tanaman. Mekanisme

detoksifikasi dapat melalui kompleksasi atau transformasi, compartmentalisation

Intraselular seperti penyimpanan vakuola (Meharg, 2004).

11. Potensi Biochar dan Azolla pada perubahan Pb Tukar tanah (ppm) pada

tanah dan air tercemar Pb


pada perubahan Pb tukar tanah ( Lampiran 12). Pada Tabel 34, dapat dilihat bahwa

aplikasi biochar memberikan pengaruh sangat nyata pada peningkatan Pb tukar tanah,

nilai Pb tukar yang tertinggi pada aplikasi biochar sekam senilai 22,28 ppm dan

terendah pada biochar sekam jerami senilai 16,62 ppm.

Aplikasi azolla memberikan pengaruh sangat nyata pada perubahan Pb tukar

tanah (Lampiran 12), berdasarkan Tabel 34 dapat diketahui bahwa nilai tertinggi ada

pada perlakuan tanpa aplikasi Azolla microphylla (A2) senilai 20,32 ppm dan

terendah pada kontrol senilai 16,80 ppm.


perubahan nilai Pb tukar tanah (Lampiran 12), berdasarkan tabel 34 dapat dilihat

bahwa interaksi biochar dan azolla yang memiliki nilai yang tertinggi pada

perlakuan pemberian biochar sekam padi dan Azolla microphylla (B2A2) senilai

24,85 ppm dan terendah pada perlakuan biochar jerami padi dan Azolla pinnata

(B1A1) senilai 15,82 ppm.

Kemampuan biochar dan azolla dalam meningkatkan Pb tukanr tanah

disebabkan oleh keberadaan kation kation polivalen seperti Ca dan Mg dan sedikit

peran dari kation monovalen (Lu eat al. 2012). Beauchemin et al. 2013,


118

menyebutkan bahwa kation- kation tukar berperan dalam penyerapan Pb, seperti Ca,

pada penelitian dengan metode Bath Sorption dengan menggunakan biochar dari

kotoran burung dan pohon willow, menunjukkan bahwa pada perlakuan dengan

menggunakan biochar kotoran burung pada setiap penjerapan 1mmol.kg-1 Pb

melepaskan 17.8 mmol.kg-1 Ca dan pada willow 28.81 mmol.kg-1 Ca.

Tabel 34. Pengaruh biochar dan azolla pada nilai Pb tukar tanah (ppm) pada tanah

dan air tercemar Pb

Perlakuan

A0

(Tanpa

Azolla)

A1

(A.pinnata)

A2

(A.microphylla)

Rataan

B0

(Tanpa Biochar) 14,54 17,37 20,16 17,36A


B2 (Biochar Sekam) 19,16 22,83 24,85 22,28B

B3 (Biochar Serabut

Kelapa) 16,93 16,07 19,11 17,37A

B4 (Biochar TKKS) 17,20 22,54 19,58 19,78AB

Rataan 16,80A 18,93A 20,32B 18,68



12. Potensi biochar dan azolla pada nilai Pb terikat organik tanah (ppm) pada


Aplikasi Biochar dan Azolla secara umum memberikan pengaruh nyata pada

perubahan Pb terikat organik tanah ( Lampiran 13). Pada Tabel 35, dapat dilihat

bahwa aplikasi Biochar tidak memberikan pengaruh nyata pada perubahan Pb terikat

organik tanah, nilai Pb terikat organik yang tertinggi pada aplikasi biochar sekam

(B2) senilai 18,75 ppm dan terendah pada biochar jerami senilai 15,40 ppm.

Aplikasi azolla memberikan pengaruh sangat nyata pada perubahan Pb terikat

organik tanah (Lampiran 13), dengan nilai tertinggi pada aplikasi Azolla microphylla


119

senilai 19,36 ppm dan terendah pada aplikasi tanpa azolla senilai 15,91 ppm dan

tidak berbeda nyata dengan Azolla pinnata.


perubahan nilai Pb terikat organik tanah (Lampiran 13), pada Tabel 35 dilihat bahwa

nilai tertinggi pada perlakuan B2A2 senilai 22,15 ppm dan terendah pada perlakuan

B1A1 12,72ppm

Tabel 35. Pengaruh Biochar dan Azolla pada nilai Pb organik tanah (ppm) pada tanah

dan air tercemar Pb

Perlakuan A0

(Tanpa Azolla)

A1

(A.pinnata)

A2


B0

(Tanpa Biochar) 13,63 16,12 20,53 16,76

B1 (Biochar Jerami) 16,33 12,72 17,14 15,40

B2 (Biochar Sekam) 16,67 17,40 22,15 18,74

B3 (Biochar Serabut

Kelapa) 16,50 17,01 18,17 17,22

B4 (Biochar TKKS) 16,40 17,95 18,82 17,72

Rataan 15,91A 16,24A 19,36B 17,17



Azolla yang mengandung 18 jenis asam amino seperti; Trion , asam

glutamat, asam aspatat, Valin, Metionin, Isoleusin, Ferilalanin , Histidin , Serin,

Glycin , Sistein dll, yang mudah terdekomposisi dan menghasilkan kandungan asam

organik yang tinggi akan gugus fungsional amida dan kandungan karboksilat dapat

dilihat pada hasil FTIR ( Lampiran 50) dan berperan besar dalam mengkelat logam

logam berat dengan ikatan organometalik menjadinya stabil yang mengendap (

Hidayat dan Rusdi, 2012).


120

13. Potensi biochar dan azolla pada nilai Pb terikat karbonat di tanah (ppm)

pada tanah dan air tercemar Pb


pada perubahan Pb terikat karbonat ( Lampiran 14). Pada Tabel 36, dapat dilihat

bahwa aplikasi biochar memberikan pengaruh sangat nyata pada perubahan Pb

terikat karbonat tanah, nilai Pb yang tertinggi pada aplikasi biochar sekam (B2)

senilai 4,92 ppm dan terendah pada biochar serabut kelapa (B3) senilai 2,71 ppm.

Aplikasi azolla memberikan pengaruh sangat nyata pada perubahan Pb terikat

karbonat tanah (Lampiran 32), berdasarkan Tabel 36 dapat diketahui nilai tertinggi

pada aplikasi Azolla microphylla (A2) senilai 4,16 ppm dan terendah pada tanpa

aplikasi Azolla (A0) senilai 2,60 ppm.

Tabel 36. Pengaruh biochar dan azolla pada perubahan Pb terikat karbonat tanah

(ppm) pada tanah dan air tercemar Pb

Perlakuan A0

(Tanpa Azolla)

A1

(A.pinnata)

A2


B0 (Tanpa Biochar) 2,02A 2,57A 3,70A 2,76

B1 (Biochar Jerami) 2,74A 3,17A 2,52A 2,81

B2 (Biochar Sekam) 3,19A 3,63A 7,94B 4,92

B3 (Biochar Serabut

Kelapa) 2,43A 2,51A 3,21A 2,71

B4 (Biochar TKKS) 2,60A 2,38A 3,44A 2,81

Rataan 2,60 2,85 4,16 3,20



Interaksi biochar dan azolla memberikan pengaruh yang sangat nyata pada

perubahan nilai Pb terikat karbonat tanah (Lampiran 13) dengan nilai tertinggi pada

perlakuan biochar sekam padi dan Azolla microphylla (B2A2) senilai 7,94 ppm dan

terendah pada perlakuan B4A1 senai 2,38 ppm ppm.


121

Kandungan karbonat pada tanah sangat ditentukan oleh aktifitas mikroba

dalam tanah, biochar merupakan rumah yang terbaik bagi mikroba untuk beratifitas

sehingga hal ini sangat berkorelasi dengan total respirasi, berdasarkan analisis

korelasi yang dilakukan didapat hubungan korelasi senilai 0,8 yang menunjukkan

hubungan yang kuat antara kandungan karbonat dengan aktifitas mikroba dalam

tanah akibat pemberian biochar.

Uchimiya et al. (2010) melaporkan kelompok fungsional oksigen diketahui

menstabilkan logam berat di permukaan biochar, terutama untuk logam seperti Pb2+

dan Cu2+. Selain itu, Méndez et al. (2009) mengamati bahwa penyerapan Cu2+

berhubungan dengan kelompok permukaan teroksigenasi tinggi dan juga dengan

diameter pori rata-rata tinggi, kepadatan muatan superfisial yang tinggi dan

kandungan pertukaran H+ Mg 2+ dari biochar. Mungkin, mekanisme penyerapan

sangat bergantung pada jenis tanah dan kation-kationnya ada pada biochar dan tanah.

Beberapa senyawa lain yang ada di dalam abu, seperti karbonat, fosfat atau sulfat

juga dapat membantu menstabilkan logam berat dengan pengendapan senyawa ini

dengan polutan (Cao et al. 2009; Karimi et al.2011; Park et al. 2013).

Penanaman padi pada tanah dan air tercemar Pb di rumah kaca

1. Pengaruh pemberian biochar dan azolla pada pH tanah panen padi di

rumah kaca


pada perubahan pH tanah pada masa pertumbuhan vegetatif padi sawah di rumah

kaca (Lampiran 15). Pada Tabel 37, dapat dilihat bahwa aplikasi biochar

memberikan pengaruh sangat nyata pada perubahan pH tanah, nilai pH yang tertinggi


122

pada aplikasi biochar Jerami (B1) senilai 7,94 dan terendah pada Biochar sekam padi

(B2) senilai 6,61 ppm.

Tabel 37. Pengaruh biochar dan azolla pada nilai pH panen padi di rumah kaca pada


Perlakuan A0

(Tanpa Azolla)

A1

(A. pinnata)

A2


B0 (Tanpa Biochar) 6,83 7,15 6,97 6,99A

B1 (Biochar Jerami) 7,53 7,82 8,45 7,94B

B2 (Biochar Sekam) 6,85 6,77 6,20 6,61A

B3 (Biochar Serabut

Kelapa) 7,15 7,88 7,84 7,62B

B4 (Biochar TKKS) 7,46 8,32 7,67 7,82B

Rataan 7,16 7,48 7,54 7,39



Berdasarkan Tabel 37 dapat dilihat bahwa perlakuan kontrol memiliki pH

lebih tinggi dibandingkan dengan perlakuan biochar sekam, hal ini karena

penyiraman yang dilakukan bukan menggunakan air aquadest, tetapi limbah dengan

limbah yang sama dengan dilapangan yang memiliki pH yang tinggi (7,36) dan

kandungan Pb sebesar 31,00 ppm (Lampiran 52 ) Hal ini membuktikan bahwa

biochar yang diaplikasikan memberikan effect buffer terhadap perubahan pH, karena

biochar memiliki sifat amfoter seperti hal nya bahan organik, peningkatan pH pada

larutan akan dikuti peningkatan anion pada permukan biochar sehingga mampu

menjadi penyangga pada perubahan pH (Lu at al. 2012).

Aplikasi azolla memberikan pengaruh tidak nyata pada perubahan pH tanah

(Lampiran 15), dengan nilai tertinggi pada aplikasi Azolla microphylla (A2) senilai

7,54 dan terendah pada tanpa aplikasi Azolla pinnata (A0) senilai 7,16


123


perubahan nilai pH fase vegetatif di rumah kaca (Lampiran 14) dengan nilai pH

tertinggi pada perlakuan B1A1 senilai 8,45 dan terendah pada perlakuan B2A2 senilai

6,20.

2. Pengaruh pemberian biochar dan azolla pada tinggi padi di rumah kaca


pada tinggi padi pada masa pertumbuhan vegetatif di rumah kaca ( Lampiran 16).

Pada Tabel 38, dapat dilihat bahwa aplikasi biochar memberikan pengaruh sangat

nyata pada tinggi padi, nilai yang tertinggi pada aplikasi biochar sekam padi (B2)

senilai 108,20 cm tetapi tidak berbeda nyata dengan kontrol, dan terendah pada

biochar serabut kelapa (B1) senilai 40,74 cm.

Tabel 38. Pengaruh biochar dan azolla pada tinggi padi di rumah kaca (cm) pada


Perlakuan A0

(Tanpa Azolla)

A1

(A.pinnata)

A2


B0 (Tanpa Biochar) 92,93 92,50 98,17 94,53B


B2 (Biochar Sekam) 95,27 95,47 133,87 108,20B

B3 (Biochar Serabut

Kelapa) 67,20 57,93 65,23 63,46A

B4 (Biochar TKKS) 7,33 46,10 76,13 59,86A

Rataan 72,47a 65,17a 82,43b 73,36

Interaksi biochar dan azolla memberikan pengaruh yang tidak nyata pada fase

vegetatif di rumah kaca (Lampiran 15) dengan nilai tertinggi pada perlakuan biochar

Ket : Angka yang diikuti huruf kecil berbeda nyata pada taraf taraf 5% dan huruf besar berbeda

sangat nyata pada taraf 1% menurut uji Duncan (DMRT)


124

sekam padi dan Azolla microphylla (B2A2) senilai 133,87 cm dan terendah pada

perlakuan biochar jerami dan Azolla pinnata (B1A1) senilai 33,83 cm..

Pertumbuhan padi sangat ditentukan oleh pH tanah, hal ini berhubungan

ketersediaan hara terutama Nitrogen yang berhubungan dengan pertumbuhan

tanaman, pada perlakuan biochar jerami, serabut kelapa dan tandan kosong memiliki

pH yang tinggi, diatas 7,5 sehingga kurang sesuai untuk pertumbuhan padi sehingga

menghambat pertumbuhan tanaman karena ketersediaan hara berkurang, pH yang

sesuai dengan pertumbuhan padi berkisar antara 4-7 (Makarim, 2000).

3. Pengaruh pemberian biochar dan azolla pada jumlah anakan


pada jumlah padi pada fase pertumbuhan vegetatif di rumah kaca( Lampiran 17).

Pada Tabel 39, dapat dilihat bahwa aplikasi biochar mampu memberikan pengaruh

sangat nyata pada jumlah anakan padi, nilai jumlah anakan yang tertinggi pada

aplikasi biochar sekam padi (B2) senilai 32,67 dan terendah pada biochar jerami (B1)

senilai 2,67 cm. Dapat dilihat juga bahwa pemberian biochar sekam padi tidak

berbeda nyata dengan kontrol tetapi berbeda sangat nyata dengan biochar jerami padi,

serabut kelapa dan tandan kosong kelapa sawit, hal ini berhubungan efek

meningkatnya pH akibat biochar pada tanah dan air tercemar, sehingga menghambat

pertumbuhan padi, hal ini seperti yang dinyatakan oleh Jamilah et al. (2012), bahwa

pemberian arang aktif (biochar) tempurung kelapa memiliki efek peningkatan pH

dan mempengaruhi jumlah anakan padi seiring dengan penambahan dosis Nitrogen.

Aplikasi azolla memberikan pengaruh sangat nyata pada jumlah anakan padi di

rumah kaca (Lampiran 16), dengan nilai tertinggi pada aplikasi Azolla microphylla


125

(A2) senilai 20,67 dan terendah pada tanpa aplikasi azolla (A0) senilai 13,80.

Nitrogen merupakan unsur sangat dibutuhkan untuk pertumbuhan tanaman dan azolla

sebagai biofertilizer Nitrogen yang memiliki kemampuan mensuplay hara N hingga

50% dan menunjang pertumbuhan tanaman terutama pada perbanyakan anakan dan

produksi tanaman padi ( Bassel dan Ghazzi, 1996).

Tabel 39. Pengaruh Biochar dan Azolla pada jumlah anakan padi di rumah kaca pada


Perlakuan A0

(Tanpa Azolla)

A1

(A.pinnata)

A2


B0

(Tanpa Biochar) 21,00c 32,33d 28,00cd 27,11

B1 (Biochar Jerami) 3,33a 1,67a 3,00a 2,67

B2 (Biochar Sekam) 26,67c 30,67d 40,67e 32,67

B3 (Biochar Serabut

Kelapa) 8,67a 8,00a 12,67b 9,78

B4 (biochat TKKS) 9,33a 2,00a 19,00bc 10,11

Rataan 13,80 14,93 20,67 16,47



Interaksi biochar dan azolla memberikan pengaruh yang nyata pada fase

vegetatif di rumah kaca (Lampiran 16) dengan nilai tertinggi pada perlakuan biochar

sekam padi dengan Azolla microphylla ( B2A2) senilai 40,67 dan terendah pada

perlakuan pemberian biochar jerami padi dengan Azolla pinnata (B1A1) senilai 1,67

cm.

4. Pengaruh pemberian Biochar dan Azolla pada bobot tajuk (g)


pada bobot tajuk padi pada masa vegetatif di rumah kaca ( Lampiran 18). Pada Tabel

40, dapat dilihat bahwa aplikasi biochar memberikan pengaruh sangat nyata pada

bobot kering tajuk padi, nilai bobot kering tajuk yang tertinggi pada aplikasi biochar


126

sekam padi (B2) dengan nilai rataan 31,79 g dan terendah pada biochar jerami (B1)

senilai 1 g.

Aplikasi azolla memberikan pengaruh nyata pada bobot tajuk padi di rumah kaca

(Lampiran 18), dengan bobot kering tajuk tertinggi pada aplikasi Azolla microphylla

(A2) senilai 10,35g dan terendah pada tanpa aplikasi Azolla (A0) senilai 17,04 g.

Tabel 40. Pengaruh biochar dan azolla pada bobot kering tajuk (g) padi di rumah kaca


Perlakuan A0

(Tanpa Azolla)

A1

(A.pinnata)

A2

(A.micrphylla) Rataan

B0

(Tanpa Biochar) 19,63 24,86 28,47 24,32B


B2 (Biochar Sekam) 24,79 35,21 35,36 31,79B

B3 (Biochar Serabut

Kelapa) 3,85 1,30 5,15 3,43A

B4 (Biochar TKKS) 2,28 0,63 15,19 6,03A

Rataan 10,35A 12,55A 17,04B 13,32



Interaksi biochar dan azolla memberikan pengaruh nyata pada bobot kering

tajuk pada fase vegetatif di rumah kaca (Lampiran 18) dengan nilai bobot tajuk

tertinggi pada perlakuan biochar sekam padi dengan Azolla micropyhlla (B2A2)

senilai 35,36 g dan terendah pada perlakuan pemberian biochar tandan kosong

dengan Azolla pinnata B4A1 senilai 0,63 g..

Penurunan yang sangat nyata pada pemberian biochar jerami, serabut kelapa,

tandan kosong kelapa sawit pada bobot kering tajuk secara nyata dibandingkan

dengan kontrol, hal ini disebabkan adanya faktor penghambat pertumbuhan yaitu

peningkatan pH yang tidak sesuai dengan pertumbuhan padi sehingga ketersediaan


127

hara berkurang, Nurhidayati dan Mariati (2014), mengatakan ketersediaan hara

sangat tergantung pada keadaan pH, dan umumnya ketersediaan hara meningkat

ketika pH 6,0-7,0 .

5. Pengaruh pemberian biochar dan azolla pada bobot kering akar (g)


pada bobot kering akar padi pada masa vegetatif di rumah kaca ( Lampiran 19). Pada

Tabel 41, dapat dilihat bahwa aplikasi biochar memberikan pengaruh yang nyata

pada bobot kering akar padi, nilai bobot kering akar yang tertinggi pada aplikasi

biochar sekam padi (B2) dengan nilai rataan 14,23 g dan terendah pada biochar

jerami (B1) senilai 0,47 g.

Aplikasi azolla memberikan pengaruh tidak nyata pada bobot kering akar padi di

rumah kaca (Lampiran 19), dengan bobot kering akar tertinggi pada aplikasi Azolla

microphylla (A2) senilai 7,17g dan terendah pada tanpa aplikasi Azolla (A0) senilai

4,75 g.

Tabel 41. Pengaruh biochar dan azolla pada bobot kering akar (g) padi di rumah kaca


Perlakuan A0

(Tanpa Biochar)

A1

(A. pinnata)

A2


B0 (Tanpa Biochar) 6,98 8,52 12,60 9,36B


B2 (Biochar Sekam) 12,10 18,84 11,76 14,23B

B3 (Biochar Serabut

Kelapa) 1,62 0,69 1,74 1,35A

B4 (Biochar TKKS) 2,60 0,51 9,02 4,04A

Rataan 4,75 5,76 7,17 5,89




128

Interaksi biochar dan azolla tidak memberikan pengaruh nyata pada bobot

tajuk fase vegetatif di rumah kaca (Lampiran 18) dengan nilai bobot tajuk tertinggi

pada perlakuan interaksi B2A2 senilai 41,76 g dan terendah pada perlakuan

interaksi B1A1 senilai 0,23 g.

Berdasarkan Tabel 41 dapat dilihat bahwa biochar sekam padi memberikan

peningkatan bobot kering akar tertinggi walaupun tidak berbeda nyata dengan

kontrol, hal ini disebakan biochar sekam padi tidak memberikan peningkatan pH

yang tinggi pada tanah tercemar Pb yang telah berpH tinggi, hal ini berhubungan

dengan karakter biochar sekam padi yang berpH 6,74 (Lampiran 52) dan proses

pembuatan biochar sekam padi yang dilakukan dengan berusaha menghasilkan kadar

abu yang lebih sedikit karena keterbatasan oksigen. Major (2012) dan banyak peneliti

lainnya mengatakan bahwa kualitas biochar ditentukan oleh jenis bahan dan proses

pirolisisnya, pada pembakaran secara langsung akan menghasilkan kadar abu yang

lebih tinggi dibandingkan dengan pembakaran tidak langsung dan kadar abu

mempengaruhi pada peningkatan pH tanah.

6. Pengaruh pemberian Biochar dan Azolla pada Serapan N tanaman padi

Sawah (mg)


pada perubahan nilai serapan N padi pada masa vegetatif di rumah kaca (Lampiran

20). Pada Tabel lampiran 42 tersebut dapat dilihat bahwa aplikasi biochar

memberikan pengaruh yang sangat nyata pada serapan N pada padi sawah di rumah

kaca di tanah tercemar Pb, nilai serapan N yang tertinggi pada aplikasi biochar sekam


129

padi (B2) dengan nilai rataan 89,51 mg dan terendah pada biochar jerami (B1) senilai

1,80 mg.

Tabel 42. Pengaruh Biochar dan Azolla pada Serapan N tanaman padi Sawah di tanah

dan air tercemar Pb (mg).

Perlakuan A0

(Tanpa Azolla)

A1

(A.pinnata)

A2


B0 (Tanpa Biochar) 52,88b 74,35b 88,06bc 71,76


B2 (Biochar Sekam) 77,89b 106,85d 110,79d 98,51

B3 (Biochar Serabut

Kelapa) 7,20a 1,82a 9,39a 6,14

B4 (Biochar TKKS) 4,49a 0,61a 35,74b 13,61

Rataan 28,95 36,97 49,17 38,36



Aplikasi azolla memberikan pengaruh sangat nyata pada perubahan nilai

serapan N padi di rumah kaca (Lampiran 20), dengan serapan N tertinggi pada

aplikasi Azolla microphylla (A2) senilai 49, 17 mg dan terendah tanpa aplikasi

Azolla (A0) senilai 28,95 mg.

Berdasarkan Tabel 42 dapat dilihat bahwa interaksi biochar dan azolla

memberikan pengaruh yang nyata pada perubahan nilai serapan N, dengan nilai

tertinggi pada pemberian perlakuan biochar sekam padi dengan Azolla microphylla

(B2A2) senilai 110,79 mg dan terendah pada perlakuan biochar jerami dengan Azolla

pinnata (B1A1) senilai 1,24.

Peningkatan serapan N disebabkan oleh meningkatnya ketersedian N pada

tanah akibat pemberian biochar dan azolla, biochar memiliki kemampuan dalam

menjerap N dalam bentuk Nitrat atau amonium pada permukaan biochar yang porous

dan kaya akan aktifitas mikroba (Clough et al. 2013), dia juga menambahkan bahwa


130

keberadaan biochar mempengaruhi dinamika N dalam tanah, kemampuan ini

berhubungan dengan jenis biomassa dan proses pirolisasi saat pembuatan biocahar.

7. Pengaruh pemberian biochar dan azolla pada serapan P tanaman padi

Sawah (mg)


pada perubahan nilai serapan P padi pada masa vegetatif di rumah kaca (Lampiran

21). Pada Tabel 43 dapat dilihat bahwa aplikasi biochar memberikan pengaruh yang

sangat nyata pada serapan P pada padi sawah di rumah kaca di tanah tercemar Pb,

nilai serapan P yang tertinggi pada aplikasi biochar sekam padi (B2) dengan nilai

rataan 7,8 mg dan terendah pada biochar jerami (B1) senilai 0,05 mg.

Aplikasi azolla memberikan pengaruh nyata pada perubahan nilai serapan P padi

di rumah kaca (Lampiran 20). Pada Tabel 43 dapat dihat bahwa pemberian azolla

nyata merubah nilai serapan P dengan serapan tertinggi pada aplikasi Azolla

microphylla (A2) senilai 4,12 mg dan terendah tanpa aplikasi Azolla (A0) senilai

1,04 mg.

Tabel. 43. Pengaruh biochar dan azolla pada Serapan P tanaman padi Sawah di tanah

dan air tercemar Pb (mg)

Perlakuan A0

(Tanpa Azolla)

A1

(A.pinnata)

A2


B0 (Tanpa Biochar) 1,94 3,97 4,02 3,31AB


B2 (Biochar Sekam) 2,83 5,59 14,99 7,80B

B3 (Biochar Serabut

Kelapa) 0,24 0,08 0,25 0,19A

B4 (Biochar TKKS) 0,12 0,04 1,29 0,48A

Rataan 1,04a 1,94a 4,12b 2,37




131


memberikan pengaruh yang tidak nyata pada perubahan nilai serapan P, dengan nilai

interaksi tertinggi pada pemberian perlakuan biochar sekam padi dengan Azolla

microphylla (B2A2) senilai 14,99 mg dan terendah pada perlakuan biochar jerami

dengan Azolla pinnata (B1A1) senilai 0,03 mg.

Pemberian biochar mampu meningkatkan ketersedian fosfor pada, hal selain

dari perubahan pH yang dihasilkan juga karena biochar mampu menahan P dan

melepaskan secara berlahan dan stabil pada larutan tanah, berbeda pada pemberian P

pada tanah yang tidak di beri Biochar P akan mudah terikat oleh Al dan Fe pada pH

rendah dan Ca pada pH yang tinggi (Liang et al. 2014). Pelepasan P dari bahan

organik ke larutan tanah akan lebih cepat seiring dengan peningkatan pH, karena

Kenaikan pH tanah menyebabkan permukaan tanah lebih banyak bermuatan negatif,

sehingga meningkatkan tolakan anion dan penurunan penyerapan P (Abdala et al.,

2012; Xu et al., 2014). Azolla yang terdekomposisi akan melepaskan fosfat lebih

cepat dan akan mudah terikat oleh komplek Ca-P seiring dengan peningkatan pH dan

pemberian amandemen biochar bermuatan negatif akan mengikat Ca dan melepaskan

P secara berlahan lahan dan stabil (Liang et al. 2014)

8. Pengaruh pemberian biochar dan azolla pada Serapan K tanaman padi

Sawah (mg)


pada perubahan nilai serapan P padi pada masa vegetatif di rumah kaca (Lampiran


132

22). Pada Tabel 44 dapat kita lihat bahwa pemberian biochar dan azolla memberikan

pengaruh yang sangat nyata pada serapan K pada padi sawah di rumah kaca di tanah

tercemar Pb, nilai serapan K yang tertinggi pada aplikasi biochar sekam padi (B2)

dengan nilai rataan 70,63 mg dan terendah pada biochar jerami (B1) senilai 0,45 mg.

Tabel 44. Pengaruh biochar dan azolla pada serapan K tanaman padi Sawah di tanah

dan air tercemar Pb (mg)

Perlakuan A0

(Tanpa Azolla)

A1

(A.pinnata)

A2


B0 (Tanpa Biochar) 30,33b 48,84b 71,74bc 50,30


B2 (Biochar Sekam) 38,64b 74,98cd 98,26d 70,63

B3 (Biochar Serabut

Kelapa) 2,36a 0,68a 1,57a 1,54

B4 (Biochar TKKS) 1,67a 0,09a 10,46a 4,08

Rataan 14,71 24,97 36,51 25,40



Aplikasi azolla memberikan pengaruh sangat nyata pada perubahan nilai serapan

K padi di rumah kaca (Lampiran 21). Pada Tabel 44 dapat dihat bahwa pemberian

azolla nyata merubah nilai serapan K dengan serapan tertinggi pada aplikasi Azolla

microphylla (A2) senilai 36,51 mg dan terendah tanpa aplikasi Azolla (A0) senilai

14,71 mg.

Pada Tabel 44 dapat dilihat bahwa interaksi antar biochar dengan azolla

memberikan pengaruh yang nyata perubahan nilai serapan K dengan nilai interaksi

tertinggi pada perlakuan biochar sekam padi dengan Azolla microphylla (B2A2)

senilai 98,26 mg dan terendah pada perlakuan interaksi biochar jerami padi dan

Azolla pinnata B1A1 senilai 0,27 mg.


133

Keberadaan kalium pada biochar sangat tergantung pada proses pirolisis, pada

suhu ≥ 4000C kandungan kalium lebih tinggi dibanding dengan ≤ 4000C, konsentrasi

kalium meningkat dengan meningkatnya suhu (Zheng et al. 2013). Ketersediaan

kalium tergantung pada KTK pada tanah atau biochar, biochar yang memiliki KTK

yang tinggi menyediakan hara kalium yang lebih tinggi dibandingkan tanah mineral

yang tidak diberikan biochar.

9. Pengaruh pemberian biochar dan azolla pada konsentrasi Pb total (ppm)

Aplikasi Biochar dan Azolla secara umum memberikan pengaruh tidak nyata

pada konsentrasi Pb total tanah pada masa vegetatif di rumah kaca ( Lampiran 23).

Pada Tabel 45, dapat dilihat bahwa aplikasi biochar memberikan pengaruh tidak

nyata pada pada konsentrasi total Pb tanah pada masa vegetatif, nilai konsentrasi Pb

total yang tertinggi pada tanpa aplikasi biochar (B0) dengan nilai rataan 155,66 ppm

dan terendah pada biochar sekam (B2) senilai 139,19 ppm.

Aplikasi Azolla memberikan pengaruh tidak nyata pada konsentrasi Pb total

tanah di rumah kaca (Lampiran 23), Pada Tabel 45 dapat dilihat bahwa konsentrasi

Pb total tertinggi pada aplikasi tanpa Azolla (A0) senilai 151,07 ppm dan konsentrasi

Pb total terendah pada aplikasi Azolla microphylla (A2) senilai 148,91 ppm.


konsentrasi Pb total fase vegetatif di rumah kaca (Lampiran 19) dengan nilai Pb total

tertinggi pada perlakuan B4A1 159,83 ppm dan terendah pada perlakuan B2A2

senilai 132,00 ppm.


134

Tabel 45. Pengaruh biochar dan azolla pada konsentrasi Pb total di tanah dan air

tercemar Pb (ppm)

Perlakuan A0

(Tanpa Azola)

A1

(A.pinnata)

A2


B0 (Tanpa Biochar) 160,52 152,78 153,67 155,66

B1 (Biochar Jerami) 146,83 146,18 168,92 153,98

B2 (Biochar Sekam) 138,80 146,78 132,00 139,19

B3 (Biochar Serabut

Kelapa) 160,37 141,82 137,89 146,69

B4 (Biochar TKKS) 148,81 159,83 152,07 153,57

Rataan 151,07 149,48 148,91 149,82



Kualitas biochar ditentukan oleh jenis bahan dan proses pirolisisnya, bahan

bahan untuk pembuatan yang digunakan dalam penelitian ini di ambil pada daerah

yang tidak tercemar sehingga tidak terjadi penambahan Pb total yang signifikan.

Proses pembakaran yang dilakukan dapat memastikan bahwa Pb akan terbakar dan

terbang ke udara karena titik lebur Pb 327,46 0C, seperti mana Pb yang ada pada

bensin dengan nilai oktan 87 dan 98 mengandung 0,70 senyawa Pb tetra etil da 0,84g

tetrametil dan setiap 1 liter pembakaran bensin akan melepaskan 0,56g Pb (Gusnita,

2012).

10. Pengaruh pemberian biochar dan azolla pada konsentrasi Pb tersedia

(ppm)

Aplikasi biochar dan azolla secara umum memberikan pengaruh nyata pada

konsentrasi Pb tersedia tanah pada masa vegetatif di rumah kaca ( Lampiran 24).

Pada Lampiran tersebut, dapat dilihat bahwa aplikasi biochar memberikan pengaruh

nyata pada konsentrasi Pb tersedia tanah pada masa vegetatif, nilai konsentrasi Pb


135

yang tertinggi pada aplikasi biochar TKS (B4) dengan nilai rataan 64,98 ppm dan

terendah pada biochar sekam (B2) senilai 50,90 ppm.

Tabel 46. Pengaruh biochar dan azolla pada konsentrasi Pb tersedia di tanah dan air

tercemar Pb (ppm)

Perlakuan A0

(Tanpa Azolla)

A1

(A.pinnata)

A2


B0 ( Tanpa Biochar) 76,60b 67,85b 37,38a 60,61

B1 (Biochar Jerami) 56,70a 66,66b 59,41a 60,92

B2 (Biochar Sekam) 58,37a 52,18a 42,16a 50,90

B3 (Biochar Serabut

Kelapa) 62,90a 62,37a 67,89b 64,38

B4 (Biochar TKKS) 61,38a 64,19b 69,36b 64,98

Rataan 63,19 62,65 55,24 60,36



Berdasarkan Tabel 46 dapat dilihat bahwa aplikasi azolla cenderung

menurunkan Pb tersedia tanah di rumah kaca walaupun tidak berpengaruh nyata pada

konsentrasi Pb tersedia tanah, dengan konsentrasi Pb tersedia tertinggi pada perlakuan

tanpa aplikasi azolla (A0) senilai 63,19 ppm dan konsentrasi Pb tersedia terendah

pada perlakuan applikasi Azolla microphylla (A2) senilai 55,24 ppm


memberikan pengaruh nyata pada konsentrasi Pb tersedia fase vegetatif di rumah

kaca, dan diketahui bahwa nilai Pb tersedia tertinggi pada perlakuan biochar TKKS

dan Azolla microphylla (B4A2) senilai 69,36 ppm dan terendah pada perlakuan

biochar sekam padi dan Azolla microphylla (B2A2) senilai 42,16 ppm.

Secara faktor tunggal dapat dilihat bahwa seluruh perlakuan biochar

menurunkan Pb tersedia secara nyata dibandingkan control dengan nilai terendah

pada biochar jerami senilai 56,70 ppm dan tidak nyata dibandingkan dengan biochar

lainnya. Hal ini menunjukkan bahwa biochar secara umum memiliki kemampuan


136

dalam mengurangi ketersediaan logam berat khususnya Pb karena luas permukaan

yang tinggi, kandungan asam asam organik, dan kation kation basa ( Jiang et al.

2012)

11. Pengaruh pemberian biochar dan azolla pada konsentrasi Pb akar

(ppm)


pada konsentrasi Pb akar padi pada masa vegetatif di rumah kaca ( Lampiran 25).

Pada Tabel 47, dapat dilihat bahwa aplikasi biochar memberikan pengaruh sangat

nyata pada konsentrasi Pb pada akar padi masa vegetatif, nilai konsentrasi Pb yang

tertinggi pada aplikasi biochar jerami (B1) dengan nilai rataan 17 ,72 ppm dan


Tabel 47. Pengaruh Biochar dan Azolla pada konsentrasi Pb pada akar padi (ppm)

Perlakuan A0

(Tanpa Azolla)

A1

(A.pinnata)

A2


B0 (Tanpa Biochar) 29,62BC 12,25AB 9,57AA 17,15

B1 (Biochar Jerami) 17,88B 21,10B 14,20A 17,72

B2 (Biochar Sekam ) 10,41A 12,52A 9,11A 10,68

B3 (Biochar serabut

Kelapa) 20,79B 15,85A 11,15A 15,93

B4 (Biochar TKKS) 14,39A 15,7A 11,26A 13,81

Rataan 18,62 15,50 11,06 15,06



Aplikasi azolla memberikan pengaruh sangat nyata pada konsentrasi Pb akar

padi di rumah kaca (Lampiran 25), dengan konsentrasi Pb tersedia tertinggi pada

tanpa aplikasi Azolla (A0) senilai 18,62 ppm dan konsentrasi Pb tersedia terendah

pada aplikasi Azolla microphylla (A2) senilai 11,06 ppm


137

Berdasarkan Tabel 47 dapat diketahui bahwa interaksi biochar dan azolla

memberikan pengaruh sangat nyata pada penurunan konsentrasi Pb akar padi fase

vegetatif di rumah kaca (Lampiran 25), pada Tabel 47 dilihat bahwa nilai konsentrasi

Pb pada akar tertinggi pada perlakuan biochar jerami padi (B1A1) senilai 21,10 ppm

dan terendah pada perlakuan biochar sekam padi dan A.microphylla ((B2A2) senilai

9,11 ppm

12. Pengaruh pemberian biochar dan azolla pada konsentrasi Pb daun

(ppm)

Aplikasi biochar dan azolla secara umum memberikan pengaruh nyata pada

konsentrasi Pb akar daun padi pada masa fase vegetatif di rumah kaca ( Lampiran

26). Pada Tabel 48 dapat dilihat bahwa aplikasi biochar memberikan pengaruh nyata

pada konsentrasi Pb pada daun padi masa vegetatif, nilai konsentrasi Pb yang

tertinggi pada aplikasi biochar jerami padi (B1) dengan nilai rataan 11,73 ppm dan


Tabel 48. Pengaruh biochar dan azolla pada konsentrasi Pb pada daun padi (ppm)

Perlakuan A0

(Tanpa Azolla)

A1

(A.pi/nnata)

A2


B0

(Tanpa Biochar) 20,05 7,29 7,55 11,63b

B1 (Biochar Jerami) 10,43 10,58 14,17 11,73b

B2 (Biochar Sekam) 9,95 9,98 3,14 7,69a

B3 (Biochar Serabut

Kelapa) 12,75 13,00 6,99 10,91b

B4 (Biochar TKKS) 10,57 12,00 8,09 10,22b

Rataan 12,75 10,57 7,99 10,44



Berdasarkan Tabel 48 dapat diketahui bahwa aplikasi azolla secara statistik

tidak berbeda nyata menurunkan konsentrasi Pb pada daun padi, nilai konsentrasi Pb


138

yang tertinggi pada perlakuan kontrol (B0) senilai 12,75 ppm dan yang terendah pada

aplikasi Azolla microphylla (A2) dengan nilai rataan 7,99 .

Berdasarkan Tabel 48 dapat dilihat bahawa interaksi biochar dan azolla

memberikan pengaruh tidak nyata pada konsentrasi Pb pada daun padi fase vegetatif

di rumah kaca dengan nilai konsentrasi Pb tertinggi pada perlakuan biochar Jerami

dan A.microphylla (B1A2) senilai 14,17 ppm dan terendah pada perlakuan biochar

sekam padi dan A.microphylla (B2A2) senilai 6,99 ppm.


139

KESIMPULAN

1. Biochar yang terbaik dalam meningkatkan kesuburan dan pertumbuhan padi

sawah pada tanah dan air tercemar di rumah kaca adalah biochar sekam padi.

2. Biochar sekam padi mampu menstabilkan pH tanah, meningkatkan kandungan

C organik tanah, N, P, K, KTK dan total respirasi pada tanah dan air tercemar

Pb di rumah kaca

3. Biochar sekam padi mampu mengurangi Pb tersedia dan meningkatkan Pb yang

terjerap dan terikat karbonat pada tanah dan air tercemar Pb di rumah kaca

4. Azolla yang terbaik dalam meningkatkan kesuburan dan pertumbuhan padi

adalah Azolla microphylla

5. Azolla microphylla mampu meningkatkan C organik tanah, N, P, K, KTK, C/N

tanah dan total Respirasi dan mampu mereduksi Pb tersedia dan meningkatkan

Pb yang terjerap, Pb terikat organik dan terikat karbonat pada tanah dan air

tercemar Pb di rumah kaca.

6. Interaksi terbaik adalah biochar sekam padi dan Azolla microphylla (B2A2)

karena mampu meningkatkan C organik, KTK, Kejenuhan Basa, Pb terikat

karbonat pada biochar mampu mereduksi Pb tersedia dan Pb yang terjerap dan

terikat karbonat pada tanah dan air tercemar Pb di rumah kaca.

139


140

3. Penelitian Tahap III

PENINGKATAN PRODUKTIFITAS PADI SAWAH PADA LAHAN

TERCEMAR TIMBAL DENGAN PEMANFAATAN BIOCHAR SEKAM

PADI DAN AZOLLA DI DESA DAGANG KLAMBIR TANJUNG

MORAWA DELI SERDANG

ABSTRAK

Penurunan produktifitas lahan sawah disebabkan terjadinya degradasi lahan, salah

satunya akibat akumulasi logam logam berat khususnya timbal. Dengan

berdirinya banyak pabrik di kawasan pertanian khususnya lahan persawahan

bukan hanya produktifitas berkurang tetapi kualitas padi sawah pun menurun

seiring dengan ditemukannya lahan sawah yang tercemar logam berat khususnya

Timbal. Munculnya lahan sawah yang tercemar logam berat menjadikan beras

sebagai ancaman bagi kesehatan manusia, karena padi merupakan salah satu

tumbuhan hiperakumulator. Timbal (Pb) merupakan merupakan unsur yang biasa

diguna dalam berbagai industri dan selalu hadir dalam berbagai bentuk

pencemaran, baik padatan, cairan atau gas (udara) upaya pengurangan kadar

Timbal sangat diperlukan mengingat logam ini memiliki banyak sumber baik

secara alamiah maupun sebagai residu pabrik, pupuk dan pestisida. Maka

penelitian ini bertujuan untuk memulihkan dan meningkatkan produktifitas lahan

sawah tercemar dengan menghasilkan beras yang bebas Pb. Penelitian ini

menggunakan Rancangan Acak Kelompok 2 Faktor dengan 4 ulangan, faktor

pertama aplikasi Biochar; tanpa Biochar (B0) dan dengan Biochar sekam padi

(B1). Faktor kedua dengan menggunakan Azolla yaitu; tanpa Azolla (A0), dengan

Azolla pinnata (A1) dan Azolla mycrophylla. Hasil penelitian menunjukkan

bahwa pemberian Biochar sekam padi dan Azola mampu meningkatkan produksi

hingga 7,10 ton/Ha naik 10 % dari kontrol dan mengurangi Pb hingga 43,9%.

Kata kunci : Padi Sawah, Timbal, Produktifitas, Biochar, Azolla

140


141

PENDAHULUAN

Padi masih merupakan makan pokok mayoritas masyarakat Asia Tenggara

khususnya Indonesia, peningkatan jumlah penduduk menghendaki peningkatan

produksi padi sawah. Sumatera Utara membutuhkan 1.853.711 ton beras untuk

penduduk sebanyak 13.545.566 jiwa per tahun, sedangkan produksi beras sumut

2.098.760 ton, hanya selisih 24.5049 (Deptansu, 2013) dan kehendak presiden

agar Indonesia menjadi swasembada beras merupakan tantang ke depan dalam

pengelolahaan lahan sawah dan peningkatan produktifitas padi sawah

berkelanjutan.

Produksi padi sawah nasional tahun 2016 sebesar 75.482.556 ton gabah

kering giling dengan pertumbuhan 2,81 ton/ ha/tahun dan sumatera 4.387.036

dengan pertumbuhan 6,44 ton/ ha/ tahun melebihi pertumbuhan padi sawah

nasional tetapi sempat tertinggal dibandingkan Negara Vietnam yang memiliki

luas sawah yang tidak seluas Indonesia. Luas Area sawah Indonesia 4,9 juta

hektar dengan sistem irigasi hanya 48% sisanya tanpa irigasi yang memadai maka

rendah akan produktifitas 53,03 kwintal/ha/tahun dengan pertumbuhan minus 1,74

(Deptan 2017) akan ini akan terus berkurang dengan meningkatnya lahan sawah

yang degradasi oleh berbagai faktor termasuk berdirinya pabrik pabrik dan

konversi lahan lahan menjadi perkebunan maupun perumahan.

Pengelolaan lahan sawah berkelanjutan dan peningkatan produksinya

tertantang dengan munculnya lahan sawah yang terdegradasi, sehinggga

menurunkan kualitas dan produktifitas lahan, selain itu juga banyak konversi

lahan sawah kepada lahan perkebunan yang menjanjikan pendapatan yang besar

141


142

bagi petani, sehingga menjadi suatu kekhawatiran akan kekurangan pangan beras

dan telah menjadi tujuan nasional untuk swasembada beras di Indonesia.

Munculnya pabrik di kawasan pertanian khususnya di lahan persawahan,

dan pemanfaatan pupuk agrokimia yang berlebihan yang banyak mengandung

senyawa yang mengandung logam berat khususnya timbal (Pb) telah menjadi

kekhawatiran akan terjadinya kontaminasi logam tersebut pada padi sawah seperti

banyak yang dilaporkan sehingga akan memberikan efek negatif bagi manusia.

Timbal (Pb) merupakan logam berat yang memiliki banyak sumber, yaitu

secara alami terdapat pada batuan, yaitu PbS (golena), PbCO3 (cerusite) dan

PbSO4 (anglesite), dan secara antropogenik seperti pada limbah pertanian, limbah

Industri, limbah pertambangan dan asap kendaraan bermotor, dan dapat masuk

kedalam sistem kehidupan manusia melalui media cair, gas, sehingga potensi

keracunan Pb pada manusia sangat besar. Pb juga mempunyai sifat amfoter, yaitu

tersedia dalam keadaan pH yang asam dan basa, dalam asam bentuk Pb2+ dan

Pb4+ dan pada Pb basa dalam bentuk Pb (OH)62 -, Tetapi ion Pb4+ jarang

ditemukan dalam larutan.

Timbal mempunyai dampak yang mengerikan bagi manusia bila melewati

ambang batas sendiri sangat mengerikan bagi manusia (10 -25 μg/100 ml),

terutamanya bagi anak-anak. Di antaranya adalah mempengaruhi fungsi kognitif,

kemampuan belajar, memendekkan tinggi badan, penurunan fungsi pendengaran,

mempengaruhi perilaku dan intelejensia, merusak fungsi organ tubuh, seperti

ginjal, sistem syaraf, dan reproduksi, meningkatkan tekanan darah dan

mempengaruhi perkembangan otak. Dapat pula menimbulkan anemia (Sudarmaji

et al. 2006).


143

Biochar merupakan hasil dari biomassa yang mengalami proses termolisis

sehingga merubah struktur karbon menjadi aromatis dan tahan akan proses

dekomposisi untuk waktu yang lama dan menjadi simpanan karbon jangka

panjang. Biochar yang memiliki pori pori yang luas, sehingga tempat terbaik bagi

peningkatan aktifitas bakteri, jamur yang menghasilkan banyak asam asam

organik (Steinbeiss et al. 2009), kemampuan biochar menjerap CO2, karbonat,

bikarborbonat dan tinggi kandungan kation kation basa yang dapat dipertukarkan

menjadikan biochar memiliki kemampuan yang terbaik dalam menjerap logam

berat ( Park et al. 2011; Cui et al. 2011; Jiang et al 2012; Moo et al. 2013;

Ferreiro, 2014; Xu et al. 2016)

Biochar memiliki sifat seperti bahan organik yaitu memiliki muatan

variable, fungsional group dari bahan organik dapat bermuatan positif atau

negative tergantung pada pH tanah, oleh karena itu kemampuan menjerap kation

juga berubah tergantung pada muatan pada kompleks tanah (Havlin et al. 2005).

Beliau juga melaporkan bahwa pengapuran meningkatkan pH tanah dari 4.20-

5.99, meningkatkan ketersedia Ca dan Mg, dan pemanfaatan biochar juga

memiliki kesamaan dengan kapur kalsit, karena biochar mempunyai pH antara 8,5

hingga 9 dengan kandungan basa yang tinggi sehingga dapat digunakan untuk

meningkatkan pH tanah masam..

Hunt et al. (2010) mengatakan bahwa biochar karbon organik yang

resisten terhadap proses pelapukan, sehingga biochar dapat bertahan pada masa

yang lama di dalam tanah, dengan menambahkan biochar dapat meningkatkan

produksi dengan memperbaiki sifat fisik, kimia dan biologi tanah (Chan et al.

2007), dan juga banyak dilaporkan bahwa biochar meningkatkan pH tanah dan


144

kapasitas tukar kation. (Liang et al. 2006; Yamato et al. 2006) . Biochar juga

memberikan sumbangan ion negatif pada tanah, dan ion dapat bertindak sebagai

bufer bagi tanah sehingga pemberianya dapat meningkatkan efesiensi pemupukan

Nitrogen (Chan et al. 2007).

Biochar sekam padi memiliki luas permukaan cukup luas dan sangat

porous, serta memiliki muatan yang berubah (variable charge) sehingga memiliki

efek buffer pada tanah tanah berpH tinggi (Abrishamkesh et al. 2015), beliau

mengatakan bahwa sekam padi yang diberikan sebanyak 3,3% berat mampu

menurunkan pH tanah alkalin ((Abrishamkesh et al. 2015).

Biochar sekam padi juga mampu meningkatkan produktifitas lahan dan

efisensi pemupukan, seperti yang dilaporkan Slavich et al (2011) bahwa biochar

sekam padi meningkatkan produktifitas lahan di Aceh dari 4,01 ton/Ha menjadi

6,82 ton/ Ha dengan peningkatan eficency pemupukan N dari 20,7 – 24,6 gabah

kering/ kg N pada pertanian 2010- 2011.

Azolla merupakan tumbuhan paku pakuan yang kaya akan Nitrogen bila

diaplikasi secara terus menerus pada lahan sawah mampu mengantikan pemakaian

urea dengan suplay hara hingga 4- 60 kg/ Ha setara, dan mampu meningkatkan

produktifitas lahan ( Talley et al.1981; Kannaiyan 1982)

Terdapat beberapa species azolla yaitu ; A. Pinnata, A. Mycrophylla, A.

Filiculoides, A. Caroliniana, A. Mexicana, A. Africana A. nilotica. A. rubra R. Br

dan yang biasa dijumpai di asia adalah Azolla pinnata dan Azolla microphylla

yang biasa digunakan sebagai bioferlizer, dan Azolla microphylla merupakan

species yang paling adaktif pada suhu yang tinggi (38oC) (Kannaiyan 1982)


145

Selain memiliki kemampuan dalam mensuplay hara azolla juga memiliki

kemampuan dalam menyerap logam berat Pb, Cd, Cu, Ni, Zn (Rakhshaee et al.

2006; Ganji et al 2005), Cr ( Arora et al. 2006), Cs, Sr (Mashkani dan Ghazvini,

2009), Hg (Bennicelli et al. 2004). Kemampuan ini karena adanya pektin dalam

vakuala spesifik pada azolla yang berisikan protein phtochelatin yang mempunyai

kemampuan menyerap logam berat.

Arora et al. 2006 melakukan pengujian pada beberapa jenis azolla untuk

mengetahui mana yang terbaik dalam menyerap Cr, dari hasil penelitian diketahui

bahwa Azolla microphylla mempunyai kemampuan penyerap Cr lebih tinggi dari

pada Azolla pinnata dan Azolla filiculoides sebesar 14931 ppm dengan nilai BCF

sebesar 4167.

Melihat besarnya potensi pemanfaatanan biochar sekam padi dan azolla

dalam meremediasi lahan sawah yang tercemar sehingga tercapai produksi yang

maksimal maka perlu diupayakan teknologi pemanfaatannya sehingga dapat

meningkatkan kualitas dan kuantitas produksi lahan sawah tercemar Pb

Tujuan Penelitian :

Untuk mendapatkan paket teknologi yang tepat dalam memulihkan dan

meningkatkan produksi padi sawah tercemar Pb dengan menggunakan biochar

dan azolla.

Hipotesis Penelitian

1. Pemberian biochar sekam padi mampu meningkatkan produktiftas lahan

sawah tercemar Pb di desa Dagang Kelambir Kec. Tanjung Morawa


146

2. Pemberian azolla microphylla mampu meningkat produktifitas padi sawah

di lahan tercemar Pb di Desa Dagang Kelambir Kec. Tanjung Morawa

3. Interaksi biochar sekam padi dan Azolla microphylla mampu

meningkatkan produktifitas padi sawah di lahan tercemar Pb di Desa

Dagang Kelambir Kec. Tanjung Morawa.


147

BAHAN DAN METODE

Tempat dan Waktu Penelitian

Penelitian ini dilakukan di lahan petani di Desa Dagang Kelambir

Tanjung Morawa, dengan ketinggian 25 M dpl, dengan jenis tanah inseptisol (peta

terlampir) dan analisis di laboratorium BPTP SU. Penelitian ini dimulai bulan

Juli- Februari 2015. Bahan biochar sekam padi yang ditermolisis dengan Alat BT

01. Alat yang di gunakan adalah cangkuk dan Jetor untuk mengolah tanah, Arit,

jetor dan thaser perontok padi, kayu dan lebel untuk pancang sampel. Pirolisator

berupa drum yang di lubangi di bagian bawahnya dan diberi pipa udara masuk

(inlet) dan keluar (outlet) dan diberi pendingin air agar kadar abu tidak tinggi.

Bahan yang digunakan berupa Azolla pinnata dan Azolla microphylla, pupuk

Urea, SP36 dan KCl sebagai pupuk dasar dan lainnya.

Penelitian ini menggunakan metode rancangan acak kelompok faktorial

dengan perlakuan terpilih hasil penelitian tahap pertama yaitu :

Faktor Biochar (B), terdiri atas dua jenis:

1. Tanpa Biochar (B0)

2. Biochar sekam padi (B1)

Faktor Azolla (A), terdiri atas dua jenis:

1. Tanpa azolla (A0)

2. Azolla pinnata Azolla microphyll (A1)

3. Azolla microphylla (A2)

Sehingga di peroleh 6 kombinasi perlakuan dengan 4 ulangan sebagai berikut:

A0 B0 - A0 B1

A1 B0 - A1 B1

147


148

A2 B0 - A2 B1

Model liner untuk rancangan acak kelompok faktorial adalah :

Model linier untuk Rancangan Acak Kelompok Faktorial :

Yijk = µ + ρi + Bj + Ak + (BA)jk + εijkl

Keterangan :

Y ijk = Nilai pengamatan pada blok ke-i, perlakuan jenis biocah ke-j, perlakuan

Azolla ke-k.

µ = Nilai tengah umum

ρ i = Pengaruhi blok ke-i

Bj = Pengaruh dari jenis biochar ke-j

Ak = Pengaruh Azolla ke-k

(BA)jk = Pengaruh interaksi perlakuan jenis biochar ke-j dan Azolla ke-k.

εijkl = Pengaruh galat perlakuan jenis biochar ke-j dan dosis ke-k

a. Analisis tanah lahan sawah : pH tanah, BO, KTK, Pb total, Pb tersedia, N,

P, K

b. Analisis air irigasi : pH, Kandungan Pb total, Hara N, P, K,

Pelaksanaan Penelitian.

a. Persiapan Persemaian dan penanaman

Persemaian disiapkan 25-30 hari sebelum tanam. Persemaian dibuat

dengan mengolah tanah sampai melumpur terlebih dahulu, sebelum ditabur, benih

direndam dengan air bersih dan diaduk, lalu direndam selama 24 jam setelah

gabah yang terapung dibuang. Setelah itu benih diinkubasikan selama 36-48 jam

untuk mematahkan priode dormansi benih. Sebelum ditaburkan benih diberi

perlakuan dengan marsal dan regen cair. Kemudian benih ditaburkan di atas


149

persemaian yang telah disiapkan. Lima hari setelah tabur, persemaian diairi

setinggi lebih kurang 1 cm selama dua hari. Setelah itu diairi terus menerus

setinggi 5 cm. sesekali persemaian perlu dikeringkan agar akar tidak terlalu

panjang. Bibit dapat dipindahkan setelah berumur 15 –17 hari setelah semai dan

ditanam dengan sistem tegel dan jarak tanam 20 x 20 cm

b. Pengolahan Lahan dan pemberian biochar serta azolla

Pengolahan tanah dapat dilakukan paling lambat 2 minggu sebelum bibit

dipindahkan /ditanam disawah, kemudian dibentuk Plot/ petak perlakuan . Tujuan

pengolahan tanah adalah agar tanah yang siap olah mempunyai ciri sebagai

berikut; (1) tanah terolah melumpur sampai sedalam 20-25 cm; (2) air tidak lagi

banyak merembes kedalam tanah; (3) permukaan tanah rata; (4) pupuk tercampur

rata; (5) bersih dari sisa gulma dan tanaman lainnya. Plot perlakuan berukuran 3

m x 4 m dengan sistem tegel 20 cm X 20 cm. sehingga di peroleh ± 234 titik

tanam. Kemudian diberikan Biochar sesuai dengan perlakuan di inkubasi 1 hari

agar air terimbibisi ke dalam Biochar, setelah itu diberikan azolla 3% karbon

sebanyak 100 gr ditumbuhkan selama 2 minggu sehingga permukaan petak

ditutupi dengan azolla. Di buat pacak sampel sebanyak 10 sampel setelah padi

berumur 1 bulan.

c. Penyulaman

Beberapa hari setelah tanam, biasanya ada beberapa rumpun yang mati dan

tidak tumbuh karena adanya kerusakan waktu mencabut, panasnya matahari,

kedalaman tanam dan dimakan keong. Rumpun–rumpun yang mati dapat disulam

dengan menggunakan sisa bibit yang sama, ditanam dipinggir petakan sawah,

dekat pemasukan air. penyulaman dapat dilakukan pada umur 5–8 hari setelah

tanam.


150

d. Pemupukan

Pemberian pupuk disesuaikan dengan umum yaitu, pupuk urea diberikan

berdasarkan Bagan Warna Daun (BWD) tiga kali yaitu 1/ dosis pada umur 2

MST, 2/5 dosis pada umur 6 MST, 2/5 dosis pada fase primordia bunga. Dosis

Pupuk SP 36 sebanyak 75 Kg/ Ha diberikan 2 MST dan dosis KCl sebayak 75 Kg

diberikan ½ dosis pada umur 2 MST dan ½ dosis 6 MST.

e. Pengendalian Gulma

Gulma dikendalikan dengan beberapa cara seperti ; (1) secara manual

dengan tangan; (2) secara mekanis, dengan menggunakan landak yaitu alat yang

bisa terbuat dari kayu atau besi; Penyiangan dapat dilakukan sesuai dengan

kondisi gulma dilapangan, biasanya pada tanaman berumur 7-17 hari, 30-35 hari

dan 50-60 hari setelah tanam.

f. Pengendalian Hama

Pengendalian Hama dilakukan sejak dari awal pengolahan lahan. Hama

utama padi adalah hama tikus, dan keong mas, pengendalian dapat dilakukan

dengan system tanam serempak sehingga populasi hama dapat di tekan.

g. Pengairan

Air memegang peranan penting dalam pertanaman padi. Kekurangan atau

kelebihan air akan mempengaruhi pertumbuhan dan perkembangan tanaman,

ketersedian unsur hara dalam tanah dan pupuk, gulma, hama dan penyakit serta

zat-zat beracun dalam tanah. Ketersediaan air berkaitan dengan (1) ketersediaan

air terus menerus selalu terjamin; (2) gulma mudah dikendalikan; (3) ketersediaan

unsur hara terutama fospor akan bertambah baik jika pH mendekati normal.


151

Pengairan harus dapat memastikan tidak terjadinya kontaminasi antar perlakuan

sehingga di buat pengairan dengan system satu saluran air masuk dan satu saluran

air keluar.

Gambar 16. Bagan penelitian dan Sistem pengaturan air

h. Pemanenan

Untuk mendapatkan mutu gabah yang baik, padi harus dipanen pada

tingkat kemasakan yang tepat, yaitu 95 % dari populasi telah menguning, daun

mulai menua, dan sebagian telah kering. Sawah dikeringkan 5 s/d 7 hari sebelum

dipanen, panen padi dengan menggunakan sabit yang tajam.

Parameter yang diamati :

1. pH Tinggi Tanaman (cm)

Pengukuran dilakukan mulai dari pangkal batang sampai ujung malai

tertinggi pada umur 4, 8 dan 12 MST.

ZA

U

A2 B0

20 cm

20

cm

20 cm

A1 B0

20

cm

A2 B1

A1 B1

A0 B1

A2 B0

ZA

A2 B1

A2 B0

20 cm

A2 B0

A0 B0

A1 B1

A0 B1

A1 B0

A0 B1

ZA

A1 B0

A2 B1

A1 B1

A0 B0

ZA

A2 B0 A1 B0 A0 B1

A1 B1

A0 B0

A2 B1 3

m

4m


152

2. Karbon Organik tanah dengan Metode Spectrofotometri

3. P total Tanah menggunakan metode destruksi basah dengan destruksi

basah HNO3 dan HClO4 (1:2) di Ukur dengan AAS

4. P Tersedia Tanah (ppm)

Menggunakan metode destruksi basah dengan asam lemah HCl 0,1 N dan

diukur dengan AAS

5. Tinggi Tanaman (cm)

Diukur mulai dari pangkal batang hingga ujung daun tertinggi

6. Jumlah anakan (batang)

Jumlah anakan dihitung per tanaman pada umur saat panen.

7. Jumlah anakan produktif (batang)

Jumlah anakan produktif dihitung dengan melihat jumlah anakan yang

memiliki malai

8. Bobot Kering Tajuk (g).

Pengukuran bobot kering tajuk dilakukan pada saat panen, kemudian tajuk

dikeringkan dalam oven pada suhu 70 ºC sampai bobotnya stabil.

9. Bobot Kering Akar (g).

Pengukuran bobot kering akar dilakukan pada saat panen, kemudian akar

dikeringkan dalam oven pada suhu 70 ºC sampai bobotnya stabil.

10. Jumlah Gabah Berisi/Malai (butir).

Identifikasi persentase gabah berisi dengan cara menekan gabah

menggunakan jari dan catat jumlah gabah yang berisi. Pengukuran

dilakukan pada saat panen.

11. Jumlah Gabah Hampa/Malai (butir).


153

Identifikasi fertilitas gabah dengan cara menekan gabah menggunakan

jari dan catat jumlah gabah yang tidak bernas. Pengukuran dilakukan pada

saat panen.

12. Bobot 1000 butir (g)

Sampel secara random dari 1000 butir bernas yang dikeringkan sampai

kadar air 14% dan ditimbang.

13. Hasil gabah kering giling (GKG) (kg/Ha)

Pengamatan hasil gabah dilakukan dengan menimbang semua gabah yang

dipanen dalam satu petak. Gabah yang ditimbang sudah dikering anginkan

sampai memiliki kadar air 14 %.

15. Kandungan Pb pada akar, batang, daun, sekam dan gabah saat panen.


154


1. Reaksi Tanah (pH) Tanah saat panen di lahan tercemar Pb

Pemberian biochar dan azolla memberikan pengaruh yang tidak nyata

pada perubahan pH tanah di lahan sawah tercemar Pb (Lampiran 27). Berdasarkan

Tabel 49 dapat diketahui bahwa pemberian biochar cenderung meningkatkan pH

tanah walaupun secara statistik tidak berbeda nyata dan pH tertinggi pada

perlakuan biochar sekam padi senilai 6,69 dan terendah pada kontrol senilai 6,67

Pemberian azolla berdasarkan Tabel 49, memberikan pengaruh yang

tidak nyata dengan pH tertinggi pada perlakuan Azolla pinnata (A1) senilai 6,69

tidak berbeda nyata dengan kontrol dan terendah pada perlakuan Azolla

mycrophylla (A2) senilai 6,66

Tabel 49. Pengaruh biochar dan azolla pada pH tanah di lapangan

Perlakuan

A0

( Tanpa

Azolla)

A1

(Azolla.

pinnata)

A2

(Azolla

microphylla)

Rataan

B0 (Tanpa Biochar) 6,68 6,68 6,65 6,67

B1 (Biochar Sekam Padi) 6,70 6,70 6,68 6,69

Rataan 6,69 6,69 6,66 20,04


perubahan pH tanah, dengan nilai tertinggi pada interaksi biochar sekam padi dan

azolla mycrophylla (B1A2), senilai 6,68 dan nilai terendah pada perlakuan

biochar sekam padi dan Azolla pinnata (B1A1) senilai 6,70 dan keduanya tidak

berbeda nyata dengan kontrol.

Pemberian biochar cenderung meningkatkan pH karena adanya kation

kation basa yang memberikan efek pengapuran tetapi sifat sifat ini berkurang

154


155

karena adanya sifat polaritas dari air yang saling menarik kearah dua kutub yang

berbeda sehingga semakin banyak air yang diberikan akan memberikan efek

kepada penetralan pH (Hillel, 1980).

2. Kandungan Karbon Organik Tanah di Lahan tercemar Pb

Pemberian biochar dan azolla secara umum memberikan pengaruh yang

nyata pada kandungan karbon organik tanah di lahan sawah tercemar Pb

(Lampiran 28). Berdasarkan Tabel 50 dapat diketahui bahwa pemberian biochar

cenderung meningkatkan karbon organik tanah walaupun secara statistik tidak

berpengaruh nyata, pemberian biochar meningkatkan karbon organik dari 1,60

(kontrol ) menjadi 2,02 pada perlakuan biochar sekam padi (B1).

Pemberian Azolla berdasarkan Tabel 50, memberikan pengaruh yang

sangat nyata pada peningkatan karbon organik tanah, dengan nilai tertinggi pada

perlakuan Azolla microphylla (A2) senilai 2,30 ppm dan terendah pada perlakuan

Azolla pinnata (A1) senilai 1,49 ppm

Tabel 50. Nilai rataan pengaruh biochar dan azolla pada kandungan Karbon

Organik tanah di lahan sawah tercemar Pb (%).

Perlakuan

A0

( Tanpa

Azolla)

A1

(Azolla.

pinnata)

A2

(Azolla

microphylla)

Rataan

B0 (Tanpa Biochar) 1,36 1,25 2,20 1,60

B1 ( Biochar Sekam Padi) 1,90 1,74 2,42 2,02

Rataan 1,62A 1,49A 2,30B 1,81




peningkatan kandungan organik tanah, dengan nilai tertinggi pada interaksi

biochar sekam padi dan Azolla microphylla (B1A2) senilai 2,42 ppm dan nilai


156

terendah pada perlakuan biochar sekam padi dan Azolla pinnata (B1A1) senilai

1,74 ppm.

Azolla microphylla mempunyai kemampuan mereplikasi 2-3 lipat dalam

satu minggu, dan azolla ini juga memiliki daya adaptasi yang tinggi sehingga

dengan kemampuan ini Azolla microphylla berpotensi menyumbangkan bahan

organik pada tanah (Arora and Singh 2002; Hidayat et al 2017).

3. Total Pb pada tanah di lahan sawah di lahan tercemar Pb

Pemberian biochar dan azolla memberikan pengaruh yang tidak nyata pada

peningkatan total Pb tanah di lahan sawah tercemar Pb (Lampiran 29).

Berdasarkan Tabel 51 dapat diketahui bahwa pemberian biochar cenderung

menurunkan total Pb tanah walaupun secara statistik tidak berpengaruh nyata,

pemberian biochar menurunkan total Pb tanah dari 63,68 ppm ( kontrol ) menjadi

63,06 ppm pada perlakuan biochar sekam padi (B1).

Pemberian Azolla microphylla berdasarkan Tabel 51, menurunkan total

Pb sebesar 3,31ppm dibandingkan kontrol di lahan tercemar Pb walaupun secara

statistik tidak berbeda nyata, dari nilai 64,15 ppm pada kontrol menjadi 61,02

ppm pada perlakuan biochar sekam padi, tetapi pemberian Azolla pinnata

menaikan nilai Pb total sebesar 0,79 ppm walaupun secara statistik tidak berbeda

nyata.

Interaksi biochar dan Azolla memberikan pengaruh yang tidak nyata pada

kandungan Pb total tanah, dengan nilai tertinggi pada interaksi biochar sekam

padi dan Azolla pinnata (B1A1) senilai 67,61ppm dan nilai terendah pada

perlakuan biochar sekam padi dan Azolla micrphylla (B1A2) senilai 61,97 ppm.


157

Tabel 51. Nilai rataan pengaruh biochar dan azolla pada total Pb tanah di lahan

tercemar Pb

(ppm)

Perlakuan

A0

( Tanpa

Azolla)

A1

(Azolla.

pinnata)

A2

(Azolla

microphylla)

Rataan

B0 (Tanpa Biochar) 68,69 62,28 60,07 63,68


Rataan 64,15 64,94 61,02 63,37

Pembuatan biochar dalam proses pirolisis menggunakan suhu yang tinggi

dan menyebabkan Pb pada bahan tersebut akan menguap, sehingga dengan proses

tersebut tidak menyumbangkan Pb pada bahan biochar, suhu penguapan Pb adalah

300-400 0C dan kemudian membentuk timbal oksida ( Palar, 1994).

4. Pb tersedia tanah sawah di lahan sawah tercemar Pb

Pemberian biochar dan azolla memberikan pengaruh yang nyata pada

penurunan Pb tersedia tanah di lahan sawah tercemar Pb (Lampiran 30) ,

berdasarkan Tabel 52 dapat diketahui bahwa pemberian biochar menurunkan Pb

tersedia tanah dari 29,05 ppm (kontrol) menjadi 25,18 ppm pada perlakuan

biochar sekam padi (B1) dengan penurunan yaitu sebesar 3,87 ppm.

Pemberian azolla berdasarkan Tabel 52, memberikan pengaruh yang nyata

pada penurunan Pb tersedia di lahan sawah tercemar Pb, dengan nilai terendah

pada perlakuan Azolla microphylla (A2) senilai 23,34 ppm dan tertinggi pada

perlakuan Azolla pinnata senilai 29,32 ppm dan tidak berbeda nyata dengan

kontrol.


penurunan Pb tersedia tanah di lahan sawah tercemar Pb, dengan nilai Pb

tersedia tertinggi pada perlakuan Biochar sekam padi dan Azolla pinnata (B1A1)


158

senilai 27,91 ppm dan nilai Pb tersedia terendah pada perlakuan biochar sekam

padi dan Azolla microphylla (B1A2) senilai 21,55ppm

Tabel 52. Tabel Rataan pengaruh biochar dan azolla pada Pb tersedia tanah di

lahan sawah tercemar Pb.

Perlakuan

A0

( Tanpa

Azolla)

A1

(Azolla.

pinnata)

A2

(Azolla

microphylla)

Rataan

B0 (Tanpa Biochar) 31,30 30,72 25,13 29,05b

B1 (Biochar Sekam Padi) 26,09 27,91 21,55 25,18a

Rataan 28,70b 29,32b 23,34a 27,12



Kemampuan biochar dalam mereduksi Pb tersedia berhubungan dengan

jumlah kation basa yang dapat dipertukarkan dan sifat biochar yang sama dengan

bahan organik yaitu memiliki muatan variable dan asam asam organik sehingga

dapat menjerap Pb tersedia tanah menjadi tidak tersedia (Havlin et al, 2005).

5. Tinggi padi di lahan tercemar Pb


tinggi padi di lahan sawah tercemar Pb (Lampiran 31). Berdasarkan Tabel 53

dapat diketahui bahwa pemberian biochar cenderung meningkatkan tinggi padi.

Perlakuan tertinggi pada biochar sekam padi senilai 114,11 cm dan terendah pada

kontrol senilai 108,16 cm

Pemberian azolla berdasarkan Tabel 53, memberikan pengaruh yang tidak

nyata namun cenderung meningkatkan tinggi padi. Perlakuan tertinggi pada

pemberian Azolla microphylla (A2) senilai 115,11 cm dan terendah pada

perlakuan Azolla pinnata (A1) senilai 107,93cm


159

Tabel 53. Pengaruh biochar dan azolla pada tinggi padi di lahan sawah tercemar

Pb (cm)

Perlakuan

A0

( Tanpa

Azolla)

A1

(Azolla.

pinnata)

A2

(Azolla

microphylla)

Rataan

B0 (Tanpa Biochar) 108,93 103,10 112,45 108,16

B1(Biochar Sekam Padi) 111,80 112,77 117,78 114,11

Rataan 110,37 107,93 115,11 111,14


perubahan tinggi padi, dengan nilai tertinggi pada interaksi biochar sekam padi

dan (B1A2) senilai 117,78 cm dan nilai terendah pada perlakuan biochar sekam

padi dan Azolla pinnata (B1A1) senilai 103,10 cm

Pemberian biochar pada penelitian mempengaruhi tinggi tanaman padi,

hal ini berhubungan dengan kemampuan biochar dalam mempengaruhi dinamika

N dalam tanah, biochar dengan luas permukaannya yang porous mampu

menfiksasi Amonium dan mengurangi pencucian N (Clough et al 2013).

Nitrogen merupakan unsur hara esensial bagi tanaman, kekurangan unsur

N dapat menyebabkan pertumbuhan menjadi kerdil, daun menguning dan sistim

perakaran terbatas. Sedangkan kelebihan unsur hara N dapat menyebabkan

pertumbuhan vegetatif memanjang, mudah rebah, menurunkan kualitas bulir dan

respon terhadap serangan hama dan penyakit (Wahid, 2003)

6. Jumlah anakan per rumpun di lahan tercemar Pb


pertambahan jumlah anakan per rumpun di lahan sawah tercemar Pb (Lampiran

32). Berdasarkan Tabel 54 dapat diketahui bahwa pemberian biochar cenderung


160

meningkatkan jumlah anakan . Perlakuan tertinggi pada biochar sekam padi

senilai 26,92 dan terendah pada kontrol senilai 26,33.Pemberian Azolla

berdasarkan Tabel 54, memberikan pengaruh yang tidak nyata pada peningkatan

jumlah anakan per rumpun namun ada kecenderung terjadi peningkatan. Jumlah

anakan tertinggi ada perlakuan pemberian Azolla microphylla senilai 27,63

(A2) dan terendah pada perlakuan kontrol (A0) senilai 25,63.

Tabel 54. Nilai rataan pengaruh Biochar dan Azolla pada jumlah anakan di lahan

sawah tercemar Pb

Perlakuan

A0

( Tanpa

Azolla)

A1

(Azolla.

pinnata)

A2

(Azolla

microphylla)

Rataan

B0 (Tanpa Biochar) 25,25 26,00 27,75 26,33


Rataan 25,63 26,63 27,63 26,63


peningkatan jumlah anak padi di lahan padi sawah tercemar Pb, dengan nilai

tertinggi pada perlakuan interaksi biochar sekam padi dan Azolla microphylla

(B1A2) senilai 27,50 dan nilai terendah pada perlakuan biochar sekam padi dan

Azolla pinnata (B1A1) senilai 27,25.

Pemberian biochar dan azolla memberikan efek tidak langsung pada

pertambahan jumlaha anakan padi sawah, hal ini disebabkan pemberian biochar

memberikan pengaruh positif pada kesuburan tanah dan pertumbuhan tanaman (

Schulz et al 2013).

7. Jumlah anak produktif tanaman padi di lahan tercemar Pb

Pemberian biochar dan azolla memberikan pengaruh tidak nyata pada

peningkatan jumlah anakan produktif padi sawah di lahan tercemar Pb (


161

Lampiran 33). Pemberian biochar berdasarkan Tabel 50 cenderung meningkatkan

jumlah anak produktif walaupun secata statistik tidak berbeda nyata, peningkatan

yang terjadi sebesar 0,58 dari 13,75 pada perlakuan kontrol menjadi 14.33 pada

perlakuan biochar sekam padi.

Pemberian azolla di lahan lahan tercemar Pb berdasarkan Tabel 55

cenderung meningkatkan jumlah anakan produktif dibandingkan dengan kontrol

walaupun secara statistik tidak berbeda nyata. Jumlah anakan tertinggi pada

perlakuan Azolla microphylla (A2) senilai 14,38 dan terendah 13,63 pada

perlakuan kontrol, sedangkan Azolla pinnata (A1) senilai 14,13.

Tabel 55. Pengaruh biochar dan azolla pada peningkatan jumlah anakan produktif

di lahan tercemar pb

Perlakuan

A0

( Tanpa

Azolla)

A1

(Azolla.

pinnata)

A2

(Azolla

microphylla)

Rataan

B0 (Tanpa Biochar) 14,00 13,50 13,75 13,75


Rataan 13,63 14,13 14,38 14,04

Interaksi pemberian biochar dan azolla cenderung meningkatkan jumlah

anakan dibandingkan dengan kontrol, dengan interaksi terbaik pada perlakuan

biochar sekam padi dan Azolla microphylla (A2) senilai 15.00 sedang biochar

sekam padi dengan Azolla pinnata (A1) hanya 14,75.

Terdapat peningkatan jumlah anakan produktif akibat pemberian biochar

dan azolla hal ini disebabkan adanya perbaikan pada kesuburan tanah sehingga

meningkatkan ketersediaan hara , Menurut Jumin (2010), tanaman akan tumbuh

dan menghasilkan produksi secara optimal bila ditanam pada tempat yang

memenuhi syarat pertumbuhnya seperti faktor lingkungan, iklim dan sifat tanah.


162

8. Bobot kering tajuk (g) padi sawah di lahan sawah tercemar Pb

Pemberian biochar sekam padi dan azolla memberikan pengaruh tidak

nyata pada pertambahan bobot kering tajuk padi sawah di lahan tercemar Pb

(Lampiran 34). Pemberian biochar cenderung meningkatkan bobot kering tajuk

padi dilahan sawah tercemar Pb walaupun secara statistik tidak berbeda nyata

(Tabel 56), dengan nilai bobot tertinggi pada perlakuan biochar sekam padi

senilai 58,53g dan terendah pada kontrol senilai 57,13g.

Tabel 56. Nilai rataan pengaruh biochar dan azolla pada bobot kering tajuk padi di

lahan sawah tecemar Pb

Perlakuan

A0

( Tanpa

Azolla)

A1

(Azolla.

pinnata)

A2

(Azolla

microphylla)

Rataan

B0 (Tanpa Biochar) 55,74 57,76 57,89 57,13


Rataan 55,66 57,86 59,98 57,83

Pemberian azolla berdasarkan Tabel 51 cenderung meningkatkan bobot

kering tajuk padi dilahan tercemar Pb walaupun secara statistik tidak berbeda

nyata, dengan nilai bobot padi tertinggi pada perlakuan Azolla microphylla senilai

59,98g dan terendah pada perlakuan kontrol senilai 55,66g.

Interaksi pemberian biochar dan azolla cenderung meningkatkan bobot

kering tajuk dibandingkan dengan kontrol, dengan interaksi terbaik pada

perlakuan biochar sekam padi dan Azolla microphylla (B1A2) senilai 62,07g

sedang Biochar sekam padi dengan Azolla pinnata (B1A1) hanya 57,96g

9. Berat kering akar (g) padi sawah di lahan tercemar Pb

Pemberian biochar sekam padi dan azolla memberikan pengaruh nyata

pada perubahan nilai berat kering akar padi sawah di lahan tercemar Pb (Lampiran


163

35). Berdasarkan Tabel 57 dapat diketahui bahwa pemberian biochar cenderung

meningkatkan bobot kering akar padi sawah di lahan tercemar Pb, walaupun

secara statistik tidak berbeda nyata. Nilai bobot kering tertinggi pada perlakuan

biochar sekam padi (B1)senilai 20,34 g, dan nilai bobot akar terendah pada

kontrol senilai 19,73g.

Berdasarkan Tabel 57, dapat diketahui bahwa pemberian azolla cenderung

meningkatkan bobot kering akar pada padi sawah di lahan tercemar, walaupun

secara statistik tidak berbeda nyata. Nilai bobot kering akar tertinggi pada

perlakuan Azolla microphylla (A2) senilai 20,75 g dan terendah pada perlakuan

kontrol senilai 19,59 g, dan bobot kering akar untuk Azolla pinnata senilai 19,77g.

Tabel 57. Nilai rataan pengaruh biochar dan azolla pada peningkatan berat kering

akar (g) padi sawah di lahan tercemar Pb

Perlakuan

A0

( Tanpa

Azolla)

A1

(Azolla.

pinnata)

A2

(Azolla

microphylla)

Rataan

B0 (Tanpa Biochar) 18,59A 21,18A 19,43A 19,73

B1 ( Biochar Sekam Padi) 20,59A 18,37 A 22,08 B 20,34

Rataan 19,59 19,77 20,75 20,04



Berdasarkan Tabel 57 dapat kita lihat bahwa interaksi biochar sekam padi

dan azolla memberikan pengaruh sangat nyata pada nilai bobot kering akar padi

sawah di lahan tercemar Pb. Nilai interaksi tertinggi pada perlakuan biochar

sekam padi dengan Azolla microphylla (B1A2) dan nilai terendah pada biochar

sekam padi dengan Azolla pinnata (B1A1).

Pemberian biochar berserta azolla memberikan pengaruh pada peningkatan

bobot kering akar disebabkan oleh adanya peran biochar dalam mempertahankan


164

N pada azolla yang sangat dibutuhkan untuk pertumbuhan akar padi sawah

(Clough et al 2013).

10. Jumlah gabah berisi per rumpun di lahan sawah tercemar Pb

Pemberian biochar dan azolla cenderung meningkatkan jumlah gabah

berisi per rumpun dilahan sawah tercemar Pb walaupun secara statitik tidak

berbeda nyata (Lampiran 36). Berdasarkan Tabel 58, dapat diketahui bahwa

pemberian Biochar meningkatkan jumlah gabah berisi per rumpun dilahan sawah

tercemar Pb, dengan nilai gabah berisi perumpun tertinggi pada perlakuan biochar

sekam padi (B1) senilai 1591,80 dan terendah pada kontrol senilai 1447,75.

Tabel 58. Nilai rataan pengaruh biochar dan azolla pada jumlah gabah berisi per

rumpun di lahan tercemar Pb

Perlakuan

A0

( Tanpa

Azolla)

A1

(Azolla.

pinnata)

A2

(Azolla

microphylla)

Rataan

B0 (Tanpa Biochar) 1401,93 1496,73 1444,61 1447,75


Rataan 1450,51 1567,39 1541,44 1519,78

Pemberian azolla berdasarkan Tabel 58 cenderung menunjukkan

peningkatan jumlah gabah berisi perumpun walaupun secara statistik tidak

berbeda nyata, dengan jumlah tertinggi pada perlakuan biochar sekam padi dan

Azolla microphylla (B1A2) senilai 1541,44 dan terendah pada perlakuan kontrol

senilai 1450,51.

Berdasarkan Tabel 58 terlihat bahwa interaksi biochar dan azolla

cenderung meningkatkan jumlah gabah berisi dibandingkan dengan kontrol

dengan jumlah gabah berisi tertinggi pada perlakuan .


165

11. Jumlah gabah hampa per rumpun padi sawah di lahan tercemar Pb

Pemberian biochar dan azolla secara umum cenderung mengurangi jumlah

gabah hampa di lahan sawah tercemar Pb, walaupun secara statistik tidak berbeda

nyata (Lampiran 37).

Tabel 59. Pengaruh Biochar dan Azolla pada Jumlah gabah hampa per rumpun di

lahan tercemar Pb

Perlakuan

A0

( Tanpa

Azolla)

A1

(Azolla.

pinnata)

A2

(Azolla

microphylla)

Rataan

B0 667,80 476,35 606,30 583,48

B1 599,50 569,60 476,35 548,48

Rataan 633,65 522,98 541,33 565,98

Aplikasi biochar pada Tabel 59, cenderung menurunkan jumlah gabah

hampa, dengan nilai gabah hampa terendah pada biochar sekam padi dengan nilai

548,48 dan terendah 583,48 (kontrol).

Aplikasi Azolla pada Tabel 59, cenderung menurunkan jumlah gabah

hampa walaupun secara statistik tidak beberda nyata. Nilai gabah hampa terkecil

pada perlakuan Azolla microphylla senilai 541,33 dan terbesar pada perlakuan

kontrol senilai 633,65, sedangkan Azolla pinnata senilia 522,98.

12. Bobot gabah 1000 butir saat panen di lahan tercemar Pb

Pemberian biochar dan azolla secara umum memberikan peningkatkan

bobot gabah 1000 butir walaupun secara statitik tidak berbeda nyata di lahan

sawah tercemar Pb (Lampiran 38). Berdasarkan Tabel 60, dapat diketahui bahwa

pemberian Biochar sekam padi memberikan peningkatan pada bobot gabah 1000

butir, walaupun secara statistik tidak berbeda nyata. Nilai bobot 1000 butir


166

tertinggi ada pada perlakuan pemberian biochar sekam padi ( B1) senilai 28,66 g

dan terendah pada tanpa biochar senilai 27,24g

Pemberian azolla berdasarkan Tabel 60 memberikan peningkatan bobot

gabah 1000 butir walaupun secara statitik tidak berbeda nyata. Nilai bobot

tertinggi pada perlakuan pemberian Azolla mycropylla (A2) senilai 29,34g dan

nilai bobot terendah pada perlakuan tanpa Azolla senilai 27,25 g

Tabel 60. Pengaruh biochar dan azolla pada bobot gabah 1000 gabah kering giling

(GKG) (g)

Perlakuan

A0

( Tanpa

Azolla)

A1

(Azolla.

pinnata)

A2

(Azolla

microphylla)

Rataan

B0 27,10 26,71 27,92 27,24

B1 27,40 28,32 30,26 28,66

Rataan 27,25 27,51 29,34 29,09

Interaksi pemberian Biochar dan Azolla menunjukkan adanaya

peningkatan bobot gabah 1000 butir dibandingkan kontrol walaupun secara

statistik tidak berbeda nyata. Nilai interaksi tertinggi terdapat pada perlakuan

Biochar sekam padi dan Azolla microphylla (B1A2) senilai 30,26 g dan terendah

pada tanpa pemberian Biochar sekam (B0) senilai 27,25 g.

13. Data Produksi padi sawah per hektar (kg/Ha) di lahan tercemar Pb

Pemberian Biochar dan Azolla secara umum memberikan pengaruh nyata

pada peningkatan produksi padi sawah tercemar Pb di lapangan ( Lampiran 39).

Berdasarkan Tabel 61, dapat dilihat bahwa pemberian biochar meningkatkan

produksi padi sawah dari 6,56 ton / Ha pada perlakuan kontrol menjadi 6,81 pada

perlakuan biochar sekam padi walaupun secara statistik tidak berbeda nyata.


167

Tabel 61. Pengaruh Biochar dan Azolla pada peningkatan produksi padi sawah di

lahan tercemar Pb (Ton/ ha)

Perlakuan

A0

( Tanpa

Azolla)

A1

(Azolla.

pinnata)

A2

(Azolla

microphylla)

Rataan

B0 6,35 6,53 6,81 6,56

B1 6,55 6,50 7,40 6,81

Rataan 6,45a 6,51a 7,10b 6,69



Pemberian azolla berdasarkan pada Tabel 61 mampu meningkatkan

produktifitas lahan tercemar Pb secara nyata, dengan produktifitas tertinggi pada

perlakuan Azolla microphylla (A2) senilai 7,10 ton/ Ha dan terendah pada

perlakuan kontrol senilai 6,45 ton/Ha yang tidak berbeda nyata dengan perlakuan

pemberian Azolla pinnata sebesar 6.51, Produksi pada Azolla microphylla naik

sebesar 10% bila dibandingkan kontrol.

Peningkatan produksi tertinggi terdapat pada perlakuan interaksi biochar

sekam padi dan Azolla microphylla dari 6,35 ton/ ha pada kontrol menjadi 7,40

ton/ha naik 16,53 % dan ini sangat spektakuler untuk tahun tanam pertama.

Kemampuan azolla dalam meningkatkan produksi tanaman padi sudah

lama diketahui (Bui et al 1976; Liu C C 1979 ; Singh P K 1979), tetapi

kemampuan azolla dalam meningkatkan produksi padi dilahan tercemar

merupakan sesuatu yang sangat baru, hal ini disebabkan karena azolla merupakan

tumbuhan hyperakumulator yang memiliki kemampuan yang sangat tinggi dalam

menyerap logam berat tanpa mempengahui proses fisiologisnya, Hidayat

(2011)mengatakan azolla dapat mengakumulasi 18 kali lebih tinggi dari yang

didalam tanah, kemampuan ini karena ada protein khusus yaitu pythochelatin

yang berperan dalam penjerapan logam dan dan disimpan dalam vakuola khusus


168

sehingga tidak mempengaruhi kemampuan azolla dalam menfiksasi N (Benaroya

et al 2004: Pal dan Rai , 2010)

14. Konsentrasi Pb pada akar padi di lahan tercemar Pb (ppm)

Pemberian biochar sekam padi dan azolla mampu menurunkan

konsentrasi Pb pada akar padi sawah secara nyata di lahan sawah tercemar Pb (

Lampiran 40). Pada Tabel 62 dapat dilihat bahwa pemberian biochar mampu

menurunkan konsentrasi Pb pakar akar dari 14,50 ppm pada kontrol, menjadi

13,29 ppm walaupun secara statistik tidak berbeda nyata.

Tabel 62. Pengaruh biochar dan azolla pada perubahan nilai konsentrasi Pb pada

akar padi di lahan sawah tercemar

Perlakuan

A0

( Tanpa

Azolla)

A1

(Azolla.

pinnata)

A2

(Azolla

microphylla)

Rataan

B0 (Tanpa Biochar) 16,39 14,97 12,13 14,50


Rataan 15,40b 14,15b 12,13a 13,89



Berdasarkan Tabel 62 dilihat bahwa pemberian azolla menurunkan

konsentrasi Pb secara nyata pada akar tanaman padi di lahan sawah tercemar di

bandingkan dengan kontrol, dengan nilai konsentrasi Pb pada akar terendah pada

perlakuan Azolla microphylla (A2)senilai 12,13 ppm dan tertinggi pada perlakuan

tanpa Azolla(A0) senilai 15,40 ppm.

Interaksi Biochar dan Azolla cenderung menurunkan konsentrasi Pb pada

akar tanaman padi dibandingkan dengan kontrol, walaupun secara statistik tidak

berbeda nyata. Nilai konsentrasi Pb pada Interaksi ada pada perlakuan Biochar


169

sekam padi dan Azolla microphylla (B1A2) senilai 12,13 ppm turun 4,26 ppm

dibandingkan dengan kontrol atau turun sebesar 35 % dibandingkan kontrol.

Azolla microphylla merupakan azolla yang adaktif terhadap lingkungan

dan cepat proses pertumbuhannya dan banyak biomassanya dibandingkan dengan

Azolla pinnata (Hidayat, 2011). Kemampuan penyerapan logam berat Azolla

microphylla pun cukup tingggi dibandingkan dengan A. pinnata, hal ini

berhubungan dengan besarnya biomassa yang dihasilkan dan doubling time

(kemampuan melipat ganda yang cukup tinggi yaitu 3-4 lipat perminggu dari

bobot awal (Hidayat, 2011).

15. Konsentrasi Pb pada batang padi di lahan tercemar Pb (ppm)

Pemberian biochar sekam padi dan azolla cenderung menurunkan

kandungan Pb pada batang padi di sawah lahan tercemar (Lampiran 41) walaupun

secara statistik tidak berbeda nyata, berdasarkan Tabel 63 dapat diketahui bahwa

terjadi penurunan konsentrasi Pb pada batang padi dari 5,15 ppm padaperlakuan

tanpa biochar sekam padi turun menjadi 5,03 ppm pada perlakuan biochar sekam

(B1) walaupun secara statistik tidak berbeda nyata.

Tabel 63. Pengaruh biochar dan azolla pada perubahan konsentrasi Pb pada

batang padi dilahan tercemar Pb

Perlakuan

A0

( Tanpa

Azolla)

A1

(Azolla.

pinnata)

A2

(Azolla

microphylla)

Rataan

B0 (Tanpa Biochar) 5,48 5,38 4,60 5,15

B1 (Biochar Sekam Padi 4,90 5,63 4,55 5,03

Rataan 5,19 5,50 4,58 5,09

Pemberian azolla berdasarkan Tabel 63 mampu menurunkan dari 5,19

ppm pada perlakuan kontrol menjadi 4,58 ppm pada perlakuan Azolla microphylla


170

walaupun secara statistik tidak berbeda nyata, dan penurunan yang terjadi sebesar

0,61 ppm.

Berdasarkan Tabel 63, dapat diketahui bahwa interaksi biochar sekam padi

dan azolla mampu menurunkan konsentrasi Pb pada batang padi dibandingkan

kontrol walaupun secara statistik tidak berbeda nyata, Nilai konsentrasi terendah

pada perlakuan interaksi ada pada perlakuan biochar sekam padi dan Azolla

microphylla (B1A2) senilai 455 ppm turun senilai 0,93 ppm dibandingkan dengan

kontrol.

16. Konsentrasi Pb pada daun padi di lahan tercemar Pb (ppm)

Pemberian biochar dan azolla cenderung menurunkan konsentrasi Pb pada

daun padi di lahan tercemar Pb walaupun secara statistik tidak berbeda nyata

(Lampiran 42). Nilai Pb terendah pada pemberian biochar sekam padi senilai

11,57 ppm dan terendah pada perlakuan tanpa biochar senilai 12,01 ppm, selisih

0,44 ppm.

Pemberian azolla berdasarkan Tabel 64 menunjukkan penurunan

konsentrasi Pb pada daun padi di lahan sawah tercemar Pb walaupun secara

statistik tidak berbeda nyata. Nilai konsentrasi terendah pada perlakuan Azolla

microphylla senilai 10,60 ppm dan tertinggi pada Azolla pinnata senilai 12,67

ppm dan tidak berbeda nyata pada perlakuan kontrol senilai 12,11 ppm.

Tabel 64. Pengaruh biochar dan azolla pada perubahan konsentrasi Pb pada daun

padi di lahan sawah tercemar Pb

Perlakuan

A0

( Tanpa

Azolla)

A1

(Azolla.

pinnata)

A2

(Azolla

microphylla)

Rataan

B0 (Tanpa Biochar) 12,46 12,83 10,76 12,01


Rataan 12,11 12,67 10,60 11,79


171

Interaksi pemberian azolla dan biochar sekam padi berdasarkan Tabel 64

memberikan pengaruh tidak nyata pada penurunan konsentrasi Pb pada daun padi

di lahan tercemar Pb, dengan konsentrasi terendah pada perlauana biochar sekam

padi dan Azolla microphylla senilai 10,44 ppm dan tertinggi pada biochar sekam

padi dengan Azolla pinnata senilai 12,52 ppm.

17. Konsentrasi Pb pada sekam padi di lahan tercemar Pb(ppm)

Pemberian biochar dan azolla secara umum memberikan penurunan nilai

konsentrasi Pb pada sekam walaupun secara statistik tidak ( Lampiran 43).

Berdasarkan Tabel 65 dapat diketahui bahwa pemberian biochar sekam padi

menurunkan konsentrasi Pb pada sekam padi di lahan sawah tercemar Pb. Nilai

konsentrasi terendah pada perlakuan biochar sekam padi senilai 2,13 ppm turun

0,03 ppm dibandingkan perlakuan tanpa biochar.

Tabel 65. Rataan konsentrasi Pb pada sekam padi di lahan sawah tercemarPb

Perlakuan

A0

( Tanpa

Azolla)

A1

(Azolla.

pinnata)

A2

(Azolla

microphylla)

Rataan

B0 (Tanpa Biochar) 2,43 2,33 1,71 2,16


Rataan 2,29 2,43 1,72 2,14

Pemberian azolla berdasarkan Tabel 65 menunjukkan adanya penurunan

nilai konsentrasi Pb sekam padi hasil panen di lahan tercemar Pb. Nilai

konsentrasi terendah pada pelakuan Azolla microphylla senilai 1,72 ppm dan

tidak berbeda nyata pada perlakuan Azolla pinnata (2,43 ppm) dan tanpa azolla

(2,29ppm).

Interaksi biochar sekam padi dan azolla berdasarkan Tabel 65,

menunjukkan penurunan konsentrasi Pb pada sekam padi hasil panen di lahan


172

sawah tercemar Pb. Nilai Konsentrasi Pb terendah terdapat pada perlakuan

biochar sekam padi dan Azolla microphylla (B1A2) senilai 1,73 ppm lebih

rendah dari kontrol yang senilai 2,43 ppm.

18. Konsentrasi Pb pada beras hasil panen dari lahan tercemar Pb (ppm)

Pemberian biochar sekam padi dan Azolla secara umum nyata

menurunkan konsentrasi Pb pada beras hasil panen di lahan tercemar Pb (

Lampiran 44). Berdasarkan Tabel 66 dapat diketahui bahwa pemberian biochar

sekam padi menurunkan konsentrasi Pb pada beras hasil panen di lahan tercemar

Pb, walaupun secara statistik tidak berbeda nyata. Konsentrasi terendah pada

perlakuan biochar sekam padi senilai 13,18 ppm dan yang tertinggi pada

perlakuan tanpa Biochar senilai 14,06 ppm.

Tabel 66. Rataan Nilai konsentrasi Pb pada beras hasil panen di lahan tercemar

Pb

Perlakuan

A0

( Tanpa

Azolla)

A1

(Azolla.

pinnata)

A2

(Azolla

microphylla)

Rataan

B0 (Tanpa Biochar) 16,28 15,32 10,59 14,06


Rataan 15,53A 15,48A 9,86B 13,62



Pemberian azolla pada lahan sawah tercemar Pb berdasarkan Tabel 66

menunjukkan penurunan konsentrasi Pb pada beras secara sangat nyata.

Konsentrasi Pb terendah terdapat pada perlakuan pemberian Azolla microphylla


173

senilai 9,86 ppm sangat berbeda nyata dengan pemberian Azolla pinnata (15,48

ppm) dan tanpa Azolla.

Penurunan terendah konsetrasi Pb pada beras terdapat pada perlakuan

interaksi Antara biochar sekam dan Azolla microphylla dari 16, 28% pada kontrol

menjadi 9,13 % yaitu turun sebesar 43,91% dan ini sangat spektakuler dengan

kondisi lapangan yang heterogen.

Tinggi kemampuan Azolla mycrophylla disebabkan oleh kemampuan

adaptasi dan pertumbuhannya yang sangat cepat dibandingkan dengan Azolla

pinnata (Arora and Singh, 2002; Arora et al 2005), Azolla ini mampu mereplikasi

2-3 lipat dalam seminggu dan daya biakumulasi yang sangat tinggi yaitu sebesar

18, artinya Azolla mycrophylla dalam menyerap 18 kali lipat konsentrasi lebih

dari yang ada di larutan ( Hidayat, 2011).


174

KESIMPULAN

1. Pemberian biochar pada lahan tercemar Pb meningkatkan produktiftas

lahan sawah tercemar Pb dengan cara menstabilkan pH, meningkatkan

kandungan C organik tanah, menstabilkan Pb total, menurunkan Pb

tersedia tanah, menaikkan tinggi tananaman, jumlah anakan produktif,

bobot tajuk, bobot akar, gabah isi, bobot 1000 butir, dan menurunkan

kandungan Pb pada akar, batang, sekam dan gabah padi sawah

2. Pemberian azolla pada lahan tercemar Pb meningkatkan produktifitas

sawah lahan tercemar Pb dengan cara menstabilkan pH, meningkatkan

kandungan C organik tanah, menstabilkan Pb total, menurunkan Pb

tersedia tanah, menaikkan tinggi tananaman, jumlah anakan produktif,

bobot tajuk, bobot akar, gabah isi, bobot 1000 butir, dan menurunkan

kandunga Pb pada akar, batang, sekam dan gabah padi sawah

3. Interaksi biochar dan azolla pada lahan tercemar Pb meningkatkan

produktifitas sawah lahan tercemar Pb dengan cara menstabilkan pH,

meningkatkan kandungan C organik tanah, mestabilkan Pb total,

menurunkan Pb tersedia tanah, menaikkan tinggi tananaman, jumlah

anakan produktif, bobot tajuk, bobot akar, gabah isi, bobot 1000 butir,

dan menurunkan kandungan Pb pada akar, batang, sekam dan gabah

padi sawah.

4. Pemberian Biochar sekam padi dan Azolla microphylla menghasilkan

produksi tertinggi senilai 7,40 ton/ ha naik 16,54% dan Pemberian

Azolla microphylla nyata meningkatkan produksi hingga 7,10 ton/ Ha

naik 11,81% dibandingkan perlakuan kontrol

174


175

5. Pemberian biochar sekam padi dan Azolla microphylla menghasilkan

konsentrasi Pb pada beras terendah dari 16,28% pada kontrol menjadi

9,13 % turun 43,91% dari pemberian .Azolla microphylla mampu

menurunkan konsentrasi Pb secara nyata hingga konsentrasi 9,86%

turun 39,43%


176

BAB IV

PEMBAHASAN UMUM

1. Karakteristik dan Potensi Biochar

Biochar adalah biomassa organik yang mengalami proses pirolisis dengan

tanpa atau dengan oksigen terbatas, pada penelitian ini proses pembuatan Biochar

adalah dengan membakarnya (klin) di alat BT 01 (gambar 10) drum yang dirakit

secara sederhana dan juga dengan pembakaran tidak langsung (retort). Kualitas

Biochar ditentukan oleh jenis bahan dan proses pembuatanya (Zieli_nska dan

Patryk, 2016; Zheng et al 2013). Biomassa yang kaya akan lignin bila mengalami

proses pirolisis pada suhu ≤ 6000C akan menghasilkan banyak fenol dari pada

yang mengandung selulosa, begitu juga sebaliknya biomassa yang kaya akan

sellulosa akan mudah terfirolisis pada suhu yang relatif rendah sehingga akan

menghasilkan biochar yang kaya akan hara dan asam asam organik yang belum

teruapkan. hal ini dapat terlihat pada analisis FTIR (Fourier Transform Infrared

Spectroscopy).

Gambar 17. Hasil FTIR biochar jerami, sekam pad, serabut kelapa, dan tandan

kosong kelapa sawit dan Azolla

A B

176


177

Berdasarkan Gambar 17, dapat dilihat puncak penandakan gugus

fungsional pada biochar yang terbagi kepada dua bahagian besar yaitu puncak

kelompok A (1500-1600) dan puncak kelompok B (1050-1300), Puncak

kelompok A yang menandakan adanya cincin aromatik ( Nieman, 1998) dengan

intesitas yang berbeda, intensitas yang tertinggi ada pada biochar tandan kosong

kelapa sawit dan azolla, perbedaan aromatik yang terbentuk pada biochar dengan

azolla adalah aromatik biochar terbentuk dengan proses pirolisis, sedangkan

aromatik yang terbentuk pada azolla dengan proses pengomposan.

Puncak kelompok B (1050- 1300) menandakan adanya senyawa fenol,

eter, asam karboksilat dan ester (Nieman, 1998) dengan intensitas yang berbeda

beda. Intensitas tertinggi terdapat pada biochar sekam padi. Hal ini menunjukkan

bahwa biochar sekam padi memiliki potensi dalam mereduksi Pb dengan bantuan

asam organik dan fenolik menjadi Pb yang tidak tersedia bagi tanaman.

Luas permukaan biochar , volume pori, daya jerap pada permukaan

dengan ikatan vander walls dapat kita ketahui dengan analisis Brunauer–Emmett–

Teller (BET) pada lampiran 51. Berdasarkan lampiran tersebut dapat kita lihat

bahwa dapat diketahui luas permukaan tertinggi pada Biochar serabut kelapa

senilai 23.91 cm2/g, volume pori terbesar pada biochar sekam padi senilai 0.26962

cm3/g dan ukuran pori terbesar pada sekam padi 63.6994 4V/A.

Besarnya luas permukaan menunjukkan potensi biochar melakukan

sentuhan fisik dan terikat dengan ikatan van der walls dan ini menunjukkan

bahwa biochar TTKS berpotensi melakukan penjerapan secara fisik dengan luas

23,91/g, besarnya luasan ini dapat dipahami karena proses pembuatan dengan

metode kiln dan suhu yang tinggi menghasilkan biochar yang halus dengan luas


178

permukaan yang tinggi dan kaya akan karbon (Kloss et al.2012; Brewer and

Brown, 2012).

Volume pori dan ukuran pori terbesar terdapat pada biochar sekam padi,

sehingga biochar sekam padi merupakan rumah yang terbaik bagi mikroba yang

tahan akan degradasi,

Gambar 18. Scaning Electron Macroscopy (SEM) biochar sekam padi

Pemberian biochar mampu meningkatkan pH secara nyata, dan pH

tertinggi terdapat pada biochar Jerami hal ini disebabkan pada proses pembuatan

biochar jerami dengan metode kiln (pembakaran) dan banyak mengasilkan abu

dan abu ini memiliki efek pengapuran karena kaya akan kation kation basa (Sheng

et al. 2005; Wu et al 2012) kation basa akan mengikat karbonat dan melepaskan

OH sehingga meningkatkan pH tanah, kemudian penambahan basa yang

berketerusan akan menjadi bufer pada hydrolisis Al3+ yang banyak melepaskan H+

dan akhirnya pH tanah tidak meningkat sampai pada batas yang sesuai pada

penambahan komponen basa pada Biochar yang akan mengurangi kelarutan Al3+,


179

akhirnya Al(OH)3 akan mengendap pada pH 6,5 jumlah kelarutan Al3+ akan

berkurang dan pH tanah akan meningkat (Plaster, 2004). Pada tanah ber pH

alkali, biochar juga berperan sebagai buffer, kation kation yang ada dilarutan akan

dijerap oleh anion yang ada dipermukaan biochar, sehingga pH menuju netral. Hal

ini terbukti pada pemberian biochar jerami sebanyak 3% karbon pada inkubasi

awal berpH 9,25 tetapi setelah akhir masa inkubasi 2 minggu pH telah menjadi

turun senilai 8,69 dan saat panen ber pH 7,94.

Pemberian biochar jerami jerami meningkatkan kandungan C organik

tanah, apalagi pada penelitian ini penambahan biochar sebanyak 5% C sesuai

dengan yang dikatakan oleh Park et al (2011) bahwa penambahan biochar

sebanyak 5% C meningkatkan C organik tanah dan mampu mengurangi

ketersedian Pb secara nyata.

Pemberian biochar meningkatkan ketersedian hara N, P dan K dan

Kapasitas tukar kation (KTK) pada masa inkubasi, dengan nilai tertinggi pada

biochar sekam padi, masing masing N,P,K senilai 2,3%, 22,17 ppm dan K 3

me/100 gr, peningkatan ini disebabkan oleh karekteristik biochar sekam yang

berbeda, karena dibuat dengan sistem terort, yaitu tanpa pembakaran langsung,

sehingga dapat mempertahankan hara dan asam asam organik belum terpolatil.

Sehingga aktivitas mikroba pun meningkat dan biochar dapat juga menjerap N

pada permukaan dalam bentuk amonium (NH4) dan menyimpan nitrat pada pori

porinya (Clough et al. 2013; ). Clough dan Condron (2010) menambahkan bahwa

biochar memiliki potensi untuk mempengaruhi siklus N dalam tanah dengan

meningkatkan amonia (NH3) dalam proses amonifikasi oleh permukaan biochar

yang porous dan meretensi amonium (NH4+), untuk mengurangi nitrous oxide


180

(N2O) dan pencucian nitrat (NO3), dan untuk meningkatkan fiksasi N karena

pertumbuhan mikroba yang meningkat, hal terlihat pada peningkatan aktivitas

mikroba aerob dengan peningkatan kandungan Total C02 tanah (Tabel 28).

Nilai total CO2 tanah tertinggi terdapat pada biochar sekam padi yaitu

senilai 5,43 mg/100 tanah berbeda nyata dengan kontrol dan biochar lainnya, hal

ini disebabkan karena permukaan biochar sekam padi yang porous, dengan ukuran

dan volume pori yang lebih besar dari biochar lainnya sehingga biochar sekam

padi merupakan rumah terbaik bagi mikroba aerob untuk bergenerasi.

Peningkatan suhu cenderung meningkatkan P total tetapi tidak

meningkatkan P tersedia (Liang et al. 2014), sekam yang diproduksi secara retort

mampu mempertahankan asam asam organik (Asada 2002), seiring dengan

peningkatan suhu maka kuantitas asam organik akan berkurang. Peningkatan

gugus fungsional ini akan melepaskan P yang terikat sehingga meningkatkan

ketersedian fosfat.

Biochar sekam padi yang dibuat dengan cara pemanggangan (Retort)

menghasilkan gugus asam organik yang lebih tinggi dibandingkan dengan cara

pembakarana (Kiln). Asada (2002) membuktikan bahwa biochar yang berasal dari

bambu pada suhu 5000C memiliki kandungan asam organik yang lebih tinggi

dibandingkan pada suhu 7000C, hal terlihat pada uji FITR yang menunjukkan

adanya intensitas yang tinggi pada gelombang 1050- 1300 (Gambar 10) yang

menunjukkan keberadaan asam senyawa fenol, eter, asam karboksilat dan ester

(Nieman, 1998). Keberadaan asam asam organik ini mempengaruhi peningkatan

KTK pada sekam padi.


181

Proses pembuatan biochar sekam padi dengan pemanggangan (Retort)

yang sedikit menghasilkan abu, sehinggga lebih sedkit kation basa yang

dihasilkan, hal ini dapat dilihat pada Tabel 39, yang senilai 39,22% , lebih

rendah dari biochar lainnya, tetapi menghasilkan asam asam organik yang lebih

tinggi hal ini terlihat pada analisis FTIR (Gambar 17), hal ini mengakibatkan

rendah nilai kejenuhan basa pada sekam padi dibandingkan dengan biochar yang

lainnya, Hal ini disebabkan karena peningkatan kapasitas tukar kation karena

meningkatnya asam asam oraganik tidak diikuti peningkatan jumlah kation kation

basa.

Kemampuan beberapa jenis biochar dalam mereduksi Pb pada masa

inkubasi 2 minggu dapat dilihat pada gambar diagram fraksional Pb berikut ini:

Gambar 19. Fraksionasi Pb pada tanah tercemar Pb pada 2 minggu masa

inkubasi

Pada Gambar 19 dapat kita lihat bahwa, setiap perlakuan biochar memiliki

kandungan Pb total yang hampir sama karena bersumber dari air dan tanah yang

tercemar, pada tabel 29 dapat dilhat nilai Pb total terendah 91,34% pada sekam

padi (B2) dan tertinggi pada tandan kosong kelapa sawit (B4) senilai 95,25%.

16.32 14.11 12.70 13.70 14.89

17.36 16.62 22.28 17.37 19.78

16.76 15.4018.74

17.2217.72

2.762.81

4.922.71

2.81

39.35 43.9632.70 41.44 40.05

0.00

20.00

40.00

60.00

80.00

100.00

120.00

1 2 3 4 5

Pb Residual

Pb Karbonat

Pb terikat Organik

Pb Tukar

Pb larutan

B0 B1 B2 B3 B4


182

Pemberian biochar berdasarkan lampiran 11, mampu menurunkan

ketersedian Pb secara nyata dari 16,32 menjadi 12,7 pada biochar sekam padi

(B2) dan 13,7 pada biochar serabut kelapa (B3). Berdasarkan Gambar 11 diatas,

dapat dilihat bahwa biochar sekam padi merupakan biochar terbaik dalam

mereduksi ketersediaan Pb pada tanah tercemar, hal ini terlihat dengan

meningkatnya jumlah Pb yang teradsorbsi pada permukaan dari 17,36 menjadi

22,28, meningkat 28,35%, dan ini merupakan peningkatan tertinggi yang peroleh

dari aplikasi biochar sekam padi. Biochar sekam padi juga mampu meningkatkan

Pb terikat oleh organik dan dengan karbonat dari 16,76 (B0) menjadi 18,78 (B2)

untuk terikat organik dan 2,76 (B0) menjadi 4,92 (B2).

Besarnya kemampuan biochar sekam padi dalam mereduksi Pb dalam

berbagai bentuk yang tidak tersedia seperti Pb teradsorpsi, Pb terikat asam

organik, terikat karbonat, disebabkan oleh karakteristik yang terbentuk dari

biochar sekam padi dari proses pembuatan biochar sekam padi dengan sistem

retort yang menghasilkan permukaan biochar yang porous dengan ukuran volume

dan pori yang besar sehingga aktifitas serta menghasilkan senyawa fenol, eter,

asam karboksilat dan ester .

Menurut Lu et al (2012), bahwa ada tiga komponen yang menjadi

keunggulan dari biochar sekam padi sehingga mampu mereduksi Pb tersedia

menjadi terikat dalam berbagai bentuk yaitu :

1. Terbentuknya kompleksasi Pb dengan berbagai gugus fungsional seperti

senyawa fenol, eter, asam karboksilat dan ester hal ini terlihat dengan

tingginya intesitas gelombang FTIR 1500-1600 yang menandakan adan


183

senyawa tersebut dalam jumah yang besar dan juga diakibatkan oleh

aktiftas mikroba

2. Terbentuknya kompleksasi dengan mineral oksida dan karbonat yang

disebabkan karena besarnya potensi oksidasi dari biochar dengan sifat fisik

yang porous ,ukuran dan pori yang besar dan juga aktifitas mikroba yang

tinggi

3. Bursa pertukar kation mono atau polivalen, kation kation K, Na, Ca, Mg,

walaupun dalam penelitian ini masih terlalu sedikit tetapi keberadaan

kation K dalam jumlah yang besar sangat mempengaruhi proses

pertukaran tersebut.

4. Adsorpsi fisik innersphere dan presipitasi permukaan, dengan karakteristik

yang porous, ukuran dan pori yang besar sangat mempengaruhi stabilitas

Pb

Dapat di ilustrasikan sebagai berikut :

Gambar 20. Ilustrasi peran Biochar sekam padi dalam mereduksi ketersediaan Pb


184

Pertumbuhan padi dan serapan hara yang terbaik diperoleh pada

perlakuan biochar sekam padi, hal ini disebabkan oleh kualitas biochar sekam

yang baik menghasil pH yang tidak terlalu tinggi karena sedikitnya kandungan

abu yang dapat mengakibatkan kenaikkan pH tanah.

Terhambatnya pertumbuhan padi pada perlakuan biochar jerami, serabut

kelapa dan tandan kosong disebabkan tinggi peningkatan pH akibat penambahan

biochar walaupun pada akhirnya terjadi penurunan pH karena biochar memiliki

efek buffer karena adanya asam asam organik yag berperan dalam menstabilkan

pH, efek buffer azolla ini disebabkan adanya kandungan asam asam organik

seperti senyawa fenol, eter, asam karboksilat dan ester yang bermutan tidak tetap

(Liu dan Xing. 2012).

Pemberian biochar mampu meningkatkan kandungan C organik tanah dari

1,60 (kontrol ) menjadi 2,02 pada perlakuan biochar sekam padi (B1) meningkat

sebanyak 20,79 %. Hal disebabkan karena biochar sekam padi yang ditambahkan

memiliki kandungan C organik yang tinggi dapat dilihat pada analisis EDAX

sebanyak 77, 18 % ( Lampiran 46), berdasarkan standar biochar yang dikeluarkan

IBI (2014) termasuk kepada kelas I yang memiliki konsentrasi karbon diatas 60%.

Biochar mempunyai kemampuan dalam menaikkan tinggi tananaman,

jumlah anakan produktif, bobot tajuk, bobot akar, gabah isi, bobot 1000 butir, dan

menurunkan kandungan Pb pada akar, batang, sekam dan gabah padi sawah

walaupun belum maksimal hal ini disebabkan oleh curah hujan yang tinggi pada

saat penanaman di bulan September 2014- Desember 2015, sehingga

mengakibatkan banyaknya biochar yang terlarut dalam air keluar dari lahan

melalui saluran pembuangan, dan juga dosis biochar dilapangan seharusnya


185

melebih dosis yang di rumah kaca yaitu 3% menjadi 5% sehingga dapat

memberikan pengaruh yang signifikan pada pertumbuhan dan produksi padi

sawah di lahan tercemar.

2. Potensi Azolla dalam menurunkan Pb tersedia dan meningkatkan

kesuburan tanah dan meningkatkan produktifitas lahan tercemar Pb

Azolla adalah tumbuhan pakuan yang sangat memiliki kemampuan dalam

mensuplayy hara Nitrogen dengan adanya simbiosis dengan Anabaena azolla,

yang mampu menfiksasi N di udara menjadi N tersedia bagi tanaman, setelah

azolla terdekomposisi dalam bentuk amonium dengan suplay mencapai 240 kg/ ha

( Reddy et al. 2002). Azolla mycrophylla merupakan azolla yang memiliki daya

adaptasi yang tinggi dari pada Azolla pinnata sehingga mampu berkembang dan

menduplikatkan diri dengan cepat sehingga dapat menghasilkan bahan organik

dan nitrogen yang lebih banyak (Arora and Singh, 2002; Arora et al. 2005).

Azolla ternyata juga memiliki kemampuan dalam menyerap logam berat

dan mengurangi ketersedian Pb pada tanah dan larutan. Berdasarkan Tabel 29,

dapat dilihat bahwa pemberian azolla tidak meningkatkan Pb total tanah, tetapi

menurunkan Pb total dari 98,55 ppm pada kontrol menjadi 94,56 ppm pada Azolla

pinnata dan 84,52 ppm pada Azolla mycrophyla walaupun secara statistik tidak

berbeda nyata, tetapi pemberian azolla menurunkan Pb tersedia tanah dari 17,96

ppm menjadi 12,31ppm pada Azolla mycrophylla dan 12,77 ppm pada Azolla

pinnata , hal ini disebabkan karena azolla yang diaplikasikan bukan merupakan

sumber Pb dan menurut Abror et al (2013) bahwa aplikasi azolla yang

mengandung Pb tidak meningkatkan Pb tersedia tetapi hanya meningkatkan Pb

total.


186

Kemampuan azolla dalam menyerap dan menyimpan Pb berhubungan

dengan terbentuk protein khusus pada azolla akibat tingginya konsentrasi logam

berat yaitu yang dikenal dengan nama phytochelatin. Protein Phytochelatin ini

adalah peptida yang bergugus tiol (S-H) yaitu protein yang kaya akan sulfur yang

memiliki affinitas yang tinggi terhadap logam berat. Seperti sistein, dan metionin.

Logam berat tersebut akan diikat oleh protein Phytochelatin dan di simpan dalam

vakuola spesifik sehingga tidak memberikan efek toksisitas pada tanaman,

kemampuan penyimpan logam tergantung pada jenis tumbuhan hyperakumulator,

pada tanaman azolla, Hidayat (2011) mengadakan bahwa dosis 150 ppm Pb dan

50 ppm Cd dan Cu memberikan efek toksisitas pada Azolla pinnata.

Proses masuknya logam berat ke dalam jaringan tanaman selain

disebabkan tinggi konsentrasi logam pada cairan juga disebabkan oleh

terbentuknya eksudat yang diproduksi oleh tanaman yang disebut dengan

phytosiderophores, yang dapat mengikat logam seperti Fe dan memfasilitasi

serapannya. Phytosiderophores disintesis dari nikotinamid, yang terdiri dari tiga

methionines digabungkan melalui ikatan non-peptida (Higuchi et al.1999).

Khelasi dari phytosiderophores dapat membantu dalam pengangkutan ion logam

membran plasma sebagai kompleks logam-siderophore melalui transporter

khusus. Oleh mengurangi Fe (III) chelated dengan root chricate reductase,

tanaman mampu rilis larut Fe (II) untuk penyerapan oleh akar (Salt et al. 1994).

Tanaman juga dapat melarutkan besi dan logam lainnya dengan

mengeluarkan proton dari akar untuk mengasamkan rhizosfer (Salt et al. 1994).

Oleh karena itu mungkin untuk peningkatan bioavailabilitas polutan logam di

sebabkan oleh memanipulasi proses pada akar. Setelah logam tersedia untuk


187

tanaman, masuklah ion logam ke dalam tanaman, baik melalui symplast

(intersellular) atau apoplast (ekstraseluler), tergantung pada jenis logam,

konsentrasi dan spesies tumbuhan

Apoplast itu jalur epidermis akar dan korteks yang digunakan untuk zat

terlarut yang memiliki konsetrasi yang lebih tinggi. Apoplastik yang jalur relatif

tidak diatur, karena air dan zat terlarut dapat mengalir dan berdifusi tanpa

melintasi membran. Dinding sel dari lapisan endodermal bertindak sebagai

penghalang untuk difusi apoplastik ke dalam sistem vaskular (Ghosh & Singh,

2005). Transportasi apoplastik dibatasi oleh kapasitas pertukaran kation yang

tinggi dari dinding sel (Raskin) et al. 1997).

Dalam transportasi symplastic, ion logam bergerak melintasi membran

plasma, yang biasanya memiliki potensi istirahat negatif yang besar sekitar 170

mV (negatif di dalam membran). Potensi membran ini memberikan elektrokimia

yang kuat gradien untuk gerakan ke dalam dari ion logam (Ghosh & Singh, 2005).

Sebagian besar logam ion masuk ke sel tumbuhan melalui proses yang bergantung

pada energi melalui ion logam tertentu atau generik operator atau saluran (Bubb &

Lester, 1991). Cutler dan Rains (1974) menemukan bahwa besar fraksi Cd diambil

oleh jaringan barley melalui pertukaran penyerapan, dan melalui difusi ditambah

dengan sekuestrasi, tanpa serapan metabolik aktif bersamaan.

Pemanfaatan Azolla dalam meningkatkan kesuburan tanah khususnya pada

lahan sawah sudah tidak diragukan terlebih pada suplay hara Nitrogen (Reddy et

al. 2002). Menurut Reddy et al (2002) bahwa Azolla mampu mensuplay hara

nitrogen pada lahan sawan berkisar 20-150 Kg N/ Ha, sehingga menunjang

pertumbuhan tanaman. Peningkatan pertumbuhan Azolla yang cepat


188

membutuhkan fosfor yang relatif tinggi, karena itu fosfor dapat menjadi faktor

pembatas pertumbuhan azolla dan kekurangan fosfor dapat ditandai dengan warga

unggu pada azolla.

Azolla selain kaya akan Nitrogen juga kaya akan hara terutama katio

kation basa yang dibutuhkan tanaman, hal ini terlihat pada hasil analisis SEM dan

EDS azolla pada lampiran 39. Shoel et al. (2001) mengemukan bahwa selain hara

N, konstrasi unsur hara K menempati konsentrasi tertinggi hingga 50 ppm dan

jumlahnya lebih banyak pada bagian atas tanaman dari pada akarnya.

Gambar 21. Konsentrasi kandungan hara pada azolla (Shoel et al. 2001)

Peningkatan padi produksi akibat pemberian Azolla telah lama di teliti,

dan pada penelitian ini terjadi peningkatan sebesar 10,12 % dari 6,41 ton/ha

menjadi 7,1 ton/ ha, hal ini disebabkan oleh peningkatan kandungan hara Nitrogen

yang memacu pertumbuhan tanaman dan dimbangi dengan pemberian pupuk P

dan K dan asam asam organik yang dihasilkan azolla sehingga melepaskan

sejumlah hara yang diikat oleh Pb seperti fosfor yang sangat dibutuhkan tanaman.

(Maria et al 2004). Menurut Maria et al (2004), pemberian awal tahun pertama

Akar Batang/daun

Konse

ntr

asi

har

a (p

pm

)

Jenis Unsur hara


189

dari azolla belum memberikan hasil yang maksimal maka harus dikombinasikan

dengan Urea agar mendapatkan hasil maksimal, tetapi apabila aplikasi azolla

dilakukan secara berkelanjutan akan memberikan hasil yang maksimal pada 3

tahun ke depan, dan mengurangi pemakain pupuk hingga 50% suplay N mencapai

40-50 kg N/ Ha.

Pada penelitian ini, Azolla mampu menurunkan kadar Pb pada tanaman

dan menghasilkan gabah yang berkualitas dengan berkurannya kadar Pb pada

gabah sebesar 36% dari 15,5 ppm menjadi 9,8 ppm. Hal ini disebakan oleh

kemampuan azolla yang luar biasa, khususnya Azolla mycrophylla pertumbuhan

yang cepat menghasilkan banyak biomassa dan dan asam asam organik yang

mampu menstabilkan Pb pada air dan tanah tercemar.

3. Potensi Interaksi Biochar dan Azolla dalam menurunkan Pb tersedia

dan meningkatkan kesuburan tanah dan meningkatkan produktifitas

lahan tercemar Pb

Pemberian biochar dan azolla memiliki potensi sangat besar dalam

menurunkan konsentrasi Pb tersedia dan meningkatkan kesuburan tanah dan

produkstifitas lahan tercemar , hal dapat dapat dilihat pada penelitian ini yaitu

memiliki pengaruh yang nyata dalam meningkatkan kadar bahan organik tanah,

Kapasitas tukar kation dan kejenuhan basa, Pb terikat karbonat, Rasio C/N pada

masa inkubasi.

Sifat sifat yang baik yang dihasilkan oleh biochar ditambahkan kemampuan

azolla meningkatkan penjerapan Pb dengan penyediaan bahan organik yang besar

menjadikan interaksinya memberikan pengaruh yang terbaik hingga pada saat

panen rumah kaca yaitu meningkatkan secara nyata jumlah anakan , bobot tajuk,


190

bobot akar, serapan N, K dan menurunkan Pb tersedia sehingga mengurangi

serapan Pb pada akar.

Penambahan biochar dan azolla ke tanah memiliki potensi tidak hanya pada

sekedar siklus C yaitu sekedar penambahan bahan organik tanah tetapi

mempengaruhi sifat kimia fisika dan biologi tanah. Seperti penambahan azolla

pada tanah tidaknya hanya akan meningkatkan kandungan N tanah tetapi jalur

mempenbaruhi transformasi N yang mengakibatkan kerugian atau kehilangan

dapat dihindari, karena keberadaan biochar memiliki kemampuan (i) untuk

mempertahankan N di dalam tanah dengan meningkatkan amonia (NH3) dan

amonium (NH4+) retensi, (ii) untuk mengurangi pembentukan Oksida Nitrate

(N2O) dan pencucian laju nitrat (NO3-), dan (iii) untuk meningkatkan aktfitas

biologis dan mempengaruhi komunitas mikroba tanah (Clough dan Condron,

20110)

Penambahan biochar dan bahan organic tambahan telah terbukti

meningkatkan kation tanah kapasitas tukar (KTK) dan retensi nutrisi dan

ketersediaan di tanah yang tua (Oksisol dan Ultisol) (Glaser et al. 2002; Liang et

al. 2006). Kenaikan KTK tanah dapat meningkat sebagai akibat dari proses

oksidasi yang terjadi pada permukaan biochar menghasilkan sejumlah asam asam

organik yang teradsorpsidi permukaan biochar seperti dengan pemberian azolla

meningkatkan kualitas biochar (Liang et al. 2006). Sebuah penelitian oleh Cheng

et al. (2006) meneliti potensi terjadinya oksidasi pada permukaan biochar pada

dua suhu yaitu 30 dan 70 ° C menemukan bahwa oksidasi terjadi lebih besar

pada 70 ° C dengan peningkatan KTK 53-538% yang dihasilkan dari

pembentukan fungsional kelompok karboksilat kelompok diiringi dengan


191

peningkatan KTK, dan meningkatknya kemampuannya untuk mempertahankan

kation seperti NH4+ serta meningkatkan kesuburan tanah.

Pemberian bahan organik disertai dengan pengolahan lahan tanpa biochar

akan meningkatkan proses oksidasi bahan organik dan berujung pada kehilangan

karbon ke udara (Karlen et al. 1994), beliau juga melaporkan bahwa pengolahan

pada tanah Virgin Eastern Oregon melepaskan karbon sebanyak 25 % ke udara

pada 20 tahun pertama dan 35%- 40 % pada 40 tahun berikutnya. Hal ini

disebabkan oleh peningkatan aktifitas mikroba pada struktur karbon yang mudah

terdegradasi dan biochar merupakan rumah yang terbaik bagi mikroba karena sulit

terdegradasi dalam jangka yang sangat lama.

Biochar yang merupakan karbon yang recalcitrant karena bersifat karbon

aromatik yaitu karbon yang memiliki cincin Benzene yang tahan akan degradasi.

Chen et al. 2007, melaporkan sebuah penelitian bahwa C yang diproduksi

menggunakan metode kiln secara substansial teroksidasi setelah 130 tahun di

tanah bahkan mencapai ratusan tahun tahun (Suman et al. 1997; Kuhlbusch,

1998). Perubahan utama oleh oksidasi alami biochar termasuk: (1) perubahan

komposisi unsur dengan peningkatan oksigen (O) dari 7,2% menjadi 24,8% dan

penurunan C dari 90,8% menjadi 70,5%; (2) bertambahnya gugus fungsi yang

mengandung oksigen, khususnya gugus fungsi karboksilat dan fenolik, dan (3)

hilangnya muatan positif permukaan dan evolusi permukaan muatan negative

(Chen et al. 2007).

Pemberian biochar dan azolla berdasar paparan potensi diatas ternyata

terbukti dapat meningkatkan produktifitas dan kualitas lahan pertanian padi


192

sawah yang tercemar Pb, hal dapat dilihat dari peningkatan hasil dari 6,35 ton/ ha

pada perlakuan control menjadi 7,40 ton/ha naik sebesar 14,45% pada aplikasi

tahun pertama, kemudian pengurangan kadar Pb dari 16,28 ppm menjadi 9, 13

ppm turun sebesar 43,90% pada tahun pertama aplikasi, dan diharapkan akan terus

meningkat pada aplikasi berikutnya.


190

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

Kesimpulan

1. Biochar memiliki kemampuan dalam mengurangi Pb tersedia pada tanah tercemar,

biochar yang memiliki kemampuan terbaik dalam mengurangi Pb tersedia adalah

biochar sekam padi karena memiliki morfologi yang lebih porous, luas permukaan

yang tinggi, kation basa yang tinggi, gugus fungsional yang tinggi dan di produksi

dengan teknik Retort.

2. Biochar memiliki kemampuan dalam meningkatkan ketersediaan hara, pertumbuhan

tanaman dan produksi padi sawah tercemar Pb. Biochar yang terbaik dalam

meningkatkan ketersedian hara, pertumbuhan tanaman dan produksi padi sawah

adalah biochar sekam padi karena memiliki morfologi yang lebih porous, luas

permukaan yang tinggi, kation basa yang tinggi, gugus fungsional yang tinggi dan di

produksi dengan teknik Retort.

3. Azola memiliki kemampuan untuk mengurangi Pb tersedia pada tanah tercemar.

Azolla yang terbaik dalam mengurangi Pb tersedia adalah Azolla mycrophylla karena

memiliki kemampuan adaptasi yang tinggi, biomassa yang banyak.

4. Azolla memiliki kemampuan dalam meningkatkan ketersediaan hara, pertumbuhan

tanaman dan produksi padi sawah tercemar Pb. Azolla yang terbaik dalam

meningkatkan ketersedian hara, pertumbuhan tanaman dan produksi padi sawah

adalah Azolla mycrophylla kemampuan adaptasi yang tinggi, biomassa yang banyak.

5. Produktifitas tertinggi terdapat pada perlakuan biochar sekam padi dan Azolla

micropyhlla mampu naik hingga 16,53% dari 6,35 ton/ha menjadi 7,4 ton/ha.

6. Konsentrasi Pb pada beras terendah terdapat pada perlakuan biochar sekam padi dan

Azolla micropyhlla turun hingga 43,91% dari 16,28 ppm turun menjadi 9,13 ppm

190


191

7. Azolla mampu meningkatkan produktifitas padi sawah secara nyata di lahan tercemar

Pb hingga 11,81% dengan produksi 7,10 ton/ ha dan mengurangi konsentrasi Pb pada

beras hingga 9,86 ppm

Sarana

Untuk peningkatan produktifitas padi sawah di lahan tercemar sebaiknya digunakan

biochar sekam padi dosis 5% Karbon dan Azolla microphylla yang berkelanjutan sehingga

keberadaan limbah yang tak terbatas akan dapat dikendalikan dan menghasilkan produksi

padi yang sehat.


192

DAFTAR PUSTAKA

Abdala, D.B., A.K. Ghosh, I.R. da Silva, R.F. de Novais, and V.H. Alvarez Venegas.

2012. Phosphorus saturation of a tropical soil and related P leaching caused by

poultry litter addition. Agric. Ecosyst. Environ. 162:15–23.

doi:10.1016/j.agee.2012.08.004

Abd-Elfattah A, Wada K (1981) Adsorption of lead, copper,zinc, cobalt, and

cadmium by soils that differ in cationexchange materials. Eur J Soil Sci

32:271–283

Abror, M., Sabrina, T., Hidayat, B., 2013. Pengaruh Pemberian Biomassa Azolla

terhadap Status Pb Pada Tanah Inceptisol. Jurnal agroekoteknologi

Agunbiade, F., Bamidele I., Olu-Owolabi I., Kayode O., Adebowale. 2009.

Phytoremediation potential of Eichornia crassipes in metal-contaminated

coastal water. Bioresource Technology 100 (2009) 4521–4526

Aiyen. 2005. lmu Remediasi untuk Atasi Pencemaran Tanah di Aceh dan Sumatera

Utara Peneliti Fitoremediasi Dosen pada Fakultas Pertanian Universitas

Tadulako, Palu.Diakses dari .http://pkrlt.ugm.ac.id (Diakses 20 Oktober

2010).

Alexis, M.A., D.P. Rasse., C. Rumpel, G., Bardoux., N. Pechot., P. Schmalzer.,

B.Drake., and A. Mariotti. 2007. Fire impact on C and N losses and charcoal

production in a scrub oak ecosystem. Biogeochemistry 82:201–216.

doi:10.1007/s10533-006-9063-1

Anonimus, Peraturan Mentri Kesehatan No. 416 Tahun 1990, Tentang syarat dan

Pengawasan Kwalitas Air. www.menlh.go.id/i/art/pdf_1038468720.pdf.

Diakses tanggal 5 Maret 2011

Arifin, Z. 2003. Azolla, Pembudidayaan dan Pemanfaatan pada Tanaman Padi.

Jakarta : Penebar Swadaya

Arora, A., and Singh, P.K. 2002. Comparison of biomass productivity and Nitrogen

Fixing Potential of Azolla SPP. Biomass & Bioenergi 24 (2003) 175-178

Arora, A., Sudhir, S and Dinesh KS., 2006. Tolerance ang Phytoaccumulation of

Chromium by Three Azolla Species. Word Journal of Microbiologi &

Biotecnology 22:p. 97-100

Aryafatta. 2008. Mengolah Limbah Sawit Jadi Bioetanol.

192


193

http://Aryafatta.com/2008/06/01/ mengolah-limbah-sawit-jadi- bioetanol.html.

Diakses pada 20 Februari 2014.

Asai H., Samson B.K., Stephan H.M., Songyikhangsuthor K., Homma K., Kiyono Y.,

Inoue Y., Shiraiwa T., Horie T. (2009) Biochar amendment techniques for

upland rice production in Northern Laos 1. Soil physical properties, leaf

SPAD and grain yield. Field Crops Research 111:81-84. DOI:

10.1016/j.fcr.2008.10.008.

Atafar, Z., Alireza, M., Jafar, N., Mehdi, H., Masoud, Y., Mehdi, A., Amir, H. 2010.

Effect of fertilizer application on soil heavy metal concentration. . Environ

Monit Assess (160) :83–89 DOI 10.1007/s10661-008-0659.

Azorgohar, R., dan A K Dalai, 2006. Biochar As a Precursor of Activated Carbon.

Applied Biochemistry and Biotechnology. Vol. 129–132

Baker, A.J.M. 1999. Metal hyperaccumulator plants: a biological resource for

exploitation in the phytoextraction of metal-polluted soils. URL:

http://lbewww.epfl.ch/COST837/ WG2_abstracts.html (21 April 1999;

diakses Mei 2000

Banerjee, G., Sarker, S. 1997. The role of Salvinia rotundifolia in scavenging aquatic

Pb(II) pollution: a case study. Bioprocess Engineering 17, 295-300.

Barchia, M. F. 2009. 2009. Agroekosistem Tanah Mineral Masam. Universitas Gajah

Mada Press. Yogyakarta.

Bassel, A.A. EL & I.M. Ghazi, 1996. Biological Nitrogen Fixation Associated with

Rice Production. 105-108. Kluwer Academic Publishers.

Basu, P.,2013. Biomass Gasification, Pyrolysis and Torrefaction. Chapter 1, pp1-27..

Published by Elsevier Inc. All rights reserved.

Badan Litbang Pertanian, 2017. Meningkatkan Produksi dengan Nanobiosilikat

Sekam padi. http://www.litbang.pertanian.go.id

Beauchemin, S., J. S. Clemente., B. Hidayat., T. MacKinnon, D. Smith, G.

Marshalland J .,J.Whallen 2014. Biochars as Metal Sorbents for Mine Waste

Management. Mining Department of Canada.

Bennicelli, R., Stepniewska Z, Banach A, Szajnocha K, anf Ostrowski, 2004. The

Ability of Azolla caroliniana to remove heavy Metal (Hg(II), Cr III),Cr(VI)

from municipial Waste Water. Chemosphere 55 (2004) 141-146.


194

Bilgic S, Caliskan N (2001) An investigation of some Schiff bases as corrosion

inhibitors for

Bioavailability and Phytotoxicity of Heavy Metals. Plant Soil (2011)

348:439–451

biochar increases nitrogen use efficiency of low land rice in Aceh. Asia

Fasifik Biochar

BPS, 2018. Luas Sawah menurut Provinsi 2003-2015.

https://www.bps.go.id/dynamictable/2015/09/10/895/luas-lahan-sawah-

menurut-provinsi-ha-2003-2015.html

Bromilow, R.H., Chamberlain K .1995. Principles governing uptake and transport of

chemicals. In: Trapp S, McFarlane JC (eds) Plant contaminations, modeling

and simulation of organik chemical processes. CRC, Boca Raton, FL, USA,

pp 37–68

Brown, S., Chaney RL., Angel JS., Baker AJM. 1994. Phytoremediation Potensial of

Thalaspi caerulescens for zinc and Cadmium Contaminated Soil, J. Environ

Qual 23.

Bruno, G., Johannes L, Wolfgang Z. 2002. Ameliorating physical and chemical

propertiesof highly weathered soils in the tropics with charcoal – a reviewBiol

Fertil Soils (2002) 35:219–230DOI 10.1007/s00374-002-0466-4

Cao X, Ma L, Gao B, Harris W (2009) Dairy-manure derived biochar effectively

sorbs lead and

atrazine. Environ Sci Technol 43:3285–3291

Carrijo, O.A., Ronaldo S.L., Nozomu M.2002. Fiber of green coconut shell as an

agricultural substrate. Horticultura Brasileira 20(4):533-535

Chan, K., and Z, Xu. 2009. Biochar: Nutrient properties and their enhancement.p. 67–

84. In J. Lehmann and S. Joseph (ed.) Biochar for environmental

management: Science and technology. Earthscan, London.

Chaney RL., Malik M., Li YM., Brown SL., Brewer EP., Angle JS., Baker AJM.

1997. Phytoremediation of soil metals.- Curr. Opin. Biotechnol. 8: 279-284

Charlena, 2004. Pencemaran logam berat Pb dan Cd pada sayur-sayuran.Falsafah

sain. Program Pascasarjana IPB Bogor.

Cheng, C.H., J. Lehmann, J.E. Th ies, S.D. Burton, and M.H. Englehard.2006.

Oxidation of black carbon by biotic and abiotic processes. Org.Geochem.

37:1477–1488.


195

Cheng, S. 2003. Heavy metals in plants and phytoremediation. Environmental

Science and Pollution Research 10: 335-340.

Clough Tim J. and Leo M. Condron, 2010. Biochar and Soil Nitrogen Dynamic. J.

Environ. Qual. 39:1218–1223 (2010)doi:10.2134/jeq2010.0204

Cobbett, CS. 2000. Phytochelatins and Their Roles in Heavy Detoxification.

Department of Genetic, University of Melbourne Parkville, Victoria p.3052.

Australia.

Collins, CD. 1999. Strategies for minimizing environmental contaminants. Trends

Plant Sci. 4:45.

Conte, P. 2014. Biochar, soil fertility, and environment. Biol Fertil Soils (2014)

50:1175 DOI 10.1007/s00374-014-0973-0

Cui L, Liangqing L, Afeng Z, Genxing P, Dandan Bao, Andrew C, 2011. Biochar

amandment greatly reduces Cd uptake in contaminated paddy soil: atwo year

field experiment. BioResources 6(3), 2605-2618.

Dahmani-Muller., Van Oort, F., Gelie, B., Balabane, M., 2000. Strategies of heavy

metal uptake by three plant species growing near a metal smelter. - Environ.

Pollut. 109: 231- 238,

Darmono., 1995. Logam Dalam Sistem Biologi Mahluk Hidup. UI Press Jakarta

Deptan, 2017. Produktivitas Padi Sawah1 Menurut Provinsi, 2013 – 2017.

http://www.pertanian.go.id/Data5tahun/TP-ARAM%20II%202017(pdf)/31-

ProdtvPadiSawah.pdf dilihat tgl 17 maret 2018.

Dobermann and Fairhurst, 2000. International rice Research Institute (IRRI) & Potash

Institute of Canada. Printed by oxford Graphic Printers Pelt Ltd DOI

10.1007/s11104-011-0948

Dommergues, Y.R and H.G. Diem, 1982. Microbiology of Tropical Soils and Plant

Productivity in Practical Application of Azolla for Rice Production

Proceedings of an International Workshop, Mayaguez, Puerto Rico,November

17-19, 1982.

Duffus, J.H. 2002. Heavy metals a meaningless term? (IUPAC Technical Report)

Pure Appl. Chem. 74(5): 793-807.

EBC-IBI, 2014. Comparison of European Biochar Certificate Version 4. 8 and IBI


196

Biochar Standards Version 2.0. https://www.biochar-international.org/wp-

content/uploads/2018/04/IBI-EBC_comparison_Oct2014.pdf

Eddy S. 2008. Kemampuan Tanaman Enceng Gondok sebagai agens Fitoremediasi

Air Tercemar Timbal (Pb). http://blog.unsri.ac.id. Di akses tanggal 20 Oktober

2010

Efendi H. 2003. Telaah Kualitas air. Bagi Pengelolaan Sumber daya dan Lingkungan

Perairan. Kanisius . Yogyakarta

Erakhrumen & Agbontalor, A. 2007. Phytoremediation: An Environmentally Sound

Technology for Pollution Prevention, Control and Remediation in Developing

Countries, Educational Research and Review , (Online), Vol. 2 (7), (diakses,

28 Oktober 2010).

Fardiaz, S. 1992. Polusi Air dan Udara. Kanisius, hal 48

Ferguson, J.E. 1990. The Heavy Elements : Chemistry, Environmental Impact and

Health Effects . Pergamon Press, Oxford.

Ferreiro JP, H. Lu, S. Fu1, A. Méndez, and G. Gascó, 2014. Use of

phytoremediation and biochar to remediate heavy metal polluted soils. Solid

Earth, 5, 65–75, 2014 . doi:10.5194/se-5-65-2014.

Ganji, MT, M. Khosravi, R. Rakhshaee,. 2005. Biosorption of Pb, Cd, Cu and Zn

from the wastewater by treated Azollafiliculoides with H2O2/MgCl2.

International Journal of Environmental Science & Technology Vol. 1, No. 4,

pp. 265-271.

Girrard, J.P., 1992. Technology of Meat and Meat Products. E l l i s

Ho r w o od , Ne w York

Glaser, B., Lehmann, J., Zech, W., 2002. Ameliorating physical and chemical

properties of highly weathered soils in the tropics with charcoal – a review

Biol Fertil Soils (2002) 35:219–230. DOI 10.1007/s00374-002-0466-4

Gove, B. Hutchinson JJ, Young SD, Craigon J, McGrath SP .,2002. Uptake of metals

by plants sharing a rhizosphere with the hyperaccumulator Thlaspi

caerulescens. Int J Phytorem 4:267–281

Gusnita, 2012. Pencemaran logam berat Timbal (Pb) di Udara dan upaya

penghapusan Bensin bertimbal. Jurnal Dirgantara Vol 13.no.3 September

2012.pp. 95-101

Hammer, D.A. and R.K. Bastian. 1989. Wetlands ecosystems : Natural water


197

purifiers. Pp.5-20. In Constructed wetlands for wastewater treatment. D.A.

Hammer, ed. Lewis publishers, Chelsea, Michigan

Handayanto, E., Yulia, N., Nurul, M., Netty, S., Amrullah F. 2017. Fitoremediasi dan

Phytomining Logam Berat Pencemar Tanah.UB Press Malang.

Hardiman, R. T., B. Jacoby & A. Banin. 1984. Factors affecting the distribution of

cadmium, copper and lead and their effects upon yield and zinc content in

bush bean (Phaseolus vulgaris L.). Plant Soil 81: 17–27.

Hardyanti N., Rahayu SS., 2007. Fitoremediasi Fosfat dengan Pemanfaatan Enceng

Gondok Eichornia Crassipes) (Studi Kasus Pada Limbah Cair Industri Kecil

Laundry), Jurnal Presipitasi. Vol. 2 No.1 Maret 2007, ISSN 1907-187X

Henry, J.R. 2000. An Overview of the phytoremediation of Lead and mercury.

USEPA. Washington, D.C.

Hidayat, B. 2011a. Skrining Tumbuhan Tumbuhan air Hiperakumulator. Kultura

UMN Alwashliyah. Volume 20 September 2011.

Hidayat, B. 2011b. Potensi Azolla sebagai Hiperakumulator Pb, Cd dan Cu. Prosiding

Seminar pertanian. Presisi. Fakultas Pertanian USU Medan.

Hidayat, B., & Rusdi, L., 2012. Evaluasi Pemberian Biomassa Azolla terhadap Status

Logam Berat Timbal (Pb) pada Tanah Inceptisol. Penelitian Dosen Muda.

Dana PNBP.

http://repository.usu.ac.id/bitstream/handle/123456789/65838/13000351.pdf?s

equence=1

Hidayat, B., 2013. Analisis Status Pb Pada lahan dan tanaman Padi di Daerah Pabrik

Tanjung.

Hidayat, B, 2015. Remediasi Tanah Tercemar Logam Berat Menggunakan Biochar.

Jurnal Pertanian Tropik, Vol 2 N0.1. April 2015 (7): 31-41

Hidayati N., dan Saefudin. 2003. Potensi Hipertoleransi dan Serapan Logam

Beberapa Jenis Tumbuhan terhadap Limbah Pengolahan Emas.[Laporan

Teknik]. Bogor: Proyek Pengkajian dan Pemanfaatan Sumberdaya Hayati.

Pusat Penelitian Biologi. LIPI.

Hidayati, N. 2004. Fitoremediasi dan Potensi Tumbuhan Hiperakumulator. Jurnal

Hayati, Vol 12 No.1 hal 35-40.

Hillel D., 1980. Fundamental of soil physics. University of Massachusetts. Academic

Press. New York


198

Hoffmann, T., Kutter, C., Santamaria, J.M., 2004. Capacity of Salvinia minima Baker

to tolerate and accumulate As and Pb. Engineering Life Science 4, 61-65.

House, C. H. and S. W. Broome. 1990. Constructed Upland-Wetland wastewater

treatment system. In: P. F. Cooper and B. C. Findlater (eds.) Constructed

Wetlands in Water Pollution Control. Proceedings of the International

Conference on the Use of Constructed Wetlands in Water Pollution Control,

Cambridge, U. K. Pergamon Press. London. International Journal of

Agriculture & Biology.

IBI, 2014. Biochar Standards. International Biochar Initiative. https://biochar-

international.org/characterizationstandard/

Ippolito JA, Laird DA, Busscher WJ (2012) Environmental benefits of biochar. J

Environ Qual 41:967–972.

Iswaran, V., K. S. Jauhri, and A. Sen. 1980. Effect of Charcoal, Coal and Peat on the

Yield of Moong, Soybean and Pea. Soil Biology & Biochemistry 12:191-192.

Jabeen, R., Altaf, A., M. Iqbal. 2009. Phytormediation of heavy metals. Physiological

and molecular mechanisms. Bot.Rev. 75: 339- 364. The New York Botanical

Garden.

Jamilah, muyassir, Syukur. 2012. Pertumbuhan dan hasil padi (Oryza sativa L.)

akibat pemberian arang aktif dan urea. Jurnal Manajemen Sumberdaya Lahan.

Volume 1, Nomor 2, Desember 2012: hal. 146-150.

Jiang TY, Jun J, Ren-K X, Zhuo L, 2012. Adsorption of Pb(II) on variable charge

soils amended ith rice-straw derived biochar. Chemosphere 89 (2012) 249–

256

Juhaeti, T. dan F. Syarif. 2003. Studi Potensi Beberapa Jenis Tumbuhan Air untuk

Fitoremediasi.[Laporan Teknik]. Bogor: Proyek Pengkajian dan Pemanfaatan

Sumberdaya Hayati. Pusat Penelitian Biologi. LIPI. Bogor .

Juhaeti,T., Starif,F., Hidayati,N., 2004. Inventarisasi Tumbuhan Tumbuhan Potensia

Untuk Fitoremediasi.Jurnal Biodiversitas.Vol.6 No.1.hal 310-33.

Jumin, H. B. 2010. Dasar-Dasar Agronomi. Rajawali Pers: Jakarta. 249 hlm.

Kannaiyan S, M Thanggaraju, dan G Oblisami. 1982. Azolla and rice : Multiplication

and use of Azolla biofertilizer for rice production.Coimbatore : Tamil Nadu

Agri Univ, pp 1- 56.


199

Kannaiyan, S., M, Thanggaraju, and G, Oblisami. 1982. Azolla and rice :

Multiplication and use of Azolla biofertilizer for rice production.Coimbatore :

Tamil Nadu Agri Univ, pp 1- 56

Kannaiyan. 1993. Nitrogen Contribution by Azolla to Rice Crop. Proc. Indian natn.

Sci. Acad.B59 Nos.3&4 hal. 309-314.

Kloss, S. Franz, Z., Alex, D., Raad. H., Franz. O., Volker. L. 2011. Characterization

of Slow Pyrolysis Biochars: Eff ects of Feedstocks and Pyrolysis Temperature

on Biochar Properties. J. Environ. Qual. 41 pp.990- 100.

doi:10.2134/jeq2011.0070

Kopittke PM, Asher CJ, Menzies NW (2008) Prediction of Pb speciation in

concentrated and dilute nutrient solutions. Environ Pollut 153:548–554.

Krull. E., J.A. Baldock., J. Skjemstad., and R. Smernik. 2009. Characteristics of

biochar: Organo-chemical properties. p. 53–66. In J. Lehmann and S. Joseph

(ed.) Biochar for environmental management: Science and technology.

Earthscan, London.

Krupa, Z Baszynski, T. 1995. Some aspect of heavy metals toxicity towards

photosynthetic apparatus- direct and indirect effects on light and dark

reaction. Acta Physiol. Plant 17,177-190).

Kurnia U, H. Suganda, R. Saraswati, Nurjaya. 2009. Teknologi Pengendalian Jurnal

Pertanian Tropik Vol.2, No.1. April 2015. (7) : 31- 41

Kurt A , Spokas, Jeff M. N, Rodney T. V. 2012. Biochar’s role as an alternative N-

fertilizer: ammonia capture. Plant Soil (2012) 350:35–42. DOI

10.1007/s11104-011-0930-8.

Ladygina & Francois, 2013. Biochar and Soil biota. CRC Press Taylor & Francis

Group 6000 Broken Sound Parkw

Lehman, 2007. Lehmann J. 2007. Bio-energy in the black. Frontiers in Ecology and

the Environment 5:381.

Liang B., Lehmann J., Solomon D., Kinyangi J., Grossman J., O'Neill B., Skjemstad

J.O., Thies J., Luizao F.J., Petersen J., Neves E.G. (2006) Black Carbon

increases cation exchange

Liao, S.W. &Chang, W.L. 2004. Heavy Metal Phytoremediation by Water Hyacinth

at Constructed Wetlands in Taiwan, J. Aquat. Plant Manage.42, (Online),

(diakses 8 Maret 2008).


200

Liu Z, Zhang FS (2009) Removal of lead from water using biochars prepared from

hydrothermal liquefaction of biomass. J Hazard Mat 167:933–939

Lu, H., Zhang, Y.Y., Huang, X., Wang, S., Qiu, R., 2012. Relative distribution of

Pb2+ sorption mechanisms by sludgederived biochar. Wat Res 46:854–862

Maftuchah, 1994. Asosiasi Azolla Dengan Anabaena Sebagai Sumber Nitrogen Alami

Dan Manfaatnya Sebagai Bahan Baku Protein. Pusat Bioteknologi Pertanian.

Universitas Muhammadiyah Malang.

Major, J., Lehmann J., Rondon M., Goodale C, (2010a). Fate of soil-applied black

carbon: downward migration, leaching and soil respiration. Global Change

Biology 16:1366-1379. DOI: 10.1111/j.1365-2486.2009.02044.x.

Major J., Rondon M., Molina D., Riha S.J., Lehmann J. (2010b) Maize yield and

nutrition during 4 years after biochar application to a Colombian savanna

oxisol. Plant and Soil 333:117- DOI: 10.1007/s11104-010-0327339.

Major, J., 2012. Biochar for soil quality improvement, climate change mitigation and

more.http://biochar-atlantic.org/assets/pdf/BiocharSoilFertility.pdf di akses

tanggal 25 Desember 2012

Maris, E., 2006. Black is the New Green. Nature442, 624-626 (10 August 2006)

doi:10.1038/ 442624a; Published online 9 August 2006.

Mashkani, S.G., Parisa, T., Mohammad, G, 2009. Biotechnological potential of

Azolla filiculoides for biosorption of Cs and Sr: Application of micro-PIXE

for measurement of biosorption. Bioresource Technology 100 (2009) 1915–

1921.

Mason, P. J. 2010, Biochar Production Fundamentals, in: P. Taylor (Ed.)

Matovic D (2010) Biochar as a viable carbon sequestration option: global and

Canadian

perspective. Energy 36:2011–2016

Mayly, S.D., dan Hidayat, B. 2012. Desain adaptasi padi gogo dalam menghadapi

dampak perubahan Iklim pada beberapa gradient altitude di sumatara Utara.

Laporan hibah bersaing. Penelitian Desentralisasi. Tahun angaran 2012

Mbagwu, J.S.C., & Piccolo, A, (1997) Effects of humic substances fromoxidized coal

on soil chemical properties and maize yield. In:Drozd J, Gonet SS, Senesi N,

Weber J (eds) The role of humicsubstances in the ecosystems and in environmental protection.IHSS, Polish Society of Humic Substances,


201

Wroclaw, Poland,pp 921–925

Meharg, A, 2005. Mechanisms of plant resistance to metal and metalloid ions and

potential biotechnological applications. Plant and Soil 274: 163-174

Mendoza,,D.G., Fransisco, R.P., Onecimo,G.J., Fernando, E.G., Roberto, S.O.,2011.

Physiological Responses of Azolla caroliniana Exposure to Cadmium. World

Journal of Agriculture Sciences 7 (3) 347- 350

Molisani, M.M., Rocha, R., Machado, W., Barreto, R.C., Lacerda, L.D., 2006.

Mercury contents in aquatic macrophytes from two resevoirs in the paraiba do

sul: Guandu river system, Se Brazil. Brazilian Journal of Biology 66, 101-107.

Moon DH, Jae-WP, Yoon YC, Yong SO, Sang SL, Mahtab A, Agamemnon K, Jeong

HP, Kitae B, 2013. Immobilization of lead in contaminated firing range soil

using biochar. Environ Sci Pollut Res DOI 10.1007/s11356-013-1964-7.

Mousavi HZ, Hosseinifar A, Jahed V (2010) Removal of Cu(II) from wastewater by

waste tire rubber ash. J Serb Chem Soc 75:845–753

Mukherjee S., & Kumar, S., 2005. Adsorptive uptake of arsenic (V) from water by

aquatic fern Salvinia natans. Journal of Water Supply: Research Technology

54, 47-53.

Mukono, 2009. Dampak Pencemaran Logam Berat Pb, Hg dan Cd Terhadap

Kesehatan. Fakultas Kesehatan Masyarakat Universitas Airlangga,

http://mukono.blog.unair.ac.id/2009/09/09/efek-gas-terhadap-kesehatan-

lingkungan

Mulder, M..1996. Basic Principles of membrane technology. 2nd edition. Kluwer

Academic Publishers Netherlands, London

Nachenius, F. Ronsse, R.H. Venderbosch, W. Prins, 2013. Advances in Chemical

Engineering, Biomass Pyrolysis Volume 42 # 2013 Elsevier Inc. ISSN 0065-

2377 All rights reserved. http://dx.doi.org/10.1016/B978-0-12-386505-

2.00002-X.

Namgay T, Singh B, Singh BP (2010) Influence of biochar application to soil on the

availability of As, Cd, Cu, Pb, and Zn to maize (Zea mays L.). Aust J Soil Res

48:638–647.

Nicolet, T. (2001). Introduction to fourier transform infrared spectrometry. Retrieved

from: http://mmrc.caltech.edu/FTIR/FTIRintro.pdf


202

Notohadiprawiro T, 2006. Logam Berat Dalam Pertanian.Seminar di PPKS, Medan

28 Agustus 1993, direpro. Jurusan Ilmu Tanah Gajah Mada, 2006.

Nurhidayati & Mariati, 2014. Utilization of maize cob biochar and rice husk charcoal

as soil amendments for improving acid soil fertility and productivity. Journal

of Degraded and Mining Lands Management. Vol. 2.1: 223-230

DOI:10.15243/jdmlm.2014.021.223.

Norihari, A.E., & A. Tomohito. 2002. Utilization of rice palnts for phytoremediation

in heavy metal polluted soils. Farming Japan 36 (6): 16-21 (Special issue).

Nurrohmi ,O. 2011. Biomassa Tandan Kosong Kelapa Sawit (TTKS) Sebagai

Adsorben ion logam Cd. Skripsi. Program S1 Reguler Biokimia. FMIPA.

Universitas Indonesia.

of As, Cd, Cu, Pb, and Zn to maize (Zea mays L.). Aust J Soil Res 48:638–

647.

Nozaki Y & Sakai H. 1995. Biogeochemical Processes and Ocean Flux in the

Western Pacific.Terra Scientific Publishing Company. University of

California.

Novak, J.M., Isabel, L., , Baoshan, X., Julia, W., Gaskin, Christoph, S., K.C. Das.,

Mohamed, A., Djaafar,R., , Donald, W., Watts, Warren, J.B.,& Harry,

S.,2009. Characterization of designer biochar produced at different

temperatures and their effects on a loamy sand. Annals of Environmental

Science / 2009, Vol 3, 195-206

Olguin, E. J., Rodriguez, D., Sanchez, G., Hernandez, E., Ramirez, M. E., 2003.

Productivity, protein content and nutrient removal from anaerobic effluents of

coffee wastewater in Salvinia minima ponds, under subtropical conditions.

Acta Biotechnology 23, 259-270.

Olguin, J., Hernandez, E., Ramos, I., 2002. The effect of both different light

conditions and the pH value on the capacity of Salvinia minima BAKER for

removing cadmium, lead and chromium. Acta Biotechnology 22, 121-131.

Ouzounidou, 1995. Cu-ions mediated changes in growth, chlorophylII and other ion

contents in a Cu-tolerant Koeleria splendens. Biologia Palntarum 37(1): 71-78

Palar. H. 2004. Pencemaran dan toksikologi logam berat. Jakarta: Rineka cipta.

Park, J.H., Girish. K. C., Nanthi. S. B., Jae. W. C., Thammared. C. 2011. Biochar

reduces the bioavailability and phytotoxicity of heavy metals. Plant Soil

(2011) 348:439–451. DOI 10.1007/s11104011-0948-y


203

Pellegrino Conte, 2014. Biochar, soil fertility, and environment . Biol Fertil Soils

(2014) 50:1175 DOI 10.1007/s00374-014-0973-0.

Peterson, P.J.& Alloway, B.J. 1979. Cadmium in soils and Vegetation. Ch.2. in: The

Chemistry Biochamistry and biology of Cadmium. Webb..ed. New York.

Elsevier.

Pickering, W.F. 1980. Zinc interaction with soil and sediment compnents. In Nriagu

JO. (Ed.): Zinc in the environment-Part 1: Ecological cycling. John Wiley &

Sons, New York, USA pp 72-112.

Plaster, E.J. 2004. Soil Science and Management .Thomson Delmar Learning.

Australia. 453 p.

Priyanto, B. & Prayitno, J. 2006.Fitoremediasi Sebagai Sebuah Teknologi Pemulihan

Pencemaran, Khususnya Logam berat, (Online).

http://ltl.bppt.tripod.com/sublab/lflora1.htm, diakses 4 Oktober 2010).

Rai, P.K. 2008.Phytoremediation of Hg and Cd from industrial effluent using an

aquatic free floating macrophye Azolla pinnata. International Journal of

Phytoremediation 10: 430-

339.

Rakhshaee Roohan.,Morteza Khosravi., Masoud Ganji.,2006. Kinetic modeling and

Thermodynamic study to remove Pb(II), Cd (II) and Zn (II) from aqueous

Solution using dead and Living Azolla filiculoides. Journal of Hazardous

Material B124 p.120-129.

Rascio N, Vecchia FD, Ferretti M, Merlo L, Ghisi R. 1993). Some effects of

cadmium on maize plants. Arch. Environ. Contam. Toxicol 25, 244-249).

Raskin, I.,1996. Plant Genetic Engineering may help Wih environmental cleanup.

Proc.nat Acad, Sci.USA 93; 3164-3166

Reddy K.R. and W.F. DeBusk, 1984. Phosphorus removal by Azolla caroliniana

cultured in nutrientenriched waters dalam W. S. Silver et al. (eds.), Practical

Application of Azolla for Rice Production© Martinus Nijhoff/Dr W. Junk

Publishers.

Reeves, R.D., Baker, A.J.M., 2000. Metal-accumulating plants. - In:Raskin, I.,

Ensley, B.D. (ed.): Phytoremediation of Toxic Metals. Pp. 193-229. John

Wiley, New York.

Rondon M.A., Lehmann J., Ramirez J., Hurtado M, (2007). Biological nitrogen

fixation by


204

rubber ash. J Serb Chem Soc 75:845–753

Sa’adah, Z., Ika, N.S & Abdullah. 2008. Produksi enzim selulase oleh Aspergillus

niger menggunakan substrat jerami dengan system fermentasi padat. Skripsi.

Semarang: Universitas Diponegoro

Sanchezm, G.,Viveros., Daniel G.M.,m Alejandro A ., and Ronald F.C. 2010. Cooper

Effect on Photosynthetic activity and membrane leakage of Azolla

filiculoides and A. caroliniana

Schulz H, Gerald D, Bruno G. 2013. Positive effects of composted biochar on plant

growth and soil fertility. Agron. Sustain. Dev. (2013) 33:817–827 DOI

10.1007/s13593-013-0150-0

Sela M, Tel-Or E., Fritz E., Huttermann, A. 1988. Localization and toxic effect of

cadmium, cooper, and uranium in azolla . Plant Physiol.88, 30-46.

Sen, A.K., Bhattacharya, M., 1994. Studies of uptake and toxic effects of Ni on

Salvinia natans. Water, Air and Soil Pollution 78, 141-152.

Sen, A.K., Mondal, N.G., 1990. Removal and uptake of copper by Salvinia natans

from wastewater. Water, Air and Soil Pollution 49, 1-6.

Shiraiwa T., Horie T. (2009) Biochar amendment techniques for upland rice

production

Shoel, N.C., Z. Barkay., D.Ilzycer., I.Gilath and E. Tel;or. 2002. Biofiltration of

Toxic Elements By Azolla Biomass. Water, Air, and Soil Pollution 135 : 93-

104. Kluwe Academic Publisher. Netherlandsiedlecka, A. 1995. Some aspect

of interaction between heavy metals and plant mineral nutrients. Acta Soc.

Bot. Pol.64.265-272.

Sheng GY, Yang YN, Huang MS, Yang K (2005) Influence of pH on pesticide

sorption by soil containing wheat residue-derived char. Environ Pollut

134:457–463

Sika, M.P., 2012. Effect of Biochar on Chemistry Nutrient Uptake adn Fertilizer

Mobility in Sand, a Thesis for Degree Master of Science in Agriculture at The

University of Stellenboch. http://scholar.sun.ac.za

Simangunsong, Y., 2009. Evaluasi Tingkat Pencemaran Tanah Oleh Beberapa Logam

Berat di Desa Tanjung Merawa-B Kecamatan Tanjung Merawa Kabupaten

Deli Serdang. Departemen Ilmu Tanah Universitas Sumatera Utara

Skoog DA, Holler, Nieman. 1998. Principle of Instrumental Analysis. Stanford

University


205

Skoog., D., Holler. J., and Crouch, S. (2007). Principles of instrumental analysis. (6th

ed.Chapters 7, 16, 17). Belmont, CA: Brooks/Cole

.Slavich, P., Anischan, G., Malem McLeod., Chairunas and Deddy Efrandi, 2011.

Rice husk biochar increases nitrogen use efficiency of low land rice in Aceh.

Asia Fasific Biochar Conference.

Smebye, A, Vanja, A., Rolf , D. V., Tone, C. G., Jan, M., Gerard, C., Sarah, E. H.

2016. Biochar amendment to soil changes dissolved organic matter content

and composition. Chemosphere Vol. 142, January 2016, pp. 100-105.

Sohi, S., Capel, E.L., Krull, E., and Bol, R., 2009. Biochar, climate change and soil:

A review to guide future research. CSIRO Land and Water Science Report

05/09 February 2009.

Sood, A., Perm, L., Uniyal., Radha, P.,Amrik, S.,Ahluwalia. 2011. Phytoremediation

Potential of Aquatic Macrophyte, Azolla. Royal Swedish Academy of

Science. www.kva.se/en.

Srivastav, R. K., Gupta, S. K., Nigam, K. D. P. and Vasudevan, P., 1993. Use of

aquatic plants for the removal of heavy metals from wastewater. International

Journal of Environmental Studies, 45, 43-50.

Steiner C., Teixeira W.G., Lehmann J., Nehls T., de Macedo J.L.V., Blum W.E.H.,

Zech W. 2007 Long term effects of manure, charcoal and mineral fertilization

on crop production and fertility on a highly weathered Central Amazonian

upland soil. Plant and Soil 291:275. DOI: 10.1007/s11104-007-9193-9.

Steiner C., Glaser B., Teixeira W.G., Lehmann J., Blum W.E.H., Zech W. 2008.

Nitrogen retention and plant uptake on a highly weathered central Amazonian

Ferralsol amended with compost and charcoal. Journal of Plant Nutrition and

Soil Science- 171:893. DOI: 10.1002/jpln.200625199.

Stoyle A,.2011. Biochar Production for Carbon Sequestration. A Major Qualifying

Project. Sanghai Jiao Tong University.

Street JJ, Lindsay WL, Sabey BR (1977) Solubility and plant uptake of cadmium in

soil amended with cadmium and sewage sludge. J Environ Qual 6:72–77

Stroinski, A. 1999.Some Physiological and Biochemical Aspect of Plant Resistance

to Cadmium Effect.I. Antioksidative system . Acta Physiologiae Plantarum.

Vol. 21 No. 2. : 175- 188


206

Stroinski, A., Some Physiological and Biochemical Aspects of Plant Resistence to

Cadmium Effect. I. Antioxidative System. Acta Physiologiae Plantarum

Vil.21 No. 2. 1999 : 175-188.

Sudarmaji, J.Mukono, Corie I.P., 2006. Toksikologi Logam Berat B3. Jurnal

Kesehatan Lingkungan, Vol2, No.2, Hal 129-142

Sudaryadi, I., 1997. Potensi tanaman padi sebagai bioindikator cemaran logam berat

timbal (Pb) di daerah Yogyakarta. Lembaga Penelitian, Universitas Gadjah

Mada, Departemen Pendidikan dan Kebudayaan

Suman D O, Kuhlbusch T A J, Lim B. 1997. Marine sediments:A reservoir for black

carbon and their use as spatialand temporal records of combustion. In Clark J

S, CachierH, Goldammer J G, Stocks B. (eds.) Sediment Records ofBiomass

Burning and Global Change. NATO ASI Series I.Global Environmental

Change. Springer-Verlag, Berlin. pp.271–293.

Sumatera Utara

Sun˜e, N., Sa´nchez, G., Caffaratti, S., Maine, M.A., 2007. Cadmium and chromium

removal kinetics from solution by two aquatic macrophytes. Environmental

Pollution 145 467-473.

Surtipanti S., Havid Rasyid, June Mellawati, Yumiarti S., Suwirma S, 1995.

Prosiding pertemuan dan Presentasi Ilmiah Studi tentang kandungan logam

berat di tanah sawah. BATAN Yogyakarta.

Talley NS, , E. Lim, and D. W. Rains. 1981. Application of Azolla in Crop

Production. J. M. Lyons et al. (eds.), Genetic Engineering of Symbiotic

Nitrogen Fixation and Conservation of Fixed Nitrogen © Plenum Press, New

York.

Taylor A, 2011. Biochar Production for Carbon Sequestration . A Major Qualifying

Project Submitted to the faculty ofWorcester Polytechnic InstituteIn partial

fulfillment of the requirements for theDegree of Bachelor of Science in

Chemical Engineering.Worcester Polytechnic Institute

Thommes M. 2010. Physical Adsorption Characterization of Nanoporous Materials.

Chemie Ingenieur Technik 2010, 82, No. 7.

Thommes, M. 2010. Physical Adsorption Characterization of Nanoporous Materials.

Chemie Ingenieur Technik 2010, 82, No. 7.

Thommes, M., Katsumi K, Alexander V. Neimark, James P. Olivier, Francisco R-

Reinoso, Jean R and Kenneth S. W. Sing. 2015. Physisorption of gases, with


207

special reference to the evaluation of surface area and pore size distribution

(IUPAC Technical Report). Pure Appl. Chem. 2015; 87(9-10): 1051–1069

Tomy,M.P., 2009. Bioremediasi Merkuri (Hg) Dengan Tumbuhan Air Sebagai Salah

Satu lternatif Penanggulangan Limbah Tambang Emas Rakyat.

Tryon EH (1948) Effect of charcoal on certain physical, chemical,and biological

properties of forest soils. Ecol Monogr 18:81–115.

Tumuluru, J. S., 2011, Review on ;Biomass Torefaction Process and Product

properties and Design of Moving Bed Torrefaction System Model

Development”, ASABE Annual International, Meeting, Louisville, Kentucky.

Uchimiya M, Lynda H. Wartelle, K. Thomas K, Chanel A. Fr,Isabel M. L. 2011.

Influence of Pyrolysis Temperature on Biochar Property and Function as a

Heavy Metal Sorbent in Soil. J. Agric. Food Chem. 2011, 59, 2501–2510.

x.doi.org/10.1021/jf104206c

Uchimiya M, Lima IM, Klasson T, Chang S, Wartelle LH, Rodgers JE (2010).

Immobilization of heavy metal ions (CuII, CdII, NiII, and PbII) by

broiler litter-derived biochars in water and soil. J Agric Food Chem 58:5538–

5544.

Uchimiya M, SeChin C, K. Thomas K. 2011. Screening biochars for heavy metal

retention in soil: Role of oxygen functional groups. Journal of Hazardous

Materials 190 (2011) 432–441.

Verheijen F, S. Jeffery, A.C. Bastos, M. van der Velde, I. Diafas. 2010. Biochar

Application to Soil. European Commission, Joint Research Centre Institute for

Environment and Sustainability Luxembourg: Office for Official Publications

of the European CommunitiesISBN 978-92-79-14293-2

Verloo, M. 1993. Chemical Aspect of Soil Pollution. ITC-Gen Publications series No.

4:17-46

Victor, J., O and Isholla O. Fasidi, 2007. Phytoremediation of Heavy Metal by

Eichhornia crassipes. Enviromental Science Volume 27, number 3, 349-355.

Wagner G.M., 1997. Azolla, The Botanical Review. Vol. 63. No.1 The new York

Botanical Garden, USA.

Wahid, A. A. 2003. Peningkatan Efisiensi Pupuk Nitrogen Pada Padi Sawah dengan

Metode Bagan Warna Daun. Jurnal Litbang Pertanian. Balai Pengkajian

Teknologi Pertanian Sulawesi Selatan. Makassar.


208

Wardhana, W. A., 2004. Dampak Pencemaran Lingkungan. Penerbit Andi

Yogyakarta.

Wardle, D. A., O. Zackrisson, and M. C. Nilsson. 1998. The Charcoal Effect in

Boreal Forests: Mechanisms and Ecological Consequences. Oecologia

115:419-426.

Warnock, D.D., J. Lehmann, T.W. Kuyper, and M.C. Rillig. 2007. Mycorrhizal

responses tobiochar in soil—concepts and mechanisms, Plant Soil 300: 9–20.

Wolf, D., 2008. Biochar as a soil amendment: A review of the environmental

Implications.http://orgprints.org/13268/1/Biochar_as_a_soil_amendment_-

_a_review.pdf. Tanggal Akses 7 Maret 2012.

Wu W, Yang M, Feng Q, McGrouther K, Wang H, Lu H, Chen Y (2012) Chemical

characterization of rice straw-derived biochar for soil amendment. Biom

Bioene 47:268–276.

Xiaofeng, L., Chen, M., Liu, X.S., Liu, C., 2009. Research on some functions of

Azolla in CELSS system, Acta Astronautica 63 (2008) 1061 – 1066.

Xin Zhang, Ai-Jun Lin, Fang-Jie Zhao, Guo-Zhong Xu, Gui-Lan Duan, Yong-Guan

Zhu , 2005. Arsenic accumulation by the aquatic fern Azolla: Comparison of

arsenate uptake, speciation and efflux by A. caroliniana.Environmental

Pollution, Volume 156, Issue 3, December2008,Pages1149-1155.

Xu P, Cai-XS, Xue-Zhu Y, Wen-DX, Qi Zhang, Qiang W, 2016. The effect of

biochar and crop straws on heavy metal bioavailability and plant accumulation

in a Cd and Pb polluted soil. Ecotoxicology and

EnvironmentalSafety132(2016)94–100

Xu, G., J. Sun, H. Shao, and S.X. Chang. 2014. Biochar had effects on phosphorus

sorption and desorption in three soils with differing acidity. Ecol. Eng. 62:54–

60. doi:10.1016/j.ecoleng.2013.10.027.

Xu, P., Cai-XS., Xue-Zhu. Y., Wen-DX., Qi Zhang., Qiang. W. 2016. The effect of

biochar and crop straws on heavy metal bioavailability and plant accumulation

in a Cd and Pb polluted soil. Ecotoxicology and Environmental Safety132 pp.

94–100

Yip, K., H. Wu, and D.-K. Zhang. 2007. Eff ect of inherent moisture in collie coal

during pyrolysis due to in-situ steam gasifi cation. Energy Fuels 21:2883–

2891. doi:10.1021/ef7002443


209

Zarnoza, R., F. Moreno- Barriga, J.A. Acosta MA, Munoz, A. Faz, 2016. Stability,

nutrient availability and hydrophobicity of Biochar derived from manure, crop

residues, and mucipal solid waste for their use as soil amendment.

Chemosphere 144 (2016) 122–130.

Zdravkov BD , Jiˇr´ı J. Cerm´ ˇ ak, Martin Sefara, Josef Jank˚ ˇ u. 2007. Pore

classification in the characterization of porous materials: A perspective.

Versita. Central European Journal of Chemistry 5(2) 2007 385–395

Zhang A, Rongjun, B., Genxing, P., Liqiang, C., Qaiser, H., Lianqing, L., Jinwei, Z.,

Jufeng, Z., Xuhui, Z., Xiaojun, H., Xinyan, Y. 2012. Effects of biochar

amendment on soil quality, crop yield and greenhouse gas emission in a

Chinese rice paddy: A field study of 2 consecutive rice growing cycles. Field

Crops Research 127 (2012) 153–160.

Zhang X , Hailong Wang, Lizhi He, Kouping Lu, Ajit Sarmah, Jianwu Li, Nanthi

S. olan, Jianchuan Pei, Huagang . 2013. Using biochar for remediation of

soils contaminated with heavy metals and organic pollutants. Environ Sci

Pollut Re. DOI 10.1007/s11356-013-1659-0

Zheng H, Zhengyu, W., Xia, D., & Baoshan, X, 2013. Impact of Pyrolysis

Temperature on Nutrient Properties of Biochar. Zhejiang University Pressand

Springer Science. China

Zieli_nska A, Patryk, O., 2016. Effect of pyrolysis temperatures on freely

dissolvedpolycyclic aromatic hydrocarbon (PAH) concentrations in sewage

sludge-derivedbiochars


210

Perlakuan I II III Total Rataan

A0B0 6,61 6,51 6,99 20,11 6,70

A0B1 8,22 8,63 8,73 25,58 8,53

A0B2 6,69 6,69 6,78 20,16 6,72

A0B3 8,11 7,43 7,75 23,29 7,76

A0B4 8,43 7,77 8,16 24,36 8,12

A1B0 6,54 6,69 6,83 20,06 6,69

A1B1 8,81 9,01 9,13 26,95 8,98

A1B2 6,92 6,59 6,84 20,35 6,78

A1B3 8,25 8,38 7,34 23,97 7,99

A1B4 7,62 7,73 8,45 23,80 7,93

A2B0 6,51 6,58 6,68 19,77 6,59

A2B1 8,88 8,40 8,44 25,72 8,57

A2B2 6,59 6,79 6,83 20,21 6,74

A2B3 8,01 8,23 7,42 23,66 7,89

A2B4 8,12 7,77 7,46 23,35 7,78

Total 114,31 113,20 113,83 341,34 113,78

Rataan 7,62 7,55 7,59 22,76 7,59

SK DB JK KT FhIt sig F05 F01

BLOK 2,00 0,04 0,02 0,22 tn 2,34 5,45

PERLAKUAN 14,00 27,71 1,98 20,91 ** 2,06 2,80

A 2,00 0,20 0,10 1,07 tn 2,34 5,45

B 4,00 27,06 6,76 71,45 ** 2,71 4,07

AXB 8,00 0,45 0,06 0,60 tn 2,29 3,23

galat 28,00 2,65 0,09

TOTAL 44,00 30,40

KK = 3,95%

Lampiran 1. Nilai pH tanah setelah 2 minggu masa inkubasi


211

Lampiran 2. Nilai C organik Tanah setelah inkubasi 2 minggu


A0B0 1,16 1,89 1,99 5,0 1,7

A0B1 2,09 1,45 1,26 4,8 1,6

A0B2 2,67 2,79 3,40 8,9 3,0

A0B3 2,21 1,93 2,09 6,2 2,1

A0B4 2,90 2,09 1,97 7,0 2,3

A1B0 2,57 2,97 2,38 7,9 2,6

A1B1 2,71 2,36 2,10 7,2 2,4

A1B2 2,02 2,41 2,69 7,1 2,4

A1B3 2,90 2,40 3,17 8,5 2,8

A1B4 2,59 2,84 2,97 8,4 2,8

A2B0 3,12 2,48 3,52 9,1 3,0

A2B1 2,98 2,97 2,00 8,0 2,7

A2B2 4,84 5,15 4,64 14,6 4,9

A2B3 1,50 2,40 1,52 5,4 1,8

A2B4 1,33 2,00 1,72 5,1 1,7

Total 37,6 38,1 37,4 113,1 37,7

Rataan 2,5 2,5 2,5 7,5 2,5


BLOK 2,00 0,02 0,01 0,05 tn 2,34 5,45

PERLAKUAN 14,00 27,75 1,98 11,87 ** 2,06 2,80

A 2,00 3,71 1,85 11,11 ** 2,34 5,45

B 4,00 9,17 2,29 13,74 ** 2,71 4,07

AXB 8,00 14,87 1,86 11,13 ** 2,29 3,23

Galat 28,00 4,67 0,17

TOTAL 44,00 32,44

KK= 16,49 %


212

Lampiran 3. Nilai N total Tanah setelah inkubasi 2 minggu


A0B0 0,14 0,12 0,13 0,39 0,13

A0B1 0,16 0,17 0,14 0,47 0,16

A0B2 0,14 0,14 0,18 0,46 0,15

A0B3 0,13 0,12 0,16 0,41 0,14

A0B4 0,14 0,14 0,14 0,42 0,14

A1B0 0,17 0,13 0,13 0,43 0,14

A1B1 0,14 0,08 0,13 0,35 0,12

A1B2 0,15 0,26 0,18 0,59 0,20

A1B3 0,17 0,16 0,16 0,49 0,16

A1B4 0,32 0,20 0,12 0,64 0,21

A2B0 0,17 0,17 0,13 0,47 0,16

A2B1 0,25 0,14 0,13 0,52 0,17

A2B2 0,27 0,42 0,34 1,03 0,34

A2B3 0,19 0,18 0,19 0,56 0,19

A2B4 0,14 0,13 0,37 0,64 0,21

Total 2,68 2,56 2,63 7,87 2,62

Rataan 0,18 0,17 0,18 0,52 0,17


BLOK 2,00 0,00 0,00 0,08 tn 2,34 5,45

PERLAKUAN 14,00 0,13 0,01 2,81 * 2,06 2,80

A 2,00 0,04 0,02 6,16 ** 2,34 5,45

B 4,00 0,05 0,01 3,63 * 2,71 4,07

AXB 8,00 0,04 0,01 1,57 tn 2,29 3,23

GALAT 28,00 0,09 0,00

TOTAL 44,00 0,22

KK= 18,60%


213

Lampiran 4. Nilai P- tersedia setelah inkubasi 2 minggu

Perlakuan I II III Total Rataan A0B0 25,54 28,32 22,19 76,1 25,4 A0B1 33,72 24,23 23,11 81,1 27,0 A0B2 32,18 31,38 29,77 93,3 31,1 A0B3 22,51 26,67 23,32 72,5 24,2 A0B4 30,44 22,19 21,48 74,1 24,7 A1B0 5,13 25,14 23,22 53,5 17,8 A1B1 29,92 23,91 22,21 76,0 25,3 A1B2 30,19 31,49 31,43 93,1 31,0 A1B3 26,84 23,93 22,62 73,4 24,5 A1B4 31,66 26,52 21,43 79,6 26,5 A2B0 25,76 26,82 25,47 78,1 26,0 A2B1 21,53 21,44 21,66 64,6 21,5 A2B2 33,19 32,98 36,94 103,1 34,4 A2B3 28,77 24,11 28,87 81,8 27,3 A2B4 33,52 24,67 37,45 95,6 31,9 Total 410,9 393,8 391,2 1195,9 398,6 Rataan 27,4 26,3 26,1 79,7 26,6


BLOK 2,00 15,30 7,65 0,37 tn 2,34 5,45

PERLAKUAN 14,00 746,73 53,34 2,55 * 2,06 2,80

A 2,00 75,58 37,79 1,81 tn 2,34 5,45

B 4,00 452,93 113,23 5,42 ** 2,71 4,07

AXB 8,00 218,21 27,28 1,31 tn 2,29 3,23

28,00 584,65 20,88

TOTAL 44,00 1346,68

KK= 17,17%


214

Lampiran 5. Nilai K Tukar tanah (me/100gr) setelah 2 minggu inkubasi


A0B0 1,02 1,02 0,78 2,82 0,94

A0B1 1,98 1,31 1,22 4,51 1,50

A0B2 3,05 2,28 3,26 8,59 2,86

A0B3 1,56 2,11 1,11 4,78 1,59

A0B4 1,78 2,18 2,13 6,09 2,03

A1B0 0,88 2,24 1,48 4,60 1,53

A1B1 1,05 2,13 2,08 5,26 1,75

A1B2 3,46 4,48 2,24 10,18 3,39

A1B3 2,99 2,11 1,66 6,76 2,25

A1B4 1,87 2,15 2,08 6,10 2,03

A2B0 2,211 2,39 2,21 6,81 2,27

A2B1 2,08 2,09 2,09 6,26 2,09

A2B2 3,48 2,34 2,45 8,27 2,76

A2B3 2,06 2,09 2,12 6,27 2,09

A2B4 2,11 2,55 2,23 6,89 2,30

Total 31,58 33,47 29,14 94,19 31,40

Rataan 2,11 2,23 1,94 6,28 2,09

SK DB JK KT FhIt Sig F05 F01

BLOK 2,00 0,63 0,31 1,27 tn 2,34 5,45

PERLAKUAN 14,00 15,56 1,11 4,48 ** 2,06 2,80

A 2,00 2,21 1,10 4,45 * 2,34 5,45

B 4,00 10,83 2,71 10,92 ** 2,71 4,07

AXB 8,00 2,52 0,31 1,27 tn 2,29 3,23

GALAT 28,00 6,95 0,25

TOTAL 44,00 23,13

KK = 23, 92 %


215

Lampiran 6 .Nilai Kapasitas Tukar Kation (me/100gr) setelah inkubasi 2 minggu


A0B0 18,82 16,82 15,45 51,1 17,0

A0B1 20,64 25,45 22,73 68,8 22,9

A0B2 20,91 23,91 25,45 70,3 23,4

A0B3 21,82 20,91 24,55 67,3 22,4

A0B4 20,91 17,73 22,73 61,4 20,5

A1B0 24,55 17,64 21,45 63,6 21,2

A1B1 19,19 20,27 23,45 62,9 21,0

A1B2 20,27 28,18 23,91 72,4 24,1

A1B3 18,45 19,55 24,55 62,6 20,9

A1B4 19,09 20,18 25,51 64,8 21,6

A2B0 23,64 21,82 21,36 66,8 22,3

A2B1 23,64 16,73 21,82 62,2 20,7

A2B2 34,55 36,91 45,82 117,3 39,1

A2B3 18,18 23,27 28,18 69,6 23,2

A2B4 22,73 26,82 33,64 83,2 27,7

Total 327,4 336,2 370,3 1033,9 344,6

Rataan 21,8 22,4 24,7 68,9 23,0

SK DB JK KT Fhit sig F05 F01

BLOK 2,00 68,60 34,30 4,15 tn 2,34 5,45

PERLAKUAN 14,00 739,22 52,80 6,39 ** 2,06 2,80

A 2,00 197,22 98,61 11,93 ** 2,34 5,45

B 4,00 299,89 74,97 9,07 ** 2,71 4,07

AXB 8,00 242,11 30,26 3,66 ** 2,29 3,23

Galat 28,00 231,42 8,27

TOTAL 44,00 1039,24

KK= 12,50%


216

Lampiran 7. Data Kejenuhan Basa setelah masa inkubasi 2 minggu


A0B0 41,76 40,43 45,24 127,43 42,48

A0B1 44,53 34,38 44,26 123,17 41,06

A0B2 50,07 37,35 41,34 128,76 42,92

A0B3 39,18 42,61 31,53 113,32 37,77

A0B4 47,97 47,43 27,36 122,77 40,92

A1B0 31,36 56,92 43,40 131,68 43,89

A1B1 41,38 52,15 43,37 136,89 45,63

A1B2 50,86 40,92 38,52 130,30 43,43

A1B3 54,31 42,05 36,50 132,85 44,28

A1B4 45,63 44,05 35,01 124,69 41,56

A2B0 52,50 47,89 44,37 144,76 48,25

A2B1 45,18 53,02 43,08 141,28 47,09

A2B2 37,80 35,38 20,73 93,92 31,31

A2B3 48,84 39,71 33,53 122,09 40,70

A2B4 41,49 38,78 27,82 108,09 36,03

Total 672,86 653,06 556,07 1882,0 627,3

Rataan 44,86 43,54 37,07 125,5 41,8


BLOK 2,00 520,89 260,44 6,20 * 2,34 5,45

PERLAKUAN 14,00 784,53 56,04 1,34 * 2,06 2,80

A 2,00 85,51 42,76 1,02 tn 2,34 5,45

B 4,00 269,69 67,42 1,61 tn 2,71 4,07

AXB 8,00 429,32 53,67 1,28 ** 2,29 3,23

Galat 28,00 1175,31 41,98

TOTAL 44,00 2480,72

KK= 15,50 %


217

Lampiran 8. Data Rasio C/N tanah setelah inkubasi 2 minggu

I II III Total Rataan

A0B0 8,29 15,75 15,31 39,34 13,11

A0B1 13,06 8,53 9,00 30,59 10,20

A0B2 19,07 19,93 18,89 57,89 19,30

A0B3 17,00 16,08 13,06 46,15 15,38

A0B4 20,71 14,93 14,07 49,71 16,57

A1B0 15,12 22,85 18,31 56,27 18,76

A1B1 19,36 29,50 16,15 65,01 21,67

A1B2 13,47 9,27 14,94 37,68 12,56

A1B3 17,06 15,00 19,81 51,87 17,29

A1B4 8,09 14,20 24,75 47,04 15,68

A2B0 18,35 14,59 27,08 60,02 20,01

A2B1 11,92 21,21 15,38 48,52 16,17

A2B2 17,93 12,26 13,65 43,83 14,61

A2B3 7,89 13,33 8,00 29,23 9,74

A2B4 9,50 15,38 4,65 29,53 9,84

Total 216,82 242,82 233,06 692,7 230,9

Rataan 14,45 16,19 15,54 46,2 15,4


BLOK 2,00 22,99 11,50 0,56 tn 2,34 5,45

PERLAKUAN 14,00 589,36 42,10 2,04 * 2,06 2,80

A 2,00 78,04 39,02 1,89 tn 2,34 5,45

B 4,00 66,85 16,71 0,81 tn 2,71 4,07

AXB 8,00 444,47 55,56 2,69 * 2,29 3,23

Galat 28,00 578,78 20,67

TOTAL 44,00 1191,13

KK = 29,52%


218

Lampiran 9. Data Respirasi tanah setelah masa inkubasi 2 minggu


A0B0 1,55 2,55 0,85 5,0 1,7

A0B1 2,95 2,85 2,25 8,1 2,7

A0B2 3,12 2,6 7,2 12,9 4,3

A0B3 2,35 4,85 2,85 10,1 3,4

A0B4 2,36 2,15 3,15 7,7 2,6

A1B0 2,25 2,8 3,25 8,3 2,8

A1B1 3,8 3,13 2,7 9,6 3,2

A1B2 2,35 6,45 2,45 11,3 3,8

A1B3 2,5 3,4 3,5 9,4 3,1

A1B4 2,7 2,5 7,8 13,0 4,3

A2B0 4,65 5,5 6,78 16,9 5,6

A2B1 2,95 3,65 8,25 14,9 5,0

A2B2 10,05 6,12 8,55 24,7 8,2

A2B3 5,35 3,5 2,55 11,4 3,8

A2B4 2,05 3,65 3,1 8,8 2,9

Total 51,0 55,7 65,2 171,9 57,3

Rataan 3,4 3,7 4,3 11,5 3,8


BLOK 2,00 7,03 3,51 1,32 * 2,34 5,45

PERLAKUAN 14,00 105,63 7,54 2,84 * 2,06 2,80

A 2,00 39,73 19,86 7,49 ** 2,34 5,45

B 4,00 29,81 7,45 2,81 * 2,71 4,07

AXB 8,00 36,09 4,51 1,70 tn 2,29 3,23

Galat 28,00 74,30 2,65

TOTAL 44,00 186,95

KK= 42,83%


219

Lampiran 10. Nilai Pb Total pada tanah (ppm) setelah inkubasi 2 minggu

Perlakuan I II III Total Rataan A0B0 100,23 95,88 99,55 295,7 98,6 A0B1 96,55 87,67 88,76 273,0 91,0 A0B2 95,34 89,88 86,55 271,8 90,6 A0B3 97,23 95,45 92,55 285,2 95,1 A0B4 100,23 93,56 91,53 285,3 95,1 A1B0 98,35 94,78 90,55 283,7 94,6 A1B1 92,34 93,97 101,55 287,9 96,0 A1B2 97,25 91,68 100,75 289,7 96,6 A1B3 98,34 90,75 90,55 279,6 93,2 A1B4 97,29 108,81 90,55 296,7 98,9 A2B0 85,23 87,78 80,55 253,6 84,5 A2B1 89,23 95,47 90,55 275,3 91,8 A2B2 81,23 88,85 90,55 260,6 86,9 A2B3 90,73 95,88 80,55 267,2 89,1 A2B4 88,89 95,88 90,55 275,3 91,8 Total 1408,5 1406,3 1365,6 4180,4 1393,5 Rataan 93,9 93,8 91,0 278,7 92,9


BLOK 2,00 77,57 38,79 1,67 tn 2,34 5,45

PERLAKUAN 14,00 707,41 50,53 2,18 tn 2,06 2,80

A 2,00 402,25 201,13 2,23 tn 2,34 5,45

B 4,00 74,71 18,68 0,81 tn 2,71 4,07

AXB 8,00 230,45 28,81 1,24 tn 2,29 3,23

Galat 28,00 649,08 23,18

TOTAL 44,00 1434,06

KK= 5,18%


220

Lampiran 11. Nilai Pb tersedia pada tanah ( ppm) setelah inkubasi 2 minggu


A0B0 15,99 20,33 25,97 62,3 20,8

A0B1 15,93 20,11 17,17 53,2 17,7

A0B2 12,95 17,81 15,09 45,9 15,3

A0B3 18,03 15,78 17,97 51,8 17,3

A0B4 19,77 17,22 19,28 56,3 18,8

A1B0 16,43 17,35 15,34 49,1 16,4

A1B1 11,57 12,8 12,01 36,4 12,1

A1B2 12,65 12,01 11,27 35,9 12,0

A1B3 11,72 11,27 11,22 34,2 11,4

A1B4 11,97 13,34 10,53 35,8 11,9

A2B0 12,85 13,25 9,35 35,5 11,8

A2B1 12,46 13,399 11,52 37,4 12,5

A2B2 11,08 11,42 10,04 32,5 10,8

A2B3 13,15 12,7 11,47 37,3 12,4

A2B4 13,3 17,15 11,47 41,9 14,0

Total 209,9 225,9 209,7 645,5 215,2

Rataan 14,0 15,1 14,0 43,0 14,3


BLOK 2,00 11,61 5,81 1,55 tn 2,34 5,45

PERLAKUAN 14,00 409,62 29,26 7,83 ** 2,06 2,80

A 2,00 295,74 147,87 39,55 ** 2,34 5,45

B 4,00 66,25 16,56 4,43 ** 2,71 4,07

AXB 8,00 47,64 5,95 1,59 tn 2,29 3,23

Galat 28,00 104,69 3,74

TOTAL 44,00 525,92

KK : 13,52 %


221

Lampiran 12. Nilai Kandungan Pb Tukar pada tanah ( ppm) setelah inkubasi 2 minggu


A0B0 16,38 15,47 11,78 43,6 14,5

A0B1 16,58 17,35 14,55 48,5 16,2

A0B2 17,56 19,78 20,14 57,5 19,2

A0B3 17,03 15,78 17,97 50,8 16,9

A0B4 15,77 18,56 17,28 51,6 17,2

A1B0 16,43 17,35 18,34 52,1 17,4

A1B1 15,57 12,87 19,01 47,5 15,8

A1B2 15,65 27,56 25,27 68,5 22,8

A1B3 18,72 11,27 18,22 48,2 16,1

A1B4 18,76 23,34 25,53 67,6 22,5

A2B0 16,89 23,25 20,35 60,5 20,2

A2B1 15,78 18,39 19,52 53,7 17,9

A2B2 19,08 26,42 29,04 74,5 24,8

A2B3 18,15 19,7 19,47 57,3 19,1

A2B4 18,13 17,15 23,47 58,8 19,6

Total 256,5 284,2 299,9 840,7 280,2

Rataan 17,1 18,9 20,0 56,0 18,7


BLOK 2,00 64,58 32,29 3,99 ** 2,34 5,45

PERLAKUAN 14,00 358,88 25,63 3,17 ** 2,06 2,80

A 2,00 94,31 47,16 5,83 ** 2,34 5,45

B 4,00 196,53 49,13 6,08 ** 2,71 4,07

AXB 8,00 68,04 8,50 1,05 tn 2,29 3,23

Galat 28,00 226,38 8,09

TOTAL 44,00 649,84

KK = 15,21 %


222

Lampiran 13. Kandungan Pb terikat Organik pada tanah (ppm) setelah inkubasi 2 minggu


A0B0 13,76 14,78 12,35 40,9 13,6

A0B1 16,46 15,78 16,76 49,0 16,3

A0B2 15,78 16,5 17,73 50,0 16,7

A0B3 15,58 17,35 16,57 49,5 16,5

A0B4 16,95 15,46 16,78 49,2 16,4

A1B0 16,89 15,68 15,78 48,4 16,1

A1B1 5,78 16,74 15,63 38,2 12,7

A1B2 15,85 16,78 19,57 52,2 17,4

A1B3 16,89 15,78 18,35 51,0 17,0

A1B4 17,82 17,68 18,35 53,9 18,0

A2B0 17,86 25,87 17,85 61,6 20,5

A2B1 18,95 16,78 15,69 51,4 17,1

A2B2 18,75 20,35 27,35 66,5 22,2

A2B3 18,37 17,57 18,56 54,5 18,2

A2B4 18,75 18,97 18,75 56,5 18,8

Total 244,4 262,1 266,1 772,6 257,5

Rataan 16,3 17,5 17,7 51,5 17,2


BLOK 2,00 17,66 8,83 1,49 tn 2,34 5,45

PERLAKUAN 14,00 227,86 16,28 2,74 * 2,06 2,80

A 2,00 109,02 54,51 9,18 ** 2,34 5,45

B 4,00 54,80 13,70 2,31 tn 2,71 4,07

AXB 8,00 64,04 8,00 1,35 tn 2,29 3,23

Galat 28,00 166,19 5,94

TOTAL 44,00 411,71

KK= 14,16%


223

Lampiran 14. Nilai konsentrasi Pb terikat Karbonat pada tanah (ppm) setelah inkubasi 2

minggu


A0B0 2,35 2,55 1,15 6,1 2,0

A0B1 2,55 2,67 3,01 8,2 2,7

A0B2 3,25 3,15 3,18 9,6 3,2

A0B3 2,12 2,18 2,98 7,3 2,4

A0B4 3,12 2,13 2,56 7,8 2,6

A1B0 2,35 2.65 2,78 5,1 2,6

A1B1 3,55 2,51 3,45 9,5 3,2

A1B2 3,66 2,68 4,56 10,9 3,6

A1B3 2,13 2,55 2,85 7,5 2,5

A1B4 1,88 2,37 2,89 7,1 2,4

A2B0 3,55 3,78 3,78 11,1 3,7

A2B1 2,35 2,56 2,66 7,6 2,5

A2B2 8,56 4,67 10,58 23,8 7,9

A2B3 2,89 2,78 3,95 9,6 3,2

A2B4 2,87 3,67 3,78 10,3 3,4

Total 47,2 40,3 54,2 141,6 48,1

Rataan 3,1 2,9 3,6 9,4 3,2


BLOK 2,00 6,45 3,22 3,94 * 2,34 5,45

PERLAKUAN 14,00 87,85 6,27 7,67 ** 2,06 2,80

A 2,00 23,26 11,63 14,21 ** 2,34 5,45

B 4,00 36,10 9,02 11,03 ** 2,71 4,07

AXB 8,00 28,49 3,56 4,35 ** 2,29 3,23

Galat 28,00 22,91 0,82

TOTAL 44,00 117,20

KK = 28,29 %


224

Lampiran 15. Nilai pH tanah saat Panen rumah kaca


A0B0 6,1 7,5 6,9 20,5 6,83

A0B1 6,2 8,6 7,8 22,6 7,53

A0B2 6,9 6,9 6,8 20,6 6,85

A0B3 6,7 7,5 7,3 21,5 7,15

A0B4 6,6 8,1 7,7 22,4 7,46

A1B0 6,2 7,4 7,9 21,5 7,15

A1B1 6,4 8,4 8,7 23,5 7,82

A1B2 6,2 7,3 6,8 20,3 6,77

A1B3 7,9 8,2 7,5 23,6 7,88

A1B4 8,5 8,1 8,4 25,0 8,32

A2B0 6,5 6,7 7,7 20,9 6,97

A2B1 8,5 8,2 8,6 25,4 8,45

A2B2 6,7 6,5 5,4 18,6 6,20

A2B3 7,8 7,3 8,4 23,5 7,84

A2B4 8,5 7,5 7,0 23,0 7,67

Total 105,7 114,2 112,7 332,7 110,9

Rataan 7,0 7,6 7,5 22,2 7,4


BLOK 2,00 2,74 1,37 3,24 tn 2,34 5,45

PERLAKUAN 14,00 16,25 1,16 2,74 ** 2,06 2,80

A 2,00 1,21 0,61 1,43 tn 2,34 5,45

B 4,00 11,81 2,95 6,96 ** 2,71 4,07

AXB 8,00 3,23 0,40 0,95 tn 2,29 3,23

Galat 28,00 11,87 0,42

TOTAL 44,00 30,86

KK= 8,75%


225

Lampiran 16. Nilai Tinggi Tanaman Saat Panen (cm) di rumah kaca


A0B0 86,8 94,0 98,0 278,8 92,9

A0B1 42,2 52,5 54,2 148,9 49,6

A0B2 87,5 96,5 101,8 285,8 95,3

A0B3 72,5 64,0 65,1 201,6 67,2

A0B4 38,0 54,0 80,0 172,0 57,3

A1B0 94,5 98,5 84,5 277,5 92,5

A1B1 37,2 22,0 42,3 101,5 33,8

A1B2 99,2 92,0 95,2 286,4 95,5

A1B3 52,3 60,0 61,5 173,8 57,9

A1B4 49,3 40,0 49,0 138,3 46,1

A2B0 98,5 94,0 102,0 294,5 98,2

A2B1 37,0 32,0 47,3 116,3 38,8

A2B2 103,1 202,5 96,0 401,6 133,9

A2B3 61,4 77,3 57,0 195,7 65,2

A2B4 62,3 97,0 69,1 228,4 76,1

Total 1021,8 1176,3 1103,0 3301,1 1100,4

Rataan 68,1 78,4 73,5 220,1 73,4


BLOK 2,00 796,37 398,18 1,24 tn 2,34 5,45

PERLAKUAN 14,00 31998,37 2285,60 7,11 ** 2,06 2,80

A 2,00 2253,63 1126,82 3,50 * 2,34 5,45

B 4,00 27057,40 6764,35 21,03 ** 2,71 4,07

AXB 8,00 2687,33 335,92 1,04 tn 2,29 3,23

Galat 28,00 9005,21 321,61

TOTAL 44,00 41799,95

KK= 24,40%


226

Lampiran 17. Nilai Jumlah anakan padi saat panen di rumah kaca


A0B0 21,0 22,0 20,0 63,0 21,0

A0B1 2,0 5,0 3,0 10,0 3,3

A0B2 28,0 27,0 25,0 80,0 26,7

A0B3 10,0 7,0 9,0 26,0 8,7

A0B4 4,0 6,0 18,0 28,0 9,3

A1B0 30,0 35,0 32,0 97,0 32,3

A1B1 3,0 1,0 1,0 5,0 1,7

A1B2 30,0 32,0 30,0 92,0 30,7

A1B3 13,0 7,0 4,0 24,0 8,0

A1B4 3,0 1,0 2,0 6,0 2,0

A2B0 29,0 25,0 30,0 84,0 28,0

A2B1 5,0 1,0 3,0 9,0 3,0

A2B2 35,0 45,0 42,0 122,0 40,7

A2B3 10,0 20,0 8,0 38,0 12,7

A2B4 8,0 35,0 14,0 57,0 19,0

Total 231,0 269,0 241,0 741,0 247,0

Rataan 15,4 17,9 16,1 49,4 16,5


BLOK 2,00 51,73 25,87 1,03 tn 2,34 5,45

PERLAKUAN 14,00 6849,20 489,23 19,56 ** 2,06 2,80

A 2,00 406,53 203,27 8,13 ** 2,34 5,45

B 4,00 5861,87 1465,47 58,60 ** 2,71 4,07

AXB 8,00 580,80 72,60 2,90 * 2,29 3,23

Galat 28,00 700,27 25,01

TOTAL 44,00 7601,20

KK= 30.30 %


227

Lampiran 18. Nilai Bobot kering tajuk padi saat panen di rumah kaca


A0B0 14,43 22,16 22,31 58,9 19,6

A0B1 0,44 1,13 2,02 3,6 1,2

A0B2 20,01 27,60 26,76 74,4 24,8

A0B3 3,66 5,14 2,75 11,6 3,9

A0B4 0,54 4,32 1,99 6,9 2,3

A1B0 27,42 21,32 25,85 74,6 24,9

A1B1 0,78 1,04 0,47 2,3 0,8

A1B2 36,37 38,77 30,49 105,6 35,2

A1B3 0,56 1,90 1,45 3,9 1,3

A1B4 1,04 0,52 0,32 1,9 0,6

A2B0 27,37 29,35 28,70 85,4 28,5

A2B1 0,71 0,91 1,48 3,1 1,0

A2B2 30,37 32,94 42,77 106,1 35,4

A2B3 3,15 3,68 8,61 15,4 5,1

A2B4 2,42 10,88 32,28 45,6 15,2

Total 169,3 201,7 228,3 599,2 199,7

Rataan 11,3 13,4 15,2 39,9 13,3


BLOK 2,00 116,33 58,16 2,68 * 2,34 5,45

PERLAKUAN 14,00 7626,46 544,75 25,09 ** 2,06 2,80

A 2,00 348,79 174,40 8,03 ** 2,34 5,45

B 4,00 6882,78 1720,70 79,25 ** 2,71 4,07

AXB 8,00 394,89 49,36 2,27 tn 2,29 3,23

Galat 28,00 607,96 21,71

TOTAL 44,00 8350,75

KK= 35,03%


228

Lampiran 19. Bobot kering akar saat panen di rumah kaca di rumah kaca


A0B0 8,74 7,67 4,53 20,9 6,98

A0B1 0,32 0,43 0,60 1,4 0,45

A0B2 13,08 14,34 8,87 36,3 12,10

A0B3 0,48 1,66 2,72 4,9 1,62

A0B4 0,25 7,03 0,51 7,8 2,60

A1B0 12,58 7,24 5,73 25,6 8,52

A1B1 0,33 0,23 0,12 0,7 0,23

A1B2 19,83 18,58 18,11 56,5 18,84

A1B3 0,40 0,81 0,86 2,1 0,69

A1B4 0,57 0,86 0,10 1,5 0,51

A2B0 14,49 12,55 10,75 37,8 12,60

A2B1 1,72 0,36 0,16 2,2 0,75

A2B2 12,90 11,41 10,96 35,3 11,76

A2B3 0,43 1,10 3,70 5,2 1,74

A2B4 0,18 1,59 25,30 27,1 9,02

Total 86,3 85,9 93,0 265,2 88,39

Rataan 5,8 5,7 6,2 17,7 5,89


BLOK 2,00 2,15 1,07 0,06 tn 2,34 5,45

PERLAKUAN 14,00 1481,72 105,84 5,94 ** 2,06 2,80

A 2,00 44,51 22,26 1,25 tn 2,34 5,45

B 4,00 1214,87 303,72 17,05 * 2,71 4,07

AXB 8,00 222,34 27,79 1,56 tn 2,29 3,23

Galat 28,00 498,69 17,81

TOTAL 44,00 1982,56

KK= 41,65 %


229

Lampiran 20. Nilai Serapan N pada padi sawah di rumah kaca (mg) di rumah kaca


A0B0 36,80 62,27 59,57 158,63 52,88

A0B1 0,44 2,08 4,30 6,83 2,28

A0B2 64,23 89,70 79,74 233,68 77,89

A0B3 7,36 9,05 5,20 21,60 7,20

A0B4 0,84 8,38 4,24 13,46 4,49

A1B0 81,71 61,19 80,14 223,04 74,35

A1B1 1,05 1,74 0,93 3,71 1,24

A1B2 104,75 116,70 99,09 320,54 106,85

A1B3 0,70 1,88 2,87 5,45 1,82

A1B4 0,89 0,64 0,28 1,82 0,61

A2B0 81,56 94,21 88,40 264,17 88,06

A2B1 0,84 1,78 3,00 5,63 1,88

A2B2 94,75 106,73 130,88 332,36 110,79

A2B3 4,25 6,88 17,05 28,18 9,39

A2B4 4,89 19,37 82,96 107,21 35,74

Total 485,07 582,60 658,64 1726,31 575,44

Rataan 32,34 38,84 43,91 115,09 38,36


BLOK 2,00 1009,36 504,68 3,15 * 2,34 5,45

PERLAKUAN 14,00 75630,22 5402,16 33,76 ** 2,06 2,80

A 2,00 3111,15 1555,58 9,72 ** 2,34 5,45

B 4,00 69489,21 17372,30 108,55 ** 2,71 4,07

AXB 8,00 3029,85 378,73 2,37 * 2,29 3,23

Galat 28,00 4481,11 160,04

TOTAL 44,00 81120,69

KK= 33,01 %


230

Lampiran 21. Nilai Serapan P pada padi sawah di rumah kaca (mg) di rumah kaca


A0B0 1,299 2,438 2,075 5,8 1,94

A0B1 0,022 0,068 0,115 0,2 0,07

A0B2 1,961 3,312 3,211 8,5 2,83

A0B3 0,146 0,360 0,220 0,7 0,24

A0B4 0,016 0,259 0,100 0,4 0,12

A1B0 4,936 3,624 3,361 11,9 3,97

A1B1 0,023 0,052 0,028 0,1 0,03

A1B2 4,001 6,979 5,793 16,8 5,59

A1B3 0,017 0,095 0,131 0,2 0,08

A1B4 0,052 0,036 0,019 0,1 0,04

A2B0 2,491 4,403 5,166 12,1 4,02

A2B1 0,014 0,046 0,044 0,1 0,03

A2B2 30,066 5,929 8,982 45,0 14,99

A2B3 0,221 0,110 0,431 0,8 0,25

A2B4 0,194 0,762 2,905 3,9 1,29

Total 45,5 28,5 32,6 106,5 35,5

Rataan 3,0 1,9 2,2 7,1 2,4


BLOK 2,00 10,47 5,24 0,42 tn 2,34 5,45

PERLAKUAN 14,00 652,51 46,61 3,72 ** 2,06 2,80

A 2,00 75,07 37,53 3,00 * 2,34 5,45

B 4,00 397,05 99,26 7,92 ** 2,71 4,07

AXB 8,00 180,39 22,55 1,80 tn 2,29 3,23

Galat 28,00 350,76 12,53

TOTAL 44,00 1013,74

KK= 64,999%


231

Lampiran 22. Nilai Serapan K padi sawah di rumah kaca (mg) di rumah kaca


A0B0 14,430 29,694 46,851 91,0 30,325

A0B1 0,229 0,407 0,970 1,6 0,535

A0B2 20,610 36,432 58,872 115,9 38,638

A0B3 2,708 2,776 1,595 7,1 2,360

A0B4 0,351 3,715 0,955 5,0 1,674

A1B0 57,637 28,142 60,748 146,5 48,842

A1B1 0,179 0,364 0,254 0,8 0,266

A1B2 93,835 89,946 41,162 224,9 74,981

A1B3 0,403 1,026 0,624 2,1 0,684

A1B4 0,239 0,005 0,029 0,3 0,091

A2B0 64,320 61,635 89,257 215,2 71,737

A2B1 0,632 0,519 0,459 1,6 0,536

A2B2 72,281 85,644 136,864 294,8 98,263

A2B3 2,237 0,920 1,550 4,7 1,569

A2B4 2,396 3,808 25,178 31,4 10,461

Total 332,5 345,0 465,4 1142,9 380,962

Rataan 22,2 23,0 31,0 76,2 25,397


BLOK 2,00 717,65 358,83 1,66 tn 2,34 5,45

PERLAKUAN 14,00 47003,80 3357,41 15,56 ** 2,06 2,80

A 2,00 3570,60 1785,30 8,27 ** 2,34 5,45

B 4,00 38812,22 9703,05 44,97 ** 2,71 4,07

AXB 8,00 4620,99 577,62 2,68 * 2,29 3,23

Galat 28,00 6041,57 215,77

TOTAL 44,00 53763,02

KK= 57,83%


232

Lampiran 23. Nilai Pb total pada tanah tercemar Pb di rumah kaca


A0B0 150,90 174,66 156,00 481,6 160,5

A0B1 121,10 172,38 147,00 440,5 146,8

A0B2 118,50 142,30 155,60 416,4 138,8

A0B3 175,70 152,30 153,10 481,1 160,4

A0B4 158,50 132,34 155,60 446,4 148,8

A1B0 143,40 162,23 152,70 458,3 152,8

A1B1 178,90 142,35 117,30 438,6 146,2

A1B2 170,00 132,33 138,00 440,3 146,8

A1B3 114,50 142,35 168,60 425,5 141,8

A1B4 175,10 152,38 152,00 479,5 159,8

A2B0 149,20 112,31 199,50 461,0 153,7

A2B1 171,80 162,56 172,40 506,8 168,9

A2B2 170,88 112,31 112,80 396,0 132,0

A2B3 137,80 157,57 118,30 413,7 137,9

A2B4 148,10 135,21 172,90 456,2 152,1

Total 2284,4 2185,6 2271,8 6741,8 2247,3

Rataan 152,3 145,7 151,5 449,5 149,8


BLOK 2,00 385,64 192,82 0,36 tn 2,34 5,45

PERLAKUAN 14,00 4191,73 299,41 0,55 tn 2,06 2,80

A 2,00 37,48 18,74 0,03 tn 2,34 5,45

B 4,00 1693,42 423,35 0,78 tn 2,71 4,07

AXB 8,00 2460,84 307,60 0,57 tn 2,29 3,23

Galat 28,00 15113,31 539,76

TOTAL 44,00 19690,68

KK= 15,59%


233

Lampiran 24. Nilai Pb Tersedia pada tanah sawah tercemar Pb di rumah kaca


A0B0 75,58 78,52 75,70 229,8 76,6

A0B1 58,30 55,10 65.73 113,4 56,7

A0B2 65,50 53,60 56,00 175,1 58,4

A0B3 68,35 65,11 55,23 188,7 62,9

A0B4 67,89 60,67 55,57 184,1 61,4

A1B0 67,56 57,00 78,98 203,5 67,8

A1B1 65,34 67,98 71.89 133,3 66,7

A1B2 55,98 58,34 42,23 156,6 52,2

A1B3 63,12 57,53 66,45 187,1 62,4

A1B4 56,89 68,35 67,34 192,6 64,2

A2B0 34,21 45,78 32,14 112,1 37,4

A2B1 69,78 55,23 53,21 178,2 59,4

A2B2 45,25 48,98 32,25 126,5 42,2

A2B3 68,98 68,23 66,46 203,7 67,9

A2B4 70,36 69,38 68,34 208,1 69,4

Total 933,1 909,8 749,9 2592,8 905,4

Rataan 62,2 60,7 57,7 172,9 60,4


BLOK 2,00 1325,98 662,99 3,72 tn 2,34 5,45

PERLAKUAN 14,00 6193,43 442,39 2,48 * 2,06 2,80

A 2,00 138,17 69,08 0,39 tn 2,34 5,45

B 4,00 2359,54 589,89 3,31 * 2,71 4,07

AXB 8,00 3695,72 461,97 2,59 * 2,29 3,23

Galat 28,00 4988,45 178,16

TOTAL 44,00 12507,86

KK= 22,09%


234

Lampiran 25. Nilai Konsentrasi Pb pada akar padi (ppm) pada tanah tercemar di rumah kaca


A0B0 28,380 35,407 25,086 88,9 29,6

A0B1 16,853 19,630 17,149 53,6 17,9

A0B2 13,468 12,086 5,680 31,2 10,4

A0B3 26,344 16,529 19,490 62,4 20,8

A0B4 15,807 14,384 12,975 43,2 14,4

A1B0 13,172 10,802 12,770 36,7 12,2

A1B1 24,172 18,570 20,560 63,3 21,1

A1B2 9,420 12,890 15,240 37,5 12,5

A1B3 15,430 18,350 13,764 47,5 15,8

A1B4 9,914 18,405 18,980 47,3 15,8

A2B0 5,765 8,666 14,290 28,7 9,6

A2B1 14,357 10,183 18,050 42,6 14,2

A2B2 8,370 10,670 8,296 27,3 9,1

A2B3 10,050 13,670 9,716 33,4 11,1

A2B4 18,900 3,594 11,296 33,8 11,3

Total 230,4 223,8 223,3 677,6 225,9

Rataan 15,4 14,9 14,9 45,2 15,1


BLOK 2,00 2,07 1,04 0,07 tn 2,34 5,45

PERLAKUAN 14,00 1268,63 90,62 5,70 ** 2,06 2,80

A 2,00 432,95 216,48 13,62 ** 2,34 5,45

B 4,00 296,75 74,19 4,67 ** 2,71 4,07

AXB 8,00 538,93 67,37 4,24 ** 2,29 3,23

Galat 28,00 445,18 15,90

TOTAL 44,00 1715,88

KK= 26,40%


235

Lampiran 26. Nilai Konsentrasi Pb pada Daun padi (ppm) pada tanah tercemar di rumah kaca


A0B0 15,380 25,900 18,870 60,2 20,1

A0B1 16,853 4,110 10,340 31,3 10,4

A0B2 13,890 2,830 13,130 29,9 10,0

A0B3 17,360 15,100 5,780 38,2 12,7

A0B4 12,580 12,380 6,750 31,7 10,6

A1B0 13,390 2,930 5,550 21,9 7,3

A1B1 5,350 11,690 14,690 31,7 10,6

A1B2 10,630 14,350 4,950 29,9 10,0

A1B3 13,520 12,185 13,290 39,0 13,0

A1B4 9,914 14,560 11,530 36,0 12,0

A2B0 4,216 11,880 6,550 22,6 7,5

A2B1 14,357 12,670 15,480 42,5 14,2

A2B2 3,220 2,730 3,470 9,4 3,1

A2B3 13,525 3,770 3,670 21,0 7,0

A2B4 2,630 13,660 7,987 24,3 8,1

Total 166,8 160,7 142,0 469,6 156,5

Rataan 11,1 10,7 9,5 31,3 10,4

SK DB JK KT Fhit Sig F05 F01

BLOK 2,00 22,24 11,12 0,51 tn 2,34 5,45

PERLAKUAN 14,00 630,14 45,01 2,07 * 2,06 2,80

A 2,00 170,51 85,25 3,90 * 2,34 5,45

B 4,00 98,18 24,54 1,12 tn 2,71 4,07

AXB 8,00 361,45 45,18 2,07 tn 2,29 3,23

Galat 28,00 611,76 21,85

TOTAL 44,00 1264,14

KK= 44,94%


236

Lampiran 27. Nilai Data pH tanah saat panen padi sawah di lapangan (100 Hst)

PERLAKUAN I II III IV TOTAL RATAAN

A0B0 6,8 6,8 6,5 6,6 26,7 6,68

A0B1 6,8 6,7 6,5 6,8 26,8 6,70

A1B0 6,8 6,8 6,5 6,6 26,7 6,68

A1B1 6,7 6,7 6,7 6,7 26,8 6,70

A2B0 6,6 6,5 6,7 6,8 26,6 6,65

A2B1 6,5 6,7 6,7 6,8 26,7 6,68

TOTAL 40,2 40,2 39,6 40,3 160,3

RATAAN 6,70 6,70 6,60 6,72 26,72 6,68

Analisis Varians

SK db JK KT Fh F05 F01

Kelompok 3 0,051 0,017 1,1 3.29 5.42

Perlakuan 5 0,007 0,001 0,09 2.90 4.56

B 1 0,004 0,004 0,23 4.58 8.64

A 2 0,003 0,002 0,10 3.68 6.36

AxB 2 0,000 0,000 0,00 3.68 6.36

Galat 15 0,241 0,016

Total 23 0,300

KK= 1,89%


237

Lampiran 28. Data Kandungan Bahan Organik Tanah saat panen di lapangan (100 Hst)


A0B0 0,89 1,56 1,11 1,87 5,43 1,36

A0B1 2,13 2,11 1,82 1,53 7,59 1,90

A1B0 1,58 1,32 0,91 1,18 4,99 1,25

A1B1 1,98 1,88 2,11 0,99 6,96 1,74

A2B0 2,56 2,12 1,97 2,13 8,78 2,20

A2B1 2,12 2,21 3,58 1,78 9,69 2,42

TOTAL 11,26 11,2 11,5 9,48 43,44

RATAAN 1,88 1,87 1,92 1,58 7,24 1,81

Analisis Varians

SK Db JK KT Fh F05 F01

Kelompok 3 0,4316 0,143867 2,53677 3.29 5.42

Perlakuan 5 4,2284 0,84568 3,638898* 2.90 4.56

B 1 1,0584 1,0584 4,554217* 4.58 8.64

A 2 3,056575 1,528288 6,57610** 3.68 6.36

AxB 2 0,113425 0,056712 0,24403

Galat 15 3,486 0,2324

Total 23 8,146

KK = 26, 63%


238

Lampiran 29. Data Pb total pada tanah di lahan sawah tercemar (100 Hst)

Perlakuan I II III IV TOTAL RATAAN

A0B0 73,57 68,75 71,54 60,88 274,74 68,69

A0B1 63,57 66,87 57,9 50,12 238,46 59,62

A1B0 65,6 67,89 57,81 57,83 249,13 62,28

A1B1 65,78 64,78 71,53 68,33 270,42 67,61

A2B0 55,89 58,9 57,65 67,82 240,26 60,07

A2B1 55,57 58,95 65,54 67,83 247,89 61,97

TOTAL 379,98 386,14 381,97 372,81 1520,9

RATAAN 63,33 64,36 63,66 62,14 253,48 63,37

Analisis Varians


Kelompok 3 15,5124 5,17081 0,04572tn 3.29 5.42

Perlakuan 5 297,373 59,4745 1,68247tn 2.90 4.56

B 1 2,25707 2,25707 0,06385tn 4.58 8.64

A 2 68,9077 34,4539 0,97466tn 3.68 6.36

AxB 2 226,208 113,104 3,19959tn 3.68 6.36

Galat 15 530,243 35,3495

Total 23 843,128

KK= 9,382 %


239

Lampiran 30. Data Pb tersedia tanah sawah di lapangan (100 Hst)


A0B0 25,55 35,43 28,56 35,65 125,19 31,30

A0B1 23,56 25,25 30,35 25,21 104,37 26,09

A1B0 26,35 32,97 27,78 35,78 122,88 30,72

A1B1 25,67 35,24 30,21 20,53 111,65 27,91

A2B0 20,27 24,38 30,21 25,67 100,53 25,13

A2B1 21,35 20,12 18,93 25,78 86,18 21,55

TOTAL 142,75 173,39 166,04 168,62 650,8

RATAAN 23,79 28,90 27,67 28,10 108,47 27,12

Analisis Varians


Kelompok 3 93,08 31,03 10,37** 3.29 5.42

Perlakuan 5 268,50 53,70 3,06* 2.90 4.56

B 1 89,71 89,71 5,11* 4.58 8.64

A 2 172,82 86,41 4,92* 3.68 6.36

AxB 2 5,98 2,99 0,17

Galat 15 263,53 17,57

Total 23 625,11

KK= 15,45 %


240

Lampiran 31. Tinggi padi di lahan sawah tercemar Pb (100 Hst)


A0B0 107,3 110,2 110.0 109,3 326,8 108,93

A0B1 109,3 105,3 115,2 117,4 447,2 111,80

A1B0 110,1 98,8 100,4 110.5 309,3 103,10

A1B1 120.5 117,5 105,3 115,5 338,3 112,77

A2B0 115,6 105,4 110,4 118,4 449,8 112,45

A2B1 120,7 125,3 116,4 108,7 471,1 117,78

TOTAL 563 662,5 547,7 569,3 2342,5

RATAAN 112,60 110,42 109,54 113,86 390,42 111,14

Analisis Varians


Kelompok 3 1354,411 451,4704 1,188467tn 3.29 5.42

Perlakuan 5 6650,917 1330,183 0,780631tn 2.90 4.56

B 1 1214,104 1214,104 0,712508tn 4.58 8.64

A 2 4677,061 2338,53 1,372389tn 3.68 6.36

AxB 2 759,7525 379,8763 0,222934tn 3.68 6.36

Galat 15 25559,78 1703,985

Total 23 33565,11

KK= 37,14%


241

Lampiran 32. Data Jumlah anakan per rumpun


A0B0 25 28 23 25 101 25,25

A0B1 22 27 30 25 104 26,00

A1B0 28 25 27 24 104 26,00

A1B1 24 28 27 30 109 27,25

A2B0 25 28 25 33 111 27,75

A2B1 28 22 35 25 110 27,50

TOTAL 152 158 167 162 639

RATAAN 25,33 26,33 27,83 27,00 106,50 26,63

Analisis Varians


Kelompok 3 20,125 6,708333 5,75 3.29 5.42

Perlakuan 5 20,375 4,075 0,319817 2.90 4.56

B 1 2,041667 2,041667 0,160235 4.58 8.64

A 2 16 8 0,627861 3.68 6.36

AxB 2 2,333333 1,166667 0,091563 3.68 6.36

Galat 15 191,125 12,74167

Total 23 231,625

KK= 13,40%


242

Lampiran 33. Jumlah anak produktif tanaman padi di lapangan


A0B0 13 15 12 16 56 14,00

A0B1 12 13 13 15 53 13,25

A1B0 14 11 14 15 54 13,50

A1B1 13 15 15 16 59 14,75

A2B0 14 13 13 15 55 13,75

A2B1 17 14 12 17 60 15,00

TOTAL 83 81 79 94 337

RATAAN 13,83 13,50 13,17 15,67 56,17 14,04

Analisis Varians


Kelompok 3 22,4583 7,48611 2,80tn 3.29 5.42

Perlakuan 5 9,70833 1,94167 1,08tn 2.90 4.56

B 1 2,04167 2,04167 1,14tn 4.58 8.64

A 2 2,33333 1,16667 0,65tn 3.68 6.36

AxB 2 5,33333 2,66667 1,49tn 3.68 6.36

Galat 15 26,7917 1,78611

Total 23 58,9583

KK= 9,52%


243

Lampiran 34. Data berat kering tajuk (g) padi sawah di lahan tercemar Pb

Perlakuan I II III IV TOTAL RATAAN

A0B0 50,35 62,16 55,56 54,87 222,94 55,74

A0B1 50,5 60,4 55,67 55,75 222,32 55,58

A1B0 54,5 65,5 54,3 56,75 231,05 57,76

A1B1 51,5 67,8 55,67 56,85 231,82 57,96

A2B0 56,7 62,76 54,58 57,51 231,55 57,89

A2B1 65,6 62,35 56,75 63,56 248,26 62,07

TOTAL 329,15 380,97 332,53 345,29 1387,94

RATAAN 54,86 63,50 55,42 57,55 57,83

Analisis Varians


Kelompok 3 280,8146 93,60486 8,07599 3.29 5.42

Perlakuan 5 109,6409 21,92819 2,234921 2.90 4.56

B 1 11,84415 11,84415 1,207156 4.58 8.64

A 2 74,61576 37,30788 3,802419 3.68 6.36

AxB 2 23,18102 11,59051 1,181305 3.68 6.36

Galat 15 147,1743 9,811618

Total 23 537,6298

KK= 5,41 %


244

Lampiran 35 Data berat kering akar (g) padi sawah di lahan tercemar Pb


A0B0 15,55 17,67 18,57 22,56 74,35 18,59

A0B0 20,7 20,8 20,5 20,34 82,34 20,59

A1B0 18,3 19,95 20,76 25,7 84,71 21,18

A1B1 18,6 15,87 18,55 20,45 73,47 18,37

A2B0 17,8 19,75 18,8 21,35 77,7 19,43

A2B1 20,45 18,4 23,78 25,67 88,3 22,08

TOTAL 111,4 112,44 120,96 136,07 480,87

RATAAN 18,57 18,74 20,16 22,68 80,15 20,04

Analisis Varians


Kelompok 3 65,0151 21,6717 1,21867 3.29 5.42

Perlakuan 5 44,0692 8,81385 3,23591 2.90 4.56

B 1 2,25094 2,25094 0,82641 4.58 8.64

A 2 6,25202 3,12601 1,14768 3.68 6.36

AxB 2 35,5663 17,7831 6,5289 3.68 6.36

Galat 15 40,8564 2,72376

Total 23 149,941

KK= 8,24 %


245

Lampiran 36. Data Jumlah gabah berisi per rumpun padi sawah di lahan sawah tercemar Pb


A0B0 1324,3 1432,45 1120,45 1730,5 5607,7 1401,93

A0B1 1324,72 1245,5 1782,5 1643,67 5996,39 1499,10

A1B0 1562,4 1324,8 1367,25 1732,45 5986,9 1496,73

A1B1 1732,7 1432,5 1951,35 1435,65 6552,2 1638,05

A2B0 1345,35 1426,52 1582,9 1423,67 5778,44 1444,61

A2B1 1975,35 1567,5 1435,7 1574,5 6553,05 1638,26

TOTAL 9264,82 8429,27 9240,15 9540,44 36474,7

RATAAN 1544,14 1404,88 1540,03 1590,07 1519,78

Analisis Varians


Kelompok 3 114880 38293,3 8,20** 3.29 5.42

Perlakuan 5 194102 38820,4 0,76tn 2.90 4.56

B 1 124502 124502 2,44tn 4.58 8.64

A 2 60269 30134,5 0,59tn 3.68 6.36

AxB 2 9330,67 4665,33 0,09tn

Galat 15 765213 51014,2

Total 23 1074195

KK= 14,86 %


246

Lampiran 37. Data Jumlah gabah hampa per rumpun padi sawah di lahan sawah tercemar Pb


A0B0 788,50 733,50 614,60 534,60 2671,2 667,80

A0B1 698,40 596,20 550,80 552,60 2398 599,50

A1B0 473,20 596,20 418,00 418,00 1905,4 476,35

A1B1 548,40 486,80 670,20 573,00 2278,4 569,60

A2B0 503,40 562,40 590,00 769,40 2425,2 606,30

A2B1 473,20 596,20 418,00 418,00 1905,4 476,35

TOTAL 3485,1 3571,3 3261,6 3265,6 13583,6

RATAAN 580,85 595,22 543,60 544,27 2263,93 565,98

Analisis Varians


Kelompok 3 12289,4 4096,47 0,15416 3.29 5.42

Perlakuan 5 116787 23357,4 2,48981 2.90 4.56

B 1 7350 7350 0,78348 4.58 8.64

A 2 56292,2 28146,1 3,00026 3.68 6.36

AxB 2 53144,9 26572,5 2,83251 3.68 6.36

Galat 15 140718 9381,22

Total 23 269795

KK= 17,11 %


247

Lampiran 38. Data bobot gabah 1000 butir saat panen di lapangan


A0B0 25,35 26,18 28,56 28,29 108,38 27,10

A0B1 27,85 27,54 26,84 27,37 109,6 27,40

A1B0 25,25 26,15 27,78 27,64 106,82 26,71

A1B1 28,56 30,54 27,19 26,98 113,27 28,32

A2B0 27,55 27,47 26,14 30,5 111,66 27,92

A2B1 28,6 30,23 33,66 28,55 121,04 30,26

TOTAL 163,16 168,11 170,17 169,33 670,77

RATAAN 27,19 28,02 28,36 28,22 111,80 27,95

Analisis Varians


Kelompok 3 4,92288 1,64096 0,76tn 3.29 5.42

Perlakuan 5 32,2237 6,44474 2,24tn 2.90 4.56

B 1 12,1126 12,1126 4,22tn 4.58 8.64

A 2 15,8393 7,91964 2,76tn 3.68 6.36

AxB 2 4,27181 2,1359 0,74tn 3.68 6.36

Galat 15 42,9883 2,86589

Total 23 80,1349

KK= 6,06 %


248

Lampiran 39. Data Produksi padi sawah per hektar (kg)


A0B0 5,35 6,30 7,20 6,55 25,4 6,35

A0B1 5,60 7,20 6,60 6,78 26,18 6,55

A1B0 5,50 6,45 7,30 6,85 26,1 6,53

A1B1 6,60 6,65 6,50 6,23 25,98 6,50

A2B0 6,65 6,69 7,20 6,68 27,22 6,81

A2B1 6,69 7,75 8,25 6,89 29,58 7,40

TOTAL 36,39 41,04 43,05 39,98 160,46 40,12

RATAAN 6,07 6,84 7,18 6,66 26,74 6,69

Analisis Varians


Kelompok 3 3,89395 1,29798 6,58819 3.29 5.42

Perlakuan 5 2,84808 0,56962 2,90903 2.90 4.56

B 1 0,38002 0,38002 1,94074 4.58 8.64

A 2 2,07403 1,03702 5,29604 3.68 6.36

AxB 2 0,39403 0,19702 1,00616 3.68 6.36

Galat 15 2,93715 0,19581

Total 23 9,67918

KK= 6,62%


249

Lampiran 40. Konsentrasi Pb pada akar padi di lapangan (ppm)


A0B0 25,6 13,9 12,5 13,56 65,56 16,39

A0B1 17,11 13,36 14,78 12,37 57,62 14,41

A1B0 18,5 12,36 17,35 11,67 59,88 14,97

A1B1 15,35 13,37 12,55 12,08 53,35 13,34

A2B0 12,35 11,35 13,28 11,55 48,53 12,13

A2B1 11,9 12,35 12,6 11,65 48,5 12,13

TOTAL 100,81 76,69 83,06 72,88 333,44

RATAAN 16,80 12,78 13,84 12,15 55,57 13,89

Analisis Varians


Kelompok 3 76,4853 25,4951 11,45** 3.29 5.42

Perlakuan 5 56,7634 11,3527 1,78tn 2.90 4.56

B 1 8,76042 8,76042 1,37tn 4.58 8.64

A 2 43,5527 21,7764 3,42tn 3.68 6.36

AxB 2 4,45026 2,22513 0,35tn

Galat 15 95,3191 6,3546

Total 23 228,568

KK= 18,14%


250

Lampiran 41. Konsentrasi Pb pada batang padi di lahan tercemar Pb (ppm)


A0B0 7,9 3,5 5,4 5,1 21,9 5,48

A0B1 5,7 3,5 3,7 6,7 19,6 4,90

A1B0 4,12 5,34 5,34 6,7 21,5 5,38

A1B1 6,1 5,9 4,9 5,6 22,5 5,63

A2B0 3,1 6,4 4,6 4,3 18,4 4,60

A2B1 5,1 3,7 4,6 4,8 18,2 4,55

TOTAL 32,02 28,34 28,54 33,2 122,1

RATAAN 5,34 4,72 4,76 5,53 20,35 5,09

Analisis Varians


Kelompok 3 3,01752 1,00584 2,88tn 3.29 5.42

Perlakuan 5 4,33375 0,86675 0,51tn 2.90 4.56

B 1 0,09375 0,09375 0,05tn 4.58 8.64

A 2 3,5425 1,77125 1,06tn 3.68 6.36

AxB 2 0,6975 0,34875 0,20tn 3.68 6.36

Galat 15 25,0206 1,66804

Total 23 32,3718

KK= 25,39%


251

Lampiran 42. Konsentrasi Pb pada daun padi di lahaan tercemar Pb (ppm)


A0B0 12,9 11,36 10,25 15,31 49,82 12,46

A0B1 11,79 10,2 12,03 13,01 47,03 11,76

A1B0 12,32 12,39 15,23 17,36 63,3 12,83

A1B1 12,35 14,31 13,26 10,15 50,07 12,52

A2B0 10,13 8,35 11,21 13,36 43,05 10,76

A2B1 10,35 8,25 10,78 12,38 41,76 10,44

TOTAL 69,84 70,86 72,76 81,57 295,03

RATAAN 11,64 11,81 12,13 13,60 49,17 12,29

Analisis Varians


Kelompok 3 14,2954 4,76514 0,90tn 3.29 5.42

Perlakuan 5 74,4579 14,8916 3,91* 2.90 4.56

B 1 12,4848 12,4848 3,28tn 4.58 8.64

A 2 51,3977 25,6989 6,76** 3.68 6.36

AxB 2 10,5753 5,28765 1,39tn

Galat 15 57,0074 3,80049

Total 23 145,761

KK= 15,86 %


252

Lampiran 43. Konsentrasi Pb pada sekam padi di lapangan (ppm)


A0B0 1,15 2,55 1,55 4,48 9,73 2,43

A0B1 2,17 1,27 1,58 3,54 8,56 2,14

A1B0 1,43 2,25 2,05 3,59 9,32 2,33

A1B1 2,36 2,31 1,87 3,56 10,1 2,53

A2B0 1,05 2,32 1,89 1,58 6,84 1,71

A2B1 1,89 2,01 1,24 1,76 6,9 1,73

TOTAL 10,05 12,71 10,18 18,51 51,45

RATAAN 1,68 2,12 1,70 3,09 8,58 2,14

Analisis

Varians


Kelompok 3 7,83725 2,61242 21,49tn 3.29 5.42

Perlakuan 5 2,50769 0,50154 1,06tn 2.90 4.56

B 1 0,00454 0,00454 0,009tn 4.58 8.64

A 2 2,26008 1,13004 2,39tn 3.68 6.36

AxB 2 0,24308 0,12154 0,25tn 3.68 6.36

Galat 15 7,08183 0,47212

Total 23 17,4268

KK = 32,05%


253

Lampiran 44. Konsentrasi Pb pada gabah padi di lapangan (ppm)


A0B0 15,1 10,1 17,7 22,2 65,1 16,28

A0B1 21,9 12,8 13,9 10,5 59,1 14,78

A1B0 18,5 14,8 15,58 12,4 61,28 15,32

A1B1 19,17 15,6 17,68 10,11 62,56 15,64

A2B0 10,11 11,12 10,56 10,57 42,36 10,59

A2B1 10,21 8,9 10,06 7,35 36,52 9,13

TOTAL 94,99 73,32 85,48 73,13 326,92

RATAAN 15,83 12,22 14,25 12,19 54,49 13,62

Analisis Varians


Kelompok 3 55,763 18,5877 8,60** 3.29 5.42

Perlakuan 5 178,778 35,7555 3,22* 2.90 4.56

B 1 4,6464 4,6464 0,41tn 4.58 8.64

A 2 169,81 84,9049 7,64** 3.68 6.36

AxB 2 4,3216 2,1608 0,19tn

Galat 15 166,539 11,1026

Total 23 401,08

KK= 24,46 %


254

Lampiran 45. SEM dan Edax Jerami

PPElement Wt% At%

C K 52.32 65.44

O K 28.76 27.01

SiK 11.91 06.37

AuM 04.95 00.38

ClK 00.28 00.12

K K 01.77 00.68


255

Lampiran 46

SEM DAN EDAX SEKAMPADI

Element Wt% At%

C K 77.18 86.43

O K 12.74 10.71

NaK 01.07 00.63

SiK 00.80 00.38

AuM 03.76 00.26

ClK 01.70 00.65

K K 02.75 00.94


256

Lampiran 47. SEM dan EDAX Serabut kelapa

Element Wt% At%

C K 38.54 53.35

O K 28.61 29.73

SiK 27.00 15.98

AuM 04.56 00.39

ClK 00.23 00.11

K K 01.06 00.45


257

Lampiran 48. SEM dan EDAX Tandan Kosong Kelapa Sawit (TKS)

Element Wt% At%

C K 58.81 73.65

O K 20.33 19.11

MgK 00.63 00.39

SiK 02.81 01.50

AuM 04.49 00.34

ClK 00.72 00.31

K K 07.20 04.69


258

Lampiran 49. SEM DAN EDAX AZOLLA

Element Wt% At%

C K 55.59 65.60

O K 33.73 29.88

NaK 01.16 00.71

MgK 00.70 00.41

SiK 00.43 00.22

P K 00.00 00.00

ClK 03.93 01.57

K K 03.38 01.23

CaK 01.08 00.38


259

Lampiran 50. FTIR Jerami, Sekam, Serabut Kelapa, Tandan Kosong Kelapa Sawit dan

Azolla

FTIR


260

Lampiran 51.

Brunauer–Emmett–Teller (BET) . Jerami (B1), Sekam (B2), Serabut Kelapa (B3), Tandan

Kosong Kelapa Sawit (TKS) (B4) dan Azolla

Brunauer–Emmett–Teller

(BET)

Jerami (B1) Sekam

(B2)

Serabut

kelapa

(B3)

TKS

(B4)

Azolla

Luas Permukaan

Single point surface area at

p/p° = 0.199618801 (m2/g)

17.7638 10.3313 23.9145 8.940 6,4534

BET Surface Area (m2/g) 17.8228 10.6510 24.0785 8.776 6,1457

Langmuir Surface Area (m2/g) 24.1680 14.7317 32.7019 11.719 8,1245

Volume Pori

Single point adsorption total

pore volume of pores (m3/g)

0.026179 0.026962 0.012485 0.005597 0,00678

t-Plot micropore volume

(m3/g)

0.003777 0.000747 0.005341 0.003139 0,001526

BJH Adsorption cumulative

volume of pores (m3/g)

0.032944 0.025826 0.015206 0.009590 0,009323

BJH Desorption cumulative

volume of pores (m3/g)

0.030523 0.026414 0.014867 0.01017 0,00943

Ukuran Pori

Adsorption average pore width

(4V/A )

58.7539 63.6994 20.7401 25.5092 13,3454

BJH Adsorption average pore

width (4V/A)

218.030 140.753 168.424 551.751 15,3732

BJH Desorption average pore

width (4V/A)

150.822 109.306 301.283 581.226 15,4535


261

Lampiran 52. Analisis Awal Tanah, air, Biochar dan azolla

No Jenis Analisis Tanah

(1:2,5) Air

Biochar

Azolla Jerami

Sekam Serabut

Kelapa

TKS

1 pH

(Gravimetri)

6,84 7,36 8,52 6,74 8,13 8,23 -

2 Karbon (%)

Spectrophotometrt

1,31 - 52,32 77,18 38,54 58,81 55,59

3 N Total (Metode

Kjeldhal) (%)

0,15 0,005 0,00 0,00 0,00 0,00 0,43

4 P (HCl 25%) 0,087 0,045 0,00 0,00 0,00 0,00 0,027

5 K (HCL

25%)/Edx

1,03 19,45 1,77 2,75 1,06 7,20 0.38

6 KTK (me/100g) 16,64 - 22 ,23 35,45 30,26 38,13 -

7 Pb Total (AAS)

ppm

77,21 31,00 0,000 0,000 0,00 0,00 0,00

8 Cd Total (AAS)

ppm

0,61 - - - - - -

9 Cu Total (AAS)

ppm

7,34 - - - - - -

10 Pb tersedia (AAS)

ppm

28,96 31.00 - - - - -

Basa Tukar/hara

11 Na 0,11 - - - - - -

12 K 1,03 - - - - - -

13 Ca 5,65 - - - - - -

14 Mg 1,15 - - - - -

16 Tekstur Lempung Liat berpasir


262

Lampiran 53. Peta Jenis Tanah dan Lokasi Penelitian

= Lokasi Penelitian


263

Lampiran 54.PembacaanTafsir Grafik FTIR

NO Frekwensi/Puncak Ikatan TipeSenyawa Intensitas

1 2850- 2970

13401470

C-H Alkana Kuat

Kuat

2 3010-3095

675-995

C-H Alkena Sedang-Kuat

3 3300 C-H Alkuna Kuat 4 3010-3100

690- 995

C-H CincinAromatik Kuat

Sedang

5 3590- 3650

3200- 3600

O-H Fenol, Monomer Alkohol, Berubah- ubah,

terkadang-melebar

6 3500- 3650

2500- 2700

O-H Monomer Asamkarboksilat

Ikatan Hidrogen asam

karboksilat

Sedang

Melebar

7 3300- 3500 N-H Amina, Amida Sedang

8 1610-1680 C=C Alkena Berubah-ubah

9 1500- 1600 C=C CincinAromatik Berubah-ubah

10 2100- 2260 C ≡ C Alkuna Berubah-ubah

11 1180- 1360 C- N Amina, Amida Kuat

12 2210- 2280 C ≡ N Nitril Kuat

13 1050-1300 C-O Alkohol, Eter, Asam

Karboksilat, Ester

Kuat

14 1690- 1760 C=O Aldehid, Keton, Asam

Karboksilat, Ester

Kuat

15 1500- 1570

1300- 1370

NO2 Senyawa Nitro Kuat

Kuat

Sumber :Skoog et al. 1989


264

Lampiran 55.Kriteria Hara tanah


265

Lampiran 56. Deskripsi varietas Ciherang

Komoditas : Padi Sawah

Tahun : 2000

Anakan Produktif : 14-17 batang

Anjuran : Cocok ditanam pada musim hujan dan kemarau dengan

ketinggian di bawah 500 m dpl

Asal Persilangan : IR18349-53-1-3-1-3/IR19661-131-3-1//IR19661-131-3-1-///IR64/////IR64

Bentuk Gabah : Panjang ramping

Bobot : 1000 butir = 27-28 gr

Dilepas Tahun : 2000

Golongan : Cere

Hasil : 5 -8,5 t/ha

Nomor Pedigri : S3383-Id-Pn-41-3-1

Tahan Hama : Wereng coklat biotipe 2 dan 3

Tahan Penyakit: : Bakteri Hawar Daun (HDB) strain III dan IV

Tekstur Nasi: : Pulen

Tinggi Tanaman: : 107-115 cm

Umur Tanaman: : 116-125 hari

Warna Gabah: : Kuning bersih

Keterangan: :Tahan terhadap wereng coklat biotipe 2 dan agak tahan biotipe

3. Tahan terhadap hawar daun bakteri strain III dan IV. Baik

ditanam di lahan sawah irigasi dataran rendah sampai 5000 m

dpl.


23

9

Lam

piran

. 57. N

ilai Stan

dar B

ioch

ar Men

uru

t IBI d

an E

BC


23

9


Documents

R EMEDIASI LAHAN SAWAH TERCEMAR TIMBAL DI SERTASI …