13-II-2009-Maswar- set final.pdf - Balai Penelitian Tanah

KECEPATAN DEKOMPOSISI BIOMASSA DAN AKUMULASI
KARBON PADA KONVERSI LAHAN GAMBUT
MENJADI PERKEBUNAN KELAPA SAWIT
Maswar
Balai Penelitian Tanah, Bogor
ABSTRAK
Hubungan antara isu-isu tentang karbon dengan pengelolaan gambut di
Indonesia menjadi semakin penting, Hal ini salah satunya akibat dari konversi
lahan gambut untuk perluasan perkebunan kelapa sawit yang menurut perkiraan
melepaskan 2 miliar ton karbon ke atmosfer setiap tahunnya, sehingga
menempatkan Indonesia menjadi pembuang emisi karbon ketiga terbesar di
dunia setelah AS dan Cina. Berkaitan dengan masalah ini telah dilakukan
penelitian yang bertujuan menghitung karbon yang hilang dan terakumulasi dan
emisi gas rumah kaca (GRK) pada perkebunan kelapa sawit di lahan gambut.
Penelitian dilaksanakan mulai bulan Mei 2008 sampai dengan Agustus 2009,
pada perkebunan kelapa sawit rakyat di Desa Suak Raya, Kecamatan Johan
Pahlawan, kabupaten Aceh Barat. Sebanyak enam kantong serasah (litter bag)
yang berisi biomassa dari tumbuhan yang dominan pada lokasi tersebut yaitu
pelepah dan daun kelapa sawit (Elaeis guinensis Jacg.), Melastoma malabatricum
dan Cycas sp., masing-masing sebanyak 100 g (berdasar berat kering oven)
diletakkan dipermukaan tanah gambut (pada lapisan oksidasi) untuk mengetahui
kecepatan dekomposisi, kehilangan karbon serta emisi gas CO2 selama proses
dekomposisi berlangsung. Hasil penelitian menunjukkan bahwa setelah 14 bulan
proses dekomposisi berlangsung biomassa yang tersisa adalah sebanyak 12,45,
16,93, dan 74,57% masing-masing untuk Melastoma malabatricum, Elaeis
guinensis Jacg dan Cycas sp. secara berturut-turut. Sementara itu, setiap
kilogram biomassa mengalami kehilangan karbon sebanyak 470,2 g C; 464,0 g
C, dan 109,2 g C masing-masing untuk Melastoma malabatricum, Elaeis
guinensis Jacg. dan Cycas sp. secara berturut-turut. Dari setiap kilogram biomassa
yang terdekomposisi ini akan mengemisikan GRK sekitar 1,73 kg CO2; 1,70 kg
CO2 dan 0,40 kg CO2 /tahun, masing-masing untuk Melastoma malabatricum,
Elaeis guinensis Jacg. dan Cycas sp. secara berturut-turut. Sedangkan potensi
karbon yang dapat dikembalikan ke lahan setiap tahunnya adalah berkisar antara
1,40-1,86 t C/ha dari pelepah dan daun sawit dan 7,99-10,37 t C/ha dari
biomassa gulma. Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa walaupun terjadi proses
dekomposisi biomassa yang dikembalikan ke lahan gambut, namun setiap
tahunnya masih ada bahan organik tersisa yang dapat dijadikan sebagai sumber
cadangan karbon pada lahan gambut yang dikonversi menjadi perkebunan
kelapa sawit.
165

166
Maswar
PENDAHULUAN
Saat ini lahan gambut Indonesia telah menjadi pusat perhatian dunia
karena fungsi dan peranannya dalam perbaikan atau penurunan kualitas
lingkungan global. Hubungan antara isu-isu tentang karbon dengan pengelolaan
gambut di Indonesia menjadi semakin penting, karena sekitar setengah dari lahan
gambut di daerah tropika berada di Indonesia. Menurut Bellamy (1997) dan
Global Peatland Initiative (2002) di dunia terdapat kurang lebih 400 juta ha lahan
gambut, 90% di antaranya berada di daerah temperate dan 10% sisanya berada
di daerah tropika. Sementara itu, lebih dari separuh luas lahan gambut tropika
berada di Indonesia yakni sekitar 20 juta ha.
Pengrusakan hutan lahan gambut di Indonesia masih terus berlangsung.
Hal ini salah satunya adalah akibat dari perluasan perkebunan kelapa sawit.
Selama periode 1985-2000 lahan gambut Indonesia telah dikonversi rata-rata
1,3% (sekitar 260.000 ha) per tahun (Hooijer et al., 2006). Wetlands International,
memperkirakan konversi lahan gambut Indonesia melepaskan 2 miliar ton karbon
ke atmosfer setiap tahunnya. Ini sebanding dengan 8% dari emisi karbon
manusia secara global dan hal inilah yang menempatkan kenapa Indonesia
menjadi pembuang emisi karbon ketiga terbesar di dunia setelah AS dan Cina.
Intervensi dan aktivitas masyarakat pada lahan gambut telah merubah fungsi
lahan dari rosot (sinks) menjadi pelepas (source) karbon. Sebagai contoh, untuk
memproduksi 1 metrik ton minyak sawit akan melepaskan CO2 sebesar 20 t ini
hanya bersumber dari proses dekomposisi gambut tidak tercakup dari proses
produksi atau pembakaran (Butler, 2007).
Biomassa merupakan bagian penting dari dalam satu sistim pengelolaan
lahan khususnya dalam usaha perkebunan kelapa sawit di lahan gambut. Salah
satu peranannya adalah dalam menyerap karbon (carbon sequestration).
Sebagai mana dijelaskan oleh Sorensen (1993) gambut tropika berperan penting
dam ekosistim global yaitu sebagai penyimpan karbon, dalam hal ini biomassa
berberan penting terhadap proses ini. Pada ekosistim gambut selalu terjadi
proses dekomposisi baik dari bahan gambutnya sendiri maupun biomassa dari
tumbuhan yang ada di atasnya. Untuk itu, diperlukan adanya pemahaman yang
baik mengenai proses penimbunan dan pelepasan bahan organik atau karbon
pada usahatani kelapa sawit di lahan gambut. Beberapa penelitian mengenai
dekomposisi bahan organik khususnya bomassa telah dilaksanakan di lahan
gambut (Brady, 1997; Alfred et al., 2001; Shimamura and Momose, 2005).
Namun khususnya untuk Indonesia masih terbatas adanya informasi mengenai
masukan dan keluaran karbon yang berkaitan dengan proses dekomposisi pada

Kecepatan Dekomposisi Biomassa dan Akumulasi Karbon pada Konversi Lahan Gambut
perkebunan sawit di lahan gambut. Penelitian ini bertujuan untuk menghitung
jumlah karbon yang hilang dan terakumulasi secara kuantitatif pada lahan gambut
yang diusahakan untuk perkebunan kelapa sawit.
BAHAN DAN METODE
Penelitian dilaksanakan pada bulan Mei 2008 sampai bulan Agustus 2009.
Lokasi penelitian dilakukan pada perkebunan kelapa sawit rakyat di Desa Suak
Raya, Kabupaten Aceh Barat, Provinsi Nanggroe Aceh Darussalam.
Dalam penelitian ini, biomassa berasal dari tumbuhan yang dominan ada di
lokasi yakni : a) biomassa dari pangkasan daun dan pelepah sawit Elaeis
guinensis Jacg. yang dipotong setiap tiga bulan sekali; b) biomassa Melastoma
malabatricum dan c) biomassa Cycas sp., (lampiding istilah lokal) yang biasanya
(b dan c) dibabat setiap enam bulan sekali. Sampel masing-masing spesies
dikumpulkan dan dikering-anginkan dan ditentukan kadar airnya. Selanjutnya
sebanyak 100 g (berdasarkan berat kering oven) biomassa kering angin
dimasukkan ke dalam kantong serasah (litter bag) yang terbuat dari bahan kasa
nilon dengan ukuran 35 x 35 cm dengan ukuran lobang kasa 1 mm (Gambar 1).
Untuk masing-masing spesies biomassa dibuat sebanyak enam kantong untuk
diamati kecepatan dekomposisinya. Masing-masing kantong serasah diletakkan
pada permukaan lahan atau pada lapisan oksidasi dari lahan gambut. Tiga dari
enam kantong serasah diambil secara acak untuk diamati beratnya yang masih
tersisa setelah periode waktu enam bulan, sedangkan yang tiga lagi diamati
setelah periode waktu 14 bulan. Sesegera mungkin setelah kantong serasah
diambil dari lapangan, masing-masing disimpan dalam kotak busa (ice box) dan
dibawa ke laboratorium. Serasah yang tertinggal dalam kantong serasah setelah
proses dekomposisi berjalan pada setiap pengamatan, dengan hati-hati
dipisahkan/dikeluarkan dari kantong dan dibersihkan atau dipisah dari akar-akar
tanaman dan tanah, selanjutnya dikeringkan dalam oven pada suhu 70 o C selama
48 jam, sehingga diperoleh berat biomassa yang tersisa dan kehilangan berat
juga dapat dihitung.
Untuk mengetahui kadar karbon masing-masing biomassa, baik sebelum
maupun setelah proses dekomposisi berlangsung dilakukan dengan metode Lost
on Ignition (LOI) yaitu dengan cara membakar sekitar 2 g sampel biomassa
kering oven 105 o C dalam oven khusus pada suhu 550 o C selama 6 jam.
167

168
Maswar
Gambar 1. Biomassa dalam kantong serasah (litter bag) sebelum terdekomposisi
Berat sampel yang hilang selama proses pembakaran adalah merupakan
jumlah bahan organik yang terkandung dalam masing-masing biomassa.
Sedangkan persentase karbon yang terkandung dalam masing-masing sampel
biomassa dihitung dengan rumus :
.................................................... (1)
dimana :
% C = Kandungan karbon biomassa
%LOI = Persentase biomassa yang hilang pada proses Lost on Ignition
Perhitungan emisi CO2
Untuk mengetahui jumlah gas CO2 yang terbentuk atau teremisi akibat
proses dekomposisi biomassa digunakan rumus :
dimana :
1
%C = X %LOI
1,724
CO2 = C x 3,67 ................................................................ (2)
CO2 = Jumlah gas CO2 hasil dekomposisi biomassa
C = Berat atau jumlah karbon yang hilang selama proses dekomposisi

Kecepatan Dekomposisi Biomassa dan Akumulasi Karbon pada Konversi Lahan Gambut
Penentuan produksi biomassa
Untuk menentukan potensi produksi biomassa per tahun dari lahan
perkebunan kelapa sawit dilakukan dengan cara menjumlahkan biomassa dari
pangkasan daun kelapa sawit dengan biomassa gulma yang tumbuh pada
perkebunan kelapa sawit tersebut yakni:
• Biomassa pelepah dan daun kelapa sawit, dihitung dengan cara menimbang
berat segar pelepah dan daun yang dipangkas secara langsung dilapang dan
mengambil sebagian sample untuk ditentukan kadar airnya.
• Biomassa gulma, dihitung dengan cara membuat petakan ukuran 1 x 1 m
secara acak pada lokasi gulma. Kemudian seluruh biomassa dari tumbuhan
yang ada dalam kotak tersebut dipangkas rata dengan permukaan tanah dan
ditimbang berat segarnya.
Biomassa gulma dan pelepah sawit ini selanjutnya ditentukan kadar airnya
dengan cara memanaskan sekitar 100 g sampel biomassa segar dalam oven
pada suhu 70 0 C selama 48 jam. Total berat kering biomassa dihitung dengan
rumus :
dimana :
BM = Berat biomassa total
%KA = Kadar air biomassa (dalam %)
BMs = Total berat biomassa segar.
BM = (100 - %KA)/100 x BMs ......................................... (3)
Biomassa kering oven ini selanjutnya digiling dan diambil sekitar 2 g untuk
penentuan kadar abu dan bahan organik serta kandungan karbonnya dengan
metode Lost on Ignition menggunakan rumus 1.
HASIL DAN PEMBAHASAN
Pola perubahan berat biomassa yang terjadi selama 14 bulan proses
dekomposisi berlangsung untuk masing masing spesies disajikan pada Tabel 1,
sedangkan keragaan dari masing-masing spesies setelah 14 bulan
terdekomposisi disajikan dalam Gambar 1.
169

170
Maswar
Tabel 1. Pola dekomposisi dari masing-masing spesies biomassa
Biomassa
Berat biomassa yang tinggal
Awal (0 bulan) Setelah 6 bulan Setelah 14 bulan
................................. % atau g .................................
Elais guenensis Jacg. 100,00 54,75 16,93
Melastoma malabatrikum 100,00 40,36 12,45
Cycas sp. 100,00 98,91 74,57
Terlihat bahwa setelah 14 bulan terdekomposisi, masih ada tersisa bahan
tanaman yang tidak ikut terdekomposisi untuk semua jenis biomassa. Biomassa
Cycas sp. terlihat lebih tahan terhadap proses dekomposisi kemudian diikuti
biomassa kelapa sawit (Elais guenensis Jacg.) dan Melastoma malabatrikum. Hal
ini menunjukkan bahwa apabila biomassa tumbuhan dalam hal ini hasil
pemangkasan daun kelapa sawit dan penyiangan gulma dikembalikan atau
diupayakan tetap berada pada lahan, masih berpotensi mengakumulasi bahan
gambut sebesar 12,45; 16,98; dan 74,57% dari total produksi biomassa yang
dibiarkan tinggal pada permukaan lahan, masing-masing untuk Melastoma
malabatrikum, Elais guenensis Jacg., Cycas sp. secara berturut-turut (Tabel 1).
Elaeis guenensis Jacg.
Cycas sp. Melastoma malabatricum
Gambar 2. Keragaan dari biomassa setelah 14 bulan mengalami proses
dekomposisi
Dari Gambar 2 terlihat bahwa setelah 14 bulan proses dekomposisi
berjalan masih ada bagain-bagian tanaman yang masih utuh seperti: pelepah
daun sawit (Elaeis guenensis Jacg.), batang pakis (Cycas sp.), batang Elaeis
guenensis Jacg. Umumnya yang cepat hancur adalah bagian lembaran daun dari
tanaman, yang mana setelah 14 bulan terdekomposisi bentuk asli dari dari daun
sudah tidak terlihat lagi yang tersisa hanya hancuran daun yang ukurannya > 1
mm.

Kecepatan Dekomposisi Biomassa dan Akumulasi Karbon pada Konversi Lahan Gambut
Untuk menentukan besarnya karbon yang hilang selama proses
dekomposisi biomassa dan memprediksi besarnya emisi gas rumah kaca (GRK)
khususnya gas CO2 (karena selama proses dekomposisi bahan organik dalam
kondisi aerob gas yang dihasilkan adalah CO2), maka diperlukan data kandungan
bahan organik dan kadar abu sebelum dan setelah proses dekomosisi
berlangsung dari masing-masing jenis biomassa. Dengan diketahuinya
kandungan bahan organik dan kadar abu sebelum dan sesudah proses
dekomposisi dapat dihitung jumlah karbon yang hilang menggunakan rumus 1
dan CO2 yang dihasilkan menggunakan rumus 2 dalam metodologi.
Besarnya kandungan bahan organik, kadar abu, kadar karbon sebelum dan
sesudah proses dekomposisi dan gas CO2 yang diemisikan dari masing-masing
jenis biomassa disajikan dalam Tabel 2.
Tabel 2. Kadar bahan organik, abu, dan karbon sebelum dan sesudah proses
dekomposisi serta emisi CO2 dari 100 g biomassa
Biomassa
Berat awal Berat akhir Berat yang hilang
B-org Abu C B-org Abu C B-org Abu C
……………………………………. g …………………………………….
Elaeis
guenensis Jacg.
95,64 4,36 55,48 15,64 1,29 9,07 80,00 3,07 46,40 170,30
Melastoma
malabatrikum
92,03 7,97 53,38 10,96 1,49 6,36 81,07 6,48 47,02 172,58
Cycas sp. 90,69 9,31 52,60 71,87 2,70 41,69 18,82 6,61 10,92 40,06
Terlihat bahwa selama 14 bulan proses dekomposisi berjalan, untuk setiap
kg biomassa terjadi kehilangan atau teremisi karbon sebesar 109,2 g C; 464,0 g
C, dan 470,2 g C masing-masing untuk Cycas sp.; Elaeis guenensis Jacg., dan
Melastoma malabatrikum secara berturut-turut. Apabila diasumsikan bahwa
besarnya karbon yang hilang selama proses dekomposisi ini seluruhnya
membentuk gas CO2, maka besarnya gas rumah kaca (GRK) yang diemisikan
dari proses dekomposisi setiap kg biomassa per tahunnya adalah sekitar 400,6;
1.703,0; dan 1.725,8 g CO2 masing-masing untuk biomassa Cycas sp.; Elaeis
guenensis Jacg., dan Melastoma malabatrikum secara berturut-turut.
Produksi biomassa pada perkebunan kelapa sawit di lahan gambut yang
apabila dibiarkan tinggal di lahan berpotensi untuk menambah cadangan karbon
lahan gambut disajikan pada Tabel 3.
Terlihat bahwa total produksi biomassa per tahun dari hasil pangkasan
daun sawit adalah sekitar 2,53-3,35 t. Ini berasal dari hasil pangkasan daun sawit
CO2
171

172
Maswar
yang dilaksanakan setiap empat bulan sekali yang mana setiap kali
pemangkasan ada sekitar tiga lembar pelepah daun tua yang dipotong dengan
berat segar sekitar 4-6 kg per pelepah, dengan kadar air 62,35% dan abu 4,36%.
Di sisi lain gulma yang tumbuh di perkebunan kelapa sawit juga sangat besar
potensi biomassanya yakni berkisar antara 14,94-19,39 t/ha/tahun yang berasal
dari berat akumulatif hasil pemangkasan yang biasanya dilaksanakan setiap
enam bulan sekali. Apabila biomassa hasil pangkasan daun kelapa sawit dan
gulma ini dikumpulkan dan dibiarkan tetap berada di lahan perkebunan, maka
karbon yang dikembalikan ke lahan setiap tahunnya adalah sekitar 9,39-12,23 t
C/ha/tahun (Tabel 3).
Tabel 3. Total potensi produksi biomassa pada perkebunan kelapa sawit di
lahan gambut
Jenis biomassa
Produksi biomassa
Biomassa kering oven Setara C
..................... t/ha/tahun .....................
Pelepah dan daun sawit 2,53 ± 3,35 1,40 ± 1,86
Biomassa penyiangan (Melastoma
malabatricum + Cycas sp., dll)
14,94 ± 19,39 7,99 ± 10,37
Total 17,47 ± 22,74 9,39 ± 12,23
Apabila dikaitkan dengan hasil proses dekomposisi Tabel 1 dan Tabel 2
yang mana pelepah sawit yang tersisa adalah sebanyak 16,93% dan rata-rata
biomassa gulma yang tertinggal (biomassa Melastoma malabatricum + Cycas
sp.) adalah 43,51% maka dapat diprediksi total karbon bersih (net carbon) yang
terakumulasi dari sisa dekomposisi biomassa adalah sekitar 3,08-4,77 t C/ha/
tahun.
KESIMPULAN
1. Walaupun biomassa sisa tumbuhan yang dikembalikan ke lahan mengalami
proses dekomposisi, namun setelah lebih dari satu tahun masih ada tersisa
bahan organik dari proses dekomposisi tersebut yang jumlahnya berkisar
antara 12,45; 16,93; dan 74,57% dari total berat biomassa awal atau sekitar
63,6; 90,7; dan 416,9 g C per kg biomassa pertahun, masing-masing untuk
Melastoma malabatrikum, Elaeis guenensis Jacg., dan Cycas sp. secara
berturut-turut.
2. Setiap kilogram biomassa yang dikembalikan pada lahan gambut dalam
periode waktu 14 bulan akan kehilangan karbon sebesar 109,2; 464,0; dan

Kecepatan Dekomposisi Biomassa dan Akumulasi Karbon pada Konversi Lahan Gambut
470,2 g C atau mengemisikan gas rumah kaca (GRK) sebanyak: 400,6;
1.703,0; dan 1.725,8 g CO2 masing-masing untuk biomassa Cycas sp., Elaeis
guenensis Jacg., dan Melastoma malabatrikum secara berturut-turut.
3. Potensi biomassa yang dapat dikembalikan sebagai sumber cadangan
karbon yang berasal dari sisa tumbuhan pada usaha tani kelapa sawit di
lahan gambut adalah berkisar antara 17,47-22,74 t biomassa kering air per
ha per tahun dengan total karbon sekitar 9,39-12,23 t C/ha/tahun.
Ucapan terima kasih
Penelitian ini dibiayai oleh The World Agroforestry Centre (ICRAF), Bogor,
melalui kerjasama penelitian dengan Balai Penelitian Tanah, Bogor, dalam
rangka pelaksanaan kegiatan penelitian ReGrin di Provinsi Nanggroe Aceh
Darussalam, dan dana “Individual Student-Attachment/Degree Fellowsip” dari
ICRAF.
DAFTAR PUSTAKA
Alfred, E., Hartemink, and J.N. O’Sullivan. 2001. Leaf litter decomposition of Piper
aduncun, Gliricidia sepium, and Imperata cylindrica in humid lowlands of
Papua New Gunea. Plant and Soil 230:115-124.
Bellamy, D.J. 1997. Peatland of Indonesia: their key role in global conservationcan
they be used sustainably. Pp 19-21. In I.O. Reley and S.E. Page (Ed.).
Tropical Peatland. Samara Pub. Ltd. Cardigan,
Brady, M.A. 1997. Organic Matter Dynamics Of Coastal Peat Deposits in Sumatra,
Indonesia. Ph.D. University of British Columbia, Vancouver, Canada.
Butler, R. 2007. Is peat swamp worth more than palm oil plantations? mongabay.
com. http://news.mongabay.com/2007/0717-indonesia.htm.
Global Peatland Initiative. 2002. World Peatland Map.
Hooijer, A., M. Silvius, H. Wösten, and S. Page. 2006. PEAT CO2, assessment of
CO2 emission from drained peatlands in SE Asia. Wetland International
and Delft Hydraulics report Q3943.
Shimamura, T. and K. Momose. 2005. Organic matter dynamics control plant
species coexistence in a tropical peat swamp forest. Pp 1503-1510. In
Proceedings of the Royal Society: B 272.
Sorensen, K.W. 1993. Indonesian peat swamp forests and their role as a carbon
sink. Chemosphere 27(6):1065-1082.
173

174
Maswar
TANYA JAWAB
Pertanyaan (M. Noor, Balittra) :
Bagaimana studi tentang emisi karbon di lahan sawit telah dilakukan oleh
berbagai pihak dengan metode yang berbeda-beda. Apakah ada kisaran antara
nilai hasil pengukuran dengan asumsi-asumsi yang bapak gunakan ?
Jawaban :
Metode pengukuran berbeda hasilnya. Kami mengukur kehilangan karbon
selama 14 bulan (pengukuran dilakukan di laboratorium), ada juga peneliti lain
yang mengukur kehilangan C langsung di lapangan dan ternyata hasilnya juga
berbeda. Untuk kalibrasi didekati dari kadar abu sehingga dapat dihitung C yang
hilang.
Pertanyaan (K. Nugroho, BBDLP) :
Berbagai kalangan baik nasional maupun internasional berpendapat bahwa ada
kecenderungan Indonesia menjadi emitor GRK ? hasil pak Maswar dan peneliti
lainnya perlu dipublikasikan/diinformasikan ke berbagai kalangan guna mendukung
kita untuk mengklarifikasi pendapat/pandangan tersebut.
Jawaban :
Terima kasih komentarnya.