ARANG DAN ARANG KOMPOS ALTERNATIF PILIHAN UNTUK MENGATASI DEGRADASI LAHAN DAN MITIGASI PERUBAHAN IKLIM

ARANG DAN ARANG KOMPOS ALTERNATIF PILIHAN UNTUK MENGATASI DEGRADASI LAHAN DAN  MITIGASI PERUBAHAN IKLIM

Oleh ;  Gusmailina

(Psat Litbang Hasil Hutan, Bogor)

RINGKASAN

Meningkatnya harga pupuk kimia serta tuntutan untuk memenuhi kebutuhan hara tanah baik pertanian, perkebunan ataupun kehutanan merupakan masalah yang perlu mendapat perhatian.  Demikian juga dengan peningkatan kualitas lingkungan hidup sudah menjadi program pembangunan nasional lintas sektoral. Salah satu tindakan yang umum dilakukan untuk memenuhi dan memperbaiki sifat dan hara tanah yaitu dengan pemberian bahan organik, baik yang berasal dari tanaman maupun hewan. 

Pemberian bahan organik utamanya yang berasal dari berbagai jenis limbah organik, seperti  limbah serbuk gergaji yang apabila tidak dikelola dengan baik akan menimbulkan masalah lingkungan, seperti pengotoran lingkungan, sumber penyakit, serta  akan menjadi sumber pemicu kebakaran.  Serbuk gergaji belum dapat digunakan langsung sebagai sumber bahan organik terutama pada tanaman, sehingga perlu perlakuan terlebih dahulu, antara lain dibuat arang serbuk gergaji (ASG), yang selanjutnya dapat digunakan langsung sebagai PKT (pembangun kesuburan tanah) atau sebagai bahan pembuat arang kompos atau arang kandang.  Produk ini merupakan hasil pengembangan dari Puslitbang Hasil Hutan, Bogor yang dapat digunakan sebagai PKT atau soil conditioning.  Dari beberapa hasil penelitian yang diperoleh sangat baik dan mempunyai prospek untuk dikembangkan dan disosialisasikan.

Pemberian arang pada tanah selain dapat membangun kesuburan tanah, juga dapat berfungsi sebagai pengikat, erat kaitannya dengan isu tentang peranan ekosistem hutan dan tanah sebagai potensi rosot dalam penyerapan karbondioksida udara. 

 

Kata kunci : arang serbuk gergaji, pembangun kesuburan tanah

I.  PENDAHULUAN

           

     Kandungan bahan organik pada lahan yang dicadangkan untuk hutan tanaman umumnya rendah.  Pada pemanenan kayu telah terjadi proses pengeluaran hara secara besar-besaran akibat penggunaan alat pemanenan hutan. Selain itu bahan organik pada lapisan permukaan tanah semakin terancam akibat  penyiapan lahan  hutan tanaman secara mekanis.  Rendahnya bahan organik akan menurunkan produktivitas lahan hutan, terutama pada rotasi berikutnya.  Kenyataan juga menunjukkan bahwa program rehabilitasi kerusakan lahan yang masih meninggalkan lahan kritis seluas 7.269.700 ha yang harus dihijaukan, serta hutan seluas 5.830.200 ha yang masih harus dihutankan kembali.

     Di sektor pertanian, terjadi penurunan produksi padi jenis IR 36 akibat pemberian pupuk kimia/anorganik  secara intensif selama 25 musim tanam (Martodiresi dan Suryanto, 2001).  Hal ini akibat menurunnya kandungan bahan organik tanah dari musim ke musim yang tak bisa digantikan perannya oleh pupuk kimia NPK, sehingga kemampuan padi membentuk anakan menurun.  Keadaan ini menunjukkan betapa pentingnya pemeliharaan stabilitas bahan organik tanah bagi kelestarian produktivitas baik pertanian, perkebunan maupun kehutanan.  Bahan organik tanah bukan hanya berfungsi sebagai pemasok hara, tetapi juga berguna untuk menjaga kehidupan biologis di dalam tanah. Oleh sebab itu untuk membangun kembali kesuburan lahan diperlukan suatu teknologi, salah satu teknologi yang dapat diterapkan adalah dengan penambahan arang. Hal ini dimungkinkan karena arang mempunyai pori yang efektif untuk mengikat dan menyimpan hara tanah yang akan dilepaskan secara perlahan sesuai konsumsi dan kebutuhan tanaman (slow release).  Selain itu arang bersifat  higroskopis sehingga hara dalam tanah tidak mudah tercuci dan lahan berada dalam keadaan siap pakai.

     Serbuk gergaji merupakan limbah yang dapat digunakan sebagai bahan baku pembuatan arang.   Dengan demikian pemanfaatan serbuk gergaji sebagai arang dapat ditujukan untuk : mencari peluang strategis dalam peningkatan pengelolaan hasil hutan melalui pemanfaatan kembali limbah serbuk gergaji.  Arang serbuk gergaji (ASG)  selain dapat digunakan sebagai sumber energi juga dapat dimanfaatkan langsung sebagai pembangun kesuburan tanah (PKT), untuk arang kompos, kompos arang kandang, atau arang kandang. 

     Arang kompos merupakan salah satu produk pupuk organik alternatif yang dapat diandalkan untuk mengatasi berbagai masalah penurunan tingkat kesuburan tanah atau produktivitas lahan di Indonesia.  Hal ini sesuai dengan salah satu kebijakan Departemen Kehutanan yaituuntuk  memanfaatkan kayu seoptimal mungkin (Zero waste) yang berarti bahwa semua industri pengolahan kayu baik besar maupun kecil harus mengusahakan tidak menghasilkan limbah kayu. Namun demikian kenyataan di lapangan umumnya rendemen industri penggergajian kayu masih berkisar antara 50 – 60 % yang di dalamnya sebanyak 15-20 % terdiri dari serbuk gergajian.  Untuk industri besar dan terpadu, limbah serbuk kayu gergajian sudah dimanfaatkan menjadi bentuk briket arang dan arang aktif yang dijual secara komersial. Namun untuk industri penggergajian kayu skala kecil yang jumlahnya mencapai ribuan unit dan tersebar di pedesaan, limbah ini belum dimanfaatkan secara optimal.  Tulisan ini merupakan tinjauan tentang prospek ASG sebagai PKT yang didasari oleh beberapa hasil percobaan.

II.  ARANG SEBAGAI PKT

A.  Arang, fungsi dan manfaatnya

     Arang merupakan hasil pembakaran dari bahan yang mengandung karbon yang berbentuk padat dan berpori.  Sebagian besar porinya masih tertutup dengan hidrokarbon, ter dan senyawa organik lain yang komponennya terdiri dari abu, air, nitrogen dan sulfur.  Proses pengarangan akan menentukan dan berpengaruh terhadap kualitas arang yang dihasilkan (Sudradjat dan Soleh, 1994).

     Proses pembuatan arang dilakukan dengan cara memanaskan dalam suatu tempat tertutup (kiln) tanpa kontak dengan udara langsung pada suhu 400 - 600 ^oC.  Kiln dapat terbuat dari bata, logam, atau tanah liat.  Pembuatan arang pada prinsipnya hampir sama di beberapa negara (Pari dan Nurhayati, 1997).  Perbedaannya hanya pada  disain dan model tungku yang digunakan, namun tujuannya sama yaitu untuk mendapatkan arang yang berkualitas tinggi.

      Menurut Ogawa (1989), keuntungan pemberian arang sebagai pembangun kesuburan tanah (PKT), pada tanah yaitu karena arang mempunyai kemampuan dalam memperbaiki sirkulasi air dan udara di dalam tanah, sehingga dapat merangsang pertumbuhan akar serta memberikan habitat yang baik untuk pertumbuhan semai tanaman.  Selain dapat meningkatkan pH tanah, arang juga dapat memudahkan terjadinya pembentukan dan peningkatan jumlah spora dari ekto mupun endomikoriza. Suhardi (1998),  mengemukakan bahwa pemberian arang pada tanah selain dapat membangun kesuburan tanah, berfungsi sebagai pengikat.  Hal ini erat kaitannya dengan isu tentang peranan ekosistem hutan (hutan dan tanah) sebagai potensi rosot dalam penyerapan karbondioksida udara. 

     Di Jepang, penggunaan arang dapat meningkatkan produksi padi sampai 50 %.  Selain itu penggunaan arang dapat menambah jumlah daun serta memperluas tajuk pohon tanaman hutan kota, sehingga efektif untuk mengurangi serta menurunkan polusi dan suhu udara melalui penyerapan CO₂ udara (Japan Domestic Fuel Dealers Association/JDFDA, 1994).

     Hasil penelitian JDFDA (1994), menunjukkan bahwa pemberian arang dan kalsium posfat secara bersamaan pada beberapa jenis tanaman kehutanan dapat meningkatkan populasi mikoriza 4 kali lebih banyak dibanding tanpa pemberian arang.  Pada tanaman Pinus, secara nyata meningkatkan pembentukan cabang dan daun.  Demikian juga pada tanaman bambu dapat meningkatkan jumlah anakan.  Di Indonesia,  Faridah (1996), menyimpulkan bahwa pemberian serbuk arang pada kadar 10 % volume media berpengaruh positif terhadap pertumbuhan awal tinggi semai kapur (Dryobalanops sp).    Sunarno dan Faiz  (1997) menyarankan pemberian arang sekam padi sebagai bahan utama media semai di dalam pot tray sebagai alternatif pengganti  gambut.

B.  Komponen hara yang terkandung pada ASG

    

     Komposisi arang umumnya terdiri dari air, volatile matter tar dan cuka kayu, abu, dan karbon terikat.  Komposisi tersebut tergantung dari jenis bahan baku, dan metode pengarangan, namun tetap memiliki keunggulan komparatif pada setiap penggunaan.  Misalnya pada pertanian kesemua unsur sangat diperlukan, namun di bidang industri kandungan air diharapkan seminimal mungkin (Anonimus, 2002).     Kandungan hara yang terdapat pada arang serbuk gergaji bergantung kepada bahan baku serbuk gergaji.  Secara umum arang yang dihasilkan dari serbuk gergaji campuran mempunyai kandungan hara N berkisar antara 0,3 sampai 0,6 %; kandungan P total dan P tersedia berkisar antara 200 sampai 500 ppm dan 30 sampai 70 ppm ; kandungan hara K berkisar antara 0,9 sampai 3 meq/100 gram; kandungan hara Ca berkisar antara 1 sampai 15 meq/100 gram; dan kandungan hara Mg berkisar antara 0,9 sampai 12 meq/100 gram (Gusmailina dkk. 1999). 

Komposisi dan kualitas ASG

No	Karakteristik	Jumlah
1	Rendemen,  %	24,5
2	Kadar air,  %	2,78
3	Kadar abu,  %	5,74
4	Kadar zat terbang,  %	20,10
5	Kadar karbon,  %	74,16
6	Derajat keasaman  (pH)	10,20
	Kandungan unsur hara,  ppm
7	Nitrogen  (N)	5397,60
8	Fosfor  (P)	1476,0
9	Kalium  (K)	783,13
10	Natrium  (Na)	313,69
11	Kalsium  (Ca)	1506,03
12	Magnesium  (Mg)	1234,0
13	Besi  (Fe)	1617,6
14	Tembaga  (Cu)	103,64
15	Seng  (Zn)	62,32
16	Mangan  (Mn)	112,95
17	Belerang  (S)	528,92

C.  Meningkatkan aktivitas mikrorganisme tanah dan pH tanah

Pemberian arang pada tanah dapat meningkatkan aktivitas mikroorganisme tanah.  Hal ini dikarenakan arang dapat meningkatkan pH tanah hingga normal (netral).  Kondisi lahan yang rusak (kritis)

Pemberian arang sebagai campuran media semai tanaman secara nyata meningkatkan diameter batang Eucalyptus urophylla (Gambar 1)

Cm

           

Gambar 1.  Pengaruh pemberian beberapa jenis arang terhadap pertumbuhan diameter batang                          

                                       tanaman E urophylla  (Sumber:  Gusmailina, dkk. 1999)

Keterangan :

 ASP = arang sekam padi

ASG =  arang serbuk gergaji

  AB =  arang bambu

    K =  control

     Aplikasi arang memberikan respon positif, baik terhadap tinggi tanaman maupun diameter batang tanaman Acacia mangium sampai umur 1,5 bulan (Gambar 2 ).  Penambahan 20 % beberapa jenis arang menunjukkan bahwa media yang dicampur dengan arang serasah memberikan respon terbaik, kemudian diikuti oleh perlakuan  penambahan arang sekam padi.  Demikian juga perlakuan penambahan 30 %, menunjukkan bahwa pertumbuhan anakan lebih baik pada media yang dicampur dengan arang serasah.      Hasil sementara aplikasi arang pada tanaman Eucalyptus urophylla di lapangan sampai umur 15 bulan  menunjukkan bahwa rata-rata pertambahan tinggi pada perlakuan penambahan arang bambu memberikan hasil yang lebih baik dibanding ASG.  Gambaran hasil secara umum hingga saat ini menunjukkan bahwa pemberian arang baik sebagai campuran media, ataupun di lapangan memiliki prospek untuk dikembangkan.  Pemberian arang berpengaruh  baik terhadap pertumbuhan tanaman Acacia mangium dan Eucalyptus urophylla.  Serbuk  gergaji dan serasah merupakan bahan baku yang potensial dan mempunyai prospek yang baik serta dapat disarankan sebagai arang untuk PKT

Arang mempunyai pori yang jika diberikan ke dalam tanah sangat efektif untuk mengikat dan menyimpan hara tanah.  Kemudian akan dilepaskan secara perlahan sesuai konsumsi dan kebutuhan tanaman (slow release).  Selain itu arang bersifat  higroskopis sehingga hara dalam tanah tidak mudah tercuci dan lahan berada dalam keadaan siap pakai.

     Karena sifatnya juga arang dapat digunakan sebagai agen untuk meningkatkan pH tanah, oleh sebab itu arang baik digunakan untuk lahan-lahan marginal yang tersebar luas di Indonesia.  Selain itu arang dapat memperbaiki struktur, tekstur, serta aerasi dan drainase tanah, sehingga  dapat memacu perkembangan mikroorganisme penting dalam tanah.  Dengan demikian pemberian arang pada tanah dapat memperbaiki sifat fisik, kimia dan biologi tanah.  Jika struktur dan tekstur tanah baik, maka kehidupan mikroorganisme tanah yang berperan juga akan berkembang lebih baik, sehingga memudahkan pembentukan dan peningkatan jumlah spora dari ekto mupun endomikoriza.    

JDFDA (1994), melaporkan bahwa pemberian arang dan kalsium posfat secara bersamaan pada beberapa jenis tanaman kehutanan dapat meningkatkan populasi mikoriza 4 kali lebih banyak dibanding tanpa pemberian arang.

    

     Di Jepang arang kayu dibedakan dalam 2 kategori yaitu, arang keras dan arang lunak.  Arang keras dibuat pada temperatur 1000oC. dengan sifat keras karena mengalami suatu masa karbonisasi sama.  Sedangkan arang tidak keras terbentuk dari proses pembakaran 400 – 700 oC, lebih lembut dari arang keras dengan masa karbonisasi yang tidak sama.  Untuk penggunaan di bidang pertanian, adalah arang yang tidak keras.  Untuk itu bahan yang ddigunakan sebagai bahan baku biasanya berasal dari limbah.

MANFAAT ARANG

Manfaat arang secara terpadu di bidang pertanian antara lain: mem-perbaiki dan meningkatkan kondisii tanah, meningkatkan aliran air tanah, mendorong pertumbuhan akar tanaman, menyerap residu pestisida dan kelebihan pupuk dalam tanah, meningkatkan bakteri tanah serta sebagai media mikro-organisme untuk simbiosis, mencegah penyakit tertentu, serta meningkatkan rasa buah dan produksi  (Anonimus, 2002).

Di bidang pertanian arang dapat digunakan untuk menaikkan pH tanah dari asam ke tingkat netral biasanya dilakukan dengan  menambahkan kapur pertanian yang mengandung senyawa Ca dan Mg ke dalam tanah, sehingga dapat mengurangi dan menetralkan sifat racun dari Al serta akibat buruk  lainnya akibat kondisi tanah yang asam

PENUTUP

Penggunaan arang tidak hanya sebagai bahan bakar alternatif, namun secara inovatif dapat diaplikasikan di bidang pertanian, peternakan, maupun pada kehidupan sehari-hari.  Walaupun bukan sebagai pupuk, arang dapat membangun kualitas kondisi tanah baik secara fisik, kimia dan biologi tanah.

     Aplikasi arang pada tanah yang berasal dari limbah sangat sesuai dengan pola pembangunan berkelanjutan dan berwawasan lingkungan, karena dapat menbantu menyelesaikan masalah limbah sekaligus memperbaiki lahan-lahan masam dan kritis, serta membuat tanah dalam keadaan stabil.  Karakteristik arang berguna sebagai agent bagi pembangun, penyubur sekaligus  menjaga stabilitas tanah, sehingga arang mempunyai peran sebagai pembberi kehidupan berjangka panjang pada tanah dan tanaman yang tumbuh di atasnya.

     Arang yang bersifat alkalis dapat meningkatkan pH tanah yang masam, mempunyai daya serap yang tinggi terhadap residu pestisida dan sisa pupuk kimia yang berada di dalam tanah, mengandung mineral yang berguna bagi pertumbuhan tanaman, serta mempunyai pori-pori yang luas, sehingga memberikan kondisi yang baik bagi perkembangan mikroorganisme tanah yang diperlukan oleh tanaman.

     Aplikasi arang pada tanah sangat diperlukan di masa datang, mengingat sifat dan perannya yang cukup penting.  Oleh sebab itu arang jangan dipandang sebagai komoditi energi dan ekonomi saja, namun memiliki nilai ekologis yang tinggi.  Dengan demikian perlu dikembangkan model pertanian/peternakan dan kehutanan berbasis teknologi arang secara terpadu.