PENERAPAN TEKNOLOGI ARANG KOMPOS BIOAKTIF SAMPAH KOTA DI TPA; SUATU ALTERNATIF REDUKSI EMISI DAN PEMANASAN GLOBAL

PENERAPAN TEKNOLOGI ARANG KOMPOS BIOAKTIF SAMPAH KOTA DI TPA;

SUATU ALTERNATIF REDUKSI EMISI DAN PEMANASAN GLOBAL

Oleh :  Gusmailina ¹

¹ Pusat Penelitian dan Pengembangan Hasil Hutan, Jl. Gunung Batu No. 5, Bogor

Telp/Fax (0251) 8633378/ 8633413

ABSTRAK

Pemanasan global merupakan kondisi yang diakibatkan oleh meningkatnya konsentrasi GRK (gas rumah kaca) di atmosfir yang diakibatkan oleh berbagai aktivitas manusia.  Selain itu pertambahan populasi penduduk dan pesatnya pertumbuhan teknologi dan industri juga memberikan kontribusi besar pada pertambahan GRK.  Salah satu GRK yang berasal dari tempat pembuangan sampah akhir (TPA) dengan sistem landfill adalah CH₄   (metana) yang dihasilkan dari proses dekomposisi bahan organik sampah secara alami. Sekalipun keberadaannya di atmosfir lebih sedikit dibanding dengan CO₂  (karbondioksida) tetapi memiliki potensi pemanasan global 21 kali lebih besar dari pada CO₂.  Sehingga pengomposan merupakan salah satu alternatif untuk mengendalikan emisi gas metana dari TPA.

Pusat Penelitian dan Pengembangan Hasil Hutan pada tahun 2004 telah melakukan kegiatan pembuatan Arang kompos bioaktif (Arkoba) di TPA  Bangkonol, Pandeglang.  Arkoba yang dihasilkan selanjutnya diaplikasikan di beberapa lokasi lahan Gerhan (Gerakan Nasional Rehabilitasi Hutan dan Lahan).  Tulisan ini menyajikan tentang penerapan teknologi arang kompos bioaktif di TPA Bangkonol, Pandeglang sebagai salah satu cara untuk mengurangi sekaligus mencegah emisi GRK dan pemanasan global.   

Kata kunci : Sampah, emisi, CH₄, kompos, reduksi

ABSTRACT 

 

The applying bioactive charcoal compost technology from TPA garbage(final garbage place);   the altervative to reducing emission and global warming

Global warming  is the increasing condition of greenhouse gasses concentration effet of resulted from various human being activity.  Besides accretion of resident population and is fast of industrial and technological growth also give big contribution. CH₄ (metana gasses) is one of greenhouse gasses (GHGs) coming from  TPA garbage (final garbage) place with landfill system from organic materials degradation process of naturally produced. Even if its low existence in the atmosphere compared to the CO₂ (carbondioxide) gases, but owning global warming potency it’s 21 times bigger than the CO₂. So that composting represent one of the alternative solution to control methane gas emission from TPA garbage.

Forest Product Research and Development Center year 2004 have done conducted activity  making of bioactive charcoal compost (Arkoba) in TPA Bangkonol, Pandeglang. The bioactive charcoal compost yielded was application in some Gerhan (Movement National Rehabilitate Forest and Land) area.  This Article present about applying of bioactive charcoal compost technology at Bangkonol TPA garbage, Pandeglang as one of the way of solution to reducing green hause gasses emission and global warming.

Keyword : garbage, emission, CH4, compost, reducing

I.  PENDAHULUAN

Pemanasan Global (Global warming) adalah terjadinya proses peningkatan suhu rata-rata atmosfir, laut, dan daratan yang akhir-akhir ini merupakan isu yang telah menjadi kenyataan serta semakin mengkhawatirkan.   Suhu rata-rata global pada permukaan bumi telah meningkat 0,74 ± 0,18 °C (1,33 ± 0,32 °F) selama seratus tahun terakhir. Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) dalam Houghton, et.al., (1990) menyimpulkan bahwa, sebagian besar peningkatan suhu rata-rata global sejak pertengahan abad ke-20 disebabkan oleh meningkatnya konsentrasi gas-gas rumah kaca (GRK) akibat aktivitas manusia. Selain itu pertambahan populasi penduduk dan pesatnya pertumbuhan teknologi dan industri ternyata juga memberikan kontribusi besar pada pertambahan GRK.

Di Indonesia, GRK yang berasal dari aktivitas manusia dapat dibedakan atas beberapa hal.  Pada Tabel 1 dapat dilihat sumber penghasil GRK dari beberapa aktivitas  antara lain: (1) kerusakan hutan termasuk perubahan tata guna lahan, (2) pemanfaatan energi fosil, (3) pertanian dan peternakan, serta (4) sampah.  Pertanian, peternakan serta sampah berperan sebagai penyumbang GRK berupa gas metana (CH₄) yang  memiliki potensi pemanasan global 21 kali lebih besar dari pada gas karbondioksida/CO₂ (Suprihatin, dkk., 2003).  Emisi CH₄ dari sampah berasal dari proses dekomposisi bahan organik sampah secara alami di lokasi tempat pembuangan sampah akhir (TPA).  Sehingga pengomposan merupakan salah satu alternatif untuk mengendalikan emisi gas metana dari TPA.

Tabel 1.  Gas rumah kaca penting, sumber dan kontribusinya terhadap peningkatan efek rumah kaca

Senyawa	Sumber	Kontribusi relative terhadap efek gas rumah kaca, %
		Hanks (1996)	Porteus (1992)
CO2	Pembakaran bahan bakar fosil, penebangan hutan	60	50
CH4	Peternakan. dekomposisi sampah, lahan persawahan, gambut, dan lain-lain	15	20
NOx	Industri pupuk	5	5 (mencakup uap air)
CFC	AC, refrigerator, busa aerosol	12	15
O3	Konversi polutan otomobil oleh sinar matahari	8	10

Sumber Suprihatin, dkk., (2003)

Pusat Penelitian dan Pengembangan Hasil Hutan pada tahun 2004 telah melakukan kegiatan pembuatan Arang kompos bioaktif (Arkoba) di 2 TPA yaitu TPA  Bangkonol, Pandeglang dan TPA1 Palembang.  Arkoba yang dihasilkan selanjutnya diaplikasikan di beberapa lokasi lahan Gerhan.  Tulisan ini menyajikan tentang penerapan tekonologi arang kompos bioaktif di TPA khususnya TPA Bangkonol, Pandeglang sebagai salah satu cara untuk mengurangi emisi GRK dan pemanasan global.   

A.  TPA Sebagai Emitter GRK, Salah Satu Pemicu Pemanasan Global

             Di Indonesia saat ini terdapat sekitar 450 TPA yang berpotensi sebagai sumber emisi gas metana. Sebagai contoh, sampah sebanyak 1000 ton, dengan kandungan sampah organik 56 persen akan menghasilkan gas metana 21.000 ton setiap tahunnya atau setara dengan CO2 486.500 ton.  Masyarakat Eropa sepakat bahwa pada tahun 2005 tidak membuang sampah organiknya langsung ke TPA. Sampah organik diolah terlebih dahulu agar gas tidak diproduksi dalam jumlah besar. Pengolahan dapat berupa insinerasi, pengomposan, dan produksi biogas.  Pengomposan adalah proses yang dipilih oleh Global Environment Facility yang dianggap sesuai untuk diterapkan di Indonesia untuk mereduksi produksi GRK sekaligus untuk membantu perbaikan sistem pengelolaan sampah di Indonesia.  

Pada tahun 2008 produksi sampah di Indonesia diperkirakan mencapai 167 ribu ton/hari yang dihasilkan dari 220 juta jiwa jumlah penduduk Indonesia atau sama dengan 800 gram/hari/orang (Laksono, 2008). Dari volume sampah tersebut diperkirakan akan menghasilkan gas metana sebanyak 8.800 ton/hari. Volume tersebut dapat meningkatkan konsentrasi gas rumah kaca sebesar 745,2Gg (giga gram).  Jika produksi rata-rata gas metana adalah 235 L per kg sampah, dimana 80 persen sampah ditimbun di TPA, maka sebanyak 0,5 juta ton metana (setara 12,8 juta ton CO₂) dihasilkan dari TPA. Namun angka tersebut masih kecil bila dibandingkan dengan sektor lain seperti perubahan penggunaan lahan kehutanan, energi, transportasi dan pertanian yang mencapai angka...........  Akan tetapi meskipun konstribusinya  terhitung kecil, daya rusak gas metana terhadap lapisan ozon 21 kali lebih kuat dibandingkan dengan karbondioksida/CO₂ (Houghton, et al.,1990).

Berdasarkan data dari Kementrian Lingkungan Hidup (KLH),  pada tahun 2008 sampah yang diolah menjadi kompos hanya sekitar 5 persen atau 12.800 ton/hari.  Apabila dikelola dengan baik maka sampah akan bermanfaat bagi kesejahteraan masyarakat dan Negara (Laksono, 2008)

B.  Estimasi Emisi Metana di TPA

Di TPA, bahan organik terdekomposisi secara alami menjadi CH₄, karbon dioksida (CO₂), dan sejumlah kecil N₂, H₂, H₂S, H₂O (Morissoy and John, 1998). Saat ini belum banyak penelitian yang mendalam tentang reaksi perombakan sampah. Estimasi pembentukan gas sebagai fungsi dari waktu sering dilakukan dengan bantuan model matematis. Karena struktur landfill di TPA tidak homogen, sehingga model tersebut  hanya merupakan dasar matematis.  Suatu model dari Abwasser Technische Vereinigung (ATV) (Anonim, 1989) sering digunakan untuk untuk menduga produksi gas metana dari sludge yaitu :

            Ge = 1.868⋅Co⋅(0,014⋅T+0,28)

dengan Ge = volume gas yang terbentuk (m3),

            Co = karbon organik (kg/t sampah, tipikal 200 kg/t), dan

              T = temperatur (^oC, tipikal 40 ^oC untuk kondisi landfill).

Abwasser Technische Vereinigung (ATV) (Anonimus, 1989) juga mengemukakan model lain yang dipercaya dan cukup handal untuk keperluan praktis yaitu :

              Gt = Ge(1 – 10 –k . t) dalam m3 gas/t sampah

dengan Gt = volume gas yang terbentuk m3 gas/t sampah 

              k = konstanta degradasi (tipikal untuk landfill: 0,03 - 0,06), dan

               t = waktu (tahun).

Dikemukakan bahwa struktur model tersebut masih memerlukan pengkajian lebih lanjut untuk verifikasi, terutama berkaitan dengan kondisi riil proses dekomposisi sampah. Dengan bantuan model tersebut dapat dilakukan estimasi produksi gas dengan menggunakan berbagai parameter.  Pada Gambar 1 dapat dilihat estimasi emisi metana dari sampah di beberapa landfill TPA se Jabotabek (Suprihatin, dkk., 2003).

Gambar 1.  Estimasi emisi metana pada berbagai tingat persentase sampah yang ditimbun di landfill TPA di Jabotabek (Suprihatin, dkk., 2003).

Di dalam Abwasser Technische Vereinigung (ATV) (Anonimus, 1989) menjelaskan bahwa jumlah dan komposisi gas yang dihasilkan sangat ditentukan oleh karakteristik sampah. Sebagai contoh, produksi gas spesifik teoritis untuk karbohidrat adalah 0,8 Nm³/kg dengan kandungan CH₄ 50 %, sedangkan untuk lemak dan protein masing-masing 0,7 and 1,2 Nm³/kg dengan kandungan CH₄ 70 dan 67 %. Karena komposisi sampah pada dasarnya tidak seragam, produksi gas spesifik dan komposisi gas dari suatu landfill di TPA dapat berbeda dari TPA lainnya. Di sebutkan juga bahwa potensi pembentukan gas dari dekomposisi sampah di TPA berkisar antara 150 dan 250 m³ gas/t (Anonimus, 1989) atau 0 – 300 m³ CH₄/t sampah (Yusrizal, 2000).

Menurut Henry and Heinke (1996), estimasi produksi gas teoritis dapat mencapai 200-270 L CH₄ per kg sampah, tergantung pada karakteristik sampah dan kondisi fisik TPA, temperatur dan kelembaban. Sebagi contoh jika digunakan nilai produksi gas spesifik rata-rata 235 L CH₄/kg sampah dan 80 % sampah di Jabotabek dibuang ke TPA, maka sebanyak 0,5 juta ton metana per tahun akan terbentuk di TPA. Jumlah produksi metana ini akan terus meningkat seiring dengan pertumbuhan jumlah penduduk dan jumlah produksi sampah. Pada gambar 1 dapat dilihat bahwa perkiraan emisi metana pada tahun 2015 mencapai 1,3 ton metana/tahun, jika tidak dilakukan tindakan pencegahan dan pengendalian.  

II.  POTENSI KONTRIBUSI PENGOMPOSAN SAMPAH TERHADAP REDUKSI EMISI CH₄

Pengomposan sampah merupakan salah satu target alternatif untuk mereduksi emisi metana dari TPA.  Jika produksi kompos sebesar 100.000 ton per tahun, maka dapat mereduksi emisi gas rumah kaca sebesar 600.000 ton karbon dioksida ekuivalen per tahun (Anonimus, 1989).

Menurut Henry and Heinke (1996), dari pengomposan 1,9 ton sampah dapat dihasilkan satu ton kompos, sedangkan satu ton sampah jika ditimbun di landfill dapat menghasilkan 0,20-0,27 m³ CH₄. Metana memiliki densitas 0,5547 g/L. Dengan demikian, dengan menghasilkan satu ton kompos, emisi gas rumah kaca sebesar 0,21- 0,29 ton CH₄ atau 5-7 ton CO₂ ekuivalen dapat dicegah. Hubungan antara emisi metana dan produksi kompos dapat dilihat pada Gambar 2.

Gambar 2. Hubungan antara reduksi emisi metana dan tingkat produksi kompos

(Suprihatin, dkk., 2003)

Jika 2 ton sampah dikonversi menjadi 1 ton kompos, maka emisi sebesar 0,2-0,3 ton CH₄ dapat dicegah. Nilai ini setara dengan 5-7 ton CO₂. Dengan kata lain produksi kompos telah mereduksi emisi CH₄ sebesar 0,2-0,3 ton atau setara dengan 5-7 ton CO₂. 

III.  REDUKSI CH₄ DARI PEMBUATAN ARANG KOMPOS BIOAKTIF DI TPA BANGKONOL, PANDEGLANG

Pembuatan arang kompos bioaktif di TPA Bangkonol, Pandeglang menggunakan sampah organik pasar.  Hampir 60 persen terdiri dari bahan-bahan organik seperti sampah sayuran, buah, pangkasan pohon lindung dari penghijauan kota.  Volume sampah per hari rata-rata mencapai 5-10 ton.  Dalam proses pengomposan volume penyusutan mencapai 50 %,  karena sebagian besar bahan yang digunakan terdiri dari sampah dengan kadar air yang tinggi. Dari 12 ton sampah yang dikomposkan volume akhir menjadi sekitar 6 ton kompos/bulan (mulai proses awal).  Selanjutnya arang kompos dikemas dalam karung sebanyak 110 karung dengan bobot masing-masing karung berkisar antara 50 – 55 kg (Gusmailina, dkk., 2005).   Jika menggunakan persamaan dan estimasi menurut Anonimus (1989), maka dari 6 ton arang kompos yang dihasilkan di TPA Pandeglang, telah mencegah emisi CH₄ dari TPA sebesar 6 x 0,3 ton = 1,8 ton CH₄, atau setara dengan 30 – 42 ton CO₂ atau seharga dengan US $ 150 – 210/bulan (harga minimal), karena pada Protokol Kyoto 1997 salah satunya adalah mengatur kerangka kerja konvensi pada perubahan iklim global, dimana emisi gas rumah kaca dapat diperdagangkan, meskipun reduksi emisi gas rumah kaca memerlukan verifikasi dan sertifikasi. Harga reduksi emisi tersebut berkisar US$ 5 to 20 per ton CO₂ (Soemarwoto, 2001).

Jika di TPA Bangkonol, Pandeglang kontinyu menghasilkan minimal kompos 6 ton per bulan, maka akan dihasilkan kompos 72 ton kompos per tahun.  Berarti dari TPA, Bangkonol Pandeglang dapat mencegah emisi metan sebesar 21,6 ton CH₄, atau setara dengan 108 – 151,2 ton CO₂.  Maka volume ini dapat menghasilkan nilai ER (Emissions Reduction) minimal per tahun sebesar US $ 540 – 756.  Nilai ER ini kemudian dapat digunakan sebagai sumber dana untuk menjamin kesinambungan pengelolaan sampah yang baik (sustainable municipal solids waste management).

IV.  PENUTUP

Dari 6 ton arang kompos yang telah dihasilkan di TPA Bangkonol Pandeglang, telah mencegah emisi CH₄ dari TPA sebesar 1,8 ton/bulan, atau setara dengan 30 – 42 ton CO₂ atau seharga dengan US $ 150 – 210/bulan (harga minimal). 

Jika di TPA Bangkonol, Pandeglang kontinyu menghasilkan minimal kompos 6 ton per bulan, maka akan dihasilkan kompos 72 ton per tahun.  Berarti dari TPA, Bangkonol Pandeglang dapat mencegah emisi CH₄ sebesar 21,6 ton/tahun, atau setara dengan 108 – 151,2 ton CO₂/tahun  Nilai ini dapat menghasilkan ER (Emissions Reduction) minimal per tahun sebesar US $ 540–756, yang kemudian dapat digunakan sebagai sumber dana untuk menjamin kesinambungan pengelolaan sampah yang baik.  Nilai ini tentu akan bertambah lagi dengan hasil penjualan arang kompos bioaktifnya.

Teknologi arang kompos bioaktif dari sampah tidak hanya memberikan keuntungan teknis, tetapi juga memiliki implikasi ekonomis. Hal ini dimungkinkan melalui mekanisme perdagangan gas rumah kaca dengan harga reduksi emisi sebesar US$ 5–20 per ton karbon.

DAFTAR PUSTAKA

Anonimus.  2007.  Climate Change.  The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Fourth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change. Intergovernmental Panel on Climate Change. Summary for Policymakers.  Diakses pada 2 Februari 2007.

Anonimus, 1989.  Abwasser Technische Vereinigung (ATV), Recovery, Processing and Utilization of Biogas,  Korrespondenz Abwasser, 36 (13), pp. 153 – 164, 1989.

Clark, W.C.  1990.  Usable knowledge for managing global climate change.  Report.  The Stockholm Environment Institute.  Stockholm.

Gusmailina, S. Komarayati dan G. Pari.  2005.  Pengembangan pembuatan arang kompos dalam rangka menunjang Gerhan  (Gerakan Nasional Rehabilitasi Hutan dan Lahan) Di  Pandeglang,   Prop. Banten.  Laporan Hasil Penelitian.  Pusat Litbang Hasil Hutan, Bogor.

Hanks, S., 1996.  Ecology and the Biosphere Journal.  St. Luice Press, Florida, pp. 108-110, 1996.

Henry, J. G., 1996.  Solid wastes (Chapter 14). Environmental Science and Engineering, ed. J. G. Henry and G.W. Heinke, Prentice-Hall International: New Jersey, pp. 567-619,

Houghton, J.T., G.J. Jenkins and J.J. Epharaums, 1990.  Climate change.  The IPCE Scientific Assessment Cambridge University Press.  New York.

Laksono, T.S.  2009.  Asdep Pengendalian Limbah Domestik Kementrian Negara LH, Jakarta.  (Diskusi langsung).  

Morissoy, W. A. and John, R. J. 1998. Global Climate Change. CRS Issue Brief for Congress. The Committee for the national Institute for the Environmental.  Washington, D. C.

Porteous, A. 1992. Dictionary of Environmental Science and Technology, 2nd ed. John Wiley and Sons, New York

Soemarwoto, O. 2001. Peluang Berbisnis Lingkungan Hidup Di Pasar Global untuk Pembangunan Berkelanjutan. Makalah Seminar “Kebijakan Perlindungan Lingkungan dan Pembangunan berkelanjutan Indonesia di Era Reformasi dalam Menghadapai KTT Rio. Jakarta, 8 Februari 2001

Suprihatin, N.S. Indrasti dan M. Romli.  2003.  Potensi Penurunan Emisi Gas Rumah Kaca melalui

Pengomposan Sampah di Wilayah Jabotabek.  Departemen Teknologi Industri Pertanian, Fakultas Teknologi Pertanian IPB. Environmental Of Research Center. PPLH-IPB. Bogor

Yusrizal, Z., 2000.  Estimation of methane emission from landifill site Bantar Gebang, Bekasi. Thesis at the Faculty of Mathematics and Natural Sciences, Bogor Agricultural University (IPB), Bogor. 

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.