10
3. BAHAN DAN METODE
Lokasi dan Waktu Penelitian Penelitian lapangan dilakukan di Kampung Arca Baru Sawah, Desa Sukaresmi, Kecamatan Megamendung, Kabupaten Bogor. Analisis tanah dan air dilaksanakan di Laboratorium Departemen Ilmu Tanah dan Sumberdaya Lahan Fakultas Pertanian Institut Pertanian Bogor. Penelitian dilaksanakan pada bulan September 2012 – Maret 2013.
Bahan dan Alat Penelitian Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah data curah hujan, bibit tanaman sayuran, pupuk organik (kotoran ayam), pupuk anorganik (Urea, Ponska), fungisida, insektisida, dan bahan-bahan kimia untuk analisis di laboratorium. Alat yang digunakan adalah cangkul, tali plastik, seng, bonet, drum, bak penampung, kain kasa, paku, kayu, pipa paralon, palu dan balok, gelas ukur, timbangan, botol ukuran 600 ml, cawan aluminium, oven, spektrofotometer, flamefotometer, kertas saring, dan alat-alat lain yang mendukung pelaksanaan penelitian ini.
Tahapan Penelitian Penelitian dilakukan berdasarkan tahapan berikut : 1) pengumpulan data primer dan sekunder, 2) pembuatan petak erosi, 3) pengukuran dan analisis aliran permukaan, erosi, kehilangan hara (nitrat, fosfor, dan kalium), dan 4) analisis data. Adapun diagram alir tahapan penelitian disajikan pada Gambar 1.
Pengumpulan Data Primer dan Sekunder Pengumpulan data terdiri atas data primer dan data sekunder. Data primer meliputi data permebilitas tanah, data nitrat, fosfor dan kalium yang terangkut oleh aliran permukaan dan erosi, data penggunaan lahan, data aliran permukaan, data erosi dan TSL. Data sekunder berupa data curah hujan harian periode November 2012 – Januari 2013 yang diperoleh dari stasiun Citeko.
11
Pengumpulan Data Data Primer : Permeabilitas, Penggunaan Lahan, dan TSL Data Sekunder : Curah hujan
Pembuatan Petak Erosi (Multi Slot Diviser)
Pengukuran
Erosi
Aliran Permukaan
Kehilangan Nitrat. Fosfor, dan Kalium
Contoh tanah dan air dianalisis di Laboratorium
Analisis Data
Uji Perbandingan Berpasangan dan Regresi
Aliran Permukaan, Erosi, dan Kehilangan Hara pada Lahan Pertanaman Sayuran
Gambar 1 Diagram Alir Penelitian Pembuatan Petak Erosi Petak erosi percobaan di lapangan dibuat sebanyak 12 buah, di mana 11 petak erosi dengan perlakuan tanaman dan 1 petak erosi tanpa perlakuan tanaman sebagai kontrol. Petak dibuat di atas permukaan tanah dengan panjang 8 m dan lebar 2 m. Bagian samping petak diberi pembatas seng yang berukuran 50 cm dimasukkan ke dalam tanah secara vertikal hingga setengah bagian (25 cm) seng tertanam. Jarak antar setiap petak 0.5 m dengan kemiringan lereng yang seragam yaitu ± 11%. Teknik konservasi tanah dan air berupa bedengan memotong lereng diterapkan pada semua petak dengan tanaman. Pada bagian bawah setiap petak dipasang bak penampung utama dan drum penampung tambahan. Permukaan bak penampung utama diberi penutup dari bahan kain kasa dengan tujuan hanya mampu ditembus air namun diharapkan tidak mampu ditembus oleh sedimen tanah hasil erosi terkecuali partikel tanah yang berbentuk suspensi dan menyatu dengan air yang ditampung. Bagian atas bak penampung utama diberi penutup
12
seng untuk mencegah masuknya air hujan langsung ke dalam bak penampung utama dengan tujuan agar air yang tertampung tidak lain berasal dari aliran permukaan dan bukan berasal langsung dari air hujan (Lampiran 1). Tanaman sayuran ada yang ditanam pada waktu yang berbeda, namun dalam rentang waktu yang tidak terlalu jauh. Hal ini dikarenakan, penelitian ini merupakan lanjutan dari rangkaian penelitian sebelumnya. Akibatnya umur tanaman menjadi bervariasi. Perlakuan jenis dan waktu tanam pada setiap petak percobaan disajikan pada Tabel 1. Tabel 1 Jenis tanaman dan waktu tanam pada setiap petak percobaan Petak T0 T1 T2 T3 T4 T5 T6 T7 T8 T9 T10 T11
Jenis tanaman Kontrol Kacang tanah (Arachis hypogaea. L) Jagung (Zea mays) Terong (Solanum melongena) Tomat(Solanum lycopersicum) Daun bawang (Allium fistulosum) Cabe (Capsicum annum. L) Kacang damami (Glycin max (L) Merrill) Kacang tanah ( Arachis hypogaea. L) Sawi (Brassica rapa) Caisin (Brassica rapa cv caisin) Wortel (Daucus Carota. L)
Waktu tanam 8 November 2012 1 Oktober 2012 20 September 2012 3 Oktober 2012 8 November 2012 25 September 2012 8 November 2012 11 November 2012 11 November 2012 11 November 2012 8 November 2012
Waktu panen 15 Januari 2013 20 Januari 2012 1 Desember 2012 17 Desember 2012 12 Januari 2013 20 Desember 2012 10 Januari 2013 21 Januari 2013 20 Januari 2013 12 Desember 2012 20 Januari 2013
Pengukuran Aliran Permukaan dan Erosi Pengukuran aliran permukaan dilakukan dengan cara mengukur volume air keseluruhan yang tertampung dalam bak penampung utama dengan menggunakan gelas ukur berskala liter. Pengukuran volume air juga dilakukan pada drum penampung tambahan jika terdapat air berlebih dari bak penampung utama dan mengalir mengisi drum penampung tambahan. Pengukuran dilakukan setiap pagi pukul 07.00, apabila hari sebelumnya terjadi hujan dan menimbulkan aliran permukaan. Pengukuran aliran permukaan dan erosi dengan Metode Multi-Slot Diviser yaitu pada bak utama dibuat lubang-lubang sebanyak 11 buah dengan posisi horizontal masing-masing berdiameter ± 3 cm dan berjarak ± 8 cm. Salah satu lubang disambungkan dengan pipa paralon dan dihubungkan ke drum tambahan lain di bawahnya. Drum tambahan kapasitas ± 60 liter tersebut berfungsi untuk menampung air berlebih yang mungkin ada dan tidak tertampung pada bak utama. Pengukuran aliran permukaan yang terjadi dalam satu hari hujan per petak adalah sebagai berikut : Volume air dalam bak penampung dengan daya tampung 0.25 m3 Volume air yang = Σ lubang x Volume air dalam drum Total Aliran Permukaan (L/petak) = Volume air dalam bak penampung + Volume air yang meluap Pengukuran erosi dilakukan setiap pagi pukul 07.00, apabila hari sebelumnya terjadi hujan dengan cara pengambilan sampel sedimen yang tertampung pada kain kasa dalam bak penampung utama. Untuk memudahkan pengambilan sampel maka sedimen dipilah menjadi sedimen kasar dan sedimen
13
tersuspensi. Sedimen kasar adalah sedimen yang tertampung melalui kain kasa di mana berat tanah diukur kadar airnya sehingga diperoleh berat tanah kondisi kering. Sedimen tersuspensi adalah sedimen yang lolos kain kasa tertampung dalam bak penampung diambil sebanyak 600 ml dari sampel aliran permukaan. Pengambilan sampel dilakukan dengan terlebih dahulu mengaduk seluruh air di dalam bak penampung sampai merata dan homogen. Tahap tersebut dilakukan bersamaan pada saat melakukan pengukuran aliran permukaan. Sampel air dimasukkan ke dalam botol plastik dan dibawa ke laboratorium untuk selanjutnya dilakukan analisis pemisahan suspensi tanah terhadap aliran permukaan. Pemisahan suspensi tanah dilakukan di Laboratorium Konservasi Tanah dan Air, Departemen Ilmu Tanah dan Sumberdaya Lahan. Pemisahan suspensi tanah dilakukan melalui penyaringan, setelah disaring tanah dioven pada suhu 105oC selama ± 24 jam kemudian ditimbang. Bobot tanah tererosi (Kg/petak) dihitung dengan persamaan sebagai berikut : Total bobot tanah tersuspensi = Total tanah tererosi
x Volume
air bak penampung
= Jumlah bobot tanah tersuspensi + sedimen kasar
Erosi yang Dapat Ditoleransikan (Tolerable Soil Loss = TSL) Perhitungan nilai TSL dilakukan menggunakan metode Hammer (1981, dalam Arsyad 2010) sebagai berikut : TSL = Dimana. TSL = Erosi yang dapat ditoleransikan (ton/ha/tahun) DE = Kedalaman ekuivalen (kedalaman efektif x faktor kedalaman tanah) (mm) UGT = Umur guna tanah (400 tahun) Kehilangan Hara Pengukuran kehilangan hara dilakukan dengan dua cara, yakni 1) sampel larutan diambil dari aliran permukaan sebelum masuk ke dalam bak penampung utama dan dilakukan pada saat kejadian hujan. Sampel diambil sebanyak 600 ml dimasukkan ke dalam botol plastik dan 2) pengambilan sampel sedimen dilakukan bersamaan dengan pengambilan sampel sedimen kasar erosi yaitu dari sedimen yang tertampung melalui kain kasa pada bak penampung utama diambil sebanyak 25 gram. Total kehilangan hara nitrat, fosfor, dan kalium ditentukan berdasarkan contoh larutan dan sedimen yang lengkap pada 3 kejadian hujan pada tanggal 14, 19, dan 21 Januari 2013. Kemudian sampel larutan dan sedimen dianalisis di laboratorium untuk diukur kandungan nitrat, fosfor, dan kalium. Metode penetapan nitrat, fosfor dan kalium disajikan pada Tabel 2.
14
Tabel 2 Metode penetapan nitrat, fosfor dan kalium pada contoh larutan dan Sedimen Parameter Larutan (air) Nitrat Fosfor Kalium Sedimen (tanah) Nitrat (mg/L) Fosfor (mg/L) Kalium (mg/L)
Metode analisis Destilasi dilanjutkan dengan titrasi Pewarnaan Ditetapkan dengan flame fotometer
Ekstraksi dengan KCl dan HCl dilanjutkan dengan destilasi dan titrasi Bray-1 dilanjutkan dengan pewarnaan Ekstraksi dengan 1 M NH4OAc pH 7.0 dan ditetapkan dengan flame fotometer
Perhitungan jumlah hara yang terbawa aliran permukaan dan erosi dihitung dengan persamaan berikut : Y=XxE Keterangan : Y = jumlah nitrat, fosfor, dan kalium terbawa dalam tanah tererosi (mg/petak) atau aliran permukaan (mg/petak) X = konsentrasi nitrat, fosfor dan kalium dalam sedimen (mg/Kg) atau aliran permukaan (mg/L) E = jumlah total tanah tererosi (Kg/petak) atau jumlah total aliran permukaan (L/ petak) Perawatan dan Pengamatan Tanaman Perawatan tanaman sayuran berupa pemupukan dengan dosis pupuk organik kotoran ayam sebesar 24 kg/petak, pupuk Ponska 0.5 kg/petak, dan pupuk Urea 600 gr/petak. Pemupukan dilakukan pada awal tanam dan pertengahan musim tanam. Pemupukan kotoran ayam diberikan dengan cara ditabur dan dibenamkan. Untuk pemberian pupuk ponska dan urea dicampur kemudian diberikan dengan cara dibenamkan. Aktivitas penyiangan gulma dilakukan 2 kali selama masa tanam. Data pengamatan kondisi tutupan tajuk tanaman dilakukan dengan membuat foto dokumentasi pada tanggal 12 Desember 2012, 6 dan 31 Januari 2013. Pengambilan foto dilakukan dengan jarak ± 1 meter dari permukaan tanah. Analisis Data Penelitian dilakukan dalam bentuk percobaan menggunakan pendekatan rancangan acak lengkap pada lahan berlereng 11% dengan kejadian hujan diasumsikan sebagai ulangan (36 kejadian hujan). Perlakuan yang diterapkan adalah penerapan bedengan memotong lereng dengan penanaman berbagai jenis tanaman sayuran. Tanaman sayuran yang digunakan adalah kacang tanah, jagung, terong, tomat, cabe, daun bawang, kacang damami, caisin, sawi, dan wortel. Analisis data aliran permukaan dan erosi dilakukan pembandingan berpasangan antar petak percobaan menggunakan Uji Nilai Tengah (uji t). Uji efektivitas dilakukan untuk mengetahui seberapa besar pengaruh dari perlakuan
15
tanaman sayuran pada bedengan memotong lereng 11%, terhadap aliran permukaan dan erosi. Ragam setiap petak dianggap dari populasi yang berbeda sehingga t-hitung diperoleh dengan cara sebagai berikut : di mana
=
Keterangan : X1 = Rataan petak i X2 = Rataan petak j S1 = Standar Deviasi i S2 = Standar Deviasi j n1 = Jumlah data i n2 = Jumlah data j бi = Ragam perlakuan i бj = Ragam perlakuan j Untuk melihat hubungan antara aliran permukaan, erosi dan kehilangan hara dinyatakan dalam persamaan regresi. Pendugaan kehilangan hara nitrat, fosfor dan kalium per petak diduga dengan persamaan regresi berganda. Jumlah aliran permukaan dan erosi sebagai variabel bebas sedangkan hara nitrat, fosfor dan kalium sebagai variabel tidak bebas.
