27
BAB III METODE PENELITIAN 3.1
Lokasi dan Waktu Penelitian
3.1.1 Lokasi Penelitian Penelitian ini dilaksanakan dalam dua tahap. Tahap pertama, yaitu opservasi lapangan untuk pengumpulan data pengukuran besarnya erosi permukaan, dilaksanakan pada beberapa lokasi lahan pertanian jagung di Desa Ulanta Kecamatan Suwawa yang termasuk ke dalam Wilayah Kabupaten Bone Bolango, Provinsi Gorontalo. Lokasi penelitian untuk pengukuran besarnya erosi permukaan pada Desa Ulanta Kecamatan Suwawa Kabupaten Bone Bolango Provinsi Gorontalo disajikan pada (Gambar 1) peta berikut:
Gambar 1: Peta Lokasi Penelitian Desa Ulanta Kecamatan Suwawa Kabupaten Bone Bolango Provinsi Gorontalo. 27
28
Tahap kedua, yaitu analisis uji sampel kandungan Unsur Hara N, P, K Tanah yang ikut terbawa oleh erosi permukaan, lokasi pengelolahan bertempat pada Laboratorium Kimia Tanah PT. PG. Gorontalo Unit Pabrik Gula. Tolangohula. 3.1.2 Waktu Penelitian Waktu penelitian yang diperlukan yaitu selama 3 Bulan (April 2013-Juni 2013) mulai dari persiapan sampai dengan penyusunan laporan hasil penelitian. Tahap pertama yaitu survey pengukuran terhadap besarnya erosi permukaan dilakukan selama kurang lebih 2 bulan di lokasi titik-titik sampel yang telah ditentukan (mulai dari tahap persiapan alat dan bahan sampai tahap pengukuran erosi permukaan), kemudian tahap akhir analisis laboratorium terhadap kandungan unsur hara N, P, K tanah yang tererosi dilakukan selama kurang lebih satu bulan dilanjutkan dengan pengelolahan analisis data pengaruh erosi permukaan terhadap kandungan unsur hara N, P, K tanah. 3.2
Alat dan Bahan
3.2.1 Alat Alat yang digunakan dalam penelitian ini yaitu :
Alat pengukur curah hujan sederhana.
Klinometer untuk mengukur kemiringan lereng titik-titik plot erosi.
Golok dan cangkul dalam hal untuk mempersiapkan letak posisi drum serta dalam hal pembuatan plot erosi.
Meteran untuk mengukur luas plot pengamatan, dan dasar pengukuran volume air pada drum yang disatukan dengan tongkat pengukur.
28
29
Alat-alat lain seperti gergaji besi, lem, gunting seng dan lain-lain untuk pembuatan alat penguku curah hujan manual dan alat-alat sederhana lainnya.
Alat untuk penetapan Nitrogen meliputi: Timbangan, alat destruksi, alat destilasi kjeldahl/ alat penyuling, Erlenmeyer 250 ml, automatic buret.
Alat untuk penetapan Phospor meliputi: Mesin kocok horizontal, botol film, spectrometer, labu ukur, pipet, kertas saring + corong.
Alat untuk penetapan Kalium meliputi: Neraca analitik, mesin kocok, botol kocok, corong kertas saring/ centrifuge, pipet, labu ukur, tabung reaksi, flame photometer.
Alat untuk penetapan Tekstur meliputi: Mesin pengaduk khusus dengan piala logam (mixer blender), gelas ukur 500 ml, pengaduk khusus untuk suspensi (pengaduk kayu), alat hydrometer tanah tipe 152 H, Stopwatch (timer).
Alat untuk penetapan C-Organik meliputi: Timbangan, Erlenmeyer 100 ml, pipet 5 ml, dispenser, buret.
3.2.2 Bahan Bahan yang digunakan dalam penelitian ini yaitu :
Peta Penggunaan Lahan Desa Ulanta Kecamatan Suwawa Kabupaten Bone Bolango Skala 1:3.500
Peta Lereng Desa Ulanta Kecamatan Suwawa Kabupaten Bone Bolango Skala 1:3.500.
29
30
Peta Administrasi Kabupaten Bone Bolango Skala 1:250.000 diterbitkan oleh Pemerintah Kabupaten Bone Bolango.
Citra Satelit LANDSAT TM Tahun 2009.
Enam buah drum sebagai wadah penampung aliran permukaan dan material erosi dengan diameter 45 cm dan tinggi 95 cm (drum utama dan drum luapan).
Jergen sebanyak 45 buah ukuran 2 liter sebagai wadah penampung sampel air dari dalam drum.
Bahan-bahan lainnya seperti kertas saring, kantung plastik, kertas label, ember, loyang, oven, penggaris, timbangan, dan alat tulis menulis.
3.3
Subjek Penelitian (Populasi dan Sampel)
3.3.1 Populasi Penelitian Populasi dalam penelitian ini adalah seluruh wilayah pengamatan yang meliputi seluruh wilayah pada Desa Ulanta Kecamatan Suwawa yang termasuk ke dalam Wilayah Kabupaten Bone Bolango, Provinsi Gorontalo. Secara Geografis Desa Ulanta terletak antara 00 34’ 1,90” – 00 33’ 39,52” Lintang Utara dan 1230 8’ 44,86” – 1230 9’ 0,45” Bujur Timur dengan luas daerah sebesar 900 ha. Desa Ulanta ini dibatasi oleh wilayah-wilayah lain, yaitu di sebelah utara berbatasan dengan Hutan Lindung, sebelah selatan berbatasan dengan Desa Huluduotamo, sebelah barat berbatasan dengan Desa Butu dan Desa Mautong, dan sebelah timur berbatasan dengan Desa Huluduotamo.
30
31
3.3.2 Sampel Penelitian Teknik yang digunakan untuk pengambilan sampel dalam hal penentuan lokasi sampel pada pengukuran erosi permukaan dalam penelitian ini yaitu Proportionate Stratifiet Random Sampling, dalam arti populasi mempunyai anggota yang tidak homogen dan berstrata secara proposional. Dalam mengkaji tingkat erosi permukaan digunakan pendekatan unit lahan, yang mana unit lahan yang dimaksud yaitu unit terkecil dari suatu kajian bentang lahan yang meliputi parameter fisik lereng, tanah, air, dan vegetasi. Dasar klasifikasi unit lahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah kelas lereng dan penggunaan lahan yang lebih difokuskan pada lahan pertanian jagung sebagai tanaman pokok di Desa Ulanta Kecamatan Suwawa, Kabupaten Bone Bolango, Provinsi Gorontalo, sehingga penetapan titik-titik lokasi sampel dalam penelitian ini yaitu, untuk erosi permukaan yang terjadi adalah unit lahan yang memiliki peluang terhadap terjadinya erosi permukaan di Desa Ulanta Kecamatan Suwawa Kabupaten Bone Bolango, Provinsi Gorontalo dengan penetapan kriteria titik-titik lokasi sampel plot erosi permukaan yaitu memiliki karakteristik lereng landai 8-15%, agak curam 15-25%, dan lereng curam 25-40% digunakan sebagai kontrol dan penggunaan lahannya adalah lahan pertanian jagung sebagai tanaman pokok. Adapun Lokasi titik-titik sampel plot erosi permukaan dapat dilihat pada peta unit lahan titik sampel pengukuran erosi permukaan wilayah Desa Ulanta Kecamatan Suwawa, Kabupaten Bone Bolango (Lampiran 10).
31
32
3.4
Desain Penelitian Penelitian ini dilaksanakan dalam dua tahap, yaitu tahap awal melalui
observasi partisipan pengukuran erosi permukaan dan
analisis laboratorium
analisisi kandungan unsur hara N, P, K tanah yang ikut terbawa oleh erosi peristiwa erosi dalam aliran permukaan dan limpasan permukaan. 1.
Observasi Partisipan Pengukuran Erosi Permukaan Tahap pertama, yaitu pengukuran erosi permukaan tanah. Penelitian ini
merupakan penelitian kuantitatif. Metode penelitian yang digunakan adalah metode eksperimen melalui observasi lapangan (survey langsung terhadap pengukuran erosi permukaan atau besarnya tanah tererosi pada tiga klasifikasi kemiringan lereng yang berbeda). Adapun rancangan desain yang digunakan dalam penelitian ini yaitu mengacu pada pengukuran langsung di lapangan yang meliputi pengukuran besarnya tanah tererosi dan hilangnya unsur hara tanah yang terbawa oleh aliran permukaan dan limpasan permukaan melalui erosi yang terjadi pada permukaan tanah. Pengukuran erosi permukaan mengacu pada lima macam indikator yang sama terhadap tiga plot petak pengamatan erosi permukaan yang berbeda karakteristik tingkat kemiringan lerengnya yaitu pada plot lahan pertanian jagung dengan karakteristik lereng landai 8-15%, agak curam 15-25%, dan lereng curam 25-40% yang digunakan sebagai kontrol dan penggunaan lahannya adalah lahan pertanian jagung sebagai tanaman pokok. Adapun pengukuran tingkat kemiringan lereng dilakukan secara langsung pada tiap-tiap outlet yang mengacu pada lahan pertanian jagung sebagai tanaman pokok.
32
33
Dalam hal untuk melihat perbedaan besar kecilnya erosi permukaan yang terjadi pada tiga klasifikasi kemiringan lereng yang berbeda, maka dilakukan analisis presentasi kandungan Tekstur dan C-Organik tanah sebelum terjadinya erosi permukaan pada masing-masing plot pengamatan dengan tingkat kemiringan lereng yang berbeda. Indikator tahap eksperimen melalui observasi lapangan pengukuran erosi permukaan tanah ditunjukan sebagai berikut : a. Mengukur jumlah volume aliran permukaan pada karakteristik lereng landai 8-15%, agak curam 15-25%, dan lereng curam 25-40%. Sebagai kontrol dan penggunaan lahannya adalah lahan pertanian jagung sebagai tanaman pokok. b.
Mengukur konsentrasi muatan material sedimen pada karakteristik lereng landai 8-15%, agak curam 15-25%, dan lereng curam 25-40%. Sebagai kontrol dan penggunaan lahannya adalah lahan pertanian jagung sebagai tanaman pokok.
c.
Mengukur luas petak pengamatan pada karakteristik lereng landai 8-15%, agak curam 15-25%, dan lereng curam 25-40%. Sebagai kontrol dan penggunaan lahannya adalah lahan pertanian jagung sebagai tanaman pokok.
d. Mengukur jumlah erosi permukaan yang disebabkan oleh aliran permukaan dan limpasan permukaan pada lereng landai 8-15%, agak curam 15-25%, dan lereng curam 25-40%. Sebagai kontrol dan penggunaan lahannya adalah lahan pertanian jagung sebagai tanaman pokok. 2.
Analisis Laboratorium Kandungan Unsur Hara N, P, K Tanah Tahap kedua, yaitu analisis laboratorium terhadap kandungan unsur hara
tanah yang ikut terbawa oleh pristiwa erosi dalam aliran permukaan dan limpasan
33
34
permukaan. Penelitian ini merupakan penelitian kuantitatif. Metode penelitian yang digunakan adalah metode eksperimen, serta rancangan desain yang digunakan pada penelitian ini mengacu pada indikator pengukuran besarnya kandungan unsur hara tanah yang hilang melalui proses erosi permukaan pada tiga sampel material tanah dan air dengan berbagai karakteristik lereng, yaitu sampel plot erosi pada karakteristik lereng landai 8-15%, agak curam 15-25%, dan lereng curam 25-40%. Sebagai kontrol dan penggunaan lahannya adalah lahan pertanian jagung sebagai tanaman pokok. Adapun indikator yang dimaksud dalam penelitian experimen analisis kandungan unsur hara tanah tererosi ini yaitu: a. Menganalisis besarnya kandungan unsur hara Nitrogen (N) yang terbawa oleh proses erosi dalam aliran permukaan pada karakteristik lereng landai 8-15%, agak curam 15-25%, dan lereng curam 25-40%. Sebagai kontrol dan penggunaan lahannya adalah lahan pertanian jagung sebagai tanaman pokok. b. Menganalisis besarnya kandungan unsur hara Phospor (P) yang terbawa oleh proses erosi dalam aliran permukaan pada karakteristik lereng landai 8-15%, agak curam 15-25%, dan lereng curam 25-40%. Sebagai kontrol dan penggunaan lahannya adalah lahan pertanian jagung sebagai tanaman pokok. c. Menganalisis besarnya kandungan unsur hara Kalium (K) yang terbawa oleh proses erosi dalam aliran permukaan pada karakteristik lereng landai 8-15%, agak curam 15-25%, dan lereng curam 25-40%. Sebagai kontrol
34
35
dan penggunaan lahannya adalah lahan pertanian jagung sebagai tanaman pokok. 3.5
Variabel Penelitian Variabel yang diamati atau diukur dalam penelitian ini yaitu:
a. Variabel Independen (Bebas)/ (X): Erosi Permukaan pada lahan pertanian jagung. b. Variabel Dependen (Terikat)/ (Y): Kandungan Unsur Hara N, P, K Tanah yang ikut terbawa oleh erosi permukaan melalui aliran permukaan dan limpasan permukaan. 3.6
Teknik Pengumpulan Data Tahap pengukuran erosi permukaan yang terjadi pada masing-masing plot
pengamatan, teknik pengumpulan data yang digunakan dalam penelitian ini yaitu eksperimen melaui observasi partisipan (mengamati langsung/ terlibat langsung dalam kegiatan yang diamati) terhadap tingkat erosi permukaan, serta dilanjutkan dengan experimen uji laboratorium terhadap kandungan unsur hara N, P, K tanah yang ikut terbawa oleh erosi permukaan. a. Berdasarkan atas sifatnya data yang diperoleh yaitu data kuantitatif b. Berdasarkan atas sumbernya data yang diperoleh yaitu data primer. c. Instumen Penelitian: Instrumen penelitian atau alat yang digunakan untuk mengumpulkan data yaitu Lembar Observasi Rating Scale. d. Skala Penelitian: Skala Penelitian yang digunakan yaitu Rating Scale, berupa data mentah dalam bentuk angka yang ditafsirkan dalam pengertian Kualitatif (tidak dalam angka).
35
36
e. Definisi Oprasional: Erosi permukaan yaitu jumlah hilangnya partikel tanah per satuan luas lahan (gram/ m2) dan hilangnya kandungan unsur hara N, P, K tanah pada lahan pertanian jagung yang disebabkan oleh aliran permukaan yang mengakibatkan terjadinya limpasan permukaan tanah dengan berbagai variasi kemiringan lereng. f. Definisi Oprasional: Erosi permukaan yaitu jumlah hilangnya partikel tanah per satuan luas lahan (gram/ m2) dan hilangnya kandungan unsur hara N, P, K tanah pada lahan pertanian jagung yang disebabkan oleh aliran permukaan yang mengakibatkan terjadinnya limpasan permukaan tanah dengan berbagai variasi kemiringan lereng, yang diukur melalui lembar observasi, dan pengukurun dengan menggunakan sistem plot pendekatan unit lahan serta melakukan analisis laboratorium terhadap kandungan unsur hara N, P, K tanah yang ikut terbawa oleh erosi dalam aliran permukaan. g. Indikator Adapun indikator yang akan diukur dalam penelitian ini yaitu ; (a) Mengukur jumlah volume aliran permukaan pada lahan pertanian jagung (b) Mengukur konsentrasi muatan material sedimen pada lahan pertanian jagung (c) Mengukur luas petak pengamatan pada lahan pertanian jagung (d) Mengukur jumlah erosi permukaan yang disebabkan oleh aliran permukaan dan limpasan permukaan pada lahan pertanian jagung
36
37
(e) Mengukur jumlah kandungan unsur hara N, P, K tanah yang ikut terbawa oleh proses erosi dalam aliran permukaan pada lahan pertanian jagung yang meliputi :
Menganalisis besarnya kandungan unsur hara Nitrogen (N) yang terbawa oleh proses erosi dalam aliran permukaan pada lahan pertanian jagung
Menganalisis besarnya kandungan unsur hara Phospor (P) yang terbawa oleh proses erosi dalam aliran permukaan pada lahan pertanian jagung
Menganalisis besarnya kandungan unsur hara Kalium (K) yang terbawa oleh proses erosi dalam aliran permukaan pada lahan pertanian jagung
3.6.1 Penelitian Lapangan Dalam kegiatan lapangan dilakukan pengambilan sampel air, pengamatan dan pengambilan contoh tanah. Pengambilan sampel air dimaksudkan untuk menentukan kandungan sedimen yang terlarut dalam air melalui aliran permukaan dan limpasan permukaan serta beberapa parameter kualitas air. Parameter kualitas air yang ditentukan adalah beberapa parameter yang merupakan unsur hara tanah di antaranya: Nitrogen (N), Phospor (P), dan Kalium (K) yang merupakan unsur hara yang dibutuhkan oleh tanaman. Dalam penelitian ini dicari pola penggunaan lahan yang relatif homogen yaitu pada lahan pertanian jagung untuk pengambilan sampel air dan tanah di setiap outlet.
37
38
Pengambilan sampel air dan tanah dilakukan pada titik tertentu (outlet) pada suatu daerah lahan pertanian jagung di Desa Ulanta Kecamatan Suwawa Kabupaten Bone Bolang Provinsi Gorontalo. Outlet yang diambil tergantung pada sampling unit elemen hasil overlay dari kelas lereng terhadap pengguunaan lahan pada beberapa wilayah di Desa Ulanta, Kabupaten Bone Bolango Provinsi Gorontalo yang diolah dengan menggunakan pendekatan SIG, sehingga setiap outlet mempunyai satu penggunaan lahan dan beberapa karakteristik lereng yang terdapat pada wilayah Desa Ulanta. Waktu pengambilan sampel dilakukan pada saat sesudah kejadian hujan. Pengambilan sampel tanah sesudah kejadian hujan dimaksudkan untuk menganalisis kandungan unsur hara tanah Nitrogen (N), Phospor (P), dan Kalium (K) sesudah tanah tererosi oleh aliran permukaan dan limpasan permukaan dari air hujan. Pengambilan sampel tanah ini dilakukan di setiap titik outlet plot erosi permukaan yang telah ditentukan. Endapan diperoleh melalui pengukuran awal terhadap erosi yang terjadi pada setiap titik-titik outlet plot erosi permukaan. Pengukuran erosi permukaan yang terjadi pada setiap outlet meliputi parameter pengukuran yang mengacu pada besarnya erosi permukaan yang disebakan oleh air hujan pada lahan pertanian jagung dengan tingkat kemiringan lereng yang berbeda. Parameter pengukuran yang dimaksud yaitu meliputi pengukuran jumlah volume aliran permukaan, pengukuran konsentrasi muatan material sedimen, dan pengukuran luas petak pengamatan, sehingga menghasilkan jumlah erosi permukaan yang disebabkan oleh aliran permukaan dan limpasan permukaan dari air hujan yang jatuh pada permukaan tanah. Endapan yang
38
39
dihasilkan oleh peristiwa erosi permukaan ini diambil dari material air dan tanah yang sudah tertampung pada drum penampung. Proses pengambilan endapan yang dihasilkan oleh peristiwa erosi dari dalam drum yaitu dengan cara membuat lubang pembuangan air yang ditutupi oleh penutup pipa pada ketinggian drum dengan volume tertentu, diumpamakan 40 liter. Apabila limpasan permukaan yang masuk pada dalam drum melebihi 40 liter, maka pengambilan sampel dilakukan dengan dua cara yaitu sebagai berikut: 1. Pengambilan sampel dengan menggunakan jerigen berukuran 2 liter melalui penutup pipa pada ketinggian drum 40 liter. Setelah jerigen penuh penutup pipa masih tetap dibuka untuk mengalirkan air pada drum sampai pada ketinggian 40 liter (aliran berkurang sampai ukuran 40 liter) kemudian penutup pipa ditutup kembali. (Pengambilan sampel pertama material air dan tanah pada drum tidak diaduk). 2. Proses pengambilan sampel yang kedua dilakukan setelah volume air pada drum tinggal 40 liter. Pengambilan sampel dilakukan dengan jalan mengaduk-aduk sampel air dan tanah pada drum untuk mencapurkan material tanah dan air pada dasar drum, kemudian mengambil sampel air dan tanah dengan jerigen ukuran 2 liter. 3.6.2 Persiapan Penentuan Petak Penelitian Pengukuran pengambilan data erosi dilakukan dengan menggunakan sistem plot dengan langkah awal dalam pengamatan dilakukan dengan membuat 3 petak pengamatan erosi permukaan yang memiliki karakteristik lereng berbeda, dimana masing-masing petak pengamatan seluas 10 m2 (5 m x 2 m), berbentuk
39
40
persegi panjang) dan ketinggian 20 cm di atas permukaan tanah dengan karakteristik lereng landai 8-15%, agak curam 15-25%, dan lereng curam 25-40% sebagai kontrol dan penggunaan lahannya adalah lahan pertanian jagung sebagai tanaman pokok, hal ini dilakukan agar tidak terjadi masuknya partikel-partikel tanah dari wilayah lain (diluar plot erosi) keluar masuk pada petak pengamatan. 3.6.3 Pengukuran Erosi Permukaan Plot Petak pengamatan untuk erosi permukaan dibuat dengan desain memanjang searah kemiringan lereng, kemudian diujung bawah petak pengamatan dibuat alur tersendiri dari pembatas petak pengamatan sebagai alur air dan material tanah tererosi yang akan masuk pada drum penampung. Pembuatan alur air dan material tanah tererosi ini berfungsi agar air dan material tanah tererosi yang berada dalam petak tidak terganggu keberadaannya dan tepat jatuh pada drum penampung. Drum penampung erosi terdapat satu pasang yang terdiri dari drum utama dan drum luapan. Drum utama diberi 4 lubang sebagai keluaran dengan jarak ketinggian dan ukuran diameter yang sama, salah satu lubang keluaran dihubungkan pada drum kedua sebagai drum luapan dengan menggunakan pipa, hal ini bertujuan agar air yang tidak tertampung pada drum utama akan mengalir pada drum luapan. Kemudian kedua drum penampung ditutup pada bagian atas agar air hujan dan percikan tanah langsung dari luar petak tidak ikut jatuh pada dalam drum. Drum inilah yang akan digunakan sebagai penampung erosi permukaan dengan posisi ditempatkan pada bagian bawah lereng petak pengamatan.
40
41
Pengambilan data sampel material erosi yaitu dengan cara mengambil air yang berada pada drum penampung yang telah diketahui volumenya (telah diukur volumenya sebelum pengambilan sampel) yaitu drum utama dan drum luapan. Proses pengambilan endapan yang dihasilkan oleh peristiwa erosi dari dalam drum yaitu dengan cara membuat lubang pembuangan air yang ditutupi oleh penutup pipa pada ketinggian drum dengan volume tertentu, diumpamakan 40 liter. Apabila limpasa permukaan yang masuk pada dalam drum melebihi 40 liter, maka pengambilan sampel dilakukan dengan dua cara yaitu sebagai berikut: 1. Pengambilan sampel dengan menggunakan jerigen berukuran 2 liter melalui penutup pipa pada ketinggian drum 40 liter. Setelah jerigen penuh penutup pipa masih tetap dibuka untuk mengalirkan air pada drum sampai pada ketinggian 40 liter (aliran berkurang sampai ukuran 40 liter) kemudian penutup pipa ditutup kembali. (Pengambilan sampel pertama material air dan tanah pada drum tidak perlu diaduk). 2. Proses pengambilan sampel yang kedua dilakukan setelah volume air pada drum tinggal 40 liter. Pengambilan sampel dilakukan dengan jalan mengaduk-aduk sampel air dan tanah pada drum untuk mencapurkan material tanah dan air pada dasar drum, kemudian mengambil sampel air dan tanah dengan jerigen ukuran 2 liter. Pengambilan sampel material erosi ini dilakukan setelah hujan dan aliran permukaan berhenti, dimana pengambilan sampel serta pengukuran dilakukan selama lima kali periode hujan. Pengambilan sebanyak 5 kali periode hujan
41
42
dilakukan karena melihat intensitas hujan pada daerah pengamatan sangat tinggi pada bulan april sampai mei. Selanjutnya sampel air disaring dalam kertas saring dan dikeringkan dalam open dengan suhu 1050 C selama 24 jam. Volume aliran pada permukaan tanah diukur dari besarnya volume air yang tertampung pada kedua drum penampung (drum utama dan drum luapan) yaitu mencatat tinggi muka air pada kedua drum dan mengalikan dengan volume drum kemudian dibagi dengan angka 1000 untuk mendapatkan jumlah air yang tertampung dengan satuan liter, dimana pencatatan dilakukan sebelum pengambilan sampel air pada drum. Adapun persamaan untuk mengukur volume aliran permukaan yaitu sebagai berikut (Lihawa 2012: 5). Vap = Vair U + 4 Vair L ............................. (1.1) Keterangan : Vap
= Total volume air permukaan (liter)
Vair U = Volume air pada drum utama (liter) Vair L
= Volume air pada drum luapan (liter)
Adapun besarnya erosi pada permukaan dihitung dengan persamaan seperti berikut (Utomo, dalam Ariesca, 2004) :
=
.................................. (1.2)
Keterangan : E
= Tanah tererosi
Cap
= Konsentrasi muatan sedimen (gram/ liter)
42
43
Vap
= Volume aliran permukaan (liter/ m2)
A
= Luas petak pengamatan (m2)
Tabel 4. Kalasifikasi Tingkat Erosi Permukaan Berdasarkan Tingkat Besarnya Kehilangan Tanah Kelas
Besarnya Kehilangan Tanah
Kriteria
(ton/ ha/ tahun) 1
< 15
Sangat Rendah
2
15 –60
Rendah
3
60 - > 180
Sedang
4
180 – 480
Tinggi
5
> 480
Sangat Tinggi
Sumber: Depertemen Kehutanan, BP DAS Bone Bolango, dalam Lihawa 2012: 5. Pengumpulan data curah hujan yang jatuh pada permukaan tanah khususnya pada masing-masing plot pengamatan erosi permukaan pada lahan pertanian jagung setiap kali periode hujan digunakan alat pengukur curah hujan sederhana yang terbuat dari seng alumunium. Proses pengukuran yaitu dengan cara mengukur jumlah air hujan yang tertampung pada alat pengukur curah hujan sederhana per periode hujan pada gelas ukur dengan satuan milimeter. Berikut adalah desain plot pengukuran erosi permukaan dan desain drum penampung, serta alat pengukur curah hujan plot erosi permukaan yang akan di buat.
43
44
Petak Pengamatan Erosi
4 Meter 20 Cm
8 Meter
Drum 1
Drum 2 Saluran pembagi
Drum 1 : Drum utama Drum 2 : Drum luapan Gambar 2: Desain Plot Pengukuran Erosi Permukaan
44
45
1
11
2
200 L
Drum
65 cm
3
Penutup Pipa
4 5
40 cm 40 L
6
15 cm
Keterangan: 1. Corong penangkar (luas 100 m2) 2. Tempat penampungan air hujan 3. Kran air 4. Kaki kayu yang disanggahkan ke dalam penakar 5. Pondasi/ kaki kayu 6. Pondasi beton Gambar 3: Desain Drum Penampung, serta Alat Pengukur Curah Hujan Sederhana Plot Erosi Permukaan
45
46
Berikut adalah diagram alir teknik pengumpulan data pengukuran erosi permukaan dapat dilihat pada (Gambar 4) yang merupakan bagian dari kerangka kerja penelitian. Mulai Plot 1 (Lereng 12%) Persiapan Penentuan Petak Penelitian
Plot 2 (Lereng 25%)
Plot 3 (Lereng 40%)
Pengukuran Erosi Permukaan
Mengukur Volume Air Yang Tertampung Pada Drum
Drum Utama Drum Luapan
Mengukur Intensitas Hujan Per Periode Hujan
Pengambilan Data Sampel Material Erosi
Mengaduk Secara Mereta Material Air dan Tanah Yang Sudah Tertampung Drum Utama Mengambil Sampel Material Air dan Tanah Pada Drum Penampung Material Dimasukkan Kedalam 3 Jergen Ukuran 2 Liter Menyaring Sampel Air dan Tanah Dalam Kertas Saring
Sampel Dikeringkan Dalam Oven (Suhu 1050 C) Selama 24 Jam
Mengukur Berat Konsistensi Muatan Sedimen
Gambar 4. Diagram Alir Teknik Pengumpulan Data Pengukuran Erosi Permukaan (Bagian Dari Kerangka Kerja)
46
Drum Luapan
2 Botol Untuk Analisis Beban Endapannya
1 Botol Untuk Analisis Kandungan Unsur Hara
Mengukur Besarnya Erosi Permukaan Tanah
47
3.7
Analisis Kandungan Unsur Hara Tanah Dalam hal menganalisis kandungan unsur hara tanah yang ikut terbawa
oleh aliran permukaan pada lahan pertanian jagung yaitu dengan menganalisis sampel air dan tanah yang ada pada drum penampung pada Laboratorium Kimia Tanah PT. PG. Gorontalo Unit Pabrik Gula. Tolangohula. Unsur hara yang dianalisis yaitu Nitrogen (N), Phospor (P), dan Kalium (K), dengan metode analisis pada (Tabel 5) berikut ini. Tabel 5. Metode Analisis Unsur Hara Dalam Aliran Permukaan No
Unsur Hara Tanah
Metode Analisa
1
Nitrogen
Kjedahl
2
Phospor
Olsen, NaHCO3 0,5 M pH 8,5
3
Kalium
NNH4Oac pH7,0
Sumber: Report Of Analysis PT. PG. Gorontalo. Unit PG. Tolangohula, 2013. Adapun metode analisis unsur hara N, P, K tanah dalam aliran permukaan diuraikan sebagai berikut: 1. Penetapan Nitrogen a. Pereaksi
Asam sulfat pekat
Asam sulfat 0,1 N (± 1 ml)
Tetapkan normalitas dengan menimbang 0,05 gram garam boraks (Na2B4O7. 10 H2O), masukkan ke dalam Erlenmeyer tambah 25 ml air.
47
48
Berikan beberapa tetes MM (indikatot) dan titas dengan H2SO4 yang akan ditetapkan normal. Mg boraks N H2SO4 = ....................................... ............................ (1.3) Bst boraks x vol. titrasi
Asam borat 4% Timbang 40 gram Boric acid, larutkan ke dalam labu 1000 ml.
Campuran Selen Campur 100 gram CuSO4 dengan 200 gram Na2SO4 dan 100 gram selenium, adauk hingga tercampur rata.
Indikator Conway Timbang 0,5 gram Bromo Cresol Green dan 0,1 gram Methyl Irot (MM). Larutkan dengan 100 ml Ethanol 96%.
b. Cara Kerja
Timbang 0,5 gram contoh tanah diameter 0,5 mm kering udara
Masukkan kedalam labu kjeldhal 100 ml. Tambahkan ± 0,3 gram campuran selen dan 5 ml H2SO4 pekat.
Destruksi di atas pemanas listrik pada suhu 4500 selama 3 jam atau sampai destruksi sempurna (larutan jernih).
Dinginkan dan encerkan dengan air suling lalu pindahkan ke dalam labu penyuling hingga volume menjadi ± 100 ml.
48
49
Tambahkan 3 sendok hablur NaOH atau 30 ml NaOH 50% dan beberapa butir batu didih (3 butir), kemudian segera tutup rapat dan sulingkan.
Sulingan ditampung di dalam erlenmeyer yang berisi asam borat 4% sebanyak 25 ml dan beberapa tetes indikator Conway. Penyulingan dilakukan sampai warna penampung menjadi biru dan volumenya ± 50 ml.
Titar hingga titik akhir dengan H2SO4 0,1 N (perubahan warna: biru menjadi merah). (A – B) x N x 14 x 100 % N = ........................................ x fk ............................ (1.4) mg contoh
Keterangan: A = Volume titrasi contoh B = Volume titrasi blanko N = Normalitas H2SO4 Fk = Faktor koreksi kadar air 14 = Bobot setara Nitrogen 2. Penetapan Phospor a. Pereaksi
Natrium bicarbonat 0,5 M pH 8,5
49
50
Dilarutkan 44,4 gram NaHCO3 dengan air murni sampai 1000 ml. Tepatkan pH-nya menjadi 8,5 dengan penambahan NaOH (bila diperlukan).
Larutkan campuran molibdat – kalium antimonitartrat (pereaksi Pospat). Larutkan 12 gram ammonium heptamolibdat dengan 150 ml air panas dan 0,275 gram kalium antimonitartrat dengan air. Tuangkan perlahanlahan ke dalam 140 ml H2SO4 pekat yang telah diencerkan dengan 500 ml air. Kemudian kocok dan encerkan dengan air hingga 1000 ml.
Pereaksi campuran biru molibdat Untuk 500 ml, timbang 0,53 gr ascorbic acid. Tambahkan 50 ml campuran molibdat – kalium antimonitartrat yang telah diencerkan dengan 440 ml air dan 10 ml larutan H2SO4 5 N.
Larutkan standar P2O5 1000 ppm Larutkan 1,9155 gr KH2PO4 dengan air murni ke dalam labu ukur 1000 ml, tambah beberapa tetes chloroform kemudian impitkan sampai tanda garis.
Deret standar 0, 1, 2, 3 , 4, 5 ppm P2O5 Pipet 5 ml larutan standar 1000 ppm P2O5 ke dalam labu 50 ml kemudian impitkan (larutan mengandung 100 ppm P2O5). Pipet masing-masing 0, 1, 2, 3, 4, 5 ml larutan satandar 100 ppm P2O5 ke dalam labu ukur 100 ml, impitkan sampai tanda garis.
50
51
b. Cara Kerja
Timbang 1 gram tanag 2 mm yang telah diaduk rata.
Tambahkan pengekstrak NaHCO3 0,5 M pH 8,5 sebanyak 20 ml.
Kocok selama 60 menit dengan mesin kocok 180 goyangan/ menit.
Saring atau centrifuge untuk mendapatkan ekstrak jernih.
Pipet 2 ml ekstrak jernih dan larutan standar ke dalam tabung reaksi. Untuk larutan blanko, pipet 2 ml pengekstrak NaHCO3 0,5 M pH 8,5.
Tambahkan 10 ml pereaksi campuran biru molibdat (larutan pewarna), lalu kocok.
Biarkan selama 30 menit.
Ukur dengan alat Spectrometer setelah dihidupkan selama ± 15 menit pada panjang gelombang 650 nm (yang sesuai).
Catat pembacaan absorbance atau transmitannya. Ac Ppm P2O5 = 20 x ............... x ppm standar x fp x fk ........... (1.5) As
Keterangan: fp = faktor pengenceran fk = faktor koreksi kelembaban Ac = Absorbance contoh As = Absorbance standar
51
52
3. Penetapan Kalium a. Pereaksi
Larutan ammonium acetat 1 N pH 7,0
Timbang 77,08 gram ammonium acetate larutan dalam 1 liter air murni. Atur pH-nya sampai 7 dengan menambahkan asam acetate jika pH > 7 atau ammonium hidroksida jika pH < 7.
Larutan standar 1000 ppm K.
Larutan standar 1000 ppm Na.
b. Cara Kerja
Timbang 1 gram contoh tanah 2 mm kering udara ke dalam botol kocok / botol film.
Tambahkan 20 ml larutan pengestrak ammonium acetate 1 N pH 7.
Kocok dengan mesin pengocok selama 30 menit (180 goyangan per menit).
Saring dengan kertas saring atau centrifuge hingga diperoleh larutan jernih.
Ukur dengan Flame Photometer Jika larutan pekat encerkan dengan memipet 1 ml larutan pekat ke dalam tabung reaksi lalu tambahkan 10 ml aqaudest (pengenceran 11 kali). Pembacaan C Ppm K2O = 1,2 x 20 x ............................. x ppm S x fk ........ (1.6) Pembacaan S
52
53
Berikut adalah diagram alir analisis kandungan unsur hara tanah yang tererosi dapat dilihat pada (Gambar 5) yang merupakan bagian dari kerangka kerja penelitian.
Analisis Kandungan Unsur Hara Tanah Metode Analisis Nitrogen (N)
Menganalisis Sampel Air Dan Tanah Yang Ada Pada Drum Penampung Di Laboratorium
Kjedahl
Phospor (P) Kalsium (K)
Olsen, NaHCO3 0,5 M pH 8,5 NNH4OacpH7,0
Gambar 5. Digram Alir Analisis Kandungan Unsur Hara Tanah Yang Tererosi (Bagian Dari Kerangka Kerja). 3.8
Teknik Analisis Data Teknik analisis data untuk penelitian ini dalam hal pengujian hipotesis yaitu
dilakukan dengan teknik Analisis Regresi Linier Sederhana, untuk mengetahui hubungan antara erosi permukaan dengan kandungan unsur hara tanah. Dimana peubah bebas (X) yaitu erosi permukaan, dan peubah tidak bebasnya (Y) yaitu kandungan unsur hara tanah. Model regresi liniernya yaitu sebagai berikut : Y = a + b X ............................. (1.7) Dimana : Y = Kandungan unsur hara tanah X = Erosi permukaan A = Nilai intersep B = Koefisien regresi
53
54
Adapun model yang dipilih yaitu yang memiliki nlai koefisien determinasi (R2) paling besar. Pendugaan model dengan menggunakan minitab, dan sebelum penentuan model dilakukan analisis sidik ragam (ANOVA) terlebih dahulu (Mattjik dan Sumertawijaya, dalam Ariesca, 2004). Berikut adalah diagram alir teknik analisis data dapat dilihat pada (Gambar 6) yang merupakan bagian dari kerangka kerja penelitian. Teknik Analisis
Peubah Bebas (X)
Erosi Permukaan
Regresi (Y = a + bX)
Peubah Tidak Bebas (Y)
Kandungan Unsur Hara Tanah
Gambar 6. Digram Alir Teknik Analisis Data (Bagian Dari Kerangka Kerja)
54
