ANALISIS INFILTRASI TANAH PADA BERBAGAI PENGGUNAAN LAHAN DI KEBUN PERCOBAAN CIKABAYAN, DRAMAGA
NUR AUFAH KURNIA
DEPARTEMEN ILMU TANAH DAN SUMBERDAYA LAHAN FAKULTAS PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2013
PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA* Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul Analisis Infiltrasi Tanah Pada Berbagai Penggunaan Lahan di Kebun Percobaan Cikabayan, Dramaga adalah benar karya saya dengan arahan dari komisi pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir disertasi ini. Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut Pertanian Bogor. Bogor, Juli 2013 Nur Aufah Kurnia NIM A14070054
ABSTRAK NUR AUFAH KURNIA. Analisis Infiltrasi Tanah pada Berbagai Penggunaan Lahan di Kebun Percobaan Cikabayan, Dramaga. Dibawah bimbingan Latief M. Rachman dan Enni D. Wahjunie. Laju infilrasi tanah dipengaruhi oleh berbagai sifat tanah, diantaranya tekstur tanah, jenis mineral klei, struktur tanah, stabilitas agregat, kadar air tanah awal, kandungan bahan organik tanah, porositas tanah serta penggunaan lahan. Tujuan penelitian ini adalah untuk mengkaji laju infiltrasi tanah pada berbagai penggunaan lahan, yaitu Kebun Karet, Kebun Durian, Kebun Singkong, dan Lahan Terbuka tanpa Vegetasi; serta pengaruh beberapa sifat tanah terhadap infiltrasi tanah, terutama stabilitas agregat tanah, kandungan bahan organik, serta kandungan dan jenis kation. Hasil pengamatan menunjukkan bahwa laju infiltrasi tanah awal (t = 0,05 jam) tertinggi terdapat pada lahan Kebun Durian dengan laju sebesar 90 cm/jam, disusul Lahan Terbuka 80 cm/jam, Kebun Singkong 79 cm/jam, dan terendah pada Kebun Karet sebesar 60 cm/jam. Laju infiltrasi tanah awal lebih dipengaruhi oleh kadar air tanah awal, dimana Kebun Karet memiliki kadar air tanah awal tertinggi sehingga laju infiltrasi tanah awal yang terjadi menjadi lebih rendah. Laju infiltrasi tanah konstan tertinggi terdapat pada Kebun Singkong sebesar 7,80 cm/jam dengan kelas laju infiltrasi agak cepat disusul oleh laju infiltrasi konstan pada Kebun Karet 6,00 cm/jam, Kebun Durian 5,40 cm/jam, serta Lahan Terbuka dengan laju infiltrasi konstan terendah sebesar 5,20 cm/jam. Laju infiltrasi ketiga penggunaan lahan tersebut termasuk dalam laju infiltrasi sedang. Pengolahan tanah yang dilakukan pada lahan Kebun Singkong menyebabkan tanah menjadi lebih sarang dan meningkatkan ketersediaan pori drainase sehingga memiliki laju infiltrasi tanah konstan paling tinggi. Adapun lahan Kebun Karet memiliki stabilitas agregat yang lebih tinggi sehingga dapat mempertahankan jumlah pori tanah yang tersedia dan laju infiltrasi tanahnya. Berdasarkan pengamatan yang dilakukan laju infiltrasi tanah tidak selalu dipengaruhi oleh stabilitas agregat, kandungan bahan organik dan basa-basa yang tinggi. Kadar air tanah awal (Initial Soil Moisture Conditions) sangat menentukan laju infiltrasi awal. Selain itu, pembentukan umbi dapat menggemburkan tanah sehingga mampu menstimulasi pergerakan air ke dalam tanah menjadi lebih cepat. Kata Kunci : Laju Infiltrasi, Penggunaan Lahan
ABSTRACT NUR AUFAH KURNIA. Analysis of Soil Infiltration of Various Land Uses in Cikabayan Field Station, Dramaga. Supervised by Latief M. Rachman and Enni D. Wahjunie. Infiltration rate of soil is influenced by a variety soil properties, such as soil texture, type of clay mineral, soil structure, aggregate stability, soil water content, soil organic matter content, soil pore distribution, and land use. The purpose of this study was to determine the infiltration rate of the soil on several land uses, and soil infiltration relationships with other soil properties, especially soil aggregate stability, organic matter content, and the content and type of cation. The result showed that the initial soil infiltration rate (t = 0,05 hour) was highest on Durian Garden 90 cm/hr, followed by Open Land 80 cm/hr, Cassava Garden 79 cm/hr, and the lowest in Rubber Garden 60 cm/hr. The initial soil infiltration rate is more determined by initial soil water content. Rubber Garden have the lowest soil infiltration rate because it has the highest initial soil water content. Cassava Garden has a constant infiltration rate of 7,80 cm/hr that classified as slightly fast. Infiltration rate constant on Rubber Garden 6,00 cm/hr, followed by Durian Garden 5,40 cm/hr, and Open Land have the lowest infiltration rate constant of 5,20 cm/hr which all classified as medium. Based on observations made soil infiltration rate is not always influenced by land use and some soil properties such as high aggregate stability, organic matter content, and exchangeable cation. Initial soil moisture condition controls initial soil infiltration rate. Tuber formation can loosen the soil so as to stimulate the movement of water into the ground to be faster. Keyword : Infiltration Rate, Land Use
ANALISIS INFILTRASI TANAH PADA BERBAGAI PENGGUNAAN LAHAN DI KEBUN PERCOBAAN CIKABAYAN, DRAMAGA
NUR AUFAH KURNIA
Skripsi Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Pertanian pada Departemen Ilmu Tanah dan Sumberdaya Lahan
DEPARTEMEN ILMU TANAH DAN SUMBERDAYA LAHAN FAKULTAS PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2013
JudulSkripsi Nama NRP
: Analisis Infiltrasi Tanah pada Berbagai Penggunaan Lahan di Kebun Percobaan Cikabayan, Dramaga : Nur Aufah Kurnia : A14070054
Disetujui oleh,
Dr. Ir. Latief M. Rachman, M.Sc, MBA Pembimbing I
Dr. Ir. Enni Dwi Wahjunie, M.Si Pembimbing II
Diketahui oleh,
Dr. Ir. Syaiful Anwar, M.Sc Ketua Departemen
Tanggal Lulus :
PRAKATA Puji syukur kehadirat Allah SWT atas segala petunjuk dan karunia-Nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi yang berjudul “Analisis Infiltrasi Tanah pada Berbagai Penggunaan Lahan di Kebun Percobaan Cikabayan, Dramaga”. Skripsi ini disusun untuk memenuhi persyaratan memperoleh gelar Sarjana Pertanian pada Fakultas Pertanian, Institut Pertanian Bogor. Penulis menyadari, bahwa keberhasilan penyelesaian skripsi ini bukan sepenuhnya hasil kerja penulis sendiri. Rasa terima kasih penulis haturkan kepada Dr. Ir. Latief M. Rachman, M.Sc., MBA, dan Dr. Ir. Enni Dwi Wahjunie, M. Si, selaku pembimbing skripsi, atas pengarahan dan bimbingannya sehingga skripsi ini dapat terselesaikan dengan baik. Semoga semua kebaikan dibalas dengan keberkahan dari Allah swt. Selain itu, penulis juga mengahaturkan terima kasih pada: 1. Orang tua tercinta, ayah Abdul Sofyan, bunda Nurfiatin Miah (Alm) dan adik Asrullah Zulkarnaen; yang selalu memberikan doa, kasih sayang, semangat, dan perhatian, 2. Seluruh dosen Departemen Ilmu Tanah dan Sumberdaya Lahan yang telah memberikan ilmu dan pengetahuan yang sangat berharga, 3. Pak Ipul dan staf Laboratorium Fisika dan Konservasi Tanah Departemen. ITSL, atas bantuannya selama penulis melaksanakan penelitian di laboratorium, 4. Seluruh keluarga besar Soilscaper 44 yang telah memberikan kenangan terindah semasa kuliah. Akhir kata, semoga skripsi ini dapat bermanfaat bagi semua pihak. Bogor, Juli 2013 Nur Aufah Kurnia
i
DAFTAR ISI
DAFTAR ISI -------------------------------------------------------------------------------- i DAFTAR TABEL --------------------------------------------------------------------------ii DAFTAR GAMBAR -----------------------------------------------------------------------ii DAFTAR LAMPIRAN --------------------------------------------------------------------ii I PENDAHULUAN -------------------------------------------------------------------- 1 I.1. Latar Belakang ---------------------------------------------------------------------- 1 I.2. Tujuan -------------------------------------------------------------------------------- 1 II TINJAUAN PUSTAKA ------------------------------------------------------------- 2 II.1. Infiltrasi Tanah ------------------------------------------------------------------- 2 II.2. Kemantapan Agregat Tanah ---------------------------------------------------- 2 II.3. Bahan Organik ------------------------------------------------------------------- 3 II.4. Penggunaan Lahan --------------------------------------------------------------- 4 III METODE PENELITIAN ----------------------------------------------------------- 5 III.1. Lokasi dan Waktu Penelitian --------------------------------------------------- 5 III.2. Bahan dan Alat ------------------------------------------------------------------- 5 III.3. Metode Penelitian ---------------------------------------------------------------- 5 III.3.1. Deskripsi Penggunaan Lahan-------------------------------------------- 5 III.3.2. Pengukuran Profil Infiltrasi Tanah ------------------------------------- 5 III.3.3. Pengambilan Sampel Tanah --------------------------------------------- 6 III.3.4. Analisis Sifat Tanah ------------------------------------------------------- 6 III.3.5. Analisis Data --------------------------------------------------------------- 6 IV HASIL DAN PEMBAHASAN ----------------------------------------------------- 8 IV.1. Kondisi Umum Penggunaan Lahan ------------------------------------------- 8 IV.1.1. Kebun Karet ---------------------------------------------------------------- 8 IV.1.2. Kebun Durian -------------------------------------------------------------- 8 IV.1.3. Kebun Singkong ------------------------------------------------------------ 9 IV.1.4. Lahan Terbuka ----------------------------------------------------------- 10 IV.2. Profil Infiltrasi Tanah pada Berbagai Penggunaan Lahan --------------- 10 IV.2.1. Laju Infiltrasi Awal ------------------------------------------------------ 10 IV.2.2. Laju Infiltrasi Konstan -------------------------------------------------- 11 IV.2.3. Volume Air Terinfiltrasi ------------------------------------------------ 12 IV.3. Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Laju Infiltrasi ----------------------- 13 IV.3.1. Kemantapan Agregat Tanah ------------------------------------------- 13 IV.3.2. Bahan Organik Tanah -------------------------------------------------- 15 IV.3.3. Basa-Basa Dapat Ditukar ---------------------------------------------- 17 V KESIMPULAN DAN SARAN --------------------------------------------------- 19 V.1. Kesimpulan --------------------------------------------------------------------- 19 V.2. Saran ----------------------------------------------------------------------------- 19 DAFTAR PUSTAKA -------------------------------------------------------------------- 20 LAMPIRAN ------------------------------------------------------------------------------- 21 RIWAYAT HIDUP ---------------------------------------------------------------------- 24
ii
DAFTAR TABEL Tabel 1. Klasifikasi laju infiltrasi tanah Kohnke (1968) ......................................... 2 Tabel 2. Klasifikasi Indeks Stabilitas Agregat ........................................................ 3 Tabel 3. Parameter Pengamatan dan Metode Analisis ............................................ 6 Tabel 4. Profil Infiltrasi Tanah pada Berbagai Penggunaan Lahan ....................... 10 Tabel 5. Indeks Stabilitas Agregat (ISA) pada Berbagai Penggunaan Lahan ....... 14 Tabel 6.Bahan Organik (%) pada Berbagai Penggunaan Lahan ........................... 16 Tabel 7. Basa-basa (me/100g tanah) pada berbagai penggunaan lahan ................ 17
DAFTAR GAMBAR Gambar 1. Penggunaan Lahan Kebun Karet ---------------------------------------------8 Gambar 2. Penggunaan Lahan Kebun Durian -------------------------------------------9 Gambar 3. Penggunaan Lahan Kebun Singkong ----------------------------------------9 Gambar 4. Penggunaan Lahan Terbuka ------------------------------------------------ 10 Gambar 5. Kurva Laju Infiltrasi Tanah pada Berbagai Penggunaan Lahan ------- 12
DAFTAR LAMPIRAN 1. Kadar Air Tanah Awal pada Berbagai Penggunaan Lahan ............................... 21 2. Kadar Bahan Organik (%) pada Berbagai Penggunaan Lahan ......................... 21 3. Indeks Stabilitas Agregat (ISA) pada Berbagai Penggunaan Lahan ................. 21 4. Kandungan Basa-Basa (me/100g tanah) pada Berbagai Penggunaan Lahan .... 22 5. Analisis Ragam Kadar Bahan Organik pada Berbagai Penggunaan Lahan ...... 22 6. Analisis Ragam Indeks Stabilitas Agregat pada Berbagai Penggunaan Lahan . 22 7. Analisis Ragam Ca pada Berbagai Penggunaan Lahan ..................................... 22 8. Analisis Ragam Mg pada Berbagai Penggunaan Lahan .................................... 23 9. Analisis Ragam Na pada Berbagai Penggunaan Lahan..................................... 23
1
I I.1.
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Infiltrasi merupakan bagian dari siklus hidrologi yang mempunyai peranan penting dalam berbagai aspek kehidupan dan kelestarian sumberdaya alam. Infiltrasi tanah berperan dalam mendistribusikan air hujan sehingga sangat berpengaruh pada aliran permukaan, banjir, erosi, ketersediaan air bawah tanah, dan ketersediaan aliran sungai dimusim kemarau. Laju infiltrasi yang rendah, akan menyebabkan sebagian besar curah hujan yang jatuh ke tanah akan mengalir sebagai aliran permukaan dan hanya sebagian kecil yang masuk ke dalam tanah sebagai simpanan air tanah. Akan tetapi, laju infiltrasi yang terlalu besar juga merugikan karena dapat menurunkan produktivitas lahan-lahan pertanian, karena akan menyebabkan proses pencucian unsur hara menjadi lebih tinggi. Dalam hal ini, laju infiltrasi tanah merupakan suatu informasi berharga sebagai acuan untuk pelaksanaan manajemen air dan tata guna lahan yang lebih efektif (Asdak, 2002). Laju infilrasi tanah dipengaruhi oleh berbagai sifat tanah, diantaranya tekstur tanah, jenis mineral tanah, struktur tanah, stabilitas agregat, kadar air tanah awal, kandungan bahan organik tanah, serta porositas tanah. Selain faktor-faktor tersebut, tanaman juga sangat mempengaruhi infiltrasi tanah. Tanaman berperan dalam meningkatkan infiltrasi tanah dengan melindungi permukaan tanah dari pukulan butir air hujan yang dapat menyebabkan kerusakan struktur tanah. Akar tanaman juga dapat membantu pembentukan saluran air ke dalam tanah berupa lubang bekas akar yang membusuk sehingga dapat meningkatkan laju infiltrasi. Selain itu, tanaman juga menjadi sumber bahan organik yang berfungsi sebagai bahan penyemen untuk pembentukan agregat yang lebih stabil. Peranan tanaman dalam proses infiltrasi ini erat kaitannya dengan penggunaan lahan. Penggunaan lahan yang berbeda memungkinkan memiliki jenis tanaman yang berbeda, sehingga tutupan tajuk serta sistem perakaran yang dimiliki juga akan berbeda. Hal ini dapat memberikan tingkat pengaruh yang berbeda pula terhadap infiltrasi tanah. Oleh karena itu, perlu adanya pengamatan laju infiltrasi tanah pada penggunaan lahan yang berbeda.
I.2. 1.
2.
Tujuan Penelitian ini bertujuan untuk : Mengkaji laju infiltrasi tanah pada berbagai penggunaan lahan, yaitu Kebun Durian, Kebun Karet, Kebun Singkong, dan Lahan Terbuka tanpa Vegetasi. Mengkaji sifat-sifat tanah yang mempengaruhi infiltrasi tanah, terutama kemantapan agregat tanah, kandungan bahan organik, serta kandungan dan jenis kation pada berbagai penggunaan lahan.
2
II II.1.
TINJAUAN PUSTAKA
Infiltrasi Tanah
Infiltrasi adalah proses masuknya air ke dalam tanah melalui permukaan tanah. Umumnya, infiltrasi yang dimaksud adalah infiltrasi vertikal, yaitu gerakan air ke bawah dari permukaan tanah (Jury dan Horton, 2004). Infiltrasi tanah meliputi infiltrasi kumulatif, laju infiltrasi, dan kapasitas infiltrasi. Infiltrasi kumulatif adalah jumlah air yang meresap ke dalam tanah pada suatu periode infiltrasi. Laju infiltrasi adalah kecepatan air yang meresap ke dalam tanah dalam waktu tertentu. Sedangkan kapasitas infiltrasi adalah kemampuan tanah menampung air yang masuk ke dalam tanah dalam waktu tertentu. (Haridjaja et al., 1991). Pada awal infiltrasi, air yang meresap ke dalam tanah mengisi kekurangan kadar air tanah. Setelah kadar air tanah mencapai kadar air kapasitas lapang, maka kelebihan air akan mengalir ke bawah menjadi cadangan air tanah (groundwater) (Jury dan Horton, 2004). Laju infiltrasi tergantung pada besarnya kandungan air dalam tanah. Ketika air jatuh pada tanah kering, air yang masuk ke dalam tanah dipengaruhi oleh hisapan matriks dan gaya gravitasi. Proses infiltrasi ini semakin lama akan membuat kadar air tanah semakin meningkat dan saat tanah mulai jenuh pergerakan air ke bawah hanya dipengaruhi oleh gaya gravitasi. Laju infiltrasi diklasifikasikan menjadi tujuh kelas oleh Kohnke (1968) berdasarkan nilai laju infiltrasi konstan seperti yang ditunjukkan dalam Tabel 1. Laju infiltrasi dipengaruhi oleh sifat-sifat tanah, tutupan tajuk tanaman, tindakan pengolahan tanah, dan laju penyediaan air. Secara langsung, laju infiltrasi dipengaruhi oleh kapasitas infiltrasi dan laju penyediaan air. Kapasitas infiltrasi ditentukan oleh struktur dan tekstur tanah. Unsur struktur tanah yang terpenting adalah ukuran, jumlah, dan distribusi pori, serta kemantapan agregat tanah (Haridjaja et al., 1991). Menurut Arsyad (2006), laju masuknya air ke dalam tanah terutama dipengaruhi oleh ukuran dan kemantapan agregat. Tabel 1. Klasifikasi laju infiltrasi tanah Kohnke (1968) Kelas Sangat lambat Lambat Sedang – lambat Sedang Sedang – cepat Cepat Sangat cepat
Laju infiltrasi konstan (mm/jam) <1 1–5 5 – 20 20 – 65 65 – 125 125– 250 >250
(Sumber : Kohnke, H. 1968 dalam Sofyan, 2006)
II.2.
Kemantapan Agregat Tanah
Agregat terbentuk diawali dengan suatu mekanisme yang menyatukan partikel-partikel primer membentuk kelompok atau gugus (cluster) dan dilanjutkan dengan adanya bahan atau sesuatu yang dapat mengikat menjadi lebih
3
kuat (sementasi). Tanah yang teragregasi dengan baik dicirikan dengan tingkat infiltrasi, permeabilitas, dan ketersediaan air yang tinggi. Akan tetapi, agregasi yang tinggi belum tentu menguntungkan apabila tidak diikuti dengan stabilitas agregat yang cukup. Kemantapan agregat tanah dapat didefinisikan sebagai kemampuan tanah untuk bertahan terhadap gaya-gaya yang akan merusaknya. Gaya-gaya tersebut terutama dapat berupa kikisan angin, pukulan hujan, daya urai air pengairan, dan beban pengolahan tanah (Amezketa et al., 2003). Kemantapan agregat sangat erat hubungannya dengan pergerakan air ke dalam tanah dan di dalam tanah, sirkulasi udara dalam tanah, ketersediaan air bagi tanaman, perkembangan perakaran, erosi tanah, pengolahan tanah, dan erosi tanah. Kemantapan agregat dinyatakan ke dalam indeks stabilitas agregat yang merupakan selisih antara rata-rata bobot diameter agregat tanah pada pengayakan kering dengan rata-rata bobot diameter pada pengayakan basah (Sitorus et al., 1983). Semakin besar indeks stabilitas agregat maka tanah semakin stabil, demikian sebaliknya. Sitorus et al. (1983) mengklasifikasikan indeks stabilitas agregat seperti yang disajikan pada Tabel 2. Faktor-faktor yang mempengaruhi ukuran dan stabilitas agregat adalah tekstur, kandungan klei, kadar bahan organik, dan jenis serta jumlah kation. Bahan organik bertanggungjawab dalam proses sementasi partikel-partikel utama sampai membentuk agregat stabil (Baver et al., 1972). Hal ini juga dikemukakan Soepardi (1983), bahwa bahan organik merupakan faktor agregasi terpenting. Bahan organik memungkinkan partikel-partikel lepas jadi terikat dan menjadi agregat yang stabil serta lebih besar sehingga diperoleh kesarangan yang sangat diperlukan tanah. Tabel 2. Klasifikasi Indeks Stabilitas Agregat Kelas Sangat Stabil Sekali Sangat Stabil Stabil Agak Stabil Kurang Stabil Tidak Stabil
Indeks Stabilitas Agregat (ISA) >200 80-200 66-80 50-66 40-50 <40
(Sumber : Sitorus et al., 1983)
Agregat tanah yang mantap dapat mempertahankan jumlah ruang pori dan distribusi pori yang ada. Tanah yang memiliki agregat yang tidak mantap mudah mengalami dispersi dan perpecahan sehingga menyebabkan pori-pori tanah juga hancur atau tertutup, sehingga terjadi pengurangan jumlah ruang pori tanah yang berdampak pada penurunan laju infiltrasi. II.3.
Bahan Organik
Aktivitas biologi tanah seperti aktivitas akar tanaman dan organisme tanah mempengaruhi pembentukan agregat tanah. Banyaknya perakaran meningkatkan granulasi dan aktivitas mikroorganisme yang pada akhirnya memperbaiki porositas tanah dan kestabilan struktur tanah. Sistem perakaran dan serasah yang
4
dihasilkan dapat membantu menaikkan permeabilitas dan laju infiltrasi tanah (Asdak, 2002). Serasah atau bahan organik yang merupakan sisa dari tumbuhan dan binatang yang telah mengalami pelapukan berperan sebagai perekat butiran lepas menjadi agregat, sehingga mempengaruhi sifat fisik tanah (Buckman dan Brady, 1969). Bahan organik dapat meningkatkan kemantapan agregat, kecepatan infiltrasi, dan memperbaiki aerasi tanah, sehingga tata air dan udara tanah menjadi lebih baik dan dapat menunjang pertumbuhan tanaman. Seperti yang dikatakan oleh Kertonegoro (1981) bahwa bahan organik mempengaruhi kemantapan agregat dan kemampuan tanah menahan air. II.4.
Penggunaan Lahan
Penggunaan lahan (land use) merupakan bentuk intervensi (campur tangan) manusia terhadap sumberdaya lahan dalam rangka memenuhi kebutuhan hidupnya, baik materil maupun spiritual (Arsyad, 2006). Kebutuhan tersebut termasuk kebutuhan primer maupun kebutuhan sekunder, atau dalam istilah lain yaitu kebutuhan sandang, pangan, dan papan. Penggunaan lahan berpengaruh besar terhadap laju infiltrasi tanah. Pengaruh penggunaan lahan ini berkaitan dengan vegetasi dan teknik pengolahan tanah. Perbedaan kerapatan tanaman dan teknik pengolahan tanah pada penggunaan lahan dapat memberikan pengaruh yang berbeda terhadap besarnya laju infiltrasi tanah. Yanrilla (2001) mengemukakan bahwa laju infiltrasi hutan lebih tinggi dibandingkan dengan laju infiltrasi pada penggunaan lahan semak dan lahan pertanian. Jenis tanaman semusim yang ditanam pada lahan pertanian memiliki akar yang dangkal dengan penyerapan air yang sedikit sehingga kandungan air tanah tinggi dan laju infiltrasi menjadi rendah. Isyari (2005) juga mengemukakan laju infiltrasi pada penggunaan lahan hutan, tegalan, dan semak lebih tinggi daripada laju infiltrasi penggunaan lahan pemukiman. Pemadatan yang terjadi akibat aktivitas manusia menurunkan laju infiltrasi. Sofyan (2006) menyatakan bahwa laju infiltrasi tanah hutan lebih tinggi daripada laju infiltrasi tanah pada lahan tegalan dan lahan agroforestry. Kandungan bahan organik dan jumlah pori makro yang tinggi menjadi faktor utama tingginya laju infiltrasi lahan hutan dibandingkan laju infiltrasi lahan tegalan maupun lahan agrofrestry. Lahan tegalan dan lahan agroforestry mengalami proses pengolahan tanah. Namun pengolahan tanah pada lahan tegalan lebih intensif daripada pengolahan tanah pada lahan agroforestry sehingga laju infiltrasi lahan agroforestry lebih tinggi daripada laju infiltrasi lahan tegalan.
5
III
METODE PENELITIAN
III.1. Lokasi dan Waktu Penelitian Penelitian ini dimulai dari bulan Mei sampai November 2012 bertempat di lapangan dan di laboratorium. Penelitian lapangan dilakukan di Kebun Percobaan Cikabayan Fakultas Pertanian, Institut Pertanian Bogor, yang terletak di Desa Babakan, Kecamatan Dramaga, Kabupaten Bogor, Jawa Barat. Pada penelitian ini dilakukan pengamatan infiltrasi tanah dan pengambilan sampel pada empat lokasi yang berbeda, yaitu Kebun Karet, Kebun Durian, Kebun Singkong, dan Lahan Terbuka. Sampel tanah kemudian dianalisis di Laboratorium Departemen Ilmu tanah dan Sumberdaya Lahan, Fakultas Pertanian, Institut Pertanian Bogor. III.2. Bahan dan Alat Bahan-bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah sampel tanah agregat utuh dan sampel tanah terganggu, air, serta bahan-bahan kimia sebagai ekstraksi di laboratorium. Alat-alat yang digunakan yaitu double ring infiltrometer, penggaris, ember, gayung, stopwatch, gunting, balok kayu, cangkul, kantong plastik, kertas label, satu set ayakan agregat kering, satu set ayakan agregat basah, cawan alumunium, timbangan digital, oven, gelas ukur, labu ukur, erlenmeyer, buret, sentrifuse, tabung reaksi, dan alat tulis. III.3. Metode Penelitian III.3.1. Deskripsi Penggunaan Lahan Penelitian dilakukan di Kebun Percobaan Cikabayan pada beberapa lahan budidaya dengan jenis vegetasi yang berbeda, yaitu Kebun Karet, Kebun Durian, Kebun Singkong, dan Lahan Terbuka tanpa Vegetasi. Keempat penggunaan lahan berada di lokasi yang cukup berdekatan, sehingga diharapkan pengaruh faktor seperti tekstur, bentuk dan ukuran struktur, serta jenis mineral tanah menjadi sama. III.3.2. Pengukuran Profil Infiltrasi Tanah Pengukuran profil infiltrasi tanah yang dilakukan terdiri dari penetapan laju infiltrasi awal, laju infiltrasi konstan, dan volume air terinfiltrasi. Pengukuran laju infiltrasi dilakukan dengan metode double ring infiltrometer menggunakan alat berupa dua buah ring dengan diameter ring besar 28,5 cm dan 10,5 cm untuk ring kecil. Ring infiltrometer dipasang pada tempat yang telah ditentukan dengan cara dibenamkan ke dalam tanah sedalam 5 cm. Kemudian air dimasukkan ke dalam kedua ring secara bersamaan dan diukur ketinggiannya. Pengukuran laju infiltrasi dilakukan selama dua setengah sampai tiga jam sampai diperoleh laju yang konstan dengan tiga kali pengukuran. Penetapan laju infiltrasi awal dilakukan dengan mengukur penurunan muka air pada 3 menit pertama setiap 30 detik. Kemudian pengukuran dilanjutkan setiap 60 detik sampai diperoleh penurunan muka air yang konstan. Penurunan muka air yang sudah konstan ini digunakan untuk penetapan laju infiltrasi konstan.
6
Adapun penetapan volume air terinfiltrasi dilakukan dengan menghitung jumlah penurunan muka air selama periode pengukuran. III.3.3. Pengambilan Sampel Tanah Sampel tanah yang diambil merupakan sampel tanah agregat utuh dan sampel tanah terganggu pada kedalaman 0-20 cm. Sampel tanah agregat utuh digunakan untuk penetapan stabilitas agregat tanah, sedangkan sampel tanah terganggu digunakan untuk penetapan kadar bahan organik tanah, Kalsium, Magnesium, dan Natrium dapat ditukar. III.3.4. Analisis Sifat Tanah Sifat tanah yang dianalisis adalah sifat fisik dan kimia tanah, yang meliputi kemantapan agregat tanah, kadar bahan organik, dan kandungan basa-basa (Kalsium, Magnesium, dan Natrium) dapat ditukar (Tabel 3). Tabel 3. Parameter Pengamatan dan Metode Analisis No. 1 2 3
Parameter Pengamatan Kadar Bahan Organik Basa-basa (Ca, Mg, Na) Stabilitas Agregat
Metode Analisis Walkley and Black Ekstraksi NH4OAc pH 7, AAS Pengayakan kering dan basah
III.3.5. Analisis Data Data hasil pengukuran infiltrasi dilapang diolah secara deskriptif dengan menggunakan Microsoft Office Excell. Laju infiltrasi awal ditetapkan dengan menghitung perbandingan jumlah penurunan muka air selama 3 menit pertama dengan waktu pengukuran. Adapun laju infiltrasi konstan ditetapkan dengan menghitung perbandingan penurunan muka air yang mulai konstan dengan waktu pengukuran.
Dimana : ft : Laju Infiltrasi (cm/jam) Δh : Penurunan muka air (cm) Δt : Waktu (jam) Perhitungan jumlah air yang terinfiltrasi dilakukan dengan menghitung jumlah penurunan muka air selama periode pengukuran dikalikan dengan luas permukaan ring kecil : F(t) = .A Dimana : F(t) : Jumlah air yang terinfiltrasi selama waktu t (cm3) Δh : Penurunan muka air (cm) A : Luas permukaan ring kecil (cm2)
7
Analisis pengaruh penggunaan lahan terhadap sifat-sifat tanah yang mempengaruhi laju infiltrasi yang meliputi kemantapan agregat, kadar bahan organik, kandungan basa-basa dapat ditukar dianalisis secara statistic menggunakan Analysis of Varian (Anova). Apabila terdapat pengaruh penggunaan lahan terhadap sifat-sifat tanah, maka dilanjutkan dengan uji Duncan. Uji Duncan digunakan untuk melihat nilai respon kadar bahan organik tanah, basa-basa, dan stabilitas agregat tanah yang memiliki perbedaan nyata pada taraf 5% (α = 0,05).
8
IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
IV.1. Kondisi Umum Penggunaan Lahan IV.1.1. Kebun Karet Tanaman Karet merupakan pohon yang tumbuh tinggi dan berbatang cukup besar. Batang tanaman biasanya tumbuh lurus dan memiliki percabangan yang tinggi di atas. Batang tanaman ini mengandung getah yang dikenal dengan lateks. Karet juga memiliki perakaran yang cukup kuat dengan akar tunggangnya yang dalam dengan percabangan akar yang kokoh. Pada kebun karet terdapat tanaman penutup tanah yang didominasi oleh rerumputan. Rapatnya tajuk tanaman pada penggunaan lahan Kebun Karet menyebabkan lebih banyak sisa tanaman yang terdapat pada lahan ini yang menyumbangkan bahan organik. Selain itu, aliran air ke dalam tanah juga terbilang tinggi karena lebih banyak aktivitas perakaran. Lahan Kebun Karet tidak mengalami pengolahan tanah intensif, sehingga dapat meminimalkan kerusakan sifat fisik tanahnya. Namun lahan ini terkadang dilewati oleh masyarakat yang memanfaatkan pohon karet untuk diambil getahnya, sehingga pada beberapa tempat tanah pada kebun ini mengalami pemadatan.
Gambar 1. Penggunaan Lahan Kebun Karet IV.1.2. Kebun Durian Tanaman Durian merupakan salah satu tanaman tahunan yang dapat tumbuh mencapai ketinggian 40 m, dengan tajuk yang rindang dan renggang. Tekstur tanah yang berat seperti klei, kurang baik bagi tanaman durian karena proses pengeringan tanah lambat terutama pada musim hujan dan tanah akan menjadi keras pada musim kemarau sehingga pertumbuhan akarnya terganggu. Lahan Kebun Durian ini tidak mengalami pengolahan tanah intensif sehingga bahan organik tanah pada lahan ini tidak terdekomposisi dengan cepat dan dapat mengurangi kerusakan sifat fisik tanah. Pada lahan ini terdapat tanaman penutup tanah yang didominasi oleh rerumputan, yang menjadi pemasok bahan organik tanah bersama dengan serasah yang berasal dari tanaman durian. Di lahan Kebun Durian terdapat beberapa parit kecil yang sengaja dibuat untuk menghindari terjadinya genangan yang dapat membuat akar membusuk. Seperti
9
halnya pada Kebun Karet, lahan ini juga sering dilewati petani, sehingga pada beberapa tempat juga mengalami pemadatan tanah.
Gambar 2. Penggunaan Lahan Kebun Durian IV.1.3. Kebun Singkong Singkong atau ketela pohon merupakan umbi atau akar pohon yang memiliki diameter dan panjang yang beragam tergantung dari jenis singkong yang ditanam. Tanah yang paling sesuai untuk tanaman singkong adalah tanah yang berstruktur remah dan gembur, memiliki tekstur tidak terlalu liat dan tidak terlalu sarang serta kaya bahan organik. Penggunaan lahan Kebun Singkong merupakan salah satu penggunaan lahan pertanian konvensional. Lahan ini biasa ditanami oleh tanaman singkong dan mengalami pengolahan tanah yang intensif untuk membuat tanah menjadi gembur dan remah sehingga dapat menstimulasi tumbuhnya atau keluarnya umbi. Pengolahan tanah yang intensif ini menyebabkan kemantapan agregat tanahnya rendah karena banyak mengalami gangguan. Pada saat pengambilan sampel tanah, kondisi lahan sedang ditanami singkong, sehingga tanah sangat remah dan gembur karena proses penyiangan, pengolahan tanah, dan pengaruh adanya umbi tanaman.
Gambar 3. Penggunaan Lahan Kebun Singkong
10
IV.1.4. Lahan Terbuka Lahan Terbuka ini sebelumnya merupakan lahan rerumputan yang kemudian digunakan sebagai tempat pembibitan kelapa sawit. Saat pengambilan sampel tanah, pada lahan ini tidak terdapat tanaman apapun yang menaunginya termasuk tanaman penutup tanah. Pada lahan ini terdapat beberapa guludan tanah yang terbentuk akibat aliran permukaan. Tanah pada lahan ini cukup kering pada saat panas terik. Saat hujan turun, banyak tanah yang ikut mengalir terbawa arus air sehingga banyak tanah lapisan atas yang menghilang akibat erosi yang terjadi.
Gambar 4. Penggunaan Lahan Terbuka IV.2. Profil Infiltrasi Tanah pada Berbagai Penggunaan Lahan Profil infiltrasi yang terdiri dari laju infiltrasi awal, laju infiltrasi konstan, dan volume air terinfiltrasi pada keempat penggunaan lahan (Kebun Karet, Kebun Durian, Kebun Singkong, dan Lahan Terbuka) disajikan pada Tabel 4. Tabel 4. Profil Infiltrasi Tanah pada Berbagai Penggunaan Lahan Penggunaan Lahan
Laju Infiltrasi Awal (t = 0,05 jam) (cm/jam)
Laju InfiltrasiKonstan (cm/jam)
Kebun Karet Kebun Singkong Kebun Durian Lahan Terbuka
60,00 79,00 90,00 80,00
6,00 7,80 5,40 5,20
Volume Air Terinfiltrasi Setelah 3 jam (cm3) 3874,04 4087,05 3212,49 2792,53
IV.2.1. Laju Infiltrasi Awal Laju infiltrasi awal (t = 0,05 jam) tertinggi sampai terendah berturut-turut yaitu Kebun Durian dengan laju sebesar 90 cm/jam, Lahan Terbuka 80 cm/jam, Kebun Singkong 79 cm/jam, dan Kebun Karet 60 cm/jam. Laju infiltrasi tanah dipengaruhi oleh beberapa faktor, diantara yang paling menentukan adalah kadar air tanah awal. Lahan Kebun Karet memiliki laju infiltrasi awal (t=0,05 jam) yang paling rendah dibandingkan dengan penggunaan lahan lainnya (Tabel 4). Pada lahan
11
Kebun Karet, rendahnya laju infiltrasi awal ini diduga sangat ditentukan oleh kadar air tanah awalnya. Lahan Kebun Karet ini memiliki kadar air tanah awal sebesar 69,64 % (Tabel Lampiran 1). Kadar air tanah awal ini lebih tinggi dibandingkan dengan lahan lainnya sehingga menyebabkan laju infiltrasi awal (t=0,05 jam) pada lahan ini menjadi lebih rendah. Laju infiltrasi tanah awal (t=0,05 jam) tertinggi terdapat pada lahan Kebun Durian dengan laju sebesar 90 cm/jam. Lahan Kebun Durian ini memiliki kadar air tanah awal yang lebih rendah dibandingkan dengan Kebun Karet yaitu sebesar 45,75 %. Kadar air tanah awal yang rendah pada lahan Kebun Durian memungkinkan terjadinya hisapan matriks yang lebih besar dibandingkan dengan Kebun Karet. Hisapan matriks yang terjadi ini menyebabkan infiltrasi yang terjadi menjadi lebih cepat, namun hisapan matriks tersebut akan berkurang seiring dengan bertambahnya kelembaban tanah. Oleh karena itu, laju infiltrasi awal (t = 0,05 jam) pada lahan Kebun Durian lebih tinggi dibandingkan dengan Kebun Karet. Laju infiltrasi tanah awal (t=0,05 jam) pada lahan Kebun Singkong lebih rendah dibandingkan dengan Lahan Terbuka. Perbedaan laju infiltrasi awal (t=0,05 jam) pada kedua lahan ini berkaitan dengan kadar air tanah awal, dimana Lahan Terbuka memiliki kadar air tanah awal yang lebih rendah (39,87%) dibandingkan dengan Kebun Singkong (40,51%). Oleh karena itu, laju infiltrasi awal yang terjadi pada lahan Kebun Singkong lebih rendah dibandingkan dengan Lahan Terbuka. Kadar air tanah awal mempengaruhi laju infiltrasi tanah awal sehingga tanah-tanah yang kering mempunyai kemampuan yang lebih besar untuk menarik dan memasukkan air ke dalam tanah. Kadar air tanah awal yang tinggi menunjukkan tanah sudah mulai jenuh sehingga kecepatan air masuk ke dalam tanah menjadi berkurang. IV.2.2. Laju Infiltrasi Konstan Laju infiltrasi tanah konstan pada lahan Kebun Karet lebih tinggi dibandingkan dengan Kebun Durian dan Lahan Terbuka yaitu sebesar 6,00 cm/jam. Berdasarkan klasifikasi laju infiltrasi Kohnke (1968), laju infiltrasi konstan tersebut termasuk dalam kelas laju infiltrasi sedang. Gambar 5 menunjukkan kurva perbandingan laju infiltrasi tanah pada berbagai penggunaan lahan. Kurva laju infiltrasi pada lahan Kebun Karet cenderung mengalami penurunan laju yang lebih sedikit dibandingkan dengan penggunaan lahan lainnya. Hal ini menunjukkan pori tanah yang terdapat pada lahan Kebun Karet dapat lebih dipertahankan sehingga laju infiltrasi konstannya lebih tinggi. Selain itu, akar tanaman juga membantu pembentukan saluran-saluran air dan udara akibat perakaran yang membusuk dapat meningkatkan laju air yang masuk ke dalam tanah. Oleh karena itu, laju infiltrasi tanah konstan pada lahan Kebun Karet lebih tinggi dibandingkan dengan Kebun Durian dan Lahan Terbuka. Lahan Kebun Singkong memiliki laju infiltrasi tanah konstan sebesar 7,80 cm/jam dan termasuk kelas laju infiltrasi agak cepat. Laju infiltrasi tanah konstan ini merupakan yang tertinggi dibandingkan dengan ketiga penggunaan lahan lainnya. Hal ini berkaitan dengan porositas tanah yang terdapat pada lahan tersebut. Tanaman Singkong yang berumbi cenderung memiliki kondisi tanah
12
yang lebih gembur dan sarang sehingga dapat menstimulasi laju peresapan air lebih cepat. Oleh karena itu, laju infiltrasi konstan pada lahan Kebun Singkong lebih tinggi dibandingkan dengan ketiga penggunaan lahan lainnya.
Gambar 5. Kurva Laju Infiltrasi Tanah pada Berbagai Penggunaan Lahan Laju infiltrasi tanah konstan pada Kebun Durian sebesar 5,40 cm/jam dan Lahan Terbuka 5,20 cm/jam. Laju infiltrasi tanah konstan pada kedua penggunaan lahan tersebut termasuk kedalam kelas laju infiltrasi sedang. Lahan Terbuka memiliki laju infiltrasi tanah konstan yang lebih rendah dibandingkan dengan Kebun Durian. Hal ini berkaitan dengan keberadaan vegetasi yang terdapat pada kedua lahan tersebut. Vegetasi dapat melindungi tanah terhadap pukulan butir hujan melalui tutupan kanopinya sehingga permukaan tanah terhindar dari pemadatan. Selain itu, tegakan batang dan akar yang terdapat pada lahan juga dapat mengurangi laju aliran permukaan sehingga dapat memberikan waktu yang lebih lama agar air masuk ke dalam tanah. Oleh karena itu, Lahan Terbuka yang tidak memiliki vegetasi penutup tanah memiliki laju infiltrasi konstan yang terendah. IV.2.3. Volume Air Terinfiltrasi Jumlah air yang terinfiltrasi pada suatu lahan tergantung pada laju infiltrasi pada suatu periode waktu. Hasil analisis jumlah air yang masuk ke dalam tanah disajikan dalam Tabel 4. Jumlah air yang masuk ke dalam tanah tertinggi terdapat pada lahan Kebun Singkong sebesar 4087,05 cm3. Lahan Kebun Singkong memiliki tanah yang sarang dan remah akibat pengolahan tanah maupun pengaruh
13
tanaman yang menghasilkan umbi, sehingga mendorong pergerakan air yang masuk ke dalam tanah lebih cepat dibandingkan dengan penggunaan lahan lainnya. Lahan Kebun Karet memiliki jumlah air yang terinfiltrasi lebih rendah dibandingkan dengan Kebun Singkong yaitu sebesar 3874,04 cm3. Hal ini dikarenakan, tanaman Karet tidak menghasilkan umbi seperti halnya tanaman singkong sehingga tanah lahan ini tidak sarang seperti pada Kebun Singkong. Selain itu, kondisi tanah pada Kebun Karet yang relatif sudah jenuh menyebabkan jumlah air yang masuk saat pengukuran infiltrasi menjadi lebih sedikit. Hal ini dapat dilihat dari laju infiltrasi tanah awal pada Kebun Karet yang lebih rendah dibandingkan dengan Kebun Singkong. Jumlah air yang terinfiltrasi pada lahan Kebun Durian lebih rendah dibandingkan dengan lahan Kebun Karet yaitu sebesar 3212,49 cm3. Hal ini berkaitan dengan jumlah vegetasi yang terdapat pada lahan. Kebun Karet memiliki jumlah vegetasi yang lebih banyak dibandingkan Kebun Durian sehingga perakaran tanaman yang terbentuk juga lebih banyak. Perakaran tanaman yang lebih banyak pada Kebun Karet menyebabkan jumlah air yang terinfiltrasi lebih banyak dibandingkan Kebun Durian. Adapun jumlah air yang terinfiltrasi pada Lahan Terbuka merupakan yang terendah (2792,53 cm3). Hal ini dikarenakan tidak adanya tanaman yang tumbuh pada lahan ini, sehingga menyebabkan kemampuan tanah melalukan air menjadi berkurang. Selain itu, Lahan Terbuka ini memiliki laju infiltrasi tanah konstan yang terendah dibandingkan dengan ketiga penggunaan lahan lainnya. Oleh karena itu, jumlah air yang terinfiltrasi juga lebih sedikit. Perbedaan penggunaan lahan menghasilkan laju infiltrasi tanah, sehingga berpengaruh terhadap jumlah air yang terinfiltrasi. Hal ini berkaitan dengan tutupan lahan, kelembaban tanah, dan pengolahan tanah. Tingginya kerapatan vegetasi dan adanya tanaman penutup tanah dapat meningkatkan kemampuan penyimpanan air sehingga meningkatkan laju infiltrasi tanah. Akan tetapi, tingginya tutupan tanah ini juga dapat menyebabkan tanah menjadi lebih lembab sehingga jumlah air yang dapat masuk ke dalam tanah akan berkurang. IV.3. Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Laju Infiltrasi IV.3.1. Kemantapan Agregat Tanah Kemantapan agregat tanah merupakan salah satu sifat fisik tanah yang mempengaruhi laju infiltrasi tanah.Tanah yang memiliki agregat kurang stabil akan mudah hancur jika terkena gangguan, seperti pukulan butir hujan. Tanahtanah dengan agregat yang kurang stabil akan mudah terdispersi dan menyebabkan tertutupnya pori tanah oleh partikel tanah (erosi internal) hasil hancuran agregat tanah tersebut. Hal ini akan membuat kapasitas infiltrasi tanah mengalami penurunan. Kemantapan agregat tanah pada semua penggunaan lahan termasuk ke dalam kelas sangat stabil sekali dengan Indeks Stabilitas Agregat (ISA) lebih besar dari 200. Penggunaan lahan merupakan salah satu faktor yang berpengaruh terhadap kemantapan agregat tanah. Hal ini berkaitan dengan agen perekat agregasi, dimana penggunaan lahan yang berbeda menghasilkan jenis dan kandungan bahan organik dan basa-basa yang berbeda pula sehingga akan berpengaruh pada kemantapan agregat tanah.
14
Tabel 5. Indeks Stabilitas Agregat (ISA) pada Berbagai Penggunaan Lahan Penggunaan Lahan Kebun Karet Kebun Singkong Kebun Durian Lahan Terbuka
Indeks Stabilitas Agregat (ISA) 1401,4 a 362,8 b 496,4 ab 385,3 b
Kelas Stabilitas Agregat Sangat stabil sekali Sangat stabil sekali Sangat stabil sekali Sangat stabil sekali
Keterangan: angka yang diikuti oleh huruf yang sama pada kolom yang sama menunjukkan tidak berbeda nyata menurut uji duncan pada taraf 5 %(α=0,05)
Stabilitas agregat tanah memiliki pengaruh terhadap laju infiltrasi tanah. Stabilitas agregat tanah yang tinggi dapat mempertahankan pori tanah terhadap gaya perusak, sehingga cenderung dapat menjaga kemampuan tanah untuk melalukan air ke lapisan tanah yang lebih dalam. Nilai ISA pada berbagai penggunaan lahan disajikan pada Tabel 5. Hasil pengamatan ISA menunjukkan urutan tertinggi, yaitu 1401,4 pada Kebun Karet, 496,4 pada Kebun Durian, 385,3 pada Tanah Terbuka, dan 362,8 pada Kebun Singkong. Nilai ISA yang tinggi pada lahan Kebun Karet ini menunjukkan bahwa tanah pada lahan tersebut memiliki ketahanan yang lebih tinggi terhadap gaya perusak dibandingkan dengan lahan yang lainnya. Hal ini menyebabkan pori tanah yang terbentuk pada lahan ini dapat lebih tahan terhadap gangguan yang ada, sehingga dapat mempertahankan laju infiltrasi tanahnya. Pengaruh stabilitas agregat tanah ini dapat dilihat pada Gambar 5, dimana kurva laju infiltrasi tanah pada Kebun Karet relatif lebih landai dibandingkan dengan penggunaan lahan lainnya. Hal ini menunjukkan jumlah pori yang terdapat dalam tanah dapat lebih dipertahankan sehingga penurunan laju infiltrasi yang terjadi tidak terlalu besar dan memiliki laju infiltrasi konstan yang lebih tinggi dibandingkan dengan Kebun Durian dan Lahan Terbuka. Lahan Kebun Durian memiliki nilai ISA yang lebih rendah dibandingkan dengan Kebun Karet, yaitu sebesar 496,4. Hal ini menunjukkan bahwa ketahanan tanah pada lahan Kebun Durian tidak lebih baik dibandingkan dengan Kebun Karet. Berdasarkan Gambar 5, kurva laju infiltrasi pada lahan Kebun Durian mengalami penurunan yang lebih tinggi (kurva lebih curam) dibandingkan dengan Kebun Karet. Penurunan laju infiltrasi yang cukup tinggi tersebut menunjukkan bahwa jumlah pori yang dapat melalukan air pada lahan Kebun Durian mengalami penurunan akibat penyumbatan oleh partikel tanah yang terdispersi. Kebun Singkong memiliki nilai ISA paling rendah yaitu sebesar 362,8 namun masih tergolong sangat mantap sekali. Lahan Kebun Singkong termasuk dalam lahan pertanian intensif, dimana pengolahan tanah dilakukan terus menerus. Aktivitas ini menyebabkan agregat-agregat tanahnya sering mengalami gangguan sehingga memiliki kemantapan agregat yang lebih rendah dibandingkan Kebun Karet dan Kebun Durian. Namun, akibat pembentukan umbi yang dapat menggemburkan tanah mampu menstimulasi pergerakan air masuk ke dalam tanah menjadi lebih cepat. Hal ini dapat dilihat pada Gambar 5, dimana Kebun Singkong memiliki laju infiltrasi konstan yang lebih tinggi dibandingkan dengan penggunaan lahan lainnya.
15
Lahan Terbuka memiliki nilai ISA yang lebih tinggi dibandingkan dengan Kebun Singkong yaitu sebesar 385,3. Hal ini dikarenakan, Lahan Terbuka merupakan lahan yang tidak dimanfaatkan, sehingga pada lahan ini tidak mengalami hancuran agregat akibat pengolahan tanah seperti pada lahan Kebun Singkong. Akan tetapi, agregat pada permukaan tanah mengalami gangguan akibat pukulan butir hujan yang dapat menyebabkan pecahnya agregat dan terlepasnya partikel tanah. Partikel tanah yang terlepas itu menyebabkan penyumbatan pori tanah ketika infiltrasi berlangsung sehingga menyebabkan penurunan laju infiltrasi yang drastis dan memiliki laju infiltrasi konstan yang rendah. Stabilitas agregat yang tinggi dapat mempertahankan jumlah pori tanah yang ada sehingga dapat meningkatkan laju infiltrasi tanah. Akan tetapi, stabilitas agregat tanah yang rendah tidak selalu memiliki laju infiltrasi tanah yang rendah pula. Lahan Kebun Singkong memiliki stabilitas agregat tanah yang rendah namun laju infiltrasi konstan yang terjadi pada lahan ini merupakan yang tertinggi. Hal ini dikarenakan umbi yang terbentuk pada lahan Kebun Singkong dapat memperbaiki porositas tanah sehingga laju infiltrasi tetap tinggi. IV.3.2. Bahan Organik Tanah Bahan organik tanah merupakan salah satu komponen tanah yang berperan dalam memperbaiki sifat kimia, biologi, dan fisik tanah.Poerwowidodo (1984), mengemukakan bahwa salah satu peran penting dari bahan organik tanah adalah dalam perbaikan struktur tanah. Pada tanah bertekstur berat, bahan organik berfungsi untuk merubah struktur gumpal kasar dan kuat menjadi struktur yang lebih halus tidak kasar, dengan derajat struktur sedang hingga kuat, sehingga lebih mudah untuk diolah. Bahan organik tanah merupakan sumber energi dan makanan bagi organisme tanah serta bahan penyemen untuk pembentukan agregat yang lebih stabil. Organisme yang berkembang ini selanjutnya akan merangsang pembentukan struktur tanah yang lebih sarang sehingga dapat meningkatkan laju infiltrasi tanah (Rachman, 1988). Jumlah bahan organik tanah dipengaruhi oleh berbagai faktor, diantaranya adalah faktor penggunaan lahan dan pengolahan tanah. Pengaruh penggunaan lahan terkait dengan banyaknya sisa tanaman yang dapat disumbangkan ke dalam tanah dari tumbuhan yang berada diatasnya. Adapun pengolahan tanah berpengaruh pada seberapa cepat bahan organik tanah itu terdekomposisi. Nilai kandungan bahan organik tanah disajikan pada Tabel 6. Berdasarkan hasil uji lanjut terlihat bahwa bahan organik tanah pada setiap lahan pengamatan berbeda nyata pada taraf 5%. Urutan kandungan bahan organik tanah tertinggi yaitu 3,83% pada Kebun Karet, 3,00% pada Kebun Durian, 2,60% pada Lahan Terbuka, dan 2,23% pada Kebun Singkong.
16
Tabel 6.Bahan Organik (%) pada Berbagai Penggunaan Lahan Penggunaan Lahan Kebun Karet Kebun Singkong Kebun Durian Lahan Terbuka
Bahan Organik … % ... 3,83 a 2,23 d 3,00 b 2,60 c
Keterangan: angka yang diikuti oleh huruf yang sama pada kolom yang sama menunjukkan tidak berbeda nyata menurut uji duncan pada taraf 5 %(α=0,05)
Tingginya kadar bahan organik pada lahan Kebun Karet dibandingkan dengan lahan Kebun Durian, Kebun Singkong, dan Lahan Terbuka karena adanya pengaruh vegetasi. Lahan Kebun Karet memiliki vegetasi yang lebih banyak sehingga sisa-sisa vegetasi tersebut dapat menyumbangkan lebih banyak bahan organik. Tingkat kerapatan tanaman yang tinggi pada lahan ini juga menyebabkan terjadinya akumulasi bahan organik akibat proses dekomposisinya yang berjalan lambat. Selain itu, vegetasi juga membantu pembentukan biopori yang menghasilkan saluran air dan udara yang lebih banyak akibat perakaran tanaman yang membusuk. Bahan organik ini berperan dalam pembentukan agregat tanah sehingga dapat meningkatkan jumlah pori tanah serta aktivitas mikroorganisme yang pada akhirnya meningkatkan porositas tanah dan kestabilan struktur tanah. Porositas tanah dan stabilitas agregat tanah yang semakin baik dapat meningkatkan laju air masuk ke dalam tanah. Oleh karena itu, secara tidak langsung bahan organik dapat meningkatkan laju infiltrasi tanah. Lahan Kebun Durian memiliki kandungan bahan organik yang lebih rendah dibandingkan dengan lahan Kebun Karet. Hal ini dikarenakan jumlah vegetasi yang dapat menyumbangkan bahan organik pada Kebun Durian lebih sedikit. Selain itu, intensitas sinar matahari yang masuk pada lahan Kebun Durian lebih tinggi dibandingkan dengan Kebun Karet, sehingga memungkinkan proses dekomposisi bahan organik menjadi lebih cepat. Kandungan bahan organik tanah pada Lahan Terbuka lebih rendah daripada Kebun Durian dan Kebun Karet. Hal ini dikarenakan tidak adanya vegetasi pada Lahan Terbuka, sehingga tidak ada pemasok bahan organik tanah. Rendahnya bahan organik tanah ini menyebabkan sifat fisik tanah, terutama kemantapan agregat pada Lahan Terbuka tidak sebaik Kebun Durian. Oleh karena itu, laju infiltrasi tanah pada lahan Kebun Durian lebih tinggi dibandingkan dengan Lahan Terbuka. Lahan Kebun Singkong memiliki kandungan bahan organik yang terendah karena pada lahan ini dilakukan pengolahan tanah yang menyebabkan bahan organik terdekomposisi lebih cepat. Pengolahan tanah yang dilakukan pada lahan ini bertujuan untuk merangsang pertumbuhan umbi dan perakaran tanaman. Terciptanya perakaran dan umbi yang lebih baik akan menstimulasi pergerakan air sehingga laju infiltrasi tanah pada lahan ini lebih tinggi dibandingkan dengan ketiga penggunaan lahan lainnya. Bahan organik tanah memberikan pengaruh terhadap laju infiltrasi tanah secara tidak langsung, yaitu dengan memperbaiki sifat fisik tanah, seperti
17
peningkatan pori drainase, perbaikan struktur tanah, dan kemantapan agregat tanah. Agregat tanah yang lebih stabil dapat mempertahankan pori tanah dari kerusakan akibat gangguan yang terjadi sehingga penurunan laju infiltrasi tanah yang terjadi tidak drastis. Selain itu, bahan organik juga cenderung menurunkan tingkat kepadatan tanah melalui perbaikan struktur tanah dan peningkatan porositas tanah sehingga dapat meningkatkan jumlah air yang dapat masuk ke dalam tanah. IV.3.3. Basa-Basa Dapat Ditukar Basa-basa yang dapat ditukar meliputi kalsium (Ca), Magnesium (Mg), dan Natrium (Na). Kandungan basa-basa dapat ditukar pada keempat penggunaan lahan menunjukkan hasil yang bervariasi. Tabel 7 menunjukkan kandungan basabasa pada berbagai penggunaan lahan. Ketersediaan basa-basa dalam tanah seperti Natrium, Kalsium, dan Magnesium akan saling tergantung dengan ketersediaan basa yang lainnya. Natrium dapat ditukar tidak pernah dalam jumlah yang tinggi apabila Kalsium yang terlarut dalam jumlah yang tinggi. Jumlah Kalsium dan Magnesium yang dapat diganti serta Natrium yang dapat diadsorbsi oleh kompleks jerapan akan meningkat bila konsentrasi garam natrium dalam larutan tanah meningkat (Kelly, 1951 dalam Wahab, 1985). Menurut Agassi (1995), ketersediaan basa-basa dalam tanah ini tidak hanya berpengaruh pada akhir laju infiltrasi, tapi juga pada awal terjadinya penurunan infiltrasi. Kandungan Na-dd yang tinggi dalam tanah dapat menyebabkan tanah mudah terdispersi sehingga menyebabkan kerusakan struktur tanah. Kerusakan struktur tanah ini menyebabkan penyumbatan pori tanah sehingga dapat menurunkan laju infiltrasi tanah. Tabel 7. Basa-basa (me/100g tanah) pada berbagai penggunaan lahan Penggunaan Lahan Kebun Karet Kebun Singkong Kebun Durian Lahan Terbuka
Ca-dd 0,40 c 0,43 c 0,80 a 0,56 b
Mg-dd …me/ 100 g tanah… 0,17 b 0,14 c 0,48 a 0,17 b
Na-dd 1,08a 0,90d 1,02b 0,96c
Keterangan: angka yang diikuti oleh huruf yang sama pada kolom yang sama menunjukkan tidak berbeda nyata menurut uji duncan pada taraf 5 %(α=0,05)
Lahan Kebun Karet memiliki kandungan Ca-dd dan Mg-dd yang rendah serta kandungan Na-dd yang tertinggi. Akan tetapi, kandungan bahan organik dan kemantapan agregat pada lahan Kebun Karet yang tinggi dapat mengurangi pengaruh dispersi tanah yang diakibatkan oleh tingginya kandungan Na-dd. Oleh karena itu, laju infiltrasi pada lahan Kebun Karet dapat lebih stabil karena keberadaan pori tanah dapat lebih dipertahankan. Lahan Kebun Durian memiliki kandungan Ca-dd dan Mg-dd tertinggi dibandingkan dengan ketiga penggunaan lahan lainnya serta kandungan Na-dd yang cukup tinggi pula. Pengaruh Na-dd yang tinggi ini dapat dilihat dari
18
penurunan laju infiltrasi yang cukup tinggi, terutama pada awal infiltrasi. Hal ini dikarenakan ada kemungkinan terjadinya dispersi partikel tanah khususnya klei sehingga menyebabkan penyumbatan pori tanah yang dapat melalukan air. Lahan Kebun Singkong memiliki kandungan Na-dd yang terendah serta jumlah kandungan Ca-dd dan Mg-dd yang sama dengan lahan Kebun Karet. Salah satu penyebab rendahnya kandungan basa-basa pada lahan ini adalah pengolahan tanah. Pengolahan tanah yang dilakukan pada lahan Kebun Singkong ini menyebabkan unsur hara dan bahan organik tanah lebih cepat hilang dan terdekomposisi sehingga menurunkan kandungan bahan organik dan unsur hara dalam tanah. Kandungan Na-dd yang rendah pada lahan Kebun Singkong menyebabkan tanah tidak mudah terdispersi. Hal ini dapat terlihat dimana laju infiltrasi tanah konstan pada lahan ini merupakan laju infiltrasi tertinggi. Kandungan basa-basa pada Lahan Terbuka lebih tinggi dibandingkan dengan Kebun Singkong. Pada lahan ini kandungan Na-dd lebih tinggi dibandingkan dengan kandungan Ca-dd dan Mg-dd dalam tanah. Tingginya kandungan Na-dd ini mengakibatkan terjadinya dispersi dan menurunkan laju infiltrasi tanah. Hal ini dapat dilihat pada Gambar 5, dimana Lahan Terbuka memiliki laju infiltrasi tanah konstan yang lebih rendah dibandingkan dengan penggunaan lahan lainnya. Selain itu, tidak adanya vegetasi pada lahan ini menyebabkan porositas tanah lebih buruk dibandingkan lahan yang lain, sehingga laju infiltrasinya paling rendah.
19
V V.1. 1.
2.
3.
4.
V.2.
KESIMPULAN DAN SARAN
Kesimpulan Laju infiltrasi tanah awal (t=0,05 jam) tertinggi terdapat pada lahan Kebun Durian dengan laju sebesar 90 cm/jam, disusul Lahan Terbuka 80 cm/jam, Kebun Singkong 79 cm/jam, dan Kebun Karet 60 cm/jam. Laju infiltrasi tanah awal lebih dipengaruhi oleh kadar air tanah awal. Kebun Karet memiliki kadar air tanah awal tertinggi sehingga laju infiltrasi tanah awal yang terjadi menjadi lebih rendah. Kebun Singkong memiliki laju infiltrasi konstan tertinggi sebesar 7,80 cm/jam yang tergolong kelas laju infiltrasi agak cepat, disusul Kebun Karet yang memiliki laju infiltrasi konstan sebesar 6,00 cm/jam, Kebun Durian 5,40 cm/jam, dan terendah pada Lahan Terbuka 5,20 cm/jam dimana ketiganya termasuk kelas laju infiltrasi sedang. Tanaman Singkong yang menghasilkan umbi dapat menciptakan tanah yang lebih porus sehingga laju infiltrasi tanah konstan menjadi lebih tinggi. Keberadaan vegetasi dapat mempengaruhi laju infiltrasi tanah. Tutupan kanopi vegetasi dapat melindungi permukaan tanah terhadap pukulan butir hujan yang menyebabkan pecahnya agregat dan terlepasnya partikel tanah. Partikel tanah yang terlepas itu menyebabkan penyumbatan pori tanah ketika infiltrasi berlangsung sehingga menyebabkan penurunan laju infiltrasi. Kemantapan agregat tanah memberikan pengaruh pada laju infiltrasi tanah dengan mempertahankan ruang pori tanah yang ada sehingga penurunan laju laju infiltrasi dapat lebih terjaga. Adapun kandungan bahan organik dan basa-basa dapat ditukar memberikan pengaruh pada laju infiltrasi tanah melalui perbaikan sifat fisik tanah. Saran
Perlu adanya penelitian lebih lanjut tentang hubungan infiltrasi tanah dengan sifat-sifat tanah yang lainnya seperti kadar bahan organik, kemantapan agregat, dan kandungan basa-basa pada berbagai jenis tanah.
20
DAFTAR PUSTAKA Agassi M. 1995. Soil erosion, conservation, and rehabilitation. Marcel Dekker, Inc. New York Amezketa E, Aragues R, Carranza R, Urgel B. 2003. Macro-and microaggregatestability of soils determined by a combination of wet-sieving and laser-raydiffraction.Spanish J. Agric. Res. 1(4): 83-94. Asdak, C. 2002. Hidrologi dan pengelolaan daerah aliran sungai.Gadjah Mada University Press.Yogyakarta. Arsyad, S. 2006. Konservasi Tanah dan Air.IPB Press. Bogor. Baver , L. D., W. H. Gardner and W. R. Gardner. 1972. Soil Phycics. JohnWiley and Sons, Inc., New York, London, Sidney and Toronto. Buckman, H. O. dan N. C. Brady. 1969. The Nature and Properties of Soils. G. Soepardi, penerjemah. 1983. Departemen Ilmu Tanah, Institut Pertanian Bogor. Bogor. Haridjaja, O., Murtilaksoo, K. dan Rachman, LM. 1991. Hidrologi Pertanian. Jurusan Tanah, Faperta IPB. Bogor. Isyari, A. 2005. Pendugaan Laju Infiltrasi pada Beberapa Penggunaan Lahan di DAS Ciliwung Bagian Hulu.Skripsi.Departemen Geofisika dan Meteorologi, Fakultas MIPA, IPB. Jury, WA, dan Horton, R. 2004. Soil Physics.John Willey and Sons Inc. New Jersey. Kertonegoro, D. D. 1981. Bahan Organik sebagai Komponen Fase Padat Tanah. Departemen Ilmu Tanah, Fakultas Pertanian, Universitas Gadjah Mada. Yogyakarta. Rachman, LM. 1988. Infiltrasi. Jurusan Tanah, Fakultas Pertanian, Institut Pertanian Bogor. Sitorus S.R.P., O. Haridjaja, dan K.R. Brata. 1983. Penuntun Praktikum Fisika Tanah. Departemen Tanah, Fakultas Pertanian, Institut Pertanian Bogor. Bogor. Sofyan, M. 2006. Pengaruh Berbagai Penggunaan Lahan terhadap Laju Infiltrasi Tanah.Skripsi. Program Studi Ilmu Tanah, Fakultas Pertanian IPB. Bogor Wahab, M. S. 1985. Tingkat dan Pola Perubahan Beberapa Sifat Fisik Tanah pada Latosol Darmaga.Skripsi. Program Studi Ilmu Tanah, Fakulttas Pertanian IPB. Bogor. Yanrilla, R. 2001. Laju Infiltrasi pada Berbagai Jenis Penutupan Lahan Hutan di RPH Tenjowaringin, BKPH Singaparna, KPH Tasikmalaya, Perum Perhutani Unit III Jawa Barat.Skripsi. Jurusan Manajemen Hutan. Fakultas Kehutanan, IPB.
21
LAMPIRAN Tabel Lampiran 1. Kadar Air Tanah Awal pada Berbagai Penggunaan Lahan Kadar Air Tanah Awal (%) 69,64 40,51 45,75 39,87
Penggunaan Lahan Kebun Karet Kebun Singkong Kebun Durian Lahan Terbuka
Tabel Lampiran 2. Kadar Bahan Organik (%) pada Berbagai Penggunaan Lahan Penggunaan Lahan Kebun Karet
Kebun Singkong
Kebun Durian
Lahan Terbuka
Ulangan
% Bahan Organik
1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3
3,83 3,94 3,79 2,21 2,31 2,17 2,98 2,90 3,09 2,51 2,85 2,46
Tabel Lampiran 3. Indeks Stabilitas Agregat (ISA) pada Berbagai Penggunaan Lahan Penggunaan Lahan Kebun Karet
Kebun Singkong
Kebun Durian
Lahan Terbuka
Ulangan 1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3
Indeks Stabilitas Agregat 1160,9 596,8 2446,5 357,6 429,7 301,3 389,4 704,0 395,7 826,7 1271,8 607,1
22
Tabel Lampiran 4. Kandungan Basa-Basa (me/100g tanah) pada Berbagai Penggunaan Lahan Penggunaan Lahan
Ulangan 1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3
Kebun Karet
Kebun Singkong
Kebun Durian
Lahan Terbuka
Ca (me/100g) 0,34 0,43 0,44 0,42 0,42 0,45 0,89 0,75 0,76 0,58 0,55 0,55
Mg (me/100g) 0,19 0,16 0,17 0,14 0,13 0,16 0,49 0,47 0,49 0,17 0,16 0,18
Na (me/100g) 1,09 1,07 1,07 0,90 0,91 0,90 1,02 1,02 1,02 0,93 0,94 1,00
Tabel Lampiran 5. Analisis Ragam Kadar Bahan Organik pada Berbagai Penggunaan Lahan Sumber Keragaman Penggunaan Lahan Galat Total
Derajat Bebas 3 8 11
Jumlah Kuadrat 4,243 0,093 4,337
Kuadrat Tengah 1,414 0,012
Fhitung 121,240
Pr>F
Koefisien Keragaman
<.0001
3,703
Tabel Lampiran 6. Analisis Ragam Indeks Stabilitas Agregat pada Berbagai Penggunaan Lahan Sumber Derajat Jumlah Kuadrat FKoefisien Pr>F Keragaman Bebas Kuadrat Tengah hitung Keragaman Penggunaan Lahan 3 2.220.679,185 740.226,395 3,16 0.0857 73,140190 Galat 8 1.872.591,567 234.073,946 11 4.093.270,752 Total
Tabel Lampiran 7. Analisis Ragam Ca pada Berbagai Penggunaan Lahan Sumber Derajat Keragaman Bebas Penggunaan Lahan 3 Galat 8 11 Total
Jumlah Kuadrat 0,29506800 0,0176007 0,3126687
Kuadrat Tengah 0,09835600 0,0022001
FKoefisien Pr>F hitung Keragaman 44,71 <.0001 8,538540
23
Tabel Lampiran 8. Analisis Ragam Mg pada Berbagai Penggunaan Lahan Sumber Derajat Keragaman Bebas Penggunaan Lahan 3 Galat 8 11 Total
Jumlah Kuadrat 0,23437800 0,000918 0,2352960
Kuadrat Tengah 0,07812600 0,0001148
FKoefisien Pr>F hitung Keragaman 709,88 <.0001 4,408289
Tabel Lampiran 9. Analisis Ragam Na pada Berbagai Penggunaan Lahan Sumber Derajat Keragaman Bebas Penggunaan Lahan 3 Galat 8 11 Total
Jumlah Kuadrat 0,0511263 0,002935 0,0540617
Kuadrat Tengah 0,0170421 0,0003669
Fhitung 46,45
Pr>F
Koefisien Keragaman
<.0001
1,933228
24
RIWAYAT HIDUP Penulis dilahirkan di Bogor, 29 Desember 1989, putri dari Bapak Abdul Sofyan dan Ibu Nurfiatin Miah (Alm). Penulis adalah anak pertama dari dua bersaudara. Penulis menyelesaikan pendidikan dasar di SDN Citeureup II, Kabupaten Bogor pada tahun 2000. Kemudian melanjutkan ke jenjang berikutnya di SLTPN I Cibinong. Pada tahun 2004 penulis menyelesaikan pendidikan menengah pertama dan melanjutkan pendidikan ke jenjang menengah atas di SMAN 6 Bogor.Selama bersekolah penulis mengikuti kegiatan Organisasi Siswa Intra Sekolah (OSIS), Kelompok Ilmiah Remaja, Rohis, dan Forum Silaturahim Rohis se-Bogor (FSRB). Tahun 2007 penulis melanjutkan pendidikan ke perguruan tinggi.Penulis diterima di Institut Pertanian Bogor melalui jalur Undangan Seleksi Masuk IPB (USMI). Selama mengikuti pendidikan di Institut Pertanian Bogor, penulis ikut serta di Badan Eksekutif Mahasiswa (BEM) Fakultas Pertanian IPB sebagai Sekretaris I pada tahun 2008/2009. Penulis juga bergabung dalam FKRD selama dua tahun, tahun pertama sebagai staf divisi Kemuslimahan dan tahun kedua sebagai staf Infokom. Adapun pengalaman Program Kreativitas Mahasiswa dibidang Kewirausahaan (PKM-K) telah mengikuti dua program yaitu usaha bonsai hias dari akar teh dan usaha bakso sayur rendah kolesterol pada tahun 2010. Selain itu, penulis juga ikut berpartisipasi sebagai asisten praktikum mata kuliah Agrogeologi.
