38
BAB V HASIL DAN PEMBAHASAN
5.1
Hasil
5.1.1 Curah hujan Grafik curah hujan selama pengamatan (2 Desember 2010 - 31 Januari 2011) disajikan dalam Gambar 10.
Gambar 10 Curah hujan selama pengamatan.
Berdasarkan Gambar 10 terlihat bahwa dalam selang waktu pengamatan terdapat 31 hari hujan, dengan statistik hujan sebagaimana disajikan dalam Tabel 5. Tabel 5 juga menyajikan statistik hujan setahun yang diukur di Kantor Dinas Pertanian Purwodadi dan ringkasan data hasil uji kesamaan dua nilai rata-rata (uji t).
39
Tabel 4 Perbandingan curah hujan selama pengamatan di lokasi penelitian dengan curah hujan selama 1 (satu) tahun di Dinas Pertanian Kabupaten Purwodadi
Harian selama pengamatan (CHp) (mm/hari)
Curah Hujan Harian selama 1 tahun di Kecamatan Monggot (CHt) (mm/tahun)
2 130 26 918.19
1 152 20 656.71
4459.22
4459.22
30.30 31 0.51
25.62 162 0.51
2.05
1.97
Minimum Maksimum Rata-rata Ragam Ragam Gabungan Simpangan Baku Jumlah data T hitung T tabel
Berdasarkan pengujian (uji-t) beda rata-rata curah hujan harian di plot pengukuran (CHp) dengan curah hujan di Dinas Pertanian Kabupaten Purwodadi (CHt) yang berjarak 8 km, pada periode pengamatan (2 Desember 2010 sampai 28 Februari 2011) menunjukkan bahwa CHp dan CHt pada waktu yang sama tidak berbeda nyata. Sehingga dapat dikatakan bahwa hujan menyebar merata dalam radius Lokasi Penelitian - Kantor Dinas Pertanian Kabupaten Purwodadi. Namun demikian, curah hujan selama pengamatan tidak mewakili variasi hujan selama setahun, yang ditunjukkan oleh hujan rata-rata harian dan simpangan baku yang cukup berbeda antara curah hujan di lokasi pengukuran dan di Dinas Pertanian Kabupaten Purwodadi. Berdasarkan hasil uji statistik tersebut, maka untuk mendapatkan hujan satu tahun di lokasi pengamatan diduga dengan menggunakan data hujan di Dinas Pertanian Kabupaten Purwodadi.
40
5.1.2 Aliran dan erosi permukaan hasil pengukuran Aliran dan erosi permukaan disetiap plot pengukuran dan jumlah curah hujan disajikan dalam Gambar 11 dan Gambar 12.
Gambar 11 Jumlah curah hujan dan aliran permukaan di setiap plot pengukuran.
Gambar 12 Jumlah curah hujan dan erosi permukaan di setiap plot pengukuran Jumlah aliran dan erosi permukaan minimum, maksimum, rata-rata, simpangan baku setiap kejadian hujan dan jumlah aliran dan erosi permukaan dari
41
masing-masing plot disajikan dalam Tabel 5. Tabel 5 Statistik aliran permukaan dan erosi permukaan Plot 1 2 3 4
Aliran permukaan (Vtp) (m3/ha) Min 1.75 0.28 0.70 0.14
Max
Rata-rata
558.43
50.03
194.08
Sd
145.04
1550.82
38.59
17.29
201.09
Jumlah
119.97
12.56
389.28
42.25
17.76
Erosi (Etp) (ton/ha)
536.00
45.77
550.51
Min
Max
Rata-rata
Sd
Jumlah
3 x 10
-3
0.395
0.025
0.071
0.766
8 x 10
-8
0.070
0.013
0.029
0.415
8 x 10
-8
0.161
0.020
0.040
0.614
8 x 10
-7
0.200
0.019
0.045
0.577
Selama 31 kali kejadian hujan, Plot 1 (Tanaman jagung dan Kemlandingan) memiliki laju aliran permukaan dan erosi permukaan terbesar yaitu masing-masing sebesar 1550,82 m3/ha dan 0,766 ton/ha, sedangkan Plot 2 (Teras gulud) memiliki laju aliran dan erosi permukaan terkecil yaitu masingmasing sebesar 389, 28 m3/ha dan 0,415 ton/ha, namun berdasarkan hasil uji beda nilai rata-rata aliran dan erosi permukaan (Tabel Lampiran 2) menunjukkan bahwa nilai rata-rata laju aliran dan erosi permukaan tersebut tidak berbeda nyata (plot1 = plot 2 = plot 3 = plot 4).
5.1.3 Hubungan antara curah hujan dengan aliran permukaan dan dengan erosi permukaan Diagram pencar dan bentuk grafik hubungan antara hujan dengan aliran permukaan dan dengan erosi permukaan disajikan dalam Gambar 13, sedangkan persamaan, paremeter analisis dan uji statistik regresi disajikan dalam Tabel 6. Tabel 6 Analisis regresi di masing-masing plot erosi Plot plot 1
Parameter Analisis Regresi F tabel r R2 Fhitung α=5%
Persamaan Regresi Vp1 = - 3,87 + 0,37Hij + 0,03 Hij2
85,60
84,50
83,06
85,70
84,60
83,65
91,20
90,50
144,36
90,60
89,90
134,5
Vp3 = - 8,6 + 0,93Hij + 0,001 Hij
55,20
52,00
17,27
Ep3 = (5 x 10-6)Hij2 (6,42 x 10-4) Hij 0,004
80,70
79,30
58,52
92,00
91,40
152,75
83,70
82,60
71,98
-3
-5
2
Ep1 = 0,02 – (1,59 x 10 )Hij + (3,2 x 10 )Hij plot 2
2
Vp2 = 3,81 - 0,54Hij + 0,01 Hij
Ep2 = (5,4 x 10-5)Hij + (7 x 10-6)Hij2 + 3,94 x 10-4 plot 3
plot 4
2
Vp4 = - 3,59 + 0,15Hij + 0,01 Hij2 -6
2
-4
Ep4 = (6 x 10 )Hij (6,23 x 10 ) Hij 7 x 10 3
-3
Keterangan :Vp1,2,3,4 : m /ha/hari, Ep1,2,3,4 : ton/ha/hari, Hij : mm/hari
3,32
42
Grafik analisis regresi hubungan antara curah hujan dengan aliran permukaan dan dengan erosi permukaan masing-masing disajikan dalam gambar berikut ini. A
B
C
D
E
F
43
G
H
Gambar 13 Diagram tebar hubungan curah hujan dengan aliran permukaan (A-D) dan erosi permukaan (E-H) selama penelitian di setiap lokasi plot pengukuran. Berdasarkan Tabel 6, hasil uji statistik persamaan regresi menggunakan Uji-F, nilai F-hitung untuk masing-masing plot erosi hubungan antara curah hujan dengan aliran dan erosi permukaan lebih besar daripada F-tabel (F-hitung > Ftabel) dan di dapatkan nilai F-tabel sebesar 3,32. Hipotesis awal (H0) ditolak, Hipotesis alternatif (H1) diterima, dengan demikian variabel x (curah hujan) berpengaruh terhadap variabel y (aliran dan erosi permukaan). Sehingga persamaan regresi ini dapat digunakan untuk menduga aliran dan erosi permukaan. Model regresi yang terbentuk antara curah hujan dengan aliran dan erosi permukaan adalah model polynomial. Pemilihan model polynomial untuk persamaan regresi curah hujan dengan aliran dan erosi permukaan ini dikarenakan pola ini cukup logis untuk menyatakan hubungan antara curah hujan dengan aliran dan erosi permukaan yang dinyatakan oleh nilai koefisien determinasi (R2) nya. Nilai koefisien determinasi ini menerangkan besarnya nilai peubah tak bebas (y) yang dapat dijelaskan oleh peubah bebas nya (x).
44
5.1.4 Dugaan aliran dan erosi permukaan setahun Hasil
pendugaan
aliran
dan
erosi
permukaan
setahun
dengan
menggunakan 2 metode (pendekatan jumlah hari hujan dan regresi) disajikan dalam Tabel 7. Tabel 7 Pendugaan aliran dan erosi permukaan setahun Plot
Erosi (ton/ha/thn)
Plot 1 Plot 2 Plot 3 Plot 4
HH1)
Regresi2)
4.00 2.17 3.21 3.01
3.11 1.01 2.26 2.54
Aliran Permukaan (m3/ha/thn) HH1) 6734.39 2253.94 3103.44 3187.43
Regresi2) 5733.45 2166.37 2116.75 1802.55
Keterangan: 1) pendekatan jumlah hari hujan; 2) pendekatan regresi
Tabel 7 menunjukkan bahwa pendugaan aliran dan erosi permukaan setahun menggunakan rasio antara jumlah hari hujan selama satu tahun dengan jumlah hari hujan selama pengamatan (cara-1) serta menggunakan persamaan regresi (cara-2) hasilnya berbeda. Hasil pendugaan menggunakan cara-1 menghasilkan nilai pendugaan erosi yang lebih besar dibandingkan dengan hasil pendugaan menggunakan cara-2. Hal ini disebabkan rata-rata curah hujan dalam selang waktu pengamatan lebih besar daripada rata-rata dalam selang waktu sisanya, maka hasil pendugaan menggunakan cara-1 cenderung over estimate. Sehingga pendugaan erosi satu tahun dengan menggunakan pendekatan persamaan regresi lebih baik digunakan dalam menduga jumlah erosi satu tahun.
5.1.5 Laju erosi yang dapat diperbolehkan Dari hasil pengukuran dan pengambilan sampel tanah serta studi literatur yang dilakukan di lokasi pengukuran erosi, tanah di areal Petak 59j KPH Gundih memiliki kedalaman efektif rata-rata 800 mm., berat volume tanah untuk plot 1,2,3 dan 4, masing-masing adalah: 1.01 gram/cm3, 1.00 gram/cm3, 1.12 gram/cm3, 1.08 gram/cm3 dan umur pakai tanah yang cukup untuk memelihara kesuburan tanah jenis grumosol adalah 400 tahun (Arsyad 2000).
45
Berdasarkan data tersebut dan persamaan regresi polynomial, nilai erosi yang diperbolehkan (Edp) di plot 1, Plot 2, Plot 3 dan Plot 4, masing-masing adalah 16.16; 16,00; 17.92 dan 17.28 ton/ha/tahun.
5.2.
Pembahasan
5.2.1 Perbedaan aliran dan erosi permukaan di setiap tindakan konservasi tanah dan air Tabel 5 menunjukkan nilai aliran permukaan Vtp1 > Vtp4 > Vtp3 > Vtp2, dan erosi permukaan Etp1 > Etp3 > Etp4 > Etp2 (Tabel 5). Akan tetapi, berdasarkan uji-t perbedaan 2 nilai rata-rata menunjukkan bahwa perbedaan tersebut tidak berbeda nyata (Vtp1 = Vtp2 = Vtp3 = Vtp4 dan Etp1 = Etp2 = Etp3 = Etp4) (Lampiran 2). Alih ragam hujan menjadi aliran permukaan dari ke empat plot secara statistik tidak berbeda nyata, namun dari segi jumlah berbeda. Nilai rata-rata perbandingan antar plot tidak berbeda jauh, tetapi nilai ragam perbandingan antar plotnya besar, hal inilah yang menyebabkan hasil uji beda nilai rata-ratanya menjadi tidak berbeda nyata. Plot 1 menghasilkan aliran permukaan dan erosi permukaan paling besar dibandingkan dengan plot lainnya, dan plot 2 menghasilkan aliran dan erosi permukaan paling kecil. Lahan di plot 1, jati ditanam dengan jarak (3 x 3) m dan di sela-sela antar tanaman jati ditanami jagung dan kemlandingan dengan jarak tanam masing-masing sebesar (30 x 50) cm tanpa menggunakan teras, baik gulud maupun bangku, sedangkan di plot-plot lainnya menggunakan teras gulud (plot 2 dan plot 3) dan kombinasi teras gulud dan teras bangku (plot 4). Teras, baik gulud maupun bangku terbukti dapat mengurangi laju aliran permukaan sehingga aliran permukaan menjadi lambat yang memungkinkan air diinfiltrasikan ke dalam tanah, dan akhirnya jumlah aliran permukaan yang sampai di bagian hilir (bak penampung) menjadi lebih kecil. Berkurangnya laju aliran permukaan juga berkurangnya energi untuk mengikis dan mengangkut partikel tanah sehingga erosi permukaan menjadi lebih kecil, dan teras dapat menahan partikel tanah yang terangkut aliran permukaan, sehingga partikel tanah yang sampai di hilir (bak penampung) menjadi lebih sedikit dibandingkan dengan tanpa teras.
46
Aliran permukaan dan erosi permukaan di plot 3 dan plot 4 jumlahnya hampir sama. Hal ini disebabkan oleh jumlah guludan di kedua plot tersebut tidak berbeda jauh, masing-masing yaitu 16 dan 15 buah. Plot 4 yang menggunakan metode kombinasi antara teras gulud dan teras bangku nilai aliran dan erosi permukaannya lebih besar dibanding dengan plot 2 dan plot 3. Teras bangku yang berada di plot tersebut berjumlah 1 (satu) teras/trap, dengan tinggi teras 25 cm dan lebar teras 1-1,5 meter, dan sisanya dibentuk teras gulud dengan jumlah guludan 15 guludan, jumlah trap/tangga hanya 1 yang dinilai kurang efektif untuk mencegah atau mengurangi laju aliran permukaan,
juga pengaruh dari tidak dilakukannya penanaman rumput atau
tumbuhan pada bagian talud teras menyebabkan aliran dan erosi permukaan pada plot 4 menjadi besar dibandingkan dengan plot 2 dan plot 3. Perbandingan aliran dan erosi permukaan di plot 2 (teras gulud), plot 3 (teras gulud), plot 4 (teras gulud dan teras bangku) dan plot 1 (kontrol) adalah 0,75 : 0,66 : 0,66 : 1 dan 0,46 : 0,20 : 0,28 : 1. Erosi yang terjadi di suatu lahan meningkat bersama dengan meningkatnya jumlah aliran permukaannya. Aliran permukaan yang meningkat disebabkan oleh kapasitas infiltrasi dari suatu lahan yang sudah tidak memadai lagi untuk menyimpan air sehingga aliran air tersebut berubah menjadi aliran permukaan. Peningkatan volume dan kecepatan aliran permukaan akan berpengaruh kepada kapasitas transportasi aliran permukaan untuk membawa bahan-bahan tanah yang pada akhirnya akan meningkatkan erosi permukaan.
5.2.2 Hubungan antara curah hujan dengan aliran dan erosi permukaan Dari Gambar 13 A-D (Aliran Permukaan) dan E-H (Erosi Permukaan), dapat dilihat bahwa jumlah curah hujan harian yang menimbulkan aliran dan erosi permukaan di setiap plot sebesar 10,36 mm/hari. Nilai koefisien determinasi (R2) hubungan curah hujan dengan erosi permukaan berbentuk polynomial berkisar antara 70% sampai 90% sedangkan untuk hubungan antara curah hujan dengan aliran permukaan berkisar antara 50% sampai 92%. Nilai R2 tersebut lebih besar dibandingkan dengan nilai R2 untuk persamaan linear, sehingga model persamaan regresi polynomial dipilih untuk
47
menggambarkan hubungan hujan dengan aliran permukaan dan dengan erosi permukaan. Selain itu model polynomial dinilai lebih logis dibandingkan dengan model linear, yaitu sejalan dengan model hubungan jumlah hujan dan erosivitas hujan.
Perbedaan nilai R2 disebabkan karena kejadian hujan bersifat acak
terhadap kondisi parameter lain yang memepengaruhi laju aliran permukaan, sehingga jumlah hujan bukan satu-satunya parameter yang menyebabkan aliran permukaan, demikian juga dengan kejadian erosi.
5.2.3 Erosi yang diperbolehkan dan Indeks Bahaya Erosi Erosi yang Diperbolehkan (Edp) adalah Laju erosi terbesar yang masih dapat dibiarkan atau ditoleransikan agar terpelihara suatu kedalaman tanah yang cukup bagi pertumbuhan tanaman/tumbuhan yang memungkinkan tercapainya produktivitas yang tinggi secara lestari yang dinyatakan dalam mm/tahun atau ton/ha/tahun. Erosi yang diperbolehkan menjadi batas maksimum, sehingga dapat dijadikan ukuran dalam mengendalikan erosi melalui tindakan konservasi tanah dan air di suatu bentang lahan. Apabila besarnya nilai erosi aktual sama dengan atau lebih kecil dari nilai erosi yang diperbolehkan maka tidak perlu dilakukan tindakan konservasi tanah dan air sedangkan apabila besarnya nilai erosi aktual lebih besar dibandingkan dengan nilai erosi yang diperbolehkan maka perlu dilakukan tindakan konservasi tanah dan air (Arsyad 2000). Tabel 8 menunjukkan kelas Indeks Bahaya Erosi berdasarkan jumlah erosi satu tahun pada suatu areal tertentu. Tabel 8 Indeks Bahaya Erosi Indeks Bahaya Erosi ≤1 1,01 – 4,0 4,01 – 10,00 ≥ 10,01
Kelas Rendah Sedang Tinggi Sangat Tinggi
Keterangan : IBE = Nilai Erosi masing-masing plot (ton/ha/thn) / Nilai Erosi yang diperbolehkan (ton/ha/thn) Sumber : Arsyad dalam Hammer (2000)
Tabel 9 menunjukkan erosi aktual setahun dan erosi yang dapat diperbolehkan di masing-masing plot erosi.
48
Tabel 9 Erosi aktual dan yang dapat diperbolehkan di masing-masing plot erosi Plot
Erosi (ton/ha/thn) 1)
Regresi
4.00 2.17 3.21 3.01
3.11 1.01 2.26 2.54
HH Plot 1 Plot 2 Plot 3 Plot 4
Prediksi erosi 2)
Kriteria 1)
yang dapat dibiarkan (ton/ha)
HH
Regresi2)
16.16 16,00 17.92 17.28
Rendah
Rendah
Rendah
Rendah
Rendah
Rendah
Rendah
Rendah
Keterangan: 1) pendekatan jumlah hari hujan; 2) pendekatan regresi
Berdasarkan kriteria Indeks Bahaya Erosi dalam Tabel 8 dan nilai erosi satu tahun dalam Tabel 9, erosi aktual lebih rendah dibandingkan dengan erosi yang dapat diperbolehkan dan indeks bahaya erosinya dapat diklasifikasikan sebagai rendah (R). Berdasarkan kriteria Indeks Bahaya Erosi yang dikeluarkan oleh Departemen Kehutanan (1986), sebagaimana disajikan dalam Tabel 2, dan berdasarkan data solum tanah, erosi permukaan disetiap plot tergolong kriteria ringan (R). Penentuan tingkat bahaya erosi yang digunakan berdasarkan kedalaman solum tanah, semakin dangkal tebal solum tanahnya, maka areal tersebut lebih rentan terhadap erosi, hal tersebut disebabkan jika laju erosi lebih cepat dari pembentukan tanah disertai kedalaman solum yang dangkal maka tanah akan terkikis secara perlahan-lahan dan akhirnya dapat menyebabkan bahan induk naik kepermukaan tanah.
