SKRIPSI
PENENTUAN INDIKATOR KUNCI KUALITAS TANAH PADA LAHAN AGROFORESTRI SUB-DAS KEDUANG WONOGIRI
Oleh Reni Ustiatik H0711085
PROGRAM STUDI AGROTEKNOLOGI FAKULTAS PERTANIAN UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA 2015
i
PENENTUAN INDIKATOR KUNCI KUALITAS TANAH PADA LAHAN AGROFORESTRI SUB-DAS KEDUANG WONOGIRI
SKRIPSI
untuk memenuhi sebagian persyaratan guna memperoleh derajad Sarjana Pertanian di Fakultas Pertanian Universitas Sebelas Maret
Oleh Reni Ustiatik H0711085
PROGRAM STUDI AGROTEKNOLOGI FAKULTAS PERTANIAN UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA 2015
ii
iii
iv
v
KATA PENGANTAR Puji syukur kehadirat Allah s. w. t. yang telah melimpahkan rahmat dan hidayah-Nya sehingga skripsi berjudul Penentuan Indikator Kunci Kualitas Tanah pada Lahan Agroforestri Sub-DAS Keduang Wonogiri dapat diselesaikan dengan baik. Skripsi ini dapat diselesaikan dengan bantuan dari berbagai pihak, diantaranya: 1. Prof. Dr. Ir. Bambang Pujiasmanto, M. S. selaku Dekan Fakultas Pertanian Universitas Sebelas Maret. 2. Prof. Dr. Ir. Hadiwiyono, M. Si. selaku ketua program studi Agroteknologi. 3. Ir. Trijono Djoko, M. S. selaku pembimbing akademik penulis pada semester 1 hingga semester 3. 4. Dr. Ir. Supriyadi, M. P. selaku pembimbing akademik penulis pada semester 4 hingga semester 9 yang telah memberi arahan selama penulis masih aktif dalam kegiatan perkuliahan, selaku ketua proyek yang telah memberi kesempatan kepada penulis untuk bergabung dalam tim penelitian sub-DAS hulu Bengawan Solo, dan selaku pembimbing utama yang telah mengarahkan penulis dalam menyusun skripsi. 5. Drs. Irfan Budi Pramono, M. Sc. selaku pembimbing pendamping yang telah memberi arahan dan saran kepada penulis dalam menyusun skripsi. 6. Ir. Sri Hartati, M. P selaku penguji yang juga telah memberi saran kepada penulis dalam menyempurnakan skripsi. 7. Orang tua tercinta (Bapak Muhammad Munadi dan Ibu Siti Wahyuni) yang selalu memberi dorongan dan motivasi kepada penulis untuk menggapai citacita setinggi-tingginya. 8. Anggota tim penelitian Sub-DAS Wuryantoro beserta teman-teman yang membantu (Renita Ratna Prahesti, Rahajeng Putu WP, Ilham Aldiyanto, Mas Yuxand, Mas Fahim, Mas Ari, Mbak Rina dan Mbak Rita) yang bersedia berjuang bersama untuk menaklukkan tantangan di lokasi penelitian, selalu bisa menghibur dan memberi semangat baru.
iii
9. Mas Arthanur Rifki Hidayat dan Mbak Aditya Dyah Utami yang sudah bersedia memberi masukan penulis dalam menyelesaikan penelitian sampai menulis laporan. 10. Teman-teman dan kakak tingkat yang membantu selama pra survei dan pasca survei. Tutor Arcview: Mas Agung dan Mbak Arwa; Data rekapan dan peta: Mbak Acid dan Mas Visnu; Partner di Laboratorium: Nurma Saraswati. 11. Keluarga Agroteknologi 2011 (ATLAS) yang telah memberi suasana persahabatan yang menyenangkan. 12. Kelompok KKN Desa Plangkrongan Kec. Poncol Kab. Magetan (Mbak Andita, Arum, Vidia, Mety Widia Latif, Lia, Aza, Ican, Dwiki dan Dik Rizky) yang telah menghidupkan suasana suram KKN menjadi kebahagiaan. 13. Kelompok Magang Balingtan Jakenan Pati yang berjuang bersama untuk menyelesaikan dan memenuhi 2 SKS wajib. 14. Teman-teman Asian International Mobility for Student (AIMS) di Vietnam (Maria Natalia P, Ayu Ratna M, Diana Utama, Lia Mulyana) yang telah menemani selama berpetualang di negeri orang. 15. Teman-teman Kost Tikara yang sudah dianggap sebagai saudara oleh penulis. Penulis menyadari bahwa skripsi yang dihasilkan masih jauh dari sempurna, namun diharapkan dapat bermanfaat bagi pembaca dan masyarakat. Surakarta, September 2015 Penulis
iv
PERNYATAAN Dengan ini saya Nama: Reni Ustiatik NIM: H0711085 Program Studi: Agroteknologi
menyatakan
bahwa
dalam
skripsi
saya
yang
berjudul
“PENENTUAN INDIKATOR KUNCI KUALITAS TANAH PADA LAHAN AGROFORESTRI SUB-DAS KEDUANG WONOGIRI” ini tidak terdapat karya yang pernah diajukan untuk memperoleh gelar akademik dan sepanjang pengetahuan penulis juga tidak ada unsur plagiarisme, falsifikasi, fabrikasi karya, data, atau pendapat yang pernah ditulis atau diterbitkan oleh penulis lain, kecuali yang secara tertulis diacu dalam naskah ini dan disebutkan dalam daftar pustaka. Surakarta, September 2015 Yang menyatakan
Reni Ustiatik NIM.H0711085
iv
DAFTAR ISI Halaman KATA PENGANTAR ..................................................................................
v
DAFTAR ISI .................................................................................................
vii
DAFTAR TABEL .........................................................................................
viii
DAFTAR GAMBAR ....................................................................................
ix
DAFTAR LAMPIRAN .................................................................................
x
RINGKASAN ...............................................................................................
xii
SUMMARY ....................................................................................................
xiii
I.
PENDAHULUAN................................................................................
1
II.
A. Latar Belakang ............................................................................ B. Rumusan Masalah ....................................................................... C. Tujuan dan Manfaat Penelitian ................................................... TINJAUAN PUSTAKA ......................................................................
1 2 2 3
III.
A. Kondisi Umum Sub-DAS Keduang ............................................ B. Agroforestri ................................................................................. C. Indikator Kualitas Tanah ............................................................. METODE PENELITIAN .....................................................................
3 4 6 10
A. Lokasi Penelitian ......................................................................... B. Alat dan Bahan ............................................................................ C. Perancangan Penelitian ............................................................... D. Teknik Penentuan Sampel ........................................................... E. Jenis Sumber Data ....................................................................... F. Teknik Pengumpulan Data .......................................................... G. Metode Analisis Data .................................................................. IV. HASIL DAN PEMBAHASAN ............................................................
10 10 10 12 12 12 12 14
A. Kondisi Umum ............................................................................ B. Vegetasi ....................................................................................... C. Indikator Kualitas Tanah ............................................................. SIMPULAN DAN SARAN .................................................................
14 18 21 41
A. B.
Simpulan ..................................................................................... Saran............................................................................................
41 41
DAFTAR PUSTAKA ...................................................................................
42
LAMPIRAN ..................................................................................................
51
V.
iv
DAFTAR TABEL Nomor
Judul
Halaman
1.
Variabel pengamatan sifat fisika tanah ................................................
11
2.
Variabel pengamatan sifat kimia tanah ................................................
11
3.
Variabel pengamatan sifat biologi tanah ..............................................
11
4.
Deskripsi SPL pada Sub-DAS Keduang ..............................................
16
5.
Jenis vegetasi pada agroforestri Sub-DAS Keduang ...........................
19
6.
Hasil analisis indikator kualitas tanah pada lahan agroforestri Sub-DAS Keduang ...........................................................
22
Hasil analisis korelasi sifat fisika, kimia dan biologi tanah agroforestri di Sub-Das Keduang ...............................................
34
8.
Penentuan komponen utama ................................................................
37
9.
Indeks kualitas tanah agroforestri di Sub-DAS Keduang ...............................................................................................
39
Pengkelasan indeks kualitas tanah di Sub-DAS Keduang ...............................................................................................
40
7.
10.
iv
DAFTAR GAMBAR Nomor
Judul
Halaman
1.
Peta Kerja Sub-DAS Keduang, Wonogiri ............................................
15
2.
Bobot volume (BV) masing-masing SPL di Sub-DAS Keduang, Wonogiri ..............................................................................
23
Porositas masing-masing SPL di Sub-DAS Keduang, Wonogiri ..............................................................................................
24
Kemantapan agregat masing-masing SPL di Sub-DAS Keduang, Wonogiri ..............................................................................
25
pH tanah masing-masing SPL di Sub-DAS Keduang, Wonogiri ..............................................................................................
26
C-organik masing-masing SPL di Sub-DAS Keduang, Wonogiri ..............................................................................................
27
N-total (%) masing-masing SPL di Sub-DAS Keduang, Wonogiri ..............................................................................
28
Kapasitas tukar kation (KTK) masing-masing SPL di Sub-DAS Keduang, Wonogiri .............................................................
29
P-tersedia masing-masing SPL di Sub-DAS Keduang, Wonogiri ..............................................................................................
30
K-tersedia masing-masing SPL di Sub-DAS Keduang, Wonogiri ..............................................................................................
31
Daya hantar listrik (DHL) masing-masing SPL di SubDAS Keduang, Wonogiri .....................................................................
32
Respirasi tanah (qCO2) masing-masing SPL di SubDAS Keduang, Wonogiri .....................................................................
33
Indeks kualitas tanah Sub-DAS Keduang, Wonogiri ...........................
39
3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13.
iv
DAFTAR LAMPIRAN Nomor 1.
Halaman
Peta Satuan Peta Lahan (SPL) Sub-DAS Keduang, Wonogiri ..............................................................................................
56
2.
Kriteria analisis karakteristik sifat fisika tanah ....................................
57
3.
Kriteria analisis karakteristik sifat kimia tanah ....................................
57
4.
Kriteria analisis karakteristik sifat biologi tanah .................................
57
5.
Skoring terhadap hasil analisis sifat fisika ...........................................
58
6.
Skoring terhadap hasil analisis sifat kimia ...........................................
58
7.
Skoring terhadap hasil analisis sifat biologi .........................................
58
8.
Deskripsi lingkungan ...........................................................................
59
9.
Kerapatan vegetasi ...............................................................................
60
10.
Analisis kemantapan agregat................................................................
62
11.
Analisis kadar lengas ctka 0.5 mm.......................................................
66
12.
Analisis kadar lengas ctka 2 mm..........................................................
67
13.
Analisis bobot volume..........................................................................
68
14.
Analisis bobot jenis ..............................................................................
69
15.
Analisis porositas .................................................................................
70
16.
Analisis pH H2O...................................................................................
71
17.
Analisis C-organik ...............................................................................
72
18.
Analisis N-total tanah...........................................................................
73
19.
Analisis P-tersedia tanah ......................................................................
74
20.
Analisis K-tersedia tanah .....................................................................
76
21.
Analisis kapasitas tukar kation (KTK) .................................................
78
22.
Analisis daya hantar listrik (DHL) .......................................................
79
22.
Analisis respirasi tanah ........................................................................
80
23.
Analisis korelasi ...................................................................................
81
24.
Analisis principal component analysis (PCA) ....................................
83
25.
Loading plot hasil analisis komponen utama .......................................
85
26.
Pengkelasan indeks kualitas tanah .......................................................
86
27.
Pengkelasan kemiringan lahan .............................................................
86
28.
Gambar SPL 1 (hutan pinus/ lokasi SPL kontrol)................................
87
iv
29.
Gambar SPL 8 Ds. Geneng ..................................................................
87
30.
Gambar plot pengamatan vegetasi .......................................................
87
31.
Gambar pengamatan minipid ...............................................................
87
32.
Gambar analisis sidik cepat ..................................................................
87
33.
Gambar pengamatan evolusi CO2 (respirasi tanah) .............................
87
34.
Gambar analisis kimia tanah ................................................................
88
35.
Gambar analisis biologi tanah ..............................................................
88
36.
Gambar analisis fisika tanah ................................................................
88
37.
Gambar tim survei Sub-DAS Keduang ................................................
88
iv
RINGKASAN PENENTUAN INDIKATOR KUNCI KUALITAS TANAH PADA LAHAN AGROFORESTRI SUB-DAS KEDUANG WONOGIRI. Skripsi: Reni Ustiatik (H0711085). Pembimbing: Supriyadi, Irfan Budi Pramono. Program studi: Agroteknologi, Fakultas Pertanian Universitas Sebelas Maret (UNS) Surakarta. Sub Daerah Aliran Sungai (Sub-DAS) Keduang merupakan bagian dari Sub-DAS Bengawan Solo Hulu. Sub-DAS Keduang adalah Sub-DAS yang paling kritis dan penyumbang sedimen terbesar. Penelitian mengenai kualitas tanah pada DAS diperlukan untuk mengetahui laju kerusakan sumber daya alam yang berdampak pada penurunan kualitas lingkungan. Salah satu upaya pengelolaan Sub-DAS Keduang secara vegetatif dilakukan melalui pengembangan hutan rakyat, usahatani konservasi dan agroforestri. Penelitian ini fokus pada penentuan indikator kunci kualitas tanah pada lahan agroforestri di Sub-DAS Keduang Wonogiri. Indikator kualitas tanah adalah beberapa sifat fisika, kimia dan biologi tanah yang digunakan untuk menilai kualitas tanah. Berdasar indikator kualitas tanah tersebut nilai kualitas tanah dan pengaruh agroforestri sebagai upaya konservasi lahan di Sub-DAS Keduang Wonogiri terhadap kualitas tanah dapat diketahui. Penelitian dilaksanakan di Sub-DAS Keduang Wonogiri, Laboratorium Kimia dan Kesuburan Tanah, Laboratorium Biologi dan Bioteknologi Tanah, Laboratorium Fisika dan Konservasi Tanah Fakultas Pertanian Universitas Sebelas Maret pada bulan Juni 2014 sampai Januari 2015. Penelitian bersifat deskriptif eksploratif. Penentuan lokasi penelitian menggunakan metode stratified random sampling melalui Satuan Peta Lahan (SPL). Pengambilan sampel tanah menggunakan metode purposive sampling. Kerapatan vegetasi diamati dengan metode belt transect (2x2 meter (m), 5x5 m, 10x10 m dan 20x20 m) dan dihitung dari presentase rasio jumlah vegetasi dan luas petak pengamatan. Analisis data menggunakan Pearson Correlation dan Principal Component Analysis (PCA). Indeks kualitas tanah ditentukan dengan menjumlahkan skor tiap variabel yang telah dikalikan dengan indeks bobot. Hasil penelitian menunjukkan indikator kunci kualitas tanah di lokasi penelitian terdiri dari P-tersedia, bobot volume, K-tersedia dan pH tanah. Berdasar indikator tersebut kualitas tanah di lokasi penelitian tergolong rendah sampai sedang. Nilai indeks kualitas tanah Satuan Peta Lahan (SPL) 1 (hutan pinus/kontrol) sebesar 3.470 dengan jenis tanah Andosol (Andisols), kemiringan 35-45% dan tingkat penutupan lahan 70-80%. IKT terendah terdapat pada SPL 4 (agroforestri: sengon, mahoni, jati, mindi) sebesar 2.295 dengan jenis tanah Latosol Coklat Kemerahan (Inceptisols), kemiringan 35-45% dan tingkat penutupan lahan 60-70%. IKT tertinggi terdapat pada SPL 9 (agroforetri: jati, pohon manga dan pohon kelapa) sebesar 3.716 dengan jenis tanah Mediteran Coklat Kemerahan (Alfisols), kemiringan 35-45% dan tingkat penutupan lahan 70-80%. Simpulan dari penelitian ini adalah kualitas tanah di kawasan Sub-DAS Keduang Wonogiri tergolong rendah sampai sedang. Perbedaan kualitas tanah pada penggunaan lahan yang sama dipengaruhi oleh jenis tanah, kemiringan lahan, kerapatan vegetasi dan jenis vegetasi.
iv
SUMMARY DETERMINING PRIMARY INDICATOR FOR SOIL QUALITY ON KEDUANG SUB-WATERSHED AGROFORESTRY LAND, WONOGIRI. Thesis-S1: Reni Ustiatik (H0711085). Advicers: Supriyadi, Irfan Budi Pramono. Study program: Agrotechnology, Faculty of Agriculture, Sebelas Maret University (UNS) Surakarta. Keduang sub-watershed is a part from the upstream of the Bengawan Solo river basin. Keduang sub-watershed is the most critical and have largest sediment yield. Study about soil quality in watershed needed because of watershed exploitation increasing natural resource rate degradation that effect of reduction of environmental quality. Keduang sub-watershed management has been done through development of community forests, conservation farming and agroforestry. This study focus on determining primary indicators of soil quality under agroforestry system in Keduang sub-watershed, Wonogiri. Soil quality indicators are some soil physical, chemical and biologycal properties that used to soil quality assessment. Based on these indicators, soil quality values and influence of agroforestry system as land conservation management can be known. This study has been conducted in Keduang sub-watershed, Wonogiri and Laboratory of Soil Chemistry and Fertility, Laboratory of Soil Physics and Conservation, Laboratory of Soil Biology and Biotechnology of Agriculture Faculty, University of Sebelas Maret, in June 2014 to January 2015, this study used descriptive and exploratory method. Stratified random sampling method was used to determine study site by Land Unit (LU). Purposive sampling method was used to take soil samples. Vegetation density was observed with a belt transect method (2x2 meter (m), 5x5 m, 10x10 m and 20x20 m) and were calculated from the percentage ratio of the amount of vegetation with a plot size of observation. Data analysis using Pearson Correlation and Principal Component Analysis (PCA). The soil quality index is determined by summing the scores of each variable that has been multiplied by the index weights. The result showed that soil quality indicators under agroforestry system on the study site consist of available-P, bulk density, available-K and pH. Based on these indicators, soil quality under agroforestry system on the study site classified as low to moderate. Soil quality index in LU 1 (natural forest/control) amounted to 3.470 with the soil type of Andisols, the slope of 35-45% and 70-80% rate of land cover. The lowest soil quality index contained in LU 4 amounted to 2.295 with soil type of Inceptisols, the slope of 35-45% and 60-70% rate of land cover. While the highest soil quality index value contained in the LU 9 amounted to 3.716 with soil type of Alfisols, the slope of 35-45% and 70-80% rate of land cover. Conclusion for this study is soil quality in the area of Keduang subwatershed Wonogiri classified as low to moderate. The different of soil quality in the same land use influenced by soil types, slope of land, type of land cover and the density of land cover.
iv
