Jumal IImu Tanah dan Ungkungan Vol. 8, No.2
(2008) p: 74-78
SOILS ARE BACK ON THE GLOBAL AGENDA Alfred E. Hartemink
-
ISRIC World Soil Information, P.O. Box 353, 6700 AJ Wageningen, The Netherlands. E-mail
[email protected]
Abstract Pada tahun 1990an dan awal tahun 2000, kalangan ilmuwan tanah di sebagian besar dunia merasa pesimis akan status ilmu tanah. Hal ini terutama disebabkan oleh merosotnya anggaran penelitian, berkurangnya jumlah mahasiswa dan keseluruhan persepsi bahwa ilmu tanah dan pedologi sudah mati dan terkubur. Dengan perbaharuan minat dalam pertanian pangan, pakan dan bahan bakar, tanah kembali dalam agenda penelitian global Erosi tanah, deplesi nutrisi dan polusi merupakan masalahmasalah penting yang sering diungkapkan oleh laporan-Iaporanbaru-baru ini oleh PSS dan organisasi internasional lainnya. Perlunya informasi tanah yang selalu up-to-date dengan resolusi yang tingg~ penelitian tanah kembali disorot dan diprioritaskandalam beberapa studi. Terdapatjuga peningkatan minat untuk tanah dalam media and pres populer, dan tanah telah masuk ke dalam arena kebfiakan. Untuk masyarakat global ilmu tanah, kita menghadapi tantangan ke depan dan keperluan untuk mendidik generasi baru ilmuwan tanah. In the 1990s and early 2000s there was widespread pessimism on the status of soil science in most parts of the world This was mainly due to dwindling research budgets, reduced number of students and the overall perception that soil science and pedology were dead and buried Renewed interest in agriculturefor food, feed and fuel has brought soils back onto the global research agenda. Soil erosion, nutrient depletion and pollution are key issues brought up in many recent reports by UN and other international organizations. The need for up-to-date and tine resolution soil information and the revival of soil research is highlighted and prioritisedin several studies. There is increased interest for soils in the popular press and media, and soils have entered the policy arena. For the global soil science community, there are challenges ahead and there is a direct need to educate a new generation of soil scientists. Keywords: soil research, food production, environmental soil science, soil science impact
Introduction Soilsciencehas made largecontributionsto the increase in agriculturalproductionand a sound understandingof soilshas been essential for tackling research questions on climate change, environmental regulation and ecosystemservices.In the 1960sand 1970sthe impact of soil science was large but reduced fundingthat started in the mid-1980saffected soilscienceand this followedreducedinterestin agriculture and widespread governmental budget cuts . In many parts of the world student numbersdecreased duringthe 1990s . Many new questions asked by environmental and other regulatoryauthorities could not be quantitatively answered by the soil science community.As a result the influenceof soil research declineddespite a re-focuson topical subjects such as agriculturalsustainabilityand climatechange. Currently,there is increasingattention on both soilsand soil researchfollowingthe global
renewed interest in agriculture . In order to understandthe current upsurge in concernfor soils it is helpfulto reflecton how soil science has respondedto some of the big globalissues in the past. Thiseditorialoverviewssomeof the big themes in soil sciencethrough referenceto selected recent reports from UN and other international organisations. The aim is to disputesome of the pessimismthat soilscience and pedologyare dead and buried. The Big Themes in Soil Science - some
pedobarometry
.
Prior to World War II inequalities in food supplies for different countries were accepted as part of the natural order of things That thinking changed after World War II when international organisations such as the United Nations Food and Agricultural Organization (FAO) were established and many countries were aiming at independence. At the same time
.
Hartemink.Soilsare Back
the provision of sufficient food for growing populations became an important area of research.Increasingfood productionwas also a concern in Western Europe because of the devastation after the war and population increase. In the 1950s and 1960s many Europeansand their overseas descendantshad a growingfeelingthat they shoulddo something to mitigatethe hunger that oppressedso many in the undevelopedcountries. There was great optimismand positivismin the 1950s and agricultural research rapidly expanded. The motto for the Seventh InternationalCongressof SoilSciencein 1960in Madison was "Alleviate Hunger, Promote Peace
through Soil Science". In his presidential address R. Bradfieldmentioned that he can think of no singlegroup of scientistswho have more to contributeto feed the worldthan soil scientists. He also mentionedthat agriculturists includingsoil scientists had more experience and in general more success in increasingfood production than population experts had in populationcontrol. Most agriculturalresearch after the WorldWar II was directed towards agriculturalproduction,and there were major investmentsin agriculturalinfrastructure.As a result, food productionin Europe dramatically increasedand resulted in massivesurplusesof primaryagriculturalcommodities.There is no doubt that the resultsof soilresearch playedan important role in the increase of agricultural productivity. In the 1970s,soil sciencebecame linkedto wider environmentalaspects. Researchshifted to a wholerange of new subjectsincluding,for example, soil pollution, eutrophication and groundwater contamination. Therewasalsoa declinein inorganicfertiliseruse that started in the 1980swhen environmentalconcernsabout inorganic fertilisers were rising such as the nitrate content of drinking water and ozone destruction.
Afterthe Bruntlandreport of 1987 on 'Our CommonFuture'and the 'Earth Summit'in Rio de Janeiro in 1992, there has been a wide debate on the issueof sustainability,particularly in relationto soils, land and agriculture.When the history of soil science of the twentieth century is written,the 1980sand 1990swillbe remem-bered as decades in which the term 'sustainability'was overwhelminglypresent in
75
the soil science literature. With the increased perceptionand quantificationof soildegradation in the tropics,came the call for the design and study of sustainableland managementsystems. The reports on "Our common future" and Agenda 21 of the Rio declarationon sustainability were politicallyinfluential,but had no major impact on soil science funding and researchcapacity. Climatechange and soils came on to the globalagenda in the 1990sand especiallyafter the Kyotoprotocolfrom 1997. Muchresearch has been geared towardscarbonstocksand the relation between climate change and food production. Currently, there is new concern about feeding the world and the land needed for energy (biofuels), food (hunger alleviation, increaseddemand) and feed (increasedanimal production).The cultivationof biofuelcrops is competingwith foodcrops in some parts of the worldand is driving-upcommodityprices . The environmental and soil impact of the shift towards growingcrops for energy or increased food productionis not known but it is widely realised that global soil information is not accurateor digitallyavailable,and, certainlynot up-to-date. Other important themes that are currently on the agenda include biodiversity, water scarcityand carbon accounting.Figure1 schematically illustrates the impact of soil science since WorldWar II and also indicates linksto the bigthemes. Soils on the Agenda There are countless reports from UN and other internationalorganisations(e.g. IPCCand various conventions) in which the need for studyingsoilsand the provisionof adequate soil informationis emphasised. It is instructiveto providea briefsummaryof a few of the recent reports. In September 2000 world leaders adopted
the United Nations MillenniumDeclarationwhich set out the Millennium Development Goals (MDGs). In the MDG reports a. range of recommendations on soil health are made and the links between poverty, unhealthy people, unhealthy soils and poor soil management are reinforced in the MDGapproach.
76
Jumal Ilmu Tanah dan Lingkungan Vol. 8, No. 2 (2008) p: 74-78
PedObarometric index Agriculture
\
1950$
\ \ \
Food Environment SustainabHity Climate change
19708
\ I I I I
E i=
1990$ J
1995s
I
,
,
""
"
""
,,
'"
'"
/
/'
Poliqy NbW! Food & BiOfuels: Energy
I I
,
....
-'-
.. '
: :;-....
Figure 1 Approximatetopical themes and foci in soil science post WorldWar II and the overall activity and impact of soil science (pedobarometric index)
Since 1990 UNDPhas publishedan annual Human DevelopmentReport to measure and analyzedevelopmentalprogress.There was no mention of soil until the 2000 Human DevelopmentReport and in 2003 soils were referred to in only several parts of the report, mostlyin relationto nutrientdepletionand soil degradation. In successivereports, issues like land rights (2004) and indigenous soil knowledge(2006) were brought up. The most recent report focuses on climate change and soilsare referred to in terms of acting as sinks and sourcesof greenhousegases. There is also mentionof soil erosionand soil fertilitydecline and its impact on food production.Soils have now also entered the UNDPreports, and these are widelyused bydecisionand policymakers. The FAO had its first ever external evaluation in 2006 and 2007 . One of the conclusionsof the report is that FAOis in crisis and has very few areas left:in which it has technical leadership includingland and soils. Yet, an area of comparative priority is the provisionof basic global natural resourcedata and statistics including land and soils. The reviewgives land and soilsthe highest priority for resource allocation.
UNEPhas produced 4 Global Environment Outlook (GEO) reports that provide scientific assessments of the interactions between environment and society. The third assessment (GE03) was from 2002 and included a section on soil degradation. GE04 contains a full chapter devoted to land and includes sections
on water, forests, land degradation including chemical contamination and pollution, soil erosion, nutrient depletion, salinity, and disturbances in biological cycles. The use, managementand threats to soils are included throughout the GE04 report that also recognisesthe need for muchbetter soilspatial informationat regionaland localscales. Soilshave alsoentered the policyarena and in several countries and continents soil legislationis beingdeveloped.The largesteffort to effectivelybringtools for soil legislationhas been in the EU through its Soil Thematic Strategy,and more recentlyin the USAthrough the adoptionof a Resolutionin the USSenate. Environmentalpoliciesin Europestarted in the 1970s . These strategies includedair quality, marine environment, sustainable use of resources, waste prevention and cycling, pesticides, the urban environment, and soil quality.The thematicstrategyon the protection of soil was started in 2002 and adopted by the EuropeanCommissionin September2006. The strategy is aiming to give soil the same importance as air and water; it sets out a roadmap to address soil degradation by preservingand restoringsoiland itsfunctions. In June 2008, the USCongressadopted a soil Resolutionin the Senate. This resolution enforces the role of soils and emphasises the lackof legislationon soilsin the USAin contrast to, exampleclimatechange and water quality. The Senate recognizedit as beingnecessaryto improve knowledge, exchange information, and
Hartemink. Soils are Back
77
develop and implement best practices for soil management, soil restoration, carbon sequestration, and long-term use of the Nation's soil resources. It also highlighted the important rore of soil scientists and soil professionals, who are well-equipped to address the issuesof today and those of tomorrow concerning the Nation's soil resources
Discu~sion
and Conclusions
Soil scientists have been very good in communicating the problem of soil degradation (e.g. soil erosion, nutrient depletion, soil pollution) and of all soil scientific activities, research on soil degradation with often its 'gloom and doom preaching' has had a considerable impact. It continues do so in both the popular press (e.g. the September 2008 issue of the National Geographiq, in legislation (the threats to soil in the EU soil thematic strategy) and also in the scientific press (e.g. the "Soil and Trouble" issue of Science in June 2004). It can be argued that the preaching of gloom is fruitless unless it is underpinned with science, and is harmful as it encourages fatalism instead of much needed determinism. Like any important subject, the discussion should be based on the collection and careful interpretation of facts and figures in which research plays a major role. Sciencecan provide much needed answers and guide the future focus of the political and research agenda Since agricultural production is largely dependent on soil's productive capacity, soil science should be upfront in providing the much needed data on soil resources and scenario studies on how soil and land-use change affects food production.
.
The current attention and upsurge in soil science could lead to a fruitful and highly productive new era. The link with real-world issues (climate change, food production and hunger alleviation, environmental degradation) is essential as is the development of fundamental research Much emphasis has been on practical applications but there is a real need to challenge some of the old paradigms and come up with truly novel approaches Adoption and spread of new methodologies and techniques have relatively low priority and require a new type of soil scientists equipped with different tools and views. Some other disciplines, for example, geologists, have already taken on board part of the soil science task.
.
.
Now the importance of soils is recognised, action is needed and is already been taken at some fronts, such as a range of new soil projects across the globe (e.g. various new soil projects in the EU 7th Framework Programme, such as i-Soil, DigiSoil, and e-SOTER) and GlobalSoil Map.net. GlobalSoilMap.netis a new global project that aims to make a new digital soil map of the world using state-of-the-art and emerging technologies for soil mapping and predicting soil properties. The global land surface will be mapped in 5 years and the digital map will consist of the primary functional soil properties at a grid resolution of 90 by 90 m. It will be freely available, web-accessible and widely distributed and used. This new global soil map will be supplemented by interpretation and functionality options that aim to assist better decisions in a range of global issues like food production and hunger eradication, climate change, and environmental degradation. A global consortium has been established with soil science centres in each continent. The consortium, which is led by ISRIC World Soil Information (Wageningen, Netherlands), includes the Joint Research Centre of the European Commission (Ispra, Italy), the Commonwealth Scientific and Industrial Research Organization (Canberra, Australia), the University of Sydney (Sydney, Australia), the Chinese Academy of Sciences (Nanjing, China), the Earth Institute at Columbia University (New York, USA), the US Department of Agriculture Natural ResourcesConservation Service (Morgantown, USA), the Brazilian Agricultural ResearchCorporation (Embrapa, Rio de Janeiro) and CIAT-TSBF(Nairobi, Kenya).
-
The new projects will combine the demand for new data with new ideas on how such data should be collected. There are many novel techniques and methods available for soil scientists and there is a range of software and hardware that needs exploring and further development, including digital soil mapping. Such techniques have exceptional promise when combined with the demand for accurate and up-to-date soil information It is not only used in Europe, North America and Australia that these techniques are also being applied, they are also being developed in Sub-Saharan Africa. Another sign of the current vigour of soil science is its steady increase in publications with increased impact and the relatively large number of job vacancies, a consequenceboth of a retiring generation of soil scientists and various new projects.
.
78
JumalIlmuTanahdanUngkunganVol.8, No.2 (2008)p: 74-78
In conclusion,soils are back on the global agendaand there is an increasingdemandfor soil information and, at the same time, a technological revolution to address the questionsraised by other scientificdisciplines, policy-makersandsocietyat large.
The global soil sciencecommunity should act promptlyand deliver; at the sametime the community should continue to develop new thinkingaboutthe wayswe studysoilsand how they shouldbe managed.
Jumal Ilmu Tanah dan Ungkungan Vol. 8, No. 2 (2008) p: 79-92
HAKEKAT SEMINAR DAN TESIS DALAM KURIKULUM PENDIDIKAN TINGGI UNTUKLANDASANPENYUSUNAN METODEDAN TEKNIK PEMBIBINGANNYA Tejoyuwono Notohadiprawiro JurusanTanah,
Fakultas Pertanian UGM, JI Flora, Bulaksumur, Yogyakarta 55281
pengantar Untuk dapat membimbing secara baik, orang haros tahu fungsi seminar dan tesis dalam kurikulum. Tanpa pengetahuan ini pembimbingan akan dapat mengarah ke maksud dan tujuan yang tidak gayut Bahkan pembimbingan yang demikian itu mungkin akan merusak keutuhan kurikulum. Keywords: seminar, tesis Hakekat
Seminar dan Tesis
Bagi peserta
Di dalam kurikulum seminar berfungsi sebagai prasyarat tesis. Dengan kata lain seminar mempersiapkan sikap ilmiah anak didik untuk dapat menyelesaikan tesisnya secara mempan (efective). Hakekat kedua mata ajaran ini tercermin pada maksud dan tujuan pengadaannya. Seminar melibatkan dua pihak, yaitu penyaji dan peserta. Kedua belah pihak harus dapat saling mengisi dan mengembangkan hubungan interaktif yang meng-untungkan dilihat dari segi maksud dan tujuan seminar. Seminar diselenggarakan dengan maksud : Bagi penyaji :
1.
1. Melatih berbicara di depan sidang (oral composition) secara tepat sa-saran (to
the point), namun tetap memikat perhatian 2. Melatih berdiskusi dengan penalaran mantap,
konsisten
(systematic),
tanpa
dan
bersistem
emosi
yang
berlebihan (emosi sekadarnya yang keluar tanpa sengaja karena keyakinan ilmiah (dianggap wajar)
Melatih menjadi
peserta
sidang
yang
baik (tenang, sopan) dan menjadi pendengar yang berper-hatian penuh dan kritikal
2.
Melatih menanggapi
pembicaraan
secara
tepat sasaran
3.
Melatih berdiskusi dengan penalaran mantap, konsisten dan bersistem, tanpa emosi berlebihan
Tujuan penyelenggaraan seminar, baik untuk penyaji maupun untuk peserta ialah : 1.
Menumbuhkan sikap ilmiah
2.
Menumbuhkan kemahiran berbicara dengan bahasa yang baik, benar dan bermakna jelas (berkomunikasi secara
Melatih mengenali persoalan dari sifat dan perangainya Berdasarkan pengenalan itu melatih memilih parameter gayut dan menggunakan datanya untuk menyajikan persoalan secara informatif dan menganalisisnya secara nalar menuju kepada suatu penyelesaian yang gembleng (solid)
:
lisan) 3.
Menghilangkan sikap segan mengutarakan pendapat yang mengajukan pertanyaan
4.
Menghilangkanrasa
berbeda
atau
rendah diri berha-
dapan dengan sidang Tesis diadakan dengan maksud.: 1. Melatih menyusun konsep dan menggunakannya sebagai landasan
2. Melatih melakukan
penelitian
penelitian
segala langkah kegiatannya,
dalam
yang meli-
puti menelaah bahan pustaka, metodologi, tatakerja (metode), tatalaksana (pro sedur) dan rancang bangun (design), pengambilan contoh, pemilihan parameter, penguraian hasil, penyusunan pendapat dan penarikan kesimpulan
80
Jumal IlmuTanah dan LingkunganVol.8, No. 2 (2008) p: 79-92
3. Melatihmenyajikankesudahan penelitian secara tertulis menurut kaidah pelaporan ilmiah(scientific reporting) Tujuanpenugasanmembuattesis ialah: 1. Menumbuhkanselera dan kemampuan meneliti 2. Menumbuhkan selera dan kemahiran menulisbersistemdan informatif 3. Berkaitandengan penulisaninformatifitu, membiasakanberbahasayang baik, benar dan berungkapantajam (tidakkabur,tidak bermaknasamaratau ganda) Oleh karena seminar menjadi prasyarat tesis, kedua mata ajaran ini harus diselenggarakan sebagai kebulatan. Kebulatan penyelenggaraan juga diperlu-kan mengingat,bahwa keduanyasecara bersa-ma
bertujuanmembentukpribadiilmuwan(pakar) dalam diri anak didik. Asaskeilmuanyang telah ditanamkan oleh tiap mata ajaran sebelumnyamenyatudan memuncakdi dalam seminar dan tesis. Tidakada lagi batas antar disiplinilmu karena segala asas dan hukum disiplin apa pun berlaku dan harus diperhatikandalam menyusunbahan seminar dan tesis. Tidakmungkinsebuah seminaratau tesis ilmu yang satu berisi hal-hal yang menyalahiasas dan hukumilmuyang lain tanpa nalar yang dapat dipertahankan.Maka seminardan tesis bersifatkhususmenurut isi, akan tetapi bersifat serbacakup (comprehensive) menurut kerangka pemikirannya. Ciri inilah yang meletakkan beban berat kepada para pembimbing.Bagan pada Gb. 1 barangkali dapat menjelaskan ungkapan ini.
Semua mata ajaran
Thesis
pendahulu
Gambar.1. Baganalir kegiatanpendidikansecara garisbesar menurutkurikulumyang berlaku Di bawah ini disajikan anasir seminar dan tesis yang perlu diketahui untuk menyusun metode dan teknik pembibingan yang terandalkan.
Persoalan Persoalanadalah sesuatu yangtimbuldari suatu kejadian,keadaan atau suasana, yang .
menyimpang dari persepsi semula kita yang
mengungkitsuatu pertanyaanmendasar,atau yang memberikan kesan bahaya atau kesulitan. Jadi meskipun hal yang menimbulkanpersoalan itu bersifat nyata, yang dapat dilihat, dikenali atau dirasakan oleh orang lain, namun persoal-an itu selalu bersifat subyektif.Orang akan berbeda-beda dalam menanggapikenyataan yang obyektif itu. Misalnyaair sungaiyang kotormerupakan kenyataan yang obyektif.Bagiseorang yang masih menjalanihidup dekat dengan alam, hal itu tidak menimbulkanpersoalan karena dia biasa minum dan mandi dengan air itu tanpa menderita akibat yang buruk. Akan tetapi bagi orang yang sudah terbiasa hidup
bergaya "modern", yang teknologi sudah menjadi kebutuhan mutlak, air sungai kotor tadi segera menimbulkan persoalan. Dia akan berusaha menyelesaikan persoalan itu dengan jalan member-sihkan air sebelum dipakai untuk minum dan mandi. Barangkali pembersihannya untuk air minum dilakukannya lebih teliti daripada untuk air mandi, mengingat persyaratan kesehatan. Jadi perbedaan lingkup pemikiran pun dapat menimbulkantingkat persoalan yang berbeda. Mengingat subyektivitas persoalan maka langkah pertama yang harus dijalankan dalam menyajikan bahan seminar atau kesudahan penelitian ialah mengobyektifkan persoalan; Mengobyek-tifkan persoalan berarti "menjual gagasan yang membentuk persolaan sehingga termakan oleh orang lain". Kadang-kadang mengobyektifkan persoalan lebih mudah dengan cara mengkuantitatifkan persoalan. Misalnya,persoalan hama dijabarkan menjadi kerugian dalam rupiah atau dalam penyusutan hasilpanen. Kalau kita berhasil baik dalam mengobyektifkan persoalan, berarti kita dapat
Notohadiprawiro.
Hakekat
Seminar
menyingkirkan satu pertanyaanyang mungkin timbul dalam diskusi seminar atau ujian tesis. Kadang-kadang tentang persoalan yang diajukan atau diteliti saja sudah dapat memancing pembicaraan hangat. Maka kalau kita berhasil menyingkirkan masalah itu, beban kita sebagai penyaji seminar atau penulis tesis akan berkurang berat. Disamping mengobyektifkannya, persoalan juga harus dicirikan (characterized) atau disidik (identified) untuk dapat memilih parameter yang gayut untuk penelitiannya. Perso-alan dapat dicirikan menurut bidang ilmunya (disiplin), seperti ilmu tanah, fitopatologi, ekonomi, politik, dan sebagainya. Dapat juga penciriannya didasarkan atas asas persoalan, seperti penjenisan kejadian (misal, luapan air bagaimanakah yang dinamakan banjir), penyebab kejadian, akibat kejadian, dsb. Pencirian persoalan dapat diteruskan dengan pemilahan gatra (aspects) persoalan. Misalnya, persoalan erosi dapat dipilahkan menjadi gatra fisik berupa dampak setempat atau dampak yang diekspor, gatra usahatani, ekonomi regional, dsb. Pencirian persoalan juga diperlukan untuk memberitahukan ruang ling-kup penelitian dan arah penyelesaian persoalan yang dipentingkan. Hasil pencirian persoalan dapat seperti ini : disiplin fitopatologi, asas akibat kejadian, gatra penghasilan biomassa, ruang lingkup vegetasi padang rumput alamiah, dan arah penyelesaian yang dipentingkan pemberantasan kimiawi. Mencirikan persoalan secara jelas berguna untuk mencegah pertanyaan-pertanyaan yang menyimpang. Ini berarti pula mengurangi beban tanggungan kita dalam diskusi seminar atau ujian tesis.
Konsep .
81
dan Tesis
Konsepialah suatu hasil proses intelek-
tual yang mengungkapkan beberapa gatra kenyataan yang tertangkap melalui pengamatan langsung terhadap sejumlah gejala. Dengan konsep dibentuk gagasan baru yang dapat membayangkan sesuatu yang tidak berhasil diperoleh dengan persepsi secara langsung. Dengan kata lain, konsep diperlukan untuk menyingkirkan penghalang persepsi dengan jalan menciptakan kejadian imajinatif. Konsep memperluas atau memperkaya persepsi. Secara singkat dapat dikatakan, bahwa konsep ialah kerangka pemikiran untuk memperluas persepsi, yang perluasan itu tidak dapat diperoleh dengan pengamatan langsung. Perluasan persepsi
diperlukan untuk dapat melihat persoalan dari berbagai segi dan membayangkan hubungan persoalan dengan berbagai faktor yang kiranya berpengaruh atas kehadiran, watak dan perkembangan persoalan. Ada konsep pemersatu yang menyatukan berbagai kenyataan (kejadian, benda, keadaan, dsb.) berdasarkan kesamaan gatra atau kemiripan perilaku berbagai kenyataan itu. Misalnya konsep "kecairan" menyatukan madu, air, minyak, susu, dsb., sehingga asas dan hukum fisika yang menguasai zat cair berlaku setara atas semua bahan tadi, meskipun bahan-bahan itu jelas berlainan jenis. Perilaku aliran listrik mirip dengan perilaku aliran air, sehingga asas dan hukum aliran air dapat dijabarkan menjadi asas dan hukum aliran listrik (gradien tekanan hidrostatika menjadi gradien potensiallistrik : debit aliran air menjadi ampere jam aliran listrik). Ada pula konsep pembeda yang dapat membuat dua pengertian atau lebih mengenai satu kenyataan tertentu. Misalnya satu bidang tanah tertentu dapat diperlakukan sebagai petak bercocok tanam, sebagi lapangan sepak bola, sebagai sumber bahan mentah untuk membuat genteng dan bata, atau untuk memenuhi kebutuhan yang lain. Asas hubungan kategori (categorial relationship) menempati kedudukan penting dalam menyusun konsep. Penetapan hubungan kategori berasaskan pemilihan kategori yang sesuai untuk menghubungkan sekelompok data yang satu dengan yang lain. Oleh karena itu pemikiran secara kritikal menjadi kebutuhan mutlak untuk menetapkan hubungan kategori. Tanpa pikiran kritikal tidak mungkin dipilih kategori-kategori yang gayut. Asas hubungan kategori selanjutnya dapat dikembangkan menjadi penalaran dengan analogi, yang ikut berperan penting dalam pemikiran ilmiah. Yan9 dinamakan suatu analogi ialah IIkemiripan hubungan antar kenyataan" dan bukan kemiripan antar kenyataan sendiri. Si A pernah membeli sepatu di toko T dan ternyata enak dipakai
dan awet sekali.
.
Kalau pada suatu waktu A menerima hadiah sepatu yang berasal dari toko T, dia akan gembira sekali karena yakin, bahwa sepatu itu pun akan enak dipakai dan awet sekali. Analogi semacam ini menjadi dasar dari kebanyakan penalaran kita sehari-hari, yang harapan ditumbuhkan dari pengalaman masa lalu. Dalam misal ini analogi dipakai
82
Jumal Ilmu Tanah dan Lingkungan Vol. 8, No.2 (2008) p: 79-92
dalam argumen. Ada juga analog yang dipakai secara tanalasan (nonargumentative), yaitu dalam metafor untuk memberikan gambaran yang hidup dalam alam pikiran orang lain. Misalnya, meluluskan anak didik semata-mata karena iba hati, atau karena ingin memperoleh sanjungan murah, dapat disamakan dengan melakukan tindak kriminal yang secara tidak langsung mendorong proses pembodohan bang~a. Analogi juga dipakai dalam penjelasan, yaitu sesuatu yang tidak atau kurang dikenal diban-dingkan dengan yang lebih dikenal. Misalnya, ilmu itu dibangun dengan fakta sebagaimana rumah dibangun dengan batao Akan tetapi sekadar kumpulan fakta bukan ilmu sebagaimana sekadar kumpulan bata bukan rumah. Analogi dapat pula dipakai untuk membentuk hipotesis. Dalam hal ini orang mengambil sari gagasan orang lain tentang keadaan tertentu untuk diterapkannya pada keadaan yang berbeda yang sedang dia telaah. Asasnya : jika A mirip B dalam hal X maka boleh jadi A juga mirip B dalam hal Y. Jadi kalau A dan B bersahabat karena sama-sama suka berjudi, sedang B juga terkenal sebagai penipu, maka hipotesisi kita ialah A boleh jadi juga seorang penipu. Menelaah
Bahan Pustaka
Menelaah bahan pustaka mengandung berbagai maksud dan tujuan. Akan tetapi yang terpenting ialah untuk mengetahui tahana pengetahuan
(state of knowledge)
tentang
persoalanyang akan kita garap, atau tentang sesuatu yang berkaitan dengan persoalan yang akan kita garap. Hasil telaah yang kita gabungkan dengan pengetahuan yang sudah . kita miliki dapat kita manfaatkan untuk membuat konsep. Kita dapat mencari analogi dari bahan pustaka untuk menyusun hipotesis. Dapat juga bahan pustaka kita pakai untuk memperoleh bukti tambahan untuk memper-kuat pembuktian yang telah kita kerjakan. Atau sebaliknya, justru kita cari halhal yang menyimpang atau melawan penemuan kita. Ini berguna untuk menguji hasil penelitian kita seberapa kuat keterandalannya. Kalau terbukti penelitian kita tiada cacat ilmiahnya maka kelainan itu mempunyai arti penting. Hal itu dapat berarti, bahwa faktor waktu dan/atau tempat
bahwa ada faktor X yang tersembunyi entah dimana, yang dapat menjadi pendorong kelanjutan penelitian. Mungkin pula itu menunjuk-kan, bahwa teori yang berlaku perlu dibenahi atau diperbaiki, atau bahkan diubah sama sekali. Ada pula orang yang menelaah bahan pustaka untuk mencari dan memilih katakerja dan/atau rancang bangun yang sesuai dengan keperluan penelitian kita. Kalau kita menggunakan penalaran deduktif, bahan pustaka menjadi sumber teori atau tolok ukur
pembahasan
dan
penyimpulan.
Barangkali
yang terakhir inilah yang paling gayut untuk menyusun tesis 5-1. Dalam kurikulum 5-1 penelitian bersifat formalistik akan lebih sesuai. Keabsahan kesimpulan dalam penelitian semacam ini semata-mata ditentukan oleh kebenaran struktur argumentasi dan bukan oleh kebenaran pangkal pendapat atau teori. Jadi dalam hal ini teori berada di luar ruang lingkup persoalan dan dipandang sebagai suatu kenyataan yang tidak dapat di-ganggu gugat. Pendek kata, bahan pustaka diperlukan sepanjang waktu melakukan penelitian, sejak tahap awal sampai dengan akhir. Isi pustaka harus dikaji dan dibahas, bukan untuk ditelan mentah-mentah atau sebaliknya bukan untuk dicari kesalahannya semata-mata. Kita juga tidak boleh hanya memilih yang sesuai saja dengan pendapat kta sendiri dan membuang yang tidak sesuai atau yang melawan. Ilmu adalah kebenaran dan kebenaran tidak mungkin ditentukan oleh satu orang saja, melainkan tumbuh sedikit demi sedikit dari sumbangan banyak orang. Orang yang menyumbang kesalahan pun kita nilai berjasa, karena dari sumbangan itu kita dapat membedakan mana yang benar dan mana yang salah. Bahan pustaka merupakan saluran infor-masi tertulis dari orang lain kepada kita. Maka kita harus pandai memanfaatkannya untuk segala macam keperluan.yang kita pikir penting dalam kaitannya dengan penelitian yang sedang atau akan kita jalankan. 5istem pustaka menjadikan pengetahuan dan ilmu sesuatu yang universal, yang terjangkau oleh semua orang yang berkepentingan.
Metodologi, Tatakerja dan Rancang Bangun Metodologi ialah suatu ilmu tentang
berperanan penting, yang sebelumnya belum
penyusunan gagasan, tindakan atau tata-kerja
berarti,
secara beraturan atau terarah. Metodologi
diketahui
orang.
Dapat pula hal itu
Notohadiprawiro.Hakekat Seminar dan Tesis
diperlukan untuk mengatur segala langkah kegiatan sehingga menjadi suatu kesatuan dan kebulatan. 5uatu tindakan diambil b~rdasarkan pertimbangan : 1. Ciri persoalan dan gatranya yang akan diteliti 2. Faktor-faktor yang diduga berpengaruh atas keadaan persoalan 3. Konsepyang digunakan 4.
Konsistensi urutan tindakan, berarti diarahkan oleh tindakan yang telah diambil sebelumnya dan mengarahkan tindakan yang akan diambil kemudian.
5. Tujuan penelitian 6. Ketersediaan fasilitas penelitian (perangkat lunak dan keras) dan kemampuan meneliti (pengalaman, kemahiran, kesanggupan, pengetahuan); dalam hal penelitian untuk tesis, kelangkaan atau kekurangan kemampuan dalam diri anak didik diisi oleh pembimbing. Kesatuan langkah kegiatan diperoleh dari konsistensi urutan tindakan. Kebulatan langkah kegiatan diperoleh dari pengisian hasil tindakan yang satu oleh hasil tindakan yang lain. Dalam hal pengisian ini proses berfikir konseptual menjadi syarat mutlak. Dengan kerangka konsep yang jelas, persoalan yang dihadapi menjadi suatu sistem yang terperikan (describable) secara tajam. Maka konseptualisasi persoalan menjadi salah satu gatra utama metodologi penelitian. Metodologi berpijak pada penalaran mantik (logical reasoning) dan kewajaran tanggap rasa (common sense). Mantikialah ilmu tentang struktur argumentasi dalam penarikan kesim pulan. Mantik juga dapat disebut ilmu penalaran. pada asasnyaada dua sistem penalaran, yaitu deduksi (interpolasi pendapat) dan induksi (ekstrapolasi pendapat). Deduksi bersifat formalistik karena bertolak dari suatu kaidah atau hukum umum untuk menyusun suatu penjelasan tentang suatu kejadian khusus. Maka deduksi tidak mencari kebenaran kesimpulan akan tetapi keab-sahannya (validity), akan kepastian man-tiknya. Induksi bertolak dari sejum lah fakta untuk menyusun suatu penjelasan umum atau suatu kaidah atau hukum yang dapat berlaku umum. Induksi berusaha mencari kebenaran dengan proses
83
generalisasi. Keberhasilannya sangat bergantung pada kecukupan jumlah dan mutu fakta yang dipakai, sehingga yang diperoleh hanyalah kementakan mantik (logical probability). Dibandingkan dengan deduksi, induksi kalah dalam penarikan kesimpulan, akan tetapi menang dalam kemampuan mengembangkan ilmu pengetahuan melalui penciptaan teori-teori baru. Induksi dapat diperkuat dalam penarikan kesimpulan dengan menerapkan acuan pengicak (simulation models). Dengan menggabungkan deduksi dan induksi dapat dicapai saling mengisis kekurangan masing-masing. Penalaran deduksi barangkali lebih sesuai untuk penyusunan tesis 5-1 sedang tesis 5-2 memerlukan penalaran induksi atau gabungan deduksi-induksi. Tatakerja ialah cara melakukan penelitian yang disesuaikan dengan sifat persoalan yang akan diteliti, tempat persoalan itu berada, dan tujuan penelitian. Tatalaksana ialah perincian pelaksanaan tatakerja, yang mencakup macam, jumlah dan urutan langkah kegiatan yang perlu diambil sesuai dengan parameter yang harus diamatidan data parameter yang harus terkumpul. Tatalaksana diperlukan untuk memperoleh urutan tindakan yang konsisten. Rancang bangun digunakan untuk memperoleh data yang saling mengisi dan dapat diolah menjadi suatu kesimpulan. 5eringkali pengolahan data secara matematik atau statistik menjadi pertimbangan penting. Pada asasnya tatakerja terpilahkan menjadi tiga macam : (1) Meneliti bahan pustaka atau data sekunder, (2) 5urvei dan (3) Percobaan. Meneliti bahan pustaka atau data sekunder a.1. dikerjakan pada waktu menyusun skripsi. Menurut pengertian statistik survei ialah suatu jenis penyelidikan (investigation) yang meng-amati keadaan persoalan atau obyek penelitian sebagaimana adanya. Perubahan yang mungkin terjadi selama pengamatan hanyalah sewaktu mengambil contoh. Hal ini tidak dapat dihindari karena contoh diperlukan sebagai wakil keadaan yang sedang diteliti. Data yang terkumpul digunakan untuk memperoleh ciri hakiki keadaan yang diamati pada saat pengamatan dilakukan. Dengan kata lain, survei menghasilkan pengertian tentang hal ihwal obyek penelitian (state of
matter). Dalam percobaan
sengaja
dibuat
perubahan atas sejumlah segi keadaan dengan maksud mengaji pengaruh atau akibat perubahan itu. Data percobaan menghasilkan gambaran tentang kelakuan keadaan yang
84
Jurnal Ilmu Tanah dan Lingkungan Vol. 8, No.2 (2008) p: 79-92
berkaitan dengan berbagai macam perubahan yang dialaminya. Dapat disebutkan, bahwa percobaan menghasilkan pengertian tentang perangai obyek penelitian (behaviour of matter). Percobaan dapat dilakukan dalam laboratorium, rumah kaca atau di lapangan. Ilmu-ilmu sastra dan kebudayaan banyak menggunakan tatakerja penelitian bahan pus taka atau data sekunder (hikayat, prasasti, ceritera rakyat, resam budaya [folklore], dsb). Ilmu' ilmu ekonomi dan sosial basisnya terutama menggunakan tatakerja survei. Tatakerja ini juga banyak dipakai dalam ilmu kedokteran. Banyak penemuandalam ilmu tanah dihasilkan oleh survei, disamping dihasilkan oleh percobaan. Agronomi biasanya menggantungkan kemajuan nya pada percobaan lapangan. Pada masa akhir-akhir ini orang mulai melihat kegunaan survei untuk penelitian agrono-mi. Dengan ditemukan dan dikembang-kannya metode icak (simulat-ion) dengan teknik acuan (modelling), hampir semua disiplin ilmu menggunakan metode ini. Metode ini termasuk tatakerja percobaan, hanya saja data parameter yang digunakan berupa angka-angka icakan. Angka icakan ialah angka yang boleh jadi ditemukan dalam keadaan sesungguhnya atau yang boleh jadi timbul dalam suatu percobaan kalau percobaan itu benar-benar dikerjakan. Metode icak dengan acuan akan dapat memberikan hasil yang memuaskan kalau syarat-syarat ini dipenuhi : (1) Mengenal hakekat persoalan secara tuntas, (2) Memiliki konsep penelitian yang kuat, dan (3) Memiliki pandangan matematika yang memadai. Kalau ketiga syarat ini tidak terpenuhi, jangan sekali-kali mencoba menggunakan metode ini karena akan memberikan hasil yang justru menyesatkan. .
Meskipun tujuan utama survei itu menilai keadaan yang diteliti, namun dengan teknik pembandingan tertentu antar berbagai keadaan, dapat dihasilkan peramalan
(prediction) keadaan pada masa mendatang atau ungkapan tertentu tentang perangai keadaan. Tatakerja survei yang berisi teknik pembandingan ialah : 1. Survei geografi komparatif, yang membandingkan ciri-ciri obyek pene-litian yang ditemukan pada berbagai keadaan lingkungan 2. Survei stasiun, yang pengamatan dikerjakan secara berulang di tapak
yang sama untuk menyimak perubahan keadaan obyek
(site)
(monitor) penelitian
sepanjang jangka waktu tertentu karena pengaruh atau akibat satu atau lebih faktor Kedua metode
itu
dapat
diterapkan
secara terpisah, atau digabungkan. Kalau digabung-kan kita akan dapat menilai sekaligus pengaruh faktor tempat (tinggi tempat, bentuk muka lahan, kebiasaan penduduk, dll) dan waktu (musim, kalender adat, dll). Dalam menelaah perangai obyek penelitian seringkali ditemui kesulitan untuk menelusurinya secara lengkap dan jelas. Sejumlah proses dapat berlangsung secara serentak atau ber-urutan begitu cepat, sehingga tidak dapat diketahui proses mana yang bertanggung jawab atas timbulnya suatu gejala. Meskipun diadakan pengamatan berulang, pengetahuan yang diperoleh hanyalah tentang apa yang ada pada waktu pengamatan dilaku-kan dan apa yang ada diantara pengamatan tidak diketahui. Maka gambaran tentang "behaviour of matter' atau "state of behaviour" yang diperoleh dengan rancang bangun penelitian yang sebaikbaiknya pun, hanya berupa dugaan berdasarkan gambaran terpotong-potong tentang "state of content" atau "state of change" (seperti melihat sederetan gambar terawang [slides]). Untuk dapat menyajikan gam-baran yang bulat dan cukup utuh dituntut kemahiran "melihat" apa yang terlihat. Untuk ini kemampuan berimajinasi secara ilmiah, pengalaman, dan penguasaan ilmu-ilmu dasar, matematika dan statistik akan dapat menolong banyak. Sudah barang tentu mantik dan tanggap rasa wajar tidak boleh ditinggalkan.
Pengambilan Contoh, Pemilihan Parameter dan Pengumpulan serta Pengolahan data Mengenai
pengambilan.
contoh
dan
pemilihan parameter yang harus gayut dengan sifat persoalan yang dikaji dan tujuan mengajian kiranya sudah jelas dan karena itu tidak akan diuraikan. Beberapa hal penting tentang pengumpulan dan pengolahan data akan disampaikan berikut ini. Data (bahan keterangan) ialah fakta yang dapat ditarik menjadi suatu kesimpulan. Fakta ialah segala penga-Iaman, perubahan, kejadian atau kenyataan yang cukup mantap sehingga dapat dipercaya sebagai suatu ungkapan hakiki dari suatu peroalan yang sedang ditelaah. Fakta yang merupakan data bersifat subyektif dalam
85
Notohadiprawiro. Hakekat Seminar dan Tesis
kerangka persoalannya.
Data dalam rangka pendugaan sebab musabah disebut gejala. Yang dalam rangka pamas-tian jawaban dinamakan bukti. Ada data kualitatif dan ada yang kuantitatif. Pengkuantitatifan data kualitatif dilakukan dengan cara pengang-kaan (scoring), yang didasarkan atas pemban-dingan nisbi. Ada data yang terukur langsung (lebar, panjang, berat, dsb.) dan ada yang hanya dapat diperolehdengan perhitungan(Iuas, isi, berat jenis, dsb.). Secara umum dapat dikata-kan, bahwa makinbanyaklangkahyang diperlukan untuk memperoleh data makin besar kemungkinanpenyusupangalat (error)ke dalam data, berarti keterandalandata makinkurang. Jadi data panjang lebih terandalkandaripada data luas dan data luas lebihterandalkandaripada data isi. Halini perludiperhatikandalam memutuskandigityang masihcukupdan yang sudah kurang terandalkandalam suatu deret angkahasilperhitungan. Yang diperlukandalam suatu penelitian bukanterutamajumlahdata, akan tetapi mutu data harus benar-benar memenuhi syarat. Mutu data ditentukan oleh ketelitian, keterandalan dan kegayutan dalam pengumpulannya (pengamatan, pengukuran dan/atau perhitunannya).Andal berarti hasil pengamatan/pengukuran/penghitungan tetap, atau ma-sih berada dalam batas terijinkan, pada pengulanganberkali-kali.Data demikian dikatakan saksama (precise) yang berarti sudah yang terbaik secara nisbi menurut tatalaksana dan rancang bangun pene-litian yang dianut.Telitiberartidata yangdihasilkan tepat (accurate), sarna dengan harga yang sebenarnya (benar secara mutlak). Gayut berarti cocok untuk mengaji persoalannya. Kegayutanyang baik diperolehdengan jalan mengama-tijmengukur/meng-hitung semua parame-ter penciri yang penting, khususnya para-meteryang(1) secara baikdapat menakrifkan obyek (object defining), (2) Secara benar dapat mengklasifikasikanobyek (class defining) dan (3) menetukan keha-diran
3. Semua data harus dapat didudukkan secara korelatif terhadap satu atau lebih unsur lingkungan, yang dapat diduga berpengaruh atas obyek penelitian Hal pertama diperlukan untuk menciri-kan obyek kajian, sehingga jelas terbedakan dengan obyek lain. Dengan demikian ruang lingkup penelitian dapat digariskan secara jelas, obyek dapat ditakrifkan secara baik dan selanjutnya dapat diklasifikasikan secara benar. Hal kedua penting bagi penetuan hubungan korelatif dakhil (internal correlative relationships). Dengan ini dapat ditunjuk parameter penentu keadaan, yang menentukan kehadiran parameter lain (misalnya, struktur tanah menetukan porositas dan permeabilitas tanah), dan/ atau dapat diketahui variabel yang bebas (independent) dan yang tak bebas (dependent). Hal ketiga perlu untuk menentukan hubungan korelatif luaran (external correlative relationships). Dengan ini dapat ditunjuk variabel kunci untuk menilai pengaruh lingkungan atau dapat
diketahui daya tanggap obyek terhadap tekanan lingkungan (environmental stress). Dengan memperhatikan ketiga hal tadi data akan memiliki nilai informasi yang memadai untuk maksud dan tujuan penelitian. Pengolahan data dimaksudkan agar supaya data terjabarkan menjadi sejumlah penjelasan mengenai : 1. Daya pengaruh masukan (input efects) 2. Daya pengaruh tempat (site, location, area, or region efects)
3. Daya pengaruh waktu
(temporal
efects) Daya
pengaruh
masukan
akan
memperlihatkanperanan teknologi dan/ atau sistem pengelolaan. Daya pengaruh tempat
akan
memperlihatkan peranan
faktor
lingkungan fisik, biologi, sosial, ekonomi dan/ataubudaya.Dayapengaruhwaktu akan
memperlihatkantahapan proses yang sedang berlangsung,yang dapat bersifat mendaur
parameter lain (state parameters).
(cyclic), berulang (repetitive), atau berlanjut
Maka dalam mengumpulkandata perlu diingathal-halberikutini : 1. Semua data harus dapat didudukkan selaku ungkapan watak, sifat dan/atau perangaiobyekpenelitian 2. Semua data harus dapat didudukkan secara korelatifsatu terhadapyang lain
ke satu arah secaraberangsurmulaidari titik awal sampai dengan titik akhir. Misalnya, kesatuan proses pelonggokan dan mineralisasibahan organik,atau reduksidan oksidasi besi, memberikandaya pengaruhwaktu yang mendaur.Musimmemberikandaya pengaruh waktu yang berulang,sedangprosespenuaan memberikan daya pengaruh waktu yang berlanjut ke satu arah.
86
Jumal IlmuTanah dan LingkunganVol.8, No. 2 (2008) p: 79-92
Pengolahandata juga dimaksudkanuntuk dapat mengkomunikasikannya. Berkomunikasi memerlukan pengorgani-sasian bahan keterangan. Ucapan "inijeruk" tidak banyak mengan-dung penjelasan. Orang baru diberitahu, bahwa itu buah tertentu yang bukan pepaya, bukan mangga dsb. Akan tetapi orang belumtahu apakah itu jeruk bali, jeruk garut, jeruk nipis atau yang lain. Juga ucapan "ini manis" merupakan bahan keterangan yang masih samar. Apa yang manis, gula, buah, roti atau yang lain?Kalau ucapan-ucapan itu dirangkaikan menjadi "jeruk bali ini manis" maka penjelasan yang dikandung-nyabertambahbanyaksekali,yang bagi keperluan komunikasi umum telah menjadibahan keteranganyanglengkap. Sudah barang tentu orang harus selalu berhati-hati atau waspada dalam membuat hubungan antar data. Penghubungan yang tidakcermatdapat menghasilkanucapanyang tidak benar atau sangat meragukan.Misalnya ditemukan hubungan kuat antara kerusakan jalan raya dan kepadatanlalulintaskendaraan truk, dan hubungan kuat lain antara kemudaanumur dan sopir truk. Kalaukedua hubungan kuat itu dirangkaikan akan diperolehsuatu pendapat, bahwa "sopirmuda mempercepatkerusakanjalan raya". Pendapat ini terang salah, karena anggapan, bahwa "truk" merupakan penghubung antara fakta "kerusakanjalan raya" dan fakta "kemudaan sopir" tidak dapat dibenarkan. Kesalahanini terjadi karena umur sopir secara tersirat dianggap sifat hakiki truk. Hubungan semu semacam inilahyang dimanfaatkanoleh para peramal nasib untuk mengelabuiorang dan mengerukuangnya. Hubunganantar data dapat ada karena ditemukan atau karena dibuat. Hubungan yang ditemukan berasal dari survei, sedang .
yang dibuat berasal dari percobaan atau pengujian. Orang yang semata-mata menyibukkandiri dengan mencari hubungan yang diciptakan,dapat terperosok ke dalam dunia bayangan yang berbeda jauh dengan kenyataan. Sebaliknya, orang yang menghindari sama-sekali hubungan ciptaan dan hanya menyukai hubungan yang ditemukan, membuat dirinya hidup dalam dunia ladung (stagnant) dan membosankan karena tidak berhadapan dengan berbagai tantanganyangtumbuhdaridaya cipta. Daftar, diagram, kurva dan peta tematik biasa dipakai dalam pengaturan data untuk memperlihatkan hubungan antar data.
Hubungan yang ingin disajikan dapat berupa hubungan numerik (indeks, kuan-titatif), kurun (chronological), ruang (spatial), mantik (hubungan antar maksud ucapan), sebab akibat (causal), kategori (hubungan yang menentukan kelas), dan nisbah (hubungan tingkat perubahan).
PenguraianHasil dan Penyajian Pendapat Pada asasnya ada dua cara untuk menguraikan hasil penelitian dan menyampaikan pendapat. Cara yang satu ialah lesan dan yang lain ialah tertulis. Seminar mahasiswaterutama bertujuan melatih anak didik menggunakancara lisan, sedang tesis mahasiswaterutama bertujuan melatih anak didik mengguna-kancara tertulis. Cara apa pun yang dipakai tujuannya sarna, yaitu berkomunikasidengan menggunakan hasil penelitian yang disajikan sebagai titik tolak pembicaraan.Untukdapat dipakaisebagaititik tolak pembicaraan, penyajian seminar atau tesis harus memenuhibeberapasyarat : 1. Beruanglingkupjelas 2. Menggunakan pernyataan-pernyataan yang tersistem,baiksusunannyamau-pun kandunganartinya 3. Inti dan arah diskusi yang dikehendaki atau ditawarkanjelas Suatu pernyataan dapat memilikisalah satu fungsiberikutini : 1. Informatif 2. Ekspresif 3. Direktif 4. Persuasif Pembicaraan yang baik dalam seminar atau penulisantesis yang baik menggunakan semua fungsi pernyataan tersebut di atas dengan urutan dan imbanganyang mempan sepanjang uraiannya. Seringkali suatu pernyataandigunakanuntuk memenuhilebih daripada sebuah fungsi dengan maksud meningkatkan daya pengaruhnya atas pendengar atau pembaca. Fungsi informatif digunakan untuk memperkenalkan buah pembicaraan. Fungsi ekspresif digunakan untuk mengemukakan pendapat atau kesimpulan, termasuk pembuktian dan penjelasannya.Fungsidirektifatau persuasif dipakai untuk mengajukanusul penyelesaian atau penanganan suatu persoalan.Fungsiini
87
Notohadiprawiro. Hakekat Seminar dan Tesis
sudah dapat dipakaibersama dengan fungsi ekspresif pada pengajuan pendapat atau kesimpulan,kalaudalam pengajuannyasudah diselipkannada usul, keinginanatau ajakan. Fungsi direktifdan persuasif hanya berbeda dalam tingkat penekanan pernyataan. Pada yang direktif pernyataan lebih bernada perintah (memakai kata "harus", "perlu", dsb.), sedang yang persuasif lebih bernada permintaan,ajakan atau imbauan (mema-kai kata ."hendaknya", "sebaiknya", barangkali lebihbaikkalau",dsb.).
2. Bagian tengah terdiri atas Bab Pembahasan dan Pendapatyang menyajikandan menganalisisdata sekunder (dari pustaka dan/atau komu-nikasi pribadi) serta mengajukanpendapat
Ada berbagai pola uraian untuk mengisi fungsisuatu permintaan.Polauraiankronologi dapat dipakaiuntuk mengisifungsi informatif, kalauyangingin diperkenalkanadalahriwayat atau asal-usul buah pembiearaan. Apabila hendak diperkenalkan kenampakan atau kenyataannya seeara verbal, dapat dipakai pola uraian perian (descriptive). Untuk memperkenalkansifat atau hakekatnya,dapat dipakaipola uraianpenggambaran(ilustrative) yang berisi pereontohan, uraian kasus atau kejadian (eara verbal), dan/atau diagram, grafik,gambar dsb. (eara visual).Pola uraian yang dapat dipakai untuk mengisi fungsi ekspresif ialah analitik (menguraikanbagian demi bagian), pentakrifan (definition), penjabar-an gagasan (topicalj, deduktif, induktif,sebab-akibatdan/atau alternatif.Pola uraian yang berfungsi ekspresif sekaligus dapat dipakai untuk fungsi direktif atau persuasif, untuk meminta atau mengajak orang mengikuti pendapat kita, atau menyetujuikesimpulan,gagasan, pembuktian atau penjelasan kita. Dengan pola uraian alternatif, misalnya, dibeberkan berbagai alternatifdan kemudianditunjukkanalternatif yang terbaik. Pola uraian sebab-akibatdapat menunjukkan akibat buruk yang dapat ditimbulkan oleh suatu tindakan (sebab) tertentu. Pola uraian alternatif atau sebab akibat coeok untuk mengajukan usul yang
1.1. Bab Pendahuluan/Pengantar untuk memperkenalkan persoalan dan menggugahminatpembaea 1.2. Bab Tinajaun Pustaka untuk membeberkantaraf pengetahuan ten-tang persoalannyadan yang ber-sangkutan dengan itu sampai sekarang, dan rumpang(gaps)atau segi samar yang masihada
memiliki fungsi direktif atau persuasif. Menurut
kelaziman setiap uraian, termasuk sajian seminardan tesis diawalidengan bagianyang berfungsiinformatif.Bagiantengah berfungsi eampuran informatif dan ekspresif. Bagian akhir terutama berfungsi direktif/persuasif. Pada umumnyasusunannyamenjadidemikian Sajian Seminar: 1. Bagian awal terdiri atas Bab Pendahuluan/Pengantar untuk mem-perkenal-kan persoalandan menggugahminatpeserta
3. Bagianakhir terdiri atas Bab Kesim-pulan yang menyatakan pendirian atau sikap dan diajukansebagaibahan diskusi Tesis : 1. Bagianawalterdiriatas :
1.3. Bab Pemerian Keadaan WilayahKaji untuk memberikan latar belakang geografi pada persoal-annya(bab ini tidak diadakan dalam tesis yang bukanpenelitianlapangan) 2. Bagiantengah terdiri atas : 2.1.
Bab Metode dan Bahan yang mengemukakan tatalaksana penelitian dan parameter penyidik atau pengungkap yang dipakai
2.2.
Bab Hasil dan Pembahasan yang menyajikan hasil penemuan dan analisis data parameter
3. Bagianakhir terdiri atas : 3.1. Bab Pendapat dan Kesimpulan yang menyatakan pendapat dan penilaian tentang hasil penelitian berdasarkan pembandingan dengan taraf pengetahuan saat ini. . 3.2. Bab Penutup yang berisi implikasihasil penelitian dan gagasan tentang kelanjutan penelitian yang masih diperlukan untuk mengisi kelemahan/kekurangan yangtampak
88
Jumal Ilmu Tanah dan LingkunganVol. 8, No. 2 (2008) p: 79-92
Seminar/tesis
Misal
Subyek/topik/persoalan
- katakerja - keterangan - kegiatankerjal uraian - pandapat/kesimpulanl
Ali
Ipembicaraan - berangkat
- ke kantor
Subyek bagian awal,
- kegiatan bagian
- tujuan
pengantar
tengah, pembicaraan
Pokok kalimat
Kalimat
:
Mengatur urutan penyajian tidak bermaksud lain daripada membangun suatu saluran komunikasi yang memiliki saluran suapbalik yang mempan. Susunan sajian seminar dan tesis pada asasnya tidak berbeda dengan susunan suatu kalimat yang dapat dibandingkan seperti ini: Berbicara dalam seminar tidak lain daripada menyampaikan secara lisan. Maka berbeda dengan berpidato. Untuk berpidato orang memilih pokok pembicaraan yang sesuai dengan peristiwa yang menyebabkan pertemuan itu diadakan, suasana pertemuan dan/atau bidang perhatian hadirin/hadirat. Jeluk dan luas pembicaraan disesuaikan dengan daya tangkap hadirin/hadirat pada umumnya. Pemilihan ini dimaksudkan agar supaya isi pembicaraan dapat memikat perhatian, sehingga apa yang ingin disam-paikan dapat menemui sasarannya. Seorang penyaji dalam seminar terikat pada suatu pokok pembicaraan tertentu, lebih-Iebih dalam seminar mahasiswa yang pokok pembicaraan sudah ditetapkan oleh dosen pembimbing atau terikat pada bidang spesialisasi yang ditempuh mahasiswa itu. Maka usaha untuk memikat perhatian peserta lebih sulit daripada berpidato. Untuk ini fungsi informatif pernyataan-pernyataan yang diajukan harus dapat dimanfaatkan secara tuntas dan dirangkaikan secara mulus dengan pernyataan-pernyataan yang berfungsi ekspresif dan direktif/persuasif. Berbagai pola uraian yang tersediakan (kronologi, penggambaran, sebab-akibat dsb.) perlu dimanfaatkan sebaik-baiknya. Salah satu cara mempan untuk dapat tetap menarik perhatian sepanjang pembicaraan ialah penganggaran waktu yang tepat, baik antar bagian pembicaraan maupun jumlah keseluruhan pembicaraan. Imbangan waktu pengajuan antar bagian pembicaraan ditentukan oleh peranan nisbi tiap bagian dalam membentuk kesatuan ungkapan atau kelengkapan pembeberan
Ipenutup
bagian akhir, pendirian
buah pembicaraan. Sekalipun bagian awal pembicaraan itu penting karena berfungsi mengantarkan para peserta masuk ke dalam inti persoalannya, namun jangan dibuat berkepanjangan sehingga menghilangkan kesabaran hadirin/-hadirat untuk segera masuk ke dalam pokok pembicaraan. Bagian tengah perlu diberi waktu penguraian cukup karena merupakan bagian terpenting, akan tetapi juga tidak boleh lupa, bahwa pada akhirnya para peserta ingin mengetahui pendapat, kesimpulan atau pendirian pembicara. Pengetahuan ini mereka perlukan untuk dapat mulai berperan-serta dengan jalan mengajukan pertanyaan, bantahan, penilaian, dsb. Imbangan waktu antar penyampaian tiap bagian diatur sebagai berikut: 1. Bagian awal (pendahuluan, pengantar) sekitar 10 % waktu total penyajian 2. Bagian tengah (bagian utama pembicaraan) sekitar 70 % 3. Bagian akhir sekitar 20 %
(pendapat,
pendirian)
Jadi kalau waktu penyajian ditetapkan 30 menit maka bagian awal hendaknya dapat diselesaikan dalam waktu kira-kira 3 menit, bagian tengah kira-kira 20 menit dan bagian akhir kira-kira 6 menit. Untuk
meningkatkan
keterbacaan
(readership) dan memenuhi kemantikan penyajian, alokasi halaman untuk tiap bagian tesis perlu pula diatur imbangannya. Barangkali imbangan berikut ini dapat diperhatikan sebagai pedoman : . Bagian awal sekitar 20 %, yang terbagi untuk: o pengantar sekitar 7 %, o Tinjauan Pustaka sekitar 10 % dan o Keadaan Umum Wilayah Kaji sekitar 3 %. Kalau tesis bukan penelitian lapangan, jatah untuk pengantar dapat dinaikkan
Notohadiprawiro.Hakekat Seminar dan Tesis
sekitar 8 % dan untuk Tinjauan Pustakamenjadi12 %
.
Bagian tengah sekitar 60 %, yang terbagi untuk: o Metodedan Bahansekitar3 % dan o Hasildan Pembahasansekitar57 %, termasuk segala lampiran yang berkaitan langsungdengan pembahasan (daftar hasil olahan data {bukan daftar data mentah}, diagram,grafik,bagan)
.
Bagianakhir sekitar 20 % yang terbagi untuk: o Pendapatdan kesimpulansekitar 15 % dan
o Penutupsekitar5 % Dalam perhitungan ini tidak termasuk halaman yang diperlukan untuk Judul, Pra,kata Daftar ISi, Senarai Daftar, Senarai Gambar, Senarai Peta, Acuan, Ringkasan dan Lampiran yang memuat daftar data mentah, jabaran rumus atau hitungan matematikatau statistik, potret dan bahanbahan penjelasatau pelengkapyang lain. Metode dan Teknik Pembimbingan Makalah ini menguraikan beberapa segi metodologi penelitian secara panjang lebar karena metodologi penelitian merupakan kunci penyusunan metode dan teknik pembimbing-an seminar dan tesis. Seminar dan tesis merupakan paket latihan meneliti dalam segala lang-kah dan gatranya yang disyaratkan oleh kurikulumpendidikan tinggi. Oleh karena berada dalam rangka latihan maka harkat seminar dan tesis lebih ditentukan oleh kebenaran metodo-Iogi daripada oleh manfaat praktikaI hasilnya. Asas ini meletakkan persyaratan khusus pada para pembimbingyang sulit ditawar : 1. Memilikisikap ilmiah 2. Berpengalaman meneliti dan menulis makalah atau laporan ilmiah 3. Berpengalaman mengikuti pertemuan ilmiah, terutama sebagai penyaji 4. Berpengetahuan luas mengenai disiplin ilmunya dan/atau mendalam mengenai bidang spesialisasinya. Sebetulnya tidak ada metode dan teknik
89
pembimbinganyang dapat berlaku umum atau dapat diterapkan kepada siapa saja. Pembimbingan lebih besifat perorangan. Suatu cara yang berhasil baik pada seseorang dapat tidak berhasil pada orang lain. Kemempananbimbingan memerlukan salurankomunikasiyang mempanpula,yang memungkinkanberlangsungproses suapbalik sebagai sarana penyimakan kesudahan (monitoring of results) dan proses pembinaan untuk memelihara dan memantapkan kesudahan pembimbingan. Berdasarkan maksud dan tujuan seminar atau tesis dan cuplikanmetodologipenelitian yang telah diuraikanseorang yang berbakat membimbingakan dapat menyusunmetode dan teknik pembimbingan sendiri, yang sesuai dengan watak dan kecerdasananak didik masing-masing. Metode dan teknik pembimbinganapa pun harus berpijakpada satu tujuan, yaitu menjadikananak bimbing mampu berdiri sendiri. Membimbingtidak sarna dengan menuntun dan lebih tidak sarna dengan memanjakan. Kalau perlu untuk meningkatkan kemempanan bimbingan, anak bimbing di bawah pengawasandibiarkanmengalamikegagalan. Di atas kegagalanini pembim-bingmemacu anak bimbing untuk secara berangsur mengembangkanswakarsa (initiative) dan daya ciptadi dalamdirinya. Department of Civic Engineering, LoughborounghUniversityof Technologydi Inggris, yang menyelenggarakanprogram penelitianWater and Waste Engineeringfor DevelopingCountries (WEDC)untuk MSc atau PhD,mengingatkankepada para calon pengikut: 1. You should only embark on research if you can workon your own. 2. Beforeyou start you shouldhave a clear idea of what you want to find out and howyouwillgo about it. . 3. Youwillbe guided and assisted and be able to call on the expertise and resources , but you must be the drivingforce. . 4. Youshouldbe "burstingwith ideas". 5. Youshouldnever ask "what shouldI do next", but "is this a good methode of proceeding". Butir-butirini sangat baik untuk titik tolak mengembangkan metode dan teknik
90
Jumal IlmuTanah dan LingkunganVol.8, No.2 (2008) p: 79-92
pembim-bingan.Jelas sekali di sini, bahwa membim-bing bertujuan menumbuhkan swakarsadan swadaya. Di bawah ini tercantum 10 langkah dasar yang dapat disarankan untuk diikuti dalam menyusunsajian seminar: 1. Pilihlah buah pembicaraan (subject, topic) dan batasilah pada suatu segi yang cukup sempit sehingga mudah ditangani mengingat kemampuan yang anda miliki, akan tetapi masih cukup luas sehingga mempunyai "intellectual content" yang memadai menurut taraf pendidikanyang anda ikuti. 2. Bacalahbeberapa bahan pustaka untuk memperoleh pandangan umum mengenai buah pembicaraan dan catatlah gagasan-gagasan yang timbul, yang kiranyaperlu untuk mengisiuraian anda. Gagasan itu dapat berupa pertanyaan dasar : Siapa (yang menyatakan hal itu), Apa (yang dapat dipakai untuk mendukung pendapat itu), Mengapa (hat itu demikian), Di mana (hal itu terjadi atau ditemukan), Kapan (hal itu terjadi), dan Bagaimana (hal itu terjadi). 3. Aturlahgagasan atau pertanyaandasar yang timbul itu dalam urutan mantik untuk penguraianatau jawabannya.Ini menjadi kerangka sajian sementara anda. 4.
5.
Senaraikan semua sumber data yang kiranyaakan diperlukanuntuk mengisi kerangka sajian sementara itu. Ini menjadibibliografikerja anda. Galilahsumber data itu sambilmencari petunjuk yang ada di dalamnya untuk mengembangkanbibliografikerjaanda.
6. Kajilahsemua bahan pustaka yang telah dicatat sebagai sumber data dalam bibliografikerja yang telah dikembangkan itu. Data disaring untuk memilih yang dapat dipakaidan menyisikanyang tidak berguna. Pertimbangan yang dapat diapakai untuk ini a.l. : - Siapa penulisnya(dapat dipercaya atau tidak mengingatkeahliannya)
.
Berapa
tua
umur
tulisan
itu
(masihkah dapat diterima mengingat taraf pengetahuan saat ini)
.
Seberapa lengkap informasi yang tersajikan Seberapa banyak penjelasan yang diberikan berasal dari fakta dan seberapa banyak yang berasal dari pendapat pengarangnya (kembali kepada siapa penulisnya) Seberapa kuat argumentasinya dalam mengajukanpendapat
.
7. Aturlah cacatan yang telah terkumpul untuk membuat kerangka sajian akhir. Untukini data yang telah terpilihdibandingkandengan kerangkasajian sementara untuk menentukan apakah ada yang perlu dibenahi, diubah dan/atau diganti mengingat data baru/tambahan yang tersedia 8. Mulailah menulis mengikuti kerangka sajian akhir dengan menggunakan semua data yang telah terkumpul. Susunlah bahan keterangan yang berasal dari berbagai macamsumber itu menjadi suatu kesatuan sajian dan kebulatan ungkapan. Makna suatu kalimatditen-tukanoleh keduduk-annya dalam rang-kaian dengan kalimatkalimat yang lain. Maka jangan merangkaikan sejumlah kalimat yang dikutip langsung dari berbagai macam sumber.Ambillahintisarikalimat-kalimat itu dan buatlah rangkaian kalimat sendiri. Gunakan pandangan atau pendapat sendiri sebagai perangkai kalimatdalam suatu paragraf. Biasanya diperlukantulis-baca berulang sebelum makalahnyasiap benar. Adaorang yang mengatakan,bahwa :
.
Tulisan
pertama
dipakai
untuk
mengendapkanisigagasan
.
Tulisan
.
pertama) dipakai untuk memasukkanhal-ha)yang terlupa Tulisan ketiga dipakai untuk memadatkan isi (menghilangkan kata atau ulangan.ungkapan yang
kedua
tidak perlu)
.
Tulisan keempat
(tulisan
ulang
.
dipakai
untuk,
membuat sajian enak dibaca/diik~ti (a.!. membenahi urutan pengungkapan, menegaskan pemya-taan, memperbaiki pola uraian, menggantifungsipernyataan,dsb.)
91
Notohadiprawiro. Hakekat Seminar dan Tesis
9. Siapkan dokumentasi makalah berupa senarai rujukan dan kalau perlu juga catatan kaki. Ini penting untuk menunjukkan semua sumber keterangan yang telah dipakai dalam menyusun makalah. Dokumentasi menjadi bukti keterbukaan dan kejujuransetiapkaryailmiah. 10. Ketiklah makalah secararapi dan teliti .sehingga siap disajikan. Kalau perlu diperbanyak untuk dibagikan kepada para peserta seminar. Karena akan disam-paikan secara lisan, sebaiknya disiapkan pula catatan berisi pokokpokok sajian sebagai pegangan dan pengarahpenyam-paiansajian seminar. Dengan cara ini penyampaiannya menjadi lebih hidup daripada kalau dibaca saja. Setelah semuanya siap sedia, bacalahkembalitulisan itu, yang sekaligus untuk gladi resik, sambil mengajukan pertanyaan kepada diri sendiri :
maka karena itu jangan berambisi menangani persoalan seluasluasnya, apalagi dalam masa pendidikan 5. IImu tidak akan pernah berhenti berkembang, maka pembimbingan jangan diartikan memastikan kepakaran, melainkan upaya memberikan bekal untuk mampu mengembangkan diri sendiri sepanjang masa berkarya
6. Berusahalah mencapai kemampuan ilmiah sekurang-kurangnya minimal karena ini menjadi prasyarat mutlak bagi keberhasilan pembimbingan
7. Kemampuanilmiah merupakanramuan dari dua pewaris (ingredients) pokok;
.
.
1.
Kenali dan nilailah kemampuan diri sendiri
2.
Berdasarkan pengenalan dan penilaian itu kerjakanlah segala sesuatu yang dipikir penting untuk mengembangkan kemampuan itu
3.
4.
Dalam upaya mengembangkan kemampuan jangan membiarkan diri diganggu oleh perasaan segan, takut, malas, enggan, atau cepat berpuas diri, atau oleh prasikap yang tumbuh dari keangkuhan karena umur, pangkat, kedudukan, latar belakang sosial dsb. Jangkauan kemampuan seseorang tidak akan dapat menandingi jangkauan ilmu dan ragam persoalan,
berupa
disiplin
ilmu
Yang universal
berupa sikap ilmiah
yang tumbuh dari kebiasaan berpikir secara mantik, kritikal dan matematik, serta penguasaan metodologi pene-litian dan bahasa sebagai lantaran komunikasi yang mempan (Indonesia dan sekurangkurangnya sebuah bahasa asing yang terpakai luas dalam dunia keilmuan)
BAGAIMANAKAH SAY A AKAN MENANGGAPINYA?
Sikap yang perlu dipupukkan dalam diri anak bimbing ialah :
khusus
dan bidang spesialisasi yang dipilih menurut jenjang pendidikan yang diikuti, beserta ilmu-ilmu dasarnya
KALAUINI TULlsAN ORANG LAIN, APAKAH PENDAPAT sAYA DAN
Pedoman 10 langkah itu dapat juga dipakai pada waktu menulis tesis. Bahkan langkah 1 s.d. 3 dapat dipakai utnuk mengarahkan penelitian untuk tesis.
Yang
8. Apa pun yang ingin disampaikan kepada orang lain dan dimengerti olehnya, ikuti rumus DESCEND:
.
D(escribe)
.
E(xtract) : beri pendukung berupa pendapat orang lain
: perilaku secara langsung atau secara perbanding-an, dipertentangkan atau analogi
.
atau rujukan
.
S(tate) : sampaikan fakta, bukti sejarah,atau statistik
.
qlarify)
: berikan contoh, misal, atau gambaran
.
E(xhibit) : berikan visualisasiyang lebih baik dengan diagram, grafik, bagan, peta, dan/ataupotret
92
Jumal IlmuTanah dan UngkunganVol.8, No. 2 (20OS)p: 79-92
.
N(arrate) : sampaikan pengalaman dan hasil penelitiansendiri
.
D(emonstrate) : tunjukkan bukti yang diperolehsendiri
Descend dalam bahasa Inggris berarti "turun". Untukmaksudini diberikanarti "tuntas sampaidasar untuk menjelaskan gagasan". 9. Tiap orang mempunyai kemampuan, bakat dan gaya sendiri-sendiri, maka jangan berusaha meniru orang lain sekalipundia adalah tokoh pujaan : TETAPLAH MENJADI DIRIMU SENDIRI DALAMPENYAMPAIAN APA PUN (Be Yourself In Your Delivery)
Acuan Antasari, Jr., T.E. 1972. Communicating for results. Cummings: Publ. Co., Inc. Menlo Park. vii + 191 h. Copi, I.M. 1978. Introduction to logic. Fifth Edition. Macmillan Pub!. Co., Inc. New York.xiv + 590 h. Lass, A.h. 19 . How to do research. Notohadiprawiro, T.R.M. 1980. Metodologi Penelitian. Departemen Ilmu Tanah Fakultas Pertanian UGM.48 h. 1983. Menulis laporan pemairan. Ceramah Penataran Tenaga Pengajar Dalam Penulisan. Fakultas Peternakan UGM.34 h. Organ, T.W. 1965. The art of critical thinking. Houghton mifflin Co. boston. xiv + 238 h. Rode, A.A. 1978. System of research methods in soil science. Amerind publ. Co. Pvt. Ltd. New Delhi. 79 h. Shefter, H. 1974. How to prepare talks and oral report.
Jumal Ilmu Tanah dan Ungkungan Vol. 8, No.2 (2008) p: 93-101
KARAKTERISASI BERBAGAI JENIS BAHAN LAPISAN KEDAP, KETEBALANDAN NISBAH BENTONIT DENGAN PASIR PADA PENGELOLAAN LAHAN PASIR PANTAI
Dja'far Shiddieql, TOhari1, Saparso2 dan Bambang Setiadi3 lStaf Pengajar Fakultas Pertanian UGM,Yogyakarta, 2Staf Pengajar Fakultas Pertanian UNSOED, Purwokerto 3Peneliti Badan Pengkajian dan Penerapan Teknologi (BPPT), Jakarta, Corresponding author: d.shiddiea((i)amail.com
Abstract Coastal sandy land development faces the sand characteristics, the lower holding water capacity and the larger nutrient leaching due to heavier rainfall in the tropics, soil porosity and without soil layering so it need alternative technology for more efficient harvesting water resources in suppor-ting the crop growing. The laboratoryresearch studied the characteristicof variouskind, thickness and ratio of hardplainmaterial was carriedout at Laboratoryof Agronomy of UNSOED,Soil Mechanicof GMU. the SEMand X-RD of Lemigas Jakarta. Permeabilitydetermination by FallingHead which is appropria-te measurment was not significantly different with ELE28-290 permeameter. Permeability of Kokap clay soil and Nanggulan bentonite were larger than the rainfallintensity in coastal sandy land. The Sentolo vertisolcontent 68% calciumsmectite had permeability 3,7 mm.day1. Bentonite permeabi-lity were not significantly different due to more than 80% clay mineral composition. Therefore the permeability of natrium bentonite like as BPIBand BLUBnamely 1,4.1(J2 and 1(12 mm.dayl were lower than the calcium bentonite like as RMBLand BLBK permeability namely 4,3 1(12 and 2,43 1(12 mm.dayl. Permeability of 0,5 cm thickness bentonite was not significantly different than 1,0 dan 1,5 cm thickness and those had very low permeability. Bentonite sand mixture 15 and 20 percent produced bentonite sand agregate that had mesopores by which allowing the drainage and availablesoil water so that those had water permeability 13,7 dan 10,3 mm.dayl respectively. The mixture 30-100% had not significantly different permeability namely 7,3.1(12 up to 1,4 1(12mm.dayl. The combination of tickness and the low ratio of bentonite sand mixutre need to be determined to produce favourable environment in supporting the plant growth. Key words: bentonite ratio, coastal sandy land, microstructure, mineral composition
Pendahuluan Pembangunan pertanian bertujuan menciptakanpertanian efisien sumberdaya lahan untuk mencapai ketahanan pangan nasional melalui teknologi spesifik lokasi. Perluasan areal merupakan faktor dominan pertumbuhan produksi tanaman sayuran sehingga pembukaan areal baru mutlak diperlukan,karena tidak kurang dari 90-100 ribu ha.tahun-1lahan potensialdialihfungsikan menjadilahan non-pertanian (Adiyoga,1999; Suryana, 2007). Perluasan lahan pertanian diarahkan pada lahan marjinalseperti lahan pasir pantai. Lahan pasir pantai meliputi wilayah berjarak 1,5 km dari garis pantai (Achmadsarido,1982). Indonesia memiliki potensi lahan 1.060.000 ha yang dapat
mengganti penyusutan lahan selama 20,6 tahun (Kertonegoro, 2003). Wilayah pantai selatan Daerah Istimewa Yogyakarta memiliki model spesifik pengembangan berbagai tanaman hortikultura seperti kubis, bawang merat1, cabai dan semangka sebagai komoditas unggulan (Chalifah, 2006; Kertonegoro, 2003; Saparso, 2003). Lahan pasir pantai memiliki agroklimat dan tanah yang spesifik Pengembangan tanaman hortikultura di lahanpasir pantai dihadapkan pada kecepatan angin yang tinggi dan bergaram serta tanah bertekstur pasiran, 96,8% fraksi pasir (Saparso, 2001). Pada dasarnya lahan pasir pantai di selatan Daerah Istimewa Yogyakarta memiliki curah hujan tinggi, 2061,9 mm.tahun-1 (BPP Sanden, 2001) namun hujan tidak merata, hanya7,32
94
Jumailimu
hari hujan per bulan dengan intensitas mencapai 47,3 mm.harr1 (Saparso, 2001). Perakaran tanaman sayuran yang dangkal (Brar dan Reynold, 1996) dan kandungan lengas volumetrik kapasitas lapangan 15,20% dan titik layu permanan 3,4% (Saparso, 2001) menyebabkan air siap tersedia hanya 3,9 mm.harr1 per kedalaman 7,5 em, lebih rendah daripada kebutuhan air tanaman daerah tropis 8-9 mm.harr1 (Do~nboss dan Kassam, 1979). Selain berpengaruh terhadap hasil tanaman, daya menahan air yang rendah dengan laju pengatusan tinggi (Massoud, 1975) juga menyebabkan air pengatusan mencapai 204,5 mm.harr1. Tanah pasiran gumuk pasir pantai tergolong tanah muda yang tidak memiliki horizon tanah (Darmawijaya, 1990) sedangkan aliran air suatu tanah ditentukan oleh lapisan yang memiliki permeabilitas yang paling rendah (Verplaneke, 1990). Massoud, (1975) dan AI-Omran dan AI-Harbi (1998) menyatakan bahwa upaya pemberian lapisan yang relatif kedap air dapat mengurangi pelindian hara dan meningkatkan air segera tersedia. Pemberian lapisan aspal terbukti dapat meningkatkan hasil tanaman dan penghematan air 18 persen. Namun tiupan angin bergaram dan air pengatusan kurang dari 380 mm.tahun-1 dapat menyebabkan tanah menjadi salin (Donahue dkk., 1977). Indonesia memiliki deposit bentonit dengan jenis dan sifat kimia yang berbeda antar daerah (Simatupang dan Sigit, 1992). Bentonit tersusun mineral smektit lebih dari 80% (Kau dkk., 1998) dengan permeabilitas sangatrendah 10-10 sampai 10-14 m.detik-1 (Dixon dkk., 1999; Kau dkk., 1998) berpotensi sebagai bahan lapisan kedap. Menurut Simatupang dan Sigit (1992) ada dua jenis bentonit yaitu bentonit natrium (mengembang) dan bentonit kalsium (tidak mengembang). Bentonit juga mempunyai sifat mengadsorpsi air, dapat memperbaiki lingkungan pertumbuhan tanaman (Iengas dan suhu tanah). Indonesia juga memiliki lahan bertanah gromosol 1.800.000 ha (DudaJdan Supraptohardjo, 1957). Tanah gromosol yang disebut juga Vertisol tersusun oleh lempung smektit dan memiliki permeabilitas rendah. Mineral yang mengembang memiliki jarak antar unit makin melebar dan lapisannya menjadi bentuk serpihan serta dapat ditentukan dengan Difraksi SinarX dan secara alamiah jarang ditemukan deposit mineral
Tanah dan Ungkungan Vol. 8, No. 2 (2008)
p: 93-102
tunggal, biasanya deposit tersusun beberapajenis mineral (Ranst, 1995).
oleh
Ketebalan lapisan tanah berpengaruh terhadap permeabilitas tanah (Verplaneke, 1990). Pencampuran tanah dengan mineral lempung aktif seperti bentonit dapat menghasilkan cam-puran yang memiliki permeabilitas yang ren-dah serta stabil secara mekanis. Nisbah cam-puran 5-15% bentonit dengan tanah pasir debu-an (silty sand) digunakan sebagai penyekat tempat sampah (de Magistris dkk., 1998). Namun peranan dan penerapan berbagai bahan lapisan kedap terhadap ketersediaan air, hara dan oksigen untuk mendukung pertumbuhan tanam-an di lahan pasir pantai belum diketahui. Peneli-tian ini bertujuan mengidentifikasi permeabi-litas, komposisi mineral dan mikro-struktur berbagai jenis, ketebalan dan nisbah bentonit pasir sebagai bahan lapisan kedap Bahan dan Metode Bahan lapisan kedap diperoleh dari wilayah di dalam dan luar Daerah Istimewa Yogyakarta dengan jenis tanah dan asal bahan seperti tertera dalam Tabel 1. Penelitian dilaksanakan dalam empat tahap percobaan. Pereobaan I sebagai percobaan pendahuluan bertujuan untuk membandingkan metode penentuan permeabilitas metode penurunan tinggi tekanan (Falling Head Methode, FHM) dan permeameter ELE29290. Bahan lapisan kedap yang dieobakan adalah PSIR, BLBK,BLUB,BPIB, nisbah (BPIB dengan pasir) 15 dan 20%. dimana P' adalah penampang tabung penurunan air (em), P adalah penampang melintang lapisan kedap (em), adalah panjang sample lapisan kledap (em), t adalah waktu yang dibutuhkan selama penurunan permukaan air tabung dari H1 ke H2, 10 adalah faktor pengubahan satuan dari em menjadi mm: Permeabilitas juga ditentukan dengan Pasir dan bahan lapisan kedap dimasukkan ke dalam botol permeameter Falling Head (Gambar 1a). Permeabilitas (K) ditentukan mempergunakan rumus (Verplaneke, 1990):
K=-
PIL
-I HI 10 l n-x mm.harl Pt H2
permeameter ELE28-290 (Gambar 1b) dilaksanakan di Laboratorium MekanikaTanah,
95
Shiddieq.Karakterisasi Berbagai Jenis Bahan
Fakultas Teknik, Universitas Gadjah Mada dengan rumus (Hardijatmo,2002): K;:: qHt9.8IRt xO.Ollfmmharll 1OOPAI 00
adalahluas penampang,0,0116adalahfaktor pengubahandari satuan m.detik-1menjadi mm.harr1. Permeabilitas kedua metode dibandingkandengan uji 02 taraf 5 persen. dimana q adalah debit rata-rata(em3.detik-1)
Ht adalah teballapisan (2 em), Rt adalah faktor koreksi, P adalah tekananair (kpa), A Tabel1. Berbagaijenis tanah dan asalbahanlapisankedap SimbulJenis PSIR' VERT KKAP BNGL RMBL BLBK
Jenistanah/mineral Pasir LempungVertisol Lempung earth Bentonitblenching (Giling) BahanbakuBentonit BentonitkualitasBK
BLUB
Bentonit kualitas UB
BPIB
Bentonit Spect A (drilling mUI
D
..
Asal PantaiSamas,Bantul,DIY Sentolo,Kulonprogo,DIY Kokap,Kulonprogo,DIY Nanggulan,Kulonprogo,DIYdiproduksiPerusda Anindya,Yogyakarta Wonosegoro,Boyolali,Jateng Wonosegoro,Boyolali,Jatengdiproduksioleh PT Tunas Inti Makmur,Magelang Wonosegoro,Boyolali,Jatengdiproduksioleh PT Tunas Inti Makmur,Magelang PunungdiproduksiPTIndobentWijayaMineral,Paeitan, Jatim
plastik
,
,
t
t".................... A
(4)
Ei at .., :. ::: I
i H21
i i
I
I
(5)
C :. I
111ll, em . . I B ~ HI, 18,7 lapisan
'''*'1
A
..
(~
kedap
kain
~)
Gambar3. Permeametermetode FallingHead (a) dan ELE28-290(b): sel konsolidasi(1), baut penekan(2), kran air (3), manometer(4) dan tabungkerosin(5)
96
Jumaillmu
Percobaan II, III dan IV disusun dalam Rancangan Acak Kelompok Lengkap dengan tiga ulangan. Tiap unit percobaan terdiri atas satu unit permeameter metode Falling Head. percobaan II bertujuan untuk menentukan permeabilitas dan mengidentifikasi komposisi mineral penyusun berbagai jenis lapisan kedap antara lain : PSIR, BNGL, KKAP, VERT, RMBL, BLBK, BLUB dan BPIB. Komposisi mineral bahan ditentukan di Laboratorium Difral<si-Sinar X Lemigas, Jakarta dengan mesin XRD tipe Philips PW1730/10. Analisis lindak terhadap sampel 4 J.l m untuk menentukan jenis dan persentase mineral semi kuantitatif berdasar difraktogram yang dicocokkan dengan d-spacing dalam Join Commision of Powder Data Standart (JCPDS). Analisis terarah dilaksanakan untuk mengetahui jenis mineral lempung dengan analisis kering udara (AD). Apabila difraktogram menunjukkan adanya kaolinit dan/ atau klorit dilanjutkan dengan Hot analysis. Difraktogram dicocokkan dengan difraktogram standar smektit Na dan Ca (Lemigas, 2001). Percobaan III bertujuan menentukan permeabili-tas berbagai jenis dan ketebalan lapisan bentonit. perlakuan jenis bentonit meliputi empat taraf yaitu RMBL, BLBK, BLUB dan BPIB. Keteba-Ian lapisan terdiri atas 3 taraf yaitu 0,5 cm; 1,0 cm dan 1,5 cm. Perlakuan kontrol meliputi lapisan semen dan plastik. Percobaan IV bertuju-an menentukan permeabilitas dan membedakan mikrostruktur
0, 15, 20, 30, 40, 60, 80 dan 100%. Faperta
berbagai nisbah lapisan bentonit yaitu
Unsoed, Purwokerto. Gambar dalam dengan binokuler di Laboratorium Agronomi, Mikrostruktur perbesaran 200 kali ditentukan mikroskop ditangkap dengan program visual
Tanah dan Lingkungan Vol. 8, NO.2 (2008) p: 93-102
Pinacle dan
disimpan dalam fileJPEG.
Mikrostruktur nisbah 20% dan 100% juga ditentukan di Laboratorium Scanning Electrone Microscope (SEM) Lemigas, Jakarta. Gambar yang mewakili karakter sampel disimpan dalam file Microsoft Excel (Lemigas, 2001). Hasil dan Pembahasan Metode Penentuan Permeabilitas Bahan Lapisan Kedap Uji i menunjukkan bahwa penentuan permeabilitas dengan metode penurunan tinggi tekanan (Fallling Head Methode) dan permeameterELE28-290tidak berbeda nyata pada taraf kepercayaan5 persen. Waktu pengamatan setelah lapisan kedap jenuh berbeda sangat nyata antara metode Falling Head dengan ELE29-290 (Tabel 2). Menurut Hardijatmo (2002) permeabilitas tanah lempung sangat lambat, dapat ditentukan dengan metode permeameter penurunan tinggi tekanan yang dirancang khusus dari suatu percobaan konsolidasi dengan diberi tekanan udara tertentu untuk menghindari penggunaan pipa yang tinggi seperti ELE28290. Permeameter ELE18-290 hanya dimiliki oleh laboratorium tertentu dengan jumlah yang sangat terbatas sehingga hasil analisis diperoleh dalam waktu yang lama meskipun pengukurannya sangat cepat. Pemanfaatan metodeFHMselain dapat dilaksanakan dimana saja dengan biaya murah, alat ini dapat didapat dengan mudah dan dapat menggambarkan keadaan sebenarnya di lapangan baik letak dan ketebalan lapisan seperti yang diharapkan.
Tabel 2. permeabilitas (K, mm.harr1) berbagai jenis bahan lapisan kedap dengan metode ELE28290 dan Falling Head (FHM) FHM ELE28-290 Jenis lapisan "Hl- H2 K T ts P t Q K 0,005 18,2-13.9 558,007 0,005 PSIR 10,0 0,0002 141.112,8 566,0500 0,472 4,750 18,5-14,0 13,700 15% * 56,0 0,0003 7153,9 8,4670 18,5-14,7 10,290 0,009 5,460 20% * 80,0 0,0004 6056,6 6,4192 0,380 18,1-16,9 0,024 6,830 BLBK 74,3 0,0014 57,6 0,0582 0,880 0,010 24,130 18,1-17,1 BLUB 166,5 0,0010 87,7 0,0255 2.410 0.014 36.800 18.1-17.4 BPIB 170,0 0,5525 1,0 0.0003 Q2 hit 751.826,80 ** 6,08 In 02 tab 11,07 11,07 Keterangan: * : nisbahbentonit (BPIB)dengan pasir ( PSIR)jP adalah tekananair (kPa)j Qadalahdebitair rata-rata (cm3/hari)jts adalahlamapenjenuhan(hari)jt adalahwaktupengamatan setelahjenuh (hari)jHl, H2 adalah tinggi air awal dan akhir pengamatan (em)
97
Shiddieq.Karakterisasi Berbagai Jenis Bahan
Permeabilitas dan Komposisi
mm.harr1dan berbedadengan tanah lempung Kokap yaitu 61,24 mm.harr1 (Tabel 3). Bentonit Nanggulan tidak dapat menunjukkan kemampuan sebagai lapsian kedap yang baik. Menurut Dinas Pertambangan DIY (1999), b~ntonit Nanggulan tergolong penjernih mlnyak goreng (blencing earth) dan hanya memiliki daya kembang yang keci!. Tanah vertisol Sentolo memiliki permeabilitas 3,664 mm.harr1 dan berbeda nyata terhadap tanah pasir, lapisan bentonit Nanggulan maupun tanah lempung Kokap.
Mineral Berbagai Jenis Bahan Lapisan Kedap T.anah lempung memiliki permeabilitas lebih rendah dibandingkan pasir. Lapisan bentonit memili-kipermeabilitas paling rendah. Lapisan kedap lokal dari Daerah Istimewa Yogyakarta seperti bentonit Nanggulan, tanah lempung Kokap dapat menurunkan permea-bilitas air masing-masing 23,4% dan 11,0% terhadap permeabilitas tanah pasiran. Lapisan bentonit Nanggulan memiliki permeabilitas 130,27
Tabel 3. Permeabilitas berbagai jenis bahan lapisan kedap dengan metode FallingHead
Jenis Pasir Lempung Bentonit
Lapisan t 5 Kedap PSIR KKAP VERT BNGL RMBL BLBK BLUB BPIB
(hari) 0,005 1,128 0,080 1,000 2,000 0,380 1,275 1,270
t (hari) 0,005 0,042 0,670 0,019 45,500 6,830 21,230 29,170
Hl- H2 (em) 18,2-13.9 18,7-14,6 18,5-14,5 18.7-14,6 18,7-17,0 18,1-16,9 18,1-17,3 18,1-17.4
Permeabilitas lapisan bentonit RMBL, BLBK, BLUB dan BPIB lebih rendah daripada permeabilitas tanah vertisol Sentolo. Antar jenis lapisan bentonit memiliki permeabilitas tidak berbeda nyata berkisar antara 0,043 mm.harr1 sampai 0,014 mm.harr1. Lapisan bahan baku basah bentonit Boyolali, RMBL memiliki permeabilitas 0,043 mm.harr1. Bahan lapisan kedap bentonit punung Paeitan, BPIB memilikipermeabilitas 0,014 mm.harr1 dan tidak berbeda nyata dengan bentonit yang lain (Tabel 3). Menurut Ranst (1995) permeabilitas tanah ditentukan oleh komposisi mineral penyusun tanah. Uji XRD menunjukkan bahwa bentonit BPIB dan BLUB dikuasai oleh mineral smektit masingmasing 90 dan 95%. Vertisol dan bentonit BLBKmasing-masing mengandung smektit 68
Permeabilitas (mm.harr1) 558,307 a 61,236 e 3,664 d 130,274 b 0,0432 e 0,0243 e 0,0100 e 0,0144 e
% pasir 100,00 10,970 0,066 23,350 0,0008 0,0004 0,0003 OL0003
dan 65%. Vertisolmengandung kuarsa 17% dan plagioklas 15% sedangkan bentonit BLBK tidak mengandung plagioklas tetapi mengandung Illite 5% dan kaolinit 12% (Tabel 4 dan Gambar 2). Menurut Rans (1987) dan Welton (1984) bahan mineral di alam tersusun oleh beberapa jenis mineral. Puncak difraksi utama mineral kuarsa mudah diidentifikasi karena menunjukkan adanya pola dengan banyak puncak. Mineral bukan lempung menunjukkan puncak-puncak yang tajam daripada mineral lempung (Rans, 1995). Kuarsa memiliki jarak lempeng 4,26 AO, 3,34 AOdan 2,46 AOpada sudut 28 : 20°, 27° dan 36°. MineralIIIitmemilikipuncak utama pada sudut 2 8: 8° , 17.°dan 27° berturut-turut 10,01 AO,5,0 AOdan 3,8Ao (Rans, 1995 ; Welton, 1984).
Tabel 4. Komposisimineral penyusun bahan lapisan kedap Bahan lapisan kedap BPIB BLUB BLBK VERT
Minerallempung (%). Smektit Illite Kaolinit 90 0 5 95 0 2 65 5 12
Minerallain (%) . Quartz Plaaioklas 5 0 3 0 18 0
68
17
0
0
Berdasarkan kandungan jenis smektit, bentonit BPIB dan BLUB mengandung Nasmektit sedangkan vertisol Sentolo dan BLBK tergolong Ca-smektit. Menurut Rans (1995)
15
Total (%) Lempung Lain 95 5 97 3 82 18 68 32
Na-smektitmempunyaidaya mengembang yang besar bahkan dapat mengembang sampai 8 kali (Arifindan Sudrajat, 1997). Bentonit Na telah dimanfaatkan sebagai
98
Jumal IlmuTanah dan LingkunganVol.8, No.2 (2008) p: 93-102
penyumbat tempat sampah (de Magistrisdkk., 1998) dan bahan isolator pengemas sampah radioaktif (Kaudkk., 1998). Permeabilitas Berbagai Jenis dan Ketebalan Lapisan Bentonit Bahan baku bentonit Boyolali, RMBL dalam bentuk serbuk 80 mesh ketebalan 1 em maupun 1,5 em masing-masing memiliki permeabilitas 0,0573 dan 0,0331 mm.harr1 nyata lebih rendah daripada ketebalan 0,5 em memiliki permeabilitas 0,1216 mm.harj"l Permeabilitas RMBL tebal 0,5 em tidak berbedanyata dengan permeabilitas BLBK baik 0,5 em, 1,0 em maupun 1,0 em yaitu berturut-turut 0,1220 mm.harr1, 0,0840 dan 0,0687 mm.harj"l (Tabel 5). Hal ini diduga bahwa RMBL merupakan bahan baku BLBK.Lapisankedap bentonit Punung, Pacitan (BPIB) dengan ketebalan 0,5 em tidak berbeda nyata dengan BLUB0,5 em masingmasing memiliki permeabilitas 0,0321 dan 0,0219 mm.harr1. Lapisan kedap bentonit 1,0 em dan 1,5 em BPIBmemiliki permeabilitas paling rendah yaitu 0,0179 dan 0,0144 mm.harr1 dan tidak berbeda nyata dengan bentonit BLUBdengan tebal 1,0 em dan 1,5 em yang memiliki permeabilitas masing-
masing 0,0194 dan 0,0190 mm.harj"l.BPIB maupun BLUBtergolong bentonit Na. Menurut
Simatupang dan Sigit (1992) bentonit Na memiliki fungsi utama sebagai lumpur pemboran (drilling mud) yang memiliki permeabilitasyang sangat rendah akibatdaya mengembang yang tinggi mencapai 8 kali volumenya. Semua lapisan bentonit mimiliki permebailitas yang sangat rendah bahkan pada ketebalan 0,5 em masih sangat efektif mengendalikan permeabilitas tanah pasir namun ketebalan 0,5 em sangat sulit penerapannyadi lapangan. Permukaantanah yang benar-benar rata tanpa ada perbedaan tinggi sangat sulit dicapai di lapangan oleh karena itu perlu dieari ketebalan tertentu yang mudah dilaksanakandi lapangan dan masih memilikifungsi mengendalikanlaju perkolasi. Permeabilitasyang terlalu rendah dapat menyebabkan tanah menjadi salin akibat rendahnya perkolasi sehingga perlu dicari kombinasiketebalan dengan nisbah campuran bentonit dengan pasir yang dapat meningkatkan kandungan air dan masih memberikan air perkolasi sehingga memberikan pertumbuhan yang baik bagi pertumbuhantanaman.
Tabel 5. Permeabilitasjenis dan ketebalanlapisankedapbentonit dengan metodeFallingHead Jenis bentonit RMBL BPIB BLUB BLBK Plastik Semen
Ketebalan (em) 0,5 1,0 1,5 0,5 1,0 1,5 0,5 1,0 1,5 0,5 1,0 1,5 0,02 0,5
ts (hari) 0,17 0,80 1,58 0,17 3,33 4,29 0,67 1,67 1,67 0,20 0,80 1,25
t (hari)
Hl- H2 (em)
13.83 19,20 18,42 19,83 16,67 15,71 19,93 18,33 18,33 19,80 19,20 18,75 20,00 20,00
18,6-14,6 18,4-16,5 18,1-17,0 18,7-17,5 18,0-17,5 18,0-17,6 18,6-17,8 18,0-17,4 18,1-17,5 18,6-14,6 18,3-15,6 18,2-16,0 17,7-17,7 18,2-18,2
Permeabilitas Rata2 (mm.harr1) % pasir Jenis 0,122 a 0,022 0,071 a 0,057 b 0,010 0,033 b 0,006 0,032 b 0,006 0,020 b 0,014 e 0,003 0,014 e 0,003 0,022 b 0,004 0,019 b 0,019 e 0,004 0,019 e 0,003 0,122 a 0,022 0,091.a 0,084 a 0,015 0,069 a 0,012 0,000 d 0,000 d
Rata2 Ketebalan 0,074 a 0,044 b 0,033 e
Shiddieq.Karakterisasi Berbagai Jenis Bahan
BPI
99
BL
Gambar 2. Difraktogram analisis lindak komposisimineraldalam bahan lapisankedap, bentonit BoyolaliBK, BLBK(a), tanah vertisol (b), bentonit pacitan , BPIB(c) dan bentonit Boyolali UB, BLUB (d) dimana: angka menunjukkan jarak lempeng (AO), Smc (smektit), III(Illit), Kao (Kaolinit),Pia (Plagioklas),Q (Kuarsa) Permeabilitas dan Mikrostruktur Berbagai Nisbah Lapisan Bentonit Analisis ragam menunjukkan bahwa nisbah campuran bentonit terhadap pasir berpengaruh nyata terhadap permeabilitas. Nisbah campuran bentonit 15 persen dan 20 persen memiliki permeabilitas berbeda nyata masing-masing 13,70 dan 8,81 mm.harr1. Permeabilitas kedua nisbah terse but nyata lebih besar daripada nisbah campuran 30, 40, 60 dan 80 persen berturut-turt 0,0753, 0,0597, 0,0383 dan 0,0169 mm.harr1. Nisbah bentonit lebih dari 30 persen tidak berbeda
dengan bentonit BPIBmurni.yang memiliki permeabilitassangat rendah 0,014 mm.harr1 (Tabel 6). Dixondkk. (1994) dan Hardijatmo (2002) menyatakan bahwa bentonit memiliki permeabilitas sangat rendah berkisar 8,64 .10-1-8,64.10-3mm.harr1. Analisis mikrostruktur dengan mikroskop binokuler menunjukkan bahwa tanah pasir tanpa bentonit (0 persen) tidak tampak adanya kumpulan bentonit yang berwarna putih. Nisbah bentonit 15 persen dan 20 persen menunjukkan adanya pasir yang diliputi kumpulanbentonit seperti awan pada bagian tepi dan masihterdapat pori-poriantara zarah
100
.
Jumal IlmuTanah dan UngkunganVol.8, No.2
pasir dengan bentonit. Analisis SEM pada mikrostruktur lapisan kedap bentonit 20 persen menunjukkan bahwa bentonit dapat menyatukan fraksi pasir menjadi jonjotan dan tidak lepas pada keadaan kering dan masih memilikipori-pori meso berukuran 100 IJm (Gambar 3a). Hal ini mirip yang ditemukan oleh Welton (1984) pada kuarsa dari Amoco Red Canyon # 1 well, Wyoming Formation (age) direkatkan satu sama lain oleh adanya lempung. Menurut Don Scot (2000) pori-pori meso selain mampu meningkatkan kandungan air tersedia bagi tanaman juga masih dapat memberikan air perkolasi.
(2008) p: 93-102
Semakin tingginisbahbenton it terhadap
pasir semakin banyak dijumpai gugusan bentonityang miripkumpulanawan. Nisbah bentonit 30 persen tidak tampak lagi zarah pasir dan hanya tampak gugus bentonityang salingbersinggung-andan tidakdijumpaiporipori antara zarah bentonit. Nisbah bentonit yang lebih tinggi 40-100 persen juga tidak tampak adanya zarah pasir karena tertutup zarah bentonit. AnalisisSEMmenunjukkan bahwa butir bentonit murni berukuran60 ~m dan saling bersinggunganmembentukgugus seperti awan dan tidak tam-pakadanya poripori antar zarah sehingga ber-sifat relatif kedapterhadapair (Gambar3b)
Gambar 3. Mikrostrukturlapisankedapbentonit 20% dengan perbesaran 130kali (a) dan 100% dengan perbesaran1800kalai(b) dalam SEMpada tegangan 20 KV, h (porimeso), b (zarahbentonit, warna putih), s (zarahpasirkuarsa) Tabel 6. Permeabilititas(K)berbagai nisbah bentonit Paeitan(BIB)dengan pasir dengan metode FallingHead
Nisbah bentonit dan t 5 (hari) T (hari) pasir 0% (pasir 100%) 15% BPIB 20% BPIB 30% BPIB 40% BPIB 60% BPIB 80% BPIB 100% BPIB
0,080 0,472 0,009 0,360 0,750 0,650 1,480 2,410
0,005 4,75 5,46 9,37 12,25 12,35 18,.50 36£80
Mengingat bahwa ketebalan 0,5 em pada semua bentonit mumi dan nisbah 40% tidak berbeda dengan 100% bentonit masih perlu dikaji kombinasiantara ketebalan dengan nisbah campuran bentonit dengan pasir rendah yang dapat memberikanpertumbuhan yang palingbaik.
Hl- H2 (em)
K(mm.harr1)
18,2-13,9 18,5-14,0 18,5-14,7 18,1-16,9 18,2-16,9 18,0-17,2 17,9-17,4 18,1-17,4
558,3070 a 13,7000 b 10,2900 e 0,0753 d 0,0597 d 0,0383 d 0,0169 d 0£0144d
Kesimpulan dan Saran Penentuan permeabilitasdengan metode Falling Head tidak berbeda nyata dengan permeameter ELE28-290. Tanah lempung Kokap dan bentonit Nanggulan memiliki permeabilitas lebih tinggi daripada eurah hujan di lahan pasir pantai. VertisolSentolo menagandung68% smektit kalsium,memiliki permeabilitas 3,7 mm.harr1. Permeabilitas
Shiddieq.
Karakterisasi
Berbagai
101
Jenis Bahan
bentonit tidak berbeda nyata akibat kandungansmektit lebih dari 80%. Meskipun demikian permeabilitas bentonit natrium seperti BPIBdan BLUBberturut-turut 1,4.10-2 'dan 10-2 mm.harr1 lebih rendah tidak nyata terhadap permeabilitas bentonit kalsium seperti RMBLdan BLBKyaitu 4,3 10-2 and 2,43 10-2 mm.harr1. Ketebalan lapisan bentonit 0,5 cm memiliki permeabilitas lebih tinggi nyata daripada ketebalan 1,0 dan 1,5 cm. Nisbah campuran bentonit Pacitan 15 persen dan 20 persen terhadap pasir dapat membentuk agregat yang memiliki pori-pori meso dan memiliki permeabilitas 13,7 dan 10,3 mm.harr1. Nisbah bentonit 30-100 persen memiliki permea-bilitas tidak berbeda nyata berkisar 1,4. 10-2 sampai 7,5 10-2 mm.harr1. Perlu dikaji kombinasi ketebalan dengan nisbah bentonit dengan pasir rendah sampai 30% terhadap lingkungan pertumbuhan tanaman.
Informasi dan Penyuluhan Kabupaten Bantul, Yogyakarta.
Pertanian
BPS Bantul. 2000. Bantul dalam Angka. BPS Kabupaten Bantul, Daerah Istimewa Yogyakarta. Brar, G.S. dan C.M. Reynold. 1996. Soil Physical Environment and Root Growth in Northern Climates. Special Report 96-13. Strategic Environmentand Development Chalifah, A. 2006. Beragribisnisyang Lesti1ri di
Lahan Pasir Pant:a~ Mengapa
Tidak.
http.www.pemda-diy.go.id. Chartzoulakis, K.S. and M.H. Loupassaki. 1997. Effect of NaCI Salinity on Germination, Growth, Gas Exchange and Yield of Greenhouse Eggplant. Agriculture Water Management 32(3): 215-225.
Daftar Pustaka
Darmawijaya, M. I. 1990. KJasifikasiTanah, Dasar Teori Bagi peneliti Tanah dan Pelaksana Pertanian di Indonesia. Gadjah Mada UniversityPress, Yogyakarta.
Adiyoga, W. 1999. Pola Pertumbuhan Produksi Beberapa Jenis Sayuran di Indonesia. J. Hort. 9(3): 258-265.
DeMagistris, F.S., F. Silvetri and F. Vinale. 1998. Physical and MechanicalProperties of a Compacted Silty Sand with Low Can. Geotech.J. Bentonite Fraction.
Ahmadsarido, A.S. 1982. Geomorfologi Ungkungan Geomorfologi
Kondisi dan
Dinamik di Daerah Pantai dan
Implikasinya terhadap Pengelolaan Ungkungan Fisik Daerah Pantai. Disertasi UGM,Yogyakarta. AI-Omran, A.M. and A.R. AI-Harbi. 1998. Improvement of Sandy Soils with Soil Conditioners.. In Wallace, A. and A.E. Terry (eds.) Handbook 5ubstaces That Enhance of Soil, the Physical Properies of Soil Condi-tioners. Merceldekker, Inc. New York. Arifin, M. dan A. Sudradjat. 1997. Bentonit. Dalam Bahan GalianIndustri (ed. Suhala, S dan M. Arifin). Pusat Penelitian dan Pengembangan Teknologi Mineral, Bandung. Boswell, F.C., J.J. Meisinger and N.L. Case. 1997. Produksi, Pemasaran dan penggunaan Pupuk Nitrogen. Dalam Engelstad, O.P. 1985. FertilizerTechnology and Use (terje-mahan Goenadi,D.H. 1997. Teknologi dan penggunaan Pupuk). Edisi Ketiga. UGMPress, Yogyakarta. BPP Sanden. 2001. programa Penyuluhan Pertanian Tingkat BPP Sanden. Balai
35.'909-925.
Dinas Pertambangan, Prop. Daerah Istimewa Yogyakarta. 1999. Prospek Bahan Galian di Propinsi Daerah Istimewa
Yogyakarta.
Dixon, D.A., J. Graham and M.M. Gray.
1999. Hydraulic Conductivity of Clay in Confined Test under Low HydraulicGradients. Can. Geotech J. 36: 815-825.
Donahue, R.L., R.W. Miller and J.C.Sickhma. 1977. Saline and Sadic Soil and their Reclamation dalam An Introdustion to Soil and Plant Growth. Prentice Hall Inc., Englewood Cliffs, New Jersey. Don Scott, H. 2000. Soil Physics Application, Agriculture and Environmt:nt Iowa State University Press, Ames. Doorenboss, J. and A.H. Kassam. 1979. Yield Response to Water. FAO Irrigation and Drainage Paper,UNO,Rome. . Dudal, R. dan Supraptohardjo. 1957. Soil Classification in Indonesia. Pemb. Balai Besar PenyelidikanTanah, Bogor.
Hardijatmo, H.C. 2002. Mekanika Tanah I. Gadjah Mada Universiry Press, Yogyakarta.
Jumal Ilmu Tanah dan UngkunganVol.8, No.2 (2008) p: 93-102
102
BJ. 2003. Pengembangan Budidaya Tanaman Sayuran dam Hortikultura pada Lahan Pasir Pantai:Sebuah Model Spesifik Dari Daerah Istimewa Yogyakarta. Agr-UMYXI(2):6775.
Kertonegoro,
Kau, P.M.H.,D.W. Smith and P. Binning. 1998. Experiment Sorption of Fluoride by Kaoliniteand Bentonite. Geoderma 84:89108. Lemigas. 2001. Instruksi Kelja Alat Scanning Electrone Microscope dan Metode Uji Identifikasi Jenis Mineral. Laboratorium Eksplorasi, Pusat Penelitian Pengembangan Teknologi Minyakdan Gas Bumi, LEMIGAS. Jakarta. Massoud, F.I. 1975. Physical Properties of Sandy Soils in Relation to Cropping and Soil Conservation Practices. Dalam Sandy Soil. Report of FAOjUNDP Seminar on Reclamation and Management of Sandy Soils in the Near East and North Africa. FAO-UNo, Roma. p: 47-72. Ranst, E.V. 1995. Clay Mineralogy; Crystal Structure, Identification, Analysis and Chemistry of Clay Mineral and Clays. International Trainning Centre for Post Graduate Soil Scientists. State University Gent, Belgium. Ratusari, Y. 2003. Keragaan 8eberapa Varie/iJs Bawang Merah di li1han Sawah dan li1han Pasir Pan/iJi. Skripsi Fakultas Pertanian UGM (iidak dipubikasikan). Saparso. 2001. Kajian Serapan N dan Pertumbuhan Tanaman Kubis Pada 8erbagai Kombinasi Mulsa dan Dosis Pupuk N di li1han Pasir Pantai. Tesis Program Pasca Sarjana UGM, Yogyakarta (Tidak dipublika-sikan). Saparso, Subiyanti-Harsono dan Tohari. 2002. Serapan Nitrogen Tanaman Kubis Pada Berbagai Kombinasi Mulsa dan Dosis Pupuk Nitrogen di Lahan Pasir Pantai. Agrin (Agricultural Research and Informatuon), Jurnal Penelitian Informasi Pertanian6(12):20-29.
Saparso, Subiyanti-Harsonodan Tohari. 2003. Pengembangan TanamanKubisLahanPasir
Pantai: Pertumbuhan Tanaman Pada Berbagai Kombinasi Mulsa dan Cara PemupukanNitrogen. Agrin (Agricultural research and Informatuon), Jurnal Penelitian Informasi
Pertanian
7(2):60-73.
M.dan S.Sigit.1992. pengantar Pertambangan Indonesia. Asosiasi
Simatupang,
PertambanganIndonesia,Jakarta. Smika, D.E., D.F. Heermann,H.R. Dukeand A.R. Batchchelder. 1977. Effect on Soil Propertiesand Tomato Growth Using MicroIrrigation. Agronomy Journal 69:623626. Sukresno, Mashudi, A.P. Supangat, Sunaryo dan D. Subaktini.2000. Pengembangan Potensi Lahan Pantai Berpasir dengan Budidaya Tanaman Semusimdi Pantai selatan Yogyakarta. Prosiding Seminar Nasional PengelolaanEkosistem Pantai dan Pulau-pulau Kecil dalam Konteks Negara Kepulauan. Fakultas Geografi UGM, Yogayakarta,2 September 2000.
Suryana, A. 2007. Strategi dan Inovasi Iptek Sumberdaya Lahan dalam Menghadapi Perubahan Iklim Global dan Perbaikan kualitas Lingkungan. Disampikandalam Seminar Nasional Sumberdaya li1han dan Lingkungan. Salai Besar Litbang Sumberdaya li1han Pertanian, Salitbangtan, 7-8 November 2007, Bogor.
Verplancke, HJ.W. 1990. Soil Physics, Partim 1. University Gadjah Mada, Faculty of Agriculture and Rijksuniversiteit Gent, FacultyVanDe,Belgium. Welton, J.E. 1984. SEM Petrology Atlas. Chevron Oil ResearchCompany,Methode in Exploration Series. The American Assosiaton of Petroleum Geologist, Oklahom
Jumal Ilmu Tanah dan Lingkungan Vol. 8, No.2 (2008) p: 103-113
PEMETAAN EROSI DAS LUKULO HULU DENGAN MENGGUNAKAN DATA PENGINDERAAN JAUH DAN SISTEM INFORMASI GEOGRAFI Puguh Dwi Raharjo~ dan Saifudin BalaiInformasidan KonservasiKebumianKarangsambung, LembagaIlmu Pengetahuan Indonesia JI. Karangsambung KM.19Kebumen,JawaTengahTelp.(0287)5506953;HP +628156719080 Corresponding author:
[email protected]
Abstract Lukulo Upstream Watershedis one of watershed residing in Central Java covering 3 sub-province, Kebumen, Banjarnegara, and Wonosobo. Rain season discharge of Luk Ulo river mount sharply and velJlsmall at dlJl season. Most farms is used for the forest of production (pinus) and non irrigated dlJl field. Exploiting of natural resources which not according to land capability and regional planology, its can causes the happening of erosion, land slide, water deposit decrease and also generate the problem of floods, sedimentation and dlJlness. Infiltration capacity ill assorted with rainfall result some of rain turn into surface runoff which cause erosion. Evidence of erosion storey on the upstream watershed can be seen from height mount sedimentation of especial of the river stream exploited by society as mineral. Usage of remote sensing and GIS (Geographic Information System) can be used for the mapping of erosion storey that is using by USLEmethod. This research use Landsat TM satellite censor. Parameters which used in USLEmethods is Rain Erosivity Index, Soil Erodibility Indek, Land Conservtion (CP), Length and Slope (LS), only Rain Erosivity Index which cannot be tapped by remote sensing. got result that velJlheavy erosion storey in Lukulo Upstream Watershedis countlJlside of Wadasmalang, Langse, Wonotirto, Kalibening, Denia~ Kebutuhjurang, Seboro, Pagedangan, Gunungjat~ Kebondalem, Duren, Lebakwangi and of Kedunggong, and heavy erosion class there are countryside of Giritirto and Pesangkalan. Key words: Lukulo, Watershed, erosion, USL£,remote sensing and GIS
Pendahuluan
sampai 3250
DAS Lukulo Hulu merupakan salah DAS yang terletak di daerah Propinsi Jawa Tengah dengan koordinat 340.000 mT - 365.000 mT dan 916.0000 mU - 917.5000 mU. Secara Administrasi DAS Lukulo Hulu ini meliputi 3 (tiga) kabupaten, yakni Kabupaten Kebumen, Kabupaten Banjarnegara, dan Kabupaten Wonosobo. DAS Luk Ulo mempunyai anakanak sungai antara lain K.Kating, K. Sentol, K. Kedung Bener, K. Gebang, K. Cacaban, K. Mondo, K. Cangkring, K. Loning dan K. Maetan dengan luas 675,53245 km2, sedangkanyang masuk wilayah Kebumen seluas 572,84365 km2. Panjang sungai sungai sekitar 68,5 km, pola aliran dominan denritik di bagian atas hingga tengah, sedangkan dari tengah ke bawah pola- aliran berbentuk paralael hingga sub paralel. Fisiografi bagian upperstream berupa perbukitan, pegunungan dan lembah antar pegunungan. Curah hujan di bagian upperstream berkisar antara 2500 mm/tahun
Kerusakan DAS sering dipicu oleh perubahan tata guna lahan akibat naiknya tingkat kebutuhan hidup manusia serta lemahnya penegakan hukum. penggunaan lahan merupakan bentuk interVensi manusia terhadap lahan dalam rangka memenuhi kebutuhan hidupnya, baik materiil maupun spiritual. Perkembangan bentuklahan ditentukan oleh proses pelapukim dan perkembangan tanah, erosi, gerakan massa tanah, banjir, sedimentasi, abrasi marin, oleh agensia iklim., gelombang laut, gravitasi bumi, dan biologi termasuk manusia. Perubahan bentuk lahan berpengaruh terhadap kondisi tanah, tata air (hidrologi), potensi bahan tambang, potensi bencana seperti banjir, erosi, dan longsor lahan, vegetasi, dan
mm/tahun, dan bagian downstream curah hujan kurang lebih 2600 mm/tahun. Daerah banjir ada di Kecamatan Buluspesantren dan Alian bagian selatan masuk DASJeblok.
104
JumalIlmu TanahdanUngkunganVol.8, NO.2(2008) p: 103-113
kegiatan manusia dalam bidang pertanian, permukiman,kerekayasaan,industri, rekreasi, dan pertambangan. Secara garis besar, penggunaan lahan dapat dikelompokkan 'menjadi 2 (dua), yaitu penggunaan lahan pertanian dan penggunaan lahan bukan pertanian. penggunaan lahan pertanian dibedakan ke dalam macam penggunaan lahan berdasarkanatas penyediaanair dan komoditiyang diusahakan,dlmanfaatkanatau yanQterdapatdi atas lahantersebut. DAS Lukulo merupakansalah satu DAS yang mempunyaitingkat erosiyang tinggi, hal tersebut terllhat dari sedlmen-sedimenyang dlhasilkan. Prosesterkikisnya dan terangkut nya tanah oleh media alami yang berupa air (air hujan) memberlkan sedimentasi yang tinggi pada sungai dan terendapkan membentukpoin bar-poinbar. EroslIni dapat mempengaruhl produkti-vitas lahan yang biasanyamendomlnasiDASbagian hulu dan dapat memberlkandampaknegatif pada DAS bagian hillr (sekitar muara sungai) yang berupa hasil sedimen. Penggunaandata penginderaanjauh dan pemodelan dengan menggunakan SIG (sistem Informasi Geografis) dapat digunakan untuk prediksi tingkat erosi suatu wilayah sehingga dapat digunakandalampengelolaanDAS.
Kajianini dilaksanakanpada DASLuk Ulo hulu yang mellputi sub DASLoning,sub DAS Maetan,sub DASMedono,sub DASLokidang, sub DASCacaban,sub DASGebangdan sub DASWelaran. Waktu kajian dilakukanantara bulan Agustus Oktober 2008. Bahandan peralatan yang diperlukan dalam kajian ini dapatdirincisebagaiberikut:
-
a. Beberapapeta tematik, di antaranyapeta jaringan sungai di dalam DAS Luk Ulo Hulu, peta RBI digital skala 1 : 25.000, CitraLandsatTMwilayahkajian,peta ikllm (peta curah hujan) serta data sekunder curahhujan. b. Komputerdengan apllkasi sofware untuk SIG c. Kertaskalkir, kertas mllimeter, kertas dot grid, planimeter, kalkulator, penggaris, peralatan menggambar dan alat tullsmenullsi d. Perlengkapan survei peralatanlapangan
lapangan dan
Anallsistingkat bahayaerosidilakukandengan cara memperkirakan(memprediksi)laju erosi tanah pada satuan-satuanlahan. Sedangkan untuk menghitunglaju erosi tanah digunakan pendekatanpersamaan"UniversalSoil Loss Equatiorf' (USLE) yang dikembangkanoleh WischmeierdanSmith(1978)sebagaiberikut:
Bahan dan Metode A = RKLSCP dimana: A = jumlah tanahyang hilang(ton/ha/tahun) R = erosivitashujantahunanrata-rata(mm/jam) K = indeksErodibilltasTanah LS = Indekspanjangdan KemiringanLereng C = Pengelolaan Tanaman
..(1)
Raharjo.
Pemetaan Erosi
105
Das Lukulo Hulu
I~ ~
It~
.~
.,j;
1~
'*. .~
+. .~.
Gambar 1. Lokasi Penelitian DAS Lukulo Hulu Jawa Tengah
Erosivitas Hujan merupakan kemampuan hujan untuk mengerosi tanah. Semakin tinggi nilai erosivitas hujan suatu daerah, semakin besar pula kemungkinan erosi yang terjadi pada daerah tersebut. Erodibilitas merupakan suatu ketahanan dari tanah yang yang menunjukkan resistensi partikel tanah terhadap pengelupasan dan transportasi partikel-partikel tanah oleh adanya energi kinetik air hujan dan ditentukan oleh sifat fisik dan kimia tanah. Pada pembuatan peta indek panjang dan kemiringan lereng, panjang lereng dapat diabaikan dan yang berpengaruh hanya kemiringan lereng (kemiringan lereng berpengaruh 3x panjang lereng terhadap erosi) didasarkan pada satuan topografi pada wilayah penelitian. pengaruh vegetasi penutup tanah terhadap erosi adalah (1) melalui fungsi melindungi permukaan tanah dari tumbukan air hujan, (2) menurunkan kecepatan air larian, (35 menahan partikel-partikel tanah pada tempatnya dan (4) mempertahankan
kemantapan kapasitas tanah dalam menyerap air (Chay asdak, 1995: 452). Gambar 2. merupakan diagram alir penelitian.
Hasil dan Pembahasan Pemetaan Indeks Erosivitas Pada daerah penelitian stasiun hujan yang tercakup di dalam dan diluar area DAS meliputi 6 stasiun hujan, yaitu Alian, Karangsambung, Karanggayam, Kali-gending, Waduk Sempor dan Sadang. Data hujan yang digunakan merupakan data .curah hujan bulanan rata-rata DAS Lukulo Hulu dari tahun 1972 sampai tahun 2005. Semakin tinggi nilai erosivitas hujan suatu daerah, semakin besar pula kemungkinan erosi yang terjadi pada daerah tersebut. Tabel 1. Merupakan tabel perhitungan nilai erosivitas setiap pos stasiun hujan.
106
Jumal Ilmu Tanah dan LingkunganVol.8, No. 2 (2008) p: 103-113
Gambar 2. Diagram Alir Penelitian
Pada daerah penelitian
indek
Pesodongan, Ngasinan, Lamuk, Pueungkerep, Gambaran, dan Panawaren. Daerah ini merupakan suatu daerah perbukitan dengan jenis batuan yang komplek. Indek Erosivitas Hujan 207 218 terdapat dibagian tengah DAS yang meliputi desa Petir, Wanadri, sebagian Kebutuhjurang, Giritirto, Seboro, Sadang Kulon, Sadang Wetan, Wonosari, Cangkring, Lancar, Somagede, Kalidadap, Lebak, Ngadisono,dan Purwosari.
erosivitas
berkisar antara 155 sampai 228. Penyebaran indek-indek erosivitas DAS Lukulo hulu adalah sebagai berikut: Indek Erosivitas Hujan 218
-
-
228 terdapat dibagian utara yang meliputi desa Kebondalem, Duren, Lebak-wangi, Majalengka, Gentansari, Kebutuh-duwur, Gunungjati, Pagedongan, Twelagiri, Argosasoka, Ampelsari, Pasangkalan, Cendana, Pringamba, Kedunggong, Kaliguwo, Tabel 1. Nilai Erosivitas di Pos Stasiun Hujan
Nama Alian Karangsambung Karanggayam Kaligendhing Waduk sempor Sadang
CHrata-rata
x
y
bulanan (em'
R (em)
357121 353042 344300 354020 333873 359731
9157251 9165420 9160682 9162491 9162245 9169107
24.52 26.65 22.73 22.23 34.48 29.00
171.42 192.02 154.1 150.00 272.52 215.40
Sumber: Datah Hujan Bulanan, Pengolahan SIG 2008
Indek Erosivitas Hujan 197
-
207 terdapat
dibagian tengah DAS yang meliputi desa
Glontor, Selogiri, Totogan, Pucangan, dan sebagian Wonosari ; Indek Erosivitas Hujan 186 197 terdapat dibagian tengah selatan yang meliputi desa Gunungsari, sebagian
-
Glontor,
Kalibening,
Wonotirto
dan
-
Karangsambung. Indek Erosivitas Hujan 176 186 terdapat dibagian tengah selatan yang
meliputi desa Kalirejo, sebagian Gunungsari, Clapar, Logandu, Kebakalan, Banioro, Kalisan,
Tlepok, dan Wadas malang. Indek Erosivitas
Raharjo. Pemetaan Erosi Das Lukulo Hulu
107
-
Hujan 165 176 terdapat dibagian tengah selatan yang meliputi desa Pagebangan, sebagian Clapar, sebagian Logandu, sebagian Kebakalan, sebagian Banioro, sebagian kalisan. Watumalang, dan Peniron. Indek Erosivitas Hujan 155 - 165 terdapat didaerah outlet pada DAS yang meliputi desa Karangrejo, Langse, dan Kaligending. Gambar 3. Merupakan Peta Indek Erosivitas Hujan DAS Lukulo Hulu.
Pemetaan Indeks Erodibilitas Tanah Pada penelitian ini Erodibilitas tanah diukur di lab berdasarkan analisis contoh tanah untuk tekstur, permeabilitas, kadar bahan organik, dan pengamatan klas struktur tanah. Besar nilai K ditentukan dengan menggunakan nomograf. Tabel 2. Merupakan Tabel nilai erodibilitas pada daerah penelitian diklasifikasikan sebagai berikut:
Tabel 2. Nilai Erodibilitas DAS Lukulo Hulu No. Kelas Luas (Ha) 1
rendah
2
sedang
3
tinggi
Nilai K
Range Nilai
-
0.16
0.11 0.20
9166.317
0.27
0.21
268.329
0.48
0.41 - 0.55
306.510
- 0.32
0.56 - 0.64 4 sangat tinggi 16852.065 0.60 Sumber: Data KlasifikasiTanah, PengolahanSIG 2008
Kelas erodibilitas rendah pada daerah penelitian mempunyai nilai K sebesar 0,16 dengan luas wilayah sebesar 306, 510 hektar. Sebaran lokasi ini berada dibagian sebelah utara atau outlet DAS Lukulo 'Hulu yang meliputi desa Peniron, Karangrejo, dan sebagian Kaligending sedang kan kelas erodibilitas sangat tinggi mempunyai nilai K sebesar 0,48 dengan luas wilayah sebe sar 16852,065 hektar, lebih dari separuh luas DAS merupakan kelas ini. Gambar 4. merupakan peta erodibilitas DAS Lukulo Hulu Tanah yang terdapat DAS Lukulo Hulu antara lain: kompleks podsolik merah kekuningan, podsolik kuning, dan regosol (sekitar perbukitan antiklin); kompleks litosol merah kekuning-an, latosol coklat, podsolik merah kekuningan dan litosol (merata diseluruh DAS). Latosol coklat tua kemerahan (hanya sekitar 0,06%). Tanah podsolik merah kekuningan merupakan suatu tanah dengan agregat yang jurang stabil serta permeabilitas rendah sehingga tanah ini sangat mudah tererosi. Tanah regosol drainase dan porositas terhambat karena sering membentuk padas, pada umum-nya belum membentuk agregat sehingga peka terhadap erosf. Litosol merupakan tanah yang masih muda karena bahan induk-nya sering kali dangkal atau tampak tanah sebagai batuan padat yang padu. Latosol merupakan suatu tanah yang telah mengalami pelapukan intensif. Dari jenis tanah yang ada di DAS Lukulo Hulu yang litosol yang kurang resisten erosi akan tetapi untuk jenis tanah di DAS Lukulo Hulu sebagian
besar resisten terhadapa erosi. tidak subur dan mengurangi kekuatan memproduksi tanaman Aliran berlebih dari tempat yang paling rendah mengakibatkan air memotong tanah menjadi saluran yang kecil seperti pergerakannya ke bawah pada lereng tersebut. Hal yang sarna pada beberapa tempat proses ini menimbulkan permukaan yang dipotong oleh parit yang sangat dangkal (riil). Tanah-tanah yang terbawa erosi menyebabkan sedikit kerusakan terutama menjadikan lapisan sub soil hilang. Pemetaan Indeks Faktor panjang dan Kemiringan Lereng (LS) Kelas kemiringan dapat dihitung dengan menggunakan analisis dari DEM (Digital Elevation Model) yang dibuat dengan pemodelan pad SIG. Tabel. 3. Merupakan hasil analisis DEM untuk menghitung indek faktor LS. Dari tabel tersebut dapat diketahui bahwa daerah DAS Lukulo hulu ini merupakan suatu DAS dengan kemiringan lereng yang relatif tinggi, sehingga angka-angka pengaliran aliran permukannya besar. Daerah-daerah dengan topografi yang tinggi dengan tidak adajjarang penutup lahan yang efektif maka akan mempengaruhi kepekaan tanah untuk tererosi. Selama kemiringan meningkat maka kecepatan aliran permukaan meningkat yang meningkatkan kekuatan pengikisan tanah.
...... .
...... .
-,= ~
~:;,;;"i.1
_u'~.-.:~'*""":,
...... .
:
~«% .t1~_ ~ ~.It."",,_, ~
.t:"..u~..
tS'Ms.#m g~:':" ~gf''''J,
::~:g~-D i ~..-c: \ / :]
'~~1.~_
'-:=/'~ ---~~~~.:
:
1.
II"I!'l.KO'IIIX11'ISVa SY~IA1XOUS:l3ma Yl.U
.....
.....
.....
""'"'
SOt
En-EOt :d (SOOZ)Z 'ON'S '101\ue6Uffil6u!1 uep 4euel nWI! )ewn[
Raharjo.
Pemetaan Erosi Das Lukulo Hulu
109
Tabel 3. Penilaian Kelas Kerniringan Lereng (LS)
Topografi
Kerniringan Lerena (%
Landai
0
-5
Agak curarn ~~rn
5 -15 15-~
sangat curarn terjal
35 -50 > 50
NilaiLS
Hektar
0,25 1,20 4,25 9,50 12,00
3950,280 7455,290 8960,463 3888,190 2381.101
Sumber: Peta RBI, Pengolahan SIG 2008 Kecepatan aliran air perrnukaan rneningkat
air hujan, (2) rnenurun-kan kecepatan air larian, (3) rnenahan partikel-partikel tanah pada ternpatnya dan (4) rnern-pertahankan kernantapan kapasitas tanah dalarn rnenyerap air (chay asdak, 1995: 452). Tabel 4. rnerupakan tabel nilai konservasi dan pengelolaan tanarnan DAS Lukulo Hulu. Nilai faktor CP 0.00 rnerupakan suatu penggunaan lahan yang tidak rnernerlukansuatu konservasi
dua kali lipat energi kinetik atau kekuatan rnengikis ernpat kali lipat dan rnenyebabkan jurnlah bahan dengan ukuran partikel-partikel tertentu yang dapat diangkut rneningkat 32 kali lipat. Aliran perrnukaan banyak rnernbentuk riil-riil sungai yaitu rnerupakan erosi parit, apabila aliran perrnukaan didaerah ber topografi tinggi tersebut sernakin banyak rnaka tanah yang tererosi juga akan sernakin banyak. Erosi karena percikan, percikan partikel-partikel tanah ke dalarn udara oleh pukulan buitr-buitr air hujan rnenyebabkan gerakan rnurni tanah ke arah bawah lereng, hal ini juga rneningkat dengan kerniringan lereng. Garnbar 5. Merupakan Peta Kerniringan Lereng (LS)DASLukuloHulu.
karena sernua lahannya tidak ditanarni oleh tanarnan, aliran air tidak berfungsi dalarn rnelakukan penggerusan perrnukaan.
Sebagai contoh Jenis penggunaan pernukirnandan tubuh air tidak rnernerlukan sutau konservasi tanah dan pengelolaan tanarnan yang rnerupakan 100% tanah tertutup. Tubuh air rnerupakansuatu ternpat terkonsentrasinya beberapa sedirnen dari
Pemetaan Konservasi Tanah dan Pengelolaan Tanaman
perrnukaan pada DAS.Dalarn konversi nilai CP terhadap tabel perkiraan factor CP berbagai jenis penggunaan lahan di jawa (abdurachrnan dkk.,1984) jenis penggunaan lahan tanah ladang didaerah penelitian rnerupakan tanarnan pertanian biji-bijian. Tanarnan ini biasanya rnernpunyaitingkat penguraian tanah tinggi sehingga tanah akan rnenjadi rernahrernah dan rnudah ter-erosi. Garnbar 6. Merupakan peta indek konservasi tanah dan pengolahan tanarnan DASLukuloHulu.
Vegetasirnerupakanfaktoryang penting dalarnterjadinyaerosi,air hujanyangjatuh ke perrnukaantanah akan dapat tertahan dalarn tajuk-tajuk vegetasi sehingga tenaga kinetik air tidak langsung rnengenai perrnukaan tanah. Pengaruh vegetasi penutup tanah terhadap erosi adalah (1) rnelalui fungsi rnelindungiperrnukaantanah dari turnbukan
Tabel 4. NilaiKonservasidan PolaTanarn DASLukuloHulu Keterangan NilaiCP KonservasiTanah dan Pengelolaan Tanarnan AirTawar 0.00 BelukarlSernak 0.10 .Sebagian Berurnput Hutan 0.5 tanpa turnbuhan bawah tanpa seresah Kebun 0.02 kebun-talun Pasir Darat 1.00 100% endapan Pernukirnan 0.00 100% tanah tertutup Rurnput 0.02 penutupan tanah sebagian diturnbuhialang-alang Sawah 0.02 padi urigasi 1 tahun tanarn 1 tahun bero Sawah Tadah Hujan 0.28 Tanah Ladana 0.51 tanarnan certanian biii-biiian
-
Luas(ha) 354.8 .
2283.7
776.3 11050.4 26.7 1906.5 2.5 764.1 4506.4 4964.1
110
Jumal Ilmu Tanah dan UngkunganVol. S, No. 2 (200S) p: 103-113
Sumber:
Citra Sate/it, RBI Digita~ Pengo/ahan SIG 2008
-
"'»41_
-
--
--
......
--
P.BtAINi'.!IEQDMIRIl'WMI':t:onro . ~L1!1qlLQ:mlt;U
.~. .. I
(!
I
I!!!I ......._-,;.-*>.,.... .""' ~.. ~.~
..,.---.-. ......
j
"S !S~.
---r ~
~.
"\!'
~
,.-
.
.~:
:...
Gambar 5. Peta Indek Panjang dan Kemiringan Lereng DAS Lukulo Hulu Dari peta tersebut dapat diketahui bahwa pada DAS Lukulo hulu ini sebagian besar nilai CP 0.02. Nilai CP 0.00 tersebut merupakan jenis penggunaan lahan pemukiman dan tubuh air. Jenis penggunaan lahan tanah ladang yang mempunyai nilai CP besar yaitu 0.51 juga banyak tersebar di lokasi penelitian serta lahan hutan yang ditanamai pohon pinus tanpamempunyai tanaman bawah dan seresah CP 0.5. Penyebaran CP 1.00. yaitu berupa endapan tererosi hanya terlihat di satu bagian di sekitar sungai yang hal tersebut menandakan bahwa daerah lokasi pengendapan tersebut merupakan suatu daerah yang landai dan sering terkena banjir. Konsentrasi kemudahan penggunaan lahan untuk ter-erosi penyebarannya bayak terdapat disebelah barat dan tengah pada DAS Lukulo Hulu yang sebagian besar berupa tanah ladang dengan tanama pertanian yang berupa biji-bijian. Secara kerapatan tajuk tanaman ini merupakan tanama dengan kerapatan jarang, bertekstur kasar, kemampuan tanaman dalam stroughfall dan
streamfall sangat kecil, sehingga penggerusan permukaan tanah terhadap aliran air permukaan besar. Pemetaan Erosi (U5LE) Pemetaan erosi pada penelitian ini menggunakanmetode USLEyang merupakan perkalian antara nilai erosivitas, nilai erodibilitas, faktor kelerengan serta faktor pengelolaan (ahan. Dengan menggunakan Sistem Informasi Geografi maka tingkat erosi dalam DAS dapat dipetakan secara spasial. Proses pemetaan erosi dengan menggunakan metode USLE ini merupakan suatu overlay dari beberapa parameter yang telah dilakukan suatu penghitungan. DAS Lukulo hulu merupakan suatu DAS dengan tingkat erosi yang relatif tinggi, hal tersebut karena daerah ini merupakan daerah yang hampir sebagian besar permukaannya berupa perbukitan serta kondisi tanah yang kurang resisten atau mudah terbawa oleh tenaga kinetik air hujan. Tabel 5. merupakan tabel tingkatan erosi pada DAS Lukulo Hulu
Raharjo.PemetaanErosiDasLukuloHulu
111
......
~.
-.
.Pll'A UWEKS KU~n:!I.\"M!TA."AJ{1)Jt.1
.
,
~~.
~
I $ ~...:t...k""4:
t
!
"" 1.
EM I
__~ Ji:Irt»v~ ~-~-~ .~~~ 1HAA.-J!(.H~~49S;.
!
~I ] i ~
, II
~~--:
:j
I
9::~'::l~~ .""'-"Aw;~ ..~ . ~ ~::m::f
:: ...~
1.:1:ES:L~~~ .
1:-.-1 . .
~
_1'j.t~~~~ ~ >;~-.:;.~-
;' ~ :..:
.
:U~___
......
:taz::t.
,.1:wS:-
Gambar 6. Peta KonservasiTanah dan Pengolahan Tanaman DASLukuloHulu Tabel 5. Tabel Erosi DASLukulo Hulu Tingkat Erosi sangat ringan
Jumlah(ton/ha/tahun) < 15 15 - 60
ringan sedang berat
60 - 180 180 - 480
sangat berat
> 480
Luas, (hektar) 13787.088
6076.038 3804.078 1564.231 1399.518
Sumber: Hasil Perhitungan dan Analisis SIG 2008 Tingkat erosi sangat berat di DAS Lukulo hulu ini sekitar 1399.518 hektar dan erosi berat sekitar 1564.231 hektar, hal ini menunjukkan bahwa sebagian wilayah dalam DAS Lukulo hulu sudah mempunyai tingkatan erosi kritis. Daerah dengan tingkat erosi sangat berat terdapat di sekitar desa Wadasmalang, langse, Wonotirto, Kalibening, Pesangkalan, Kebutuhjurang, Seboro, Pagedangan,Gunungjati, Kebondalem, Duren, Lebakwangi dan kedunggong. Tingkat erosi berat paling banyak ditemukan di desa giritirto, pesangkalan, dan tersebar merata pada DAS dengan luasan yang kecil. lingkat erosi sedang pada DAS Lukulo Hulu ini banyak ditemukan di desa Kalibening, Giritirto, Kebutuhjurang, Selogiri, Kebutuhduwur, Duren, Seboro, Kedunggong, Pasodongan, Kalidadap, Ngasinan, Lebak, Purwosari, Pucungkerep, Gambaran, dan lamuk. Untuk jenis tingkatan erosi ringan dan sangat ringan
hampir di setiap desa terdapat zona ini. Gambar 7. Merupakan peta erosi DAS Lukulo Hulu. Wilayah yang mempunyai kriteria erosi sangat ringan seluas 13787.088 hektar (51,77%) dengan jumlah erosi kurang dari 15 ton/ha/tahun banyak ditemukan di formasi karangsambung, di daerah basait, dan gabro. Formasi karangsambung merupakan suatu formasi dengan tanah berupa lempung sehingga air susah untuk permeabilitas. Kriteria erosi ringan yang ada di DAS Lukulo Hulu seluas 6076.038 hektar (22,82%) dengan jumlah erosi 15 sampai 60 ton/ha/tahun banyak ditemukan di daerah formasi waturanda, formasi peniron, daerah sekis dan tilit, dan anggota batu gamping formasi napal. Kriteria erosi sedang mempunyai luasan sebesar 3804.078 hektar (14,28%) dengan jumlah erosi 60 sampai 180 ton/ha/tahun dan
JumalIlmuTanah dan Ungkungan Vol.8, No.2 (2008) p: 103-113
112
oleh adanya tenaga air yang mengalir sehingga proses erosi, transportasi dan sedimentasidari material-materialpermukaan di prosespadazonaini. Karenaadanyaproses meandering maka pada sungai tersebut banyak ditemukan poin bar-poin bar yang merupakanmaterial yang terendapkanoleh transportasiair. Proseshydrolic action yang berupa menumbuk, menggerus dan menggendapkan sangat intensif terjadi. Pertumbuhanpendudukyang semakinpadat akan diiringi dengan peningkatankebutuhan lahan.
penyebarannyadi sebelah barat dan timur pada DAS Lukulo Hulu. Kriteria erosi berat mempunyailuasan sebesar 1564.231 hektar (5,87%) dengan jumlah erosi 180 sampai480 ton/ha/tahun dan erosi sangat berat seluas 1399.518 hektar dengan jumlah erosi lebih dari 480 ton/ha/tahun (5,26%). Meskipun luasanerosi dengankriteria berat dan sangat berat ini hanya sedikit akan tetapi kriteria erosi berat sam pai sangat berat terjadi pada DAS LukuloHulu. Sungai Lukulo mempunyai tipe sungai yang meander pada sungai utamanya, bentukan-bentukan lahan tersebut akibat tenaga fluvial.Bentuklahanfluvialdipenga-ruhi
..l'EtA .tRO$J' 'DASLtlXtJLO H1tLtI
I
.4..
.,.,dJ),j" .,1MW.4, ~"4r~ J1iN'aUff. ~JWII II1a If" filM Jt,l/fIittU
I ~,'~,'n""""'~'N"""~'"''''''''''''''''''''''''''''''
J~~"
,...
I~~~;~i_~ j:= t .~.'._ !!.:.;.;.; ~,..t.,,..,,(O . ! _(/iI:;~.
i
'~..' '-WI.
. .. .
t:1')
(~ .
..
.. .. i :i~.*Wf,O~""~ ! ..lmt(.c'4*01 ,
i
!~ i~~~~-'." tf~~~. :)ua
~....
mtW
,.
,.....
.cllGi)
.M_
Gambar7. Peta Erosi DAS Lukulo Hulu
Kelestarian sumberdaya alam menjadi terganggu, sebagai akibatnya hutan atau vegetasi semakin berkurang dan lahan mengalami kerusakan. pengurangan luas hutan sampaisaat ini masih berarti sebagai suatu kerusakan hutan akibat eksploitasi terhadap sumberdaya alam tersebut yang kurang memperhatikan azas kelestarian, disampingakibat kebakaranhutan dan juga sebab-sebablain di dalampengelolaanhutan. Kondlsi inl juga dldukung oleh adanya penambangan-penambang yang
mengakibatkan kerusakan lingkungan. Zonazona wilayah yang mem-punyai kondisi fisiografi berupa perbukitan akan semakin tidak terkontrol oleh kerusakan..kerusakan tersebut sehingga permukaan semakin tidak stabil.
113
Raharjo. Pemetaan Erosi Das Lukulo Hulu
Kesimpulan Dari hasil penelitian tersebut dapat disimpulkanbahwa secara fisik DAS Lukulo hl.llu sebagian besar mempunyai tingkat kelerenganyang curam yaitu sekitar 33,64 % dengan curah hujan tinggi lebih dari 3.000 mm/th sehinggaDASLukulohulu ini memiliki aliran permukaan yang tinggi dan mengakibatkanerosi-sedimentasipadasistem sungai. Dengan menggunakandata penginderaanjauh dan SIG kelaserosi sangatberat di DAS Lukulo Hulu meliputi desa Wadasmalang, Langse, Wonotirto, Kalibening, Pesangkalan,Kebutuhjurang,Seboro, pagedangan, Gunungjati, Kebondalem, Duren, Lebakwangidan Kedunggong,dan kelaserosi berat terdapat di desa giritirto, pesangkalan, dantersebarmeratapadaDAS.
Daftar Pustaka Blij, Muller. 1993. PhisicalGeographyof The GlobalEnvironment.JonhWiley& SonsInc. Canada M, Darmawijaya.1992.KlasifikasiTanahDasar Teori Bagi PenelitiTanahdan Pelaksanaan Pertaniandi Indonesia FakultasPertanian. Universitas Gadjah Mada. Gadjah Mada UniversityPress Priyatna2001. Indek Erodibilitasdan potensi erosi padakebunkopi rakyat denganumur dan lerengb yang berbeda Jurnal Ilmu IImu Pertanian.Volume 3, NOl1lor2. hal: 84-88 Strahler. 1951. Physical Geography. Jonh Wiley&SonsInc.Canada Yusmandani.2002. PengukuranBahayaErosi Sub DAS CipaminggisKabupaten Bogor. BuletinTeknik Pertanian.Vol. 7 Nomor 2. Hal44 - 47 http://rsandgis.comdiaksestgl 13 September 2008jam 09.31wib htt;p:/Iaeo.unesa890m.com.14 Sept-2008, jam 10.00
.
JumalIlmuTanahdan UngkunganVol.8, No.2 (2008)p: 114-120
PENGARUH SERESAH DAN TAKARAN PUPUK P TERHADAP P TERSEDIA DAN SERAPAN P JAGUNG PADA TANAH NAPALAN BANGUNJIWO BANTUL Risal Ardikal, Sri Nuryani Hidayah Utami2@,dan Benito Heru purwanto2 lBalai PenelitianSembawa, PO Box 1127 Palembang 30001 2JurusanTanah Fakultas Pertanian UGM,JI FloraBulaksumur,Yogyakarta55281 ~
Correspondingauthor:
[email protected]
Abstract The objective of this research is to know the effect of plant litter and phosphate fertilizer administrationand to P availablein clay soil as basis of soil processing. The experiment was done at AgriculturalFaculty green house of Gadjah Mada University from May to September 2005. Design used is FactorialComplete Random Design. The first factor is phosphate fertilizeradministration with fertilizing recommendation of 0; 112; 336; and 1008 kg/ha. The second factor is plant litter administration in three types; those are contro~ rice, and nut litters. Administration of phosphate fertilizerand nut litters on clay soil causes P addition availablein the soil of 9.8%. Keywords: P fertilizer,P absorption, corn
Pendahuluan Masalah yang klasik sekaligus fundamental dalam bidang pertanian adalah penyusutan lahan-Iahan pertanian. Alihfungsi penggunaan tanah pertanian ke non pertanian di Indonesia justru paling banyak terjadi di Pulau Jawa, yang sampai saat ini masih menjadi andalan untuk produksi beras maupun palawija. Dalam periode 1983-1993 alih penggunaan tanah sawah untuk keperluan non pertanian sebesar 8.255 hektar per tahun, sedangkan sensus penduduk tahun 1983 dan 1993 menunjukkan adanya peningkatan jumlah rumah tangga tani sebesar 13% yaitu dari 18.693.000 menjadi 21.183.000 (Mawarni, 1966 cit, Alwi, 2001). Kondisi inilah yang memacu para petani berusaha memanfaatkan lahan-Iahan marjinal, seperti tanah gampingan atau napalan untuk memenuhi kebutuhan hidupnya. Telah sarna-sarna kita ketahui juga bahwa jagung merupakan salah satu tanaman sumber pangan utama selain padi, bahkan di beberapa daerah jagung menjadi makanan pokok utama menggantikan beras. Kenyataan ini membuktikan bahwa jagung merupakan tanaman yang penting dan sudah dikenal luas di Indonesia Unsur P memberikan pengaruh yang positif bagi pertumbuhan jagung antara lain berpengaruh dalam kematangan tanaman,
merangsang perkembanganakar serta mempengaruhi kualitas hasil tanaman. Fostor (P) merupakan salah satu hara makro esensial bagi pertumbuhan tanaman (Marschner, 1986). Fostorsering menjadifaktor pembatas setelah nitrogen.Unsurfostor sangat penting karena terlibat langsunghampirpada seluruh proses kehidupan(Hakimet aI., 1986). Oleh karenaitu unsurP perluditambahkandi dalam peningkatan produksi pertanian. Sumbersumber pupuk yang dapat digunakanantara lainSP-36. Pupuk SP-36 dibuat dari batuan fosfat alam yang diasamkan agar terbentuk P20S yang dapat larutair dan asam sitrat, minimum 96% dari beratnya. Batuan fosfat dan asam yang digunakan untuk produksi SP-36 di Indonesia sebagian besar diimpor, sehingga dengan dihapusnyasubsidiuntukpupukmaka harga pupukinimenjadimahal,terutama bagi petani kecil. Pupuk SP-36 mempunyai sifat pelepasanhara yang sarna dengan TSP,tetapi kadar P20Sdari SP-36 lebihrendah dari TSP, yaitu36% (Anonim,1994). Tanah-tanah kawasan tropika seperti tanah kapuran atau napal di daerah karst umumnyakahat P karena keberadaan unsur Ca dan pH yang tinggi. KandunganP-total dalam tanah sangat bervariasi, tetapi
115
Ardika. pengaruh Seresah dan Takaran Pupuk P
umumnya rendah yaitu jarang melebihi 0,2% dari berat tanah, dan pada tanah yang kurang subur lebih kecil dari 0,15% (Thomson and Troeh, 1978). Faktor yang mempengaruhi tersedianya P untuk tanaman yang terpenting adalah pH tanah. P paling mudah diserap tanaman apabila berada pada kisaran pH yang normal (pH 6 -7).
Metodologi Penelitian dilaksanakan di rumah kaca Fakultas Pertanian, Universitas Gadjah Mada, Yogyakarta mulai bulan Mei sampai September 2005. Penelitian menggunakan Rancangan Acak Lengkap (Completely Randomized Design) dengan faktorial kombinasi 4 faktor P dan 3 faktor penambahan seresah. Perlakuanperlakuan penambahan seresah antara lain, A = Kontrol (tidak ada penambahan seresah), B = Jerami padi (20 ton/ha: 15 9 jerami yang sudah digiling halus/pot), C = Jerami kacang (20 ton/ha : 15 9 jerami kacang yang sudah digiling halus/pot). Dosisjerami 20 ton adalah mengacu kandungan N total yang sekitar 0,1 % sehingga 20 ton jerami setara dengan 200 kg N/hektar. Perlakuan-perlakuan fosfor antara lain, PO= kontrol (tanpa penambahan P), Pl = 1 ml Ca(H2P04)2, P2 = 3 ml Ca(H2P04)2,P3 = 9 ml Ca(H2P04)2.Parameter pertumbuhan yang diamati adalah tinggi tanaman setiap 2 minggu dan berat kering tanaman pada akhir percobaan. Analisa tanah yang dilakukan antara lain bahan organik, Kadar P tersedia, Kadar Ca, Kadar CaC03, KPK,dan analisa serapan P tanaman.
Tanah kritis di daerah Bantul (terutama di Bangunjiwo) terdiri atas tanah gampingan atau.napalan. Kapuran merupakan salah satu jenis tanah marginal (Darmawijaya, 1992). Tanah tersebut merupakan tanah yang bertopografi tidak datar sehingga sangat rentan terhadap erosi. Tanah napaIan berupa batuan lunak sampai keras, bersuasana alkalis dengan kandungan kapur (CaC03)yang tinggi, kadar bahan organik rendah dan tingkat agregasi yang lemah dan daya menahan air yang rendah. Pemberian pupuk makro anorganik tidak menunjukkan respon yang baik bila tidak diikuti pemberian bahan organik. Nitrogen (urea) akan mudah menguap sebagai NH3, fosfat (ESP) akan terendapkan sebagai garam Ca-fosfat yang tidak larut dan tidak tersediakan, dan kalium (KCI) mudah masuk ke dalam kisi lempung dan menjadi tidak tersediakan bagi tanaman. Pemberian seresah tanaman akan dapat menjadi penyekat ion Ca, Fe dan AI dengan ion P sehingga unsur P dapat menjadi lebih tersedia di dalam tanah.
Pembahasan Hasil analisis tanah sebelum perlakuan terhadap sifat kimia tanah napalan di Bangunjiwo Bantul disajikan dalam Tabel
1.
Analisa ini digunakan sebagai dasar untuk mengetahui kondisi tanah sebelum perlakuan. Tabel 1. Hasil Analisa Tanah Sebelum Perlakuan Parameter
Harkat
Nilai
Bahan Organik (%)
0.032
KPK(me 1100g)
37.1
P Tersedia (ppm)
28.56
Sedang*
0.0008
Sangat Rendah*
Ca (mol)
Sangat Rendah*
Caco3 (%) 1.84 Keterangan: *Pengharkatan menurut PPT(1983) Tanah Napalan di Bangunjiwo merupakan tanah yang mempunyai topografi bergelombang serta memiliki kadar bahan organik yang rendah yaitu 0,032 %. Hal ini disebabkan tanah napalan ini masih muda yang berkembang dari batuan induk dibawahnya sehingga bahan organik masih tergolong rendah. Kapasitas pertukaran kation tanah sebesar 37,1 me 1100 gramdan kadarP tersedia untuk tanah napalan di Bangunjiwo
Rendah*
cit.,Rosmarkamdan Yuwono(2002) sebesar 28,56 ppm. Kadar P tersedia tanah yang rendah akan diimbangi dengan pemupukan fosfat sehingga diharapkan ada perbaikan sifat kimia tanah dalam mendukung pertumbuhan tanaman jagung. Tanah Napalan di Bangunjiwo merupakan tanah yang tergolong rendah dalam kadar Ca dan CaC03. Kadar yang rendah ini disebabkan kawasan tersebut sudah mengalami pengolahan tanah
untuk pertaniansehinggakadar Ca yang ada
Jumal Ilmu Tanah dan LingkunganVol.8, No.2 (2008) p: 114-120
116
didalam
tanah sudah diserap oleh tanaman
untuk pertumbuhannya.
Hasilanalisa tanah setelah perlakuan disajikan pada Tabel 2.
Tabel 2. HasilAnalisaTanah Setelah Perlakuan Perlakuan Seresah Kontrol Padi'
HaraTanah P Tersedia m
Bahan Organik %
Caco3 (%)
0.0413 b 0.0545 a 0.0573 a
38.45c 40.12 b 41.33a
32.14 c 36.98 b 41.58 a
0.00099 b 0.00146 a 0.00153 a
2.26 b 3.36 a 3.52 a
0.0497 a
39.38 a
32.41 c
0.0010 c
2.39 c
1 ml Ca(H2P04)2
0.0496 a
39.72 a
33.37 c
0.0012 bc
2.76 be
3 ml Ca(H2P04)2
0.0515 a
40.27 a
37.19 b
0.0013 b
3.05 b
Kacang Pemupukan Kontrol
9 ml Ca(H2P04)2 0.0533 a 40.50 a 44.67 a 0.0017 a 4.00 a Keterangan: Angka-angkayang diikutihurutyangsarna tidakrnenunjukkanbeda nyata pada tarat signifikasi5 % DMRT.
Bahan organik yang terdekomposisi dengan sempurna akan berpengaruh baik terhadap pertumbuhan tanaman. Seresah kacang memberikanpengaruh yang positif yaitu ditandaidengan nilaiyang lebih tinggi daripada seresah padi. Kadarbahan organik tanah setelah perlakuan cenderung berkorelasi positif terhadap penambahan pupukfosfatsehinggajuga berpotensidalam penyediaan P tersedia dalam tanah karena bahan organik mengandungbeberapa unsur hara diantaranya unsur hara P sehingga mampu menyuplai ion P kedalam tanah melalui proses mineralisasi serta mengandung asam-asam organik yang mampu meningkatkankelarutanP cadangan (P labil) (Tisdale et aI., 1985). Selain itu bahanorganikjuga dapat menghalangiikatan Ca terhadap P tanah sehingga unsur P tersedia tanah menjadilebih besar. Menurut Umar cit, Mansyur (2003) menyatakan bahwa perbedaan kandunganbahan organik tanah adalah sebagai akibat dari perbedaan takaran bahan organikyang diberikan.Lebih lanjut dikatakan bahwa penambahan bahan organik dengan takaran tinggi akan melepaskan C organik yang tinggi pula sehinggamening-katkankadarbahan organik tanah Nilaikapasitas pertukaran kation tanah setelah perlakuan cenderung berkorelasi positif dengan penambahan pupuk fosfat kedalam tanah. Nilai kapasitas pertukaran kation yang semakin tinggi berarti tanah
sernakin rnarnpu rnenyerap dan rnenyediakan unsur hara lebih tinggi juga karena unsur hara tersebut lebih tidak tercuci oleh air jika rnernilikinilai kapasitas pertukaran kation yang besar atau tinggi. Ada hubungan secara garis besar antara tekstur tanah napaIan dan kernarnpuan pertukaran kation. Tanah napalan ini didorninasi oleh bahan induk kapur dan lernpung. Lernpung rnernpunyai kernarnpuan rnengadsorbsi kation lebih besar. Pernberian pupuk fosfat rnengakibatkan kenaikan kapasitas pertukaran kation tanah akibat terjerapnya ion fosfat. Kenaikan rnuatan negatif tanah yang di pupuk fosfat rnenaikkan jerapan Ca dan Zn (Tan, 1982). pengaruh baik dari pernupukan yang diikuti dengan pernberian bahan organik adalah rnenurunkan kekerasan tanah dan rneningkatkan aktivitas rnikrobiatanah. Pernberian pupuk fosfat sarnpai takaran 1008 kg/ha cenderung dapat meningkatkan P tersedia tanah. Dengan dernikian pernberiaan pupuk fosfat pada takaran tertentu dapat rneningkatkan P tersedia tanah. Meskipun pernberian pupuk fosfat pada berbagai takaran dengan seresah tanarnan tidak rnernpengaruhi ketersediaan P secara nyata di dalarn tanah narnun apabila dikaitkan dengan bahan organik rnaka terdapat kecenderungan bahwa bahan organik tanah juga dapat rneningkatkan ketersediaan P di dalarn tanah. Bahan organik rnengalarni rnineralisasi dan rnelepaskan hara yang lengkap salah satunya P. Menurut Buckman dan Brady (1982) rnenyatakan ada
117
Ardika. Pengaruh Seresah dan Takaran Pupuk P
pengaruh yang nyata antara tersedianya fosfor anorganik dalam tanah dengan penambahan bahan organik dan mikroorganisme. Hal ini disebabkan karena dekomposisi bahan organik memperbanyak jumlah mikrobia dan mengakibatkan pengikatan fosfat anorganik.
Ca dalam tanah sudah banyak diserap oleh tanaman. Kapur merupakan hasil pengendapan dari air dan senyawa karbonat yang mengandung kation basa. Kation-kation basa yang banyak akan merangsang pembentukan dan pengendapan batu kapur ini adalah kalsium dan magnesium. Dari hasil analisa setelah perlakuan didapatkan kadar kalsium karbonat sebesar 1 - 4%. Hal ini ini dimungkinkan karena unsur pembentuknya yaitu berupa kalsium juga memiliki kadar yang rendah sehingga pembentukan kalsium karbonat juga rendah. Menurut Sinaga (2004) menyatakan bahwa karst pegunungan Sewu Gunung Kidul mempunyai kadar kapur untuk tanah pada jeluk 0 - 20 em berkisar antara 7,98% 30,77% sedangkan untuk tanah pada jeluk 20 - 40 em mempunyai kadar kapur yang berada padakisaran8,17% - 43,64%.
Jumlah Ca pada tanah kapuran berkisar 70% - 85% dari total kapasitas pertukaran kation (Anonim, 2000). Dari hasil analisa setelah perlakuan dapat dilihat bahwa terjadi korelasi yang positif terhadap kadar Ca dalam tanah dengan penambahan pupuk fosfat. Pupuk fosfat memberikan tambahan unsur Ca ke dalam tanah namun kadar Ca dalam tanah napaIan ini tetap tidak begitu besar meskipun ada penambahan dari pupuk fosfat dimungkinkan karena tanah napalan di Bangunjiwo sudah mengalami pengolahan tanah untuk lahan pertanian sehingga kadar
Tinggi Tanaman vs Pengamatan -+- POA
160
_
-- P1A
140
E .2. 120
i E ~ C'II ...
.~ c i=
P2A P3A -POB -8- P1 B -I- P2 B -P3B --- POC P1 C P2C P3C "'.H
100 80 60 40 20
o 1
2
3
4
5
6
Pengamatan ke. Gambar 1. Grafik pengamatan 2 mingguan terhadap tinggi tanaman
Hasil analisa dari pertumbuhan tanaman pada penelitian ini memberikan pengaruh yang tidak nyata pada tinggi tanaman. Pada perlakuan P2B memberikan tinggi tanaman maksimal sebesar 151,7 em dan pada perlakuan POA memberikan tinggi tanaman terendah sebesar 78,3 em. Hal ini dikarenakan pemberian pupuk fosfat berpengaruh positif terhadap pertumbuhan tanaman yang ditunjukkan dengan terjadinya peningkatan tinggi tanaman yang lebih baik dibandingkan dengan perlakuan tanpa
diberikan pupuk fosfat. Menurut Irdiani et aI., (2002) menyatakan bahwa 'pertumbuhan tanaman adalah proses bertambahnya ukuran dari suatu organisme meneerminkan bertambahnya protoplasma. Penambahan ini disebabkan oleh bertambahnya ukuran organ tanaman seperti tinggi tanaman sebagai akibat dari metabolisme tanaman yang dipengaruhi oleh faktor lingkungan di daerah penanaman seperti air, sinar matahari dan nutrisi dalam tanah.
118
JumalIlmuTanahdan Lingkungan Vol.8, No.2 (2008)p: 114-120
Tabel3. BeratKeringTanaman Berat Kering
Perlakuan Seresah Kontrol
Akar (g)
Trubus (g)
1.81 b
7.71a 10.65e 9.52 b
2.51 a 2.42 a
Padi Kacang Pemupukan Kontrol
1.42e 2.22 b
3.13d
2.38 ab
12.73b
2.96 a
14.41a
6.89e
Keterangan: Angka-angkayang diikuti huruf yang samatidak menunjukkanbedanyata padataraf signifikasi5 % DMRT. biomasa tanaman. Poerwowidodo (1992) Berat kering akar dan trubus tanaman menyatakan bahwa pemupukan P akan dapat dilihat pada Tabel 3. Beratkering akar meningkatkan percabangan akar dan tertinggi terdapat pada perlakuan seresah padi perkembangan akar lateral serta ini akan sebesar 2,51 gram dan pada trubus juga meningkatkan penggunaan dan pengangkutan terdapat pada pemberian seresah padi sebesar P oleh tanaman. Dengan meningkatnya akar 10,65 gram. perlakuan pemupukan eenderung maka pertumbuhan trubus juga akan semakin memberikan hasil yang baik seiring dengan baik karena suplai nutrisi ke bagian batang dan meningkatnya dosis pemupukan. Semakin daun juga menjadi tereukupi. tinggi dosis pemupukan maka semakin besar
Tabel4. SerapanPAkar Seresah Pupuk
Rerata
PO
A (g) 0.0014 f
B (g) 0.0062 ede
C (g) 0.0016 ef
0.0031
P1
0.0027 def
0.0037 bed
0.0043 bed
0.0036
P2
0.0031 ede
0.0044 be
0.0044 bed
0.0040
P3
0.0039 bed
0.0049 b
0.0074 a
0.0054
Rerata 0.0028 0.0048 0.0044 (+ ) Keterangan: Angka-angkayang diikuti huruf yang samatidak menunjukkanbeda nyata pada taraf signifikasi 5 % DMRT.Tanda ( + ) menunjukkanada interaksi antara pemberianpupukdan seresah.
Berdasarkan pada uji DMRT seperti terlihat pada Tabel 4, dapat diketahui interaksi antara pupuk fosfat dengan seresah memberikan pengaruh nyata terhadap serapan P akar. Serapan P terendah terdapat pada perlakuan POA sebesar 0,0014 g. Hal ini dimungkinkan karena unsur hara (pupuk fosfat) yang diberikan tidak ada sehingga hanya mengandalkan unsur hara yang terkandung didalam tanah saja. Sedangkan sera pan P akar tertinggi pada perlakuan P3C sebesar 0.0074 g. Hal ini disebabkan karena semakin banyak unsur hara yang diberikan
maka semakin banyak unsur hara yang mampudiserap oleh akar sehinggaserapan P akar meningkat. Serapan P akar erat hubungannya dengan berat kering akar. Semakinbesar serapan P makasemakinbesar pula berat keringnya. Hal ini disebabkan karena semakinbanyaknyahara yang mampu diserap oleh akar tergantung dari banyaknya akar yang dapat bersentuhan dengan hara sehingga akar yang menyerap banyak hara akan memberikan pertumbuhan akar yang optimal(Hakimet al.,1986).
Ardika. Pengaruh Seresah dan Takaran Pupuk P
119
Tabel5. SeraDanPTrubus Seresah
Pupuk
Rerata
PO P1 P2
Kontrol(g) 0.0033e 0.0073de 0.0245c
Padi(g) 0.0066de 0.0222c 0.0321b
Kacang(g) 0.0055e 0.0127d 0.0365b
0.0051 0.0141 0.0310
P3
0.0343b
0.0356b
0.0477a
0.0392
Rerata
0.0174
0.0241
0.0256
( +)
Keterangan :
Angka-angkayang diikuti hurut yang sarnatidak rnenunjukkanbedanyata pada tarat signifikasi 5 % DMRT.Tanda ( + ) rnenunjukkanada interaksi antara pernberian pupuk dan seresah.
Berdasarkan pada uji DMRT seperti terlihat pada Tabel 5, dapat diketahui interaksi antara pupuk fosfat dengan seresah memberikan beda nyata terhadap serapan P trubus. Serapan P trubus yang terendah terdapat pada perlakuan POAsebesar 0.0033 g. Hal ini disebabkan unsur hara yang terkandung dalam tanah hanya sedikit dikarenakan tidak ada penambahan pupuk fosfat kedalam tanah sehingga bagian trubus hanya dapat menyerap sedikit unsur hara yang ada di dalam tanah. Sedangkan serapan P trubus yang tertinggi terjadi pada perlakuan P3C sebesar 0.0047 g. Hal ini menunjukkan bahwa jagung mampu mengambil unsur hara yang tersedia didalam tanah dalam jumlah banyak sehingga serapan hara semakin meningkat. Pada prinsipnya pengambilan unsur hara oleh tanaman tidak hanya dilakukan oleh akar tetapi juga oleh daun dan batang (bagian trubus). Serapan P dalam trubus tanaman mempunyai hubungan yang sangat erat dengan berat kering trubus. Semakin tinggi berat kering trubus maka semakin besar nilai serapan P trubus.
Alwi, M dan A. Supri. 1997. Efek Residu Sumber dan Takaran Fosfst atas Keragaman Hasil Kedelai pada Tanah Sulfat Masam. Presiding Konggres Nasional VI. Hm. Jakarta. 1994.
Hasil
Pertemuan
Mac Millan Pub. New York.
Darmawijaya,M.I. 1992. KIasifikasi Tanah. Gadjah Mada University Press.Yogyakarta. Hakim, N., M.Y. Nyakpa, A.M. Lubis, S.G. Nugroho, M.R. Saul, M.A. Diha, G. B. Hong dan H.H. Bayley. 1986. Dasar-Dasar Ilmu Tanah. Universitas Lampung. Irdiani, I., Y. Sugito., dan A. Soegianto. 2002.
Pengaruh Dosis Pupuk Organik Cair dan Dosis Urea Terhadap Pertumbuhan dan Hasil Tanaman Jagung Manis. Agrivita. Universitas Brawijaya. Malang. Mansyur, N.I. 2003. pengaruh Pemberian Bahan Organik Terhadap Ketersediaan Unsur Hara Mikro pada Tanah Inceptisol dan Serapannya oleh Tanaman Jahe. Tesis Program Studi Ilmu Tanah dan Ilmu-ilmu Pertanian. Universitas Gadjah Mada. Yogyakarta.
Marschner, H. 1986. Mineral Nutrition of Higher Plants. Institute of Plant Nutrition University of Hohenhaim. Federal Republic of Germany. Poerwowidodo, M. 1991. Telaqh Kesuburan Tanah. Angkasa.Bandung.
Daftar Pustaka
Anonim.
Buckman,H.O.,and N. C. Brady.1974. The Nature and Propertiesof Soils. 8th edition.
Teknis
Evaluasi Penelitian SP-36 di Jakarta. PT. Petrokimia, Gresik.Jawa limur. Anonim. 2000. Soil Fertility Interpretation. http://www.Taipan.nmsu.edu/soil3.htm. Diaksestanggal 10 November 2005.
Rosmarkam dan N.T. Yuwono. 2002. Ilmu Kesuburan Tanah. Kanisius. Yogyakarta. Sinaga, C. 2004. Sebaran lithium dalam Berbagai Komponen Biofisik lingkungan Hidup di Kawasan Karst pegunungan Sewu Gunung Kidul Skripsi Sl Jurusan Tanah Fakultas Pertanian Universitas Gadjah Mada. Yogyakarta. Tan, K.H. 1982. Principle of Soil Chemistry. Marcil Dekker, Inc. New York.
120
Thompson, L.M. and F.R. Troeh. 1978. Soil and Soils Fertility. Mc.Graw-HiII Book Co.inc.
New York.
Jumal Ilmu Tanah dan UngkunganVol.8, No.2 (2008) p: 114-120
Tisdale, SJ., W,L, Nelson and J.D. Beaton. 1985. Soils and Soil Fertility. Mc Grow Hill Book. CO. New York.
Jumal Ilmu Tanah dan Ungkungan Vol. 8, No. 2 (2008) p: 121-125
KUALITASAIR SUNGAI CODE, WINONGO DAN GAJAHWONG, DAERAH ISTIMEWA YOGYAKARTA Syamsul A SiradzB , Endra Setyo Harsono dan Ismi Purba Jurusan Tanah Fakultas Pertanian UGM,JI Flora, Bulaksumur, Yogyakarta 55281, Corresponding author: ssiradz((i)amail.com
Abstract The aims of the research were to investigate water quality of three major rivers in Special District of Yogyakarta based on Standard Water Quality No. 82, issued by Government of Republic of Indonesia in 2001. Water samples were taken from three separate parts, namely upper, middle and lower courses of the river. Laboratory analyses include pH, EC, total dissolved solid (TDS), biological oxygen demand (BOD), chemical oxygen demand (COD)and dissolved oxygen (DO). The results of analysis indicate that in genera~ the water quality has been degraded into class II or III especially of that in the middle and lower course of the rivers. These appear to be due mainly to the high values of BODand CODwhich indicates a high levels of dissolved organic compound mainly in middle and lower part of the rivers. Keywords:
water quality, BOD, COD, DO
Pendahuluan Airmerupakansuatu kebutuhan pokokbagi manusia. Air diperlukan untuk minum, mandi, mencuci pakaian, pengairan dalam bidang pertaniandan minumanuntukternak. Selainitu, air juga sangat diperlukandalamkegiatanindustri dan pengembangan teknolo gi untuk meningkatkantaraf kesejahteraanhidupmanusia. Namun dibalik manfaat-manfaat tersebut, aktivitas manusia di bidang pertanian, industri, dan kegiatan rumah tangga dapat dan telah terbuktimenyebabkanmenurunnyakualitasair. Kualitas air secara umum menunjukkan mutu atau kondisi air yang dikaitkan dengan suatu kegiatan atau keperluantertentu (Efendi, 2003). Dengan demikian, kualitas air akan berbeda dari suatu kegiatan ke kegiatan lain, sebagai contoh: kualitas air untuk keperluan irigasi berbeda dengan kualitas air untuk keperluanair minum. Kualitasair secara umum mengacu pada kandungan polutan yang terkandung dalam air dan kaitannya untuk menunjang kehidupan ekosistem yang ada di dalamnya (Rao, 1992; Ferdias, 1992; Haslam, 1995). Air sungai yang telah mengalami pencemaranlogamberat dan penurunankualitas, apabila digunakan sebagai air konsumsirumah tangga ataupun untukpengairan,terutama untuk tanaman pangan akan menimbulkandampak yang sangat berbahayabagi konsumen.Logamlogamberat yangterdapat di dalamair pengairan tersebut pada gilirannyaakan terakumulasipada
tanaman, dan lewat tanaman ini pada akhirnya logam-Iogam berat tersebut akan masuk ke dalam tubuh hewan dan manusia yang dapat menim bulkan berbagaijenis penyakitterutama kanker (Siradz, 2001).
Pemerintahlewat PP Nomor82 Tahun 2001 telah menetapkan baku mutu kualitasair untuk berbagai jenis penggunaan air. Mutu air ditentukanantara lainoleh beberapa sifatfisikair seperti suhu, warna, kekeruhan air dan total dissolvedsolid (IDS); taraf keudaraan di dalam tubuh air yang diidentifikasilewat beberapa sifat a.1. dissolved oxygen (DO) dan chemical oxygen
demand (COD); taraf kehidupan mikroba air biologicaloxygen demand (BOD),dan juga atas dasar kandunganbeberapa logam berat As, Hg, Cr, Pb. Daerah AliranSungai Code, Winongodan Gajahwongsebagian besar dimanfaatkanuntuk berbagai kegiatan domestik, industri, dan pertanian. Limbah dari kegiatan-kegiatan tsb yang umumnya langsung dibuang ke dalam sungai dan akan berdampak sangat buruk terhadap kualitasair sungai-sungaitsb. Dampak burukterhadap kualitasair sungai tsb tentu saja tergantungdarijenis,jumlahdan sifatdari limbah yangmasukke dalamsungai. Tujuan penelitian ini adalah untuk menentukan taraf pencemaran sungai Code, Winongodan Gajahwongatas dasar beberapa parameter baku mutu air yang ditetapkansesuai dengan PP-82,tahun 2001.
122
Metodologi Dalam penelitian ini dilakukan analisis beberapasifat air yaitu pH, DHL,TDS,DO, BOD, daD COD dari sungai Code, Winongo dan GajahwongDaerahIstimewaYogyakarta. Pengambilansampelair dilakukandi sungai Code pada 9 lokasi, Winongo 6 lokasi dan Gadjahwong 5 lokasi sampling yang meliputi wilayah hulu, tengah dan hilir dari ketiga sungai tsb. Pengambilansampeldan analisis air untuk sungaiCodedilakukanpadabulanAgustus2004, Gajahwong pada bulan Desember 2006, dan WinongopadabulanMei2007. Kedalaman pengambilan air berdasarkan besarnya debit air sungai (Standar Nasional IndonesiaBidangKualitasAir, 1990).Debitsungai diukur denganmenggunakanalat CurrentMeter. Dari hasil pengukurannilai debit air maka dapat ditentukan kedalamanpengambilansampelnya. <150 m3/detikmakasampelair Jikadebit air diambil 0,5 x kedalamansungai,tetapi jika debit air ~ 150m3/detikmakasampelair dapatdiambil pada 0,2 x kedalaman sungai diukur dari permukaansungai. Sifat-sifat air yang dianalisis langsungdilapanganadalah: warna (manual), bau (manual), kekeruhan(manual), temperatur (termometer),debit air (current metet), pH (pH meter), DHL(ECmeter), TDS(ECmeter)dan DO (DOmeter).Analisisdi laboratoriummeliputiBOD (potensiometrik)dan COD(potensiometrik). Hasil dan pembahasan pH Hasil analisis beberapa sifat air sungai Code, Winongo dan Gajahwong disajikan pada Tabel 1. Nilai pH air yang normal adalah sekitar netral, yaitu antara pH 6-7,5. Fluktuasi nilai pH pada air sungai dipengaruhi oleh berbagai hal antara lain: (i) Bahan organik atau limbah organik. Meningkatnya kemasaman dipenga-ruhi oleh bahan organik yang membebaskan C02 jika mengalami proses penguraian, (ii) Bahan anorganik atau limbah anorganik. Air limbah industri bahan anorganik umumnya mengandung asam mineral dalam jumlah tinggi sehingga kemasamannya juga tinggi, (iii) Basa dan garam basa dalam air seperti NaOH2dan Ca(OH)2 dan sebagainya. (iv) Hujan asam akibat emisi gas. pH air hujan ini dapat mencapai 2 atau 3 berada jauh dibawah pH air hujan normal yaitu sekitar pH 5,6. Hasil pengukuran pH pada daerah hulu, tengah dan hilir disajikan pada Gambar 1 berikut ini: Standar baku mutu kualitas air berdasarkan PP No. 82 Tahun 2001 untuk parameter pH yaitu
JumalIlmuTanahdanUngkunganVol.8, No.2 (2008) p: 121-125
sekitar 6 - 9. Padagrafik di atas dapat dilihat bahwanilai pH sungaiCodeberadapadakisaran antara pH 7-8, Wonongo antara 6-7 dan Gadjahwongantara 5-6. pH air sungaiCode dan Winongo berada dalam kisaran nilai pH yang diperbolehkan menurut ketetapan dalam PP 82/2001, tetapi pH sungai Gajahwongberadadi bawahbatas ambang bawah (pH 6) berarti sedikit dibawah batas ambang yang dikehendaki.Dari bagian hulu ke bagian tengah cenderung mengalamipenurunandiikuti sedikit meningkat pada cuplikan yang terakhir. Terdapat korelasi negatif yang signifikan (r = - 0.92**) antara pH dengan IDS (Code r = - 0.92**,Winongo r=0.83**, dan Gajahwong r =- 0.82**). Selain itu terdapat korelasi positif yang signifikan antara pH dengan DO (pada sungai Winongo dan Gajahwong, serta antara pH dengan BOD pada sungai Gajahwong. 10.00
,
, I
.
I
i
. .
:E:
Q.
c
.
/),.
/),.
I,
/),.
/),.
Code Win
I
c.. Cc . . ·cC ·
8001 6.00 -----
c
/),. GW
I-BAA i, BAB
i
--
I
-
4.00
0
2
4
6
8
10
Hulu-Lokasi--Hilir
Gambar 1. NilaipH pada bagian hulu, tengah dan hilirsungai Code,Winongodan Gajahwong
Keterangan: BAA BAB
batas ambangatas
batas ambangbawah
Daya Hantar Listrik (DHL)
DHLmerupakansalah satu parameter yang digunakan untuk mengetahui kadar elektrolit
terlarutkan dalam air biasanya berupa garam. Olehkarenaitu DHLdapat diartikan sebagaitaraf kegaramanair. Airsulingatau aquadest memiliki DHLsekitar 0,001 mS/cm, sedangkan perairan alami memiliki DHL0,02
- 1,50 mS/cm.
Hasil pengamatan memperlihatkanbahwa DHLdari ketigasungaiyang diamatiberada jauh diawahbatas ambang atas yang diusulkandalam PP 82/2001. NilaiDHLumumnya berada dibawah 0.5 mS/cm, DHLsungai Gajahwong sedikit lebih tinggi dibandingkan dari kedua sungai yang lain. Secara umum terdapat peningkatan nilai DHL pada daerah bagian tengah dan hilirdibandingkan
123
Siradz. Kualitas Air Sungai Code
dengan daerah hulu sungai. Hal ini diduga terkait dengan makin meningkatnya pembuangan limbah di bagian tengah dan hilir daerah aliran sungai yang sejalan dengan makin meningkatnya kepadatan penduduk dan industri di daerah ini.
Pada ketiga sungai Code, Winongo dan Gajahwongterdapat korelasipositif yang sangat signifikan antara DHL dengan IDS (r = + 0.999**).
Tabel 1. Hasil analisis beberapa sifat air sungai Code, Winongo dan Gajahwong
No 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
Kode Cl C2 C3 C4 C5 C6 C7 C8 C9 Wl W2 W3 W4 W5 W6 Gl G2 G3 G4 G5
CPadatan Terlarut
Suhu pH 24.0 7.60 23.8 7.50 24.8 7.20 6.87 27.0 27.2 7.00 27.0 6.83 27.0 6.83 27.0 6.93 7.10 27.0 33.1 6.50 28.7 6.72 28.6 6.57 27.8 6.32 30.1 6.36 29.2 6.48 5.34 30.1 27.7 6.00 5.24 29.3 29.5 5.32 29.6 5.55 Code,W - Winongo,G
DHL IDS 0.17 117.0 0.16 117.3 0.16 115.0 0.41 295.0 0.51 344.7 0.38 274.0 0.42 288.6 0.44 307.3 0.39 273.0 0.28 131.0 0.29 139.0 0.36 172.0 0.41 195.0 0.44 207.0 0.43 206.0 0.42 198.0 0.22 105.0 0.39 186.0 0.55 271.0 0.53 254.0 - Gajahwong
(Total Dissolved
Total
Solidi TDS) Air Baku mutu air Tahun 2001 menetapkan bahwa kadar maksimum TDS yang diperbolehkan dalam penggunaan air golongan I, II dan III adalah1000 mg/I, sedangkan untuk golongan IV sebesar 2000 mg/I. Grafik IDS berikut ini memperlihatkan bahwa semua sungai dalam penelitian ini masih memenuhi standar baku mutu air untuk semua golongan (Gambar 2). 1200 ..J Q
E
en C I-
1000
. Code
800
C Win A GW KL5-1
600
400
200 o o
~.I! 2
..
.
-
~~fto~
4
6
8
10
Hulu-Lokasl--Hlllr GamlJar 2. Gratil
DO 5.0 3.0 2.7 1.3
1.6 5.0 4.2 4.8 5.8 5.6 6.4 5.1
4.3 4.7 4.1 2.4 4.2 3.6 2.1 4.3
BOD 4.2 3.2 4.0 11.0 10.2 5.6 7.0 4.2 3.8 2.9 3.2 2.9 3.0 7.2 0.2 4.3 19.6 1.6 0.6 15.1
COD 23.0 8.0 16.0 78.0 54.0 31.0 54.0 23.0 16.0 68.0 88.4 69.3 56.1 46.3 80.1 12.0 19.6 80.0 32.0 15.0
Secara umum TDS cenderung mengalami peningkatan dari bagian hulu ke bagian hilir. Hal tersebut sangat boleh jadi karena pada sekitar aliran sungai di bagian tengah dan hilir terdapat pemukiman penduduk dan masyarakat sekitarnya yang lebih tinggi dibandingkan dengan bagian hulu sungai. Umumnya masyarakat membuang sampah dan limbah rumah tangga langsung ke dalam sungai sehingga sangat mempengaruhi bahan-bahan terlarut dalam air sungai.
Kebutuhan Oksigen Biologis (Biological Oxygen DemandNBOD) Biological Oxygen Demand (BOD) adalah suatu analisa empiris yang mencoba mendekati secara global proses-proses mikrobiologis yang benar-benar terjadi di dalam air. Angka BOD adalah jumlah oksigen yang dibutuhkan oleh bakteri untuk menguraikan atau mengoksidasikan semua zat organis yang terlarut dan sebagian zatzat organis yang tersuspensi dalam air. BODjuga digunakan untuk mengetahui tingkat pencemaran bahan pada air sungai yang akan mengurangi kadar oksigen terlarut.
JumalIlmuTanahdanLingkunganVol.8, No.2 (2008) p: 121-125
124
Hasil penelitian memperlihatkan bahwa nilai BOD sangat beragam baik antar sungai maupun antar titik pengamatan pada satu sungai (Gambar
3).. 25
..J 20 -= E 15
t::.. t::..
Code
C
Win
!J. GW -KLS-I
. . . . ~... . . . . . _ ._ . LD.. - - KLS-U KLS-III ~'T~..!" -. . .. -. KLS-III
C 10
~
.
5
A
o o
~
5
10
Hulu-Lokas Sampling-Hlllr
Gambar3. Hasil pengukuranBOD pada sungai Code,Winongodan Gajahwong Nilai BOD berkisar antara 0.1 - 20 mg/L dengan kendrungan bagian tengah lebih tinggi dibandingkan dengan bagian hulu dan hilir. Sebagian besar sampel memperlihatkan nilai BOD yang telah berada di atas batang ambang atas menurut PP 82/2001 dengan nilai BOD sebagian besar berada di antara 4-10 mg/L. Nilai BOD yang tinggi secara langsung mencerminkan tingginya kegiatan mikroorganisme di dalam air dan secara tidak langsung memebrikan petunjuk tentang kandungan bahan-bahan organic yang tersuspensikan. Terdapat korelasi positif dan signifikan antara BOD dan TDS (Code'" r = 0.80**), dan korelasi yang signifikan dengan DO (Code '" r = - 0.83**), serta antara BOD dengan pH (Gajahwong '" r = 0.96**). Ini menunjukan bahwa suspensi yang tinggi dengan suhu sekitar 30 °C merupakan kondisi lingkungna yang kondusif untuk aktifitas dan perkembangan mikroba air. Perkembangan mikroba air yang pesat ini membutuhkan supply oksigen yang tinggi sehingga sangat menurunkan cadangan (kandungan) oksige yang terlarutkan di dalam tubuh air.
Kebutuhan Oksigen Kimiawi (Chemical Oxygen Demand/COD) COD menunjukkan jumlah oksigen total yang dibutuhkan untuk mengoksi dasi bahan secara kimiawi, baik yang dapat didegradasi secara biologis (biodegradable)maupun yang sukar didegradasi secara biologis (nonbiodegradable). Sedangkan BOD hanya menunjukkan jumlah oksigen yang dibutuhkan oleh mikrobia aerob untuk mengoksidasi bahan
organik menjadi karbondioksidadan air. Oleh karenaitu nilai CODpada umumnyalebih tinggi daripada nilai BOD. Nilai CODdapat digunakan sebagaiukuranbagi pencemaranair oleh zat-zat organisyang secaraalamiahdapat dioksidasikan melalui prosesmikrobiologisdan mengakibatkan berkurangnyaoksigenterlarut (DO)di dalamair. Hasilpenelitianmemperlihatkanbahwa nilai CODsangatberagamberkisarantara sekitar 1090 mg/L (Gambar4). Berdasarkan hasil pengamatan yang dilakukanpadapagidan malamharidiperolehDO sungai Code berkisar antara 1.3-5.8 mg/L, Winongoantara 4,1 - 7,8 mg/I dan Gajahwong antara 2.1-4.3 mg/L. Dari ketiga sungai terlihat kecenderunganDO menurunpadabagiantengah tetapi kemudianmeningkatlagi padabagianhilir. 120
-
..J
----------C C . C!J.
100
C) 80
E
C
C
60
_ ..
0 40 (.) 20 o
.c.
. 0
2
Hulu-Lokasi
6
8
Win
!J.
GW
- - KLS-II - . . KLS-III
. . . . KLS-III
ft 4
Code
C
-KLS-I
.
- - -. -!J. 11.
.
10
Sampling-Hilir
Gambar 4. CODbagianhulu, tengahdan hilir sungai Code, Winongo dan Gajahwong
Oksigen Terlarutkan (Disolved Oksigen /DO) Oksigen dibutuhkan oleh hampir semua organisme untuk hidupnya. Pada kehidupan hewan, oksigen merupakan salah satu komponen utama di dalam proses metabolisme dan proses respirasi, namun kebutuhan akan oksigen pada setiap hewan bergantung pada jenis, stadia dan aktivitasnya. Oksigen terlarutkan di dalam air menunjukkan cadangan oksigen dalam air sungai tersebut. Oksigen dapat merupakan faktor pembatas dalam penentuan kehadiran makhluk hidup dalam air. Kadar oksigen terlarut dalam perairan alami biasanya kurang dari 10 mg/I. Oleh karena itu kadar oksigen terlarutkan dapat dijadikan ukuran untuk menentukan kualitas air. Penurunan kadar oksigen terlarut dalam perairan merupakan indikasi kuat adanya pencemaran terutama pencemaran bahan organik.
125
Siradz.KualitasAir SungaiCode
7 6
.
c
C
._ ~_ _C.. '2
...I 5
=4 E
..8
-A- - - --
0'3 Q 2
A
Code
C
Will
A
GW
-KLS-I
- - KLS-U
A
. .
1
.
-
·
Penurunan kualitas terutama terjadi pada daerahaliran sungaibagiantengahdan hilir, hal ini sangat boleh jadi terkait dengan populasipendudukdan kegiatanindustriyang lebihintensifdi daerahini.
.
Parameter sifat-sifat air yang telah berada di atas ambang batas untuk kelas tertentu adalah BOD, COD dan DO. Ini menunjukkan aktifitas mikroorganisme air cukuptinggi yang merupakan indikasi tingginya gugus-gus organik terlarutkan sehingga sangat menurunkan kadar oksigen di dalam air. Untuk mencegah penurunan kualitas air lebih lanjut, perlu di tingkatkan kesadaran masyarakat untuk tidak membuang limbah, baik limbah rumah tangga terlebih lagi limbah industri langsung ke dalam sungai. Untuk industri Instalasi Pengolahan Limbah
- - KLS-ni
o o
2
H';Ilu-Lokasi
4
6
8
10
Sampling-Hlllr
. Gambar 5.
DO bagian hulu, tengah dan hilir sungai Code, Winongo dan Gajahwong
PP Nomor 82 Tahun 2001 menetapkan penggolongan DO ke dalam 4 golongan, yaitu golongan I dengan jumlah DO minimal 6 mgfL, golongan II minimal 4 mgfl, minimal 3 mgfl untuk golongan III dan < 3 mgfL termasuk golongan IV. Atas dasarpenggolongandi atas,hanyasatu pengamatan yang dapat digolongkan ke dalam golongan I, yaitu Winongo sampling no 2. Sampel Winongo yang lain termasuk golongan II. Sebagian besar Gajahwong tergolong golongan II dan III, sedangkan Code bagian hulu dan hilir termasuk air golongan II dan III. Code bagian tengah termasukkualitasair golonganIV.
.
(IPAL) harus benar-benar difungsikan dengan sebaik-baiknya.
Daftar Pustaka Effendi, H. 2003. Telaah Kualitas Air Bagi Pengelolaan Sumber Daya dan Lingkung-an Perairan. Kanisius.Yogyakarta. Fardiaz, S. 1992. Polusi Air dan Udara. Kanisius. Yogyakarta. Haslam, S.M. 1995. River Pollution and Ecological Perpective. John Wiley and Sons. Chichester.
Kesimpulan
.
Kualitas air telah mengalami penurunan sehingga ketiga sungai yang diteliti tergolong kedalam kelas II atau III atasdasarbeberapa parameterpenentukualitasair sesuaidengan PP82 Tahun 2001.
UK.
Rao, C.S. 1992. Environmental Pollution Control Enginering. Wiley Eastern Limited. New Delhi. Siradz, S.A. 2001. Monitoring dan Pengen-dalian Pencemaran Logam-Iogam Berat pada Beberapa sungai di Jawa Tengah dan Jawa Timur. Fakultas Pertanian UGM.Yogyakarta.
JumalIlmu TanahdanLingkunganVol.8, No.2 (2008) p: 126-137
KOMPETISI ANION ORGANIK DAN ANORGANIK DALAM MEMBENTUK KOMPLEKS DENGAN ALLOFAN DALAM UPAYA PERBAIKAN KETERSEDIAAN FOSFAT PADA ANDISOL Tamad1 dan Eko Hanudin2@ 1 Program
Studi Agroteknolog~ Fakultas Pertanian, Universitas Jenderal Soedirman, Jl dr. Soeparno Karang
Wangkal PUlWokerto 2Laboratorium Yogyakart.
Kimia dan Kesuburan Tanah, Fakultas Pertanian, Corresponding author: ekohanudin{6Juom.ac.id
Universitas
Gadjah Mada, JlFlora Sulak Sumur
Abstract In soi~ low molecular weight organic acids (LMWOAs)secreced by plant root, microorganisms, and decomposition of organic matter are a great source of organic ligans. Organic and anorganic ligans compete to site clay mineral sorption of soil Interaction among two or more liganshas a great importance for understanding adsorption/desorption ligans. To understanding adsorption/desorption ligans of andisol with it's allophanes is most interesting. The 504 adsorption of allophanes was inhibitted markedly by present amount equimolar of oxalate, citrate, or PO.,. Capacity of citrate to prevent 504 adsorption was gretar than oxalate, but similar with P04. Efectivity of citrate, oxalate and P04 to prevent 504 adsorption by allophanes decreased with increased time reaction. The 504 adsorption lower influence by oxalate + P04 than influence by just oxalate, but similar influence by just PO",show that oxalate in the binary sistem 504 + P04 not inhibited adsorption of 504. On the contrary, P04 + citrate markedly inhibited 504 adsorption than 504 + P04 and 504 + citrate. In the ternary system, P04 strongly inhibited oxalate and citrate adsorption. Efficiency of P04 to inhibited oxalate and citrate adsorption was similar. In the ternary system, efficiency of oxalate and citrate to inhibited P04 adsorption lower than P04 to inhibited citrate and oxalate adsorption by allophanes. Adsorption of one molar P04by allophanes may be exchanged by four molar of 50.,. Citrateand P04 moved allophanes ZPC to lower pH than oxalate, but 504 not moved allophanes ZPC Inhibited adsorption one ligan by anather ligan due to change in the electricpotential of surface of clay mineral after anion added, and compete among ligans to the same surface site. Compete among ligans to adsorption site effect to pH, surface sorbent coverage by ligan, sorbent properties, and time reaction. Keywords: low molecular weight organic acids, allophanes, ZPC
Andisol dan Jerapan Anion oleh Allofan Pizarra, et al. (2008) menyatakan bahwa, andisol berwarna gelap, mempunyai kadar besi rendah, kandungan bahan organik (C-organik) dalam fraksi lempung antara 4,8-11,5 % masa, mempunyai daya protonasi tinggi dari Fe (hidro) oksida non kristalin, mempunyai kejenuhan magnetik ( a < 1 J r1 Kg-I)yang rendah, mengandung allofan > 50 % masa, dan allofanik-organik 1-5 % masa. Allofan (Si~14012.nH20) mempunyai luas permukaan spesifik 100-800 m2 g-l, KPK5-350 emol kg-1 (Pizarra, et aI., 2008), dengan rasio atom Si/AI antara 0,5 sampai 1,0 (Hanudin et aI., 2002). Allofan dengan rasio Si/AI 0,5 sangat reaktif terhadap fosfat, sedangkan dengan rasio Si/AI
1 kurang reaktif terhadap fosfat, karena gugus AI-OHyang reaktif terhalang oleh gugus SiOH. Morfologi allofan berbentuk hallow spherical dengan ukuran 5 nm dengan lubang/pores ukuran 0,5 nm, dinamakan allofan nano-ball. Pada pH rendah (4-5) loka lubang/pore allofan nano-ball. bermuatan positif (AI-OH2 +), sebaliknya pada pH tinggi (69), allofan bermuatan negatif (AI-O-) pada lubang dinding halow spherules dan (Si-O-) pada permukaan dalam. Muatan negatif allofan meningkat dengan meningkatnya pH larutan tanah (Hanudin et aI., 2002). Loka jerapan allofan nano-ball yang reaktif terhadap senyawa organik adalah gugus aluminol (AIOH dan AI-OH2 +) yang terdapat pada lubang dari dinding halow spherules.
127
Tamad. Kompetisi Anion Organik
Si dan AI allofan setelah menjerap senyawa organik akan dibebaskan ke dalam larutan munuju keseimbangan. Jumlah Si dan AI yang akan dibebaskan ke larutan dipengaruhi oleh konsentrasi dan jenis asam organik, pH, dan sifat fisikokimia allofan (Hanudin et aI., 2002). Si dan AI yang dibebaskan ke dalam larutan meningkat dengan meningkatnya senyawa organik yang dijerap, dan menurun dengan meningkatnya pH larutan organik. Hal ini terjadi karena proton, ligan organik, akan mendisolusi Si dan AI allofan, mekanismenya adalah: (1) peningkatan keasaman permukaan mineral lempung, dan penjenuhan mineral lempung oleh H+ penyebab dekomposisi spontan, dan (2) penetrasi proton ke dalam mineral lempung dan menggantikan posisi AI pada oktahedral. Sitrat dan oksalat lebih mampu mendisolusi Si dan AI dibanding asetat. Si lebih banyak terlarut dibanding AI. Kemampuan asam organik mendisolusi Si ditentukan oleh kandungan COO"asam organik tersebut. Reaksi asam organik dengan AIOH2+(pada pH rendah) akan membebaskan H20 dan H+, sedangkan reaksi AI-OH (pada pH tinggi) dengan senyawa organik bermuatan negatif membebaskan OH". Jerapan oksalat dengan aluminol pada pH tinggi lebih stabil dalam bentuk binuclear, sedangkan sitrat dalam bentuk bidentit Hal ini terjadi karena perbedaan geometri asam organik tersebut. Jarak antara oksigen pada dua grup COO" oksalat bebas (0,29 nm) lebih cocok untuk binuclear, dibanding sitrat bebas (0,48 nm). Hal ini karena jarak 0-0 grup aluminol pada lubang allofan 0,3 nm. Pada sitrat memungkinkan terjadi ikatan monodentit karena jarak yang lebih lebar antara grup COO.(Hanudin et aI., 2002). Sulfat dan fosfat adalah unsur hara esensial untuk pertumbuhan tanaman, dan mereka sangat penting dipandang dari segi agronomi dan lingkungan. Anion tersebut mudah dijerap oleh mineral bermuatan variabel
(AI-, Fe-, dan Mn-oksida, allofan, dan
imogolit), dan tanah (oksisol, spodosol, ultisol, dan andisol). Mekanismejerapan sulfat dan fosfat pada mineral bermuatan variabel mempunyai kemiripan, walaupun jerapan sulfat kurang kuat dibanding fosfat, dan tidak mampu berkompetisi untuk menggantikan jerapan fosfat. Fosfat dijerap spesifik dan membentuk komplek inner-sphere dengan menggantikan koordinasi gugus -oH dan -OH2 dari mineral bermuatan variabel. Jerapan suifat pada
mineral tersebut kurang komplek; bisa membentuk komplek outer-sphere atau innersphere pada kondisi pH rendah dan konsentrasi tinggi.
Asam Organik Berbobot Molekul Rendah dan Pelepasan Anion Asam organik berbobot molekul rendah (LMWOAs) banyak terdapat dalam tanah; mereka disekresikan oleh akar tanaman, mikrobia, dan hasil dekomposisi sisa tanaman. Akar tanaman menghasilkan asam organik (dominan asam sitrat). Hal tersebut ditandai dengan menurunnya pH di sekitar perakaran 3,7 pada tanaman Lupinus a/bus setelah enam hari, dan menjadi 4,15 pada menjadi
Lupinus abgustifo/ius setelah 12 hari dari pH andisol awal 5,2 (Strahm dan Harrison, 2006). Lal (2002) menyatakan bahwa, bakteri pelarut fosfat (bakterifosfo/BPF) menghasilkan asam organik meliputi: monokarboksilat (asam asetat dan format), hidroksi monokarboksilat (asam laktat, glukonat, dan glikolat), dikarboksilat (asam oksalat dan suksinat), hidroksi dikarboksilat (asam malat dan maleat), dan hidroksi trikarboksilat (asam sitrat). Contoh isolat bakteri dan jamur pelarut fosfat disajikan pada Gambar 1 (koleksi Lab. Tanah, Faperta, Unsoed). Asam organik mampu mengkomplek logam dalam larutan. Derajat kompleksasi tergantung: 1) sifat asam organik (jumlah gugus karboksil dan hidroksil), 2) konsentrasi asam organik, 3) tipe loka permukaan, dan 4) pH dan kekuatan ionik larutan tanah. Asam oksalat, sitrat, dan malat merupakan agen kelat yang kuat yang berafinitas kuat terhadap logam trivalen, misalnya AI3+,dan Fe3+" dan mempengaruhi mobilitas ion tersebut dalam lingkungan tanah. Ligan organik tersebut dapat dijerap oleh mineral bermuatan variabel sebagi komplek inner-sphere menggantikan grup air dan hidroksil. Asam humat, fulvat, LMWOAs, dan ligan inorgan'ik (mencakup sulfat) bisa berkompetisi dengan fosfat untuk menduduki loka jerapan. Beberapa ligan organik seperti asam oksalat, sitrat, dan galat, berkompetisi dengan suifat untuk jerapan kaolinit dan oksida besi. Kemampuan berkompetisi berhubungan dengan jenis gugus fungsional; ligan organik dengan gugus fungsional yang mengandung banyak atom oksigen lebih kompetitif dibanding yang mengandung atom karbon lebih banyak. Penambahan tartarat dan
128
Jumal IlmuTanah dan LingkunganVol.8, No.2 (2008) p: 126-137
oksalat secara bersama-sama dengan jumlah molsama pada komplekAI(OHkmontmoriionit lebih efektif menghambat jerapan fosfat dibanding penambahan tartarat dan oksalat sendiri-sendiri. Tartarat lebih mampu berkompetisidengan fosfat dibandingoksalat.
penambahanfosfat setelah sulfat dan oksalat mendorongjerapan sulfat lebihkuat. Pada pH 3,0, 25 % suifat dijerap oleh gutit, ketika penambahan bersama-sama dengan oksalat. Pada pH 4,0-8,0 oksalat dilepaskan dari komplekjerapan.
a
b
Gambar 1. a) Pseudomonassp dan b) Aspergillussp dengan zone pelarutan P Ligan multikarboksilat, seperti sitrat, malat, oksalat, dan tartrat mempunyai afinitas jerapan yang relatif tinggi, dan dapat berkompetisi dengan jerapan oksianion pada AI hidroksida. Ligan monokarboksilat, seperti asetat, dan fomat adalah adsorbat yang lebih lemah dan kurang dapat berkompetisi dengan oksianion (De Cristafaro et ai, 2000). ' AfiInita5 dan kemampuan ber kompet 151 "
0
, . 0 terhadap ]erapan dan'0 anion organlk terkalt ." 0 dengan tetapan stablhtasdan kompleklarutan v. anion organlk AI (11) : ( "AI-L ), d Imana sesual ,
O
o
10 ~_ maka: sitrat (8 65) > oksalat (61) »
,
L 0' 9 asetat (1,51) > format, (1,36) (Plzarra,et ai, 2008) . Menurut Subba Rao (1999), BPF menghasilkan asam sitrat, malat, fumarat, glutamat, suksinat,laktat, okslat,glikooksalat, laktarat, dan asam l3-ketobutiratyang mampu melarutkanP. Mekanismepelarutan P, asam organiktersebut mengkelatAI,Fe, Cadan Mg sehingga P bebas dan tersedia bagi tanaman. Jenis asam yang mempunyaikemampuankuat dalam melarutkan fosfat adalah asam sitrat, kemudiandiikutioleh asam malonat,tartarat, asetat, malat, dan suksinat. Asam organik tersebut juga mampu merubah bentuk trikalsiumfosfat menjadi fosfat monobasa (H2P04-)dan fosfatdibasa (HP042-)yang larut (Solano,et ai, 2008). Anionorganikmampu melarutkan P dari komplek jerapan tanah melalui (1) kompetisi komplekjerapan, (2) disolusikomplekjerapan, (3) merubahmuatan
komplekjerapan, (4) kelasi ion logam, dan (5) retardasi pertumbuhan kristal pada order lemah (Borggaard et ai, 2005). Efektifitas asam organik dalam meningkatkan kelarutan fosfat dipengaruhi oleh (1) konsentrasi, (2) afinitas, dan pH tanah (De Cristafaro et ai, 2000; Wijnjadan Schulthess, 2000). ,
,
Kapasltas asam organlk berOObotmolekul
rendah membentuk komplek logam dalam '~ Iaruta n ta nah t ergantung pada (1) Sir at ' ' ' (kand ungan gugus karOOksIl dan h Id roksIl), (2) 0'
0
,
konsentrasl, (3) ]enls loka permukaan ml~er?' lempung, dan (4) pH dan kekuatan 10nlk I ta ta h St t It d ks I t O
aru n na. I ra, maa , an 0 a a berafinitastinggi terhadap AI dan Fe (Wijnja dan Schulthess,2000). Hanudinet al (2002) menyatakanbahwa, sitrat, malat, dan oksalat memblok loka jerapan reaktif mineral tanah dan menurunkan jerapan P. Selanjutnya dijelaskanbahwa pada pH6,0-10,0sitrat lebih banyak dijerap allofan dibandingoksalat dan asetat. Hal ini disebabkanpada pH tersebut (pKa3sitrat = 6,39) terbentuk sitrat valensi tiga yang reaktif. Akan tetapi pada pH 5,5 oksalat lebih banyak dijerap alofan dan ferihidritdibandingsitrat (Jora et ai, 2006). Pada pH 4,0-7,0 sitrat (pKalsitrat=3,14), dan (pKa2sitrat = 4,77) dijerapgutit dalambentuk komplekinner-sphare,sedangkanpada pH7,0 sitrat dijerap gutit dalam bentuk komplek outer-sphare (Lackovic et ai, 2003). Selanjutnya dinyatakan bahwa, pada konsentrasi 0,001 M sitrat mampu 128
129
Tamad. Kompetisi Anion Organik
menurunkan jerapan P pada konsentrasi 0,2 mol/liter oleh hidroksioksida AI dan Fe sebesar 50%, tartarat sebesar 20%, dan asetat hanya 1%. 5edangkan pada konsentrasi 0,1 M sitrat mampu menurunkan jerapan P oleh AI hidroksioksida sebesar 91%, dan oleh Fe hidroksioksida sebesar 88%, dan tartarat menurunkan jerapan P oleh AI hidroksioksida sebesar 89%, dan oleh Fe hidroksioksida sebesar 80%.
. Hu dan Li (2002) menyatakan bahwa, P yang dijerap oleh oksihidroksida AI dengan memanfaatkan ligan organik (sitrat, oksalat, dan tartarat) sebagai pesaing loka jerapan, dipengaruhi oleh konsentrasi ligan organik tersebut dan kondisi reaksi. Ketika oksalat diberikan ke dalam sistem reaksi sebelum P, pengaruh oksalat menurunkan jerapan P lebih besar dibanding pemberian oksalat bersamaan dengan P, atau pemberian oksalat setelah pemberian P. Violante et al. (2002) menyatakan bahwa, ligan organik membentuk komplek organo mineral dengan AI-OH atau Fe-OH yang mengendap. Fosfat terjerap secara spesifik dengan menggantikan koordinasi -OH2 dan -OH grup muatan variabel mineral. Ligan organik (sitrat, malat, oksalat, dan fumarat) berkompetisi kuat dengan fosfat untuk menduduki loka jerapan membentuk ikatan komplek inner-sphere. 5elain itu ligan organik juga mampu mengkelat (AI, Fe, Ca) agen pengikat fosfat yang mengendap. Gull et al. (2006) menyatakan bahwa, bakteri pelarut fosfat (CP5-2, CP5-3 dan Ca18) yang diisolasi dari rizosfir, akar, dan bintil akar tanaman kekacangan mempunyai daya larut dengan zone jernih garis tengah 218-3
mm, trikalsium fosfat yang larut 65-130,5 IJg/ml dan terjadi penurunan pH media dari 5,6 menjadi 3,6. Demikian juga, Turan et al. (2006) menyatakan bahwa, BPF (F53 bakteri dan F59jamur) menurunkan pH larutan Media, meningkatkan daya hantar listrik, dan meningkatkan Ca dan P larutan media dengan sumber P trikalsium fosfat dan batuan fosfat (18 % P20Sdan 42,2 % CaO, yang 27 % P larut dalam 2 % asam sitrat) dengan konsentrasi 10 dan 20 9 per 250 ml media. Kebanyakan kelompok bakteri menghasilkan lebih dari satu jenis asam organik laktat, suksinat, isovalerat, isobutirat, dan asam asetat, sedangkan A. niger hanya menghasilkan asam suksinat (Vazquez et a~ 2000).
Isoterm Jerapan Kapasitas jerapan (kcJ) persamaan freundlich berurutan P04 > oksalat > sitrat > 504, 5ebaliknya energi ikatan (lln) berurutan P04 < oksalat ~ sitrat ~ 504, nilai yang semakin kecil menunjukan interaksi antara ion dengan permukaan jerapan semakin besar (Gambar 2a, dan Tabell). Pada pH 5,5 oksalat dijerap oleh allofan lebih besar dibanding sitrat. Akan tetapi pada pH 6,0 sampai 10,0 sitrat dijerap lebih besar dibanding oksalat dan asetat, karena pka3sitrat asam sitrat 6,39, pada pH > 6,0 sitrat bermuatan negatif tiga yang menyebabkan atraksi terhadap permukaan mineral bermuatan variabel meningkat. Jerapan sitrat oleh gutit pada pH 4,6-7,0 membentuk komplek inner-sphere (pkalsitrat = 3,14 dan pka2sitrat= 4,77), sedangkan pada pH > 7,0 membentuk komplek outer-sphere
Tabel 1. Ringkasan tetapan isoterm jerapan dan karakteristik isoterm solut-tunggal persamaan Freundlich. Anion Fosfat Oksalat 5itrat 5ulfat
Fosfat Oksalat 5ulfat
x/m
1025 427 281 205
= kcJc1!n,dimana x adalah jumlah
410 142 80
l/n AI5iFe 0,30 0,49 0,52 0,47 Andisol 0,28 0,37 0,40
0,989 0,989 0,981 0,973 0,940 0,988 0,990
solut terjerap, m adalah masa adsorben, c adalah konsentrasi keseimbangan(mmol L-1)dan kddan l/nadalah tetapan. 5umber: Jara, eta/. (2006)
130
Jumal Ilmu Tanah dan Lingkungan Vol. 8, No.2 (2008) p: 126-137
1800I
.
,
(a)
b.ox
1500 -i
"
. Clf
o S04
- 1200 e
600
.
/
-.
is E -g -e
900
2
't:J (U
!II
f/)
300
1/1
r:: 0 '2 200 -<
600
300
100
() 0
1 Anions
Gambar 2.
500
.
.
E_ ..00
-ci
c: 0
700
2 in solution.
3
AI
0
23'"
0
Anionsin solution.mmol
mmol L-I
5 L-1
Isotermjerapan (a) P04,oksalat,sitrat, dan 504 pada AI5ifepada pH5,5 dan (b) pada andisol pada pH 5,5, kekuatan ionik 0,1 mL-i KCIdan 25°C. 5umber: Jara, et at (2006)
Jerapan isoterm pada contoh tanah alamiah pH 5,0 menunjukan bahwa kapasitas jerapan P04 jauh lebih besar dibanding Oksalat dan 504. Kecenderungan ini sarna untuk jerapan pada allofan (AI5iFe)(Gambar 2b).
Muatan Permukaandan MuatanTitik No. Muatan titik no1 (ZPC) allofan sintetik terjadi pada pH 4,82. Peningkatan konsentrasi sitrat, oksalat, dan P04 menggeser ZPC lebih rendah. 5itrat lebih menurunkan ZPC dibanding oksalat (Gambar 3a dan 3b), P04 atau 504. Keberadaan 10-4 atau 10-3 mol L-i oksalat menggeser ZPC dari 4,14 dan 4,05, sedangkan keberadaan 10-4atau 10-3mol L-i sitrat menggeser ZPC lebih rendah menjadi 3,80 dan 3,57. pergeseran ZPC dengan meningkatnya konsentrasi ion merupakan karakteristik jerapan komplek inner-sphere. 504 (Gambar 3c) tidak nyata menggeser ZPC, 504 terjerap allofan membentuk komplek outer-sphere. P04 (Gambar 3d) menggesr ZPC pada pH lebih tinggi. Kelakuan ini terkait dengan nilai pH intermediat, dimana potensial elektrostatik kurang negatif untuk menarik kation dari elektrolit latar belakang, sehingga
permukaan menjerap proton menetralkanmuatanpaparandalam.
untuk
Jerapan Ligan Jerapan504 « 30 % dari total permukaan pada pH 5,5) pada AI5iFe kuat dipengaruhi oleh pH dan menurun dari maksimum 80 mmol kg-i pada pH 4,2 menjadi minimum 19 mmol kg-i pada pH 6,9, sedangkan jerapan P04,
Oksalat, dan 5itrat tetap pada pH 4,0-8,0 (Tabel 2, Gambar 5-7). Jerapan 5itrat menurun 7 % dengan meningkatnya pH dari 4,0 menjadi 7,0. Ketika ligan pada konsentrasi 1 mmol L-i (300 mmol kg-i), jerapan Oksalat, 5itrat, dan P04 menurun menjadi 19,25 %, dan 16 % dengan meningkatnya pH dari 4,0 menjadi 7,0. Adanya anion dengan afinitas
seperti sitrat, oksalat, dan P04 menurunkan jerapan moderat 504 pada Fe
tinggi,
(hidro) oksida. pengaruh kompetisi antara sitrat dan oksalat terhadap jerapan 504 dan Se04 pada AI (hidro) oksida terlihat bahwa (Gambar 4), sitrat berpengaruh kompetisi paling kuat pada selang pH 6-8 (Wijnja dan 5chulthess, 2000).
130
Tamad.
131
Kompetisi Anion Organik
..
30
.A .A -'" .'" .'" .'" .A .1>
(a) 20 '0>
10
gu -..:. .:. !u
e
8A
0
/},. AlSiFe'-
.
'OJ ...
.20
A
..
45
4.0
.. A .. AA A
.
50
. . A Il
0
~
.f.. .10
.
.20
0.0
-30 :)0
A
55
(c)
. 1:
JrtiO
~
25 1
':i +
\
0
..
:)_$..0
"5
l:.
AlSlFe.. SO, 10 ~ M
.
AlSlFe . SO, 10" M
100 (d) 50
I
~
-tOO 5
7
8
A AI$iFe.PO.to"'" .
\A{.
2S
-..CA·.
· . ..A",'. . A. A.
0
.e.AAA.. .
<>-50
2
as
.75
"'1. 8
~~'so.
Oil
.100 .125
9
3
..
5
6
7
8
e 0.5
!
1 .a 0.4
Ad$Otpuon 0.6 100%
.1mVAe81ate
1 0 tmMSO. .
ImMSO~'ImUOIalal&
! .
ImU50. .lmUOtta14
..... ., E 0,5, '0 i
\\\
fi ofjI
0.3
.. ~ 0.2 0'" (/J
'Q 0(
'Q
~
\
!
Imftl'~
1mM'S«:I.
..1
. ~:::: :~.;.J
~\\ ~\
0,3
.
r; O,2~
". UJ 0.1
0.1
j
.
.. ImMAcelllfl>
\\~
D"
,
. tmUStOe ... ImMe.o.
\
'
c o
a
b
0.0 5
6
7
8-
pH Gambar 4.
9
pH
! 0\ tmMSo..1mMformllB
0.0
"'A..
Titrasi potensiometrik AI5iFe(allofan) dengan adanya (a) oksalat, (b) sitrat, (c) 504, atau (d) P04 (10-4dan 10-3mmol L-1)pada tetapan kekuatan ionik (0,1 mol L-1KCI).5umber: Jara, et at (2006)
0.6
i
A!SIFe.. po. 10" M
'ft.
pH
Gambar 3.
6.0
. AlSiFe
\
i .25
,~ ..
1S
':' '" .x
dI'....__
-12& 3
~ 55
6.0
1:g
~
-75
.
pH
. AlSifs
i'2S !!.$)
.
A
pH 125
. ""SiF.
A Al1SIf'..CI1-10"M . AI8iFe+CIT10"M
. .. °A --.I . . AA -. "A . . AA .. A '"
to
:t .:.
A A
.'"
~
.A .
36
:xl
.
~.A
.3() 3_0
(b)
M
AJSJFe'ox 10.....
w:> IIA
-10
OK 10"
.. .
30
. A$Fe
pengaruh anion organik terhadap jerapan a) 504dan b) Se04 pada AI-oksida. 5umber: Wijnjadan 5chulthess (2000)
9
132
Jumal
Ilmu Tanah
dan Lingkungan
Vol. 8, No. 2 (2008) p: 126-137
Tabel 2. Efisiensi(%) ligandalam menghambatjerapan 504, oksalat, sitrat, dan P04pada AI5iFe pad a pH berbeda. Q!:!
5,0
4,5
5,5
6,0
35 23 36 53 30
25 20 22 43 16
6 42
7 48
5 48
8 53
13 35 26
18 40 28
5ulfat 48 42 63 70 50
45 33 48 60 42
504 + 5itrat 504 + 5itrat + P04
3 38
5 38
504 + Oksalat 504 + Oksalat + P04
2 41
3 43
504 + P04 504 + Oksalat + P04 504 + 5itrat + P04 5umber: Jara, et at. (2006)
8 29 21
10 32 23
504 + 504 + 504 + 504 + 504 +
P04 Oksalat 5itrat 5itrat + P04 Oksalat + P04
5itrat Oksalat Fosfat
100
100 I SO.
90
-0- so. oj. po.
';'
0\ oX
901 80
1.10
70
10 '0 E 60 E Ti 50
60
E -ri 50
€ i
-..---------------
,:,.~
.
~4"
--...
~
40
('4
0
30 i40j
Q..
:J (a) o +-...-. 4.0 4.5
30
___ PO. -0-so. + po.
20 10
___ S0. + CIT + po.
-6- so. ..ox ...po.
(b) 5:0
5.5
6:0
6:5
7.0
o. 4.0
4.5
5.0
5.5
0.0
6.5
7.0
pH pH . Gambar 5. Jerapan (a) 504 dan (b) P04 pada AI5iFepada pH berbeda, dengan penambahan sistem tunggal atau biner (504 + P04) atau ternar (504 + sitrat + P04; 504 + oksalat + P04). 5umber: Jara, et at. (2006)
132
133
Tamad. Kompetisi Anion Organik
100
100 I
___SO.
90-1
....6r- SO. + OX
:i 70
70 15
00
-0 III
50
E E
n..:-
-0- so.... ox...po.
80-1 -------
J1 "6
60
Ti
50
€
0
40
x 0
30
E E
III
-e
40
"VI QI
.g
CICI
a
30
(/)
20
20
I
-8-0X -o-ox+so. -A- ox... so. ...po.
10-1
(a) 0
4.0
4.5
s..
5.0
8.0
6.5
101 o
7.0
".0
().
. 4.5
5.0
pH
5.S
6.0
6.S
1.0
pH
Gambar 6. Jerapan (a) 504 dan (b) oksalat pada AI5iFepada pH berbeda, dengan penambahan sistem tunggal atau biner (504 + oksalat) atau temar (504 + oksalat + P04). 5umber: Jara, et al. (2006) 100
100
-.- SO.
90 80
. 2
60
Ti
50
~
40
~ IV
0" rn
~
70
"6 E
60
Ti
50
e
~o
20 10
--c ~~~
o 30 20
-'-ClT -A-ClT... S0.
10
o 4.5
~n~n.---.
~
t-
(a)
4.0
~
{g 40 IV
~
30
o
eo
\
70
~E
go
-£:r- SO. + ClT
-8-so. ...caT... po.
5.0
5.S
6:0
6.5
7.0
4.0
ClT + SO, ... po.
(b) 4.5
6.0
pH
Gambar
, .
5.S
.
6.0
6.5
1.0
pH
7. Jerapan (a) 504dan (b) sitrat pada AI5iFepada pHberbeda,dengan penambahansistem tunggal atau biner (504 + sitrat) atau temar (504 + sitrat + P04). (2006)
5umber: Jara, et al.
Sistem Biner
menurun, khususnya pada pH rendah.
Jerapan 504 dengan adanya P04 pada molar yang sarna pada pH 4,0-7,0 nyata
atau liganlaindihitungdenganpersamaan:
Efisiensipenghambatanjerapan504 oleh P04
jerapan 504 dengan adanya P04
Efisiensi P04 (%)
= 1 - -----------------------------------------jerapan 504 tanpa ligan lain
134
Jumal IImu Tanah dan Ungkungan Vol. 8, No.2 (2008) p: 126-137
Adanya P04 menurunkan jerapan S04 sebesar 48 % pada pH4,5, 35 % pada pH5,5, dan 25 % pada pH6,0 (Tabel2). Sebaliknya S04 kurang mempengaruhijerapan P04 pada semua selang pH. Pada pH 6,0, S04 menurunkanjerapan P04 sebesar 18%, jauh lebih kecil dibanding pengaruh P04 dalam menekanjerapan S04pada pHyangsama. Kapasitas yang kuat dari P04 dalam mencegahjerapan S04 terkait dengan jumlah penambahanyang meningkatdari S04 dalam larutan yang mengandung konsentrasi P04 tetap (1,93 mmol LOi)pada pH 4,5 dengan rasio molar SOJP04 antara ° sampai 10 (Gambar8). Reaksirasio molar SOJP04 > 4 akan mendapatkan rasio molar jerapan S04/jerapanP04 ~ 1. Peningkatankompetisi terhadap lokajerapan antara P04dengan S04, disebabkan karena afinitas yang lebih besar atau pengaruh aksi massa akibat kenaikan konsentrasi S04 dalam larutan. Oksalat juga menurunkan jerapan S04, tetapi efisiensinya lebih rendah dibanding P04, antara 42 % pada pH 4,5 sampai 13 % pada pH 5,5 (Gambar 6; Tabel 2). Oksalat juga mence-gah jerapan S04 pada gutit pada pH 3,0-6,0. Menarik, pada pH ~ 6,0 jerapan S04 meningkat dengan adanya oksalat dibandingkan dengan jerapan S04 ketika tanpa ada
ligan lain. Hal ini disebabkankarena oksalat (juga sitrat) melarutkan AI, Fe, dan Si dari AISiFenon kristalinpada selang pH tersebut (Tabel 3), pada pH > 5,5-6,0 terbentuk endapan Fe dan/atau AI yang mengandung oksalat dan/atau S04 (oksalat/Fe/S04 atau oksalat/AI/S04) dan kemudian mendorong pelepasan S04 ke larutan. Sulfat kurang menghambat jerapan oksalat pada AISiFe(Gambar 6); efisiensinya antara 2 %-8 % (Tabel 2; Gambar 5). S04 menghambat jerapan oksalat pada gutit pada pH < 4,0, akan tetapi perannya tidak tampak lagipada pH4,0-7,0. Sitrat menghambat kuat jerapan S04 pada pH < 5,5 (Gambar 7). Rentang efisiensi antara 63 % pada pH 4,5 sampai 22 % pada pH 6,0, tetapi pada pH > 6,0 tidak efisien lagi. Kapasita Sitrat dalam menghambat jerapan S04 jauh lebih besar dibanding oksalat, mirip dengan kapasitas P04. Bahkan pada pH < 5,0 sitrat lebih kuat menghambat jerapan S04 dibanding P04, disebabkan karena pelarutan AI
dan Fe dari permukaan allofan sebagai konsekwensinya kehilangan beberapa loka permukaan jerapan untuk S04' Pada pH rendah sitrat melarutkanAI, Fe, dan Si lebih dibandingoksalat(Tabel3).
Tabel3. Konsentrasi AI,Fe,dan Sidalamlarutan(mmolL-i)pada pH berbedasetelahpenambahan 0,3 mmol L-iP04, oksalat, sitrat, dan/atau S04 dalam sistem biner dan tenar pada AISiFe(90 mmol kg-i) pH S04 + Oksalat S04 + Sitrat S04 + Oksalat + P04 S04 + Sitrat + P04 Sumber: Jara, et al. (2006)
5,0 0,29 0,26 0,30 0,27
Si 6,0 0,25 0,26 0,25 0,27
7,0 0,25 0,26 0,25 0,26
Kenyataan sitrat dijerap oleh AISiFelebih rendah dibanding oksalat (Gambar 2). Kompetisi loka jerapan disebabkan karena lebih pada perubahan potensial elektrik permukaan setelah penambahan anion dibanding untuk berkompetisi terhadap loka permukaan. Penyebab ini benar bila peliputan permukaan sorben oleh ligan rendah dan ketika satu dari dua ligan yang berkompetisi terhadap loka jerapan membentuk komplek lemah pada permukaan sorben (komplek outer-sphere, seperti kasus pada S04)' Mungkin juga karena sitrat mempunyai ZPC yang rendah dan membutuhkan muatan
5,0 0,005 0,01 0,01 0,01
Fe 6,0 0,005 0,01 0,005 0,01
7,0 0,00 0,01 0,005 0,01
5,0 0,07 0,11 0,08 0,11
AI 6,0 0,02 0,03 0,02 0,04
7,0 0,00 0,01 0,0 0,02
permukaan AISiFe lebih negatif dibanding oksalat (Gambar 3). Serelah 24 jam reaksi sitrat lebih menghambat jerapan S04 dibanding P04 dan oksalat (Gambar 9).
Pada R
= 1,0
hanya 8 % S04 yang dijerap dengan adanya sitrat dibanding 28 dan 31 % dengan adanya P04 dan oksalat, sejalan dengan kinetik jerapan (Gambar 10). Ketika S04 ditambahkan sendirian pada contoh tanah (150 mmol S04 per kg tanah; 100 % peliputan permukaan) jerapan S04 sangat cepat pada 2 hari pertama dari reaksi (80,3 mmol kg-i) kemudian melambat 134
135
Tamad. Kompetisi Anion Organik
menurun setelah 13 hari (103,7 mmol kg-I). Adanya oksalat, sarna molar dengan 504, (20 % peliputan permukaan) dan sitrat (50-60 % peliputan permukaan) menyebabkan jerapan 504 lebih rendah dibanding tanpa adanya ligan lain setelah beberapa hari reaksi (Gambar 10). Efisiensi P04, oksalat, atau sitrat dalam menghambat jerapan 504 setelah 48 jam reaksi adalah 40, 42, dan 61 %, tetapi setelah 15 hari menurun menjadi 27 %, 12 %, dan 38 %. 5itrat lebih menghambat jerapan 504 disebabkan karena sistem sitrat lebih meningkatkan muatan negatif sorben (Gambar 3). Apabila peliputan permukaan sorben oleh sitrat (dan oksalat) lebih besar dibanding P04, maka ligan organik lebih menghambat jerapan 504 dibanding P04.
Pada sistem ternar 504 + sitrat + P04 efisiensi ligan mencegah jerapan 504 pada AI5iFe 43 %-70 % pada selang pH 4,5-6,0. Pada sistem biner 504 + sitrat dan 504 + oksalat, 504 tidak berpengaruh terhadap jerapan kedua ligan organik, tetapi pada sistem ternar P04sangat menghambat jerapan ligan organik, khususnya pada pH < 5,5. Penghambatan berkisar antara 38 % pada pH 4,5 sampai 48 % pada pH 6,0 untuk sitrat dan 41 % pada pH 4,5 sampai 53 % pada pH 6,0 untuk oksalat (Tabel 2; Gambar 6 dan 7). Efisiensi P04 dalam mencegah jerapan sitrat dan oksalat tidak berbeda. Efisiensi oksalat dan sitrat dalam menghambat jerapan P04 dalam sistem ternar lebih rendah dibanding P04 dalam menghambat jerapan ligan organik pada allofan. Oksalat berkapasitas relatif lebih tinggi dalam menghambat jerapan P04 pada AI5iFe dibanding sitrat. Mungkin disebabkan oksalat lebih berkompetisi dengan P04 terhadap loka jerapan AI5iFe dibanding sitrat (Gambar 2). Akan tetapi sitrat berkapasitas relatif lebih tinggi dalam menghambat jerapan P04 pada andisol dibanding oksalat. 5itrat juga lebih menghambat jerapan selenit pada gutit dibanding oksalat, akan tetapi oksalat lebih menghambat jerapan selenit pada AIoksida non kristalin dibanding sitrat. Jelasnya, sifat sorben berperan nyata dalam mempengaruhi kompetisi jerapan antara asam organik masa molekul rendah dengan unsur hara inorganik dan dengan polutan.
Sistem Ternar Jerapan 504 oleh AI5iFe dengan adanya Oksalat dan P04 (sistem 504 + oksalat + P04) lebih rendah dibanding dengan adanya oksalat (sistem 504 + oksalat; Gambar 4; Tabel 2), khususnya pada pH > 5,0, tetapi mirip dengan adanya P04 (sistem 504 + P04; Gambar 4 dan 5; Tabel 2), menunjukan bahwa penambahan oksalat pada sistem biner 504 + P04 tidak nyata mempengaruhi jerapan 504. Penambahan P04dan sitrat (sistem ternar 504 + sitrat + P04) nyata menurunkan jerapan 504 dibandingkan dengan sistem biner 504 + P04 dan 504 + sitrat (Tabel 2; Gambar 5 dan 7).
2
.
3
Initial SOiPOJjMolar
S
ratio
Gambar 8. Rasio molar jerapan POJjerapan 504 vs. POJ504 pada AI5iFe pada pH 4,5. Konsentrasi P04tetaP (1,93 mmol l-l). 5umber: Jara, et al (2006)
136
Jumal IlmuTanah dan UngkunganVol.8, No.2 (2008) p: 126-137
70 -.......................................--... 60
120
m.mmm
mmm._
~ 100
'ir50
~<.,~..............
i
<>
j' "2
-H> C5
~..
eo
-'. -,
:
"Q-,.
I) 0.0
g
-.'0: " ", "
--0- po. ( SO. ...8... ox, SO.. '<:>-'CIT'SO.. 0.2
I "Ii
'."
sf 20 10
eo
/~~~~~~~~:==:
40
9'" ;-.'
20 "'0 0
0.. Ligand/SO..
0.6 molar
0.8
1.0
ratio
Gambar9. Jerapan S04 pada andisol pada pH 4,5 dengan kenaikan konsentrasi P04, oksalat, atau sitrat. Rasio molar P04, oksa-Iat, atau sitrat/S04antara 0,1 sampai1. Sumber:Jara, et al (2006)
./
~.
-.- SO.. 6-w80:".. ox
P
I0
h~_.. SQ.'" ...<>... SO." 60
100
160
200 Time
21$0
300
POAI CIT 3$0
400
<~)
Gambar 10. Kinetikjerapan S04 pada andisol pada pH 4,5 (0,167-360 jam) dengan adanya P04, oksalat, atau sitrat. Rasio molar P04, oksalat, atau sitrat/S04 adalah 1. Sumber: Jara, et al (2006)
Dattar Pustaka Borggaard, O.K., Roben-Lange, B., Gimsing, A.L.,and B.W.Strahel. 2005. Influence of Humic Substance on Phosphate Adsorption by Aluminium and Iron Oxides. Geoderma. 27 (2005): 270-279. De Cristofaro, Z., He, J.Z., Zhao, D.H., and A. Violante. 2000. Adsorption of Phosphate and Tartarat on Hydroxy-Aluminium-Oxalate Precipitates. 50i15ci. of Amer. J. 64: 1347-1355. Gull, M., F.Y. Hafeez, M. Saleem, and K.A. Malik. 2006. Phospharus Uptake and Growth Promotion of Chickpea by CoInoculation of Mineral Phosphate Solubilising Bacteria and a Mixed Rhizobial Culture. Australian Journal of Experimental Agriculture
44 (6) : 623
- 628.
Hanudin, E., N. Matsue, and T. Henmi. 2002. Reactions of some short-range ordered Aluminosilicates with selected Organic Ligands. Pp. 319-332. In: Violante,A., P.M. Huang, J.M. Bollag, and L. Gianfreda (Eds.) Soil minerals-organic mattermicroorganisms Interaction and Ecosystem Health. Volume 28A. Dynamics, Mobility, and Transformation of Pollutans and Nutrients. Elsevier,Amsterdam.
Hu, H.Q., and X.Y. Li. 2002. Effects of organic
ligans on adsorption of phosphate on a noncristalline AI hydroxide. Pp. 311-317. In: Violante, A., P.M. Huang, J.M. Bollag, and L. Gianfreda (Eds.) Soil mine-ralsorganic matter-microorganisms Interaction and Ecosystem Health. Volume 28A. Dynamics, Mobility,and Trans-formation of Pollutans and Nutrients. Else-vier, Amsterdam. Jora, A.A.,A. Violante, M. Pigma, and M.de la Luz Mora. 2006. Mutual Interactions of Sulfat, Oxalate, Citrat, and Phosphate on Syntetic and Natural Allophans. Soil 5ci. Soc. Am. J. 70: 337-346. Lachovic, K., B.B. Jhonson, MJ. Angove, and J.D. Wells. 2003. Modellingthe Adsorp-tion of Citrit Acid onto Mulaarina Illit and Related Clay Minerals.. J. ColloidInterface Sci. 267: 49-59. Pizarra, C, J.D. Fabris, J.W. Stucki, V.K.Garg, and G. Galindo. 2008. Ammonium oxalate, dan citrate-ascorbate as selective chemi-cal agent for the mineralogical analysis of clay fractions of an Ultisol and Adisolsfrom southern Chile. J. Chil Chem. Soc. 53(3): 1581-1584
136
Tamad.
137
Kompetisi Anion Organik
Solano, B.R., J.B. Maicos, and FJ.G. Manero. 2008. Physiological and Molecular Mechanisms of Plant Growth Promoting Rhizobacteria (PGPR).Pp. 41-54. In: Ahmad, I., J. Pichtel, and S. Hidayat (Eds.). Plant Bacteria Interactions: Strategies and Techniques to Promote Plant Growth. Wiley-VCH,Weinhelm, Germany. p. 310. Strahm, B.D, and R.B. Harrison. 2006. Nitrate sorption in a variable-charge forest soil of the Pacific Northwest. Soil Science 171(4): 313-321. Subba Rao, N.S. 1999. Soil Microbiology (Fourth Edition of Soil Microorganisms and Plant Growth). Science Publisher, Inc. New Hampshire, USA. Turan, M., N. Ataoglu, and F. Sahin. 2006. Evaluation of the Capacity of Phosphate Solubilizing Bacteria and Fungi on Different Form of Phosphorus in Liquid Culture. Journal of Sustainable Agriculture 28 (3): 99-108. Vazquez, P., G. Holguin, M.E. Puente, A. Lopez-Cortez, and Y. Bashan. 2000. Phosphate Solubilizing Microorganisms Associated with the Rhizosphere of Mangroves in a Semiarid Coastal Lagoon.
Biology and Fertility of Soils 30 (5-6): 460468. Violante, A., M. Pigna, Ricciardella, M., and L. Gianfreda.
2002. Adsorptionof phos-phate
on variabel charge minerals and soils as affected by organic nad inorganic ligands. Pp. 279-295. In: Violante, A., P.M. Huang, J.M. Bollag, and L. Gianfreda (Eds.) Soil minerals-organic matter-micra-organisms Interaction and Ecosystem Health. Volume 28A. Dynamics, Mobility, and Transformation of Pollutans and Nutrients. Elsevier, Amsterdam. Wijnja, H., and C.P. Schulthess. 2000. Interaction of Carbonate and Organic Anions with Sulfat and Selenate Adsorption on an Aluminium Oxide. Soil Sci. of Amer. J. 64: 898-908
Jumal Ilmu Tanah dan Lingkungan Vol. 8, No 2 (2008) p: 138-145
PENGARUH PEMBERIAN PUPUK KANDANG DAN NPK TERHADAP BEBERAPASIFAT KIMIA DAN FISIKA TANAH PASIR PANTAI SAMAS BANTUL
AbdulSyukur1~ dan Harsono, E.S. Jurusan Tanah, Fakultas Pertanian UGM.JI Flora, Bulaksumur Yogyakarta 55281 Coresponding author:
[email protected]
Abstract Some problems of coastal sandy soils for agricultureare low content of organicmatter, available nutrients, organisms, low CECand water holding pores. These properties have to be improved with application of manure and NPK fertilizer. The objective of the research was to study the effect of manure, NPK fertilizer, and its interaction on some properties soil chemical and physical in Samas coastal sandy soil. In this research, pot experiment in green house was done from February to May 2007. Experiment design used was factorialarranged in Complete Randomized Design with 2 factors and 3 replications. The first factor was rate of manure, consisted of 3 levels: 0, 20, and 30 tonjha. The second factor was rate of NPKfertilizer, consisted of 5 levels: ~ 75, 15~ 225, and 300 kgjha. The results showed that increasing of manure rate up to 30 tonjha increased pH H;zO,pH KCf, CEC,and soil organic matter, but this treatment not significantly effected on soil physical properties. Aplication of NPKfertilizerup to 300 kgjha significantlyincreased total and availabilityof N, available of K and decreased CjN ratio.
Keywords: manure, coastal sandy soil and soybean.
pendahuluan Saat ini di Indonesia lahan pertanian tanaman pangan mengalamipenyempitanakibat konversi lahan menjadi lahan nonpertanian seperti pemu-kiman, industri, transportasi, dan lainsebagainya.Haltersebut dapat menjadidasar pentingnya eks-tensifikasi pertanian dengan pemanfaatan lahan marginal seperti lahan pasir pantai. Permasalahan lahan pasir pantai antara lain : (1) Secara fisika, tekstur pasiran, fraksi lempung dan bahan organik rendah, sehingga didom-inasi pori makro yang mengakibatkan daya simpan lengas rendah, (2) Secara kimia, kandungan koloid rendah, menurut Munir (1996) bahan organik yang dimiliki keeil kurang 1%, sehingga daya mengikat hara dan KPKrendah. Tanah ini mengandung P yang belum siap diserap tanaman, dan memiliki kandungan N serta K yang rendah, dan (3) Secara biologi, daya dukung terhadap kuantitas dan aktivitas organisme rendah. Permasalahan kompleks pada lahan pasir pantai dapat menjadi faktor pembatas dalam budidaya pertanian, sehingga pemanfaatannya memerlukan teknologi spesifik lokasi untuk
meningkatkantingkatkesuburantanah tersebul Penelitian yang berkaitan dengan teknologi alternatif yang digunakan pada lahan pasir pantai berupa bahan organik dan anorganik memangsudah eukup banyak, namun penelitian yang lebih spesifiktentang penambahan bahan organik (pupuk kandang sapi) dan
anor-ganik(pupukNPK)terhadapperubahan bebe-rapa sifat kimia dan fisika tanah pasir pantai Samas Bantul Yogyakarta belum dilakukan, sehingga penelitian dan kajian mendalam tentang teknologi alternatif tersebut sangat' diper-Iukan untuk memperkaya kasanah keilmuan yang dapat berguna bagi masyarakat.
Fungsipentingbahan organikantara lain memperbaikistrukturtanah dan daya simpan air, mensuplainitrat, sulfat,dan asam organik untuk menghaneurkan material, mensuplai nutrisi,meningkatkanKPKdan daya ikathara, serta sebagai sumber karbon, mineral, dan energi bagi organisme. Keuntungan pupuk NPKantara lain nutrisi tinggi, mengandung unsur kompleks,sesuai pada tanah marginal, dan dapat bersifatslow release.Tujuanpenelitianiniyaitu mengetahuipengaruhpemberian
139
Syukur. Pengaruh Pemberian Pupuk Kandang
pupuk kandang dan NPKterhadap perubahan beberapa sifat kimiadan fisikatanah pasir pantai. Metodologi Penelitian Penelitian dilakukan di rumah kaca menggunakan pot. Tanah diambil dari lahan pasir pantai Samas Bantul, menggunakan Rancangan Acak Lengkap (RAL) faktorial dengan 2 faktor dan 3 ulangan. Faktor I pupuk kandang sapi dengan 3 aras : 0 (00), 20 (01), dan 30 ton/ha (03), Faktor II pupuk NPKdengan 5 aras : 0 (Ao),75 (A1), 150 (A2),225 (A3),dan 300 kg/ha (A.). Pelaksanaan yang dllakukan yaitu preparasi tanah, Inkubaslselama 1 bulan pada kondlsi lengas kapasitas lapangan. Pengambllan sam-pel tanah setelah Inkubasi dan penanaman kedelal. Dllakukan analisis tanah, pengamatan tlnggl tanaman, kenampakan morfologi dan visual sampal vegetatif makslmum. Kondisi air pada kapasitas lapangan. Parameter yang diamati antara lain BJ, kadar lengas, BV, porositas, sebaran ukuran pori, bahan organik, KPK,pH H20 dan KCI,N tersedia, N total, K tersedia, serapan N dan K trubus, akar serta biji, berat basah dan kering trubus dan akar, tinggi tanaman 35 hari, serta jumlah dan warna bintil akar. Untuk mengetahui faktor yang nyata dllakukan analisis sidik ragam (ANOVA) pada taraf slgnlfikasl 95 %. Untuk mengetahui dosis yang nyata dllakukan ujl jarak berganda Duncan (Duncan Multiple Range Test = DMRT) pada taraf signifikasi 95 %.
Hasil dan Pembahasan Karakteristik Tanah Pasir pantal, Pupuk Kandang,dan NPK Karakteristiktanah pasir pantai asli, pupuk kandangdan NPKdisajikanpada Tabel 1. Tabel 1 tersebut menggambarkan permasalahan-perniasalahan yangterjadlpada tanah paslr pantal dari segl fislka maupun kimia,dlmana tanah paslr pantai merupakan tanah yang cukup marginal. Secara fisika, kelas teks-tur pasir akibat fraksi pasir mencapai96 %, fraksidebu hanya 1 %, dan fraksi lempung hanya 3 %, dapat menyebabkantlngglnya proporsi pori makro yang menyebabkan tanah memlliki pengatusan dan permeabilitas yang tinggi sehlngga retensi lengas dan hara menjadi rendah.
Nilaiberat jenis (BJ) dan berat volume (BV) yang tinggi dapat disebabkan karena tanah masih didomlnasi fraksi pasir yang belum menunjukkan perkembangan tanah lebih lanjut, dan juga pori-poritanah yang longgarakibat dominasipori makro,selain itu penyebablainadalah kandunganbahan organik yang sedang (tidak tinggi) pada tanah pasir pantai ini, dimanasemakintinggibahan organiktanah maka nilai BJ akan cenderung menurun. Harkat Kapasitas Pertukaran Kation (KPK)
yang rendah pada tanah ini disebabkanoleh beberapa hal antara lain : (1) Rendahnya fraksi lempung yang merupakan sumber muatannegatifbaikpada kisimineralmaupun pinggir mineral yang dapat mengadsorbsi kation-kation,(2) Kandunganbahan organik yang kurang tlnggi menyebabkanrendahnya nilai KPKtanah. Bahan organik tergantung derajadhumifikasinya,sepertisenyawahumin, dapat menyumbang muatan negatif akibat disosiasiW pada gugus karboksildan fenol, sehingga dapat terjadi adsorbsi dan pertukaran kation, dan (3) Menurut Foth (1988), fraksi pasir dan debu menampilkan ikatan negatif yang tidak begitu baik, tetapi menyebabkan permukaan spesifik yang rendah, mereka menyumbang sedlkit KPK pada sebagaian besar tanah. Pada tanah ini tingginya fraksi pasir tidak signifikandalam menyumbang KPKtanah.
Bahan organik tanah yang berharkat sedang dapat disebabkan oleh adanya akumulasiba-han organik yang berasal dari sisa-sisa tana-man yang tumbuh disekitar tempat pengam-bilan sampel, seperti yang ditunjukkanpada saat observasi langsung di lapangan,ditempattersebut terdapat berbagai jenis rerumputan dan pepohonan. pH tanah yang netral meng-indikasikanbahwa tanah pasir pantai ini bukan termasuk tanah salin walaupun berada di .Iahan pasir pantai, sehingga pH tanah pada tanah ini tidak menjadi faktor pembatas pada budidaya tanaman. Berdasarkanpengamatan lapangan memang pada lahan tempat pengambilan sam-pel,lahantersebut tidakdipengaruhioleh air lautsaat pasang. MenurutHanafiah(2007) pH optimum untuk ketersediaan unsur hara tanah adalah sekitar 7,0 karena semua unsur hara makro tersedia secara maksimum sedangkanunsur hara mikrotidak maksimum kecuali Mo, sehingga kemungkinan terjadi toksisitasunsurmikrotertekan.
140
Jumal IlmuTanah dan LlngkunganVol.8, No 2 (2008) p: 138-145
Tabel 1. Karakteristik tanah pasir pantai, pupuk kandang, dan NPK
No 1
2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19
Parameter
Tekstur Pasir (%) Debu (%) Lempung (%) BJ (g/cm3),
BV(g/cm )
Nllal 96 1 3 3.01 1.92 36.21 3.63 1.41 0.82 6.71 5.32 0.015 5.38 28.21
Tanah Harkat kelastekstur : Pasir (Sand)4
Porositas (%) rendah1 KPK(emol( + )/kg) sedang2 Bahan organlk (%) C Organik (%) netral1 pH H20 pH KCI agak masam3 sangat rendah1 N Total (%) P Tersedia (ppm) sangat rendah1 sangat rendah1 K Tersedia (ppm) P Total (%) K Total (%) Rasio C/N P20S (%) P Larut Air (%) P Larut Asam Sitrat (%) K20 (%) Pengharkatan menurutBa/alPenelltianTanah(2005)
Pupuk Kandan
72.46 69.46 40.29 7.24 6.75 1.27
Pupuk NPK
5.59 7.77
0.08 0.05 32 16.27 1.55 4.23 7.06
2 Pengharkatan menurut Sutanto, R.(2005) 3Pengharkatan menurut Puslltanak (1998)
4 Tim PenelltiFPNUGM(2001)
cit Partoyo(2005).
Tanah inimempunyaikandunganNtotal tanah yang sangat rendah. Mengingatkandungan bahan organlkyang berharkatsedang sebagal sumber nitrogentanah yang sesungguhnyasangat potenslal,kemungkinanpenyebab rendahnya kandungan N total tanah adalah tingglnya pellndlan N dalam bentuk N03-. Tanah ini berdralnase dan beraerasi sangat balk sehingga nitrifikasiamoniumdari bahan organik sangat intensif sehingga N berbentukN03-yang mudahterllndi,selain itu sifat tanah yang didominasipori makrojuga semakin mempermudah terjadinya proses pelindiantersebut. P tersedia pada tanah inijuga berharkat rendah, hal itu dapat disebabkanoleh keberadaan P pada tanah ini yang belum tersedia atau belumsiap diserap bagitanaman, seperti yang dinyatakan oleh Tan (1982), Darmawijaya (1997), dan Suryanto (1997).
Harkat K yang rendah pada tanah ini umumnyadisebabkanoleh adanya pelindian. DimanapellndianKpada tanah Inidipieuoleh rendahnya kandungankoloidtanah (Iempung dan organik)yang dapat mengadsorbsiK karena tanah belum mengalami pelapukan lanjut, sehingga dengan drainase tanah yang sangat balk maka K+ mudah terlindi. Rosmarkandan Yuwono(2002) menyatakan bahwa umumnya tanah Regosol eukup K hanya mungkindalam bentuk belumtersedia bagitanaman. pengaruh Dosis' Pupuk Kandang Terhadap Sifat KimiaTanah Beberapa perubahan sifat kimia tanah akibat penambahan pupuk kandang dapat dilihatpada Tabel2 berikutini:
Syukur. pengaruh Pemberlan Pupuk Kandang
141
/
Tabel2. No 1 2 3 4 5 6 7 8
Parameter pHH20 pHKCI KPK(emol(+)/kg) Bahanorganiktanah (%) Ntotal (ppm) RasioC/Ntanah Ntersedia(ppm) Ktersedia m
Keterangan : angka-angka yang diikutihurut yang sama pada baris yang sama menunjukkan tidak ada beda nyata pada tarat slgnifikasi95 % DMRT.
Sepertl terllhatpada Tabel 2, anallsls varl-an dan ujl jarak berganda duncan menunjuk-kan bahwa perlakuan pemberlan dosls pupuk kandang berpengaruh nyata terhadap pH H20, pH KCI, KPKtanah, dan kandungan bahan organlk tanah. pengaruh penlngkatan kedua pH (H20 dan KCI)tertinggl pada dosls O2 (30 ton/ha). Penyebab hal tersebut yaitu penambahan bahan organik dapat memleu dekomposisl oleh mikrobia menghasilkan C03- dan OH- yang meningkatkan pH H20. Seperti pemyataan Soegiman (1982) cit Sarie (2004) bahwa hasll proses dekomposisl oleh mlkroorganisme antara lain menghasllkan ion C03- dan OHsehingga menunjang pada penlngkatan kebasaan, yang selanjutnya meningkatkan pH tanah. Selain itu pupuk kandang juga menambah kandungan K+ yang jika bereaksi dengan H20 akan menghasllkan KOH yang akan melepas-kan OH-, sehingga meningkatkan pH tanah. Berdasarkan Tabel 2 tersebut peningkatan pemberian dosis pupuk kandang semakin menlngkatkan kandungan bahan organik dan KPK tanah. Penlngkatan dosis pupuk kandang secara nyata meningkatkan kandungan bahan organlk tanah karena pupuk kandang itu sendiri memilikikandungan bahan organik yang tinggi sehingga semakin tinggi pemberi-an bahan organlk terhadap tanah maka akan meningkatkan kandungan bahan organlk tanah itu sendiri. Menurut Brady (1990) cit. Candra (2003), kotoran sapi yang diberikan kedalam tanah mengalami dekomposisi yang berakhir dengan minerallsasi dan terbentuknya bahan yang relatif resisten yaitu humus. Humus yang tersusun darl selulosa, lignin dan protein mempunyai kandungan C-organik umumnya sebesar 58 % sehingga dapat dipahami bahwa pemberian kotoran sapi akan meningkatkan jumlah humus dalam tanah yang juga berarti
menlngkatkan C-organik tanah. Peningkatan C-organlk dalam tanah juga menlngkatkan bahan organlk tanah. Peningkatan dosis pupuk kandang secara slgnifikan berpengaruh terhadap peningkatan KPKtanah. Hal ini disebabkan oleh tingginya nllai KPKpupuk kandang dibandlngkan dengan KPKtanah pasir pantal, sehlngga KPKtanah setelah perlakuan meningkat. Menurut Hanafiah (2007), KPK bahan organlk tanah bervarlasl
antara
200
- 300 me 1100
9 tanah.
sedangkan nllai KPKlempung hanya berkisar antara < 10 (Iempung oksida) sampai > 100 me I 100 9 tanah (Iempung tipe 2:1), sehlngga nllai KPKbahan organlk tanah dapat 20 kali KPK lempung. Lebih lanjut 2
-
Stevenson (1982) menyatakanbahwa bahan organik sekalipun keell, namun besar pengaruhnya terhadap KPKtanah, sehingga makintlnggibahan organiktanah maklntinggi pula KPKtanah.
Berdasarkan analisis sidlk ragam dan DMRT pupuk kandang tidak berpengaruh nyata terhadap kandungan N total dan tersedia tanah (Tabel 2) namun sebenamya menunjuk-kan keeenderungan meningkat dengan mening katnya dosis pupuk kandang tersebut. Halitu disebabkanoleh dosis pupuk kandang yang dlberikan belum mampu meningkatkan kan-dungan N total dan tersedia tanah secara signi-fikan, karena kandungan hara pupuk kandang yang relatlf rendah. Pupuk kandang mampu mensuplaiN dalam bentuk organik seperti protein, asam amino, gula amino, NH3-N,N tak terlarut asam, N tak diketahuiyang ter-hidrolisis,dan Norganikyangterimobilisasldalamorganisme
tanah, yangdapat menjadiN tersedia(NH" + dan N03-) melalui proses mine-ralisasi (aminisasi,amonifikasidan nitrifikasl)dalam bentuk terlarut, terikat lempungatau terikat pada kompleks humus. Sehingga sema-kin tlnggi dosis yang diberikanmaka akan diikuti
142
Jumal Ilmu Tanah dan UngkunganVol.8, No 2 (2008) p: 138-145
peningkatankandunganN total dan tersedia tanah.
selain bahan organikseperti (fraksi lempung, Cac03,silikat-silikatCa, oksidadan hidroksida AI,Fe, dan Si,serta sesquioksida-sesquioksida. Selain itu pupuk kandang yang diberikan belumsecara signifikanmenstimulasigranulasi agregat mikro dengan musilas-musilas polisakaridahasil dari ekskresi mikrobiadan pembentukanagregat makro oleh hifa atau miseliafungi.Perbaikansifat fisikatanah yang terjadi setelah pengaplikasianpupuk kandang tersebut (00, 01, dan O2) (0, 20, dan 30 ton/ha) adalah adanya pengisianpori makro dengan pupukkandangtersebut, yang diduga dapat meningkatkanretensi hara dan air oleh tanah.
pengaruh Dosis Pupuk Kandang Terhadap Sifat Fisika Tanah Karakteristikbeberapa sifat fisikatanah setelah penambahan pupuk kandang dan inkubasi tersaji pada Tabel 3. Pemberian pupuk kandang tldak berpengaruh nyata terhadap sifat fisikatanah (berat jenis, berat volume, porositas, dan sebaran ukuran pori tanah) karena sifat tanah pasir pantai yang didominasioleh pori makro dan rendahnya kandungan agen pembentuk agregat tanah Tabel3. No
fokus pada perbaikan sifat kimia tanah berupa peningkatan kandungan dan ketersediaan unsur hara N, P, dan K. Pupuk NPK ini umumnya tidak dapat meningkatkan agregasi untuk pembentukan pori yang dapat meningkatkan porositas dan merubah proporsi pori tanah yaitu bahan mineral (terutama lempung), bahan organik, bahan penyemen meliputi oksi-da-oksida dan hidroksidahidroksidaSi, Fe serta AI, Cac03, dan silikat-
pengaruh Dosis Pupuk NPK Terhadap Sifat Fisika Tanah pengaruh pemberian pupuk NPK terhadap sifat fisika tanah terutama tentang kerapatan dan distribusi pori tanah dapat dilihat pada Tabel 4. Pupuk NPK tidak berpengaruh secara nyata terhadap sifat-sifat fisika tanah (Tabel 4) kare-na merupakan pupuk kimiayang lebih
silikatCa.
Tabel4. No 1 2 3 4 5 6 7 Keterangan :
Parameter
o 2.938 1.718 41.558 21.978 13.368 3.288 5.338
angka-angka yang dilkuti huruf yang sama pada baris yang sarna rnenunjukkan tidak ada becla nyata pada taraf signifikasl95 % DMRT:
143
Syukur. Pengaruh Pemberian Pupuk Kandang
Selain itu pengaruhpupuk NPKterhadap tanah pasir pantai kurang dapat menstimulasi peningkatan aktivitas mikrobia tanah yang dapat melepas-kan musilas-musilas polisakarida untuk mem-bentuk agregat mikro dan hifa atau miselia fungi untuk membentuk agregat makro. pengaruh Dosis Pupuk NPK Terhadap Sifat Kimia Tanah Pupuk NPK yang berkarakteristik memiliki kandungan hara yang tinggi sangat berpotensi meningkatkan kesuburan kimia tanah, dan tabel serta penjelasannya pada beberapa sifat kimia tanah sebagai berikut.
Seperti terlihat pada Tabel 5, berdasarkan analisisvariandan uji jarak bergandaduncan, pemberian pupuk NPK berpengaruh nyata terhadap N total dan tersedia tanah, K tersedia dan rasio qN tanah. Sedangkan terhadap pH HzO dan pH KCI, pupuk NPK tidak
berpenga-ruh nyata, walaupun pupuk NPK bersifat agak masam. Pemberian pupuk NPK ini juga tidak berpengaruh nyata terhadap KPK dan bahan organik tanah karena selain pupuk ini memang tidak mengandung bahan organik, pupuk ini juga tidak mengandung gugusgugus organik bermuatan negatif yang dapat meningkatkan KPK tanah. Tetapi disisi lain pupuk ini juga dapat melepaskan NH4+ dan K+ yang dapat meningkatkan KPKtanah.
Tabel 5. No
Parameter
1
pH HzO pH KCI KPK(cmol{+)/kg) Bahan organik tanah (%) N total (ppm) RasioC/N tanah N tersedia (ppm) K tersedia (DDm)
2 3 4 5 6 7 8
Keterangan
- '0 6.78a 5.63ab 6.69a 1.53a 304.44b 29.00a 8.54c 26.71b
angka-angka yang diikuti huruf yang sarna pada baris yang sarna rnenunjukkan tidak ada beda nyata pada taraf signifikasi 95 % DMRT.
N total merupakan kandungan nitrogen tanah baik dalam bentuk anorganik (NH3, NHz, NH/, N03-, NOz-, NzO, NO, unsur Nz, hidroksi amin (NHzOH) terikat lempung dan larut, dan lain-lain) dan organik meliputi protein, asam amino, gula amino, NH3-N, N tak terlarut asam, N tak diketahui yang ter-hidrolisis, dan N organik yang terimobilisasi dalam organisme tanah. N total merupakan keseluruhan dari N tersedia (NH/, N03-) dan N tidak tersedia. Hal-hal yang mempengaruhi kandungan N total tanah selain pupuk NPK dan pupuk kandang adalah pelindian N03-dan volatilisasi Nz, NzO,dan NOatau NH3' NH4+ yang sangat tersedia bagi tanaman yaitu yang berada pada larutan tanah, yang cukup tersedia adalah NH4+ yang terdapat pada komplek per-tukaran dengan mineral lempung atau kom-pleks organik, dan yang belum tersedia adalah yang terikat dalam bahan organik atau masuk dalam interlayer mineral lempung tipe 2 : 1 (vermikulit, iIIit, dan montmorilonit).
N tersedia adalah nitrogen yang dapat diserap oleh tanaman yang berbentuk NH4 +
dan N03-. Kandungan N tersedia selain dipengaruhi oleh suplai pupuk (organik dan anorganik) juga dipengaruhi oleh pelindian N03-, volatilisasi Nz, NzO, dan NO akibat denitrifikasi, volatilisasi NH3 dari NH/ (akibat peningkatan pH, kalsium, kandungan karbonat, temperatur, dan pemberian NH4+), erosi, dan immobilisasi (NH4+ dan N03-)oleh mikro-organisme. Dalam penelitian ini kehilangan N dan K melalui pelindian sangat sulit terjadi karena penelitian bersifat tertutup (tanpa lubang drainase), selain itu aenitrifikasijuga sulit terjadi karena lengas tanah dikondisikan dalam kapasitas lapangan yang menyebabkan terham-batnya proses denitrifikasi,selain itu volatili-sasi bentuk NH3juga kurang mungkin karena pH tanah masih pada kisaran netral tidak alkalis. Gambar 1 berikut ini dapat memperjelas pengaruh pemberian pupuk NPK terhadap parameter N total, N tersedia, dan K tersedia tanah.
Jumailimu TanahdanLingkungan Vol.8, No2 (2008) p: 138-145
144
700
a)
.
650
600
E 550 500
i
450
b) oS
y=35,95,( -134,27x+ 421,33 f?=0,95
.!II
z
250 200 AD(0)
AI(75) A2(150) A3(225) A4(300)
.-
Y= 0,98x+ 26.49
=0,83
15
i
300
25
.-5 IOj
-
.
1 'U 20
1i 400
zI- 350
35
.
.
J
.
Y= O,88x+ 8.23
=0,70
.
NTersedia
.
KTersedia
0 AO(0) A1(75) A2(150) A3(225) A4(300)
~~~~ ~~~~ Gambar1. pengaruhdosis pupukNPKterhadapN total, N tersedia,dan K tersediatanah Seperti pada Tabel 5 dan Gambar 1, berda-sarkananalisis varian dan uji jarak berganda Duncan pupuk NPK secara nyata meningkat-kankandunganN total, N tersedia tanah, dan K tersedia tanah, tertinggi pada dosis~ (300 kg/ha). Peningkatankandungan N total dan tersedia serta K tersedia tanah tersebut diaki-batkanoleh penambahandosis pupuk NPK, yang mana pupuk ini dapat
melepaskanN anorganiksepertiNH4 + atau NH3atau N03-,sehinggasemakintinggi dosis pupuk yang diberikan maka kandungan bentuk-bentuk N tersebut akan semakin meningkat. Selain itu pupuk ini memiliki kandunganK20yang tinggi yang jika terlarut dapatmelepaskanK+atau K tersediatanah. Rasio C/N merupakanindikator tingkat perombakanbahanorganiktanah dan pupuk organik, selain itu juga mengindikasikan prosesyangsedangterjadi padatanahapakah sedangterjadi prosesmineralisasiatau immobilisasi, terjadi mineralisasijika C/N < 20, terjadi mineralisasidan immobilisasisekaligus jika C/N 20 - 30, dan terjadi immobilisasi jika C/N > 30, sehingga C/N juga akan menggambarkantingkat ketersediaan hara tanahterutamaN. pengaruhpemberianpupuk NPKterhadap rasio C/N tanah dapat dilihat padaGambar2.
Peningkatan pemberian dosis pupuk NPK secara nyata mempengaruhi penurunan rasio C/N tanah dan terendah pada dosis ~ (300 kg/ha). Hal itu disebabkan karena penambahan pupuk NPK dapat meningkatkan kandungan N total tanah dalam berbagai bentukanorganikseperti NH4+ atau NH3 atau N03", sehingga dengan meningkatnya kandungan N total tersebut akan menurunkan rasio C/N tanah. Berdasarkan rumus C/N, jika N meningkat maka rasio tersebut akan menurun. Berdasar-kan nilai C/N pada tabel 5 perlakuan pada dosis ~, Al' A2'dan A3proses mineralisasi dan immobilisasi dapat terjadi secara bersama-sama, sedangkan pada ~ dominan terjadi mineralisasi. Sedangkanfaktor penyebab lain seperti meningkatnya aktivitas mikroorganis-me akibat penambahan N dari pupuk NPK sehingga mempercepat proses dekomposisi bahan organik tanah yang dapat menurunkan rasio C/N tanah, dalam penelitian ini belum dapat diketahui. Berdasarkan Gambar 2 mineralisasi yang tinggi pada perlakuan ~ dapat meningkatkan tingkat ketersediaan N, seperti yang ditunjukkan pada Tabel 5 tentang N tersedia tanah yang paling tinggi terdapat pada
~,
selain itu
C/N yang lebih tinggi pada ~ akan menurunkan derajad mineralisasiyang akan diikuti oleh menurunnya ketersediaan N pada Ao yang paling rendah.
" 145
Syukur. pengaruh Pemberian Pupuk Kandang
35 30 ...... ... II:
~5
=-
""j0 .., ...
y = -0,93x2 + 2,27x + 27,43
.
R2= 0.97
15 10 AO(0)
A1 (75)
A2 (150)
A3 (225)
A4 (300)
Dosis Pupuk NPK (kg/h&)
Gambar 2. pengaruh dosis pupuk NPKterhadap rasio C/N tanah Foth, H. D. 1988.
Kesimpulan 1. Pemberian pupuk kandang meningkatkan kesuburan kimia tanah pasir pantai secara nyata yaitu pada parameter pH H20, pH KCI, KPK tanah, dan kandungan bahan organik tanah. Kondisi tanah terbaik terjadi pada dosis tertinggi yaitu O2(30 ton/ha). 2. Pemberian pupuk kandang tidak berpengaruh nyata terhadap sifat-sifat fisika tanah. 3. Pupuk NPK yang diberikan dapat meningkatkan kesuburan kimia tanah secara nyata yakni pada parameter N total dan tersedia, K tersedia tanah dan penurunan C/N tanah, pengaruh terbaik pada dosis tertinggi yaitu ~ (300 kg/ha).
Daftar Pustaka Brady, C. N. and R. R. Weil. 2002. TheNature and Properties of Soils, Thirteenth Edition. PearsonEducation, Inc. New Jersey. Candra, N. A. 2003. pengaruh Takaran Zeolit dan Pupuk Kandang Terhadap ferubahan Sifat-Sifat Tanah, Pertumbuhan"dan Hasil Jagung di Tanah Pasir pan\:ai. Tesis. Program Studi Agronomi Jurusan\Ilmu-IImu Pertanian Program Pasca Sarjana UGM. Yogyakarta. Darmawijaya,
M. 1. 1990.
Klasifikasi Tanah,
Dasar Teori Bagi peneliti Tanah dan Pelaksana Pertanian. Gadjah Mada University Press.Yogyakarta.
Science (Dasar
Fundamentals
of Soil
- dasar Ilmu Tanah, alih
bahasa E. D. Purbayanti, D. R. Lukiwati, R. Trimulatsih, dan S. A. B. Hudoyo). Gadjah Mada University Press,Yogyakarta. Hanafiah, A, K. 2007. Dasar-Dasar Ilmu Tanah. Rajawali Press.Jakarta. Munir, M. 1996. Tanah-Tanah Utama Indonesia Karakteristik Klasifikasi dan Pemanfaatannya. PustakaJaya. Jakarta. Rosmarkam,A. dan N. W. Yuwono. 2002. Ilmu KesuburanTanah. Kanisius.Yogyakarta.
Sarie,H. 2004.pengaruhFrekuensiPemberian Air dan Takaran Bahan Organik Terhadap Sifat-Sifat Tanah dan Pertumbuhan Kacang Tunggak di Tanah Pasir Pantai, Bugel Kulon Progo. Tesis. Program Studi Ilmu Tanah Jurusan Ilmu-Ilmu Pertanian Program PascaSarjana UGM.Yogyakarta. Suryanto. 1995. Ilmu Kesuburan Tanah, Bagian Bahan Organik. Program Pasca Sarjana, Program' Studi IImu Tanah Fakultas Pertanian Universitas Gadjah Mada. Yogyakarta.
Sutanto,
R.
1998.
Unsur Hara Tanaman,
Pengujian, Kekahatan,. Keracunan dan Pemupukan Berimbang. Jurusan Tanah Fakultas Pertanian UGMYogyakarta. . 2005. Dasar-dasar Ilmu Tanah, Konsep dan Kenyataan. Kanisius, Yogyakarta. Tan, K, H. 1982. Principle Of Soil Chemistry. Marel Dekker, Inc. New York.
