Dinamika Penetrabilitas Tanah pada Berbagai Penggunaan Lahan di Tanah Latosol, Darmaga
DINAMIKA PENETRABILITAS TANAH PADA BERBAGAI
PENGGUNAAN LAHAN DI TANAH LATOSOL, DARMAGA
HANNA CLARA PRESANA
DEPARTEMEN ILMU TANAH DAN SUMBERDAYA LAHAN
FAKULTAS PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2014
PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN
SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA*
Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul Dinamika
Penetrabilitas Tanah pada Berbagai Penggunaan Lahan di Tanah Latosol,
Darmaga adalah benar karya saya dengan arahan dari komisi pembimbing dan
belum diajukan dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber
informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak
diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam
Daftar Pustaka dibagian akhir skripsi ini.
Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut
Pertanian Bogor.
Bogor, Oktober 2014
Hanna Clara Presana
NIM A14090084
ABSTRAK
HANNA CLARA PRESANA. Dinamika Penetrabilitas Tanah pada Berbagai
Penggunaan Lahan di Tanah Latosol, Darmaga. Dibimbing oleh ENNI DWI
WAHJUNIE dan KUKUH MURTILAKSONO.
Perakaran tanaman yang berfungsi untuk menyerap air dan hara dapat
terhambat pertumbuhannya bila ketahanan penetrasi tanah cukup tinggi.
Ketahanan penetrasi tanah dapat dipengaruhi oleh sifat-sifat tanah antara lain
tekstur, bobot isi, kadar bahan organik, kadar air tanah, potensial matriks, kadar
kalsium karbonat, dan tipe mineral klei. Di antara sifat-sifat tanah ini ada
beberapa yang dapat dipengaruhi oleh jenis penggunaan lahan. Penelitian ini
mengkaji ketahanan penetrasi tanah pada berbagai penggunaan lahan. Serangkaian
pengamatan ketahanan penetrasi dan sifat-sifat tanah di berbagai penggunaan
lahan dilakukan untuk mempelajari hubungan sifat-sifat tanah terhadap ketahanan
penetrasi tanah, hubungan kadar air tanah dengan ketahanan penetrasi, dan
dinamika ketahanan penetasi tanah di berbagai penggunaan lahan.
Hasil penelitian menunjukkan klas tekstur tanah di ketiga penggunaan lahan
adalah klei. Persentase klei tertinggi terdapat pada lahan rumput baik kedalaman
0-10 cm (82,00%) maupun kedalaman 10-20 cm (81,90%). Bobot isi tanah
tertinggi untuk kedalaman 0-10 cm terdapat pada lahan rumput (1,09 g/cm3) dan
untuk kedalaman 10-20 cm pada kebun campuran (1,13 g/cm3). Kadar bahan
orgaik tanah kedalaman 0-10 cm tertinggi di kebun campuran (4,80%) dan pada
kedalaman 10-20 cm di hutan sekunder (3,18%). Indeks stabilitas agregat tanah
ketiga penggunaan lahan tergolong kelas sangat stabil. Ruang pori total tanah
kedalaman 0-10 cm tertinggi di hutan sekunder (61,52%) dan kedalaman
10-20 cm di lahan rumput (59,15%). Ketiga penggunaan lahan memiliki pori
mikro yang lebih tinggi dibandingkan pori makro nya. Sifat tanah yang berbeda
memberikan pengaruh yang berbeda terhadap ketahanan penetrasi tanah. Lahan
rumput memiliki nilai ketahanan penetrasi tanah tertinggi karena memiliki bobot
isi tanah dan kadar klei yang tinggi. Hutan sekunder memiliki nilai ketahanan
penetrasi tanah terendah karena memiliki bahan organik tanah yang tinggi, bobot
isi tanah yang rendah, ruang pori mikro yang rendah, dan agregat tanah yang
sangat stabil.
Hubungan ketahanan penetrasi tanah dengan kadar air di tiga penggunaan
lahan tersaji dalam model regresi power dengan koefisien determinasi yang
berbeda-beda. Untuk kedalaman 0-10 cm, hubungan tersebut memiliki R2 sebesar
0,53 di hutan sekunder, 0,35 di kebun campuran, dan 0,19 di lahan rumput. Untuk
kedalaman 10-20 cm hubungan ketahanan penetrasi tanah dengan kadar air
memiliki R2 0,29 di hutan sekunder, 0,26 di kebun campuran, dan 0,11 di lahan
rumput. Pada hari-hari tidak hujan, ketahanan penetrasi tanah meningkat tajam
sejak hari ketiga di hutan sekunder, sejak hari ke lima di kebun campuran, dan
sejak hari keempat di lahan rumput pada kedalaman tanah 0-20 cm. Ketahanan
penetrasi tanah disetiap penggunaan lahan setelah 12 hari tidak turun hujan
mengalami peningkatan karena tanah lebih kering dan keras, tapi belum
menghambat perkembangan perakaran tanaman.
Kata kunci: kadar air, ketahanan penetrasi, penggunaan lahan, sifat fisik tanah
ABSTRACT
HANNA CLARA PRESANA. The Dynamics of Soil Penetrability on Various
Land Uses in Latosol, Darmaga. Advicy by ENNI DWI WAHJUNIE and
KUKUH MURTILAKSONO.
Plant roots that functioning to absorb water and nutrients can be inhibited
when soil penetrabilty is quite high. Soil penetrability can be affected by soil
properties, for example texture, bulk density, organic matter content, soil water
content, matrix potential, calcium carbonate, and types of clay mineral. Of the soil
properties, there are some that can be influenced by the type of land use. This
study examined the penetrability of soil in various land uses. There was a series of
observation of soil penetrability and soil properties in a variety of land use
conducted in this research in order to study the relationship of soil properties on
soil penetration resistance, soil water content relationship with penetrability, and
resistance dynamics of land penetration in various land uses.
The results showed that the soil texture class in the three land uses was
clay. The highest clay percentage was found in grasslands both in the depth of
0-10 cm (82.00%) and 10-20 cm (81.90%). The highest soil bulk density in the
depth of 0-10 cm was found in grasslands (1.09 g/cm3) and in the depth of
10-20 cm was found in mixed farms (1.13 g/cm3). The organic matter content in
the depth of 0-10 cm was found in mixed farms (4.80%) and in the depth of
10-20 cm was found in secondary forest (3.18%). The index of soil aggregate
stability of the three land uses were classified as a very stable class. Soil total pore
space in the depth of 0-10 cm was found in secondary forest (61.52%) and in the
depth of 10-20 cm was found in grasslands (59.15%). The three land uses had
higher micro pore compared to the micro pore them selves. The different
properties of soil had different effects on soil penetration resistance. Grassland
showed the highest value of soil penetrability because of its high level of soil bulk
density and clay. Secondary forest had the lowest soil penetrability value due to
its high soil organic matter, low soil density, low micro pore space, and very
stable soil aggregates.
The relationship of soil penetration resistance with water content in three
land uses was presented in power regression models with different determination
coefficient. In the depth of 0-10 cm, the relationship had R2 of 0.53 in secondary
forest, 0.35 in mixed farms, and 0.19 in grasslands. In the depth of 10-20 cm, the
relationship of soil penetrability with moisture content had R2 of 0.29 in
secondary forest, 0.26 in garden mix, and 0.11 in grasslands. In the days of no
rain, the resistence of soil penetration had increased sharply since the third day in
secondary forests, since the fifth day in mixed farms, and since the fourth day in
grasslands in 0-20 cm deep. The resistence of soil penetration at each land use
after 12 days of no rain increased because the soil was drier and harder, however,
it did not inhibit the growth of plant roots.
Keywords: water content, penetration resistance, land use, physical properties of
soil
DINAMIKA PENETRABILITAS TANAH PADA BERBAGAI
PENGGUNAAN LAHAN DI TANAH LATOSOL, DARMAGA
HANNA CLARA PRESANA
Skripsi
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Sarjana Pertanian
pada
Departemen Ilmu Tanah dan Sumberdaya Lahan
DEPARTEMEN ILMU TANAH DAN SUMBERDAYA LAHAN
FAKULTAS PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2014
Judul Skripsi : Dinamika Penetrabilitas Tanah pada Berbagai Penggunaan Lahan
di Tanah Latosol, Darmaga
Nama
NIM
: Hanna Clara Presana
: A14090084
Disetujui oleh
Dr Ir Enni Dwi Wahjunie, MSi
Pembimbing I
Prof. Ir Dr Kukuh Murtilaksono, MS
Pembimbing II
Diketahui oleh
Dr Ir Baba Barus, MSc
Ketua Departemen
Tanggal Lulus:
PRAKATA
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT atas segala karuniaNya sehingga penelitian dan penulisan skripsi ini dapat diselesaikan. Penelitian
dilaksanakan sejak Maret 2013 ini berjudul Dinamika Penetrabilitas Tanah pada
Berbagai Penggunaan Lahan di Tanah Latosol, Darmaga.
Pada kesempatan ini penulis ingin menyampaikan penghargaan dan ucapan
terimakasih kepada :
1. Dr Ir Enni Dwi Wahjunnie, MSi dan Prof. Dr Ir Kukuh Murtilaksono,
MS selaku dosen pembimbing skripsi yang senantiasa memberikan
arahan dan bimbingan kepada penulis selama menempuh pendidikan dan
penyelesaian skripsi;
2. Ibu Yudie Rieva, Bapak Dede Gurnadi, Raya Novarian, dan Bernika
Ivada yang selalu memberikan dukungan, semangat, dan kasih sayang
serta do’a yang tak henti untuk keberhasilan penelitian dan penulisan;
3. Fitria Adeline dan Cokorda Agung atas kerjasama, bantuan, dan
pengertiannya selama penelitian bersama penulis;
4. Tjedahwati, Prapti, Nindya, Eka, Adhitia, Hana, dan teman-teman Ilmu
Tanah dan Sumberdaya Lahan angkatan 46 atas bantuan, kebersamaan,
dan motivasi kepada penulis;
5. Teknisi laboratorium, pengelola Kebun Cikabayan, University Farm,
IPB, dan seluruh staf;
6. Seluruh pihak yang telah membantu penulis saat penelitian yang tidak
dapat penulis sebutkan satu per satu.
Penulis berharap semoga karya ilmiah ini bermanfaat bagi kita semua,
Amin.
Bogor, Oktober 2014
Hanna Clara Presana
DAFTAR ISI
DAFTAR TABEL
xii
DAFTAR GAMBAR
xii
DAFTAR LAMPIRAN
xii
PENDAHULUAN
1
Latar Belakang
1
Tujuan Penelitian
2
TINJAUAN PUSTAKA
2
Ketahanan Penetrasi Tanah
2
Sifat Fisika dan Kimia Tanah
3
METODE
4
Waktu dan Tempat Penelitian
4
Alat dan Bahan Penelitian
5
Pelaksanaan Penelitian
5
HASIL DAN PEMBAHASAN
7
Kondisi Umum Lokasi Penelitian
7
Hubungan Ketahanan Penetrasi dengan Sifat-Sifat Fisika Tanah
9
Hubungan Ketahanan Penetrasi Tanah dengan Kadar Air
11
Ketahanan Penetrasi Tanah Beberapa Hari Setelah Hujan
14
SIMPULAN DAN SARAN
16
Simpulan
16
Saran
17
DAFTAR PUSTAKA
17
LAMPIRAN
20
RIWAYAT HIDUP
24
2
DAFTAR TABEL
1. Metode analisis karakteristik fisik dan kimia tanah
2. Sifat fisik dan kimia pada tiga penggunaan lahan hutan sekunder,
kebun campuran, dan lahan rumput Tanah Latosol, Darmaga
6
9
3. Ketahanan penetrasi tanah pada berbagai kondisi kadar air berdasarkan
model regresi pada tiga penggunaan lahan hutan sekunder, kebun
campuran, dan lahan rumput Tanah Latosol, Darmaga
13
DAFTAR GAMBAR
Hutan sekunder
Kebun campuran
Lahan rumput
Hubungan ketahanan penetrasi dengan kadar air tanah pada tiga
penggunaan lahan hutan sekunder, kebun campuran, dan lahan rumput
Tanah Latosol, Darmaga
5. Ketahanan penetrasi beberapa hari setelah hujan pada tiga penggunaan
lahan hutan sekunder (a), kebun campuran (b), dan lahan rumput (c)
Tanah Latosol, Darmaga
1.
2.
3.
4.
7
8
8
12
15
DAFTAR LAMPIRAN
1. Klasifikasi indeks stabilitas agregat
2. Ketahanan penetrasi tanah dan kadar air setelah kejadian hujan di
Tanah Latosol, Darmaga
20
20
3. Kelas stabilitas agregat tanah pada penggunaan lahan di Tanah
Latosol, Darmaga
20
4. Pori drainase tanah pada penggunaan lahan di Tanah Latosol,
Darmaga
5. Kadar air dan ketahanan penetrasi tanah di Tanah Latosol, Darmaga
6. Kadar air tanah pada pF 0, pF 1, pF 2, pF 2,54, dan pF 4,2 pada
penggunaan lahan di Tanah Latosol, Darmaga
21
21
23
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Untuk memenuhi kebutuhan akan air, udara, dan unsur hara; akar tanaman
harus mampu menembus tanah tanpa adanya hambatan. Apabila pertumbuhan
tanaman terganggu akibat adanya hambatan akar, maka produksi tanaman akan
turun. Kemudahan akar tanaman menumbus tanah yang biasa disebut sebagai
ketahanan penetrasi tanah dipengaruhi oleh sifat-sifat tanah seperti kadar bahan
organik, bobot isi, dan kadar air tanah (Whalley et al. 2007), tekstur (To dan Kay
2005), potensial matriks, kadar kalsium karbonat (Pouch dan Verplancke 1997
dalam Gracia et al. 2012), dan tipe mineral klei (Baver et al. 1972).
Islami dan Utomo (1995) menyatakan bahwa pengaruh sifat fisik tanah
terhadap ketahanan penetrasi tanah berbeda-beda, karena ketahanan penetrasi
tanah terdiri atas kekuatan geser, kekuatan tarik, dan ketahanan terhadap
pemadatan. Kekuatan geser tanah dipengaruhi oleh ukuran partikel, kandungan air
tanah, dan bobot isi tanah; kekuatan tarik tanah dipengaruhi oleh jenis mineral
klei, kandungan bahan organik, dan kadar air tanah; dan pemadatan tanah
dipengaruhi oleh tingginya bobot isi tanah.
Sifat-sifat tanah yang dapat mempengaruhi ketahanan penetrasi tanah tersebut
dapat diperbaiki, salah satu caranya dengan pengelolaan tanah. Salah satu bentuk
pengelolaan tanah adalah jenis penggunaan lahan. Lahan hutan umumnya
memiliki kualitas tanah yang baik ditunjukkan dengan sifat-sifat tanah seperti
kadar bahan organik yang tinggi, bobot isi tanah yang rendah, porositas total yang
tinggi, kemampuan menahan/menyimpan air yang tinggi, dan ketahanan penetrasi
tanah yang rendah (Lull dan Renhardt 1972 dalam Pratiwi 2014). Kualitas tanah
yang baik pada hutan ini dijadikan sebagai acuan yang cocok untuk
perkembangan akar tanaman. Penggunaan lahan seperti kebun campuran dan
lahan rumput telah mengalami pengolahan tanah secara intensif sehingga sifatsifat tanahnya berubah. Pengolahan tanah membantu pemadatan sehingga
ketahanan penetrasi tanahnya tinggi. Hasil penelitian yang dilakukan oleh
Suprayogo et al. (2001) menyatakan bahwa alih guna lahan hutan menjadi kebun
kopi secara nyata menyebabkan pembentukan kerak. Pengkerakan tersebut
ditunjukkan dengan meningkatnya ketahanan penetrasi tanah. Alih fungsi lahan
tidak hanya meningkatkan ketahanan penetrasi tanah tetapi juga menurunkan
kandungan bahan organik tanah dan makroporositas tanah.
Perbedaan karakteristik/sifat-sifat fisik tanah maupun kadar bahan organik
tanah akibat perbedaan penggunaan lahan diduga dapat mempengaruhi ketahanan
penetrasi akar. Demikian juga dinamika kadar air tanah di berbagai penggunaan
lahan juga dapat mempengaruhi ketahanan penetrasi tanah. Mengingat lahan
kering dapat mengalami cekaman air dimusim kemarau, maka perlu adanya kajian
pengaruh kadar air terhadap katahanan penetrasi tanah.
2
Tujuan Penelitian
Penelitian ini bertujuan untuk mengkaji :
1. Hubungan sifat-sifat tanah dengan ketahanan penetrasi tanah di berbagai
penggunaan lahan.
2. Hubungan ketahanan penetrasi tanah dengan kadar air tanah.
3. Dinamika ketahanan penetrasi tanah di berbagai penggunaan lahan.
TINJAUAN PUSTAKA
Ketahanan Penetrasi Tanah
Ketahanan penetrasi tanah merupakan salah satu parameter fisik tanah yang
menggambarkan kepadatan dan kekuatan tanah (Ayu 2013). Tanah yang padat
mengalami peningkatan kerapatan dengan makin dekatnya jarak antar partikel
sehingga ruang pori antar partikel terisi oleh padatan tanah. Umumnya, semakin
tinggi derajat pemadatan tanah maka semakin tinggi kekuatan geser dan semakin
rendah kompresibilitas tanah. Apabila terdapat tekanan geser yang sama atau lebih
besar, maka terjadi keruntuhan tanah.
Pemadatan tanah menjadi masalah yang kompleks dan mempunyai
pengaruh terhadap sifat tanah. Pemadatan tanah akan memberikan tahanan
mekanik pada tanah sehingga menghambat pertumbuhan tanaman. Pertumbuhan
tanaman yang terhambat terlihat dari penurunan perkecambahan, sistem
perakaran, dan akhirnya mengurangi produksi tanaman (Damanik 2007).
Ketahanan penetrasi tanah dapat diukur dengan menggunakan alat
penetrometer. Penetrometer yang digunakan dibidang pertanian terdiri atas
penetrometer saku, penetrometer kerucut, penetrometer gesek tangan, dan
penetrograph (Kurnia et al. 2006). Rachman (2002 dalam Ayu 2013) menyatakan
dengan menggunakan cone penetrometer dalam pengukuran ketahanan penetrasi
tanah masih mendapatkan kritikan. Namun, penggunaan penetrometer ini masih
dianggap relevan untuk menggambarkan hambatan mekanik tanah. Data hambatan
mekanik atau ketahanan penetrasi tanah yang didapatkan akan lebih berguna
apabila ditunjang dengan nilai kadar air tanah (Kurnia et al. 2006). Nilai kadar air
ini akan menentukan besarnya nilai ketahanan penetrasi tanah sehingga dapat
diperkirakan masih mampu atau tidak akar tanaman menembus tanah.
Penetrometer memiliki kerucut yang dapat menggambarkan akar tanaman.
Saat jarum penetrometer atau akar tanaman menembus tanah, maka tanah akan
bereaksi untuk menahannya. Pada saat jarum penetrometer bergerak atau akar
tanaman bergerak maka tanah akan mulai mengalami keruntuhan. Keruntuhan
yang dialami tanah terbagi menjadi tiga yaitu keruntuhan geser, keruntuhan
tegangan, dan kompresi (Muzani 2012). Selain itu, saat penetrometer menembus
tanah maka tanah memiliki ketahanan tanah terhadap kompresi, gesekan antar
tanah-logam, dan kekuatan geser tanah yang meliputi gesekan dalam dan kohesif
(Baver et al. 1972).
3
Sifat Fisika dan Kimia Tanah
Tekstur memiliki hubungan erat dengan sifat fisik tanah dimana salah
satunya mempengaruhi ketahanan penetrasi tanah. Tekstur tanah secara umum
terdiri atas tiga fraksi yaitu pasir, debu, dan klei. Hillel (1982) menyatakan belum
ada skema klasifikasi ukuran yang diterima secara universal. Kelas tekstur dapat
ditetapkan dengan menggunakan diagram segitiga tekstur dan menurut USDA
ukuran batas butir tanah dibagi atas kerikil, pasir, debu, dan klei. Kerikil
merupakan fraksi yang berdiameter >2 mm, pasir fraksi berdiameter 2,0-0,05 mm,
debu fraksi berdiameter 0,05-0,002 mm, dan klei fraksi berdiameter
PENGGUNAAN LAHAN DI TANAH LATOSOL, DARMAGA
HANNA CLARA PRESANA
DEPARTEMEN ILMU TANAH DAN SUMBERDAYA LAHAN
FAKULTAS PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2014
PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN
SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA*
Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul Dinamika
Penetrabilitas Tanah pada Berbagai Penggunaan Lahan di Tanah Latosol,
Darmaga adalah benar karya saya dengan arahan dari komisi pembimbing dan
belum diajukan dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber
informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak
diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam
Daftar Pustaka dibagian akhir skripsi ini.
Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut
Pertanian Bogor.
Bogor, Oktober 2014
Hanna Clara Presana
NIM A14090084
ABSTRAK
HANNA CLARA PRESANA. Dinamika Penetrabilitas Tanah pada Berbagai
Penggunaan Lahan di Tanah Latosol, Darmaga. Dibimbing oleh ENNI DWI
WAHJUNIE dan KUKUH MURTILAKSONO.
Perakaran tanaman yang berfungsi untuk menyerap air dan hara dapat
terhambat pertumbuhannya bila ketahanan penetrasi tanah cukup tinggi.
Ketahanan penetrasi tanah dapat dipengaruhi oleh sifat-sifat tanah antara lain
tekstur, bobot isi, kadar bahan organik, kadar air tanah, potensial matriks, kadar
kalsium karbonat, dan tipe mineral klei. Di antara sifat-sifat tanah ini ada
beberapa yang dapat dipengaruhi oleh jenis penggunaan lahan. Penelitian ini
mengkaji ketahanan penetrasi tanah pada berbagai penggunaan lahan. Serangkaian
pengamatan ketahanan penetrasi dan sifat-sifat tanah di berbagai penggunaan
lahan dilakukan untuk mempelajari hubungan sifat-sifat tanah terhadap ketahanan
penetrasi tanah, hubungan kadar air tanah dengan ketahanan penetrasi, dan
dinamika ketahanan penetasi tanah di berbagai penggunaan lahan.
Hasil penelitian menunjukkan klas tekstur tanah di ketiga penggunaan lahan
adalah klei. Persentase klei tertinggi terdapat pada lahan rumput baik kedalaman
0-10 cm (82,00%) maupun kedalaman 10-20 cm (81,90%). Bobot isi tanah
tertinggi untuk kedalaman 0-10 cm terdapat pada lahan rumput (1,09 g/cm3) dan
untuk kedalaman 10-20 cm pada kebun campuran (1,13 g/cm3). Kadar bahan
orgaik tanah kedalaman 0-10 cm tertinggi di kebun campuran (4,80%) dan pada
kedalaman 10-20 cm di hutan sekunder (3,18%). Indeks stabilitas agregat tanah
ketiga penggunaan lahan tergolong kelas sangat stabil. Ruang pori total tanah
kedalaman 0-10 cm tertinggi di hutan sekunder (61,52%) dan kedalaman
10-20 cm di lahan rumput (59,15%). Ketiga penggunaan lahan memiliki pori
mikro yang lebih tinggi dibandingkan pori makro nya. Sifat tanah yang berbeda
memberikan pengaruh yang berbeda terhadap ketahanan penetrasi tanah. Lahan
rumput memiliki nilai ketahanan penetrasi tanah tertinggi karena memiliki bobot
isi tanah dan kadar klei yang tinggi. Hutan sekunder memiliki nilai ketahanan
penetrasi tanah terendah karena memiliki bahan organik tanah yang tinggi, bobot
isi tanah yang rendah, ruang pori mikro yang rendah, dan agregat tanah yang
sangat stabil.
Hubungan ketahanan penetrasi tanah dengan kadar air di tiga penggunaan
lahan tersaji dalam model regresi power dengan koefisien determinasi yang
berbeda-beda. Untuk kedalaman 0-10 cm, hubungan tersebut memiliki R2 sebesar
0,53 di hutan sekunder, 0,35 di kebun campuran, dan 0,19 di lahan rumput. Untuk
kedalaman 10-20 cm hubungan ketahanan penetrasi tanah dengan kadar air
memiliki R2 0,29 di hutan sekunder, 0,26 di kebun campuran, dan 0,11 di lahan
rumput. Pada hari-hari tidak hujan, ketahanan penetrasi tanah meningkat tajam
sejak hari ketiga di hutan sekunder, sejak hari ke lima di kebun campuran, dan
sejak hari keempat di lahan rumput pada kedalaman tanah 0-20 cm. Ketahanan
penetrasi tanah disetiap penggunaan lahan setelah 12 hari tidak turun hujan
mengalami peningkatan karena tanah lebih kering dan keras, tapi belum
menghambat perkembangan perakaran tanaman.
Kata kunci: kadar air, ketahanan penetrasi, penggunaan lahan, sifat fisik tanah
ABSTRACT
HANNA CLARA PRESANA. The Dynamics of Soil Penetrability on Various
Land Uses in Latosol, Darmaga. Advicy by ENNI DWI WAHJUNIE and
KUKUH MURTILAKSONO.
Plant roots that functioning to absorb water and nutrients can be inhibited
when soil penetrabilty is quite high. Soil penetrability can be affected by soil
properties, for example texture, bulk density, organic matter content, soil water
content, matrix potential, calcium carbonate, and types of clay mineral. Of the soil
properties, there are some that can be influenced by the type of land use. This
study examined the penetrability of soil in various land uses. There was a series of
observation of soil penetrability and soil properties in a variety of land use
conducted in this research in order to study the relationship of soil properties on
soil penetration resistance, soil water content relationship with penetrability, and
resistance dynamics of land penetration in various land uses.
The results showed that the soil texture class in the three land uses was
clay. The highest clay percentage was found in grasslands both in the depth of
0-10 cm (82.00%) and 10-20 cm (81.90%). The highest soil bulk density in the
depth of 0-10 cm was found in grasslands (1.09 g/cm3) and in the depth of
10-20 cm was found in mixed farms (1.13 g/cm3). The organic matter content in
the depth of 0-10 cm was found in mixed farms (4.80%) and in the depth of
10-20 cm was found in secondary forest (3.18%). The index of soil aggregate
stability of the three land uses were classified as a very stable class. Soil total pore
space in the depth of 0-10 cm was found in secondary forest (61.52%) and in the
depth of 10-20 cm was found in grasslands (59.15%). The three land uses had
higher micro pore compared to the micro pore them selves. The different
properties of soil had different effects on soil penetration resistance. Grassland
showed the highest value of soil penetrability because of its high level of soil bulk
density and clay. Secondary forest had the lowest soil penetrability value due to
its high soil organic matter, low soil density, low micro pore space, and very
stable soil aggregates.
The relationship of soil penetration resistance with water content in three
land uses was presented in power regression models with different determination
coefficient. In the depth of 0-10 cm, the relationship had R2 of 0.53 in secondary
forest, 0.35 in mixed farms, and 0.19 in grasslands. In the depth of 10-20 cm, the
relationship of soil penetrability with moisture content had R2 of 0.29 in
secondary forest, 0.26 in garden mix, and 0.11 in grasslands. In the days of no
rain, the resistence of soil penetration had increased sharply since the third day in
secondary forests, since the fifth day in mixed farms, and since the fourth day in
grasslands in 0-20 cm deep. The resistence of soil penetration at each land use
after 12 days of no rain increased because the soil was drier and harder, however,
it did not inhibit the growth of plant roots.
Keywords: water content, penetration resistance, land use, physical properties of
soil
DINAMIKA PENETRABILITAS TANAH PADA BERBAGAI
PENGGUNAAN LAHAN DI TANAH LATOSOL, DARMAGA
HANNA CLARA PRESANA
Skripsi
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Sarjana Pertanian
pada
Departemen Ilmu Tanah dan Sumberdaya Lahan
DEPARTEMEN ILMU TANAH DAN SUMBERDAYA LAHAN
FAKULTAS PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2014
Judul Skripsi : Dinamika Penetrabilitas Tanah pada Berbagai Penggunaan Lahan
di Tanah Latosol, Darmaga
Nama
NIM
: Hanna Clara Presana
: A14090084
Disetujui oleh
Dr Ir Enni Dwi Wahjunie, MSi
Pembimbing I
Prof. Ir Dr Kukuh Murtilaksono, MS
Pembimbing II
Diketahui oleh
Dr Ir Baba Barus, MSc
Ketua Departemen
Tanggal Lulus:
PRAKATA
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT atas segala karuniaNya sehingga penelitian dan penulisan skripsi ini dapat diselesaikan. Penelitian
dilaksanakan sejak Maret 2013 ini berjudul Dinamika Penetrabilitas Tanah pada
Berbagai Penggunaan Lahan di Tanah Latosol, Darmaga.
Pada kesempatan ini penulis ingin menyampaikan penghargaan dan ucapan
terimakasih kepada :
1. Dr Ir Enni Dwi Wahjunnie, MSi dan Prof. Dr Ir Kukuh Murtilaksono,
MS selaku dosen pembimbing skripsi yang senantiasa memberikan
arahan dan bimbingan kepada penulis selama menempuh pendidikan dan
penyelesaian skripsi;
2. Ibu Yudie Rieva, Bapak Dede Gurnadi, Raya Novarian, dan Bernika
Ivada yang selalu memberikan dukungan, semangat, dan kasih sayang
serta do’a yang tak henti untuk keberhasilan penelitian dan penulisan;
3. Fitria Adeline dan Cokorda Agung atas kerjasama, bantuan, dan
pengertiannya selama penelitian bersama penulis;
4. Tjedahwati, Prapti, Nindya, Eka, Adhitia, Hana, dan teman-teman Ilmu
Tanah dan Sumberdaya Lahan angkatan 46 atas bantuan, kebersamaan,
dan motivasi kepada penulis;
5. Teknisi laboratorium, pengelola Kebun Cikabayan, University Farm,
IPB, dan seluruh staf;
6. Seluruh pihak yang telah membantu penulis saat penelitian yang tidak
dapat penulis sebutkan satu per satu.
Penulis berharap semoga karya ilmiah ini bermanfaat bagi kita semua,
Amin.
Bogor, Oktober 2014
Hanna Clara Presana
DAFTAR ISI
DAFTAR TABEL
xii
DAFTAR GAMBAR
xii
DAFTAR LAMPIRAN
xii
PENDAHULUAN
1
Latar Belakang
1
Tujuan Penelitian
2
TINJAUAN PUSTAKA
2
Ketahanan Penetrasi Tanah
2
Sifat Fisika dan Kimia Tanah
3
METODE
4
Waktu dan Tempat Penelitian
4
Alat dan Bahan Penelitian
5
Pelaksanaan Penelitian
5
HASIL DAN PEMBAHASAN
7
Kondisi Umum Lokasi Penelitian
7
Hubungan Ketahanan Penetrasi dengan Sifat-Sifat Fisika Tanah
9
Hubungan Ketahanan Penetrasi Tanah dengan Kadar Air
11
Ketahanan Penetrasi Tanah Beberapa Hari Setelah Hujan
14
SIMPULAN DAN SARAN
16
Simpulan
16
Saran
17
DAFTAR PUSTAKA
17
LAMPIRAN
20
RIWAYAT HIDUP
24
2
DAFTAR TABEL
1. Metode analisis karakteristik fisik dan kimia tanah
2. Sifat fisik dan kimia pada tiga penggunaan lahan hutan sekunder,
kebun campuran, dan lahan rumput Tanah Latosol, Darmaga
6
9
3. Ketahanan penetrasi tanah pada berbagai kondisi kadar air berdasarkan
model regresi pada tiga penggunaan lahan hutan sekunder, kebun
campuran, dan lahan rumput Tanah Latosol, Darmaga
13
DAFTAR GAMBAR
Hutan sekunder
Kebun campuran
Lahan rumput
Hubungan ketahanan penetrasi dengan kadar air tanah pada tiga
penggunaan lahan hutan sekunder, kebun campuran, dan lahan rumput
Tanah Latosol, Darmaga
5. Ketahanan penetrasi beberapa hari setelah hujan pada tiga penggunaan
lahan hutan sekunder (a), kebun campuran (b), dan lahan rumput (c)
Tanah Latosol, Darmaga
1.
2.
3.
4.
7
8
8
12
15
DAFTAR LAMPIRAN
1. Klasifikasi indeks stabilitas agregat
2. Ketahanan penetrasi tanah dan kadar air setelah kejadian hujan di
Tanah Latosol, Darmaga
20
20
3. Kelas stabilitas agregat tanah pada penggunaan lahan di Tanah
Latosol, Darmaga
20
4. Pori drainase tanah pada penggunaan lahan di Tanah Latosol,
Darmaga
5. Kadar air dan ketahanan penetrasi tanah di Tanah Latosol, Darmaga
6. Kadar air tanah pada pF 0, pF 1, pF 2, pF 2,54, dan pF 4,2 pada
penggunaan lahan di Tanah Latosol, Darmaga
21
21
23
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Untuk memenuhi kebutuhan akan air, udara, dan unsur hara; akar tanaman
harus mampu menembus tanah tanpa adanya hambatan. Apabila pertumbuhan
tanaman terganggu akibat adanya hambatan akar, maka produksi tanaman akan
turun. Kemudahan akar tanaman menumbus tanah yang biasa disebut sebagai
ketahanan penetrasi tanah dipengaruhi oleh sifat-sifat tanah seperti kadar bahan
organik, bobot isi, dan kadar air tanah (Whalley et al. 2007), tekstur (To dan Kay
2005), potensial matriks, kadar kalsium karbonat (Pouch dan Verplancke 1997
dalam Gracia et al. 2012), dan tipe mineral klei (Baver et al. 1972).
Islami dan Utomo (1995) menyatakan bahwa pengaruh sifat fisik tanah
terhadap ketahanan penetrasi tanah berbeda-beda, karena ketahanan penetrasi
tanah terdiri atas kekuatan geser, kekuatan tarik, dan ketahanan terhadap
pemadatan. Kekuatan geser tanah dipengaruhi oleh ukuran partikel, kandungan air
tanah, dan bobot isi tanah; kekuatan tarik tanah dipengaruhi oleh jenis mineral
klei, kandungan bahan organik, dan kadar air tanah; dan pemadatan tanah
dipengaruhi oleh tingginya bobot isi tanah.
Sifat-sifat tanah yang dapat mempengaruhi ketahanan penetrasi tanah tersebut
dapat diperbaiki, salah satu caranya dengan pengelolaan tanah. Salah satu bentuk
pengelolaan tanah adalah jenis penggunaan lahan. Lahan hutan umumnya
memiliki kualitas tanah yang baik ditunjukkan dengan sifat-sifat tanah seperti
kadar bahan organik yang tinggi, bobot isi tanah yang rendah, porositas total yang
tinggi, kemampuan menahan/menyimpan air yang tinggi, dan ketahanan penetrasi
tanah yang rendah (Lull dan Renhardt 1972 dalam Pratiwi 2014). Kualitas tanah
yang baik pada hutan ini dijadikan sebagai acuan yang cocok untuk
perkembangan akar tanaman. Penggunaan lahan seperti kebun campuran dan
lahan rumput telah mengalami pengolahan tanah secara intensif sehingga sifatsifat tanahnya berubah. Pengolahan tanah membantu pemadatan sehingga
ketahanan penetrasi tanahnya tinggi. Hasil penelitian yang dilakukan oleh
Suprayogo et al. (2001) menyatakan bahwa alih guna lahan hutan menjadi kebun
kopi secara nyata menyebabkan pembentukan kerak. Pengkerakan tersebut
ditunjukkan dengan meningkatnya ketahanan penetrasi tanah. Alih fungsi lahan
tidak hanya meningkatkan ketahanan penetrasi tanah tetapi juga menurunkan
kandungan bahan organik tanah dan makroporositas tanah.
Perbedaan karakteristik/sifat-sifat fisik tanah maupun kadar bahan organik
tanah akibat perbedaan penggunaan lahan diduga dapat mempengaruhi ketahanan
penetrasi akar. Demikian juga dinamika kadar air tanah di berbagai penggunaan
lahan juga dapat mempengaruhi ketahanan penetrasi tanah. Mengingat lahan
kering dapat mengalami cekaman air dimusim kemarau, maka perlu adanya kajian
pengaruh kadar air terhadap katahanan penetrasi tanah.
2
Tujuan Penelitian
Penelitian ini bertujuan untuk mengkaji :
1. Hubungan sifat-sifat tanah dengan ketahanan penetrasi tanah di berbagai
penggunaan lahan.
2. Hubungan ketahanan penetrasi tanah dengan kadar air tanah.
3. Dinamika ketahanan penetrasi tanah di berbagai penggunaan lahan.
TINJAUAN PUSTAKA
Ketahanan Penetrasi Tanah
Ketahanan penetrasi tanah merupakan salah satu parameter fisik tanah yang
menggambarkan kepadatan dan kekuatan tanah (Ayu 2013). Tanah yang padat
mengalami peningkatan kerapatan dengan makin dekatnya jarak antar partikel
sehingga ruang pori antar partikel terisi oleh padatan tanah. Umumnya, semakin
tinggi derajat pemadatan tanah maka semakin tinggi kekuatan geser dan semakin
rendah kompresibilitas tanah. Apabila terdapat tekanan geser yang sama atau lebih
besar, maka terjadi keruntuhan tanah.
Pemadatan tanah menjadi masalah yang kompleks dan mempunyai
pengaruh terhadap sifat tanah. Pemadatan tanah akan memberikan tahanan
mekanik pada tanah sehingga menghambat pertumbuhan tanaman. Pertumbuhan
tanaman yang terhambat terlihat dari penurunan perkecambahan, sistem
perakaran, dan akhirnya mengurangi produksi tanaman (Damanik 2007).
Ketahanan penetrasi tanah dapat diukur dengan menggunakan alat
penetrometer. Penetrometer yang digunakan dibidang pertanian terdiri atas
penetrometer saku, penetrometer kerucut, penetrometer gesek tangan, dan
penetrograph (Kurnia et al. 2006). Rachman (2002 dalam Ayu 2013) menyatakan
dengan menggunakan cone penetrometer dalam pengukuran ketahanan penetrasi
tanah masih mendapatkan kritikan. Namun, penggunaan penetrometer ini masih
dianggap relevan untuk menggambarkan hambatan mekanik tanah. Data hambatan
mekanik atau ketahanan penetrasi tanah yang didapatkan akan lebih berguna
apabila ditunjang dengan nilai kadar air tanah (Kurnia et al. 2006). Nilai kadar air
ini akan menentukan besarnya nilai ketahanan penetrasi tanah sehingga dapat
diperkirakan masih mampu atau tidak akar tanaman menembus tanah.
Penetrometer memiliki kerucut yang dapat menggambarkan akar tanaman.
Saat jarum penetrometer atau akar tanaman menembus tanah, maka tanah akan
bereaksi untuk menahannya. Pada saat jarum penetrometer bergerak atau akar
tanaman bergerak maka tanah akan mulai mengalami keruntuhan. Keruntuhan
yang dialami tanah terbagi menjadi tiga yaitu keruntuhan geser, keruntuhan
tegangan, dan kompresi (Muzani 2012). Selain itu, saat penetrometer menembus
tanah maka tanah memiliki ketahanan tanah terhadap kompresi, gesekan antar
tanah-logam, dan kekuatan geser tanah yang meliputi gesekan dalam dan kohesif
(Baver et al. 1972).
3
Sifat Fisika dan Kimia Tanah
Tekstur memiliki hubungan erat dengan sifat fisik tanah dimana salah
satunya mempengaruhi ketahanan penetrasi tanah. Tekstur tanah secara umum
terdiri atas tiga fraksi yaitu pasir, debu, dan klei. Hillel (1982) menyatakan belum
ada skema klasifikasi ukuran yang diterima secara universal. Kelas tekstur dapat
ditetapkan dengan menggunakan diagram segitiga tekstur dan menurut USDA
ukuran batas butir tanah dibagi atas kerikil, pasir, debu, dan klei. Kerikil
merupakan fraksi yang berdiameter >2 mm, pasir fraksi berdiameter 2,0-0,05 mm,
debu fraksi berdiameter 0,05-0,002 mm, dan klei fraksi berdiameter