Penetapan Kadar Air Kapasitas Lapang dengan Metode Alhricks, Drainase Bebas, dan Pressure Plate pada Berbagai Tekstur Tanah untuk Tanaman Bunga Matahari (Helianthus annuus L.)
PENETAPAN KADAR AIR KAPASITAS LAPANG DENGAN METODE
ALHRICKS, DRAINASE BEBAS, DAN PRESSURE PLATE PADA
BERBAGAI TEKSTUR TANAH UNTUK TANAMAN BUNGA
MATAHARI (Helianthus annuus L.)
MAHARTIKA SETIANINGSIH
DEPARTEMEN ILMU TANAH DAN SUMBERDAYA LAHAN
FAKULTAS PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2013
PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN SUMBER
INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA
Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul Penetapan Kadar Air
Kapasitas Lapang dengan Metode Alhricks, Drainase Bebas, dan Pressure plate
pada Berbagai Tekstur Tanah untuk Tanaman Bunga Matahari (Helianthus
annuus L.) adalah benar karya saya dengan arahan dari dosen pembimbing dan
belum diajukan dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber
informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak
diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam
Daftar Pustaka di bagian akhir skripsi ini.
Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut
Pertanian Bogor.
Bogor, Juni 2013
Mahartika Setianingsih
NIM A14080101
ABSTRAK
MAHARTIKA SETIANINGSIH. Penetapan Kadar Air Kapasitas Lapang dengan
Metode Alhricks, Drainase Bebas, dan Pressure plate pada Berbagai Tekstur
Tanah untuk Tanaman Bunga Matahari (Helianthus annuus L.). Dibimbing oleh
OTENG HARIDJAJA dan DWI PUTRO TEJO BASKORO.
Ketersediaan air tanah merupakan salah satu faktor penting dalam
menentukan pertumbuhan tanaman. Kadar air kapasitas lapang merupakan batas
maksimum air yang tersedia bagi tanaman. Kadar air kapasitas lapang dapat
ditetapkan dengan metode yang berbeda. Tujuan penelitian ini adalah untuk
membandingkan metode pengukuran kadar air kapasitas lapang dan melihat
respon pertumbuhan tanaman bunga matahari pada kisaran kapasitas lapang yang
ditetapkan dengan metode yang berbeda. Penelitian ini diawali dengan penetapan
kadar air kapasitas lapang (KAKL) dengan tiga metode yang berbeda yaitu
metode Alhricks, Drainase bebas, dan Pressure Plate pada tanah dengan kelas
tekstur berbeda yaitu klei, lom klei berpasir, dan lom berpasir. Selanjutnya
dilakukan penanaman bunga matahari di rumah kaca dengan perlakuan
penyiraman yang didasarkan pada KAKL dari masing-masing metode. Rancangan
percobaan yang digunakan adalah rancangan acak lengkap faktorial dengan 3 kali
ulangan. Hasil penelitian menunjukkan bahwa tekstur dan metode penetapan serta
interaksi keduanya berpengaruh nyata terhadap nilai KAKL. Pada tekstur klei
perlakuan penyiraman yang didasarkan pada KAKL tidak berpengaruh nyata
terhadap tinggi tanaman, jumlah daun, diameter batang, dan biomassa akar kering
namun berpengaruh nyata terhadap biomassa akar basah, biomassa tajuk basah
dan kering, serta panjang akar. Pada perlakuan tekstur, terdapat perbedaan respon
pertumbuhan yang nyata antara tanaman bunga matahari yang ditanam pada
tekstur klei, lom klei berpasir, dan lom berpasir.
Kata kunci: Alhricks, drainase bebas, kadar air kapasitas lapang, pressure plate
ABSTRACT
MAHARTIKA SETIANINGSIH. Determination of Field Capacity by Alhricks,
Free Drainage, and Pressure Plate Methods at Different Soil Texture for
Sunflower (Helianthus annuus L.). Supervised by OTENG HARIDJAJA and
DWI PUTRO TEJO BASKORO.
Soil water availability is one of the important factors influencing plant
growth. Field capacity is an upper limit of available water for plants. Field
capacity can be determinated by different methods. The objectives of this research
are to compare among methods of field capacity measurement and to observe a
response of sunflower growth in the range of field capacity that define with
different methods. This research was initiated with field capacity measurement
with three diffrent methods, i.e. Alhricks, Free drainage, and Pressure Plate at
different soil textures, i.e. clay, sandy clay loam, and sandy loam. Furthermore,
sunflower planting with different watering treatment based on field capacity of
each mentioned methods was carried out in greenhouse. The research was
designed by completely randomized design factorial with three replications. The
result showed that soil texture and field capacity method and interaction of both
significantly affected a field capacity value. In clay textured soil, watering
treatment based on field capacity of each method did not significantly affect on
plant height, number of leaves, stem diameter, and dry root biomass but
significantly affected on wet root biomass, wet and dry canopy biomass, and root
length. The result also showed that different texture will affect growth response of
sunflower.
Keywords: Alhricks, field capacity, free drainage, pressure plate
PENETAPAN KADAR AIR KAPASITAS LAPANG DENGAN METODE
ALHRICKS, DRAINASE BEBAS, DAN PRESSURE PLATE PADA
BERBAGAI TEKSTUR TANAH UNTUK TANAMAN BUNGA
MATAHARI (Helianthus annuus L.)
MAHARTIKA SETIANINGSIH
Skripsi
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Sarjana Pertanian
pada
Departemen Ilmu Tanah dan Sumberdaya Lahan
DEPARTEMEN ILMU TANAH DAN SUMBERDAYA LAHAN
FAKULTAS PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2013
Judul Skripsi : Penetapan Kadar Air Kapasitas Lapang dengan Metode Alhricks,
Drainase Bebas, dan Pressure Plate pada Berbagai Tekstur Tanah
untuk Tanaman Bunga Matahari (Helianthus annuus L.)
Nama
: Mahartika Setianingsih
NIM
: A14080101
Disetujui oleh
Dosen Pembimbing I
Dr Ir Oteng Haridjaja, MSc
NIP. 19490106 197403 1 002
Dosen Pembimbing II
Dr Ir Dwi Putro Tejo Baskoro, MSc
NIP. 19630126 198703 1 001
Diketahui oleh
Ketua Departemen Ilmu Tanah dan Sumberdaya Lahan
Dr Ir Syaiful Anwar, MSc
NIP. 19621113 198703 1 003
Tanggal Lulus:
PRAKATA
Puji dan Syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT atas rahmat, karunia,
dan kekuatan-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan penelitian dan penulisan
skripsi ini sebagai tugas akhir untuk memperoleh gelar Sarjana Pertanian pada
Departemen Ilmu Tanah dan Sumberdaya Lahan, Fakultas Pertanian Institut
Pertanian Bogor.
Tanaman memerlukan air dalam pertumbuhannya. Air yang dapat diserap
oleh tanaman adalah kandungan air yang berada diantara kondisi kapasitas lapang
dan titik layu permanen yang disebut air tersedia, oleh karena itu diperlukan suatu
metode untuk mengetahui kadar air kapasitas lapang tersebut. Skripsi yang
berjudul “Penetapan Kadar Air Kapasitas Lapang dengan Metode Alhricks,
Drainase Bebas, dan Pressure plate pada Berbagai Tekstur Tanah untuk Tanaman
Bunga Matahari (Helianthus annuus L.)” ini merupakan hasil penelitian yang
diharapkan dapat menjawab metode yang lebih baik dalam penentuan kadar air
kapasitas lapang pada berbagai tekstur tanah, selain itu penulis juga ingin melihat
respon kadar air kapasitas lapang berdasarkan ketiga metode terhadap
pertumbuhan bunga matahari.
Penelitian dilaksanakan pada bulan Februari sampai Desember 2012.
Pelaksanaan penelitian diawali dengan analisis sifat fisik dan kimia tanah di
laboratorium kemudian dilanjutkan dengan percobaan pot di rumah kaca dengan
tanaman bunga matahari dan hasilnya dituangkan dalam skripsi ini.
Penulis menyadari bahwa skripsi ini dapat diselesaikan dengan bantuan
banyak pihak. Oleh karena itu, penulis ingin mengucapkan terima kasih kepada Dr
Ir Oteng Haridjaja, MSc dan Dr Ir Dwi Putro Tejo Baskoro, MSc atas segala
bimbingan, pengarahan, dan saran yang telah diberikan kepada penulis; keluarga
tercinta (Bapak, Mama, dan Inggrit Tunaswiyati) atas limpahan do’a, kasih
sayang, kesabaran dan dukungan baik moral maupun materil; Dymaz Gonggo
Yudha Ardhita atas waktu, motivasi, perhatian dan bantuannya selama ini; Staf
University Farm Cikabayan dan Laboratorium Konservasi Tanah dan Air; serta
seluruh sahabat MSL 45 dan adik-adik MSL 46 dan 47 yang tidak dapat
disebutkan satu persatu.
Penulis berharap semoga hasil penelitian ini berguna bagi bidang ilmu tanah
dan bidang-bidang lain yang terkait dengan penelitian ini.
Bogor, Juni 2013
Mahartika Setianingsih
DAFTAR ISI
DAFTAR TABEL
DAFTAR GAMBAR
DAFTAR LAMPIRAN
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Tujuan Penelitian
Manfaat Penelitian
Hipotesis
TINJAUAN PUSTAKA
Air Tersedia
Kapasitas Lapang
Bobot Isi
Tekstur Tanah
Metode Penetapan Kadar Air Kapasitas Lapang
Bunga Matahari
METODE
Tempat dan Waktu Penelitian
Bahan
Alat
Pelaksanaan Penelitian
HASIL DAN PEMBAHASAN
Analisis Awal Tanah
Pengaruh Ketebalan Pasir Kuarsa dan Tanah terhadap KAKL Metode
Alhricks
Pengaruh Tekstur dan Metode Pengukuran terhadap Nilai Kadar Air
Kapasitas Lapang
Pengaruh Pemberian Air Berdasarkan KAKL yang Diukur dengan Metode
Berbeda terhadap Pertumbuhan Tanaman Bunga Matahari pada Tekstur Klei
Pengaruh Perbedaan Tekstur Tanah Terhadap Pertumbuhan Tanaman Bunga
Matahari
SIMPULAN DAN SARAN
Simpulan
Saran
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
RIWAYAT HIDUP
ix
x
x
1
1
2
2
2
2
2
3
4
5
5
6
7
7
7
7
7
14
14
16
20
22
27
34
34
34
35
37
55
DAFTAR TABEL
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
Hasil analisis sifat fisik berbagai tekstur tanah
Hasil analisis sifat kimia berbagai tekstur tanah
Persamaan polinomial, koefisien determinasi (R2), dan nilai kadar air
kapasitas lapang pada tiap variasi dan tekstur tanah
Nilai kadar air kapasitas lapang (%-bobot) pada berbagai tekstur
tanah yang diukur dengan metode berbeda
Pengaruh pemberian air berdasarkan KAKL yang diukur dengan
metode yang berbeda terhadap tinggi tanaman (cm)
Pengaruh pemberian air berdasarkan KAKL yang diukur dengan
metode yang berbeda terhadap jumlah daun
Pengaruh pemberian air berdasarkan KAKLyang diukur dengan
metode berbeda terhadap pertumbuhan diameter batang (mm)
Pengaruh pemberian air berdasarkan KAKL yang diukur dengan
metode berbeda terhadap perakaran
Pengaruh pemberian air berdasarkan KAKL yang diukur dengan
metode berbeda terhadap biomassa tajuk
Pengaruh tekstur lom klei berpasir dan lom berpasir terhadap tinggi
tanaman (cm)
Pengaruh tekstur klei dan lom klei berpasir terhadap tinggi tanaman
(cm)
Pengaruh tekstur klei dan lom berpasir terhadap tinggi tanaman (cm)
Pengaruh tekstur lom klei berpasir dan lom berpasir terhadap jumlah
daun
Pengaruh tekstur klei dan lom klei berpasir terhadap jumlah daun
Pengaruh tekstur klei dan lom berpasir terhadap jumlah daun
Pengaruh tekstur lom klei berpasir dan lom berpasir terhadap
diameter batang (mm)
Pengaruh tekstur klei dan lom klei berpasir terhadap diameter batang
(mm)
Pengaruh tekstur klei dan lom berpasir terhadap diameter batang
(mm)
Pengaruh tekstur lom klei berpasir dan lom berpasir terhadap
perakaran
Pengaruh tekstur klei dan lom klei berpasir terhadap perakaran
Pengaruh tekstur klei dan lom berpasir terhadap perakaran
Pengaruh tekstur lom klei berpasir dan lom berpasir terhadap
biomassa tajuk
Pengaruh tekstur klei dan lom klei berpasir terhadap biomassa tajuk
Pengaruh tekstur klei dan lom berpasir terhadap biomassa tajuk
14
14
19
20
23
24
25
25
26
27
28
28
29
29
30
30
31
31
32
32
32
33
33
33
DAFTAR GAMBAR
1
2
3
4
5
Pengukuran kadar air kapasitas lapang metode Alhricks
Pengukuran kadar air kapasitas lapang metode drainase bebas
Alat pF (a), sample tanah yang akan diukur kadar air kapasitas
lapangnya (b)
Diagram alir penelitian
Kadar air kapasitas lapang metode Alhricks pada berbagai ketebalan
pasir kuarsa dan tanah
9
9
10
13
18
DAFTAR LAMPIRAN
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
Metode analisis, alat, dan bahan yang digunakan dalam penelitian
Rekapitulasi sidik ragam pengaruh metode dan tekstur tanah serta
interaksi keduanya terhadap kadar air kapasitas lapang
Rekapitulasi sidik ragam pengaruh pemberian air berdasarkan
KAKL yang diukur dengan metode berbeda terhadap tinggi tanaman
Rekapitulasi sidik ragam pengaruh tekstur lom klei berpasir dan lom
berpasir terhadap tinggi tanaman
Rekapitulasi sidik ragam pengaruh tekstur klei dan lom klei berpasir
terhadap tinggi tanaman
Rekapitulasi sidik ragam pengaruh tekstur klei dan lom berpasir
terhadap tinggi tanaman
Rekapitulasi sidik ragam pengaruh pemberian air berdasarkan
KAKL yang diukur dengan metode yang berbeda terhadap jumlah
daun
Rekapitulasi sidik ragam pengaruh tekstur lom klei berpasir dan lom
berpasir terhadap jumlah daun
Rekapitulasi sidik ragam pengaruh tekstur klei dan lom klei berpasir
terhadap jumlah daun
Rekapitulasi sidik ragam pengaruh tekstur klei dan lom berpasir
terhadap jumlah daun
Rekapitulasi sidik ragam pengaruh pemberian air berdasarkan
KAKL yang diukur dengan metode yang berbeda terhadap diameter
batang
Rekapitulasi sidik ragam pengaruh tekstur lom klei berpasir dan lom
berpasir terhadap diameter batang
Rekapitulasi sidik ragam pengaruh tekstur klei dan lom klei berpasir
terhadap diameter batang
Rekapitulasi sidik ragam pengaruh tekstur klei dan lom berpasir
terhadap diameter batang
Rekapitulasi sidik ragam pengaruh pemberian air berdasarkan
KAKL yang diukur dengan metode yang berbeda terhadap akar dan
biomassa bunga matahari
Rekapitulasi sidik ragam pengaruh tekstur lom klei berpasir dan lom
berpasir terhadap akar dan biomassa
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
52
17 Rekapitulasi sidik ragam pengaruh tekstur klei dan lom klei berpasir
terhadap akar dan biomassa
53
18 Rekapitulasi sidik ragam pengaruh tekstur klei dan lom berpasir
terhadap akar dan biomassa
53
19 Pengambilan sampel tanah Lokasi: Kebun Cikabayan, Darmaga IPB
54
20 (a) Pertumbuhan tanaman pada tekstur klei umur 1 MST
(b) Pertumbuhan tanaman pada tekstur lom klei berpasir umur 1 MST
(c) Pertumbuhan tanaman pada tekstur lom berpasir umur 1 MST
54
21 Perbandingan pertumbuhan tanaman bunga matahari pada tekstur
liat umur 9 MST
54
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Air merupakan salah satu komponen penting dalam pertumbuhan dan
perkembangan tanaman. Air yang diserap tanaman adalah air yang berada pada
pori-pori tanah. Setiap jenis tanah memiliki distribusi ukuran pori yang berbedabeda. Hal ini akan mempengaruhi ketersediaan air di dalam tanah. Tekstur sangat
mempengaruhi kemampuan tanah dalam memegang air. Tanah bertekstur klei
memiliki kemampuan yang lebih besar dalam memegang air daripada tanah
bertekstur pasir hal ini terkait dengan luas permukaan adsorptifnya. Semakin halus
teksturnya akan semakin besar kapasitas menyimpan airnya.
Menurut Jury et al. (1991) dalam banyak kasus, kemampuan tanah
menahan air dianggap setara dengan kadar air kapasitas lapang. Secara umum
kadar air kapasitas lapang didefinisikan sebagai kadar air tanah di lapang pada
saat air drainase karena gravitasi sudah berhenti atau hampir berhenti mengalir
setelah sebelumnya tanah tersebut mengalami jenuh sempurna. Kadar air
kapasitas lapang dapat ditetapkan di laboratorium dengan tiga metode yang
berbeda-beda, yaitu metode Alhricks, Drainase bebas, dan Pressure plate.
Ketiga metode tersebut memiliki prinsip yang berbeda. Secara umum
prinsip metode Alhricks dan Drainase bebas berdasarkan hilangnya air gravitasi
sedangkan metode Pressure plate berdasarkan tekanan setara pF 2.54 (1/3 atm).
Menurut hasil penelitian Sulaeman (2011) terdapat perbedaan hasil yang nyata
antara pengukuran kadar air kapasitas lapang dengan metode Alhricks dan metode
Pressure plate, yaitu kadar air yang dihasilkan oleh metode Pressure plate lebih
kecil jika dibandingkan dengan metode Alhricks. Menurut Baskoro dan Tarigan
(2007) perbedaaan nilai kadar air tersebut dapat disebabkan oleh beberapa hal, di
antaranya pemberian tekanan 1/3 atm pada penetapan dengan metode Pressure
plate sebenarnya hanya merupakan pendekatan. Contoh tanah utuh yang
digunakan dalam penetapan kadar air kapasitas lapang dengan metode Pressure
plate hanya setebal + 1 cm. Air yang ada pada contoh tanah tersebut lebih mudah
hilang dibandingkan dengan air dalam tanah dengan kolom yang tebal seperti
pada metode Alhricks. Pengukuran dengan metode Pressure plate mengabaikan
karakteristik profil tanah secara keseluruhan yang tentunya akan menyebabkan
proses pelepasan air cenderung lebih mudah.
Dengan demikian untuk mengetahui pengukuran yang lebih tepat,
dilakukanlah perbandingan tiga metode penetapan kadar air kapasitas lapang
dengan melihat performa pertumbuhan dari bunga matahari (Helianthus annuus
L.). Kenampakan fisik dari bunga matahari akan lebih jelas dan mudah diamati
ketika terjadi cekaman air.
2
Tujuan Penelitian
Penelitian ini bertujuan untuk membandingkan nilai kadar air kapasitas
lapang hasil pengukuran dengan metode yang berbeda dan melihat respon
pertumbuhan tanaman bunga matahari pada kisaran kapasitas lapang yang
ditetapkan dengan metode dan tekstur yang berbeda.
Manfaat Penelitian
Dengan diketahuinya metode yang lebih baik dalam mengukur kadar air
kapasitas lapang maka diharapkan untuk pengukuran selanjutnya menggunakan
metode yang telah ditetapkan atau diuji dalam penelitian ini.
Hipotesis
1. Tidak ada perbedaan nilai kadar air kapasitas lapang pada ketiga metode
untuk tekstur yang sama.
2. Pada ketiga tekstur yang berbeda akan memiliki nilai kadar air kapasitas
lapang (KAKL) yang berbeda untuk ketiga metode.
3. Ada perbedaan hasil nilai kadar air kapasitas lapang dari kombinasi
antara metode pengukuran (KAKL) dengan tekstur.
TINJAUAN PUSTAKA
Air Tersedia
Air tersedia (air yang dapat diserap langsung oleh tanaman) adalah air
yang ditahan tanah pada kondisi kapasitas lapang hingga koefisien layu, namun
semakin mendekati koefisien layu tingkat ketersediaanya semakin rendah. Oleh
karena itu untuk menjamin tercukupinya kebutuhan tanaman, suplai air harus
diberikan apabila 50-80% air tersedia ini telah habis terpakai (Hanafiah, 2005).
Menurut Murtilaksono dan Wahyuni (2004) kadar air tersedia tanah adalah
sejumlah air yang berada di pori tanah karena potensial matrik tanah setelah
potensial gravitasi tidak bekerja lagi pada air dalam pori tanah tersebut, dan air
tanah tersebut masih dapat diserap oleh akar tanaman. Kadar air tersedia (pF
4.20 – pF 2.54) nyata berkorelasi positif dengan bahan organik, ruang pori total
dan pori mikro.
Kapasitas tanah untuk menahan air juga berhubungan erat dengan struktur
dan tekstur tanah. Penelitian menunjukkan bahwa air tersedia pada beberapa
tanah berhubungan erat dengan kandungan liat, debu, dan pasir. Tanah-tanah
dengan tekstur halus (liat) sangat mudah menahan air tersedia yang lebih
banyak, sedangkan tanah pasir lebih mudah kering dibandingkan dengan tanah
bertekstur liat (Foth, 1988).
3
Kapasitas Lapang
Menurut Veihmeyer dan Hendrickson (1949) dalam Hillel (1997)
kapasitas lapang adalah jumlah air yang tertahan pada tanah setelah air berlebih
terdrainase dan laju gerakan kebawah berkurang, yang biasanya terjadi 2-3 hari
setelah hujan atau irigasi pada tanah sarang dengan struktur dan tekstur yang
seragam. Seiring dengan perkembangan teori dan teknik eksperimen yang lebih
tepat dalam mempelajari proses aliran tidak jenuh konsep kapasitas lapang
seperti disebutkan di atas ini bersifat arbitary. Definisi umum yang banyak
digunakan untuk pengukuran kapasitas lapang (yaitu kadar air zona awal yang
basah, misalnya dua hari setelah infiltrasi) tidak memperhitungkan faktor seperti
kadar air awal pada tanah (pra-infiltasi).
Kapasitas lapang merupakan kadar air yang dapat ditahan oleh tanah
dengan gaya yang sama dengan gaya gravitasi tetapi arahnya berlawanan;
dikenal sebagai batas air yang tersedia untuk pertumbuhan tanaman. Kapasitas
lapang merupakan persentase air yang dapat dikandung oleh tanah setelah air
bebas atau air gravitasi habis mengalir ke bawah; kemampuan air untuk tetap
tinggal di tanah selama 2-3 hari setelah dijenuhkan (Tim Penyusun Kamus PS,
2003).
Menurut Hanafiah (2005) kapasitas lapang adalah kondisi dimana tebal
lapisan air dalam pori-pori tanah mulai menipis, sehingga tegangan antar airudara meningkat hingga lebih besar dari gaya gravitasi, air gravitasi (pori-pori
makro) habis dan air tersedia (pada pori-pori meso atau mikro) bagi tanaman
dalam keadaan optimum. Kondisi ini terjadi pada tegangan permukaan lapisan
air sekitar 1/3 atm atau pF 2.54. Koefisien layu (titik layu permanen atau titik
kelembaban kritis) adalah kondisi kadar air tanah yang ketersediaannya sudah
lebih rendah ketimbang kebutuhan tanaman untuk aktivitas dan
mempertahankan turgornya, sehingga tanaman menjadi layu permanen atau
tidak dapat pulih lagi. Hal ini akibat terbatasnya suplai air atau hujan padahal
penyerapan air oleh tanaman dan evaporasi terus terjadi. Pada kondisi ini air
yang tersisa hanya air adhesi dan kohesi yang terikat kuat oleh gaya matrik
tanah, yaitu pada tegangan sekitar 15 atm. Pada keadaan kapasitas lapang, air
berada pada pori-pori kapiler tanah dan merupakan lapisan yang kontinyu di
sekeliling zarah-zarah tanah. Presentase air tersedia bagi tanaman terbesar pada
keadaan kapasitas lapang, sehingga keadaan ini sering dipertahankan untuk
pertumbuhan tanaman yang baik.
Menurut Hillel (1997), kapasitas lapang dipengaruhi oleh banyak faktor, di
antaranya adalah:
Tekstur tanah
Tanah bertekstur klei dapat menahan air yang lebih banyak dan lebih lama
daripada tanah bertekstur pasir, oleh sebab itu semakin halus tekstur tanah maka
semakin besar kadar air kapasitas lapangnya. Hal ini berkaitan erat dengan
jumlah pori mikro yang merupakan pori pemegang air. Pada tekstur klei jumlah
pori mikro lebih banyak daripada tanah bertekstur pasir sehingga kemampuan
memegang airnya lebih tinggi.
4
Struktur tanah
Struktur tanah mempengaruhi kapasitas lapang melalui cara tersusunya
partikel-partikel tanah. Partikel-partikel yang sangat padat mempunyai ruang
dengan selaput air yang tipis, sehingga air dipegang dengan kuat. Semakin
banyak pori berukuran kecil makin tinggi kandungan air kapiler. Tanah pasir
yang lepas memiliki ruang pori yang besar. Pori ini banyak terisi oleh udara
namun hanya sedikit memegang air.
Tipe klei
Mineral yang memiliki kemampuan mengembang mengkerut seperti
montmorilonit dan vermikulit akan mengikat air lebih banyak daripada mineral
yang tidak memiliki kemampuan mengembang mengkerut seperti ilit, klorit, dan
kaolinit (Sutanto, 2005)
Kandungan bahan organik
Bahan organik tanah dapat membantu menahan air yang lebih banyak.
Semakin tinggi permukaan spesifik bahan organik dan semakin sarang tanah,
maka kandungan kadar air kapasitas lapang tanah semakin tinggi.
Kedalaman solum dan kadar air sebelumnya
Pada umumnya semakin basah profil tanah pada awalnya dan semakin
besar kedalaman solum, maka semakin lambat laju redistribusi dan semakin
besar kadar air kapasitas lapangnya karena volume simpan air tanahnya juga
semakin besar. Kedalaman solum ini sangat penting bagi tanaman berakar
tunggang dan dalam (Hanafiah, 2005).
Adanya lapisan penahan pada profil
Lapisan penahan pada profil yang dimaksud adalah seperti lapisan klei,
pasir, atau kerikil yang dapat menghambat redistribusi dan meningkatkan
kapasitas lapang. Laju aliran yang keluar dari suatu lapisan tertentu pada tanah
tidak saja tergantung pada tekstur tetapi juga pada komposisi dan struktur profil
secara keseluruhan, adanya lapisan penahan pada suatu kedalaman tertentu bisa
menjadi penghambat gerakan air keluar dari lapisan di atas penahan tersebut.
Evapotranspirasi
Laju dan pola penyerapan air ke atas dapat mempengaruhi gradient dan
arah aliran dalam profil, sehingga mengubah proses redistribusi dan drainase
internal di dalam tanah. Semakin besar laju evapotranspirasinya maka kapasitas
lapangnya akan menurun.
Bobot Isi
Bobot isi atau bulk density menunjukkan berat tanah kering per satuan
volume tanah (termasuk pori-pori tanah). Bobot isi biasanya dinyatakan dalam
g/cm3. Penentuan bulk density berguna untuk evaluasi terhadap kemungkinan
5
akar menembus tanah. Pada tanah-tanah dengan bulk density tinggi akar tanaman
tidak dapat menembus lapisan tanah tersebut (Hardjowigeno, 2003).
Bobot isi tanah merupakan salah satu sifat fisik tanah yang paling sering
ditentukan, karena keterkaitannya yang erat dengan kemudahan penetrasi akar di
dalam tanah, drainase, dan aerasi tanah serta sifat fisik tanah lainnya. Nilai bobot
isi bervariasi antara titik satu dengan titik yang lainnya disebabkan oleh variasi
kandungan bahan organik, tekstur tanah, kedalaman perakaran, struktur tanah,
jenis fauna, dan lain-lain. Nilai bobot isi sangat dipengaruhi oleh pengelolaan
yang dilakukan terhadap tanah. Nilai bobot isi terendah biasanya didapatkan di
permukaan tanah sesudah pengolahan tanah. Tanah dengan ruang pori total
tinggi, seperti tanah klei cenderung mempunyai bobot isi yang lebih rendah.
Sebaliknya, tanah dengan tekstur kasar, walaupun ukuran porinya besar, namun
total ruang porinya lebih kecil sehingga bobot isinya menjadi lebih besar (Kurnia
et al., 2006).
Tekstur Tanah
Kelas tekstur tanah menunjukkan perbandingan butir-butir pasir (2 mm 50µ), debu (50µ - 2µ), dan klei ( lom > pasir. Hal ini terkait dengan pengaruh tekstur terhadap
proporsi bahan koloidal, ruang pori, dan luas permukaan adsorptif, yang makin
halus teksturnya akan makin banyak sehingga makin besar kapasitas simpan
airnya. Tanah pasir memiliki pori kasar lebih banyak daripada tanah klei. Tanah
dengan banyak pori kasar sulit menahan air sehingga tanaman mudah
kekeringan. Tanah klei mempunyai pori total lebih tinggi daripada tanah pasir.
Metode Penetapan Kadar Air Kapasitas Lapang
Dalam keadaan kapasitas lapang, air berada pada pori-pori kapiler tanah
dan merupakan lapisan yang kontinyu di sekeliling zarah-zarah tanah. Persentase
air tersedia bagi tanaman tersebar pada keadaan kapasitas lapang, sehingga
keadaan ini sering dipertahankan untuk pertumbuhan tanaman. Keadaan
6
kapasitas lapang ini dapat ditetapkan di laboratorium dengan beberapa metode
seperti metode Alhricks, Drainase bebas, dan Pressure plate. Metode Alhricks
menganggap terjadinya pengisian pori-pori kapiler oleh air yang bergerak secara
gravitasi. Metode Pressure plate yaitu dengan memberikan tekanan dalam alat
yang disebut Pressure plate. Tekanan dapat dinyatakan dalam cm tinggi kolom
air yaitu sebesar 346 cm kolom air atau pF 2.54.
Menurut Baskoro dan Tarigan (2007), terdapat perbedaan antar kadar air
pF 2.54 dengan kadar air drainase berhenti atau Alhricks untuk tanah yang
berbeda. Penyetaraan kadar air kapasitas lapang dengan kadar air pF 2.54
cenderung memberikan hasil yang terlalu rendah. Beberapa ahli beranggapan
bahwa kadar air kapasitas lapang untuk tanah berpasir lebih sesuai jika
disetarakan dengan kadar air pF 2.00 daripada kadar air pF 2.54.
Bunga Matahari
Bunga matahari merupakan tanaman asli dari Amerika Utara yang juga
tanaman khas dari Kansas dan tumbuh liar di banyak area di Amerika Serikat.
Bunga ini dibawa ke Spanyol dari Amerika sebelum pertengahan abad ke 16 dan
menyebar sepanjang jalur perdagangan ke Italia, Mesir, Afghanistan, India,
China dan Rusia. Bunga matahari dikembangkan sebagai tanaman penghasil
minyak di Rusia, dan diterima secara luas di Eropa (Cobia, 1978).
Tanaman bunga matahari merupakan tanaman setahun yang
pertumbuhannya relatif cepat. Batangnya tegak, tidak bercabang, dan tingginya
bervariasi tergantung varietasnya, yaitu antara 0.7-3.5 m. Letak bunganya berada
di ujung batang utama dengan diameter antara 10-40 cm menghadap ke arah
matahari, dari banyak kultivar yang ada tersedia warna bunga dari kuning,
hingga kuning tua, merah, krem, bicolor, dan multicolor (Duke, 1983).
Menurut Yawson, et al. (2011) produktivitas bunga matahari sangat diatur
oleh ketersediaan air dan kerugiaan panen terjadi ketika kekurangan air pada
masa pembungaan. Kebutuhan air untuk bunga matahari diestimasi sebesar
672.4 mm/musim. Menurut FAO (2013) kebutuhan air bagi pertumbuhan
tanaman bunga matahari bervariasi dari 600-1000 mm, tergantung dari iklim dan
lama pertumbuhan. Evaporasi meningkat dari awal pertumbuhan hingga
pembungaan dan dapat mencapai puncaknya 12-15 mm/hari. Persentase
penggunaan air dari tanaman tersebut berbeda selama masa pertumbuhan yaitu
20% selama masa vegetatif, 55% selama masa pembungaan, dan 25 % selama
masa pemasakan.Irigasi yang paling cocok adalah irigasi permukaan, terutama
dengan furrow irrigation.
Sunflower dapat tumbuh subur pada iklim arid dengan bantuan irigasi
hingga temperatur di bawah kondisi hujan, namun sangat rentan dengan kondisi
dingin. Temperatur harian yang baik untuk pertumbuhan berkisar antara 1825oC. Total periode pertumbuhan adalah 70 hingga 200 hari. Pada iklim
subtropis total periode pertumbuhan adalah 130 hari. Pada lapisan tanah dalam
sistem perakaran dapat mencapai 2-3 m namum penyerapan air saat tumbuh
sempurna diambil pada kedalam 0.8-1.5 m (FAO, 2013).
7
METODE
Tempat dan Waktu Penelitian
Penelitian yang dilakukan terdiri dari (1) analisis tanah awal dilakukan di
Laboratorium Kimia dan Kesuburan Tanah, Departemen Ilmu Tanah dan
Sumberdaya Lahan, Fakultas Pertanian, Institut Pertanian Bogor, (2) pengukuran
sifat fisik tanah (bobot isi dan kadar air kapasitas lapang) dilakukan di
Laboratorium Fisika dan Konservasi Tanah, Departemen Ilmu Tanah dan
Sumberdaya Lahan, Fakultas Pertanian, Institut Pertanian Bogor, dan (3)
penanaman dilakukan di Rumah Kaca Kebun Percobaan Cikabayan University
Farm IPB. Penelitian berlangsung mulai bulan Februari hingga Desember 2012.
Bahan
Bahan yang digunakan selama penelitian adalah contoh tanah Latosol
Darmaga yang telah dikeringudarakan dan diayak dengan saringan 2 mm,
pereaksi kimia, bibit bunga matahari varietas Velvet Queen, pupuk urea, SP-36,
KCL, dan insektisida. Detail bahan yang digunakan dalam penelitian ini tersaji
pada Tabel lampiran 1.
Alat
Peralatan yang digunakan antara lain pressure plate apparatus, paralon,
oven, timbangan, pH meter, spektrofotometer, flamefotometer, ayakan 2 mm,
pot, meteran, jangka sorong, peralatan gelas, dan kamera digital. Detail peralatan
yang digunakan untuk analisis awal maupun analisis sifat fisik tanah tersaji pada
Tabel lampiran 1.
Pelaksanaan Penelitian
Secara garis besar penelitian ini dilakukan melalui dua tahapan percobaan
yaitu (1) penetapan kadar air kapasitas lapang dengan metode Alhricks, Drainase
bebas, dan Pressure plate dengan sampel tanah merupakan hasil simulasi untuk
mencapai ketiga tekstur yang berbeda, (2) percobaan pot yang dilakukan di
rumah kaca dengan tanaman bunga matahari. Analisis pendahuluan juga
dilakukan meliputi analisis kadar air kering udara, P dan K tersedia, N total, Corganik, pH, dan bobot isi.
Pengambilan Sampel Tanah
Tanah Latosol Darmaga diambil secara komposit pada kedalaman 0-20
cm, dimasukkan ke dalam karung lalu diberi label. Selanjutnya contoh tanah
dikering udarakan, ditumbuk, lalu diayak dengan ayakan 2 mm.
8
Simulasi Tekstur
Simulasi ini dilakukan untuk mendapatkan jenis tekstur tanah yang
berbeda-beda dengan cara mencampurkan tanah dengan pasir kuarsa yang bersih
(bebas klei dan debu) dan lolos saringan 2 mm. Bahan tanah yang digunakan
adalah tanah Latosol dengan persentase fraksi pasir, debu, dan klei berturut-turut
sebesar 5%, 19%, dan 76% (bertekstur klei). Analisis tekstur tanah ditetapkan
dengan cara pipet.
Untuk mendapatkan tekstur tanah yang berbeda, rasio bahan tanah dan
pasir kuarsa yang digunakan adalah 1:0, 4:6, dan 2:8. Rasio 1:0 (T1)
menghasilkan tekstur klei, merupakan asli Latosol. Rasio 4:6 (T2) menghasilkan
tekstur lom klei berpasir, dan rasio 2:8 (T3) menghasilkan tekstur lom berpasir.
Analisis Awal Tanah
Analisis awal tanah dilakukan terhadap setiap jenis tekstur tanah.
Parameter yang dianalisis meliputi kadar air awal (kering udara), P dan K
tersedia, Nitrogen total, C-organik, dan pH. Analisis sifat kimia dan metode
yang digunakan tersaji pada Tabel lampiran 1.
Kadar air awal (kering udara). Penetapan kadar air dilakukan untuk
mengetahui kadar air tanah awal sebelum adanya perlakuan, sehingga dapat
ditetapkan jumlah air yang harus ditambahkan untuk mencapai kapasitas lapang
tiap metode (Alhricks, Drainase bebas, dan Pressure plate). Penetapan kadar air
ini menggunakan contoh tanah yang telah dikeringudarakan dan dilakukan
secara gravimetri yaitu dilakukan dengan cara menimbang sejumlah contoh
tanah dalam cawan timbang dengan berat tertentu (X= berat kering udara
(BKU)), lalu dikeringkan dalam oven pada suhu 105oC sampai beratnya tetap,
kemudian contoh tanah tersebut ditimbang kembali (Y= berat kering mutlak
(BKM)). Kadar air dihitung dengan persamaan sebagai berikut:
Kadar Air = (X-Y)/Y x 100%
Analisis sifat kimia. Analisis kimia yang dilakukan meliputi penetapan P
dan K tersedia, Nitrogen total, C-organik, dan pH. Analisis ini dilakukan untuk
menentukan jumlah pupuk yang diberikan.
Bobot isi. Bobot isi yang ditetapkan adalah bobot isi pada kondisi tanah
diolah. Menurut Sulaeman (2011) bobot isi ditetapkan dengan cara memasukkan
sejumlah contoh tanah ke dalam gelas ukur lalu diketuk sebanyak 50 kali
ketukan untuk mendapatkan volume setelah diketuk. Nilai berat kering mutlak
(BKM) diperoleh dengan menimbang tanah terlebih dahulu dan ditentukan kadar
airnya. Bobot isi dapat diketahui dengan rumus:
BI (g/cm3) = BKM (g)/Vt (cm3)
BKM : berat kering mutlak ; Vt: volume total
Penetapan Kadar Air Kapasitas Lapang
1. Kadar air kapasitas lapang metode Alhricks
Tahapan pengerjaan dengan metode Alhricks adalah sebagai berikut:
gelas piala 500 ml diisi dengan pasir kuarsa setinggi 1-2 cm, agar tanah tidak
turun saat diketuk maka di atas pasir kuarsa diletakkan kain kasa. Pipa gelas
diletakkan tegak lurus dengan permukaan pasir. Gelas piala diisi dengan
contoh tanah kering udara sampai 3.5 cm dari tepi atas gelas. Gelas piala
9
diketuk 50 kali ketukan untuk mencapai bobot isi standar. Lapisan tanah atas
dibasahi dengan air dengan cara disemprot dengan sprayer sedalam 2.5 – 4.0
cm sehingga air tidak sampai membasahi pasir. Gelas piala ditutup dan
disimpan selama 24 jam. Setelah 24 jam, diambil contoh tanah dari gelas piala
sedalam kira-kira 2.5 cm dari permukaan dan ditetapkan kadar airnya
berdasarkan bobot tanah kering oven 105oC. Dilakukan pengukuran kadar air
per interval waktu dan dibuat persamaan antar kadar air dan waktu. Dari
persamaan tersebut kapasitas lapang diketahui.
Gambar 1 Pengukuran kadar air kapasitas lapang metode Alhricks
2. Kadar air kapasitas lapang metode drainase bebas
Tahapan pengerjaan dengan metode drainase bebas adalah sebagai berikut:
ketiga jenis tanah yang berbeda teksturnya dimasukkan ke dalam masing-masing
paralon yang bagian bawahnya sudah ditutup dengan kasa strimin dan diletakkan
di atas tatakan. Contoh tanah diberi air hingga jenuh atau sampai ada air yang
terdrainase melalui celah kasa strimin. Paralon ditutup dengan plastik wrap dan
diamkan selama 24 jam. Contoh tanah diambil dan ditetapkan kadar airnya
seperti metode Alhricks.
Gambar 2 Pengukuran kadar air kapasitas lapang metode drainase bebas
3. Kadar air kapasitas lapang metode Pressure plate
Tahapan pengerjaan dengan metode Pressure plate adalah sebagai berikut
contoh tanah kering udara ditimbang dan dimasukkan ke dalam ring sample
sesuai dengan bobot isi yang telah didapatkan. Ring sample tersebut disusun
pada pressure plate apparatus kemudian dijenuhkan selama + 24 jam.
Kemudian dimasukkan ke dalam panci atau alat pF dan diberikan tekanan 1/3
atm atau pF 2.54. Ditunggu sampai tetesan air berhenti kemudian tanah diangkat
dan ditetapkan kadar airnya. Penetapan kadar air dilakukan secara gravimetri.
10
(a)
(b)
Gambar 3 Alat pF (a), sample tanah yang akan diukur kadar air
kapasitas lapangnya (b)
Penanaman
Pada penelitian ini, tahap percobaan pot di rumah kaca menggunakan
indikator tanaman bunga matahari. Tanaman ini dipilih karena menurut
Hasugian (1994) bunga matahari banyak digunakan untuk penelitian-penelitian
yang berhubungan dengan air tanah. Tahap pertama yang harus dilakukan adalah
penyemaian. Biji bunga matahari diambil dan ditabur dalam pot yang berisi
campuran tanah dan kompos dengan perbandingan 1:1. Ditunggu 10 hari sejak
masa tabur. Bila tinggi bibit sekitar 15 – 20 cm, kemudian dipindahkan ke potpot percobaan. Diberikan kompos dan pupuk dasar sesuai dengan dosis
berdasarkan hasil analisis awal tanah. Bobot isi media tanam dalam pot
disesuaikan dengan hasil analisis di laboratorium. Pengaturan air dilakukan
sesuai dengan percobaan penelitian.
Perlakuan penelitian terdiri dari 3 jenis tekstur tanah (klei, lom klei
berpasir, dan lom berpasir) diberikan 3 taraf perlakuan penyiraman sesuai kadar
air kapasitas lapang (KAKL) menurut hasil penetapan dengan metode Alhricks,
Drainase bebas, dan Pressure plate. Dasar penyiraman berbasis bobot kering
udara (BKU) yang tetap. Total perlakuan adalah 9 perlakuan dan masing-masing
perlakuan diulang sebanyak 3 kali, sehingga terdapat 27 satuan percobaan.
Adapun perlakuan tersebut adalah sebagai berikut:
T1M1 = tanah bertekstur klei dengan KAKL metode Alhricks
T1M2 = tanah bertekstur klei dengan KAKL metode Drainase bebas
T1M3 = tanah bertekstur klei dengan KAKL metode Pressure plate
T2M1 = tanah bertekstur lom klei berpasir dengan KAKL metode
Alhricks
T2M2 = tanah bertekstur lom klei berpasir dengan KAKL metode
Drainase bebas
T2M3 = tanah bertekstur lom klei berpasir dengan KAKL metode
Pressure plate
T3M1 = tanah bertekstur lom berpasir dengan KAKL metode Alhricks
T3M2 = tanah bertekstur lom berpasir dengan KAKL metode Drainase
bebas
T3M3 = tanah bertekstur lom berpasir dengan KAKL metode Pressure
plate
Bunga matahari ditanam pada ketiga jenis tekstur dengan mempertahankan
kondisi kadar air kapasitas lapang dengan nilai KAKL yang berbeda-beda sesuai
hasil penetapan masing-masing metode tersebut. Parameter pertumbuhan
11
tanaman yang diamati di antaranya adalah tinggi tanaman, jumlah daun,
diameter batang, perakaran (panjang akar, biomassa akar basah, dan biomassa
akar kering), dan biomasa tajuk (basah dan kering).
Analisis data
Penelitian ini dilakukan dengan menggunakan Rancangan Acak Lengkap
(RAL) faktorial, yang terdiri dari dua faktor yaitu tekstur tanah dan kadar air
kapasitas lapang. Tekstur tanah terdiri dari 3 taraf yaitu T1 (klei) dan T2 (lom
klei berpasir), dan T3 (lom berpasir) sedangkan kadar air kapasitas lapang terdiri
dari 3 taraf yaitu M1 (metode Alhricks), M2 (metode Drainase bebas), dan M3
(metode Pressure plate). Dengan kombinasi masing-masing taraf tersebut,
diperoleh 9 kombinasi perlakuan, setiap kombinasi perlakuan diulang 3 kali.
Sesuai dengan rancangan percobaan yang digunakan, maka statistika yang
digunakan adalah sebagai berikut (Mattjik, 2002):
Keterangan:
Yijk
= nilai pengamatan yang mendapat perlakuan ke-i, perlakuan ke-j dan
ulangan ke-k
µ
= nilai tengah pengamatan
= pengaruh perlakuan tekstur tanah
= pengaruh perlakuan penyiraman berdasarkan KAKL yang diukur
dengan metode yang berbeda
= pengaruh interaksi antara tekstur tanah dan metode
= galat percobaan
yang mana:
i = perlakuan tekstur tanah
j = perlakuan penyiraman berdasarkan KAKL yang diukur dengan metode yang
berbeda
k = ulangan
Analisis sidik ragam digunakan untuk mengidentifikasi pengaruh
perlakuan. Jika hasil uji sidik ragam diperoleh pengaruh nyata atau sangat nyata,
selanjutnya dilakukan uji lanjut Duncan Multiple Range Test (DMRT) pada taraf
5%.
Akibat terjadi kematian pada tanaman yang ditanam pada tekstur lom klei
berpasir (T2) dan lom berpasir (T3), analisis data tidak bisa menggunakan
rancangan di atas. Berdasarkan hal tersebut untuk melihat pengaruh perlakuan
tekstur dan penyiraman berdasarkan KAKL yang diukur dengan metode yang
berbeda hanya dilihat dari data tanaman yang hidup pada tekstur klei (T1) saja
dan menggunakan rancangan yang lebih sederhana. Rancangan yang digunakan
adalah Rancangan Acak Lengkap dengan satu faktor, yaitu perlakuan
penyiraman yang didasarkan pada KAKL yang diukur dengan metode yang
berbeda, persamaan digambarkan sebagai berikut:
12
Yij = µ + Ti +Eij
Keterangan:
Yij
= respon perlakuan
µ
= nilai tengah
Ti
= jenis perlakuan ke i
Eij
= galat percobaan
Berdasarkan alasan di atas pula, maka untuk analisis pengaruh tekstur
terhadap pertumbuhan bunga matahari maka digunakan uji t-student. Statistik uji
t-student dan ANOVA digunakan sebagai statistik uji untuk perbandingan dua
atau lebih kelompok data.
13
Pengambilan contoh
tanah
.
Analisis tekstur
Analisis awal tanah:
Kadar air kering udara
P tersedia
K tersedia
N total
pH
C-organik
Percampuran
dengan pasir
kuarsa
Analisis Kadar air
Analisis Bobot isi
Analisis KAKL
Metode Alhricks
Metode Drainase bebas
Metode Pressure plate
Penambahan air berdasarkan KAKL
dipertahankan
Penanaman bunga matahari
Pengamatan parameter pertumbuhan :
Tinggi tanaman
Diameter batang
Jumlah daun
Perakaran
Biomassa tanaman
Analisis Data
Gambar 4 Diagram alir penelitian
14
HASIL DAN PEMBAHASAN
Analisis Awal Tanah
Hasil analisis sifat fisik tanah awal menunjukkan bahwa tanah latosol (T1)
memiliki tekstur klei dengan kandungan pasir, debu, dan klei masing-masing
sebesar 5%, 19%, dan 76% sedangkan bobot isi sebesar 0.86 g/cm3. Contoh
tanah simulasi yaitu T2 dan T3 masing-masing memiliki tekstur lom klei
berpasir dan lom berpasir dengan bobot isi masing-masing sebesar 1.23 g/cm3
dan 1.36 g/cm3. Menurut Hardjowigeno (2002) lapisan tanah olah mineral
biasanya mempunyai bobot isi antara 1.00-1.60 g/cm3. Kisaran antara 1.20-1.80
g/cm3 dijumpai pada tanah pasir dan lom berpasir.
Tabel 1 Hasil analisis sifat fisik berbagai tekstur tanah
Pasir
(%)
5
62
81
Perlakuan
T1
T2
T3
Debu
(%)
19
8
4
Liat
(%)
76
30
15
Bobot isi
(g/cm3)
0.86
1.23
1.36
Tekstur
Klei
Lom klei berpasir
Lom berpasir
Tabel 2 Hasil analisis sifat kimia berbagai tekstur tanah
Parameter
Satuan
Tekstur klei
P tersedia
ppm
K
me/100 g
N total
%
C-organik
%
pH
Tekstur lom klei berpasir
P tersedia
ppm
K tersedia
me/100 g
N total
%
C-organik
%
pH
Tekstur lom berpasir
P tersedia
ppm
K tersedia
me/100 g
N total
%
C-organik
%
pH
-
Nilai
Kategori
3.32
0.31
0.17
2.68
4.3
Sangat rendah
Rendah
Rendah
Sedang
Masam
5.51
0.06
0.06
0.86
6.2
Rendah
Sangat rendah
Sangat rendah
Sangat rendah
Agak masam
5.02
0.04
0.03
0.46
6.5
Rendah
Sangat rendah
Sangat rendah
Sangat rendah
Agak masam
Keterangan: Pengkelasan berdasarkan kriteria Balai Penelitian Tanah (2005)
15
Berdasarkan Tabel 1 terlihat bahwa bobot isi terbesar adalah tanah dengan
tekstur lom berpasir sedangkan terkecil adalah tanah bertekstur klei. Bobot isi
pada tanah bertekstur klei hasil analisis pada penelitian ini adalah sebesar 0.86
g/cm3. Nilai bobot isi ini sama dengan hasil penelitian Rusdi (2003), hanya
berbeda sedikit pada nilai persentase pasir, debu, dan kleinya. Menurutnya,
Latosol Darmaga termasuk kedalam tekstur klei dengan persentase pasir, debu,
klei masing-masing sebesar 5.95%, 16.60%, 77.45%. Tanah latosol pada lapisan
olah memiliki bobot isi sebesar 0.86 g/cm3 dengan kerapatan jenis zarah (KJZ)
sebesar 2.70 g/cm3 dan ruang pori total sebesar 68.20%.
Tanah bertekstur klei memiliki bobot isi yang lebih kecil daripada tanah
bertekstur lom klei berpasir dan lom berpasir karena memiliki ruang pori total
yang lebih banyak walaupun ukurannya secara umum lebih kecil dibandingkan
dengan tanah yang bertekstur lebih kasar seperti lom klei berpasir dan lom
berpasir. Sebaliknya, tanah berpasir total ruang porinya lebih sedikit sehingga
bobot isinya menjadi lebih besar (Kurnia et al., 2006). Pada tanah berpasir,
walaupun ruang pori totalnya lebih sedikit, gerakan udara dan air cenderung
lebih cepat karena adanya dominasi pori makro. Tanah dengan banyak pori
makro sulit menahan air sehingga tanaman mudah kekeringan. Pada penentuan
bobot isi jumlah ruangan dalam tanah ikut diperhitungkan, yaitu ruang yang
ditempati oleh padatan, air, dan udara. Bobot isi ditentukan oleh jumlah ruang
pori dan padatan tanah.
Menurut Rusdi (2003) tinggi rendahnya bobot isi tanah selain dipengaruhi
oleh tekstur tanah dan jumlah ruang pori, juga dipengaruhi oleh bahan organik
yang dikandung. Pada Tabel 2 menunjukkan bahwa tanah dengan tekstur lom
berpasir memiliki kadar C-organik yang paling rendah jika dibandingkan
dengan tanah bertekstur klei dan lom klei berpasir, sedangkan tanah bertekstur
klei memiliki kadar C-organik yang lebih tinggi yaitu sebesar 2.68%. Tanah
dengan kandungan bahan organik yang tinggi mempunyai berat volume yang
relatif lebih rendah. Bahan organik merupakan bahan yang sarang (porous)
sehingga membuat tanah menjadi lebih lepas atau sarang. Tanah yang sarang per
satuan isi mempunyai bobot yang lebih ringan, sedangkan tanah yang padat akan
memiliki bobot yang lebih berat persatuan isi.
Analisis sifat kimia menunjukkan bahwa tanah latosol memiliki
kandungan nitrogen tanah yang tergolong rendah yaitu sebesar 0.17%
Kandungan P tersedia tanah tergolong sangat rendah yaitu sebesar 3.32 ppm P.
Kandungan K tanah tergolong rendah yaitu sebesar 0.31 me/100 gram
sedangkan kandungan C-organik tergolong sedang yaitu sebesar 2.68%. Tanah
tersebut tergolong masam dengan pH 4.3. Hasil analisis ini sejalan dengan hasil
penelitian Djuniwati et al. (2007) yang menyatakan bahwa Latosol Darmaga
merupakan tanah masam dengan kadar C-organik dan N-total yang rendah. Hal
ini berhubungan dengan sifat Latosol, merupakan tanah yang sudah mengalami
pelapukan lanjut dengan dominasi klei tipe 1:1 (kaolinit). Kadar K yang
dianalisis tidak sejalan dengan penelitian Djuniwati et al.(2007) yang
menyatakan bahwa kadar K di tanah Latosol tinggi (0.90 me/100g) karena
pengaruh residu pemupukan dan pengapuran, sedangkan hasil analisis
menunjukkan kadar yang rendah (0.31 me/100g). Hasil ini diduga karena lokasi
pengambilan sampel sudah lama tidak dijadikan tempat budidaya tanaman
dengan pemupukan yang intensif dan jauh dari tempat budidaya tanaman lain,
16
sehingga kemungkinan adanya pengaruh residu pemupukan dan pengapuran
kecil. Vegetasi yang ada di lokasi pengambilan sampel adalah rumput (Lampiran
19).
Pada bahan tanah bertekstur klei pada umumnya memiliki kandungan N
total, K tersedia, C-organik yang lebih tinggi jika dibandingkan dengan tanah
bertekstur lom klei berpasir dan lom berpasir, namun kandungan P tersedia pada
tanah bertekstur klei lebih rendah daripada kedua tekstur lainnya. Hal ini
disebabkan karena pada tanah bertekstur lom klei berpasir dan lom berpasir
memiliki pH yang lebih tinggi yang mana ketersediaan P lebih tinggi daripada
tanah klei yang memiliki pH lebih rendah. Menurut Leiwakabessy (2003) pH
memiliki pengaruh yang sangat besar terhadap retensi P. Peningkatan pH akan
mengurangi retensi P. Ketersediaa P tertinggi terjadi pada selang pH 6.0-6.5.
Pada pH yang lebih rendah dari nilai ini, aktivitas P berkurang karena retensi
R2O3 dan di atas pH ini diretensi oleh ion-ion Ca dan Mg ataupun CaCO3. Pada
tanah berteksur lom berpasir memiliki pH yang lebih besar dari tanah bertekstur
lom klei berpasir dan klei. Berdasarkan hasil pengukuran pH pasir kuarsa yang
digunakan sebagai bahan pencampur adalah sebesar 7.45.
Pengaruh Ketebalan Pasir Kuarsa dan Tanah terhadap KAKL Metode
Alhricks
Pada analisis ini dibandingkan ketebalan pasir kuarsa yang digunakan dan
contoh tanah yang akan diukur kadar air kapasitas lapangnya dengan metode
Alhricks. Tujuan analisis variasi ini adalah untuk mencari ketebalan pasir kuarsa
dan tanah yang paling baik dalam melakukan pengukuran kadar air kapasitas
lapang dengan metode Alhricks. Dilakukan pada 3 variasi ketebalan pasir kuarsa
dan tanah, di antaranya:
Variasi 1 (ketebalan pasir kuasa = 2 cm; ketebalan tanah = 6 cm)
Tebal pasir kuarsa adalah 2 cm sedangkan ketebalan tanah adalah 6 cm.
Kedalaman pengambilan sampel tanah adalah 3 cm dari permukaan tanah dan
letak pipa adalah 1 cm dari dasar wadah. Variasi ini merupakan metode standar
yang biasa digunakan pada penetapan kadar air kapasitas lapang dengan metode
Alhricks. Metode ini merujuk pada buku Penuntun Praktikum Dasar-Dasar Ilmu
Tanah, Jurusan Tanah Fakultas Pertanian Institut Pertanian Bogor tahun 1991.
Dinamika kadar air pada penetapan dengan metode Alhricks variasi 1
dapat dilihat pada Gambar 5. Pada variasi ini, kadar air pada tekstur klei
mengalami penurunan dari hari pertama ke hari ke-2, yaitu dari 51.77% menjadi
51.28%, namun kadar airnya naik pada hari ke-3, yaitu sebesar 53.11%. Pada
hari ke-4 kadar airnya turun menjadi 51.45% namun pada hari ke-5 naik lagi
menjadi 53.61%. Begitu pula yang terjadi pada tanah bertekstur lom klei
berpasir dan lom berpasir. Pada tanah bertekstur lom klei berpasir terjadi
penurunan kadar air dari hari pertama sampai hari ke-3 yaitu dari 24.88%
menjadi 23.06%, dan turun lagi menjadi 22.97%, namun mengalami kenaikan
pada hari ke-4 dan ke-5 yaitu menjadi 23.37%, naik lagi menjadi 24.16%. Pada
tekstur lom berpasir justru terjadi kenaikan kadar air dari hari pertama ke hari
ke-2 yaitu 15.12% menjadi 16.87%, namun mengalami penurunan pada hari ke-
17
3 sampai ke-4 yaitu 15.33% menjadi 13.75% dan naik lagi pada hari ke-5
menjadi 15.18%.
Peristiwa naik turunnya kadar air ini merupakan penyimpangan yang
terjadi pada penetapan kadar air kapasitas lapang, karena semestinya kadar air
mengalami penurunan selama 2 sampai 3 hari lalu pada hari selanjutnya nilai
kadar airnya relatif tetap. Penyimpangan ini dapat disebabkan karena adanya
peristiwa kapilaritas, sehingga air yang
ALHRICKS, DRAINASE BEBAS, DAN PRESSURE PLATE PADA
BERBAGAI TEKSTUR TANAH UNTUK TANAMAN BUNGA
MATAHARI (Helianthus annuus L.)
MAHARTIKA SETIANINGSIH
DEPARTEMEN ILMU TANAH DAN SUMBERDAYA LAHAN
FAKULTAS PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2013
PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN SUMBER
INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA
Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul Penetapan Kadar Air
Kapasitas Lapang dengan Metode Alhricks, Drainase Bebas, dan Pressure plate
pada Berbagai Tekstur Tanah untuk Tanaman Bunga Matahari (Helianthus
annuus L.) adalah benar karya saya dengan arahan dari dosen pembimbing dan
belum diajukan dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber
informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak
diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam
Daftar Pustaka di bagian akhir skripsi ini.
Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut
Pertanian Bogor.
Bogor, Juni 2013
Mahartika Setianingsih
NIM A14080101
ABSTRAK
MAHARTIKA SETIANINGSIH. Penetapan Kadar Air Kapasitas Lapang dengan
Metode Alhricks, Drainase Bebas, dan Pressure plate pada Berbagai Tekstur
Tanah untuk Tanaman Bunga Matahari (Helianthus annuus L.). Dibimbing oleh
OTENG HARIDJAJA dan DWI PUTRO TEJO BASKORO.
Ketersediaan air tanah merupakan salah satu faktor penting dalam
menentukan pertumbuhan tanaman. Kadar air kapasitas lapang merupakan batas
maksimum air yang tersedia bagi tanaman. Kadar air kapasitas lapang dapat
ditetapkan dengan metode yang berbeda. Tujuan penelitian ini adalah untuk
membandingkan metode pengukuran kadar air kapasitas lapang dan melihat
respon pertumbuhan tanaman bunga matahari pada kisaran kapasitas lapang yang
ditetapkan dengan metode yang berbeda. Penelitian ini diawali dengan penetapan
kadar air kapasitas lapang (KAKL) dengan tiga metode yang berbeda yaitu
metode Alhricks, Drainase bebas, dan Pressure Plate pada tanah dengan kelas
tekstur berbeda yaitu klei, lom klei berpasir, dan lom berpasir. Selanjutnya
dilakukan penanaman bunga matahari di rumah kaca dengan perlakuan
penyiraman yang didasarkan pada KAKL dari masing-masing metode. Rancangan
percobaan yang digunakan adalah rancangan acak lengkap faktorial dengan 3 kali
ulangan. Hasil penelitian menunjukkan bahwa tekstur dan metode penetapan serta
interaksi keduanya berpengaruh nyata terhadap nilai KAKL. Pada tekstur klei
perlakuan penyiraman yang didasarkan pada KAKL tidak berpengaruh nyata
terhadap tinggi tanaman, jumlah daun, diameter batang, dan biomassa akar kering
namun berpengaruh nyata terhadap biomassa akar basah, biomassa tajuk basah
dan kering, serta panjang akar. Pada perlakuan tekstur, terdapat perbedaan respon
pertumbuhan yang nyata antara tanaman bunga matahari yang ditanam pada
tekstur klei, lom klei berpasir, dan lom berpasir.
Kata kunci: Alhricks, drainase bebas, kadar air kapasitas lapang, pressure plate
ABSTRACT
MAHARTIKA SETIANINGSIH. Determination of Field Capacity by Alhricks,
Free Drainage, and Pressure Plate Methods at Different Soil Texture for
Sunflower (Helianthus annuus L.). Supervised by OTENG HARIDJAJA and
DWI PUTRO TEJO BASKORO.
Soil water availability is one of the important factors influencing plant
growth. Field capacity is an upper limit of available water for plants. Field
capacity can be determinated by different methods. The objectives of this research
are to compare among methods of field capacity measurement and to observe a
response of sunflower growth in the range of field capacity that define with
different methods. This research was initiated with field capacity measurement
with three diffrent methods, i.e. Alhricks, Free drainage, and Pressure Plate at
different soil textures, i.e. clay, sandy clay loam, and sandy loam. Furthermore,
sunflower planting with different watering treatment based on field capacity of
each mentioned methods was carried out in greenhouse. The research was
designed by completely randomized design factorial with three replications. The
result showed that soil texture and field capacity method and interaction of both
significantly affected a field capacity value. In clay textured soil, watering
treatment based on field capacity of each method did not significantly affect on
plant height, number of leaves, stem diameter, and dry root biomass but
significantly affected on wet root biomass, wet and dry canopy biomass, and root
length. The result also showed that different texture will affect growth response of
sunflower.
Keywords: Alhricks, field capacity, free drainage, pressure plate
PENETAPAN KADAR AIR KAPASITAS LAPANG DENGAN METODE
ALHRICKS, DRAINASE BEBAS, DAN PRESSURE PLATE PADA
BERBAGAI TEKSTUR TANAH UNTUK TANAMAN BUNGA
MATAHARI (Helianthus annuus L.)
MAHARTIKA SETIANINGSIH
Skripsi
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Sarjana Pertanian
pada
Departemen Ilmu Tanah dan Sumberdaya Lahan
DEPARTEMEN ILMU TANAH DAN SUMBERDAYA LAHAN
FAKULTAS PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2013
Judul Skripsi : Penetapan Kadar Air Kapasitas Lapang dengan Metode Alhricks,
Drainase Bebas, dan Pressure Plate pada Berbagai Tekstur Tanah
untuk Tanaman Bunga Matahari (Helianthus annuus L.)
Nama
: Mahartika Setianingsih
NIM
: A14080101
Disetujui oleh
Dosen Pembimbing I
Dr Ir Oteng Haridjaja, MSc
NIP. 19490106 197403 1 002
Dosen Pembimbing II
Dr Ir Dwi Putro Tejo Baskoro, MSc
NIP. 19630126 198703 1 001
Diketahui oleh
Ketua Departemen Ilmu Tanah dan Sumberdaya Lahan
Dr Ir Syaiful Anwar, MSc
NIP. 19621113 198703 1 003
Tanggal Lulus:
PRAKATA
Puji dan Syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT atas rahmat, karunia,
dan kekuatan-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan penelitian dan penulisan
skripsi ini sebagai tugas akhir untuk memperoleh gelar Sarjana Pertanian pada
Departemen Ilmu Tanah dan Sumberdaya Lahan, Fakultas Pertanian Institut
Pertanian Bogor.
Tanaman memerlukan air dalam pertumbuhannya. Air yang dapat diserap
oleh tanaman adalah kandungan air yang berada diantara kondisi kapasitas lapang
dan titik layu permanen yang disebut air tersedia, oleh karena itu diperlukan suatu
metode untuk mengetahui kadar air kapasitas lapang tersebut. Skripsi yang
berjudul “Penetapan Kadar Air Kapasitas Lapang dengan Metode Alhricks,
Drainase Bebas, dan Pressure plate pada Berbagai Tekstur Tanah untuk Tanaman
Bunga Matahari (Helianthus annuus L.)” ini merupakan hasil penelitian yang
diharapkan dapat menjawab metode yang lebih baik dalam penentuan kadar air
kapasitas lapang pada berbagai tekstur tanah, selain itu penulis juga ingin melihat
respon kadar air kapasitas lapang berdasarkan ketiga metode terhadap
pertumbuhan bunga matahari.
Penelitian dilaksanakan pada bulan Februari sampai Desember 2012.
Pelaksanaan penelitian diawali dengan analisis sifat fisik dan kimia tanah di
laboratorium kemudian dilanjutkan dengan percobaan pot di rumah kaca dengan
tanaman bunga matahari dan hasilnya dituangkan dalam skripsi ini.
Penulis menyadari bahwa skripsi ini dapat diselesaikan dengan bantuan
banyak pihak. Oleh karena itu, penulis ingin mengucapkan terima kasih kepada Dr
Ir Oteng Haridjaja, MSc dan Dr Ir Dwi Putro Tejo Baskoro, MSc atas segala
bimbingan, pengarahan, dan saran yang telah diberikan kepada penulis; keluarga
tercinta (Bapak, Mama, dan Inggrit Tunaswiyati) atas limpahan do’a, kasih
sayang, kesabaran dan dukungan baik moral maupun materil; Dymaz Gonggo
Yudha Ardhita atas waktu, motivasi, perhatian dan bantuannya selama ini; Staf
University Farm Cikabayan dan Laboratorium Konservasi Tanah dan Air; serta
seluruh sahabat MSL 45 dan adik-adik MSL 46 dan 47 yang tidak dapat
disebutkan satu persatu.
Penulis berharap semoga hasil penelitian ini berguna bagi bidang ilmu tanah
dan bidang-bidang lain yang terkait dengan penelitian ini.
Bogor, Juni 2013
Mahartika Setianingsih
DAFTAR ISI
DAFTAR TABEL
DAFTAR GAMBAR
DAFTAR LAMPIRAN
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Tujuan Penelitian
Manfaat Penelitian
Hipotesis
TINJAUAN PUSTAKA
Air Tersedia
Kapasitas Lapang
Bobot Isi
Tekstur Tanah
Metode Penetapan Kadar Air Kapasitas Lapang
Bunga Matahari
METODE
Tempat dan Waktu Penelitian
Bahan
Alat
Pelaksanaan Penelitian
HASIL DAN PEMBAHASAN
Analisis Awal Tanah
Pengaruh Ketebalan Pasir Kuarsa dan Tanah terhadap KAKL Metode
Alhricks
Pengaruh Tekstur dan Metode Pengukuran terhadap Nilai Kadar Air
Kapasitas Lapang
Pengaruh Pemberian Air Berdasarkan KAKL yang Diukur dengan Metode
Berbeda terhadap Pertumbuhan Tanaman Bunga Matahari pada Tekstur Klei
Pengaruh Perbedaan Tekstur Tanah Terhadap Pertumbuhan Tanaman Bunga
Matahari
SIMPULAN DAN SARAN
Simpulan
Saran
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
RIWAYAT HIDUP
ix
x
x
1
1
2
2
2
2
2
3
4
5
5
6
7
7
7
7
7
14
14
16
20
22
27
34
34
34
35
37
55
DAFTAR TABEL
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
Hasil analisis sifat fisik berbagai tekstur tanah
Hasil analisis sifat kimia berbagai tekstur tanah
Persamaan polinomial, koefisien determinasi (R2), dan nilai kadar air
kapasitas lapang pada tiap variasi dan tekstur tanah
Nilai kadar air kapasitas lapang (%-bobot) pada berbagai tekstur
tanah yang diukur dengan metode berbeda
Pengaruh pemberian air berdasarkan KAKL yang diukur dengan
metode yang berbeda terhadap tinggi tanaman (cm)
Pengaruh pemberian air berdasarkan KAKL yang diukur dengan
metode yang berbeda terhadap jumlah daun
Pengaruh pemberian air berdasarkan KAKLyang diukur dengan
metode berbeda terhadap pertumbuhan diameter batang (mm)
Pengaruh pemberian air berdasarkan KAKL yang diukur dengan
metode berbeda terhadap perakaran
Pengaruh pemberian air berdasarkan KAKL yang diukur dengan
metode berbeda terhadap biomassa tajuk
Pengaruh tekstur lom klei berpasir dan lom berpasir terhadap tinggi
tanaman (cm)
Pengaruh tekstur klei dan lom klei berpasir terhadap tinggi tanaman
(cm)
Pengaruh tekstur klei dan lom berpasir terhadap tinggi tanaman (cm)
Pengaruh tekstur lom klei berpasir dan lom berpasir terhadap jumlah
daun
Pengaruh tekstur klei dan lom klei berpasir terhadap jumlah daun
Pengaruh tekstur klei dan lom berpasir terhadap jumlah daun
Pengaruh tekstur lom klei berpasir dan lom berpasir terhadap
diameter batang (mm)
Pengaruh tekstur klei dan lom klei berpasir terhadap diameter batang
(mm)
Pengaruh tekstur klei dan lom berpasir terhadap diameter batang
(mm)
Pengaruh tekstur lom klei berpasir dan lom berpasir terhadap
perakaran
Pengaruh tekstur klei dan lom klei berpasir terhadap perakaran
Pengaruh tekstur klei dan lom berpasir terhadap perakaran
Pengaruh tekstur lom klei berpasir dan lom berpasir terhadap
biomassa tajuk
Pengaruh tekstur klei dan lom klei berpasir terhadap biomassa tajuk
Pengaruh tekstur klei dan lom berpasir terhadap biomassa tajuk
14
14
19
20
23
24
25
25
26
27
28
28
29
29
30
30
31
31
32
32
32
33
33
33
DAFTAR GAMBAR
1
2
3
4
5
Pengukuran kadar air kapasitas lapang metode Alhricks
Pengukuran kadar air kapasitas lapang metode drainase bebas
Alat pF (a), sample tanah yang akan diukur kadar air kapasitas
lapangnya (b)
Diagram alir penelitian
Kadar air kapasitas lapang metode Alhricks pada berbagai ketebalan
pasir kuarsa dan tanah
9
9
10
13
18
DAFTAR LAMPIRAN
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
Metode analisis, alat, dan bahan yang digunakan dalam penelitian
Rekapitulasi sidik ragam pengaruh metode dan tekstur tanah serta
interaksi keduanya terhadap kadar air kapasitas lapang
Rekapitulasi sidik ragam pengaruh pemberian air berdasarkan
KAKL yang diukur dengan metode berbeda terhadap tinggi tanaman
Rekapitulasi sidik ragam pengaruh tekstur lom klei berpasir dan lom
berpasir terhadap tinggi tanaman
Rekapitulasi sidik ragam pengaruh tekstur klei dan lom klei berpasir
terhadap tinggi tanaman
Rekapitulasi sidik ragam pengaruh tekstur klei dan lom berpasir
terhadap tinggi tanaman
Rekapitulasi sidik ragam pengaruh pemberian air berdasarkan
KAKL yang diukur dengan metode yang berbeda terhadap jumlah
daun
Rekapitulasi sidik ragam pengaruh tekstur lom klei berpasir dan lom
berpasir terhadap jumlah daun
Rekapitulasi sidik ragam pengaruh tekstur klei dan lom klei berpasir
terhadap jumlah daun
Rekapitulasi sidik ragam pengaruh tekstur klei dan lom berpasir
terhadap jumlah daun
Rekapitulasi sidik ragam pengaruh pemberian air berdasarkan
KAKL yang diukur dengan metode yang berbeda terhadap diameter
batang
Rekapitulasi sidik ragam pengaruh tekstur lom klei berpasir dan lom
berpasir terhadap diameter batang
Rekapitulasi sidik ragam pengaruh tekstur klei dan lom klei berpasir
terhadap diameter batang
Rekapitulasi sidik ragam pengaruh tekstur klei dan lom berpasir
terhadap diameter batang
Rekapitulasi sidik ragam pengaruh pemberian air berdasarkan
KAKL yang diukur dengan metode yang berbeda terhadap akar dan
biomassa bunga matahari
Rekapitulasi sidik ragam pengaruh tekstur lom klei berpasir dan lom
berpasir terhadap akar dan biomassa
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
52
17 Rekapitulasi sidik ragam pengaruh tekstur klei dan lom klei berpasir
terhadap akar dan biomassa
53
18 Rekapitulasi sidik ragam pengaruh tekstur klei dan lom berpasir
terhadap akar dan biomassa
53
19 Pengambilan sampel tanah Lokasi: Kebun Cikabayan, Darmaga IPB
54
20 (a) Pertumbuhan tanaman pada tekstur klei umur 1 MST
(b) Pertumbuhan tanaman pada tekstur lom klei berpasir umur 1 MST
(c) Pertumbuhan tanaman pada tekstur lom berpasir umur 1 MST
54
21 Perbandingan pertumbuhan tanaman bunga matahari pada tekstur
liat umur 9 MST
54
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Air merupakan salah satu komponen penting dalam pertumbuhan dan
perkembangan tanaman. Air yang diserap tanaman adalah air yang berada pada
pori-pori tanah. Setiap jenis tanah memiliki distribusi ukuran pori yang berbedabeda. Hal ini akan mempengaruhi ketersediaan air di dalam tanah. Tekstur sangat
mempengaruhi kemampuan tanah dalam memegang air. Tanah bertekstur klei
memiliki kemampuan yang lebih besar dalam memegang air daripada tanah
bertekstur pasir hal ini terkait dengan luas permukaan adsorptifnya. Semakin halus
teksturnya akan semakin besar kapasitas menyimpan airnya.
Menurut Jury et al. (1991) dalam banyak kasus, kemampuan tanah
menahan air dianggap setara dengan kadar air kapasitas lapang. Secara umum
kadar air kapasitas lapang didefinisikan sebagai kadar air tanah di lapang pada
saat air drainase karena gravitasi sudah berhenti atau hampir berhenti mengalir
setelah sebelumnya tanah tersebut mengalami jenuh sempurna. Kadar air
kapasitas lapang dapat ditetapkan di laboratorium dengan tiga metode yang
berbeda-beda, yaitu metode Alhricks, Drainase bebas, dan Pressure plate.
Ketiga metode tersebut memiliki prinsip yang berbeda. Secara umum
prinsip metode Alhricks dan Drainase bebas berdasarkan hilangnya air gravitasi
sedangkan metode Pressure plate berdasarkan tekanan setara pF 2.54 (1/3 atm).
Menurut hasil penelitian Sulaeman (2011) terdapat perbedaan hasil yang nyata
antara pengukuran kadar air kapasitas lapang dengan metode Alhricks dan metode
Pressure plate, yaitu kadar air yang dihasilkan oleh metode Pressure plate lebih
kecil jika dibandingkan dengan metode Alhricks. Menurut Baskoro dan Tarigan
(2007) perbedaaan nilai kadar air tersebut dapat disebabkan oleh beberapa hal, di
antaranya pemberian tekanan 1/3 atm pada penetapan dengan metode Pressure
plate sebenarnya hanya merupakan pendekatan. Contoh tanah utuh yang
digunakan dalam penetapan kadar air kapasitas lapang dengan metode Pressure
plate hanya setebal + 1 cm. Air yang ada pada contoh tanah tersebut lebih mudah
hilang dibandingkan dengan air dalam tanah dengan kolom yang tebal seperti
pada metode Alhricks. Pengukuran dengan metode Pressure plate mengabaikan
karakteristik profil tanah secara keseluruhan yang tentunya akan menyebabkan
proses pelepasan air cenderung lebih mudah.
Dengan demikian untuk mengetahui pengukuran yang lebih tepat,
dilakukanlah perbandingan tiga metode penetapan kadar air kapasitas lapang
dengan melihat performa pertumbuhan dari bunga matahari (Helianthus annuus
L.). Kenampakan fisik dari bunga matahari akan lebih jelas dan mudah diamati
ketika terjadi cekaman air.
2
Tujuan Penelitian
Penelitian ini bertujuan untuk membandingkan nilai kadar air kapasitas
lapang hasil pengukuran dengan metode yang berbeda dan melihat respon
pertumbuhan tanaman bunga matahari pada kisaran kapasitas lapang yang
ditetapkan dengan metode dan tekstur yang berbeda.
Manfaat Penelitian
Dengan diketahuinya metode yang lebih baik dalam mengukur kadar air
kapasitas lapang maka diharapkan untuk pengukuran selanjutnya menggunakan
metode yang telah ditetapkan atau diuji dalam penelitian ini.
Hipotesis
1. Tidak ada perbedaan nilai kadar air kapasitas lapang pada ketiga metode
untuk tekstur yang sama.
2. Pada ketiga tekstur yang berbeda akan memiliki nilai kadar air kapasitas
lapang (KAKL) yang berbeda untuk ketiga metode.
3. Ada perbedaan hasil nilai kadar air kapasitas lapang dari kombinasi
antara metode pengukuran (KAKL) dengan tekstur.
TINJAUAN PUSTAKA
Air Tersedia
Air tersedia (air yang dapat diserap langsung oleh tanaman) adalah air
yang ditahan tanah pada kondisi kapasitas lapang hingga koefisien layu, namun
semakin mendekati koefisien layu tingkat ketersediaanya semakin rendah. Oleh
karena itu untuk menjamin tercukupinya kebutuhan tanaman, suplai air harus
diberikan apabila 50-80% air tersedia ini telah habis terpakai (Hanafiah, 2005).
Menurut Murtilaksono dan Wahyuni (2004) kadar air tersedia tanah adalah
sejumlah air yang berada di pori tanah karena potensial matrik tanah setelah
potensial gravitasi tidak bekerja lagi pada air dalam pori tanah tersebut, dan air
tanah tersebut masih dapat diserap oleh akar tanaman. Kadar air tersedia (pF
4.20 – pF 2.54) nyata berkorelasi positif dengan bahan organik, ruang pori total
dan pori mikro.
Kapasitas tanah untuk menahan air juga berhubungan erat dengan struktur
dan tekstur tanah. Penelitian menunjukkan bahwa air tersedia pada beberapa
tanah berhubungan erat dengan kandungan liat, debu, dan pasir. Tanah-tanah
dengan tekstur halus (liat) sangat mudah menahan air tersedia yang lebih
banyak, sedangkan tanah pasir lebih mudah kering dibandingkan dengan tanah
bertekstur liat (Foth, 1988).
3
Kapasitas Lapang
Menurut Veihmeyer dan Hendrickson (1949) dalam Hillel (1997)
kapasitas lapang adalah jumlah air yang tertahan pada tanah setelah air berlebih
terdrainase dan laju gerakan kebawah berkurang, yang biasanya terjadi 2-3 hari
setelah hujan atau irigasi pada tanah sarang dengan struktur dan tekstur yang
seragam. Seiring dengan perkembangan teori dan teknik eksperimen yang lebih
tepat dalam mempelajari proses aliran tidak jenuh konsep kapasitas lapang
seperti disebutkan di atas ini bersifat arbitary. Definisi umum yang banyak
digunakan untuk pengukuran kapasitas lapang (yaitu kadar air zona awal yang
basah, misalnya dua hari setelah infiltrasi) tidak memperhitungkan faktor seperti
kadar air awal pada tanah (pra-infiltasi).
Kapasitas lapang merupakan kadar air yang dapat ditahan oleh tanah
dengan gaya yang sama dengan gaya gravitasi tetapi arahnya berlawanan;
dikenal sebagai batas air yang tersedia untuk pertumbuhan tanaman. Kapasitas
lapang merupakan persentase air yang dapat dikandung oleh tanah setelah air
bebas atau air gravitasi habis mengalir ke bawah; kemampuan air untuk tetap
tinggal di tanah selama 2-3 hari setelah dijenuhkan (Tim Penyusun Kamus PS,
2003).
Menurut Hanafiah (2005) kapasitas lapang adalah kondisi dimana tebal
lapisan air dalam pori-pori tanah mulai menipis, sehingga tegangan antar airudara meningkat hingga lebih besar dari gaya gravitasi, air gravitasi (pori-pori
makro) habis dan air tersedia (pada pori-pori meso atau mikro) bagi tanaman
dalam keadaan optimum. Kondisi ini terjadi pada tegangan permukaan lapisan
air sekitar 1/3 atm atau pF 2.54. Koefisien layu (titik layu permanen atau titik
kelembaban kritis) adalah kondisi kadar air tanah yang ketersediaannya sudah
lebih rendah ketimbang kebutuhan tanaman untuk aktivitas dan
mempertahankan turgornya, sehingga tanaman menjadi layu permanen atau
tidak dapat pulih lagi. Hal ini akibat terbatasnya suplai air atau hujan padahal
penyerapan air oleh tanaman dan evaporasi terus terjadi. Pada kondisi ini air
yang tersisa hanya air adhesi dan kohesi yang terikat kuat oleh gaya matrik
tanah, yaitu pada tegangan sekitar 15 atm. Pada keadaan kapasitas lapang, air
berada pada pori-pori kapiler tanah dan merupakan lapisan yang kontinyu di
sekeliling zarah-zarah tanah. Presentase air tersedia bagi tanaman terbesar pada
keadaan kapasitas lapang, sehingga keadaan ini sering dipertahankan untuk
pertumbuhan tanaman yang baik.
Menurut Hillel (1997), kapasitas lapang dipengaruhi oleh banyak faktor, di
antaranya adalah:
Tekstur tanah
Tanah bertekstur klei dapat menahan air yang lebih banyak dan lebih lama
daripada tanah bertekstur pasir, oleh sebab itu semakin halus tekstur tanah maka
semakin besar kadar air kapasitas lapangnya. Hal ini berkaitan erat dengan
jumlah pori mikro yang merupakan pori pemegang air. Pada tekstur klei jumlah
pori mikro lebih banyak daripada tanah bertekstur pasir sehingga kemampuan
memegang airnya lebih tinggi.
4
Struktur tanah
Struktur tanah mempengaruhi kapasitas lapang melalui cara tersusunya
partikel-partikel tanah. Partikel-partikel yang sangat padat mempunyai ruang
dengan selaput air yang tipis, sehingga air dipegang dengan kuat. Semakin
banyak pori berukuran kecil makin tinggi kandungan air kapiler. Tanah pasir
yang lepas memiliki ruang pori yang besar. Pori ini banyak terisi oleh udara
namun hanya sedikit memegang air.
Tipe klei
Mineral yang memiliki kemampuan mengembang mengkerut seperti
montmorilonit dan vermikulit akan mengikat air lebih banyak daripada mineral
yang tidak memiliki kemampuan mengembang mengkerut seperti ilit, klorit, dan
kaolinit (Sutanto, 2005)
Kandungan bahan organik
Bahan organik tanah dapat membantu menahan air yang lebih banyak.
Semakin tinggi permukaan spesifik bahan organik dan semakin sarang tanah,
maka kandungan kadar air kapasitas lapang tanah semakin tinggi.
Kedalaman solum dan kadar air sebelumnya
Pada umumnya semakin basah profil tanah pada awalnya dan semakin
besar kedalaman solum, maka semakin lambat laju redistribusi dan semakin
besar kadar air kapasitas lapangnya karena volume simpan air tanahnya juga
semakin besar. Kedalaman solum ini sangat penting bagi tanaman berakar
tunggang dan dalam (Hanafiah, 2005).
Adanya lapisan penahan pada profil
Lapisan penahan pada profil yang dimaksud adalah seperti lapisan klei,
pasir, atau kerikil yang dapat menghambat redistribusi dan meningkatkan
kapasitas lapang. Laju aliran yang keluar dari suatu lapisan tertentu pada tanah
tidak saja tergantung pada tekstur tetapi juga pada komposisi dan struktur profil
secara keseluruhan, adanya lapisan penahan pada suatu kedalaman tertentu bisa
menjadi penghambat gerakan air keluar dari lapisan di atas penahan tersebut.
Evapotranspirasi
Laju dan pola penyerapan air ke atas dapat mempengaruhi gradient dan
arah aliran dalam profil, sehingga mengubah proses redistribusi dan drainase
internal di dalam tanah. Semakin besar laju evapotranspirasinya maka kapasitas
lapangnya akan menurun.
Bobot Isi
Bobot isi atau bulk density menunjukkan berat tanah kering per satuan
volume tanah (termasuk pori-pori tanah). Bobot isi biasanya dinyatakan dalam
g/cm3. Penentuan bulk density berguna untuk evaluasi terhadap kemungkinan
5
akar menembus tanah. Pada tanah-tanah dengan bulk density tinggi akar tanaman
tidak dapat menembus lapisan tanah tersebut (Hardjowigeno, 2003).
Bobot isi tanah merupakan salah satu sifat fisik tanah yang paling sering
ditentukan, karena keterkaitannya yang erat dengan kemudahan penetrasi akar di
dalam tanah, drainase, dan aerasi tanah serta sifat fisik tanah lainnya. Nilai bobot
isi bervariasi antara titik satu dengan titik yang lainnya disebabkan oleh variasi
kandungan bahan organik, tekstur tanah, kedalaman perakaran, struktur tanah,
jenis fauna, dan lain-lain. Nilai bobot isi sangat dipengaruhi oleh pengelolaan
yang dilakukan terhadap tanah. Nilai bobot isi terendah biasanya didapatkan di
permukaan tanah sesudah pengolahan tanah. Tanah dengan ruang pori total
tinggi, seperti tanah klei cenderung mempunyai bobot isi yang lebih rendah.
Sebaliknya, tanah dengan tekstur kasar, walaupun ukuran porinya besar, namun
total ruang porinya lebih kecil sehingga bobot isinya menjadi lebih besar (Kurnia
et al., 2006).
Tekstur Tanah
Kelas tekstur tanah menunjukkan perbandingan butir-butir pasir (2 mm 50µ), debu (50µ - 2µ), dan klei ( lom > pasir. Hal ini terkait dengan pengaruh tekstur terhadap
proporsi bahan koloidal, ruang pori, dan luas permukaan adsorptif, yang makin
halus teksturnya akan makin banyak sehingga makin besar kapasitas simpan
airnya. Tanah pasir memiliki pori kasar lebih banyak daripada tanah klei. Tanah
dengan banyak pori kasar sulit menahan air sehingga tanaman mudah
kekeringan. Tanah klei mempunyai pori total lebih tinggi daripada tanah pasir.
Metode Penetapan Kadar Air Kapasitas Lapang
Dalam keadaan kapasitas lapang, air berada pada pori-pori kapiler tanah
dan merupakan lapisan yang kontinyu di sekeliling zarah-zarah tanah. Persentase
air tersedia bagi tanaman tersebar pada keadaan kapasitas lapang, sehingga
keadaan ini sering dipertahankan untuk pertumbuhan tanaman. Keadaan
6
kapasitas lapang ini dapat ditetapkan di laboratorium dengan beberapa metode
seperti metode Alhricks, Drainase bebas, dan Pressure plate. Metode Alhricks
menganggap terjadinya pengisian pori-pori kapiler oleh air yang bergerak secara
gravitasi. Metode Pressure plate yaitu dengan memberikan tekanan dalam alat
yang disebut Pressure plate. Tekanan dapat dinyatakan dalam cm tinggi kolom
air yaitu sebesar 346 cm kolom air atau pF 2.54.
Menurut Baskoro dan Tarigan (2007), terdapat perbedaan antar kadar air
pF 2.54 dengan kadar air drainase berhenti atau Alhricks untuk tanah yang
berbeda. Penyetaraan kadar air kapasitas lapang dengan kadar air pF 2.54
cenderung memberikan hasil yang terlalu rendah. Beberapa ahli beranggapan
bahwa kadar air kapasitas lapang untuk tanah berpasir lebih sesuai jika
disetarakan dengan kadar air pF 2.00 daripada kadar air pF 2.54.
Bunga Matahari
Bunga matahari merupakan tanaman asli dari Amerika Utara yang juga
tanaman khas dari Kansas dan tumbuh liar di banyak area di Amerika Serikat.
Bunga ini dibawa ke Spanyol dari Amerika sebelum pertengahan abad ke 16 dan
menyebar sepanjang jalur perdagangan ke Italia, Mesir, Afghanistan, India,
China dan Rusia. Bunga matahari dikembangkan sebagai tanaman penghasil
minyak di Rusia, dan diterima secara luas di Eropa (Cobia, 1978).
Tanaman bunga matahari merupakan tanaman setahun yang
pertumbuhannya relatif cepat. Batangnya tegak, tidak bercabang, dan tingginya
bervariasi tergantung varietasnya, yaitu antara 0.7-3.5 m. Letak bunganya berada
di ujung batang utama dengan diameter antara 10-40 cm menghadap ke arah
matahari, dari banyak kultivar yang ada tersedia warna bunga dari kuning,
hingga kuning tua, merah, krem, bicolor, dan multicolor (Duke, 1983).
Menurut Yawson, et al. (2011) produktivitas bunga matahari sangat diatur
oleh ketersediaan air dan kerugiaan panen terjadi ketika kekurangan air pada
masa pembungaan. Kebutuhan air untuk bunga matahari diestimasi sebesar
672.4 mm/musim. Menurut FAO (2013) kebutuhan air bagi pertumbuhan
tanaman bunga matahari bervariasi dari 600-1000 mm, tergantung dari iklim dan
lama pertumbuhan. Evaporasi meningkat dari awal pertumbuhan hingga
pembungaan dan dapat mencapai puncaknya 12-15 mm/hari. Persentase
penggunaan air dari tanaman tersebut berbeda selama masa pertumbuhan yaitu
20% selama masa vegetatif, 55% selama masa pembungaan, dan 25 % selama
masa pemasakan.Irigasi yang paling cocok adalah irigasi permukaan, terutama
dengan furrow irrigation.
Sunflower dapat tumbuh subur pada iklim arid dengan bantuan irigasi
hingga temperatur di bawah kondisi hujan, namun sangat rentan dengan kondisi
dingin. Temperatur harian yang baik untuk pertumbuhan berkisar antara 1825oC. Total periode pertumbuhan adalah 70 hingga 200 hari. Pada iklim
subtropis total periode pertumbuhan adalah 130 hari. Pada lapisan tanah dalam
sistem perakaran dapat mencapai 2-3 m namum penyerapan air saat tumbuh
sempurna diambil pada kedalam 0.8-1.5 m (FAO, 2013).
7
METODE
Tempat dan Waktu Penelitian
Penelitian yang dilakukan terdiri dari (1) analisis tanah awal dilakukan di
Laboratorium Kimia dan Kesuburan Tanah, Departemen Ilmu Tanah dan
Sumberdaya Lahan, Fakultas Pertanian, Institut Pertanian Bogor, (2) pengukuran
sifat fisik tanah (bobot isi dan kadar air kapasitas lapang) dilakukan di
Laboratorium Fisika dan Konservasi Tanah, Departemen Ilmu Tanah dan
Sumberdaya Lahan, Fakultas Pertanian, Institut Pertanian Bogor, dan (3)
penanaman dilakukan di Rumah Kaca Kebun Percobaan Cikabayan University
Farm IPB. Penelitian berlangsung mulai bulan Februari hingga Desember 2012.
Bahan
Bahan yang digunakan selama penelitian adalah contoh tanah Latosol
Darmaga yang telah dikeringudarakan dan diayak dengan saringan 2 mm,
pereaksi kimia, bibit bunga matahari varietas Velvet Queen, pupuk urea, SP-36,
KCL, dan insektisida. Detail bahan yang digunakan dalam penelitian ini tersaji
pada Tabel lampiran 1.
Alat
Peralatan yang digunakan antara lain pressure plate apparatus, paralon,
oven, timbangan, pH meter, spektrofotometer, flamefotometer, ayakan 2 mm,
pot, meteran, jangka sorong, peralatan gelas, dan kamera digital. Detail peralatan
yang digunakan untuk analisis awal maupun analisis sifat fisik tanah tersaji pada
Tabel lampiran 1.
Pelaksanaan Penelitian
Secara garis besar penelitian ini dilakukan melalui dua tahapan percobaan
yaitu (1) penetapan kadar air kapasitas lapang dengan metode Alhricks, Drainase
bebas, dan Pressure plate dengan sampel tanah merupakan hasil simulasi untuk
mencapai ketiga tekstur yang berbeda, (2) percobaan pot yang dilakukan di
rumah kaca dengan tanaman bunga matahari. Analisis pendahuluan juga
dilakukan meliputi analisis kadar air kering udara, P dan K tersedia, N total, Corganik, pH, dan bobot isi.
Pengambilan Sampel Tanah
Tanah Latosol Darmaga diambil secara komposit pada kedalaman 0-20
cm, dimasukkan ke dalam karung lalu diberi label. Selanjutnya contoh tanah
dikering udarakan, ditumbuk, lalu diayak dengan ayakan 2 mm.
8
Simulasi Tekstur
Simulasi ini dilakukan untuk mendapatkan jenis tekstur tanah yang
berbeda-beda dengan cara mencampurkan tanah dengan pasir kuarsa yang bersih
(bebas klei dan debu) dan lolos saringan 2 mm. Bahan tanah yang digunakan
adalah tanah Latosol dengan persentase fraksi pasir, debu, dan klei berturut-turut
sebesar 5%, 19%, dan 76% (bertekstur klei). Analisis tekstur tanah ditetapkan
dengan cara pipet.
Untuk mendapatkan tekstur tanah yang berbeda, rasio bahan tanah dan
pasir kuarsa yang digunakan adalah 1:0, 4:6, dan 2:8. Rasio 1:0 (T1)
menghasilkan tekstur klei, merupakan asli Latosol. Rasio 4:6 (T2) menghasilkan
tekstur lom klei berpasir, dan rasio 2:8 (T3) menghasilkan tekstur lom berpasir.
Analisis Awal Tanah
Analisis awal tanah dilakukan terhadap setiap jenis tekstur tanah.
Parameter yang dianalisis meliputi kadar air awal (kering udara), P dan K
tersedia, Nitrogen total, C-organik, dan pH. Analisis sifat kimia dan metode
yang digunakan tersaji pada Tabel lampiran 1.
Kadar air awal (kering udara). Penetapan kadar air dilakukan untuk
mengetahui kadar air tanah awal sebelum adanya perlakuan, sehingga dapat
ditetapkan jumlah air yang harus ditambahkan untuk mencapai kapasitas lapang
tiap metode (Alhricks, Drainase bebas, dan Pressure plate). Penetapan kadar air
ini menggunakan contoh tanah yang telah dikeringudarakan dan dilakukan
secara gravimetri yaitu dilakukan dengan cara menimbang sejumlah contoh
tanah dalam cawan timbang dengan berat tertentu (X= berat kering udara
(BKU)), lalu dikeringkan dalam oven pada suhu 105oC sampai beratnya tetap,
kemudian contoh tanah tersebut ditimbang kembali (Y= berat kering mutlak
(BKM)). Kadar air dihitung dengan persamaan sebagai berikut:
Kadar Air = (X-Y)/Y x 100%
Analisis sifat kimia. Analisis kimia yang dilakukan meliputi penetapan P
dan K tersedia, Nitrogen total, C-organik, dan pH. Analisis ini dilakukan untuk
menentukan jumlah pupuk yang diberikan.
Bobot isi. Bobot isi yang ditetapkan adalah bobot isi pada kondisi tanah
diolah. Menurut Sulaeman (2011) bobot isi ditetapkan dengan cara memasukkan
sejumlah contoh tanah ke dalam gelas ukur lalu diketuk sebanyak 50 kali
ketukan untuk mendapatkan volume setelah diketuk. Nilai berat kering mutlak
(BKM) diperoleh dengan menimbang tanah terlebih dahulu dan ditentukan kadar
airnya. Bobot isi dapat diketahui dengan rumus:
BI (g/cm3) = BKM (g)/Vt (cm3)
BKM : berat kering mutlak ; Vt: volume total
Penetapan Kadar Air Kapasitas Lapang
1. Kadar air kapasitas lapang metode Alhricks
Tahapan pengerjaan dengan metode Alhricks adalah sebagai berikut:
gelas piala 500 ml diisi dengan pasir kuarsa setinggi 1-2 cm, agar tanah tidak
turun saat diketuk maka di atas pasir kuarsa diletakkan kain kasa. Pipa gelas
diletakkan tegak lurus dengan permukaan pasir. Gelas piala diisi dengan
contoh tanah kering udara sampai 3.5 cm dari tepi atas gelas. Gelas piala
9
diketuk 50 kali ketukan untuk mencapai bobot isi standar. Lapisan tanah atas
dibasahi dengan air dengan cara disemprot dengan sprayer sedalam 2.5 – 4.0
cm sehingga air tidak sampai membasahi pasir. Gelas piala ditutup dan
disimpan selama 24 jam. Setelah 24 jam, diambil contoh tanah dari gelas piala
sedalam kira-kira 2.5 cm dari permukaan dan ditetapkan kadar airnya
berdasarkan bobot tanah kering oven 105oC. Dilakukan pengukuran kadar air
per interval waktu dan dibuat persamaan antar kadar air dan waktu. Dari
persamaan tersebut kapasitas lapang diketahui.
Gambar 1 Pengukuran kadar air kapasitas lapang metode Alhricks
2. Kadar air kapasitas lapang metode drainase bebas
Tahapan pengerjaan dengan metode drainase bebas adalah sebagai berikut:
ketiga jenis tanah yang berbeda teksturnya dimasukkan ke dalam masing-masing
paralon yang bagian bawahnya sudah ditutup dengan kasa strimin dan diletakkan
di atas tatakan. Contoh tanah diberi air hingga jenuh atau sampai ada air yang
terdrainase melalui celah kasa strimin. Paralon ditutup dengan plastik wrap dan
diamkan selama 24 jam. Contoh tanah diambil dan ditetapkan kadar airnya
seperti metode Alhricks.
Gambar 2 Pengukuran kadar air kapasitas lapang metode drainase bebas
3. Kadar air kapasitas lapang metode Pressure plate
Tahapan pengerjaan dengan metode Pressure plate adalah sebagai berikut
contoh tanah kering udara ditimbang dan dimasukkan ke dalam ring sample
sesuai dengan bobot isi yang telah didapatkan. Ring sample tersebut disusun
pada pressure plate apparatus kemudian dijenuhkan selama + 24 jam.
Kemudian dimasukkan ke dalam panci atau alat pF dan diberikan tekanan 1/3
atm atau pF 2.54. Ditunggu sampai tetesan air berhenti kemudian tanah diangkat
dan ditetapkan kadar airnya. Penetapan kadar air dilakukan secara gravimetri.
10
(a)
(b)
Gambar 3 Alat pF (a), sample tanah yang akan diukur kadar air
kapasitas lapangnya (b)
Penanaman
Pada penelitian ini, tahap percobaan pot di rumah kaca menggunakan
indikator tanaman bunga matahari. Tanaman ini dipilih karena menurut
Hasugian (1994) bunga matahari banyak digunakan untuk penelitian-penelitian
yang berhubungan dengan air tanah. Tahap pertama yang harus dilakukan adalah
penyemaian. Biji bunga matahari diambil dan ditabur dalam pot yang berisi
campuran tanah dan kompos dengan perbandingan 1:1. Ditunggu 10 hari sejak
masa tabur. Bila tinggi bibit sekitar 15 – 20 cm, kemudian dipindahkan ke potpot percobaan. Diberikan kompos dan pupuk dasar sesuai dengan dosis
berdasarkan hasil analisis awal tanah. Bobot isi media tanam dalam pot
disesuaikan dengan hasil analisis di laboratorium. Pengaturan air dilakukan
sesuai dengan percobaan penelitian.
Perlakuan penelitian terdiri dari 3 jenis tekstur tanah (klei, lom klei
berpasir, dan lom berpasir) diberikan 3 taraf perlakuan penyiraman sesuai kadar
air kapasitas lapang (KAKL) menurut hasil penetapan dengan metode Alhricks,
Drainase bebas, dan Pressure plate. Dasar penyiraman berbasis bobot kering
udara (BKU) yang tetap. Total perlakuan adalah 9 perlakuan dan masing-masing
perlakuan diulang sebanyak 3 kali, sehingga terdapat 27 satuan percobaan.
Adapun perlakuan tersebut adalah sebagai berikut:
T1M1 = tanah bertekstur klei dengan KAKL metode Alhricks
T1M2 = tanah bertekstur klei dengan KAKL metode Drainase bebas
T1M3 = tanah bertekstur klei dengan KAKL metode Pressure plate
T2M1 = tanah bertekstur lom klei berpasir dengan KAKL metode
Alhricks
T2M2 = tanah bertekstur lom klei berpasir dengan KAKL metode
Drainase bebas
T2M3 = tanah bertekstur lom klei berpasir dengan KAKL metode
Pressure plate
T3M1 = tanah bertekstur lom berpasir dengan KAKL metode Alhricks
T3M2 = tanah bertekstur lom berpasir dengan KAKL metode Drainase
bebas
T3M3 = tanah bertekstur lom berpasir dengan KAKL metode Pressure
plate
Bunga matahari ditanam pada ketiga jenis tekstur dengan mempertahankan
kondisi kadar air kapasitas lapang dengan nilai KAKL yang berbeda-beda sesuai
hasil penetapan masing-masing metode tersebut. Parameter pertumbuhan
11
tanaman yang diamati di antaranya adalah tinggi tanaman, jumlah daun,
diameter batang, perakaran (panjang akar, biomassa akar basah, dan biomassa
akar kering), dan biomasa tajuk (basah dan kering).
Analisis data
Penelitian ini dilakukan dengan menggunakan Rancangan Acak Lengkap
(RAL) faktorial, yang terdiri dari dua faktor yaitu tekstur tanah dan kadar air
kapasitas lapang. Tekstur tanah terdiri dari 3 taraf yaitu T1 (klei) dan T2 (lom
klei berpasir), dan T3 (lom berpasir) sedangkan kadar air kapasitas lapang terdiri
dari 3 taraf yaitu M1 (metode Alhricks), M2 (metode Drainase bebas), dan M3
(metode Pressure plate). Dengan kombinasi masing-masing taraf tersebut,
diperoleh 9 kombinasi perlakuan, setiap kombinasi perlakuan diulang 3 kali.
Sesuai dengan rancangan percobaan yang digunakan, maka statistika yang
digunakan adalah sebagai berikut (Mattjik, 2002):
Keterangan:
Yijk
= nilai pengamatan yang mendapat perlakuan ke-i, perlakuan ke-j dan
ulangan ke-k
µ
= nilai tengah pengamatan
= pengaruh perlakuan tekstur tanah
= pengaruh perlakuan penyiraman berdasarkan KAKL yang diukur
dengan metode yang berbeda
= pengaruh interaksi antara tekstur tanah dan metode
= galat percobaan
yang mana:
i = perlakuan tekstur tanah
j = perlakuan penyiraman berdasarkan KAKL yang diukur dengan metode yang
berbeda
k = ulangan
Analisis sidik ragam digunakan untuk mengidentifikasi pengaruh
perlakuan. Jika hasil uji sidik ragam diperoleh pengaruh nyata atau sangat nyata,
selanjutnya dilakukan uji lanjut Duncan Multiple Range Test (DMRT) pada taraf
5%.
Akibat terjadi kematian pada tanaman yang ditanam pada tekstur lom klei
berpasir (T2) dan lom berpasir (T3), analisis data tidak bisa menggunakan
rancangan di atas. Berdasarkan hal tersebut untuk melihat pengaruh perlakuan
tekstur dan penyiraman berdasarkan KAKL yang diukur dengan metode yang
berbeda hanya dilihat dari data tanaman yang hidup pada tekstur klei (T1) saja
dan menggunakan rancangan yang lebih sederhana. Rancangan yang digunakan
adalah Rancangan Acak Lengkap dengan satu faktor, yaitu perlakuan
penyiraman yang didasarkan pada KAKL yang diukur dengan metode yang
berbeda, persamaan digambarkan sebagai berikut:
12
Yij = µ + Ti +Eij
Keterangan:
Yij
= respon perlakuan
µ
= nilai tengah
Ti
= jenis perlakuan ke i
Eij
= galat percobaan
Berdasarkan alasan di atas pula, maka untuk analisis pengaruh tekstur
terhadap pertumbuhan bunga matahari maka digunakan uji t-student. Statistik uji
t-student dan ANOVA digunakan sebagai statistik uji untuk perbandingan dua
atau lebih kelompok data.
13
Pengambilan contoh
tanah
.
Analisis tekstur
Analisis awal tanah:
Kadar air kering udara
P tersedia
K tersedia
N total
pH
C-organik
Percampuran
dengan pasir
kuarsa
Analisis Kadar air
Analisis Bobot isi
Analisis KAKL
Metode Alhricks
Metode Drainase bebas
Metode Pressure plate
Penambahan air berdasarkan KAKL
dipertahankan
Penanaman bunga matahari
Pengamatan parameter pertumbuhan :
Tinggi tanaman
Diameter batang
Jumlah daun
Perakaran
Biomassa tanaman
Analisis Data
Gambar 4 Diagram alir penelitian
14
HASIL DAN PEMBAHASAN
Analisis Awal Tanah
Hasil analisis sifat fisik tanah awal menunjukkan bahwa tanah latosol (T1)
memiliki tekstur klei dengan kandungan pasir, debu, dan klei masing-masing
sebesar 5%, 19%, dan 76% sedangkan bobot isi sebesar 0.86 g/cm3. Contoh
tanah simulasi yaitu T2 dan T3 masing-masing memiliki tekstur lom klei
berpasir dan lom berpasir dengan bobot isi masing-masing sebesar 1.23 g/cm3
dan 1.36 g/cm3. Menurut Hardjowigeno (2002) lapisan tanah olah mineral
biasanya mempunyai bobot isi antara 1.00-1.60 g/cm3. Kisaran antara 1.20-1.80
g/cm3 dijumpai pada tanah pasir dan lom berpasir.
Tabel 1 Hasil analisis sifat fisik berbagai tekstur tanah
Pasir
(%)
5
62
81
Perlakuan
T1
T2
T3
Debu
(%)
19
8
4
Liat
(%)
76
30
15
Bobot isi
(g/cm3)
0.86
1.23
1.36
Tekstur
Klei
Lom klei berpasir
Lom berpasir
Tabel 2 Hasil analisis sifat kimia berbagai tekstur tanah
Parameter
Satuan
Tekstur klei
P tersedia
ppm
K
me/100 g
N total
%
C-organik
%
pH
Tekstur lom klei berpasir
P tersedia
ppm
K tersedia
me/100 g
N total
%
C-organik
%
pH
Tekstur lom berpasir
P tersedia
ppm
K tersedia
me/100 g
N total
%
C-organik
%
pH
-
Nilai
Kategori
3.32
0.31
0.17
2.68
4.3
Sangat rendah
Rendah
Rendah
Sedang
Masam
5.51
0.06
0.06
0.86
6.2
Rendah
Sangat rendah
Sangat rendah
Sangat rendah
Agak masam
5.02
0.04
0.03
0.46
6.5
Rendah
Sangat rendah
Sangat rendah
Sangat rendah
Agak masam
Keterangan: Pengkelasan berdasarkan kriteria Balai Penelitian Tanah (2005)
15
Berdasarkan Tabel 1 terlihat bahwa bobot isi terbesar adalah tanah dengan
tekstur lom berpasir sedangkan terkecil adalah tanah bertekstur klei. Bobot isi
pada tanah bertekstur klei hasil analisis pada penelitian ini adalah sebesar 0.86
g/cm3. Nilai bobot isi ini sama dengan hasil penelitian Rusdi (2003), hanya
berbeda sedikit pada nilai persentase pasir, debu, dan kleinya. Menurutnya,
Latosol Darmaga termasuk kedalam tekstur klei dengan persentase pasir, debu,
klei masing-masing sebesar 5.95%, 16.60%, 77.45%. Tanah latosol pada lapisan
olah memiliki bobot isi sebesar 0.86 g/cm3 dengan kerapatan jenis zarah (KJZ)
sebesar 2.70 g/cm3 dan ruang pori total sebesar 68.20%.
Tanah bertekstur klei memiliki bobot isi yang lebih kecil daripada tanah
bertekstur lom klei berpasir dan lom berpasir karena memiliki ruang pori total
yang lebih banyak walaupun ukurannya secara umum lebih kecil dibandingkan
dengan tanah yang bertekstur lebih kasar seperti lom klei berpasir dan lom
berpasir. Sebaliknya, tanah berpasir total ruang porinya lebih sedikit sehingga
bobot isinya menjadi lebih besar (Kurnia et al., 2006). Pada tanah berpasir,
walaupun ruang pori totalnya lebih sedikit, gerakan udara dan air cenderung
lebih cepat karena adanya dominasi pori makro. Tanah dengan banyak pori
makro sulit menahan air sehingga tanaman mudah kekeringan. Pada penentuan
bobot isi jumlah ruangan dalam tanah ikut diperhitungkan, yaitu ruang yang
ditempati oleh padatan, air, dan udara. Bobot isi ditentukan oleh jumlah ruang
pori dan padatan tanah.
Menurut Rusdi (2003) tinggi rendahnya bobot isi tanah selain dipengaruhi
oleh tekstur tanah dan jumlah ruang pori, juga dipengaruhi oleh bahan organik
yang dikandung. Pada Tabel 2 menunjukkan bahwa tanah dengan tekstur lom
berpasir memiliki kadar C-organik yang paling rendah jika dibandingkan
dengan tanah bertekstur klei dan lom klei berpasir, sedangkan tanah bertekstur
klei memiliki kadar C-organik yang lebih tinggi yaitu sebesar 2.68%. Tanah
dengan kandungan bahan organik yang tinggi mempunyai berat volume yang
relatif lebih rendah. Bahan organik merupakan bahan yang sarang (porous)
sehingga membuat tanah menjadi lebih lepas atau sarang. Tanah yang sarang per
satuan isi mempunyai bobot yang lebih ringan, sedangkan tanah yang padat akan
memiliki bobot yang lebih berat persatuan isi.
Analisis sifat kimia menunjukkan bahwa tanah latosol memiliki
kandungan nitrogen tanah yang tergolong rendah yaitu sebesar 0.17%
Kandungan P tersedia tanah tergolong sangat rendah yaitu sebesar 3.32 ppm P.
Kandungan K tanah tergolong rendah yaitu sebesar 0.31 me/100 gram
sedangkan kandungan C-organik tergolong sedang yaitu sebesar 2.68%. Tanah
tersebut tergolong masam dengan pH 4.3. Hasil analisis ini sejalan dengan hasil
penelitian Djuniwati et al. (2007) yang menyatakan bahwa Latosol Darmaga
merupakan tanah masam dengan kadar C-organik dan N-total yang rendah. Hal
ini berhubungan dengan sifat Latosol, merupakan tanah yang sudah mengalami
pelapukan lanjut dengan dominasi klei tipe 1:1 (kaolinit). Kadar K yang
dianalisis tidak sejalan dengan penelitian Djuniwati et al.(2007) yang
menyatakan bahwa kadar K di tanah Latosol tinggi (0.90 me/100g) karena
pengaruh residu pemupukan dan pengapuran, sedangkan hasil analisis
menunjukkan kadar yang rendah (0.31 me/100g). Hasil ini diduga karena lokasi
pengambilan sampel sudah lama tidak dijadikan tempat budidaya tanaman
dengan pemupukan yang intensif dan jauh dari tempat budidaya tanaman lain,
16
sehingga kemungkinan adanya pengaruh residu pemupukan dan pengapuran
kecil. Vegetasi yang ada di lokasi pengambilan sampel adalah rumput (Lampiran
19).
Pada bahan tanah bertekstur klei pada umumnya memiliki kandungan N
total, K tersedia, C-organik yang lebih tinggi jika dibandingkan dengan tanah
bertekstur lom klei berpasir dan lom berpasir, namun kandungan P tersedia pada
tanah bertekstur klei lebih rendah daripada kedua tekstur lainnya. Hal ini
disebabkan karena pada tanah bertekstur lom klei berpasir dan lom berpasir
memiliki pH yang lebih tinggi yang mana ketersediaan P lebih tinggi daripada
tanah klei yang memiliki pH lebih rendah. Menurut Leiwakabessy (2003) pH
memiliki pengaruh yang sangat besar terhadap retensi P. Peningkatan pH akan
mengurangi retensi P. Ketersediaa P tertinggi terjadi pada selang pH 6.0-6.5.
Pada pH yang lebih rendah dari nilai ini, aktivitas P berkurang karena retensi
R2O3 dan di atas pH ini diretensi oleh ion-ion Ca dan Mg ataupun CaCO3. Pada
tanah berteksur lom berpasir memiliki pH yang lebih besar dari tanah bertekstur
lom klei berpasir dan klei. Berdasarkan hasil pengukuran pH pasir kuarsa yang
digunakan sebagai bahan pencampur adalah sebesar 7.45.
Pengaruh Ketebalan Pasir Kuarsa dan Tanah terhadap KAKL Metode
Alhricks
Pada analisis ini dibandingkan ketebalan pasir kuarsa yang digunakan dan
contoh tanah yang akan diukur kadar air kapasitas lapangnya dengan metode
Alhricks. Tujuan analisis variasi ini adalah untuk mencari ketebalan pasir kuarsa
dan tanah yang paling baik dalam melakukan pengukuran kadar air kapasitas
lapang dengan metode Alhricks. Dilakukan pada 3 variasi ketebalan pasir kuarsa
dan tanah, di antaranya:
Variasi 1 (ketebalan pasir kuasa = 2 cm; ketebalan tanah = 6 cm)
Tebal pasir kuarsa adalah 2 cm sedangkan ketebalan tanah adalah 6 cm.
Kedalaman pengambilan sampel tanah adalah 3 cm dari permukaan tanah dan
letak pipa adalah 1 cm dari dasar wadah. Variasi ini merupakan metode standar
yang biasa digunakan pada penetapan kadar air kapasitas lapang dengan metode
Alhricks. Metode ini merujuk pada buku Penuntun Praktikum Dasar-Dasar Ilmu
Tanah, Jurusan Tanah Fakultas Pertanian Institut Pertanian Bogor tahun 1991.
Dinamika kadar air pada penetapan dengan metode Alhricks variasi 1
dapat dilihat pada Gambar 5. Pada variasi ini, kadar air pada tekstur klei
mengalami penurunan dari hari pertama ke hari ke-2, yaitu dari 51.77% menjadi
51.28%, namun kadar airnya naik pada hari ke-3, yaitu sebesar 53.11%. Pada
hari ke-4 kadar airnya turun menjadi 51.45% namun pada hari ke-5 naik lagi
menjadi 53.61%. Begitu pula yang terjadi pada tanah bertekstur lom klei
berpasir dan lom berpasir. Pada tanah bertekstur lom klei berpasir terjadi
penurunan kadar air dari hari pertama sampai hari ke-3 yaitu dari 24.88%
menjadi 23.06%, dan turun lagi menjadi 22.97%, namun mengalami kenaikan
pada hari ke-4 dan ke-5 yaitu menjadi 23.37%, naik lagi menjadi 24.16%. Pada
tekstur lom berpasir justru terjadi kenaikan kadar air dari hari pertama ke hari
ke-2 yaitu 15.12% menjadi 16.87%, namun mengalami penurunan pada hari ke-
17
3 sampai ke-4 yaitu 15.33% menjadi 13.75% dan naik lagi pada hari ke-5
menjadi 15.18%.
Peristiwa naik turunnya kadar air ini merupakan penyimpangan yang
terjadi pada penetapan kadar air kapasitas lapang, karena semestinya kadar air
mengalami penurunan selama 2 sampai 3 hari lalu pada hari selanjutnya nilai
kadar airnya relatif tetap. Penyimpangan ini dapat disebabkan karena adanya
peristiwa kapilaritas, sehingga air yang