Pergerakan air pada tanah liat yang diolah secara strip untuk memenuhi kebutuhan air tanaman

PERGERAKAN AIR PADA TANAH LIAT YANG
DIOLAH SECARA STRIP UNTUK MEMENUHI
KEBUTUHAN AIR TANAMAN

YAZID ISMI INTARA

SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2012

PERNYATAAN MENGENAI DISERTASI DAN
SUMBER INFORMASI
Dengan ini saya menyatakan bahwa disertasi Pergerakan Air pada Tanah
Liat yang Diolah secara Strip untuk Memenuhi Kebutuhan Air Tanaman adalah
karya saya dengan arahan komisi pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk
apa pun kepada perguruan tinggi manapun. Sumber yang berasal atau dikutip dari
karya yang diterbitkan maupun yang tidak diterbitkan dari penulis lain telah
disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir
disertasi ini.
Bogor, Januari 2012

Yazid ismi intara
F161060021

i

ABSTRACT
YAZID ISMI INTARA. Strip Tillage Water Movement in Clay Loam Soil to
Fulfill Plant Water Requirement. Under Supervision of ASEP SAPEI, M. H.
BINTORO DJOEFRIE, ERIZAL and E NAMAKEN SEMBIRING.
Dry land is one of the land resources having the possibility for the
development of food crop agriculture especially on lands with light and medium
technical constraints. The development of technology for the utilization of
marginal land by turning it into productive land is still a big opportunity in
agricultural development in Indonesia. Improvement of planting media by means
of soil tillage method and appropriate plant irrigation technology is one of the
efforts in solving the problem in clay loam land. The objective of this research
was to develop water movement model in clay loam soil with minimum tillage
and subsurface irrigation. Concept used in the model development was minimum
tillage method with subsurface irrigation at the base of the tillage and irrigation

method to fulfill crop water requirement. The concept was part of the dissertation
research strengthened by scientific analyses as the basis for advanced research
development. The analyses among others resulted in data of soil physical
properties and making of interface for measurement together with a set of water
movement testing apparatus. At the final stage this dissertation research was
supported by analysis of water movement in a laboratory test and field validation
on the performance of subsurface irrigation as well as test of cultivation technique
on chili plant (Capsicum annuum L.) growth. The results showed that the
movement pattern displayed on the contour indicated that the wetting process
could reach a depth of -5 cm for the rooting zone of annual crop seedling. The
result of the irrigation performance showed that effective wetting by using
minimum strip tillage could only be developed by means of short irrigation path
of less than 5 cm; so that it was suitable to be applied on limited land management
or improvement in traditional form. The test result of cultivation technique on
annual crop (Capsicum annuum L.) using minimum strip tillage with subsurface
irrigation showed that the soil moisture for plant growth could be maintained
where the plant was able to grow in accordance with the treatment used until the
end of the research period. The developed model showed that the wetting pattern
required time for distributing balanced moisture. This confirmed that the system
developed in the form of research novelty was subsurface water movement to

maintain the moisture at the strip tillage soil in order to give water availability for
plant.
Keywords: minimum tillage, subsurface irrigation, unsaturated, moisture
movement model, irrigation performance, plant water requirement

ii

RINGKASAN
YAZID ISMI INTARA. Pergerakan Air pada Tanah Liat yang Diolah secara Strip
untuk Memenuhi Kebutuhan Air Tanaman. Dibimbing oleh ASEP SAPEI, M. H.
BINTORO DJOEFRIE, ERIZAL, dan E NAMAKEN SEMBIRING.
Penelitian ini merupakan pengembangan konsep alternatif teknik budidaya
tanaman pada lahan kering dengan tanah bertekstur lempung liat berdebu. Konsep
berupa metode olah tanah terbatas beririgasi bawah permukaan pada dasar
olahannya serta cara pemberian air untuk kebutuhan air tanaman. Konsep yang
dikembangkan dibagi menjadi tiga bagian utama, yaitu: (a) tanaman semusim dan
media tanam; (b) parit atau strip; dan (c) sistem pengairan (irigasi) dan drainase.
Konsep tersebut merupakan bagian dari penelitian disertasi ini yang dikuatkan
dengan analisa-analisa ilmiah sebagai dasar pengembangan penelitian lanjutan.
Analisa-analisa tersebut di antaranya pembangunan model pergerakan air pada

suatu tanah liat yang diolah terbatas dengan irigasi bawah permukaan. Sejalan
dengan hal tersebut dihasilkan informasi data-data analisa sifat fisik tanah serta
pembuatan suatu alat ukur (interface) beserta rangkaian apparatus uji pergerakan
air. Penelitian ini pada tahapan akhir dikuatkan dengan penelitian analisa
pergerakan air dalam suatu pengujian di laboratorium serta validasi di lapangan
terhadap kinerja irigasi bawah permukaan di lapangan dan pengujian teknik
budidaya terhadap pertumbuhan tanaman uji.
Penelitian utama ditujukan guna merealisasikan pendekatan novelti
penelitian dengan konsep pengembangan teknik budidaya tanaman merupakan
pengelolaan kelembaban tanah di zona perakaran. Hal tersebut dimaksudkan
untuk mempertahankan kelembaban atau kadar air tanah agar tersedia pada saat
dibutuhkan oleh tanaman.
Hasil fitting by eyes terhadap grafik difusifitas dan kadar air didapatkan
nilai-nilai parameter yang dibutuhkan dalam memenuhi sifat fisik tanah penelitian
yang selanjutnya disimulasikan pada model pergerakan air horizontal pada strip
olah tanah terbatas beririgasi bawah permukaan. Data yang dihasilkan tersebut
diaplikasikan pada pembangunan konsep simulasi pergerakan air pada strip olah
tanah terbatas beririgasi bawah permukaan menggunakan konsep untuk
kuantifikasi jumlah air dalam tanah, yang terdiri dari 2 pendekatan yaitu
volumetric water content, θ (volume air) dan besaran hisapan matriks (matrix

suction (cm)) atau pressure head, h (-cm). Langkah selanjutnya mengkonversi
data hasil simulasi ke bentuk kontur setelah diolah menggunakan software Surfer
8 menjadikan tampilan lebih mudah dipelajari pola pergerakan yang terjadi.
Pola pergerakan yang ditampilkan pada pola kontur menunjukan proses
pembasahan dapat mencapai zona kedalaman (– 5 cm) untuk zona perakaran bibit
tanaman semusim. Hal tersebut menjadi temuan penting guna pengembangan
konsep strip olah tanah terbatas beririgasi bawah permukaan. Proses pergerakaan

iii

air yang terjadi menurut model dalam bentuk kontur dapat dijelaskan sebagai
berikut; pada celah akan mengalami turbulensi desakan air di sekitar daerah
pangkal sesuai tekanan penuangan air. Selanjutnya terjadi proses penyebaran,
penyimpanan dan penipisan kadar air.
Hasil kinerja irigasi menunjukkan pembasahan efektif dengan menggunakan
strip olah tanah terbatas hanya dapat dikembangkan dengan lintasan pengairan
irigasi yang pendek < 5 m, sehingga cocok diaplikasikan pada pegelolaan lahan
subsistem atau perbaikan bentuk tradisional. Pada penelitian menggunakan
tanaman uji cabai menunjukkan hasil rekapitulasi data rancangan percobaan
bahwa perlakuan penambahan bahan organik dinilai berpengaruh nyata terhadap

pertumbuhan tanaman cabai akan tetapi untuk perlakuan pemberian air
menunjukkan tidak berpengaruh nyata terhadap pertumbuhan tanaman cabai
sebagai tanaman uji. Hal tersebut menunjukkan bahwa perhitungan statistik
secara kuantitatif menunjukkan kearah penjelasan lebih luas bersifat agronomis.
Bertolak belakang terhadap pengamatan grafik pertumbuhan tanaman yang
secara kualitatif menunjukkan bahwa pada level pemberian air satu kali
memberikan pengaruh lebih baik terhadap kondisi air tersedia bagi tanaman. Hal
lainnya adalah penambahan bahan organik terbanyak (K3) yang tampak
meyebabkan air terikat lebih banyak sehingga dapat memberikan pegaruh negatif
ketika pertumbuhan akar tanaman mencapai zona pembasahan aliran air.
Fenomena lain yang tampak adalah tanaman-tanaman pada perlakuan
kontrol (K0) tanpa penambahan bahan organik menunjukkan kondisi stagnasi
pertumbuhan sangat berbeda dengan perlakuan penambahan bahan organik (K2
dan K3) tampak tumbuh normal baik batang maupun perakarannya. Namun
selanjutnya pada dengan perlakuan penambahan bahan organik (K2 dan K3)
kondisi tanaman menunjukkan pertumbuhan yang kurang baik. Kondisi
penurunan kualitas pertumbuhan menerangkan bahwa tanaman cabai sebagai
tanaman uji pada teknik budidaya strip olah tanah terbatas beririgasi bawah
permukaan memiliki karakteristik tanaman semusim yang sensitif terhadap
kelebihan pemberian air.

Gabungan antara analisa simulasi model dan uji terhadap tanaman cabai di
lahan menunjukkan prediksi model dalam pembasahan ruang olah tanah (ruang
pertumbuhan tanaman) adalah sesuai, dimana tanaman uji dapat tumbuh. Pada
sistem model yang dibangun tersebut menunjukkan pola pembasahan air
membutuhkan waktu untuk penyebaran kadar air yang seimbang, hal ini
menegaskan bahwa sistem yang dikembangkan dalam bentuk novelti penelitian
adalah pergerakan kadar air bawah permukaan untuk menjaga kelembaban pada
strip tanah olahan sehingga memberikan ketersediaan air bagi tanaman.
Kata kunci: strip olah tanah, irigasi, model pergerakan kelembaban, tanah berliat

iv

©Hak cipta milik IPB, tahun 2012
Hak cipta dilindungi
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan
atau menyebutkan sumbernya. Pengutipan hanya untuk kepentingan
pendidikan, penelitian, penulisan karya ilmiah, penyusunan laporan, penulisan
kritik atau tinjauan suatu masalah, dan pengutipan tersebut tidak merugikan
kepentingan yang wajar IPB
Dilarang mengumumkan dan memperbanyak sebagian atau seluruhnya dalam

bentuk apapun tanpa izin IPB

v

vi

PERGERAKAN AIR PADA TANAH LIAT YANG
DIOLAH SECARA UNTUK MEMENUHI
KEBUTUHAN AIR TANAMAN

YAZID ISMI INTARA

Disertasi
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh geler
Doktor pada
Program studi Ilmu Keteknikan pertanian

SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
2012

vii

Penguji pada Ujian Tertutup :
Dr. Ir. Yanuar J Purwanto (Dept. SIL, Fateta IPB)
Dr. Ir. Kukuh Murtilaksono, M.Sc. (Dept. ITSL, Faperta IPB)
Penguji pada Ujian Terbuka :
Dr. Ir. Roh Santoso Budi Waspodo, M.T (Dept. SIL, Fateta IPB)
Dr. Ir. Kasdi Subagyono, M.Sc (Kepala Balai Besar pengkajian Teknologi
Pertanian)

viii

Judul Penelitian

: Pergerakan Air pada Tanah Liat yang Diolah secara
Strip untuk Memenuhi Kebutuhan Air Tanaman

Nama

: Yazid Ismi Intara

NRP

: F161060021

Program Studi

: Ilmu Keteknikan Pertanian
Disetujui:
Komisi Pembimbing

Prof. Dr. Ir. Asep Sapei, MS
Ketua

Prof. Dr. Ir. M. H. Bintoro Djoefrie, M.Agr
Anggota

Dr. Ir. Erizal, M.Agr
Anggota

Dr. Ir. E. Namaken Sembiring, MS
Anggota

Diketahui:

Ketua program Studi
Ilmu Keteknikan Pertanian

Dekan Sekolah Pascasarjana

Dr. Ir. Dahrul Syah, M Agr. Sc

Dr. Ir. Wawan Hermawan, M.S

Tanggal Ujian: 4 Januari 2012

Tanggal Lulus:

ix

x

PRAKATA

Puji dan syukur penulis panjatkan ke hadirat Allah SWT yang telah
mencurahkan rahmat dan hidayah-Nya, sehingga penulis dapat membuat usulan
penelitian ini sebagai rencana disertasi yang berjudul ” Pergerakan Air pada
Tanah Liat yang Diolah secara Strip untuk Memenuhi Kebutuhan Air Tanaman”.
Penelitian ini dimulai dari penetapan tema, studi literatur (state of the art), analisis
data sifat fisik tanah, perencanaan dan pembuatan aparatus uji irrigasi bawah
permukaan, analisis pergerakan air dalam strip olahan tanah, dan validasi
dilapangan terhadap kinerja irigasi serta aplikasi terhadap tanaman uji.
Terimakasih penulis ucapkan kepada: Prof. Dr. Ir. Asep Sapei, MS (Ketua
komisi), Prof. Dr. Ir. M. H. Bintoro Djoefrie, M.Agr (Anggota), Dr. Ir. E.
Namaken Sembiring, MS (Anggota), dan Dr. Ir. Erizal, M.Agr (Anggota) yang
telah memberikan bimbingan dalam penelitian ini. Ucapan terimakasih penulis
sampaikan pula kepada Almarhum Dr. Ir. I Nengah Suastawa, M. Eng., dan Dr.
Ir. Radite PAS, M. Agr., yang telah membentuk mental keteknikan pertanian pada
penulis serta Dr. Ir. Sam Herodian, MS., Prof. Dr. Ir. Kudang B Seminar, M.Sc.,
Prof. Dr. Ir. Budi I Setiawan, M.Agr., dan Prof. Dr. Ir. Armansyah H Tambunan,
M.Agr yang telah memberi semangat pantang mundur dalam studi di Sekolah
Pascasarjana IPB.
Ucapan terimakasih pula penulis sampaikan kepada DIKTI yang telah
memberikan beasiswa BPPS selama 3 tahun, dan kepada Pemprov. Kalimantan
Timur yang telah memberikan stimulan bantuan dana penelitian.
Tidak lupa ucapan terimakasih kepada istri dan anak tercinta, abah, mama,
ibuk, kakak/adik (saudara kandung) dan kakak ipar (uni/uda) atas dorongan matril
dan spirituil semangat yang diberikan untuk menyelesaikan studi doktoral ini.
Terimakasih juga kepada sahabat yang telah membantu terbentuknya
disertasi ini yaitu: mas Rudianto, Rahmondia, Husen Asbanu, Sjahrul, pa
Trisnadi, opek dan teman-teman di P6

Bogor, Januari 2012
Penulis

xi

RIWAYAT HIDUP

Penulis dilahirkan di Tenggarong pada tanggal 27 Juli 1974 sebagai anak
ke enam dari tujuh bersaudara dari pasangan Erahamsyah Anang Acil dan
Norhasanah. Penulis menikah pada tahun 2007 dengan Riska Ekawita dikaruniai
seorang anak bernama Zulazmi Rahman pada tahun 2009.
Penulis menempuh pendidikan sarjana di Program studi Agronomi jurusan
Budidaya Pertanian Fakultas Pertanian di Universitas Mulawarman, lulus pada
tahun 1999. Pada tahun 2002, penulis diterima di Program studi Ilmu Keteknikan
Pertanian (konsentrasi pada Teknik Mesin Pertanian) pada Program Pascasarjana
IPB dan menamatkannya pada tahun 2005. Kesempatan untuk melanjutkan ke
program doktor pada Program Studi Ilmu Keteknikan Pertanian diperolah pada
tahun 2006 dengan beasiswa BPPS dari DIKTI.
Penulis bekerja sebagai dosen di Fakultas Pertanian jurusan Agroteknologi
sejak tahun 2005. Bidang keahlian yang menjadi tanggung jawab penulis adalah
Agronomi, Agrohidrologi dan Mekanisasi Pertanian.
Selama mengikuti Program S3, penulis menghasilkan karya ilmiah sebagai
berikut:
1. Draf paten sederhana berjudul ’ Teknik Budidaya strip olah tanah Minimal
Beririgasi bawah Permukaan untuk Tanaman Semusim’. Nomor pendaftaran
paten: P00201100496
2. Studi awal karakteristik sebaran kadar air pada strip olah tanah lempung
berliat yang dialirkan air. Jurnal keteknikan Pertanian (accepted proses
publikasi April 2012)
3. Mempelajari pengaruh pengolahan tanah dan cara pemberian air terhadap
pertumbuhan tanaman cabai. (Capsicum annum L.). Jurnal Embryo Vol. 8
No. 2, 2011.
4. Pengaruh pemberian bahan organik pada tanah liat dan lempung terhadap
kemampuan mengikat air. Jurnal Ilmu Pertanian (JIPI) (accepted)

xii

DAFTAR ISI

DAFTAR TABEL……………………………………………………………..
DAFTAR GAMBAR…………………………………………………………..
DAFTAR LAMPIRAN………………………………………………………..
PENDAHULUAN
Latar Belakang…………………………………………………………..
Tujuan Penelitian………………………………………………………...
Manfaat Penelitian……………………………………………………....
Ruang Lingkup Penelitian……………………………………………....
KARAKTERISTIK TANAH PADA OLAH TANAH TERBATAS
BERIRIGASI BAWAH PERMUKAAN
Pendahuluan……………………………………………………………...
Bahan dan Metode…………………………………………………….....
Hasil dan Pembahasan……………………………………………….......
Kesimpulan………………………………………………………………
PERANCANGAN APPARATUS UJI DAN INTERFACE PENGUKUR
PERGERAKAN AIR
Pendahuluan……………………………………………………………...
Bahan dan Metode…………………………………………………….....
Hasil dan Pembahasan……………………………………………….......
Kesimpulan………………………………………………………………
MODEL PERGERAKAN AIR PADA STRIP OLAH TANAH TERBATAS
BERIRIGASI BAWAH PERMUKAAN
Pendahuluan……………………………………………………………...
Bahan dan Metode…………………………………………………….....
Hasil dan Pembahasan……………………………………………….......
Kesimpulan………………………………………………………………
PENAMBAHAN BAHAN ORGANIK PADA TANAH BERLIAT DALAM
PENGOLAHAN TANAH TERBATAS BERIRIGASI BAWAH
PERMUKAAN UNTUK TANAMAN SEMUSIM
Pendahuluan……………………………………………………………...
Bahan dan Metode…………………………………………………….....
Hasil dan Pembahasan……………………………………………….......
Kesimpulan………………………………………………………………
PEMBAHASAN UMUM
Konsep Pengembangan Teknik Budidaya Tanaman Menggunakan Strip
Olah Tanah Terbatas Beririgasi Bawah Permukaan……………………..

xiii

Hal.
xv
xvi
xx
1
4
5
5

11
15
23
38

39
42
49
53

55
63
75
85

87
96
101
117

119

Penelitian Pergerakan Air pada Strip Olah Tanah Terbatas Beririgasi
Bawah Permukaan………………………………………………….……. 122
Pengembangan Model Pergerakan Air pada Strip Olah Tanah Terbatas
Beririgasi
Bawah 125
Permukaan……………………………………………..
Peta Jalan Pengembangan Hasil Penelitian untuk Pembangunan
Pertanian
129
Indonesia…………………………………………………………….……
KESIMPULAN DAN SARAN…..……………………………….…………… 133
DAFTAR PUSTAKA…………………………………………………….……. 135
Lampiran-lampiran……………………………………………………...…….
142

xiv

DAFTAR TABEL
Hal.
1

2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13

14
15

16
17

18
19

Matriks dari outline isi disertasi “Pergerakan air pada tanah
lempung berliat yang diolah secara strip untuk memenuhi
kebutuhan air tanaman “…………………………………………….
Jenis, metode, dan alat-alat yang digunakan dalam analisis di
laboratorium………………………………………………………….
Sifat fisik tanah tanah berdasarkan three phase (konduktifitas tanah
jenuh)………………………………………………………….…….
Tekstur tanah yang digunakan dalam penelitian awal……………….
Hasil pengukuran aliran air irigasi bawah permukaan pada saat
pengujian di apparatus bak uji…………………………………….…
Hasil analisis Tekstur tanah dan distribusi agregat dari sampel tanah
di lapangan yang digunakan dalam penelitian di lahan……………..
Sifat fisik tanah yang digunakan dalam penelitian…………………..
Hasil analisis bahan organik pada setiap perlakuan di lapangan…….
Hasil analisis kimia tanah………………………………………......
Hasil analisis kelas tekstur, kandungan bahan organik, kadar air
tanah dan berat volume tanah sebelum pemberian bahan organik…..
Hasil rata-rata analisis kadar air tanah berbagai pF dan berat
volume……………………………………………………………….
Hasil fitting by eyes terhadap plot pada grafik hubungan antara
difusivitas dan kadar air…………………………………………......
Hasil pengukuran kalibrasi hambatan (k ohm) dengan kadar air
menggunakan interface multi kanal yang terdiri dari elektrodaelektroda blok gypsum……………………………………………….
Hasil pengujian pengaliran irigasi bawah permukaan pada strip olah
tanah terbatas di lapangan…………………………………………...
Hasil analisis hisapan matriks (pF), total lengas tanah tersedia
(Available Moisture, AM) dan total air tanah segera tersedia (Ready
Available Moisture, RAM) pada tanah sampel dari lahan penelitian
Hasil analisis kebutuhan air untuk tanaman cabai pada lahan
penelitian…………………………………………………………….
Rekapitulasi hasil penelitian aplikasi strip olah tanah terbatas
beririgasi bawah permukaan dengan penambahan bahan organik dan
pemberian air terhadap pertumbuhan tanaman cabai……………......
Hubungan kegiatan penelitian pendukung pada tahapan penelitian
utama dalam disertasi dan luaran yang dihasilkan………………….
Tahapan dan peta jalan penelitian………………..…………………

xv

9
19
24
25
28
30
30
31
31
32
33
38

51
102

104
105

107
123
131

DAFTAR GAMBAR

1
2
3

4
5
6
7
8
9
10

11

12

13
14

15

16
17
18
19

Ilustrasi konsep sebaran pergerakan air pada ruang olahan tanah.....
Diagram alir penelitian secara umum................................................
Kerangka konseptual pendekatan masalah dan tahapan penelitian
pergerakan air pada tanah liat yang diolah secara strip untuk
memenuhi kebutuhan air tanam .......................................................
Diagram alir data sifat fisik tanah dalam penggunaan informasi
karakteristik tanah untuk pengujian di lapangan dan Laboratorium.
Skema diagram tanah sebagai three phase system ………………...
Aparatus analisis difusivitas tanah dilakukan Laboratorium dengan
serapan kolom horizontal…………………………………………...
Foto pegujian infiltrasi kolom horisontal tanah dilakukan
Laboratorium……………………………………………………….
Ilustrasi apparatus bak uji pengukuran aliran air pada irigasi bawah
permukaan di tanah lempung berliat…………………….…………
Grafik tegangan matriks tanah dari tanah padat (tidak diolah) dan
tanah olahan………………………………………………………...
Grafik pengukuran kadar air (sebaran kadar air) pada strip olahan
tanah, pada bagian pangkal, tengah dan ujung dalam apparatus uji.
Pengukuran setelah aplikasi aliran air debit 0.378 liter/detik……...
Grafik pengukuran kadar air (sebaran kadar air) pada strip olahan
tanah, pada bagian pangkal, tengah dan ujung dalam apparatus uji.
Pengukuran setelah aplikasi aliran air debit 0.510 liter/detik……..
Hasil pengukuran perubahan kadar air pada infiltrasi kolom
horizontal untuk tanah lempung liat berdebu (desa
hambaro,leuwiliang), t = 500 menit………………………………..
Grafik hasil perhitungan difusivitas dari nilai pengukuran kadar air
dan plot grafik infiltrasi horizontal, h= -2cm, t=500 menit…………
Grafik hubungan antara difusivitas dengan kadar air dari hasil
pengukuran menggunakan aparatus kolom infiltrasi horizontal (D vs
θ)…………………………………………………………………….
Diagram alir penelitian pembuatan interface dan pengujian
pengukuran pergerakan air pada apparatus uji (skala
Laboratorium)………………………………………………….……
a) Konfigurasi Pin AT89S52 b) Blok Diagram AT89S52………...
Diagram alir sub sistem pengukur tegangan……………………….
Sirkuit hardware interface untuk pengukuran kadar air tanah……..
Ilustrasi tiga dimensi aparatus uji pergerakan air pada strip olahan
tanah dan skema pemasangan elektroda blok gypsum pendeteksi
kelembaban tanah................................................................................

xvi

Hal.
6
7

8
16
17
22
23
25
28

29

29

35
35

37
43

44
44
45

46

20

21

22

23

24

25

26
27

28

29
30
31
32
33
34

Skema ilustrasi rangkaian interface pembacaan data kadar air dari
elektroda blok gypsum (analog) ke display pengolahan data akusisi
menggunakan software DAQ..............................................................
Foto-foto saat penelitian pengujian pergerakan kadar air
menggunakan aparatus uji dan interface pengukuran yang terubung
elektroda blok gypsum sebagai.pendeteksi perubahan hamabatan
dalam mendapatkan pola pembasahan pada strip olah tanah terbatas
.............................................................................................................
Foto instalasi interface pengukura multi kanal dan proses kalibrasi
menggunakan elektroda-elektroda blok gypsum dalam menentukan
pembacaan analog perubahan nilai hambatan unttuk nilai kadar air
tanah………………………………………………………………...
Instalasi apparatus uji pengukuran dan visualisasi proses pola
pergerakan pembasahan dalam strip olah tanah terbatas di
Laboratorium dan foto visualisasi pergerakan pembasahan
menggunakan apparatus uji setelah melewati waktu 3 jam
pengariran irigasi bawah permukaan……………………………….
Grafik kontur kadar air (% basis volume) menunjukkan pola
pergerakan pembasahan dalam strip olah tanah terbatas dalam kotak
apparatus uji di Laboratorium ……………………………………..
Penggalan dari pengamatan kandungan air dalam suatu eksperimen
terhadap fenomena infiltrasi pada kolom tanah horizontal
(Pachepsky et al., 2003)…………………………………..………….
Skematik drainase pada parit (Ahmad et al., 1993)……………..…..
Input (angka dilingkar) dan output (angka yang dikotak) keadaan
dilapangan pada tampilan dalam menu utama dari toolbar lembar
kerja (Raes and Deproost, 2003)…………………………………...
a) Indikasi nilai untuk kenaikan kapiler pada suatu permukaan tanah
tanpa tanaman terhadap bermacam tipe tanah dan kedalaman air
tanah, b) indikasi nilai (kurva garis-garis) kenaikan kapiler pada
suatu zona perakaran terhadap bermacam tipe tanah dan kedalaman
air tanah (Raes and Deproost, 2003)………………………………...
Diagram pembuatan model pergerakan kadar air pada strip olahan
tanah menggunakan Ms excel VBE……………………………...…..
Ilustrasi keseimbangan massa air dalam model tangki………………
Kesetimbangan air pada strip olahan tanah tanpa tanaman pada
penampakan potongan melintang…………………………………..
Kesetimbangan air pada strip olahan tanah tanpa dan dengan
tanaman pada penampakan potongan membujur…………………...
Skema boundary condition untuk pergerakan air dalam parit olahan
tanah…………………………………………………………………
Tampilan program pergerakan kadar air pada strip olah tanah
terbatas beririgasi bawah permukaan…………………………...……

xvii

46

48

50

51

52

59
61

62

62
63
66
67
69
70
78

35
36

37

38

39

40

41

42

43

44
45
46

47
48
49

Tampilan program seting bukaan pintu air atau celah pada konsep
irigasi bawah permukaan pada strip olah tanah terbatas……………
Tampilan hasil grafik soil water retention , konduktivitas hodrolik
kadar air basis volum dan difusivitas pada program pergerakan
kadar air pada strip olah tanah terbatas beririgasi bawah
permukaan…………………………………………………………..
Grafik iterasi pressure head dari hasil running program model
pergerakan kadar air pada strip olah tanah terbatas beririgasi bawah
permukaan…………………………………………………..………
Tampilan grafik kontur pressure head (cm H2O) yang menunjukan
pola pergerakan air dalam tanah dari suatu tampilan iterasi program
komputer ………….………………………………………………...
Grafik iterasi kadar air basis volum dari hasil running program
model pergerakan kadar air pada strip olah tanah terbatas beririgasi
bawah permukaan…………………………………….……………..
Tampilan grafik kontur kadar air basis volum yang menunjukan
pola pergerakan air dalam tanah dari suatu tampilan iterasi program
komputer ……………………………………………………………
Sistem pengolahan tanah dalam strip merupakan suatu sistem
konservasi pertanian dimana sedikitnya 75% bidang area adalah
"interrow" yang tidak diolah dan perlindungan ruang tanam pada
barisan tanaman (Morrison, 2002)………………………………….
Ilustrasi dari pengolahan tanah yang berbeda pada perlakuan:
pengolahan tanah yang seragam (T); 30 mm kedalaman celah, (Ns);
30 mm kedalaman lubang (Nh) 30 mm kedalaman celah dengan
retakan vertikal buatan hingga kedalaman 120 mm (Nc120), dan 300
mm (Nc300)……………………………………………..……………
Skema pengujian strip olah tanah terbatas beririgasi permukaan
terhadap budidaya tanaman semusim cabai dalam perlakuan
pengairan dan penambahan bahan organic…………………………
Ilustrasi aplikasi di lapangan perlakuan penelitian terhadap
pengujian budidaya tanaman semusim pada lahan kering………….
Ilustrasi pengembangan konsep irigasi bawah pemukaan pada strip
olahan tanah di lahan lempung beliat................................................
Foto-foto di lahan percobaan saat penelitian pengujian metode strip
olah tanah terbatas beririgasi bawah permukaan dengan para meter
penambahan bahan organik dan pemberian air terhadap budidaya
tanaman cabai…………………………………………………….….
Tahapan persiapan pengujian kinerja irigasi bawah permukaan pada
strip olah tanah terbatas di lahan…………………………………....
Grafik pertumbuhan rata-rata tinggi tanaman pada 14, 42, 70, 98,
112, dan 140 hari setelah tanam……………………………………
Foto-foto pertumbuhan tanaman pada 14, 42, 70, 98, 112, dan 140
hari setelah tanam…………………………………………………..

xviii

79

79

80

81

82

83

91

92

98
98
99

99
101
108
109

50
51
52
53
54
55

56

57
58

59

60

Foto perbandingan pertumbuhan pada akhir penelitian (140 hst)
antara perlakuan pemberian air A1 dan A2…………………………
Grafik kontur pola pergerakan air pada strip olah terbatas beririgasi
bawah permukaan dengan perlakuan K0A1…………………………………...
Grafik kontur pola pergerakan air pada strip olah terbatas beririgasi
bawah permukaan dengan perlakuan K0A2……………………..…
Grafik kontur pola pergerakan air pada strip olah terbatas beririgasi
bawah permukaan dengan perlakuan K3A1………………..………
Grafik kontur pola pergerakan air pada strip olah terbatas beririgasi
bawah permukaan dengan perlakuan K3A2………………………...
Penggunaan naungan atap plastik transparan guna mengkondisikan
lahan kering berdampak pada kondisi iklim mikro disekitar tanaman
sehingga tampak pertumbuhan tanaman di bawahnya kurang
baik……………………………………………………………..……
a) Pengolahan tanah di Indonesia umumnya secara konvensional, b)
Tanah-tanah marjinal merupakan sasaran dalam usaha perluasan
areal pertanian (ekstensifikasi) di masa yang akan datang, dan c)
Salah satu tanah yang digolongkan pada marginal tersebut adalah
tanah podsolik merah kuning bertekstur tanah lempung berliat……..
Konsep awal pengembangan teknik budidaya tanaman semusim
dengan strip olah tanah terbatas neririgasi permukaan…………….
Pemilihan lahan penelitian yang cocok untuk pendekatan lahan
sempit (tradisional) dengan tekstur tanah lempung liat berdebu dari
jenis podsolik……………………………………………………….
Validasi bentuk pola sebaran kadar air (baasis volume) yang
dihasilkan dalam peneitian pergerakan air pada strip olah tanah
terbatas beririgasi bawah permukaan ………..……………………..
Ilustrasi perubahan pola sebaran pembasahan oleh kadar air (basis
volume) terhadap waktu pada strip olah tanah terbatas beririgasi
bawah permukaan untuk menjaga kelembaban tanah dalam
memberikan ketersediaan air tan aman………………………………

xix

110
112
113
114
115

116

119
121

124

127

128

DAFTAR LAMPIRAN
Hal.
1

Data kadar air tanah pada bagian-bagian strip olah tanah terbatas
di lahan penelitian (menggunakan metode gravimetri)…………..

142

Pengukuran nilai hambatan (k ohm)memekai gypsum blok
elektrode di strip olah tanah terbatas……………………………

150

3

Analisis sidik ragam perhitungan rancangan percobaan………...

154

4

Analisis fisika tanah di Laboratorium……………………….…..

160

5

Data suhu harian di dalam naungan plastic……………………...

164

6

Analisis data konduktivitas horizontal…………………………..

165

7

Analisis data konduktivitas horizontal: konversi dari difusivitas ke
konduktifitas hidrolik……………………………………………

167

8

Program DAQ – Visual C++ 6.0………………………………...

169

9

Program pergerakan kadar air pada strip olah tanah terbatas
beririgasi bawah permukaan (visual basic editor: macros Ms.
Excel)………………………………………………………..…...

172

Lembar pendaftaran paten……………………………………….

180

2

10

xx

1

PENDAHULUAN
Latar belakang
Lahan kering mempunyai potensi yang besar untuk memenuhi kebutuhan
pangan namun harus dengan pengelolaan dan penggunaan yang tepat, yaitu sesuai
kemampuan lahannya. Sinukaban (1994) menyatakan bahwa pengembangan
pertanian di lahan kering berpotensi untuk swasembada pangan. Potensi tersebut
antara lain dapat dilihat dari luas lahan kering yang tersebar cukup luas di Indonesia.
Tanah podsolik merah kuning adalah jenis tanah yang mendominasi lahan kering di
Indonesia. Daerah-daerah di Kalimantan luas lahan kering dengan jenis tanah
podsolik merah kuning diperkirakan sekitar 20,7 juta ha (60%), umumnya tersebar
pada daerah beriklim basah (Partohardjono et al. 1994). Podsolik merah kuning di
indonesia secara keseluruhan luasnya diperkirakan mencapai 34,6 juta ha, sebagian
besar terdapat di Sumatera, Kalimatan, Sulawesi dan Irian Jaya (Hidayat dan
Mulyani 2002).
Pengembangan teknologi pemanfaatan lahan marjinal agar menjadi lahan
produktif masih menjadi peluang besar dalam pembangunan pertanian di Indonesia.
Perbaikan media tanam berupa hasil olah tanah dan teknologi irigasi tanaman yang
tepat merupakan salah satu upaya pemecahan masalah di lahan marjinal. Penelitian
lanjut terhadap perbaikan teknologi pengolahan tanah beserta teknologi aliran air
irigasi tanaman, dapat menjadi salah satu informasi penting bagi pengembangan
perbaikan teknik budidaya tananan pada lahan marginal.
Hidayat dan Mulyani (2002) menyatakan bahwa pada umumnya tanah-tanah
subur di Indonesia sebagian besar sudah diusahkan penduduk. Tanah-tanah yang
belum diusahakan umumnya berupa tanah kurang baik yang disebut tanah marjinal.
Tanah-tanah marjinal merupakan sasaran dalam usaha perluasan areal pertanian
(ekstensifikasi) di masa yang akan datang.
Salah satu solusi untuk meningkatkan produktivitas tanah diperlukan
masukan berupa bahan organik, pupuk buatan disertai pengelolaan tanah yang baik
dan dengan penerapan kaidah-kaidah konservasi tanah dan air. Teknologi
pengolahan tanah sebagai alternatif untuk dikembangkan adalah pengolahan tanah
terbatas yang memiliki keuntungan lebih terhadap konservasi tanah dan air serta
efesien terhadap pengurangan energi. Secara umum pengolahan tanah merupakan

2

usaha membentuk keadaan fisik tanah yang baik untuk pertumbuhan tanaman.
Pengolahan tanah terbatas memiliki beberapa keuntungan dibandingkan dengan
metode pengolahan tanah lainnya (Monzon et al. 2006). Pengembangan serta
modifikasi terhadap metode tanah olah terbatas masih terbuka guna mendapatkan
aplikasi teknik pengairan dalam suatu hasil tanah olah.
Adopsi konsep sederhana penelitian merupakan pengembangan teknik
tanaman dalam pot dalam arti pengkondisian pot tanaman sepanjang jalur
pengolahan, sedangkan pemberian irigasi untuk penyedia kebutuhan air tanaman
mengadopsi dari benerapa teknik hidroponik (tanpa larutan pupuk).
Hubungan bahan organik dalam membentuk sifat fisik tanah tehadap konsep
ketersediaan pergerakan air di dalam tanah diungkapkan oleh Sarief (1985) yang
menyatakan bahwa dengan pemberian bahan organik pada tanah bertekstur liat dapat
meningkatkan kadar air tanah dan kapasitas air tersedia serta dapat menurunkan berat
volume tanah, sehingga tanah menjadi gembur. Bahan organik selain dapat
meningkatkan ketersedaiaan air bagi tanaman sekaligus menambah unsur hara bagi
tanaman dan meningkatkan jumlah pori tanah yang berguna memperbaharui drainase
dan erasi tanah.
Bahan organik pada tanah (lahan pertanian) yang berfungsi sebagai
pemegang, perekat dan menjaga ketersediaan air bagi tanaman serta membentuk
struktur tanah menjadi lebih baik. Pengolahan tanah terbatas dengan dimensi ruang
olah terbatas yaitu kedalaman 20 cm x 20 cm lebar yang mamanjang sepanjang alur
tanam. Penambahan bahan organik dilakukan bertujuan menjaga ketersediaan air dan
membentuk struktur agregat yang lebih baik sehingga konsep olahan tanah terbatas
beririgrasi diharapkan juga menjadi pengendali drainase di lahan pertanian.
Kemampuan tanah untuk menahan air adalah besarnya kadar air yang dapat
disimpan di daerah perakaran pada batas antara kapasitas lapang dan titik layu
permanen. Kemampuan tanah untuk menahan air akan berbeda untuk setiap tekstur
tanah. Tekstur, struktur dan bahan organik sangat berpengaruh terhadap jumlah air
tanah yang dapat tersedia untuk pertumbuhan tanaman. Semakin halus tektur tanah
maka semakin besar daya penyimpanan air tersedia. Tanah bertekstur liat memiliki
ukuran pori yang kecil dan permukaan yang sangat luas sehingga mampu menahan
air dalam jumlah yang besar (Fitter dan Hay 1998).

3

Permasalahan selain tekstur dan penambahan bahan organik dalam konsep
ketersediaan air bagi tanaman adalah, fenomena pola pergerakan sebaran air pada
kondisi tidak jenuh dalam tanah. Sebaran air pada kondisi tidak jenuh dalam tanah
merupakan pergerakan air kapiler. Air kapiler dalam tanah dapat terjadi karena daya
kohesi dan adhesi lebih kuat dari gravitasi. Air ini dapat bergerak ke samping atau ke
atas karena gaya-gaya kapiler. Sebagian besar dari air kapiler merupakan air yang
tersedia (dapat diserap) bagi tanaman (Hillel 1998),.
Pergerakan air dalam tanah secara umum perlu mencermati beberapa konsep
pergerakan air secara teoritis, guna memahami batasan-batasan pengembangan
ilmiah dari suatu perbaikan konsep teknologi. Proses aliran air tanah pada keadaan
tidak jenuh umumnya sangat komplek dan sulit dipecahkan secara analitik. Kesulitan
pemecahan analisis karena perubahan-perubahan dalam bentuk dan jumlah kadar air
selama aliran. Perubahan-perubahan tersebut mencakup hubungan yang komplek
diantara variabel-variabel kadar air, hisapan matrik konduktivitas dan adanya
fenomena histerisis (Hillel 1980). Strelkoff et al. (2004), menyatakan bahwa analisa
pergerakan air yang unsteady-flow dalam suatu aliran irigasi didekati dengan
rumusan infiltrasi atau upfiltrasi yang telah ada dan parameter resistansi aliran (flow
resistance) serta (uji coba rancangan) suatu geometri saluran dan masuknya air.
Namun hal tersebut hanya pembuktian prediksi kinerja sebagai akurasi suatu input data.
Proses aliran air tanah pada keadaan tidak jenuh sering terjadi perubahanperubahan didalam bentuk dan jumlah kadar air selama aliran. Perubahan tersebut
mencakup hubungan yang kompleks diantara variabel-variabel kadar air (kebasahan
dan kelembaban), hisapan matrik (suction) dan konduktivitas serta adanya fenomena
histerisis. Beberapa hasil penelitian yang bersifat analisis dan mendekati konsep
pergerakan air pada tanah oleh suatu aliran air dalam tanah, diantaranya; Gureghian
(1981), membuat suatu model dua dimensi finite element untuk perencanaan
penanganan kondisi batas kenaikan yang tidak homogen pada suatu batas air tanah
guna pendekatan prediksi kondisi muka air tanah. Pendekatan komputrisasi
dilakukan oleh Thomas and Leung (1996) dengan melakukan penelitian serta
perhitungan dua dimensi dengan suatu logaritma rangkaian pararel. Alogaritma
disusun berdasarkan metode numerik dengan mengikuti skema alur persamaan finite
difference explicit antara transfer panas dan kandungan air. Peningkatan tampilan

4

komputerisasi dilakukan oleh Raes and Deproost (2003) membuat suatu software
dengan suatu simulasi dari model pergerakan air pada suatu tampilan menu terdiri
dari toolbar lembar kerja. Selanjutnya mengadopsi hasil penelitian Thomas and
leung (1996) dengan menekankan konsep larutan pencemar dalam tanah maka Javadi
et al. (2008) membuat suatu model numerik dari suatu transport zat pencemar yang
menembus dalam tanah. Model tersebut mampu menirukan beberapa fenomena
umum zat pencemar yang mengalir di dalam lahan-lahan termasuk proses-proses
adveksi, dispersi, difusi, dan serapan.
Lahan kering merupakan salah satu sumberdaya lahan yang mempunyai
peluang untuk pengembangan pertanian pangan, terutama pada lahan-lahan yang
memiliki

hambatan

teknis

sedang

dan

ringan.

Penelitian

berdasar

pada

pengembangan konsep kearah aplikasi suatu inovasi teknik budidaya tanaman pada
lahan kering dengan tanah bertekstur lempung liat berdebu. Penelitian difokuskan
pada analisa pergerakan air dalam suatu strip olah tanah terbatas dengan pengairan
irigasi bawah permukaan. Pergerakan air pada tanah olah dalam konsep modifikasi
pengolahan tanah terbatas dengan bentuk parit (strip) berisi tanah olah merupakan
suatu yang baru serta membuka peluang penelitian lanjutan.

Tujuan Penelitian
Tujuan penelitian ini adalah mendapatkan model pergerakan air pada suatu tanah
liat yang diolah terbatas dengan irigasi bawah permukaan. Tujuan utama tersebut,
dilakukan dalam beberapa tahap penelitian yang mempunyai tujuan spesifik, yaitu:
1. Menganalisis karakteristik tanah untuk mendapatkan data-data sifat fisik tanah,
mempelajari pengaruh penambahan bahan organik dan mendefenisikan strip
olah tanah terbatas beririgasi bawah permukaan
2. Menganalisis hasil simulasi model dan pengukuran pergerakan air dalam suatu
pengujian di laboratorium.
3. Mengkaji dan menganalisis kinerja irigasi bawah permukaan pada strip tanah
olah dangkal di lapangan dan pengujian teknik budidaya terhadap pertumbuhan
tanaman uji.

5

Manfaat Penelitian
Berdasarkan tujuan penelitian diharapkaan dapat diperoleh manfaat sebagai
berikut:
1. Mendapatkan data dasar karakteristik sifat fisik tanah dan rangkaian apparatus
uji yang dapat digunakan untuk studi lanjutan.
2. Mendapatkan model matematik pergerakan sebaran air pada parit (strip) tanah
olah di tanah lempung berliat.
3. Menyediakan suatu pengembangan konsep alternatif budidaya tanaman pada
suatu lokasi spsesifik (dengan kadar lempung dan liat tinggi atau lahan marjinal)
4. Merekomendasikan konsep dan menyediakan data untuk pembuatan alat mesin
yang spesifik.

Ruang Lingkup Penelitian
Aliran irigasi bawah permukaan dalam olahan tanah menyebabkan pola
pergerakaan air pada tanah akan membentuk sebaran horizontal searah strip olahan
dan sebaran vertikal yang merupakan fenomena kapilaritas. Pola pembasahan
diharapkan akan membasahi ruang olah tanah sebagai ruang tanam atau tumbuhnya
perakaran tanaman sehingga ketersediaan air tanaman akan tercukupi (Gambar 1).
Konsep pergerakan air irigasi bawah permukaan pada strip olahan merupakan usaha
inovasi dalam mendapatkan beberapa aspek keterbaruan (novelty). Keterbaruan
meliputi pengembangan model pergerakan air pada suatu irigasi bawah permukaan
terhadap karakteristik tanah olah dalam parit (strip) di tanah dengan kadar lempung
dan liat tinggi.Perbaikan atau modifikasi pengolahan tanah terbatas yang dilakukan
yaitu dapat dengan merubah bentuk olahan tanah dengan parit (strip) berisi tanah
olah

untuk

pertumbuhan

tanaman

serta

dengan

menggabungkan

konsep

pengembangan irigasi bawah permukaan.
Bentuk capaian akhir berupa teknik budidaya tersebut menjadi pertimbangan
dari penelitian pergerakan air irigasi bawah permukaan pada suatu parit (strip) berisi
tanah olah. Penelitian awal yang penting dilakukan adalah analisis sebaran
pergerakan air pada tanah olah. Analisa menggunakan data sifat fisik tanah dan
pendekatan simulasi dari fenomena sebaran pergerakan air pada tanah, hal ini

6

sebagai aspek keteknikann guna
g
pengembangan dan pendugaan capaian
an kinerja suatu
aplikasi.

parit berisi
tanah olah

kons sebaran pergerakan air pada ruang olahan
ola
tanah
Gambar 1 Ilustrasii konsep
Beberapa prospekk pengembangan
pe
keberhasilan penelitian diantar
ntaranya:
1. Penelitian dapat diaplika
plikasikan dalam perkembangan pertanian di Indonesia
Indone yang
bersifat subsistem deng
ngan luas lahan kecil dan bersifat perbaikann lahan
laha marjinal.
2. Keuntungan-keuntunga
ungan dari sifat pengolahan tanah terbatas akann di
dipertahankan
sehingga usaha modif
odifikasi sistem tersebut akan menghasilkann rekomendasi
positif.
pe
penelitian selanjutnya (pembua
buatan alat dan
3. Menjadi dasar bagi pengembangan
mesin, penambahann material
ma
instalasi dan sebagainya).
Pemecahan masalah
lah dalam penelitian difokuskan untuk mendapa
ndapatkan model
pergerakan air pada suatuu sstrip olahan tanah beririgasi bawah permukaa
ukaan dan kinerja
irigasi pada lahan tanah berl
erliat. Diagram alir penelitian disertasi sebagai
ai berikut:
be

7

Konsep alternatif perbaikan dan pemanfaatan lahan marjinal
dengan olah tanah terbatas beririgasi bawah permukaan
Pengukuran sifat fisik dan mekanik tanah yang diperlukan
dalam komponen analisis pergerakan air dalam tanah ( kadar
air, tekstur, distribusi agregat, konduktifitas tak jenuh, pF)

Pembuatan
elektronik
interface
dengan mikrokontoler AT89S52,
gypsum block elektroda dan
apparatus uji
Penelitian
pada
aparatus
uji
dilengkapi interface pengukur pola
pergerakan air pada strip olah tanah
terbatas beririgasi bawah permukaan
Pembuatan perhitungan model pergerakan air menggunakan Ms. Excel
VBE

Penelitian kinerja irigasi bawah
permukaan di strip olahan tanah
Pengujian kinerja teknik budidaya
terhadap pertumbuhan tanaman
(variabel uji terhadap pemberian air
dan penembahan bahan organik)

Grafik dan data pengukuran
parameter kinerja pengairan
dan parameter agronomi

Simulasi
program
tida

Grafik dan data di Lab.
simulasi pergerakan
kadar air menggunakan
aparatus uji

Kesesuaian pola
sebaran kadar air
pada strip olah tanah
terhadap kinerja sub
surface irrigation?

ya

Rekomendasi pengembangan metode strip olah
tanah terbatas beririgasi permukaan untuk
budidaya tanaman semusim

Analisa dan evaluasi terhadap hasil dan temuan
penelitian

Gambar 2 Diagram alir penelitian secara umum
Kerangka konseptual pendekatan masalah dan tahapan penelitian ditunjukkan
pada Gambar 3 sedangkan matriks outline kandungan dari disertasi pada Tabel 1.

8

Gambar 3 Kerangka konseptual pendekatan masalah dan tahapan penelitian pergerakan air pada tanah liat yang diolah secara strip
untuk memenuhi kebutuhan air tanaman

9

Tabel 1 Matriks dari outline isi disertasi “Pergerakan air pada tanah lempung berliat
yang diolah secara strip untuk memenuhi kebutuhan air tanaman “
Bab
I.

Judul
Pendahuluan

Masukan
Rancangan umum penelitian

Proses
Latar belakang riset

Luaran
Konsep dan matriks
penjabaran isi
Data sifat fisik tanah untuk
kebutuhan
pembuatan
model pergerakan kadar
air pada strip olahan tanah
terbatas beririgasi bawah
permukaan
Efesiensi pengairan untuk
pengembangan
konsep
budidaya tanaman pada
strip olahan tanah terbatas
beririgasi
bawah
permukaan

Karakteristik Tanah
Pada Olah Tanah
terbatas Beririgasi
Bawah Permukaan

Data sifat fisik dan
mekanik
tanah
yang
digunakan
dalam
penelitian.
Data analisis kimia dan
bahan organik pada tanah
perlakuan yang digunakan
dalam penelitian
Data
efesiensi
irigasi
bawah permukaan pada
strip olah tanah terbatas
Konsep
pengukuran
horizontal
konduktivitas
tidak jenuh

Analisis sifat fisik dan
mekanik tanah
Analisis
efisiensi
penyaluran air (Ec), efasiensi
aplikasi irigasi (Ea) dan
efisiensi penyimpanan air
irigasi (Es).
Perhitungan total lengas
tanah tersedia (AM) dan
total air tanah segera
tersedia (Ready Available
Moisture, RAM)
Konduktivitas hidrolik tak
jenuh
menggunakan
metode distribusi kadar air
pada
tabung
infiltrasi
horizontal

III.

Perancangan
Apparatus Uji dan
Interface Pengukur
Pergerakan Kadar Air

Simulasi perhitungan dari
model pergerakan kadar air
dengan pengukuran pada
apparatus uji
Banyak titik pengukuran
Pembacaan real time dalam
satu
pengukuran
bersamaan
Pengukuran
perubahan
hambatan pada detektor

Pembuatan apartus uji
dari bak akrilik untuk
simulasi pergerakan air
Rangkaian elektronik
interface
mikrokontroler
AT89S52
untuk
pengukuran banyak titik
dalam
pem-bentukan
pola pergerakan kadar
air

Pola pergerakan kadar
air pada strip olah tanah
terbatas
beririgasi
bawah permukaan hasil
pengukuran
dalam
tampilan grafik Ms.
excel

IV.

Model Pergerakan
Sebaran Kadar Air
pada Strip Olah Tanah
terbatas Beririgasi
Bawah Permukaan

State of the art dari model
pergerakan kadar air pada
tanah tak jenuh
Keuntungan
pengembangan pengolahan
tanah terbatas
Konsep irigasi bawah
permukaan

Model pergerakan kadar
air basis volume pada strip
olahan tanah menggunakan
Ms excel VBE

V.

Penambahan Bahan
Organik pada Tanah
Berliat dalam
Pengolahan Tanah
terbatas Beririgasi
Bawah Permukaan
Untuk Tanaman
Semusim

Karakteristik
lahan
marjinal tanah lempung
berliat
Penambahan bahan organik dalam memperbaiki
kesuburan tanah
Pengembangan
konsep
olah
tanah
terbatas
beririgasi
bawah
permukaan untuk budidaya
tanaman semusim

Kesetimbangan massa
Model aliran air tak jenuh
Penyelesaian sistem linier
yang terbentuk (matrik
tridia-gonal) diselesaikan
dengan Thomas Algorithm
Finite difference ADI
(Alte-rnating
direct
implicit) (Setia-wan, 1992)
dalam
bentuk
skema
Newton algorithm
Pemberian bahan organik
pada tanah liat dan
lempung berliat terhadap
kemampuan mengikat air
Penelitian lapangan menggunakan Rancangan Acak
Lengkap (RAL) dengan 2
faktor, yaitu; waktu pemberian air (A) dan dosis
bahan organik kompos (K).

VI.

Pembahasan Umum

Keterkaitan bahasan pada
bab 1 sampai dengan bab 5
menjadi satu bahasan
umum

II.

Kekuatan dan peluang
dalam
pengembangan
konsep strip olah tanah
terbatas beririgasi bawah
permukaan untuk budidaya
tanaman semusim dalam
alternatif perbaikan lahan
marjinal
Road map teknologi

Teknik budidaya tanaman
menggunakan strip olah
tanah terbatas beririgasi
bawah permukaan dapat
menjaga kelembaban tanah
untuk
pertumbuhan
tanaman.
Kete