Kajian Laju Infiltrasi Tanah Pada Berbagai Penggunaan Lahan Di Desa Sempajaya Kecamatan Berastagi Kabupaten Karo

(1)

Dibuat double ring infiltrometer

Mulai

Ditentukan titik pengukuran

Kadar air sama

Dibenamkan double ringke dalam tanah sedalam 10 cm

tidak

Dipasang penggaris pada sisi dalam ring pertama

Dimasukkan air

Diukur penurunan muka air

Dihitungkondukti fitashidroliknya

Dianalisis data yang diperoleh

(2)

(3)

(4)

Lampiran 4 . Tabel kadar air, porositas , kerapatan massa, dan kerapatan partikel dari 3 lokasi penelitian. Lokasi Tekstur

Kadar Air (%) Porositas (g/cm3) Kerapatan Massa (g/cm3) KerapatanPartikel (g/cm3) Sebelum infiltrasi Setelah infiltrasi Sebelum infiltrasi Setelah infiltrasi Sebelum infiltrasi Setelah infiltrasi Sebelum infiltrasi Setelah infiltrasi A1 Lempung Berpasir

44.80 47.06 58.2 56.5 0.88 0.89 2.13 2.05

A2 47.82 50.16 57.9 56.2 0.89 0.89 2.12 2.05

A3 45.02 46.11 58.2 56.7 0.89 0.89 2.12 2.06

Lempung Berpasir

43.27 46.81 60.6 60.4 0.83 0.84 2.23 2.17

B2 44.50 49.16 58.5 56.2 0.86 0.88 2.73 2.16

B3 43.85 48.09 57.5 59.7 0.84 0.85 2.03 2.16

Lempung Berpasir

58.78 61.45 64.0 61.0 0.81 0.82 2.06 2.09

C2 59.18 62.25 68.5 58.9 0.89 0.89 2.05 2.16

(5)

Lampiran 6. Kombinasi Infiltrasi Pada Ladang Cabai

waktu Cabai D12 D11 D10 D9 D8 D7 D6 D5 D4 C12 C11 C10 C9 C8 C7 C6 C5 C4

0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

5 2.17 0.41 0.42 0.41 0.42 0.41 0.40 0.39 0.39 0.17 0.07 0.06 0.07 0.06 0.07 0.08 0.09 0.09 0.28 10 3.9 0.54 0.55 0.55 0.58 0.57 0.58 0.60 0.69 E 0.05 0.04 0.04 0.02 0.03 0.02 0.01 -0.05 E 20 5.23 0.44 0.46 0.46 0.49 0.46 0.44 0.38 E 0.69 0.06 0.05 0.06 0.04 0.06 0.07 0.09 E -0.05 30 6.9 0.46 0.49 0.49 0.54 0.51 0.50 E 0.38 0.60 0.06 0.05 0.05 0.03 0.04 0.05 E 0.09 0.01 45 8.83 0.45 0.49 0.48 0.57 0.53 E 0.50 0.44 0.58 0.06 0.05 0.05 0.03 0.04 E 0.05 0.07 0.02 60 10.5 0.42 0.47 0.45 0.60 E 0.53 0.51 0.46 0.57 0.07 0.05 0.06 0.02 E 0.04 0.04 0.06 0.03 90 13.2 0.32 0.37 0.20 E 0.60 0.57 0.54 0.49 0.58 0.08 0.07 0.10 E 0.02 0.03 0.03 0.04 0.03 120 16.93 0.38 0.52 E 0.20 0.45 0.48 0.49 0.46 0.55 0.07 0.05 E 0.10 0.06 0.05 0.05 0.06 0.04 180 22.26 0.16 E 0.52 0.37 0.47 0.49 0.49 0.46 0.55 0.10 E 0.05 0.07 0.05 0.05 0.05 0.05 0.04 240 28.93 E 0.16 0.38 0.32 0.42 0.45 0.46 0.44 0.54 E 0.10 0.07 0.08 0.07 0.06 0.06 0.06 0.05

(6)

Lampiran 7. Infiltrasi Kumulatif Di Ladang Cabai Setelah Dikombinasikan Wakt

u bi

F 5-240 F10-240 F20-240 F5-180 F10-180 F20-180 F5-120 F10-120 F20-120 F5-90 F10-90 F20-90 F5-60 F10-60 F20-60 F5-45 F10-45 F20-45 F5-30 F10-30 F5-20 F5-10

0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

5 2.17 2.17 2.65 4.28 2.17 2.77 2.34 2.17 2.67 2.32 2.17 2.71 2.39 2.17 2.70 2.33 2.17 2.71 2.29 2.17 2.17 2.17 2.17 10 3.9 3.27 3.90 5.49 3.25 4.10 3.47 3.26 3.90 3.46 3.24 3.90 3.51 3.27 3.90 3.46 3.30 3.90 3.43 3.33 3.33 3.33 3.90 20 5.23 5.02 5.82 7.21 4.96 6.16 5.23 5.00 5.75 5.23 4.92 5.66 5.23 5.04 5.67 5.23 5.11 5.65 5.23 5.23 5.23 5.23 7.18 30 6.9 6.52 7.41 8.76 6.41 7.88 6.71 6.49 7.26 6.72 6.35 7.07 6.65 6.56 7.09 6.72 6.69 7.05 6.77 6.90 6.90 6.90 10.35 45 8.83 8.54 9.50 11.26 8.36 10.16 8.67 8.49 9.23 8.72 8.25 8.87 8.51 8.61 8.91 8.70 8.83 8.83 8.83 9.19 9.19 9.18 15.02 60 10.5 10.41 11.38 13.51 10.15 12.23 10.45 10.33 10.98 10.53 9.99 10.44 10.18 10.50 10.50 10.50 10.82 10.38 10.72 11.33 11.34 11.32 19.63 90 13.2 13.86 14.79 17.59 13.44 16.00 13.70 13.74 14.10 13.85 13.20 13.20 13.20 14.01 13.30 13.80 14.53 13.10 14.22 15.35 15.37 15.33 28.73 120 16.93 17.09 17.90 21.33 16.51 19.46 16.70 16.93 16.93 16.93 16.18 15.64 15.95 17.31 15.79 16.85 18.02 15.51 17.47 19.16 19.19 19.13 37.73 180 22.26 23.17 23.62 11.40 22.26 25.87 22.26 22.91 22.06 22.65 21.73 19.99 21.00 23.50 20.22 22.51 24.62 19.77 23.57 26.41 26.47 26.37 55.59 240 28.93 28.93 28.93 15.20 27.68 31.86 27.46 28.58 26.76 28.02 26.96 23.88 25.67 29.39 24.20 27.82 30.92 23.58 29.33 33.36 33.45 33.31 73.31

(7)

Lampiran 8. Kombinasi Waktu Infiltrasi Kebun Kopi

Waktu keb. Kopi

D12 D11 D10 D9 D8 D7 D6 D5 D4 C12 C11 C10 C9 C8 C7 C6 C5 C4

0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

5 2.4 0.37 0.35 0.34 0.34 0.30 0.27 0.22 0.32 0.18 0.15 0.17 0.17 0.18 0.22 0.24 0.28 0.19 0.32 10 4.33 0.47 0.44 0.44 0.43 0.38 0.34 0.26 0.53 E 0.14 0.15 0.15 0.16 0.19 0.22 0.27 0.10 E 20 6.7 0.43 0.39 0.38 0.36 0.23 0.10 -0.35 E 0.53 0.14 0.16 0.17 0.17 0.23 0.29 0.49 E 0.10 30 10.9 0.70 0.67 0.70 0.73 0.67 0.64 E -0.35 0.26 0.11 0.12 0.11 0.10 0.12 0.13 E 0.49 0.27 45 14.43 0.72 0.69 0.74 0.81 0.73 E 0.64 0.10 0.34 0.10 0.12 0.10 0.08 0.10 E 0.13 0.29 0.22 60 17.5 0.72 0.68 0.75 0.87 E 0.73 0.67 0.23 0.38 0.10 0.12 0.10 0.07 E 0.10 0.12 0.23 0.19 90 22.53 0.64 0.52 0.54 E 0.87 0.81 0.73 0.36 0.43 0.12 0.14 0.14 E 0.07 0.08 0.10 0.17 0.16 120 28.2 0.69 0.51 E 0.54 0.75 0.74 0.70 0.38 0.44 0.11 0.14 E 0.14 0.10 0.10 0.11 0.17 0.15 180 39.23 0.99 E 0.51 0.52 0.68 0.69 0.67 0.39 0.44 0.07 E 0.14 0.14 0.12 0.12 0.12 0.16 0.15 240 47.56 E 0.99 0.69 0.64 0.72 0.72 0.70 0.43 0.47 E 0.07 0.11 0.12 0.10 0.10 0.11 0.14 0.14

(8)

Lampiran 9. Ifliltrasi Kumulatif Di Kebun Kopi Setelah Dikombinasikan

waktu keb. Kopi F 5-240 F10-240 F20-240 F5-180 F10-180 F20-180 F5-120 F10-120 F20-120 F5-90 F10-90 F20-90 F5-60 F10-60 F20-60 F5-45 F10-45 F20-45 F5-30 F10-30 F5-20 F5-10

0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 ₀ 0 0

5 2.4 2.40 2.78 4.56 2.40 2.82 2.55 2.40 2.74 2.52 2.40 2.73 2.48 2.40 2.66 2.19 2.40 2.61 1.89 _2.40 0.90 2.40 2.40 10 4.33 3.84 4.33 6.14 3.88 4.47 4.08 3.90 4.33 4.05 3.92 4.33 4.01 4.02 4.33 3.77 4.10 4.33 3.53 _4.22 2.71 3.95 4.33 20 6.7 6.31 6.93 8.62 6.46 7.29 6.70 6.52 7.03 6.70 6.60 7.05 6.70 6.95 7.26 6.70 7.21 7.42 6.70 _7.63 6.70 6.70 8.00 30 10.9 8.55 9.25 10.94 8.82 9.84 9.08 8.94 9.46 9.12 9.07 9.52 9.17 9.70 9.96 9.49 10.16 10.30 9.81 _10.90 10.90 9.25 11.55 45 14.43 11.72 12.47 14.58 12.17 13.42 12.44 12.36 12.86 12.54 12.59 12.97 12.67 13.66 13.80 13.54 14.43 14.43 14.43 _15.69 17.39 12.90 16.79 60 17.5 14.74 15.50 17.98 15.38 16.82 15.65 15.66 16.10 15.81 15.98 16.25 16.04 17.50 17.50 17.50 18.60 18.43 19.01 _20.39 24.02 16.42 21.95 90 22.53 20.54 21.27 24.38 21.57 23.34 21.80 22.02 22.27 22.11 22.53 22.53 22.53 24.99 24.64 25.27 26.76 26.22 28.10 _29.64 37.50 23.25 32.16 120 28.2 26.14 26.77 30.44 27.57 29.61 27.73 28.20 28.20 28.20 28.90 28.57 28.83 32.31 31.57 32.92 34.77 33.82 37.15 _38.77 51.16 29.90 42.27 180 39.23 36.99 37.35 25.67 39.23 41.73 39.23 40.22 39.65 40.02 41.33 40.24 41.08 46.69 45.08 48.00 50.55 48.70 55.14 _56.83 78.83 42.90 62.33 240 47.56 47.56 47.56 34.23 50.62 53.51 50.42 51.98 50.75 51.55 53.49 51.58 53.06 60.83 58.30 62.90 66.12 63.33 73.06 _74.71 106.76 55.65 82.25

(9)

Lampiran 10. Kombinasi waktu infiltrasi pada Semak

waktu semak D12 D11 D10 D9 D8 D7 D6 D5 D4 C12 C11 C10 C9 C8 C7 C6 C5 C4

0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

5 4.17 0.68 0.69 0.66 0.65 0.58 0.57 0.53 0.56 0.28 0.22 0.22 0.24 0.26 0.32 0.33 0.36 0.33 0.58 10 7.6 0.89 0.91 0.88 0.87 0.79 0.79 0.77 0.95 E 0.20 0.18 0.20 0.21 0.26 0.26 0.27 0.16 E 20 11.67 0.86 0.89 0.83 0.81 0.63 0.59 0.37 E 0.95 0.20 0.19 0.21 0.22 0.30 0.32 0.42 E 0.16 30 16.6 1.03 1.09 1.04 1.04 0.83 0.85 E 0.37 0.77 0.18 0.16 0.17 0.17 0.25 0.24 E 0.42 0.27 45 22.33 1.10 1.19 1.15 1.19 0.78 E 0.85 0.59 0.79 0.17 0.14 0.15 0.14 0.26 E 0.24 0.32 0.26 60 27.9 1.20 1.35 1.34 1.54 E 0.78 0.83 0.63 0.79 0.16 0.12 0.12 0.07 E 0.26 0.25 0.30 0.26 90 35.3 1.00 1.20 1.02 E 1.54 1.19 1.04 0.81 0.87 0.18 0.14 0.18 E 0.07 0.14 0.17 0.22 0.21 120 43.6 0.99 1.35 E 1.02 1.34 1.15 1.04 0.83 0.88 0.18 0.12 E 0.18 0.12 0.15 0.17 0.21 0.20 180 57.27 0.38 E 1.35 1.20 1.35 1.19 1.09 0.89 0.91 0.26 E 0.12 0.14 0.12 0.14 0.16 0.19 0.18 240 74.54 E 0.38 0.99 1.00 1.20 1.10 1.03 0.86 0.89 E 0.26 0.18 0.18 0.16 0.17 0.18 0.20 0.20

(10)

Lampiran 11. Infiltrasi kumulatif di semak setelah dikombinasikan.

waktu bi F 5-240 F10-240 F20-240 F5-180 F10-180 F20-180 F5-120 F10-120 F20-120 F5-90 F10-90 F20-90 F5-60 F10-60 F20-60 F5-45 F10-45 F20-45 F5 -30 F10-30

F5-20 F5-10

0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

5 4.17 4.17 4.97 8.67 4.17 5.16 4.91 4.17 4.95 4.78 4.17 4.94 4.73 4.17 4.83 4.32 4.17 4.83 4.23 4.17 3.74 4.17 4.17 10 7.6 6.55 7.60 11.40 6.53 7.93 7.48 6.61 7.60 7.38 6.65 7.60 7.33 6.82 7.60 7.00 6.86 7.60 6.92 6.95 6.52 6.87 7.60 20 11.67 10.56 11.89 15.51 10.49 12.48 11.67 10.77 11.93 11.67 10.90 11.97 11.67 11.49 12.28 11.67 11.61 12.28 11.67 11.94 11.67 11.67 14.15 30 16.6 14.16 15.64 19.29 14.03 16.46 15.31 14.52 15.73 15.46 14.76 15.81 15.51 15.81 16.48 15.96 16.03 16.47 16.06 16.60 16.60 16.13 20.53 45 22.33 19.18 20.77 25.27 18.96 21.94 20.29 19.79 20.94 20.68 20.19 21.08 20.83 21.97 22.34 22.05 22.33 22.33 22.33 23.30 23.79 22.50 29.95 60 27.9 23.93 25.55 30.79 23.62 27.06 24.92 24.80 25.80 25.57 25.37 26.01 25.83 27.90 27.90 27.90 28.42 27.88 28.37 29.80 30.84 28.66 39.26 90 35.3 32.98 34.52 41.00 32.48 36.69 33.58 34.38 34.94 34.81 35.30 35.30 35.30 39.38 38.49 39.18 40.21 38.46 40.06 42.43 44.69 40.60 57.68 120 43.6 41.66 43.00 50.56 40.96 45.83 41.76 43.60 43.60 43.60 44.88 44.11 44.32 50.54 48.65 50.11 51.69 48.60 51.43 54.78 58.35 52.23 75.95 180 57.27 58.36 59.11 35.97 57.27 63.23 57.27 61.41 60.08 60.38 63.42 60.91 61.61 72.31 68.22 71.39 74.12 68.15 73.61 78.98 85.30 74.97 112.22 240 74.54 74.54 74.54 47.96 73.04 79.92 72.09 78.71 75.88 76.52 81.46 77.03 78.26 93.63 87.18 92.18 96.11 87.08 95.34 102.76 111.98 97.28 148.28

(11)

Lampiran 12. Dokumentasi peneliti

Pengujian laju infiltrasi di ladang cabai

Pengujian laju infiltrasi di kebun kopi

(12)

Kondisi ladang cabai

Kondisi kebun kopi

(13)

Tensiometer tampak samping

Tensiometer tampak atas

(14)

DAFTAR PUSTAKA

Asdak.C. 2002. Hidrologi dan Pengelolaan Daerah Aliran Sungai. Gadjah Mada University Press. Yogyakarta.

Basak, N.N.,1999. Irrigation Engineering. Tata Mc Graw-Hill Publishing Company Limited, New Delhi.

BPS Kabupaten Karo, 2012. Badan Pusat Statistik Akabupaten Karo Koordinator Statistik Kecamatan Berastagi. Sumatera Utara.

Departemen Kehutanan. 2007. Peta Rupa Bumi Indonesia (RBI)

Foth. D. H.. 1994. Dasar-dasar Ilmu Tanah. Gadjah Mada University Press. Yogyakarta.

Hanafiah. K.A.. 2005. Dasar-dasar Ilmu Tanah. Penerbit PT Raja Grafinda. Persada. Jakarta.

Hardjowigeno, S. Klasifikasi Tanah dan Pedogenesis. Akademika. Pressindo, Jakarta

Hillel. D.. 1987. Soil and Water Physical Principles and Processes. Academic Press. New York.

Januar. R. dan Nora. H.P.. 1999.Evaluasi Persamaan Infiltrasi Kostiakov dan Philip secara Empirik untuk Tanah Regosol Coklat Kekelabuan. Buletin Keteknikan Pertanian. Vol 13 (3): hal 1-9. Fakultas Teknologi Pertanian IPB. Bogor.

Lee. R.. 1990. Hidrologi Hutan. Gadjah Mada University Press. Yogyakarta. Linsley. R.K.. Max. A.K.. Joseph. L.H.P.. 1989. Hidrologi untuk Insinyur.

Penerbit Erlangga. Jakarta.

Prasetya. B. dkk. 2008. Agregasi Tanah pada Berbagai Penggunaan Lahan di Tanah Andosol. Agritek. Vol 16. No 4. Hal 744-752. Fakultas Pertanian. Sarief. S.. 1986. Ilmu Tanah Pertanian. Penerbit Pustaka Buana. Bandung.

Seyhan. E.1990. Dasar-dasar Hidrologi. Gadjah Mada University Press. Yogyakarta.

Suharto. E.. 2006. Kapasitas Simpan Air Tanah pada Sistem Tata Guna Lahan LPP Tahura Raja Lelo. Jurnal ilmu-ilmu Pertanian Indonesia. Volume

(15)

Sutanto, R. 2005. Dasar-Dasar Ilmu Tanah. Kanisius, Yogyakarta. Wilson. E.M.. 1990. Hidrologi Teknik. Penerbit ITB Bandung. Bandung.

(16)

BAHAN DAN METODE

Waktu dan Tempat Penelitian

Penelitian ini dilaksanakan pada bulan Juli 2012 sampai dengan September 2012 pada tiga penggunaan lahan yang berbeda yaitu, Ladang Cabai, Kebun Kopi, dan Semak di Desa Sempajaya Kecamatan Berastagi Kabupaten Karo Provinsi Sumatera Utara dengan jenis tanah Andosol. Sedangkan analisis jenis tanah dilaksanakan di Laboratorium Riset dan Teknologi.

Bahan dan Alat

Adapun bahan-bahan yang diperlukan dalam penelitian ini adalah lahan yang akan digunakan (Ladang Cabai, Kebun Kopi dan Semak), air pengisian double ring infiltrometer, kertas log untuk memplotkan hasil pengukuran infiltrasi kumulatif.

Adapun alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah double ring infiltrometer untuk mengukur laju infiltrasi tanah, ring sample untuk mengambil sampel tanah, tensiometer untuk mengukur potensial air tanah, stopwatch untuk menunjukkan waktu, timbangan untuk menimbang tanah, oven untuk mengeringkan tanah, ember sebagai wadah tempat air, cangkul untuk membersihkan permukaan tanah dari rumput, alat tulis untuk mencatat hasil pengamatan, mistar untuk mengukur ketinggian air dalam ring infiltrometer.

Metode Penelitian

Metode yang digunakan adalah penelitian lapangan yang dilaksanakan pada tiga lokasi yang berbeda, yaitu di Ladang Cabai, Kebun Kopi, dan Semak

(17)

diukur dengan alat tensiometer yang dilakukan dengan tiga ulangan.

Pelaksanaan Penelitian 1. Persiapan Penelitian

Penelitian dimulai dengan melakukan survey pendahuluan di lapangan dengan mengadakan tinjauan di lokasi dan pengambilan titik untuk masing-masing tata guna lahan yang memiliki potensial air tanah yang sama. Pada setiap lahan ditentukan tiga lokasi untuk pengukuran infiltrasi.

2. Prosedur Penelitian a. Laju Infiltrasi Tanah

• Kedua ring infiltrometer ganda dibenamkan ke dalam tanah dengan kedalaman 10 cm.

• Penggaris dipasang pada sisi dalam ring yang pertama (kecil).

• Air dimasukkan kedalam kedua ring infiltrometer setinggi 20 cm secara merata.

• Penurunan muka air diukur setiap selang waktu 5 menit, 10 menit , 20 menit, 30 menit, 45 menit, 60 menit, 90 menit, 120 menit, 180 menit, dan 240 menit.

• Dihitung laju infiltrasi dengan menggunakan metode Philips menggunakan persamaan (1).

(18)

• Pengambilan sampel tanah dilakukan untuk mendapatkan tekstur dan bahan organik tanah, kadar air sebelum dan sesudah pengukuran, kerapatan massa tanah, kerapatan partikel tanah, dan porositas tanah.

Parameter Penelitian

Tekstur dengan metode Hidrometer

- Ditimbang 25 g tanah kering udara yang telah diayak dengan ayakan 10 mesh, kemudian dimasukkan ke dalam Erlenmeyer 250 ml.

- Ditambahkan 50 ml larutan Natrium Pyrofosfat, kemudian dikocok sampai rata, dibiarkan semalam.

- Digoncang selama 10 menit pada alat penggoncang.

- Dipindahkan ke dalam silinder 500 ml dan ditambahkan air aquadest sampai tanda garis.

- Dikocok 20 kali sebelum pembacaan.

- Dimasukkan hydrometer ke dalam silinder dengan hati-hati. - Pembacaan pertama dilakukan 40 detik dari saat pengocokan

- Setelah tiga jam dimasukkan lagi hydrometer untuk pembacaan kedua untuk memperoleh liat

% ��+��=��ℎ��ℎ��ℎ��40��

��ℎ��ℎ × 10 ... (12)

% �� = ��ℎ��ℎ��ℎ��3��

��ℎ��ℎ × 100% ... (13)

% �� = % (��+��)−% �� ... (14)

(19)

Bahan Organik

- Ditimbang 0,5 g tanah kering udara, kemudian masukkan ke dalam erlenmeyer 500 cc

- Ditambahkan 5 ml �₂��₂�₇ 1 N (pergunakan pipet) goncang dengan tangan.

- Ditambahkan 10 ml �₂��₄ pekat, kemudian digoncang 3-4 menit, selanjutnya didiamkan selama 30 menit.

- Ditambahkan 100 ml air suling dan 5 ml �₃��₄ 85%, NaF 4% 2,5 ml, kemudian ditambahkan 5 tetes diphenylamine, goncang hingga larutan berwarna biru tua.

- Dititrasikan dengan ��(��₄)₂(��₄)₂ 0,5 N dari buret hingga warna berubah menjadi hijau.

- Dilakukan kerja langkah ke-2 s/d 5 (tanpa tanah) untuk mendapatkan volume titrasi ��(��₄)₂(��₄)₂ 0,5 N untuk blanko.

- Dihitung dengan rumus

% � = 5 �1−�

�� 0,78 ... (16) Dimana:

T= volume titrasi ��(��₄)₂(��₄)₂ 0,5N dengan tanah S= volume titrasi ��(��₄)₂(��₄)₂ 0,5N tanpa tanah Maka,

% �� = 1,72 × % � ... (17) Kadar Air :

Analisa kadar air tanah diukur dengan cara: - Menimbang berat ring

(20)

- Menimbang berat tanah + ring sampel yang diambil dari daerah pengamatan sebelum dan sesudah pengamatan.

- Diperoleh berat tanah kering udara.

- Tanah dari ring sampel diovenkan selama 24 jam kemudian ditimbang berat tanah kering oven sesudah dan sebelum pengamatan.

- Kadar air tanah dicari dengan rumus:

% ��= ��−��

�� × 100 % ... (18) Dimana: KA = Kadar Air (%)

BTKU = Berat tanah saat pengamatan = Berat tanah kering udara (g) BTKO = Berat tanah kering oven (g)

Kerapatan Massa (Bulk Density)

Kerapatan massa tanah dapat dicari dengan:

- Mengambil tanah dalam ring sampel sebelum dan sesudah pengamatan. - Mengovenkan selama 24 jam dan ditimbang berat tanah kering oven. - Mengukur diameter dan tinggi ring.

- Menghitung volume ring = ��2.�

- Menghitung kerapatan massa tanah dengan rumus yang digunakan pada persamaan (7) dimana massa tanah yaitu berat tanah kering oven dan volume total diperoleh dari volume ring.

Kerapatan Partikel (Particel Density)

- Tanah kering oven dimasukkan kedalam gelas ukur sebanyak 55 ml.

- Tanah dipadatkan dengan cara diketuk-ketukkan hingga volumenya tetap, dan hasilnya dicatat sebagai volume tanah dalam ml.

(21)

- Tanah dikeluarkan dan ditimbang hasilnya sebagai berat tanah. - Gelas ukur diisi air sebanyak 70 ml dan dicatat sebagai volume air.

- Tanah dimasukkan lagi ke dalam gelas ukur dan hasilnya dicatat sebagai volume air tanah.

- Kerapatan partikel didapat dengan rumus

�� (��) = �� ℎ

��ℎ−�� ... (19)

��= ( ��+��ℎ)− ��ℎ ... (20) Porositas

Porositas tanah dapat dihitung dengan menggunakan persamaan (10) Potensial Matriks

- Dipilih lokasi yang akan diukur potensial air tanahnya dengan menggunakan alat tensiometer yang pada awalnya memiliki potensial air tanah yang sama. - Dilubangi tanah tersebut dengan coring tool sedalam 5 cm, 15 cm, dan 25

- Dimasukkan tensiometer ke dalam lubang yang telah dibuat yang sebelumnya telah dimasukkan aquadest melalui handle tensiometer dan jarum pada manometer telah dinolkan sebelumnya.

- Dilihat angka yang tertera pada manometer dan dicatat sebagai potensial matriks.

(22)

HASIL DAN PEMBAHASAN

Desa Sempajaya merupakan salah satu desa yang terdapat di Kecamatan Berastagi, Kabupaten Karo, Provinsi Sumatera Utara. Desa Sempajaya memiliki luas 4,90 km2 yaitu 16,06 % dari luas Kecamatan Berastagi yaitu 3.050 Ha, berada pada ketinggian 1200 mdpl, curah hujan rata-rata 2.100 - 3.200 mm per tahun. Jenis tanah pada lokasi ini adalah Andosol.

Tanah Andosol adalah tanah yang belum berkembang, kaya mineral alofan, dan kerapatan lindak rendah, terbentuk dari bahan yang kaya kaca vulkan dan mempunyai horizon permukaan berwarna kelam. Tanah mempunyai epipedon molik atau umbrik atau okrik dan horizon kambik (Sutanto, 2005).

Menurut sistem Koppen, tanah ini berkembang di tipe ikliman Afa, Cfa, dan Cw, dengan tipe hujan A, B,C (Schmidt dan Ferguson) dan curah hujannya tinggi sekali, yaitu antara 2500-6500 mm pertahun. Ketinggian tanah bervariasi, yaitu dari 15-2000 meter diatas permukana laut. Begitu pula bentuk wilayah dari datar, bergelombang, berbukit sampai bergunung. Tanah Andosol memiliki kandungan bahan organik yang tinggi, rekasi tanahnya juga cukup baik yaitu asam sampai netral (pH 5,0- 7,0), daya menahan air baik, tapi permeabilitas tanah adalah cepat. Meski demikian tanah ini peka tehadap erosi. Secara garis besarnya tanah ini memiliki sifat-sifat fisik dan kimia cukup baik, sehingga dengan demikian produktivitas tanahnya adalah sedang sampai tinggi. Proses pembentukan tanah adalah alterasi, liksiviasi, atau laterisasi lemah, sedangkan vegetasinya adalah hutan tropis. Tanah ini banyak digunakan untuk tanaman hortikultura, atau sayur-sayuran, bunga- bungaan, perkebunan kina, teh, kopi,

(23)

Analisa Sifat Fisik Tanah Kadar Air Tanah

Pengkuran kadar air tanah sebelum dan sesudah infiltrasi pada berbagai penggunaan lahan di Desa Sempajaya Kecamatan Berastagi Kabupaten Karo, dapat dilihat pada Tabel 2.

Tabel 2. Hasil Analisa Kadar Air Tanah

No. Lokasi Sebelum Pengukuran

Infiltrasi (%)

Setelah Pengukuran Infiltrasi (%)

1 Ladang cabai 45.88 48.92

2 Kebun kopi 43.87 48.51

3 Semak 60.08 63.33

Dari tabel di atas diketahui bahwa kadar air tanah setelah infiltrasi memiliki nilai yang lebih besar dibandingkan sebelum pengukuran infiltrasi. Hal ini dikarenakan pemberian air secara terus-menerus sehingga mengakibatkan kadar air tanah meningkat.

Tekstur Tanah

Pengkuran tekstur tanah pada berbagai penggunaan lahan di Desa Sempajaya Kecamatan Berastagi Kabupaten Karo dapat dilihat pada Tabel 3. Tabel 3. Hasil Analisa Tekstur Tanah

No. Lokasi

Fraksi Tekstur Tanah Pasir (%) Debu (%) Liat (%)

1 Ladang cabai 60,56 27,12 12,32 Lempung Berpasir 2 Kebun kopi 54,56 35,28 10,16 Lempung Berpasir

3 Semak 64,56 23,12 12,32 Lempung Berpasir

Dari Tabel 6 dapat dilihat perbandingan kandungan pasir, debu, dan liat pada lokasi Ladang Cabai, Kebun Kopi dan Semak, ketiganya bertekstur lempung berpasir yang dapat ditentukan dengan segitiga USDA.

(24)

Tanah lempung dan debu memiliki ciri-ciri berukuran halus, biasanya berbentuk seperti mika dan liat bila lembab dan memiliki daya serap (air, gas, hara, dan garam laut) tinggi. Selain itu, lempung dan debu dalam tanah menentukan kehalusan teksturnya serta gerakan air dan udara.

Hubungan tekstur tanah dengan daya menahan air dan ketersediaan hara tanah yaitu tanah dengan tekstur liat mempunyai luas permukaan yang lebih besar sehingga kemampuan menahan air dan menyediakan unsur hara tinggi, sebaliknya tanah yang bertekstur pasir mempunyai luas permukaan yang kecil sehingga sulit menyerap (menahan) air dan unsur hara. Tanah bertesktur halus lebih aktif dalam reaksi kimia daripada tanah bertekstur kasar (Hadjowigeno 2007).

Kerapatan Massa (Bulk Density)

Pengukuran kerapatan massa tanah sebelum dan sesudah infiltrasi pada berbagai penggunaan lahan di Desa Sempajaya Kecamatan Berastagi Kabupaten Karo, dapat dilihat pada Tabel 4.

Tabel 4. Hasil Analisa Kerapatan Massa (Bulk Density) Tanah

No. Lokasi Sebelum Pengukuran

Infiltrasi (g/cm3)

Setelah Pengukuran Infiltrasi (g/cm3)

1 Ladang cabai 0.89 0.89

2 Kebun kopi 0.84 0.86

3 Semak 0.86 0.87

Dari tabel di atas, dapat dilihat hasil analisa kerapatan massa (bulk density) sebelum dan setelah pengukuran infiltrasi adalah berbeda, dimana kerapatan massa (bulk density) setelah infiltrasi lebih besar dibandingkan sebelum infiltrasi. Pemberian air secara terus menerus ke dalam tanah akan mengakibatkan lepasnya butir-butir tanah, sehingga mengakibatkan pemadatan tanah dan ruang pori yang semakin sedikit.

(25)

Lokasi penelitian berjenis tanah Andosol, sehingga hasil analisa kerapatan massa yang diperoleh menunjukkan nilai dibawah 0,90. Hal ini sesuai dengan pernyataan Arsyad (1989), beberapa jenis tanah mempunyai bulk density kurang dari 0,90 gr/cc (misalnya tanah Andosol), bahkan ada yang kurang dari 0,10 gr/cc (misalnya tanah gambut), tanah mineral mempunyai particle density = 2,65 gr/cm3. Makin besar nilai kerapatan lindak (bulk density) maka tanah makin sukar meloloskan air.

Kerapatan Partikel (Particle Density)

Pengkuran kerapatan partikel tanah sebelum dan sesudah infiltrasi pada berbagai penggunaan lahan di Desa Sempajaya Kecamatan Berastagi Kabupaten Karo dapat dilihat pada Tabel 5.

Tabel 5. Hasil Analisa Kerapatan Partikel (Particle Density) Tanah

No. Lokasi Sebelum Pengukuran

Infiltrasi (g/cm3)

Setelah Pengukuran Infiltrasi (g/cm3)

1 Ladang Cabai 2.12 2.05

2 Kebun Kopi 2.36 2.16

3 Semak 2.11 2.12

Dari tabel di atas diperoleh hasil analisa kerapatan partikel untuk keseluruhan data baik sebelum pengukuran infiltrasi dan setelah pengukuran infiltrasi menunjukkan perubahan yang sangat kecil atau dapat dikatakan relatif sama (tidak berubah). Untuk pengukuran kerapatan partikel seharusnya tidak ada perubahan saat pengukuran sebelum infiltrasi dan sesudah infiltrasi. Hal ini kemungkinan dikarenakan karena sampel tanah yang diambil sebelum infiltrasi dari luar ring infiltrometer dan setelah infiltrasi dari dalam ring infiltrometer.

Kandungan bahan organik di dalam tanah sangat mempengaruhi kerapatan butir tanah. Semakin banyak kandungan bahan organik yang terkandung dalam

(26)

tanah, maka makin kecil nilai particle densitynya. Selain itu, dalam volume yang sama, bahan organik memiliki berat yang lebih kecil daripada benda padat tanah mineral yang lain. Sehingga jumlah bahan organik dalam tanah mempengaruhi kerapatan butir. Akibatnya tanah permukaan kerapatan butirnya lebih kecil daripada sub soil. Top soil banyak mengandung bahan organik dan kerapatan butirnya sampai 2,4 gr/cc atau bahkan lebih rendah dari nilai itu. Dengan adanya bahan organik, menyebabkan nilai particle densitynya semakin kecil (Hanafiah, 2005).

Ruang Pori atau Porositas

Analisa ruang pori atau porositas sebelum dan sesudah infiltrasi pada berbagai penggunaan lahan di Desa Sempajaya Kecamatan Berastagi Kabupaten Karo dapat dilihat pada Tabel 6.

Tabel 6. Hasil Analisa Porositas Tanah

No. Lokasi Sebelum Pengukuran

Infiltrasi (g/cm3)

Setelah Pengukuran Infiltrasi (g/cm3)

1 Ladang cabai 58.93 58.3

2 Kebun kopi 58.86 58.76

3 Semak 63.63 60.16

Dari tabel di atas, dapat disimpulkan bahwa ruang pori atau porositas tanah sebelum infiltrasi lebih besar dibandingkan setelah pengukuran infiltrasi. Pemberian air secara terus menerus selama proses infiltrasi mengakibatkan proses pemampatan dan penutupan pori-pori tanah.

Porositas tanah dipengaruhi oleh kandungan bahan organik, struktur, dan tekstur tanah. Porositas tanah tinggi jika kandungan bahan organik tinggi. Tanah dengan struktur granuler/remah mempunyai porositas yang lebih tinggi daripada tanah-tanah dengan struktur massive/pejal. Tanah bertekstur kasar (pori makro)

(27)

memiliki porositas lebih kecil daripada tanah bertekstur halus (pori mikro), sehingga sulit menahan air (Hardjowigeno, 2007). Hal ini dikarenakan ruang pori total yang mungkin rendah tetapi mempunyai proporsi yang besar dimana disusun oleh komposisi pori-pori yang besar dan efisien dalam pergerakan udara dan air. Selanjutnya proporsi volume yang terisi pada tanah menyebabkan kapasitas menahan air menjadi rendah, dimana kandungan tekstur halus memiliki ruang pori lebih banyak dan disusun oleh pori-pori kecil karena proporsinya relatif besar (Hanafiah, 2005).

Bahan Organik Tanah

Hasil analisis bahan organik pada berbagai penggunaan lahan di Desa Sempajaya Kecamatan Berastagi Kabupaten Karo dapat dilihat pada Tabel 7. Tabel 7. Hasil Analisa Bahan Organik Tanah

No. Lokasi % C-Organik Bahan Organik

1 Ladang Cabai 4,02 6,91

2 Kebun kopi 3,78 6,50

3 Semak 4,07 7,00

Menurut Prasetya, dkk (2008), C-organik erat kaitannya dengan agregat tanah. C organik dan agregasi tanah memiliki hubungan positif, maka C organik yang tinggi membentuk agregat yang mantap. Tingginya kandungan bahan organik tanah dapat mempertahankan kualitas sifat fisik tanah sehingga membantu perkembangan akar tananaman dan kelancaran siklus air tanah antara lain melalui pembentukkan pori tanah dan kemantapan agregat.

Pengukuran Infiltrasi

Data infiltrasi kumulatif untuk lokasi Ladang Cabai , Kebun Kopi, dan Semak dijabarkan dibawah ini. Hasil pengukuran infiltrasi kumulatif pada Ladang Cabai dapat dilihat pada Tabel 8.

(28)

Tabel 8. Hasil Pengukuran Infiltrasi Kumulatif pada Ladang Cabai Waktu (t)

(menit)

Infiltrasi Kumulatif (F) (cm)

Rata-rata Ladang 1 Ladang 2 Ladang 3

5 2.4 1.5 3.3 2.4

10 5 2.2 5.5 4.33

20 7.4 3.2 9.5 6.7

30 12.7 5.5 14.5 10.9

45 17.8 7.5 18 14.43

60 21.8 8.7 22 17.5

90 29.3 9 29.3 22.53

120 35.6 11.2 37.8 28.2

180 46.8 16.4 54.5 39.23

240 54.3 21.4 67 47.56

Persamaan Philips: � =�.�+ 2��0.5

Dari hasil kombinasi waktu untuk prediksi infiltrasi kumulatif pada ladang cabai adalah waktu (t) 5 menit dan 240 menit yang paling mendekati infiltrasi kumulatif pengukuran. sehingga diperoleh konstanta C = 0.14 dan D = 0.47 yang dapat dilihat pada Lampiran 6.

Sehingga diperoleh laju infiltrasi:

� = 0.14 �+ 2 × 0.47 �0.5

��= ��

�� = 0.14 + 0.47 �−0.5��/��

Hasil pengukuran infiltrasi kumulatif pada Kebun Kopi dapat dilihat pada Tabel 9 berikut.

(29)

Tabel 9. Hasil Pengukuran Infiltrasi Kumulatif pada Kebun Kopi Waktu (t)

(menit)

Infiltrasi Kumulatif (F) (cm)

Rata- rata

Kopi 1 Kopi 2 Kopi 3

5 4 1 2.5 2.17

10 6 1.7 4 3.90

20 6.7 2.2 6.8 5.23

30 9.7 3.9 7.1 6.90

45 11.7 5.6 9.2 8.83

60 13.6 6.7 11.2 10.5

90 17.2 8.7 13.7 13.2

120 20.7 11.4 18.7 16.93

180 26.7 16.4 23.7 22.26

240 33.7 22.4 30.7 28.93

Persamaan Philips: � =�.�+ 2��0.5

Dari hasil kombinasi waktu untuk prediksi infiltrasi kumulatif di kebun kopi adalah waktu (t) 10 menit dan 180 menit yang paling mendekati infiltrasi kumulatif pengukuran. sehingga diperoleh konstanta C = 0.07 dan D = 0.41 yang dapat dilihat pada Lampiran 7.

Sehingga diperoleh laju infiltrasi: � = 0.07�+ 2 × 0.41 ×�0.5

��= ��_�� = 0.07 + 0.41 �−0.5

Hasil pengukuran infiltrasi kumulatif pada lahan semak dapat dilihat pada Tabel 10.

Tabel 10. Hasil Pengukuran Infiltrasi Kumulatif pada Lokasi Semak Waktu (t)

(menit)

Infiltrasi Kumulatif (F) (cm)

Rata- rata

Semak 1 Semak 2 Semak 3

5 ₃ _4.5 ₅ _4.17

10 _4.5 ₉ _9.5 _7.60

20 _9.3 _11.3 _14.5 _11.67

30 ₁₄ ₁₈ _17.8 _16.60

45 _17.4 ₂₄ _25.6 _22.33

60 _22.3 _31.2 _30.2 _27.90

90 _29.8 _36.4 _39.7 _35.30

120 ₃₈ _44.1 _48.7 _4360.

180 _52.4 _60.2 _59.2 _57.27

(30)

Persamaan Philips: � =�.�+ 2��0.5

Dari hasil kombinasi waktu untuk prediksi infiltrasi kumulatif pada Semak adalah waktu (t) 10 menit dan 240 menit yang paling mendekati infiltrasi kumulatif pengukuran. sehingga diperoleh konstanta C = 0.20 dan D= 0.89 yang dapat dilihat pada Lampiran 8.

Sehingga diperoleh laju infiltrasi: � = 0.20 �+ 2 × 0.89�0.5

��= ��

�� = 0.20 + 0.89 �−0.5��/��

Evaluasi Laju Infiltrasi

Hasil pengukuran laju infiltrasi pada penggunaan Ladang Cabai, Kebun Kopi dan Semak di Desa Sempajaya Kecamatan Berastagi Kabupaten Karo dapat dilihat seperti pada Gambar 2.

Gambar 2. Hubungan laju infiltrasi terhadap waktu pada tiga macam penggunaan lahan 0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 260

La ju Inf il tr a si ( m m /m e ni t) Waktu (menit)

laju infiltrasi kebun kopi (B)(cm/menit)

laju infiltrasi semak (C)(cm/menit)

laju infiltrasi ladang cabai (A) (cm/menit)

(31)

Dari Gambar 2, laju infiltrasi paling besar ditunjukkan di Lokasi Semak sebesar ��=��

�� = 0.20 + 0.89 �−0

.5_��_/_{��}_{. laju infiltrasi Ladang Cabai}

sebesar ��=��

�� = 0.14 + 0.47 �−0

.5_��_/_{��}_{lebih besar dibanding dengan}

laju infiltrasi Kebun Kopi, yaitu sebesar ��=��

�� = 0.07 + 0.41 �−0

.5_��_/_{��}_.

Dari Tabel 2 dapat diketahui bahwa laju infiltrasi tidak hanya dipengaruhi satu faktor saja. Tingkat kemampuan tanah untuk melewatkan air sangat dipengaruhi oleh kadar air tanah atau potensial hidrolik tanah. Konduktivitas hidrolik tanah dibedakan menjadi dua, yakni konduktivitas hidrolik tanah tidak jenuh dan konduktivitas hidrolik tanah jenuh. Pada kondisi tanah jenuh yang berperan adalah potensial tekanan dan potensial gravitasi, sedangkan pada kondisi tanah tidak jenuh yang berperan adalah potensial matriks (Kurnia, dkk, 2006).

Laju infiltrasi tidak hanya dipengaruhi oleh porositas tanah. Laju infiltrasi semakin berkurang dengan bertambahnya waktu. Hal ini karena pada saat tanah belum jenuh. sebagian besar pori belum terisi air dan setelah jenuh hampir semua pori terisi air. sehingga laju infiltrasinya mendekati konstan yang besarnya sama dengan laju perkolasi pada tanah jenuh.

Dari ketiga lahan. Yaitu ladang cabai, kebun kopi, dan semak, dapat dilihat kapasitas infiltrasi yang paling baik terdapat pada semak dan yang paling kecil ditemukan di kebun kopi.

Klasifikasi Laju Infiltrasi Pada Ketiga Lahan

Berdasarkan literatur Lee (1990) mengenai klasifikasi infiltrasi tanah. dapat ditentukan klasifikasi infiltrasi pada ketiga lahan yang dapat dilihat pada Tabel 11.

(32)

Tabel 11. Klasifikasi infiltrasi.

No Lokasi Laju infiltrasi (mm/jam) Klasifikasi

1 Ladang cabai 104 - 189 sedang cepat

2 Kebun kopi 56.4 - 150 sedang cepat

3 Semak 159 - 316.8 Cepat

Dari tabel di atas dapat dilihat bahwa laju infiltrasi pada semak adalah cepat, dan laju infiltrasi pada ladang cabai dan kebun kopi termasuk dalam klasifikasi sedang cepat. Lee (1990) mengklasifikasikan infiltrasi tanah ke dalam beberapa kelas yaitu, sangat lambat (1 mm/jam), lambat (1-5 mm/jam), sedang lambat (5-20 mm/jam), sedang (20-65 mm/jam) sedang cepat (65-125 mm/jam), cepat (125-250 mm/jam), dan sangat cepat ( > 250 mm/jam)

Potensial matriks tanah

Nilai potensial matriks pada beberapa penggunaan lahan di Desa Sempajaya Kecamatan Berastagi Kabupaten Karo dapat dilihat seperti pada Tabel 12.

Tabel 12. Nilai hisapan air tanah pada beberapa penggunaan lahan

No Lokasi

Suction (Cbar) Sebelum Infiltrasi pada

Kedalaman

Setelah Infiltrasi pada Kedalaman 5 cm 15 cm 25 cm 5 cm 15 cm 25 cm

1 Ladang cabai 30 29 28 27 28 29

2 Kebun kopi 30 29 28 29 30 31

3 Semak 30 29 28 28 29 30

Dari tabel di atas. dapat dilihat nilai potensial matriks pada beberapa kedalaman di tiga lokasi penelitian yang telah ditentukan dimana pada awal penelitian setiap lokasi memiliki potensial matriks yang sama. Menurut Lee (1990), potensial air dalam tanah didefinisikan sebagai tekanan negatif (tarikan) dimana air diikat pada beberapa tempat dalam tanah yang disebut potensial matriks.

(33)

Namun setelah pengukuran pada pengukuran sebelum infiltrasi nilai isapan matriks menunjukkan angka yang lebih kecil pada kedalaman yang semakin dalam, hal ini sesuai karena tanah belum dalam keadaan jenuh. Namun pada pengukuran setelah infiltrasi menunjukkan angka yang lebih besar pada kedalaman tanah yang semakin dalam. Hal ini kemungkinan disebabkan alat tensiometer yang dipergunakan kurang peka pada kondisi tanah yang mendekati jenuh.

(34)

KESIMPULAN

Kesimpulan

1. Berdasarkan analisa tekstur tanah, tanah di tiga lokasi penelitian di Desa Sempajaya Kecamatan Berastagi Kabupaten Karo bertekstur lempung berpasir.

2. Persamaan laju infiltrasi dengan metode Philips adalah sebagai berikut: - Ladang cabai : ��=��

�� = 0.14 + 0.47 �−0

.5_��_/_{��}

- Kebun kopi : ��=��

�� = 0.07 + 0.41 �−0

.5_��_/_{��}_.

- Semak : ��=��

�� = 0.20 + 0.89 �−0

.5_��_/_{��}_.

3. Lokasi C (Semak) mempunyai kapasitas infiltrasi yang paling tinggi dibandingka nladang cabai (A) dan kebun kopi (B). walaupun memiliki jenis tanah yang sama, kandungan bahan organik yang lebih tinggi serta tekstur yang memiliki kandungan pasir yang tinggi menyebabkan lokasi semak memiliki kapasitas infiltrasi tertinggi .

4. Pengaruh yang paling besar terhadap laju infiltrasi tanah adalah porositas total tanah awal dan kadar air tanah.

Saran

1. Perlu dilakukan penelitian lebih lanjut mengenai konduktivitas hidrolik dan pengaruh alat yang lebih peka.

(35)

Infiltrasi

Infiltrasi adalah proses aliran air (umumnya berasal dari curah hujan) masuk ke dalam tanah. Perkolasi merupakan kelanjutan aliran air tersebut ke tanah yang lebih dalam. Dengan kata lain, infiltrasi adalah aliran air masuk ke dalam tanah sebagai akibat gaya kapiler (gerakan air ke arah lateral) dan gravitasi mengalir ke tanah yang lebih dalam sebagai akibat gaya gravitasi bumi dan dikenal sebagai proses perkolasi. Laju maksimal gerakan air masuk ke dalam tanah dinamakan kapasitas infiltrasi. Kapasitas infiltrasi terjadi ketika intensitas hujan melebihi kemampuan tanah dalam menyerap kelembaban tanah. Sebaliknya, apabila intensitas hujan lebih kecil dari kapasitas infiltrasi, maka laju infiltrasi sama dengan laju curah hujan. Laju infiltrasi umumnya dinyatakan dalam satuan yang sama dengan satuan intensitas curah hujan, yaitu millimeter perjam (Asdak, 1995).

Faktor-faktor yang mempengaruhi laju infiltrasi adalah tekstur tanah, kerapatan massa (bulk density), permeabilitas, kadar air tanah dan vegetasi. Semakin rendah nilai kerapatan massa (bulk density) tanah, semakin besar volume pori tanah, dan semakin remah tanahnya maka laju infiltrasi akan semakin besar. Bila ditinjau dari sudut vegetasi maka semakin besar penetrasi akar, semakin besar daya serap akar, semakin tinggi akumulasi bahan organik tanah maka laju infiltrasi akan semakin besar.

Secara umum laju infiltrasi tertinggi dijumpai pada tahap awal pengukuran, kemudian secara perlahan mengalami penurunan sejalan dengan bertambahnya waktu dan akhirnya akan mencapai kecepatan yang hampir

(36)

konstan. Hal ini terjadi karena semakin lama proses infiltrasi semakin meningkat. Artinya air semakin lama semakin banyak yang tertampung kedalam tanah, dan ketika tanahnya mulai jenuh pergerakan air ke bawah profil tanah hanya ditimbulkan oleh gaya tarik gravitasi (Hillel, 1987).

Tanah yang berbeda-beda menyebabkan air meresap dengan laju yang berbeda-beda. Setiap tanah memiliki daya resap yang berbeda, yang diukur dalam millimeter perjam (mm/jam). Jenis tanah berpasir umumnya cenderung mempunyai laju infiltrasi tinggi, akan tetapi tanah liat sebaliknya, cenderung mempunyai laju infiltrasi rendah. Untuk satu jenis tanah yang sama dengan kepadatan yang berbeda mempunyai laju infiltrasi yang berbeda pula. Makin padat makin kecil laju infiltrasinya (Wilson, 1993). Klasifikasi laju infiltrasi tanah dapat dilihat pada Tabel 1.

Tabel 1. Klasifikasi Infiltrasi tanah

Deskripsi Infiltrasi (mm/jam)

Sangat lambat 1

Lambat 1 – 5

Sedang lambat 5 – 20

Sedang 20 – 65

Sedang cepat 65 – 125

Cepat 125 – 250

Sangat cepat 250

(Lee, 1990)

Infiltrasi merupakan interaksi kompleks antara intensitas hujan, karakteristik dan kondisi permukaan tanah. Intensitas hujan berpengaruh terhadap kesempatan air untuk masuk ke dalam tanah. Bila intensitas hujan lebih kecil dibandingkan dengan kapasitas infiltrasi, maka semua air mempunyai kesempatan untuk masuk ke dalam tanah. Sebaliknya, bila intensitas hujan lebih tinggi dibandingkan dengan kapasitas infiltrasi, maka sebagian dari air yang jatuh di permukaan tanah tidak mempunyai kesempatan untuk masuk ke dalam tanah, dan

(37)

bagian ini akan mengalir sebagai aliran permukaan. Penutupan dan kondisi permukaan tanah sangat menentukan tingkat atau kapasitas air untuk menembus permukaan tanah, sedangkan karakteristik tanah, khususnya struktur internalnya berpengaruh terhadap laju air saat melewati masa tanah. Unsur struktur tanah yang terpenting adalah ukuran pori dan kemantapan pori (Kurnia, dkk, 2006).

Sejumlah besar air yang jatuh diatas tanah hilang karena aliran permukaan. Dalam keadaan demikian ada dua hal yang perlu diperhatikan: (1) kehilangan air yang seharusnya masuk ke dalam tanah dan mungkin dapat digunakan tanaman; dan (2) hilangnya tanah yang biasa terjadi bila air hilang terlalu cepat. Lepas dan tesangkutnya tanah disebut erosi (Soepardi, 1983).

Proses Terjadinya Infiltrasi

Ketika air hujan menyentuh permukaan tanah, sebagian atau seluruh air hujan tersebut masuk ke dalam tanah melalui pori-pori permukaan tanah. Proses masuknya air hujan ke dalam tanah disebabkan oleh potensial gravitasi dan potensial matriks tanah. Laju air infiltrasi yang dipengaruhi oleh potensial gravitasi dibatasi oleh besarnya diameter pori-pori tanah. Di bawah pengaruh potensial gravitasi, air hujan mengalir tegak lurus ke dalam tanah melalui profil tanah. Pada sisi yang lain, potensial matriks bersifat mengalirkan air tersebut tegak lurus ke atas, ke bawah, dan ke arah horizontal. Potensial matriks tanah ini bekerja nyata pada tanah dengan pori relatif kecil, pada tanah dengan pori-pori besar potensial ini dapat diabaikan pengaruhnya dan air mengalir ke tanah yang lebih dalam oleh pengaruh gravitasi. Dalam perjalanannya, air juga mengalami penyebaran ke arah lateral akibat tarikan gaya kapiler tanah, terutama ke arah tanah dengan pori-pori yang lebih kecil (Asdak, 1995).

(38)

Evaluasi Laju Infiltrasi

Arsyad (2000) menyatakan laju infiltrasi ditentukan oleh besarnya kapasitas infiltrasi dan laju penyediaan air. Selama intensitas hujan (laju penyediaan air) lebih kecil dari kapasitas infiltrasi, maka laju infiltrasi sama dengan intensitas hujan.

Model laju infiltrasi (infiltration rate) menurut Philip merupakan persamaan empiris yang bergantung pada waktu (time dependent equation). Philip mengajukan model persamaan infiltrasi:

��= �+��−0,5……… (1) Dimana:

fp = kapasitas infiltrasi (mm/ menit)

C, D = konstanta yang dipengaruhi oleh faktor lahan dan kadar air tanah awal.

t = waktu (menit)

Infiltrasi kumulatif diperoleh dengan mengintegralkan persamaan (1) untuk periode tertentu, mulai dari t = 0 sampai dengan t = t.

� = ∫₀�(��−0,5+� ).��=�.�+ 2��0.5 ... (2) Sehingga persamaan infiltrasi kumulatif Philip dapat ditulis:

� − �.� = 2 ��0,5 ... (3)

Proses pengepasan dari persamaan di atas dapat dilakukan dengan menggunakan data dari dua interval waktu, yaitu t1dan t2 serta dua nilai dari infiltrasi kumulatif pada interval tersebut, yaitu F1 dan F2 sehingga:

�1− ��1 = 2 ��1 0,5 ... (4)

(39)

Untuk mendapatkan nilai D maka dilakukan eliminasi:

(�₁− ��₁ = 2 ��₁ 0,5) × �₂ (�₂− ��₂ = 2 ��₂ 0,5) ×�₁

�1− ��1�2 = 2 ��1 0,5�2

�1− ��1�2 = 2 ��2 0,5�1

�1�2− �2�1 = 2 � (�1 0,5�2 − �2 0,5�1) Sehingga,

� = �1�2−�2�1

2 (�₁ 0,5�₂−�₂ 0,5�₁) ... (6) Nilai D lalu dimasukkan ke dalam persamaan (4) atau (5) hingga diperoleh nilai C. Nilai C dan D kemudian dimasukkan ke dalam persamaan Philip.

(Januar dan Nora, 1999).

Curah Hujan

Hujan merupakan faktor yang paling penting di daerah tropika sebagai agensi yang mampu merusak tanah melalui kemampuan energi kinetiknya yang dijabarkan sebagai intensitas, durasi, ukuran butiran hujan dan kecepatan jatuhnya. Faktor iklim dibedakan dalam dua kategori yakni bila curah hujan tahunan <2500 mm diperhitungkan daya rusaknya akan lebih kecil dari pada >2500 mm (Kementrian Lingkungan Hidup, 2008).

Menurut Lee (1990), hujan mempengaruhi kapasitas infiltrasi dengan berbagai cara. Pemadatan oleh hujan secara drastis dapat mengurangi kemampuan tanah untuk menyerap air dengan menghilangkan pori kapiler.

Curah hujan tinggi dalam suatu waktu mungkin tidak menyebabkan erosi jika intensitasnya rendah. Demikian pula bila hujan dengan intensitas tinggi tetapi

(40)

terjadi dalam waktu singkat. Hujan akan menimbulkan erosi jika intensitasnya cukup tinggi dan jatuhnya dalam waktu yang relatif lama. Ukuran butir hujan juga sangat berperan dalam menentukan erosi. Hal tersebut disebabkan karena dalam proses erosi energi kinetik merupakan penyebab utama dalam menghancurkan agregat-agregat tanah. Besarnya energi kinetik hujan tergantung pada jumlah hujan, intensitas dan kecepatan jatuhnya hujan. Kecepatan jatuhnya butir-butir hujan itu sendiri ditentukan ukuran butir-butir hujan dan angin (Utomo, 1989).

Infiltrometer

Alat infiltrometer yang biasa digunakan adalah jenis infiltrometer ganda (double ring infiltrometer), yaitu satu infiltrometer silinder ditempatkan di dalam infiltrometer silinder lain yang lebih besar. Infiltrometer silinder yang lebih kecil mempunyai ukuran diameter sekitar 30 cm dan infiltrometer yang besar mempunyai ukuran 46 hingga 50 cm. Pengukuran hanya dilakukan pada silinder yang kecil. Silinder yang lebih besar berfungsi sebagai penyangga yang bersifat menurunkan efek batas yang timbul oleh adanya silinder (Asdak, 1995). Hal tersebut diperlukan pula agar air yang berinfiltrasi tidak menyebar secara lateral di bawah permukaan tanah (Seyhan, 1990).

Faktor- faktor Yang Mempengaruhi Infiltrasi 1. Topografi

Kondisi topografi juga mempengaruhi infiltrasi. Pada lahan dengan kemiringan besar, aliran permukaan mempunyai kecepatan besar, sehingga air kekurangan waktu untuk infiltrasi. Akibatnya sebagian besar air hujan menjadi aliran permukaan. Sebaliknya, pada lahan yang datar air menggenang sehingga mempunyai waktu cukup banyak untuk infiltrasi.

(41)

2. Intensitas Curah Hujan

Intensitas curah hujan juga berpengaruh terhadap kapasitas infiltrasi, jika intensitas curah hujan lebih kecil dari kapasitas infiltrasi, maka laju infiltrasi aktual adalah sama dengan intensitas hujan. Apabila intensitas hujan lebih besar dari kapasitas infiltrasi, maka laju infiltrasi aktual sama dengan kapasitas infiltrasi.

Intensitas hujan merupakan faktor yang menentukan apakah suatu lokasi akan mengalami penggenangan atau banjir. Apakah banjir dikaitkan dengan laju infiltrasinya. Artinya bila intensiatas hujan lebih besar dari laju infiltrasinya. (Basak, 1999)

3. Tekstur Tanah

Menurut Hardjowigeno (2007), kelas tekstur tanah menunjukkan perbandingan butir-butir pasir (0,005-2 mm), debu (0,002-0,005 mm), dan liat < 0,002 mm) di dalam fraksi tanah halus. Tekstur menentukan tata air, tata udara, kemudahan pengelolaan, dan struktur tanah. Penyusun tekstur tanah berkaitan erat dengan kemampuan memberikan zat hara untuk tanaman, kelengasan tanah, perkembangan akar tanaman, dan pengelolaan tanah. Berdasarkan persentase perbandingan fraksi-fraksi tanah, maka tekstur tanah dapat dibedakan menjadi tiga jenis, yaitu halus, sedang, dan kasar. Makin halus tekstur tanah mengakibatkan kualitas tanah semakin menurun karena berkurangnya kemampuan tanah dalam menghisap air.

Tekstur tanah menunjukkan komposisi partikel penyusun tanah (separat) yang dinyatakan sebagai perbandingan proporsi (%) relatif antara fraksi pasir (sand) (berdiameter 2,00 -0,20 mm atau 2000-200 ��, debu (silt) (berdiameter 0,20-0,002 mm atau 200-2 ��) dan liat (clay) (<2 ��) (Hanafiah, 2005).

(42)

Kelas tekstur ditentukan atas dasar perbandingan massa dari ketiga fraksi tersebut. Tanah dengan proporsi pasir, debu, dan liat yang berbeda menunjukkan kelas tekstur yang berbeda (Hillel, 1971).Secara lebih rinci tekstur tanah digambarkan dalam segitiga USDA seperti yang terlihat dalam Gambar 1.

4. Kerapatan Massa (Bulk Density)

Kerapatan massa adalah perbandingan dari massa tanah kering dengan volume total tanah (termasuk volume tanah dan pori) (Hillel, 1971). Setiap perubahan dalam struktur tanah mungkin untuk mengubah jumlah ruang-ruang pori dan juga berat per unit volume. Bila dinyatakan dalam ��_��₃ kerapatan massa tanah-tanah liat yang ada di permukaan dengan struktur granular besarnya berkisar 1,0 sampai 1,3. Tanah-tanah di permukaan dengan tekstur kasar mempunyai kisaran 1,3 sampai 1,8. Perkembangan struktur yang lebih besar pada tanah-tanah dipermukaan dengan tekstur halus menyebabkan kerapatan massanya lebih rendah bila dibandingkan dengan tanah berpasir (Foth, 1991).

��= �_�_�� = _�_�₊_��+�� _�_� ... (7) Dimana :

�� = Kerapatan massa (bulk density) (��_��3) Ms = massa tanah (g)

(43)

Gambar 1. Segitiga tekstur menunjukkan persentase liat (dibawah 0,002 mm), debu (0,002-0,05 mm) dan pasir (0,05-2,0 mm) pada dasar kelas tekstur (Hillel, 1971).

Bulk density sangat berhubungan dengan particle density, jika particle density tanah sangat besar maka bulk density juga besar. Hal ini dikarenakan partikel density berbanding lurus dengan bulk density, namun apabila tanah memiliki tingkat kadar air yang tinggi maka partikel density dan bulk density akan rendah. Dapat dikatakan bahwa particle density berbanding terbalik dengan kadar air. Hal ini terjadi jika suatu tanah memiliki tingkat kadar air yang tinggi dalam menyerap air tanah, maka kepadatan tanah menjadi rendah karena pori-pori di dalam tanah besar sehingga tanah yang memiliki pori besar akan lebih mudah memasukkan air di dalam agregat tanah (Hanafiah, 2005).

(44)

5. Kerapatan Partikel (Particel Density)

Tanah permukaan (top soil) biasanya mempunyai kerapatan yang lebih kecil dari sub-soil, karena berat bahan organik pada tanah permukaan lebih kecil daripada berat benda padat tanah mineral dari sub soil dengan volume yang sama, dan top soil banyak mengandung bahan organik sehingga particle densitynya rendah. Oleh karena itu partikel density setiap tanah merupakan suatu tetapan dan tidak bervariasi menurut jumlah partikel. Untuk kebanyakan tanah mineral partikel densitynya rata-rata sekitar 2,6 g/cc (Foth, 1994).

Kerapatan partikel dapat dihitung dengan persamaan berikut:

�� (�_�) = ��

�� 3� ... (8)

Dimana, Vs = volume tanah (cm3)

Berat jenis butir adalah berat bagian padat dibagi dengan volume bagian padat dari tanah tersebut. Berat jenis butir tanah pada umumnya berkisar antara 2,6-2,7��_��3. Dengan adanya kandungan bahan organik pada tanah maka nilai menjadi lebih rendah. Istilah kerapatan ini sering dinyatakan dalam istilah berat jenis atau specific gravity, yang berarti perbandingan kerapatan suatu benda tertentu terhadap kerapatan air pada keadaan 4ºC dengan tekanan udara biasa, yaitu satu atmosfer (Sarief, 1986).

6. Ruang Pori atau Porositas

Porositas adalah proporsi ruang pori total (ruang kosong) yang dapat ditempati oleh udara dan air, serta merupakan indikator kondisi drainase dan aerasi tanah. Pori-pori tanah dapat dibedakan menjadi pori-pori kasar (makro) dan pori-pori halus (mikro). Pori-pori kasar berisi udara atau air gravitasi (air yang mudah hilang karena gaya gravitasi), sedangkan pori-pori halus berisi air kapiler atau udara.

(45)

Tanah-tanah pasir mempunyai pori-pori kasar lebih banyak daripada Tanah-tanah liat. Tanah yang banyak mengandung pori-pori kasar sulit menahan air sehingga tanahnya mudah kekeringan. Tanah liat mempunyai pori total (jumlah pori makro ditambah pori-pori mikro), lebih tinggi daripada tanah pasir (Hardjowigeno 2007).

Porositas total atau ruang pori total adalah volume seluruh pori dalam suatu volume tanah yang utuh yang dinyatakan dalam persen. Porositas total merupakan indikator awal yang paling mudah untuk mengetahui apakah suatu tanah mempunyai struktur baik atau jelek. Pengukuran porositas total dilakukan pada kedalaman 0-25 cm, dengan menggunakan persamaan :

�= ��

�� =

��+��

��+��+�� ... (9)

Dimana :

f = ruang pori atau porositas tanah Vf = volume ruang pori (cm3)

Vt = volume total (volume ring) (cm3)

Hubungan porositas dengan kerapatan massa (bulk density), yaitu :

�= ��_�−��

� = 1−

��

�� ... (10) 7. Bahan Organik Tanah

Tanah tersusun oleh bahan padatan, air dan udara.Bahan padatan ini meliputi bahan mineral berukuran pasir, debu, dan liat, serta bahan organik.Bahan organik tanah biasanya menyusun 5% bobot total tanah, meskipun hanya sedikit tetapi memegang peran penting dalam menentukan kesuburan tanah, baik secara fisik, kimiawi maupun secara biologis tanah.Komponen tanah yang berfungsi sebagai media tumbuh, maka bahan organik juga berpengaruh secara langsung terhadap perkembangan dan pertumbuhan tanaman dan mikrobia tanah, yaitu

(46)

sebagai sumber energi, hormon, vitamin, dan senyawa perangsang tumbuh lainnya.Secara fisik bahan organik berperan dalam menentukan warna tanah menjadi coklat-hitam, merangsang granulasi, menurunkan plastisitas dan kohesi tanah (Brady, 1984), memperbaiki struktur tanah menjadi lebih remah sehingga laju infiltrasi lebih tinggi, dan meningktakan daya tanah menahan air sehingga drainase tidak berlebihan, kelembaban dan temperatur tanah menjadi stabil (Hanafiah, 2005).

Tata Guna Lahan

Kemampuan sistem lahan dalam meretensi air hujan sangat tergantung kepada karakteristik sistem tajuk dan perakaran tipe vegetasi penutupnya.Sistem tata guna lahan dengan vegetasi penutup bertipe pohon yang disertai dengan adanya tumbuhan penutup tanah adalah sistem lahan yang mempunyai kemampuan meretensi air hujan lebih baik dari pada sistem lahan tingkat semai/ semak atau tiang. Dengan demikian vegetasi tingkat pohon mempunyai fungsi yang lebih baik untuk meningkatkan kapasitas infiltrasi dan menyimpan air (Suharto, 2006).

Lahan yang bervegetasi pada umumnya lebih menyerap karena serasah permukaan mengurangi pengaruh-pengaruh pukulan tetesan hujan, dan bahan organik, mikroorganisme serta akar-akar tanaman cenderung meningkatkan porositas tanah dan memantapkan struktur tanah.Vegetasi juga menghabiskan kandungan air tanah hingga kedalaman yang lebih besar, meningkatkan peluang penyimpanan air dan menyebabkan laju infiltrasi yang lebih tinggi, pengaruh-pengaruh ini lebih tegas pada penutupan hutan dimana akar-akar berpenetrasi lebih dalam dan laju-laju evapotranspirasi adalah lebih besar (lee, 1990).

(47)

Potensial Air Tanah

Potensial air tanah merupakan jumlah kerja yang mesti dilakukan per unit air murni untuk mengangkut sejumlah air dari suatu tempat air murni pada elevasi dan tekanan atmosfer.Total potensial air tanah dapat dikatakan sebagai penjumlahan dari beberapa faktor, yaitu:

��= ��+��+��+⋯ ... (11) Dimana �_� adalah potensial total air tanah, �_� adalah potensial gravitasi, dan �_� merupakan potensial tekanan (matriks) dan �_� adalah potensial osmotik.

Kandungan energi atau energi bebas air tanah dinyatakan sebagai potensi air. Potensi air mempunyai tiga komponen atau subpotensi.Komponen atau potensi gravitasi penting dalam tanah jenuh dan ditunjukkan oleh kecenderungan air untuk mengalir ke elevasi yang lebih rendah.Potensi matriks adalah hasil tenaga adhesi dan kohesi yang berhubungan dengan jaringan partikel tanah atau matriks tanah.Potensial osmosis disebabkan terutama oleh daya tarik molekul air terhadap ion-ion yang dihasilkan oleh garam yang dapat larut. Biasanya, pada tanah yang tercuci potensi osmosisnya kecil dan merupakan faktor minor dalam penyerapan air (Foth, 1994). Potensial air dan tanah (potensial hidrolik) yang berperan dalam tanah akan bergantung pada kondisi tanahnya. Pada kondisi tanah jenuh yang berperan adalah potensial tekanan dan potensial gravitasi, dan pada tanah tidak jenuh yang berperan adalah potensial matriks.

Jumlah air yang ditahan oleh tanah dengan isapan matriks yang rendah antara 0-1 bar, terutama bergantung pada pengaruh kapilaritas, distribusi ukuran pori, dan bergantung pada struktur. Makin besar daya isap tanah, makin besar pengaruh adsorbsi dan makin berkurang pengaruh struktur (makin kering

(48)

tanah).Yang paling berpengaruh yaitu tekstur dan permukaan spesifik partikel tanah. Keuntungan utama konsep total potensial adalah mendapatkan suatu ukuran yang sama mengenai status energi air tanahdalam berbagai waktu dan tempat dalam hubungan tanah, tanaman, dan atmosfer (Hillel, 1987).

Tensiometer

Tensiometer adalah alat praktis untuk mengukur kandungan air tanah, tinggi hidrolik, dan gradien hidrolik. Alat ini terdiri atas cawan sarang, secara umum terbuat dari keramik yang dihubungkan melalui tabung ke manometer, dengan seluruh bagian diisi air. Saat cawan diletakkan di dalam tanah pada waktu pengukuran hisapan dilaksanakan, air total di dalam cawan melakukan kontak hidrolik, dan cenderung untuk seimbang dengan air tanah melalui pori-pori pada dinding keramik. Pada saat tensiometer diletakkan di permukaan tanah, air yang terdapat dalam tensiometer umumnya berada pada tekanan atmosefer, sedangkan air tanah secara umum mempunyai tekanan lebih kecil dari tekanan atmosefer, sehingga terjadi hisapan dari alat tensiometer karena perbedaan tekanan, dan air dari alat itu keluar, serta tekanan dalam alat turun yang ditunjukkan oleh manometer (Kurnia, dkk, 2006).

(49)

Latar Belakang

Konsep daur hidrologi dimulai dengan penguapan air di laut. Uap yang dihasilkan dibawa oleh udara yang bergerak, dan dalam kondisi yang memungkinkan uap tersebut terkondensasi membentuk awan, yang pada akhirnya dapat menghasilkan presipitasi. Presipitasi yang jatuh ke bumi menyebar dengan arah yang berbeda-beda dalam beberapa cara. Sebagian besar dari presipitasi tersebut untuk sementara tertahan pada tanah di dekat tempat ia jatuh, dan akhirnya dikembalikan lagi ke atmosfer oleh penguapan (evaporasi) dan pemeluhan (transpirasi) oleh tanaman. Sebagian air mencari jalannya sendiri melalui permukaan dan bagian atas tanah menuju sungai, sementara lainnya menembus masuk lebih jauh ke dalam tanah menjadi bagian dari air tanah (ground water). Di bawah pengaruh gaya gravitasi, baik aliran permukaan (surface streamflow) maupun air dalam tanah bergerak menuju tempat yang lebih rendah yang akhirnya dapat mengalir ke laut. Namun, sejumlah besar air permukaan dan air bawah tanah dikembalikan ke atmosfer oleh penguapan dan pemeluhan (transpirasi) sebelum sampai ke laut (Linsley, dkk, 1989).

Dalam bidang konservasi tanah, infiltrasi merupakan komponen yang sangat penting karena masalah konservasi tanah pada azasnya adalah pengaturan hubungan antara intensitas hujan dan kapasitas infiltrasi, serta pengaturan aliran permukaan. Aliran permukaan hanya dapat diatur dengan memperbesar kemampuan tanah menyimpan air, utamanya dapat ditempuh melalui perbaikan atau peningkatan kapasitas filtrasi. Kapasitas infiltrasi merupakan laju maksimum air yang dapat masuk ke dalam tanah pada suatu saat (Kurnia, dkk, 2006). Apabila

(50)

kapasitas infiltrasi lebih kecil dari intensitas hujan, dapat menyebabkan terjadinya banjir dan erosi.

Berkurangnya infiltrasi air kedalam tanah, terutama pada kawasan resapan air (recharge area), dapat mengurangi kembalian air bawah tanah (ground water), sehingga banjir dan kekeringan merupakan akibat dari peristiwa tersebut. Air hujan yang jatuh di permukaan tanah akan mengalami evaporasi, infiltrasi, perkolasi, dan air yang mengalir diatas permukaan tanah sebagai limpasan permukaan. Sejumlah air hujan disimpan dalam tanah sebagai air tanah (ground water storage) dan air bumi (ground water) yang pada suatu saat dapat dimanfaatkan oleh tumbuhan (Arief, 2001).

Air tanah adalah salah satu fase dalam daur hidrologi, yakni suatu peristiwa yang selalu berulang dari urutan tahap yang dilalui air dari atmosfer ke bumi dan kembali ke atmosfer, penguapan dari darat atau laut atau air pedalaman, pengembunan membentuk awan, pencurahan, pelonggokan dalam tanah atau badan air dan penguapan kembali. Dari daur hidrologi tersebut dapat dipahami bahwa air tanah berinteraksi dengan air permukaan serta komponen-komponen lain yang terlibat dalam daur hidrologi termasuk bentuk topografi, jenis batuan penutup, penggunaan lahan, tumbuhan penutup, serta manusia yang berada di permukaan (Handoyo, 2008).

Kadar air tanah (water storage) merupakan selisih masukan air tawar (water gain) dari presipitasi (meliputi hujan, salju, kabut) yang menginfiltrasi tanah ditambah hasil kondensasi (oleh tanaman dan tanah) dan adsorpsi (oleh tanah) dikurangi air yang hilang (water loss) lewat evapotranspirasi, aliran permukaan, perkolasi dan rembesan lateral (Hanafiah, 2005).

(51)

Desa Sempajaya, merupakan salah satu desa yang terdapat di Kecamatan Berastagi, Kabupaten Karo. Desa Sempajaya memiliki luas luas 4,90 km2 yaitu 16,06% dari luas Kecamatan Berastagi yaitu 3.050 Ha yang berada pada ketinggian rata-rata 1.375 m di atas permukaaan laut. Kecamatan Berastagi memiliki temperatur antara 190 C sampai dengan 260 C, dengan kelembaban udara berkisar 79%. Topografi Kecamatan Berastagi datar sampai dengan berombak 65%, berombak sampai dengan berbukit 22%, berbukit sampai dengan bergunung 13% dengan tingkat kesuburan tanahnya sedang sampai dengan tinggi, didukung lagi dengan curah hujan rata-rata 2.100-3.200 mm pertahun. Mata pencaharian utama penduduk Sempajaya pada umumnya adalah sebagai petani. Hasil pertanian yang menonjol adalah sayur-mayur, buah-buahan, bunga-bungaan dan palawija lainnya (BPS kabupaten Karo, 2012).

Tanah di Desa Sempajaya berdasarkan peta rupa bumi berjenis Andosol. Hal ini sesuai dengan literatur (Sarief, 1986) yang menyatakan tanah Andosol disebut juga tubuh tanah pegunungan tinggi, atau tropical brown forest, yang mempunyai ketebalan solum tanah yang agak tebal, yaitu 100-225 cm. berwarna hitam, kelabu samapai coklat tua, dengan horizon A-nya jelas tampak dari warna ini. Teksturnya adalah debu, lempung berdebu, sampai lempung, sedangkan strukturnya adalah remah, sedangkan ke lapisan bawah agak gumpal, dan konsistensinya subur. Diseluruh Indonesia tersebar di Sumatera Utara, Sumatera Barat, Bali, Lombok, Minahasa. Tanah ini banyak ditemukan dipegunungan, yaitu didaerah gunung api (vulkan).

Dari berbagai penggunaan lahan tersebut memiliki kemampuan laju infiltrasi yang berbeda-beda yang pada gilirannya akan berpengaruh terhadap

(52)

penyimpanan air dan ketersediaan air di dalam tanah, yang diketahui pada Desa Sempajaya ini rentan dengan terjadinya kekeringan pada musim kemarau. Kekeringan terjadi karena laju infiltrasi lebih besar dari intensitas hujan. Kekeringan terjadi tergantung pada perbandingan kemampuan infiltrasi dan intensitas hujan.

Tujuan Penelitian

Tujuan penelitan adalah menghitung laju Infiltrasi tanah pada berbagai penggunaan lahan di Desa Sempajaya Kecamatan Berastagi Kabupaten Karo.

Kegunaan Penelitian

1. Bagi penulis untuk menyusun skripsi yang merupakan syarat untuk menyelesaikan pendidikan di Program Studi Keteknikan Pertanian Fakultas Pertanian Universitas Sumatera Utara.

2. Bagi mahasiswa, sebagai referensi untuk melakukan penelitian yang berhubungan dengan kajian laju infiltrasi tanah.

3. Diharapkan penelitian ini bermanfaat bagi pihak-pihak yang berkepentingan di dalam analisis hidrologi.

(53)

ABSTRAK

RIKA ISNAINI: Kajian Laju Infiltrasi Tanah pada Berbagai Penggunaan Lahan di Desa Sempajaya Kecamatan Berastagi Kabupaten Karo, dibimbing oleh Sumono dan Ainun Rohanah.

Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui laju infiltrasi pada berbagai pengunaan lahan, yaitu Ladang Cabai, Kebun Kopi, dan Semak di Desa Sempajaya Kecamatan Berastagi Kabupaten Karo menggunakan model persamaan Philips.

Parameter yang diamati adalah kadar air, tekstur, kerapatan massa, kerapatan partikel, ruang pori atau porositas, dan bahan organik. Penelitian ini menggunakan alat infiltrometer silinder ganda yang ditanamkan ke dalam tanah lalu diisi air. Kemudian dilakukan pengamatan penurunan air untuk selang waktu 0, 5, 10, 20, 30, 45, 60, 120, 180, dan 240 menit.

Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa laju infiltrasi paling besar terjadi di lahan Semak, kemudian di ladang Cabai, dan yang paling kecil terjadi di Kebun Kopi. Pengaruh yang paling besar terhadap laju infiltrasi adalah tekstur tanah dan porositas total tanah awal.

Kata kunci: Laju infiltrasi, Philips, Ladang Cabai, Kebun Kopi, Semak

ABSTRACT

RIKA ISNAINI

: Study of Soil Infiltration Rate in Some type of Lands at Desa Sempajaya Kecamatan Berastagi Kabupaten Karo, supervised by Sumono and Ainun Rohanah.

The aim of this research was to know the infiltration rate in some type of lands in edition chili field, coffee field, and bush at Desa Sempajaya Kecamatan Berastagi Kabupaten Karo using Philips equation model.

Parameters observed were moisture content, soil texture, bulk density, particle density, porosity, and organical matter was used. Double ring infiltrometer that pressed into the soil, and filled with water. The decreased of water was observed with interval 0, 5, 10, 20, 30, 45, 60, 120, 180, 240 minutes.

The results showed that the highest infiltration rate was found in bush, followed by chili field, and the smallest was found in coffee field. The biggest influence on the infiltration rate were soil texture and porosity.

(54)

KAJIAN LAJU INFILTRASI TANAH PADA BERBAGAI

PENGGUNAAN LAHAN DI DESA SEMPAJAYA

KECAMATAN BERASTAGI

KABUPATEN KARO

SKRIPSI

OLEH :

RIKA ISNAINI

PROGRAM STUDI KETEKNIKAN PERTANIAN

FAKULTAS PERTANIAN

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

2012

(55)

KAJIAN LAJU INFILTRASI TANAH PADA BERBAGAI

PENGGUNAAN LAHAN DI DESA SEMPAJAYA

KECAMATAN BERASTAGI

KABUPATEN KARO

SKRIPSI

OLEH :

RIKA ISNAINI

080308068/KETEKNIKAN PERTANIAN

Skripsi sebagai salah satu syarat untuk mendapatkan gelar sarjana di Program Studi Keteknikan Pertanian Fakultas Pertanian

Universitas SumateraUtara

Disetujui Oleh : Komisi Pembimbing

(Prof. Dr. Ir. Sumono MS) (Ainun Rohanah, STP, M.Si)

Ketua Anggota

PROGRAM STUDI KETEKNIKAN PERTANIAN

FAKULTAS PERTANIAN

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

2012

(56)

ABSTRAK

RIKA ISNAINI: Kajian Laju Infiltrasi Tanah pada Berbagai Penggunaan Lahan di Desa Sempajaya Kecamatan Berastagi Kabupaten Karo, dibimbing oleh Sumono dan Ainun Rohanah.

Kata kunci: Laju infiltrasi, Philips, Ladang Cabai, Kebun Kopi, Semak

ABSTRACT

RIKA ISNAINI

: Study of Soil Infiltration Rate in Some type of Lands at Desa Sempajaya Kecamatan Berastagi Kabupaten Karo, supervised by Sumono and Ainun Rohanah.

(57)

RIWAYAT HIDUP

Rika Isnaini lahir di Tanjung Morawa, pada tanggal 27 Januari 1991, anak kedua dari lima bersaudara dari pasangan Bahrul Anwar dan (Almh) Ismi Hayati.

Tahun 2008 penulis lulus dari SMA Negeri 1 Tanjung Morawa dan pada tahun yang sama penulis lulus seleksi masuk Universitas Sumatera Utara melalui jalur Seleksi Nasional Masuk Perguruan Tinggi Negeri (SNMPTN). Penulis memilih Program Studi Keteknikan Pertanian, Fakultas Pertanian.

Selama mengikuti perkuliahan penulis aktif menjadi pengurus di Ikatan Mahasiswa Teknik Pertanian (IMATETA) Fakultas Pertanian Universitas Sumatera Utara, dan juga sebagai pengurus di UKM PRAMUKA USU serta aktif sebagai Asisten Mekanisasi Pertanian di Laboratorium Keteknikan Pertanian pada tahun 2011 .

Pada tanggal 22 Juni 2011 sampai dengan 22 Juli 2011, penulis melakukan Praktek Kerja Lapangan di Pabrik Pengolahan Kelapa Sawit yaitu di Kisaran Palm Oil Mill (Kis POM) PT. Bakrie Sumatera Plantation, Tbk. Kisaran, kabupaten Asahan.

(58)

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT, karena atas rahmat dan karuniaNya penulis dapat menyelesaikan skripsi ini. Adapun skripsi ini berjudul “Kajian Laju Infiltrasi Tanah pada berbagai Penggunaan Lahan di Desa Sempajaya Kecamatan Berastagi Kabupaten Karo” yang merupakan salah satu syarat untuk menyelesaikan studi di Program Studi Keteknikan Pertanian, Fakultas Pertanian, Universitas Sumatera Utara, Medan.

Pada kesempatan ini penulis mengucapkan terimakasih kepada Bapak

Prof. Dr. Ir. Sumono MS, selaku ketua komisi pembimbing dan kepada Ibu Ainun Rohanah, STP, M.Si Selaku anggota komisi pembimbing yang telah

banyak memberikan bimbingan, arahan, dan saran dalam penyusunan skripsi ini. Tak lupa pula ucapan terima kasih penulis ucapkan kepada keluarga tercinta, ayahanda Bahrul Anwar dan kedua ibunda (Almh) Ismi Hayati dan Johani Fauziah serta kakak dan adik-adik tersayang yang telah mendukung penulis baik secara moril dan materil.

Disamping itu penulis mengucapkan terima kasih kepada staf pengajar dan pegawai Program Studi Keteknikan Pertanian serta semua rekan mahasiswa yang telah membantu penulis dalam menyelesaikan skripsi ini. Akhir kata, penulis berharap semoga skripsi ini dapat bermanfaat bagi pihak yang membutuhkan.

Medan, Desember 2012

(59)

DAFTAR ISI

Hal.

RIWAYAT HIDUP ... i

KATA PENGANTAR ... ii

DAFTAR TABEL ... v

DAFTAR GAMBAR ... vi

DAFTAR LAMPIRAN ... vii

PENDAHULUAN Latar Belakang ... 1

Tujuan Penelitian ... 3

Kegunaan Penelitian ... 4

TINJAUAN PUSTAKA Infiltrasi ... 5

Proses Terjadinya Infiltrasi ... 9

Curah hujan……….. ... 10

Evaluasi Laju Infiltrasi ... 10

Infiltrometer ... 10

Faktor-faktor yang Mempengaruhi Infiltrasi ... 10

Topografi ... 11

Intensitas Hujan ... 11

Tekstur ... 10

Kerapatan Massa (Bulk Density) ... 12

Kerapatan Partikel (Particel Density) ... 14

Ruang Pori atau Porositas ... 14

Bahan Organik Tanah ... 15

Tata Guna Lahan ... 16

Potensial Air Tanah ... 17

Tensiometer ... 18

BAHAN DAN METODE Waktu dan Tempat Penelitian ... 19

Bahan dan Alat ... 19

Metode Penelitian ... 20

Pelaksanaan Penelitian ... 20

Persiapan Penelitian ... 20

Prosedur Penelitian ... 20

Laju Infiltrasi Tanah ... 20

Parameter yang Diamati ... 21

Tekstur Tanah ... 21

Bahan Organik ... 21

Kadar Air Tanah ... 22

Kerapatan Massa (Bulk Density) ... 23

Kerapatan Partikel (Partikel Density) ... 24

Porositas ... 24

Potensial matriks ... 24 HASIL DAN PEMBAHASAN

(60)

Analisa Sifat Fisik Tanah ... 25

Kadar Air Tanah ... 25

Tekstur Tanah ... 26

Kerapatan Massa (Bulk Density) ... 27

Kerapatan Partikel (Particle Density) ... 27

Ruang Pori atau Porositas ... 28

Bahan Organik Tanah ... 29

Pengukuran Infiltrasi ... 30

Evaluasi Laju Infiltrasi ... 32

Klasifikasi Laju Infiltrasi Pada Ketiga Lahan ... 34

Potensial Matriks Tanah ... 34

KESIMPULAN ... 37 DAFTAR PUSTAKA

(61)

DAFTAR TABEL

No. Hal.

1. Klasifikasi infiltrasi tanah ... 6

2. Hasil analisa kadar air tanah ... 26

3. Hasil analisa tekstur tanah ... 26

4. Hasil analisa kerapatan massa (bulk density) tanah ... 27

5. Hasil analisa kerapatan partikel (particle density) tanah ... 28

6. Hasil analisa porositas tanah ... 29

7. Hasil analisa bahan organik tanah ... 30

8. Hasil pengukuran infiltrasi kumulatif pada ladang cabai ... 31

9. Hasil pengukuran infiltrasi kumulatif pada kebun kopi ... 32

10.Hasil pengukuran infiltrasi kumulatif pada lahan semak ... 32

(62)

DAFTAR GAMBAR

No. Hal.

1. Segitiga Tekstur ... 13 2. Hubungan laju infiltrasi dengan waktu ... 33

(63)

DAFTAR LAMPIRAN

No. Hal.

1. Flow chart pelaksanaan penelitian ... 40

2. Double ring infiltrometer ... 41

3. Peta rupa bumi ... 42

4. Tabel kadar air, porositas, kerapatan massa dan kerapatan partikel ... 43

5. Kombinasi infiltrasi pada ladang cabai ... 44

6. Infiltrasi kumulatif di ladang cabai setelah dikombinasikan... 45

7. Kombinasi waktu infiltrasi kebun kopi ... 46

8. Infiltrasi kumulatif di kebun kopi setelah dikombinasikan ... 47

9. Kombinasi waktu infiltrasi pada semak ... 48

10.Hasil analisa tanah ... 49

(1)

KATA PENGANTAR

Pada kesempatan ini penulis mengucapkan terimakasih kepada Bapak

Prof. Dr. Ir. Sumono MS, selaku ketua komisi pembimbing dan kepada Ibu Ainun Rohanah, STP, M.Si Selaku anggota komisi pembimbing yang telah

Medan, Desember 2012

(2)

DAFTAR ISI

Hal.

RIWAYAT HIDUP ... i

KATA PENGANTAR ... ii

DAFTAR TABEL ... v

DAFTAR GAMBAR ... vi

DAFTAR LAMPIRAN ... vii

PENDAHULUAN Latar Belakang ... 1

Tujuan Penelitian ... 3

Kegunaan Penelitian ... 4

TINJAUAN PUSTAKA Infiltrasi ... 5

Proses Terjadinya Infiltrasi ... 9

Curah hujan……….. ... 10

Evaluasi Laju Infiltrasi ... 10

Infiltrometer ... 10

Faktor-faktor yang Mempengaruhi Infiltrasi ... 10

Topografi ... 11

Intensitas Hujan ... 11

Tekstur ... 10

Kerapatan Massa (Bulk Density) ... 12

Kerapatan Partikel (Particel Density) ... 14

Ruang Pori atau Porositas ... 14

Bahan Organik Tanah ... 15

Tata Guna Lahan ... 16

Potensial Air Tanah ... 17

Tensiometer ... 18

BAHAN DAN METODE Waktu dan Tempat Penelitian ... 19

Bahan dan Alat ... 19

Metode Penelitian ... 20

Pelaksanaan Penelitian ... 20

Persiapan Penelitian ... 20

Prosedur Penelitian ... 20

Laju Infiltrasi Tanah ... 20

Parameter yang Diamati ... 21

Tekstur Tanah ... 21

Bahan Organik ... 21

Kadar Air Tanah ... 22

Kerapatan Massa (Bulk Density) ... 23

Kerapatan Partikel (Partikel Density) ... 24

(3)

Analisa Sifat Fisik Tanah ... 25

Kadar Air Tanah ... 25

Tekstur Tanah ... 26

Kerapatan Massa (Bulk Density) ... 27

Kerapatan Partikel (Particle Density) ... 27

Ruang Pori atau Porositas ... 28

Bahan Organik Tanah ... 29

Pengukuran Infiltrasi ... 30

Evaluasi Laju Infiltrasi ... 32

Klasifikasi Laju Infiltrasi Pada Ketiga Lahan ... 34

Potensial Matriks Tanah ... 34

KESIMPULAN ... 37 DAFTAR PUSTAKA

(4)

DAFTAR TABEL

No. Hal.

1. Klasifikasi infiltrasi tanah ... 6

2. Hasil analisa kadar air tanah ... 26

3. Hasil analisa tekstur tanah ... 26

4. Hasil analisa kerapatan massa (bulk density) tanah ... 27

5. Hasil analisa kerapatan partikel (particle density) tanah ... 28

6. Hasil analisa porositas tanah ... 29

7. Hasil analisa bahan organik tanah ... 30

8. Hasil pengukuran infiltrasi kumulatif pada ladang cabai ... 31

9. Hasil pengukuran infiltrasi kumulatif pada kebun kopi ... 32

10.Hasil pengukuran infiltrasi kumulatif pada lahan semak ... 32

(5)

DAFTAR GAMBAR

No. Hal.

1. Segitiga Tekstur ... 13 2. Hubungan laju infiltrasi dengan waktu ... 33

(6)

DAFTAR LAMPIRAN

No. Hal.

1. Flow chart pelaksanaan penelitian ... 40

2. Double ring infiltrometer ... 41

3. Peta rupa bumi ... 42

4. Tabel kadar air, porositas, kerapatan massa dan kerapatan partikel ... 43

5. Kombinasi infiltrasi pada ladang cabai ... 44

6. Infiltrasi kumulatif di ladang cabai setelah dikombinasikan... 45

7. Kombinasi waktu infiltrasi kebun kopi ... 46

8. Infiltrasi kumulatif di kebun kopi setelah dikombinasikan ... 47

9. Kombinasi waktu infiltrasi pada semak ... 48

10.Hasil analisa tanah ... 49

Kajian Laju Infiltrasi Tanah Pada Berbagai Penggunaan Lahan Di Desa Sempajaya Kecamatan Berastagi Kabupaten Karo

DAFTAR PUSTAKA

BAHAN DAN METODE

HASIL DAN PEMBAHASAN

KESIMPULAN

ABSTRAK

ABSTRACT

RIKA ISNAINI

KAJIAN LAJU INFILTRASI TANAH PADA BERBAGAI

PENGGUNAAN LAHAN DI DESA SEMPAJAYA

KECAMATAN BERASTAGI

KABUPATEN KARO

PROGRAM STUDI KETEKNIKAN PERTANIAN

FAKULTAS PERTANIAN

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

2012

KAJIAN LAJU INFILTRASI TANAH PADA BERBAGAI

PENGGUNAAN LAHAN DI DESA SEMPAJAYA

KECAMATAN BERASTAGI

KABUPATEN KARO

PROGRAM STUDI KETEKNIKAN PERTANIAN

FAKULTAS PERTANIAN

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

2012

ABSTRAK

ABSTRACT

RIKA ISNAINI

RIWAYAT HIDUP

KATA PENGANTAR

DAFTAR ISI

DAFTAR TABEL

DAFTAR GAMBAR

DAFTAR LAMPIRAN

KATA PENGANTAR

DAFTAR ISI

DAFTAR TABEL

DAFTAR GAMBAR

DAFTAR LAMPIRAN

Parts

Dokumen yang terkait

Kajian Laju Insfiltrasi Tanah Pada Berbagai Penggunaan Lahan Di Desa Tongkoh Kecamatan Dolat Rakyat Kabupaten Karo

Pengaruh berbagai penggunaan lahan terhadap laju infiltrasi tanah

30152 ID estimasi cadangan karbon pada t

Aplikasi Metode Empiris Mining Rock Mass (1)

Cadangan karbon di kebun campuran Hulu D

Dasar dasar Pengukuran Tanah Surveying j

DINDING PENAHAN TANAH DAN TEBING

ESTIMASI CADANGAN AIR TANAH DI DAERAH TE

Kajian Laju Infiltrasi Tanah pada Berbagai Penggunaan Lahan di Desa Tanjung Putus Kecamatan Padang Tualang Kabupaten Langkat

Kajian Laju Infiltrasi Tanah pada Berbagai Penggunaan Lahan di Desa Tanjung Putus Kecamatan Padang Tualang Kabupaten Langkat

Dokumen yang Anda mencari sudah siap untuk unduhkan