Kajian Kontaminan Nitrogen dan Fosfor di Sub Das Sei Kalemba (Das Padang) Areal Perkebunan Kelapa Sawit PTP. Nusantara IV Pabatu pada Musim Kemarau
32
Lampiran 1. Flowchart Pelaksanaan Penelitian
Mulai
Membuat Peta DAS/sub DAS
Menentukan titik
outlet/tempat pengukuran
debit sungai dan sampel air
Pembuatan sekat ukur dan bangunan water level loggers
Pengambilan sampel air dan
data tinggi muka air
Pengujian sampel
dilaboratorium
Dianalisa Data
Data berupa :
1. TN dan TP
2. Curah hujan
3. Pemupukan
Dihitung Total
N dan Total P
Dibuat grafik hubungan curah
hujan dengan TN dan TP
Dibuat kesimpulan
Selesai
Universitas Sumatera Utara
33
Lampiran 2. Peta Lokasi Penelitian
Universitas Sumatera Utara
34
Lampiran 3. Dokumentasi Penelitian
Alat Water Level Logger
Sekat Ukur Cipoletti
Pengambilan Data Water Level Logger
Universitas Sumatera Utara
35
Pengambilan Sampel Secara Komposit (Pinggir)
Pengambilan Sampel Secara Komposit (Tengah)
Pengambilan Sampel Secara Komposit (Pinggir)
Universitas Sumatera Utara
36
Lampiran 4. Data Curah Hujan, Debit, Jenis Pupuk,Banyaknya Pupuk, Tempat
Pemupukan, TN, dan TP Dari Bulan Maret Hingga Agustus 2015
Tanggal
06/03/2015
07/03/2015
08/03/2015
09/03/2015
10/03/2015
11/03/2015
12/03/2015
13/03/2015
14/03/2015
15/03/2015
16/03/2015
17/03/2015
18/03/2015
19/03/2015
20/03/2015
21/03/2015
22/03/2015
23/03/2015
24/03/2015
25/03/2015
26/03/2015
27/03/2015
28/03/2015
29/03/2015
30/03/2015
31/03/2015
01/04/2015
02/04/2015
03/04/2015
04/04/2015
05/04/2015
06/04/2015
07/04/2015
08/04/2015
09/04/2015
10/04/2015
11/04/2015
Curah
Hujan
(mm/hari)
0
5.125
1.25
0
6.25
38.25
0
0
0
0
0
0
0
0.625
0
6.125
1.25
0
0.75
0.75
13.5
3.75
0
1.25
0
0
6.875
0
0
0
29.375
0
8.375
0
0
1.5
0
Debit
(liter/detik)
33.952
33.615
34.685
33.593
31.138
214.93
62.156
47.262
41.882
38.15
36.592
35.044
34.188
33.938
32.25
35.717
33.805
32.093
30.976
34.449
63.956
42.14
36.438
35.818
33.942
33.817
41.516
36.43
35.555
32.875
128.28
61.617
48.932
43.517
39.423
40.496
36.364
Jenis
Pupuk
RP
RP
RP
RP
RP
RP
Kg
1921.05
1579.05
1148.1
928.35
4019.41
3229.22
Tempat
TN
Pemupukan (mg/l)
TP
(mg/l)
4.195
3.173
2.797
4.76
5.594
2.777
AFD II
AFD II
AFD II
AFD II
AFD II
AFD II
Universitas Sumatera Utara
37
Tanggal
12/04/2015
13/04/2015
14/04/2015
15/04/2015
16/04/2015
17/04/2015
18/04/2015
19/04/2015
20/04/2015
21/04/2015
22/04/2015
23/04/2015
24/04/2015
25/04/2015
26/04/2015
27/04/2015
28/04/2015
29/04/2015
30/04/2015
01/05/2015
02/05/2015
03/05/2015
04/05/2015
05/05/2015
06/05/2015
07/05/2015
08/05/2015
09/05/2015
10/05/2015
11/05/2015
12/05/2015
13/05/2015
14/05/2015
15/05/2015
16/05/2015
17/05/2015
18/05/2015
19/05/2015
20/05/2015
21/05/2015
Curah
Hujan
(mm/hari)
0
8.375
0
0
0
10.375
1.375
4.5
0
1.125
0
10.75
0
1.875
4.125
1.125
0
2.25
0
0
0
0.25
0.875
3.5
0
0.125
0
0.25
7.125
3.25
28.75
2.25
0.625
0
2.25
0
3.125
0
0
20.75
Debit
(liter/detik)
35.626
47.592
37.846
35.324
34.235
36.973
39.639
37.926
35.627
33.807
32.873
62.395
41.192
36.283
43.515
39.882
35.917
33.8
34.011
33.588
31.736
31.185
30.981
31.456
32.873
30.757
30.691
30.491
36.206
38.4
87.265
51.734
39.273
37.094
45.867
42.628
37.779
34.375
32.801
32.309
Jenis
Pupuk
Kg
Tempat
TN
Pemupukan (mg/l)
Urea
1185.5
AFD II
Urea
1329
AFD II
Urea
939.5
AFD II
TP
(mg/l)
4.195
2.697
2.797
5.95
4.195
6.823
2.098
1.398
8.529
4.126
Universitas Sumatera Utara
38
Tanggal
22/05/2015
23/05/2015
24/05/2015
25/05/2015
26/05/2015
27/05/2015
28/05/2015
29/05/2015
30/05/2015
31/05/2015
01/06/2015
02/06/2015
03/06/2015
04/06/2015
05/06/2015
06/06/2015
07/06/2015
08/06/2015
09/06/2015
10/06/2015
11/06/2015
12/06/2015
13/06/2015
14/06/2015
15/06/2015
16/06/2015
17/06/2015
18/06/2015
19/06/2015
20/06/2015
21/06/2015
22/06/2015
23/06/2015
24/06/2015
25/06/2015
26/06/2015
27/06/2015
28/06/2015
29/06/2015
30/06/2015
Curah
Hujan
(mm/hari)
4.625
0.625
10
7.875
3
17.125
4.375
0
0
0
0
0
0
0
0.875
2.25
22.125
0
4.5
0
5.625
25.25
21.625
1
3.25
1.25
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
Debit
(liter/detik)
104.69
44.46
39.592
43.383
41.808
118.79
57.263
41.642
38.362
40.251
44.64
42.058
37.61
31.694
30.425
30.22
107.38
47.7
38.151
35.189
33.608
69.682
51.25
71.811
43.761
41.575
37.463
33.087
30.705
28.429
28.229
28.495
27.631
26.77
26.637
25.445
25.125
23.89
23.128
22.493
Jenis
Pupuk
RP
Kg
593
Tempat
TN
Pemupukan (mg/l)
TP
(mg/l)
2.098
6.982
2.797
5.236
2.797
36.73
1.398
7.458
1.398
4.284
2.797
11.9
AFD II
NPK
NPK
NPK
NPK
46792.5
87226.25
42337.52
62314.13
AFD I
AFD I
AFD I
AFD I
NPK
NPK
69947.8
69947.8
AFD III
AFD III
Universitas Sumatera Utara
39
Tanggal
01/07/2015
02/07/2015
03/07/2015
04/07/2015
05/07/2015
06/07/2015
07/07/2015
08/07/2015
09/07/2015
10/07/2015
11/07/2015
12/07/2015
13/07/2015
14/07/2015
15/07/2015
16/07/2015
17/07/2015
18/07/2015
19/07/2015
20/07/2015
21/07/2015
22/07/2015
23/07/2015
24/07/2015
25/07/2015
26/07/2015
27/07/2015
28/07/2015
29/07/2015
30/07/2015
31/07/2015
01/08/2015
02/08/2015
03/08/2015
04/08/2015
05/08/2015
06/08/2015
07/08/2015
08/08/2015
09/08/2015
Curah
Hujan
(mm/hari)
0
0
83.375
0
0
0
1.75
1.125
0
2.25
0
0
11.25
0.375
0
0
0.625
0
0.625
10.375
0
0
0
2.5
2.125
0.375
0
2.875
0
3.875
3.25
0.25
35.5
17.125
6.25
0
0
10.5
16.25
21.5
Debit
(liter/detik)
20.872
29.665
285.12
64.835
48.422
43.64
40.614
37.993
34.808
34.301
32.587
32.469
37.609
31.304
30.358
30.7
30.163
28.029
28.638
32.417
28.794
27.499
27.499
27.101
27.235
26.77
26.505
24.655
24.534
27.569
23.996
21.192
83.66
63.092
43.709
34.235
37.147
92.516
67.109
90.727
Jenis
Pupuk
NPK
NPK
NPK
NPK
NPK
NPK
Kg
69947.8
69947.8
69947.8
53932.5
69660
53373.75
Tempat
TN
Pemupukan (mg/l)
AFD III
AFD III
AFD III
AFD IV
AFD IV
AFD IV
TP
(mg/l)
1.398
1.398
11.16
3.808
1.398
2.935
1.398
1.904
0
1.398
3.848
5.236
0
3.332
1.398
4.522
Universitas Sumatera Utara
40
Tanggal
10/08/2015
11/08/2015
12/08/2015
13/08/2015
14/08/2015
15/08/2015
16/08/2015
17/08/2015
18/08/2015
19/08/2015
20/08/2015
21/08/2015
22/08/2015
23/08/2015
24/08/2015
25/08/2015
26/08/2015
27/08/2015
28/08/2015
29/08/2015
30/08/2015
31/08/2015
Curah
Hujan
(mm/hari)
0
9.625
0
0
16.125
0
3.125
0.375
6.75
1
9.125
9.625
9.375
0
0
4.75
1.875
0
0
0
0.875
2.75
Debit
(liter/detik)
73.759
54.204
42.193
42.206
58.517
44.697
37.917
42.357
37.242
39.978
36.82
71.635
57.724
41.554
38.215
51.158
47.751
47.431
44.913
44.347
44.628
43.549
Jenis
Pupuk
NPK
NPK
NPK
NPK
Kg
2774.25
3819.75
3569.25
698.4
Tempat
TN
Pemupukan (mg/l)
TP
(mg/l)
1.398
26.9
1.398
13.57
1.398
1.825
AFD II
AFD II
AFD II
AFD II
Universitas Sumatera Utara
41
Lampiran 5. Kandungan Total Nitrogen
V.
Tanggal
%N
Titrasi
19/03/2015 0.3
0.00042
01/04/2015 0.2
0.00028
05/04/2015 0.4
0.00056
15/04/2015 0.3
0.00042
23/04/2015 0.2
0.00028
30/04/2015 0.3
0.00042
12/05/2015 0.15
0.00021
13/05/2015 0.1
0.00014
22/05/2015 0.15
0.00021
24/05/2015 0.2
0.00028
27/05/2015 0.2
0.00028
07/06/2015 0.1
0.00014
10/06/2015 0.1
0.00014
12/06/2015 0.2
0.00028
03/07/2015 0.1
0.00014
04/07/2015 0.1
0.00014
08/07/2015 0.1
0.00014
22/07/2015 0.1
0.00014
02/08/2015 TT
0
03/08/2015 0.1
0.00014
05/08/2015 TT
0
09/08/2015 0.1
0.00014
11/08/2015 0.1
0.00014
14/08/2015 0.1
0.00014
19/08/2015 0.1
0.00014
ppm
4.2
2.8
5.6
4.2
2.8
4.2
2.1
1.4
2.1
2.8
2.8
1.4
1.4
2.8
1.4
1.4
1.4
1.4
0
1.4
0
1.4
1.4
1.4
1.4
mg/l
4.195
2.797
5.594
4.195
2.797
4.195
2.098
1.398
2.098
2.797
2.797
1.398
1.398
2.797
1.398
1.398
1.398
1.398
0
1.398
0
1.398
1.398
1.398
1.398
Universitas Sumatera Utara
42
Lampiran 6. Kandungan Total Fosfor
Tanggal
19/03/2015
01/04/2015
05/04/2015
15/04/2015
23/04/2015
30/04/2015
12/05/2015
13/05/2015
22/05/2015
24/05/2015
27/05/2015
07/06/2015
10/06/2015
12/06/2015
03/07/2015
04/07/2015
08/07/2015
22/07/2015
02/08/2015
03/08/2015
05/08/2015
09/08/2015
11/08/2015
14/08/2015
19/08/2015
absorben
0.045
0.065
0.04
0.039
0.08
0.091
0.113
0.057
0.093
0.071
0.468
0.095
0.059
0.155
0.146
0.053
0.042
0.029
0.054
0.071
0.047
0.062
0.344
0.176
0.028
P
larutan
0.318
0.477
0.278
0.27
0.596
0.683
0.854
0.413
0.699
0.524
3.678
0.715
0.429
1.191
1.117
0.381
0.294
0.191
0.385
0.524
0.334
0.453
2.693
1.358
0.183
ppm
%P
mg/l
3.177
4.766
2.78
2.701
5.957
6.831
8.539
4.13
6.99
5.242
36.78
7.149
4.289
11.91
11.17
3.813
2.939
1.906
3.852
5.242
3.336
4.527
26.93
13.58
1.827
0.00032
0.00048
0.00028
0.00027
0.0006
0.00068
0.00085
0.00041
0.0007
0.00052
0.00368
0.00071
0.00043
0.00119
0.00112
0.00038
0.00029
0.00019
0.00039
0.00052
0.00033
0.00045
0.00269
0.00136
0.00018
3.173
4.76
2.777
2.697
5.95
6.823
8.529
4.126
6.982
5.236
36.73
7.14
4.284
11.9
11.16
3.808
2.935
1.904
3.848
5.236
3.332
4.522
26.9
13.57
1.825
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR PUSTAKA
Arsyad S., 1989. Konservasi Tanah dan Air. IPB Press, Bogor.
Arsyad S., 2006. Konservasi Tanah dan Air. IPB Press, Bogor.
Asdak C., 1995. Hidrologi dan Pengelolaan Daerah Aliran Sungai. UGM Press,
Yogyakarta.
Asdak C., 2007. Hidrologi dan Pengelolaan Daerah Aliran Sungai. Gadjah Mada
University Press, Yogyakarta.
Barutu H., 2010. Kajian Debit Aliran Sungai Dan Sedimen Melayang
Serta Arahan Penggunaan Lahan Pada Tiga Outlet Sub Das Di Kawasan
Hulu Das Padang. Diakses dari http//repository.usu.ac.id
[Diakses pada 27 Maret 2015]
Basset, J, dkk., 1994. Buku Ajar Vogel Kimia Analisis Kuantitatif Anorganik.
Penerbit Buku Kedokteran EGC, jakarta.
Bintang, M., 2010. Biokimia Teknik Penelitian. Penerbit Erlangga, Jakarta.
Gustafson, D. I., 1993. Pesticides in Drinking Water. Van Hostrand Reinhold.
New York.
Elisa,
2011. Pengukuran dan Perkiraan Debit Sungai.
http://elisa.ugm.ac.id [Diakses pada 27 Februari 2015].
Diakses
dari
Limantara, L. M., 2010. Hidrologi Praktis. Penerbit Lubuk Agung, Bandung.
Lumbangaol P., 2011. Pedoman Pembuatan Dosis Pupuk Kelapa Sawit. R dan D
Department Musim Mas Group, Medan.
Madigan M. T., 2000. Nutrition Metabolism. Brock Biology of Microbiology, Prentice –
hall.
Martopo S., 1994. Dasar – Dasar Ekologi. Program Pasca Sarjana UGM, Yogyakarta.
Maryono A., 2005. Eko-hidraulika Pembangunan Sungai. Edisi Kedua. Universitas
Gadjah Mada, Yogyakarta.
Mawardi E., 2007. Desain Hidraulik Bangunan Irigasi. ALFABETA, Bandung.
McKelvie ID., 1999. Phosphate. Handbook of Water Analysis, New York.
Mishra, A., Sigh, R., Sing, V.P., 2010. Evaluation of Non-Point Source N and P
Loads in a Small Mixed Land Use Land Cover Watershed. J. Water
30
Universitas Sumatera Utara
31
Resourse and Protection, 2010, 2, 362-372 doi:10.4236/jwarp.2010.24042
Published Online April 2010 (htTF://www.SciRP.org/journal/jwarp).
Muklis, 2007. Analisis Tanah Tanaman. Penerbit USU Press, Medan.
Notohadiprawiro T., 1985. Tanah, Tata Guna Lahan dan Tata Ruang dalam
Analisis Dampak Lingkungan. PPLH-UGM, Yogyakarta.
Pahan I., 2006. Panduan Lengkap Kelapa Sawit, Medan.
Ramdan H., 2004. Prinsip Dasar Pengelolaan Daerah Aliran Sungai. Diakses dari
http://ramdan.universitasniwayamukti.ac.id [Diakses 27 Februari 2015].
Rosmarkam, A. dan N. W. Yuwono, 2002. Ilmu Kesuburan Tanah. Kanisius,
Yogyakarta.
Sanchez, P. A, 1992. Sifat dan Pengelolaan tanah Tropika. ITB-Press, Bandung.
Sosrodarsono, S. dan K. Takeda, 2003. Hidrologi Untuk Pengairan. PT. Pradnya
Paramita, Jakarta.
Subarkah I., 1980. Hidrologi Untuk Perencanaan Bangunan Air. Idea Dharma,
Bandung.
Sudarmadji, S., 1989. Prosedur Analisa Untuk Bahan Makanan dan Pertanian.
Penerbit Liberty, Yogyakarta.
Suripin, 2004. Sistem Drainase Perkotaan yang Berkelanjutan. Penerbit ANDI,
Yogyakarta.
Yulipriyanto H., 2010. Biologi Tanah dan Strategi Pengelolaannya. Graha Ilmu,
Yogyakarta.
Universitas Sumatera Utara
BAHAN DAN METODE
Waktu dan Tempat Penelitian
Penelitian ini dilaksanakan pada bulan Maret 2015 sampai dengan Agustus
2015. Tempat penelitian berada di sub DAS Sei Kalemba (DAS Padang) dengan
luasan 734 Ha atau merupakan Perkebunan Kelapa Sawit PTPN 4 kebun Pabatu
Kab. Serdang Berdagei Propinsi Sumatera Utara, secara geografis terletak
3012”20’ s/d 3016”50’ LU dan 9907”30’ BT dan Laboratorium Sentral Fakultas
Pertanian Universitas Sumatera Utara.
Alat dan Bahan
Alat-alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah seperangkat
komputer dengan software Microsoft Office, water level logger, GPS, ArcGis Ver
10.1, sekat ukur Cipoletti.
Bahan-bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah peta DEM, data
debit sungai, sampel air sungai, data curah hujan.
Metode Penelitian
Metode penelitian yang digunakan adalah observasi lapangan dan data
penelitian yang digunakan terdiri atas data primer dan data sekunder.
Data primer diperoleh secara langsung dengan observasi di daerah subDAS. Data primer di sungai meliputi pengambilan sampel air secara komposit dan
pengambilan sampel air dengan menggunakan botol penampung di beberapa
ketinggian muka air. Untuk selanjutnya dilakukan analisi total Nitrogen (TN) dan
total Fosfor (TP). Pengambilan sampel air dilakukan setiap 2 (dua) minggu sekali.
16
Universitas Sumatera Utara
17
Pada sungai juga diukur tinggi muka air setiap 30 menit digunakan alat water
level loggers.
Data sekunder diperoleh dari instansi-instansi terkait. Data sekunder
meliputi data curah hujan harian dan data pemupukan.
Prosedur Penelitian
A. Pengukuran Debit
1. Pembuatan Sekat Ukur Cipoletti dan bangunan water level logger.
a. Membuat Peta DAS/sub DAS menggunakan software ArcSWAT.
b. Menentukan titik outlet/tempat pengukuran debit sungai dan
pengambilan sampel air.
2. Pengukuran tinggi muka air dengan water level logger.
3. Perhitungan Debit
Perhitungan debit dilakukan dengan rumus Persamaan 2.
B. Pengambilan sampel di lapangan
1. Pengamatan data primer/pengambilan sampel air.
2. Pengumpulan data sekunder berupa data curah hujan dan data pemupukan.
3. Analisa Total Nitrogen (TN) dan Total Fosfor (TP)
C. Pengujian di laboratorium
1.
Dianalisis Nitrogen total tanah dengan metode Kjeldhal
2.
Dianalisis posfat tersedia tanah dengan metode Asam Askorbat dengan
menggunakan alat spektrometer.
Universitas Sumatera Utara
18
Parameter Penelitian
1.
Kandungan Total Nitrogen
Kandungan total Nitrogen dapat dihitung dari rumus Persamaan (1).
2.
Kandungan Total Fosfor
Kandungan total Fosfor dapat dihitung dengan rumus :
y – 0,005
P larutan =
............... (3)
0,1259
Dimana : y = absorben
(hasil
yang
didapat
dengan
menggunakan
spektrometer)
3.
Hubungan curah hujan dengan total Nitrogen dan total Fosfor
Hubungan curah hujan dengan total Nitrogen dan total Fosfor dilakukan
dengan cara membandingkan jumlah curah hujan yang turun dengan total
Nitrogen dan total fosfor menggunakan grafik.
Universitas Sumatera Utara
HASIL DAN PEMBAHASAN
Debit Sungai
Debit sungai diukur dengan menggunakan sekat ukur Cipoletti dimana
tinggi muka air diperoleh dengan menggunakan alat water level logger yang
mencatat data tinggi muka air setiap 30 menit. Penggunaan sekat ukur Cipoletti
dimaksudkan untuk memudahkan dalam mengukur debit sungai pada sungai yang
berukuran kecil dengan lebih akurat. Hal ini sesuai dengan pernyataan Mawardi
(2007) yang mengatakan sekat ukur Cipoletti dapat digunakan untuk mengukur
debit air pada saluran yang berukuran kecil, misalnya saluran sekunder dan tersier.
Debit sungai bulan Maret-Agustus 2015 dapat dilihat pada Tabel 3.
Tabel 3.Debit sungai rata-rata harian pada bulan Maret-Agustus 2015
Bulan
Debit rata-rata perhari (liter/det)
Maret
44,48
April
42,65
Mei
44,18
Juni
38,14
Juli
40,22
Agustus
50,84
Dari Tabel 3 dapat dilihat bahwa nilai tertinggi debit sungai rata-rata
harian pada bulan Maret - Agustus sebesar 50,84 liter/detik yaitu pada bulan
Agustus dan yang terendah sebesar 38,14 liter/detikpada bulan Juni. Hal ini
disebabkan karena jumlah hari hujan dan intensitas hujan yang berbeda yang
mengakibatkan perbedan debit aliran sungai. Hubungan debit dengan curah hujan
berdasarkan tanggal pengukurannya dapat dilihat pada Gambar 2.
19
Universitas Sumatera Utara
20
Q (Liter/Detik)
250
200
150
100
50
Q (Liter/Detik)
300
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
0
06/03/2015
14/03/2015
22/03/2015
30/03/2015
07/04/2015
15/04/2015
23/04/2015
01/05/2015
09/05/2015
17/05/2015
25/05/2015
02/06/2015
10/06/2015
18/06/2015
26/06/2015
03/07/2015
11/07/2015
19/07/2015
27/07/2015
04/08/2015
12/08/2015
20/08/2015
28/08/2015
Curah Hujam (mm/hari)
Curah Hujan (mm/hari)
Tanggal
Gambar 2. Hubungan debit sungai dengan curah hujan
Pada bulan Juni curah hujan rata-rata harian lebih kecil dibandingkan pada
bulan Agustus. Pada bulan Juni curah hujan rata-rata harian sangat kecil yaitu
sebesar 2,92 mm/hari sedangkan pada bulan Agustus curah hujan rata-rata harian
sebesar 5,89 mm/hari. Kondisi sekitar DAS yang merupakan areal perkebunan
kelapa sawit juga mempengaruhi debit aliran sungai karena dengan curah hujan
yang kecil air lebih banyak terserap oleh tanah sebelum masuk ke aliran sungai.
Dari Gambar 2 dapat dilihat hubungan antara debit sungai dengan curah
hujan, bahwa pada umumnya semakin tinggi curah hujan maka semakin tinggi
debit sungai. Artinya bahwa besarnya curah hujan sebanding dengan besarnya
debit sungai. Hal ini sesuai dengan pernyataan Arsyad (2006) yang mengatakan
Debit aliran sungai akan naik setelah terjadi hujan yang cukup, kemudian akan
turun kembali setelah hujan selesai.
Universitas Sumatera Utara
21
Kandungan Total Nitrogen
Pengambilan sampel air pada lokasi penelitian dilakukan dengan dua cara
yaitu pengambilan sampel setiap dua minggu sekali dengan cara komposit dan
pengambilan sampel dengan menggunakan botol penampung di beberapa
ketinggian muka air yaitu 50 cm, 80 cm, dan 120 cm. Sehingga diperoleh jumlah
sampel air sebanyak 25 sampel dari bulan Maret sampai bulan Agustus.
Pengambilan sampel setiap dua minggu sekali menggunakan alat pengambil
sampel dimana pengambilan sampel dilakukan pada bagian hulu sekat ukur
Cipoletti dan lebar sungai dibagi atas 3 titik yaitu pada bagian kanan,kiri dan
tengah aliran sungai agar dapat mewakili seluruh penampang sungai.
Metode yang sering digunakan untuk pengujian total nitrrogen ialah
metode Kjeldhal. Hal ini sesuai dengan pernyataan Bintang (2000) yang
menyatakan untuk menghitung kadar Nitrogen dalam air biasanya menggunakan
metode Kjeldhal. Prinsip metode Kjeldhal adalah mula – mula bahan didekstruksi
dengan asam sulfat pekat menggunakan katalis selenium oksiklorida atau butiran
Zn. Ammonia yang terjadi ditampung dan dititrasi dengan bantuan indikator.
Di laboratorium, sampel air disaring terlebih dahulu dengan menggunakan
kertas saring. Sampel air yang telah disaring selanjutnya dilakukan proses
destilasi. Pada tahap destilasi amonium sulfat dipecah menjadi ammonia (NH3)
dengan penambahan NaOH sampai alkalis dan dipanaskan. Setelah terdestilasi,
proses selanjutnya adalah melakukan tahap titrasi dengan menggunakan asam
klorida. Besarnya kandungan unsur Nitrogen dapat dilihat pada Lampiran 5.
Berdasarkan Lampiran 5 dapat dilihat bahwa nilai kandungan unsur
Nitrogen yang paling tinggi terdapat pada pengambilan sampel TN tanggal 5 April
Universitas Sumatera Utara
22
2015 yaitu 5,59 mg/l dan yang paling rendah terdapat pada pengambilan sampel
TN tanggal 2 dan 5 Agustus 2015 sebesar 0 mg/l atau tidak terdeteksi. Dari data
diatas, dapat dilihat bahwa kadar total Nitrogen tidak melebihi dari batas standar
yang telah ditentukan oleh Peraturan Menteri Kesehatan No.416/1990 yaitu batas
normal kadar Nitrat pada air bersih adalah 50 mg/l dan pada air minum 10 mg/l,
seperti dapat dilihat pada Gambar 3.
Total Nitrogen (mg/l)
60
50
40
30
Total Nitrogen (mg/l)
20
Batasan Air Minum
(mg/l)
10
19/03/2015
05/04/2015
23/04/2015
12/05/2015
22/05/2015
27/05/2015
10/06/2015
03/07/2015
08/07/2015
02/08/2015
05/08/2015
11/08/2015
19/08/2015
0
Batasan Air Bersih
(mg/l)
Tanggal Pengambilan Sampel TN
Gambar 3. Grafik TN dengan batasan Nitrogen dalam air
Kandungan Total Fosfor
Fosfor (P) merupakan nutrien penting dalam reaksi biokimia pada tubuh
makluk hidup. Sumber Fosfor di perairan dan sedimen adalah deposit Fosfor,
industri, limbah domestik, aktivitas pertanian dan pertambangan batuan Fosfat
serta penggundulan hutan. Fosfor di perairan berada dalam bentuk senyawa
Fosfat, yang terdiri atas Fosfat terlarut dan Fosfat partikulat. Fosfat terlarut terbagi
atas Fosfat organik (dissolved organic phosphate, DOP) dan Fosfat anorganik
Universitas Sumatera Utara
23
(dissolved inorganic phosphate, DIP), yang terdiri atasortoFosfat dan poliFosfat
(McKelvie, 1999).
Fosfor terdapat dalam tiga bentuk yaitu H2PO4-,, HPO42-, dan PO43-, dan
umumnya diserap tanaman dalam bentuk ion ortoFosfat primer (H2PO4-) dan ion
ortoFosfat sekunder (HPO4-2). Menurut Hanafiah (2005), Bentuk yang paling
dominan dari ketiga Fosfat tersebut dalam tanah bergantung pada pH tanah. Pada
pH yang rendah, tanaman lebih banyak menyerap ion ortoFosfat primer, dan pada
pH yang lebih tinggi ion ortoFosfat sekunder yang lebih banyak diserap tanaman,
(Hanafiah, 2005).
Total Fosfor (mg/l)
40
35
30
25
20
Total Fosfor (mg/l)
15
10
Batasan Air Minum
(mg/l)
5
19/08/2015
11/08/2015
05/08/2015
02/08/2015
08/07/2015
03/07/2015
10/06/2015
27/05/2015
22/05/2015
12/05/2015
23/04/2015
05/04/2015
19/03/2015
0
Tanggal Pengambilan Sampel TP
Gambar 4. Grafik TP dengan batasan Fosfor dalam air
Berdasarkan Lampiran 6 dapat dilihat bahwa nilai kandungan unsur Fosfor
yang paling tinggi yaitu 36,73 mg/ l pada pengambilan sampel TP tanggal 27 Mei
2015 dan yang paling rendah yaitu 1,82 mg/l pada pengambilan sampel TP
tanggal 19 Agustus 2015. Dari data diatas, dilihat bahwa kadar total Fosfor telah
melebihi batasan standar yaitu sebesar 0,2 mg/l. Kadar Fosfat yang tinggi dapat
disebabkan oleh zat kimia seperti pemberian pupuk. Hal ini sesuai dengan
Universitas Sumatera Utara
24
pernyataan Sutrisno (2006) yang menyatakan Fosfat banyak terdapat diperairan
dalam bentuk inorganik dan organik sebagai larutan, debu, dan tubuh organisme.
Sumber utama Fosfat inorganik salah satunya dari pupuk pertanian.
Kelebihan Fosfat tersebut dapat menyebabkan terganggunya biota air dan
rusaknya badan air. Hal ini sesuai dengan pernyataan Bostrom et al (1988) yang
menyatakan bahwa Kelebihan Fosfat di perairan menyebabkan peristiwa
peledakan pertumbuhan alga (eutrofikasi) dengan efek samping menurunnya
konsentrasi oksigen dalam badan air sehingga menyebabkan kematian biota air.
Disamping itu, alga biru yang tumbuh subur karena melimpahnya Fosfat mampu
memproduksi senyawa racun yang dapat meracuni badan air. Meskipun
konsentrasi Fosfat di badan air dikurangi, eutrofikasi masih dapat terjadi karena
adanya mobilisasi Fosfat dari sedimen melalui proses fisika, kimia dan biokimia.
Hubungan Curah Hujan dengan Total Nitrogen dan Total Fosfor
Penggunaan pupuk Nitrogen dan Fosfat dalam bidang pertanian telah
dilakukan sejak lama secara meluas. Pupuk kimia ini dapat menghasilkan
produksi tanaman yang tinggi sehingga menguntungkan petani. Tetapi dilain
pihak, Nitrat dan Fosfat dapat mencemari sungai, danau, dan lautan. Sebetulnya
sumber pencemaran Nitrat ini tidak hanya berasal dari pupuk pertanian saja,
karena di atmosfer bumi mengandung 78% gas Nitrogen . Pada waktu hujan dan
terjadi kilat dan petir, di udara akan terbentuk amoniak dan Nitrogen terbawa air
hujan menuju permukaan tanah. Nitrogen akan bersenyawa dengan komponen
yang kompleks lainnya.
Dilihat dalam Lampiran 4 bahwa kandungan unsur dalam air yaitu
Nitrogen dan Fosfor tidak terlihat hubungan yang signifikan dengan curah
Universitas Sumatera Utara
25
hujannya jika dibandingkan hubungannya debit aliran sungai dengan curah hujan.
Hubungan curah hujan dengan TN dapat dilihat pada Gambar 5, dan antara curah
hujan dengan TP dapat dilihat pada Gambar 6.
Curah Hujan (mm/hari)
TN (mg/l)
19/03/2015
01/04/2015
05/04/2015
15/04/2015
23/04/2015
30/04/2015
12/05/2015
13/05/2015
22/05/2015
24/05/2015
27/05/2015
07/06/2015
10/06/2015
12/06/2015
03/07/2015
04/07/2015
08/07/2015
22/07/2015
02/08/2015
03/08/2015
05/08/2015
09/08/2015
11/08/2015
14/08/2015
19/08/2015
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
Tanggal
Gambar 5. Hubungan Curah Hujan dengan TN
Gambar 5 menunjukan bahwa antara curah hujan dengan Total Nitrogen
(TN) tidak menunjukkan adanya kecenderungan hubungan diantara keduanya.
Nilai TN dalam rentang waktu penelitian dari bulan Maret hingga Agustus 2015
menunjukkan nilai yang relatif stabil berkisar 1 – 2 mg/l, walaupun ada beberapa
nilai TN yang lebih tinggi antara 4,19 - 5,59 mg/l baik dalam kondisi adanya atau
tidak adanya hujan dan ada atau tidak adanya pemupukan, yang terjadi hanya
dalam 4 kali pengambilan sampel TN. Nilai yang rendah dan relatip stabil tersebut
ini disebabkan adanya kemungkinan sifat unsur Nitrogen yang mudah larut pada
air atau larut pada larutan tanah dan mudah menguap sehingga kalau terjadi hujan
sesudah pemupukan akan terjadi erosi. Unsur yang larut dalam perjalanannya
akan menguap atau terinfiltrasi ke dalam tanah sebelum masuk ke badan sungai.
Universitas Sumatera Utara
26
Pupuk yang diaplikasi dikebun PTPN IV Kebun Pabatu sebagai sumber Nitrogen
adalah pupuk Urea dan NPK (Lampiran 4).
Pahan (2006) menyatakan bahwa upuk Urea mudah larut dan mudah
menguap apabila aplikasi dilakukan pada musim kemarau dengan curah hujan
Lampiran 1. Flowchart Pelaksanaan Penelitian
Mulai
Membuat Peta DAS/sub DAS
Menentukan titik
outlet/tempat pengukuran
debit sungai dan sampel air
Pembuatan sekat ukur dan bangunan water level loggers
Pengambilan sampel air dan
data tinggi muka air
Pengujian sampel
dilaboratorium
Dianalisa Data
Data berupa :
1. TN dan TP
2. Curah hujan
3. Pemupukan
Dihitung Total
N dan Total P
Dibuat grafik hubungan curah
hujan dengan TN dan TP
Dibuat kesimpulan
Selesai
Universitas Sumatera Utara
33
Lampiran 2. Peta Lokasi Penelitian
Universitas Sumatera Utara
34
Lampiran 3. Dokumentasi Penelitian
Alat Water Level Logger
Sekat Ukur Cipoletti
Pengambilan Data Water Level Logger
Universitas Sumatera Utara
35
Pengambilan Sampel Secara Komposit (Pinggir)
Pengambilan Sampel Secara Komposit (Tengah)
Pengambilan Sampel Secara Komposit (Pinggir)
Universitas Sumatera Utara
36
Lampiran 4. Data Curah Hujan, Debit, Jenis Pupuk,Banyaknya Pupuk, Tempat
Pemupukan, TN, dan TP Dari Bulan Maret Hingga Agustus 2015
Tanggal
06/03/2015
07/03/2015
08/03/2015
09/03/2015
10/03/2015
11/03/2015
12/03/2015
13/03/2015
14/03/2015
15/03/2015
16/03/2015
17/03/2015
18/03/2015
19/03/2015
20/03/2015
21/03/2015
22/03/2015
23/03/2015
24/03/2015
25/03/2015
26/03/2015
27/03/2015
28/03/2015
29/03/2015
30/03/2015
31/03/2015
01/04/2015
02/04/2015
03/04/2015
04/04/2015
05/04/2015
06/04/2015
07/04/2015
08/04/2015
09/04/2015
10/04/2015
11/04/2015
Curah
Hujan
(mm/hari)
0
5.125
1.25
0
6.25
38.25
0
0
0
0
0
0
0
0.625
0
6.125
1.25
0
0.75
0.75
13.5
3.75
0
1.25
0
0
6.875
0
0
0
29.375
0
8.375
0
0
1.5
0
Debit
(liter/detik)
33.952
33.615
34.685
33.593
31.138
214.93
62.156
47.262
41.882
38.15
36.592
35.044
34.188
33.938
32.25
35.717
33.805
32.093
30.976
34.449
63.956
42.14
36.438
35.818
33.942
33.817
41.516
36.43
35.555
32.875
128.28
61.617
48.932
43.517
39.423
40.496
36.364
Jenis
Pupuk
RP
RP
RP
RP
RP
RP
Kg
1921.05
1579.05
1148.1
928.35
4019.41
3229.22
Tempat
TN
Pemupukan (mg/l)
TP
(mg/l)
4.195
3.173
2.797
4.76
5.594
2.777
AFD II
AFD II
AFD II
AFD II
AFD II
AFD II
Universitas Sumatera Utara
37
Tanggal
12/04/2015
13/04/2015
14/04/2015
15/04/2015
16/04/2015
17/04/2015
18/04/2015
19/04/2015
20/04/2015
21/04/2015
22/04/2015
23/04/2015
24/04/2015
25/04/2015
26/04/2015
27/04/2015
28/04/2015
29/04/2015
30/04/2015
01/05/2015
02/05/2015
03/05/2015
04/05/2015
05/05/2015
06/05/2015
07/05/2015
08/05/2015
09/05/2015
10/05/2015
11/05/2015
12/05/2015
13/05/2015
14/05/2015
15/05/2015
16/05/2015
17/05/2015
18/05/2015
19/05/2015
20/05/2015
21/05/2015
Curah
Hujan
(mm/hari)
0
8.375
0
0
0
10.375
1.375
4.5
0
1.125
0
10.75
0
1.875
4.125
1.125
0
2.25
0
0
0
0.25
0.875
3.5
0
0.125
0
0.25
7.125
3.25
28.75
2.25
0.625
0
2.25
0
3.125
0
0
20.75
Debit
(liter/detik)
35.626
47.592
37.846
35.324
34.235
36.973
39.639
37.926
35.627
33.807
32.873
62.395
41.192
36.283
43.515
39.882
35.917
33.8
34.011
33.588
31.736
31.185
30.981
31.456
32.873
30.757
30.691
30.491
36.206
38.4
87.265
51.734
39.273
37.094
45.867
42.628
37.779
34.375
32.801
32.309
Jenis
Pupuk
Kg
Tempat
TN
Pemupukan (mg/l)
Urea
1185.5
AFD II
Urea
1329
AFD II
Urea
939.5
AFD II
TP
(mg/l)
4.195
2.697
2.797
5.95
4.195
6.823
2.098
1.398
8.529
4.126
Universitas Sumatera Utara
38
Tanggal
22/05/2015
23/05/2015
24/05/2015
25/05/2015
26/05/2015
27/05/2015
28/05/2015
29/05/2015
30/05/2015
31/05/2015
01/06/2015
02/06/2015
03/06/2015
04/06/2015
05/06/2015
06/06/2015
07/06/2015
08/06/2015
09/06/2015
10/06/2015
11/06/2015
12/06/2015
13/06/2015
14/06/2015
15/06/2015
16/06/2015
17/06/2015
18/06/2015
19/06/2015
20/06/2015
21/06/2015
22/06/2015
23/06/2015
24/06/2015
25/06/2015
26/06/2015
27/06/2015
28/06/2015
29/06/2015
30/06/2015
Curah
Hujan
(mm/hari)
4.625
0.625
10
7.875
3
17.125
4.375
0
0
0
0
0
0
0
0.875
2.25
22.125
0
4.5
0
5.625
25.25
21.625
1
3.25
1.25
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
Debit
(liter/detik)
104.69
44.46
39.592
43.383
41.808
118.79
57.263
41.642
38.362
40.251
44.64
42.058
37.61
31.694
30.425
30.22
107.38
47.7
38.151
35.189
33.608
69.682
51.25
71.811
43.761
41.575
37.463
33.087
30.705
28.429
28.229
28.495
27.631
26.77
26.637
25.445
25.125
23.89
23.128
22.493
Jenis
Pupuk
RP
Kg
593
Tempat
TN
Pemupukan (mg/l)
TP
(mg/l)
2.098
6.982
2.797
5.236
2.797
36.73
1.398
7.458
1.398
4.284
2.797
11.9
AFD II
NPK
NPK
NPK
NPK
46792.5
87226.25
42337.52
62314.13
AFD I
AFD I
AFD I
AFD I
NPK
NPK
69947.8
69947.8
AFD III
AFD III
Universitas Sumatera Utara
39
Tanggal
01/07/2015
02/07/2015
03/07/2015
04/07/2015
05/07/2015
06/07/2015
07/07/2015
08/07/2015
09/07/2015
10/07/2015
11/07/2015
12/07/2015
13/07/2015
14/07/2015
15/07/2015
16/07/2015
17/07/2015
18/07/2015
19/07/2015
20/07/2015
21/07/2015
22/07/2015
23/07/2015
24/07/2015
25/07/2015
26/07/2015
27/07/2015
28/07/2015
29/07/2015
30/07/2015
31/07/2015
01/08/2015
02/08/2015
03/08/2015
04/08/2015
05/08/2015
06/08/2015
07/08/2015
08/08/2015
09/08/2015
Curah
Hujan
(mm/hari)
0
0
83.375
0
0
0
1.75
1.125
0
2.25
0
0
11.25
0.375
0
0
0.625
0
0.625
10.375
0
0
0
2.5
2.125
0.375
0
2.875
0
3.875
3.25
0.25
35.5
17.125
6.25
0
0
10.5
16.25
21.5
Debit
(liter/detik)
20.872
29.665
285.12
64.835
48.422
43.64
40.614
37.993
34.808
34.301
32.587
32.469
37.609
31.304
30.358
30.7
30.163
28.029
28.638
32.417
28.794
27.499
27.499
27.101
27.235
26.77
26.505
24.655
24.534
27.569
23.996
21.192
83.66
63.092
43.709
34.235
37.147
92.516
67.109
90.727
Jenis
Pupuk
NPK
NPK
NPK
NPK
NPK
NPK
Kg
69947.8
69947.8
69947.8
53932.5
69660
53373.75
Tempat
TN
Pemupukan (mg/l)
AFD III
AFD III
AFD III
AFD IV
AFD IV
AFD IV
TP
(mg/l)
1.398
1.398
11.16
3.808
1.398
2.935
1.398
1.904
0
1.398
3.848
5.236
0
3.332
1.398
4.522
Universitas Sumatera Utara
40
Tanggal
10/08/2015
11/08/2015
12/08/2015
13/08/2015
14/08/2015
15/08/2015
16/08/2015
17/08/2015
18/08/2015
19/08/2015
20/08/2015
21/08/2015
22/08/2015
23/08/2015
24/08/2015
25/08/2015
26/08/2015
27/08/2015
28/08/2015
29/08/2015
30/08/2015
31/08/2015
Curah
Hujan
(mm/hari)
0
9.625
0
0
16.125
0
3.125
0.375
6.75
1
9.125
9.625
9.375
0
0
4.75
1.875
0
0
0
0.875
2.75
Debit
(liter/detik)
73.759
54.204
42.193
42.206
58.517
44.697
37.917
42.357
37.242
39.978
36.82
71.635
57.724
41.554
38.215
51.158
47.751
47.431
44.913
44.347
44.628
43.549
Jenis
Pupuk
NPK
NPK
NPK
NPK
Kg
2774.25
3819.75
3569.25
698.4
Tempat
TN
Pemupukan (mg/l)
TP
(mg/l)
1.398
26.9
1.398
13.57
1.398
1.825
AFD II
AFD II
AFD II
AFD II
Universitas Sumatera Utara
41
Lampiran 5. Kandungan Total Nitrogen
V.
Tanggal
%N
Titrasi
19/03/2015 0.3
0.00042
01/04/2015 0.2
0.00028
05/04/2015 0.4
0.00056
15/04/2015 0.3
0.00042
23/04/2015 0.2
0.00028
30/04/2015 0.3
0.00042
12/05/2015 0.15
0.00021
13/05/2015 0.1
0.00014
22/05/2015 0.15
0.00021
24/05/2015 0.2
0.00028
27/05/2015 0.2
0.00028
07/06/2015 0.1
0.00014
10/06/2015 0.1
0.00014
12/06/2015 0.2
0.00028
03/07/2015 0.1
0.00014
04/07/2015 0.1
0.00014
08/07/2015 0.1
0.00014
22/07/2015 0.1
0.00014
02/08/2015 TT
0
03/08/2015 0.1
0.00014
05/08/2015 TT
0
09/08/2015 0.1
0.00014
11/08/2015 0.1
0.00014
14/08/2015 0.1
0.00014
19/08/2015 0.1
0.00014
ppm
4.2
2.8
5.6
4.2
2.8
4.2
2.1
1.4
2.1
2.8
2.8
1.4
1.4
2.8
1.4
1.4
1.4
1.4
0
1.4
0
1.4
1.4
1.4
1.4
mg/l
4.195
2.797
5.594
4.195
2.797
4.195
2.098
1.398
2.098
2.797
2.797
1.398
1.398
2.797
1.398
1.398
1.398
1.398
0
1.398
0
1.398
1.398
1.398
1.398
Universitas Sumatera Utara
42
Lampiran 6. Kandungan Total Fosfor
Tanggal
19/03/2015
01/04/2015
05/04/2015
15/04/2015
23/04/2015
30/04/2015
12/05/2015
13/05/2015
22/05/2015
24/05/2015
27/05/2015
07/06/2015
10/06/2015
12/06/2015
03/07/2015
04/07/2015
08/07/2015
22/07/2015
02/08/2015
03/08/2015
05/08/2015
09/08/2015
11/08/2015
14/08/2015
19/08/2015
absorben
0.045
0.065
0.04
0.039
0.08
0.091
0.113
0.057
0.093
0.071
0.468
0.095
0.059
0.155
0.146
0.053
0.042
0.029
0.054
0.071
0.047
0.062
0.344
0.176
0.028
P
larutan
0.318
0.477
0.278
0.27
0.596
0.683
0.854
0.413
0.699
0.524
3.678
0.715
0.429
1.191
1.117
0.381
0.294
0.191
0.385
0.524
0.334
0.453
2.693
1.358
0.183
ppm
%P
mg/l
3.177
4.766
2.78
2.701
5.957
6.831
8.539
4.13
6.99
5.242
36.78
7.149
4.289
11.91
11.17
3.813
2.939
1.906
3.852
5.242
3.336
4.527
26.93
13.58
1.827
0.00032
0.00048
0.00028
0.00027
0.0006
0.00068
0.00085
0.00041
0.0007
0.00052
0.00368
0.00071
0.00043
0.00119
0.00112
0.00038
0.00029
0.00019
0.00039
0.00052
0.00033
0.00045
0.00269
0.00136
0.00018
3.173
4.76
2.777
2.697
5.95
6.823
8.529
4.126
6.982
5.236
36.73
7.14
4.284
11.9
11.16
3.808
2.935
1.904
3.848
5.236
3.332
4.522
26.9
13.57
1.825
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR PUSTAKA
Arsyad S., 1989. Konservasi Tanah dan Air. IPB Press, Bogor.
Arsyad S., 2006. Konservasi Tanah dan Air. IPB Press, Bogor.
Asdak C., 1995. Hidrologi dan Pengelolaan Daerah Aliran Sungai. UGM Press,
Yogyakarta.
Asdak C., 2007. Hidrologi dan Pengelolaan Daerah Aliran Sungai. Gadjah Mada
University Press, Yogyakarta.
Barutu H., 2010. Kajian Debit Aliran Sungai Dan Sedimen Melayang
Serta Arahan Penggunaan Lahan Pada Tiga Outlet Sub Das Di Kawasan
Hulu Das Padang. Diakses dari http//repository.usu.ac.id
[Diakses pada 27 Maret 2015]
Basset, J, dkk., 1994. Buku Ajar Vogel Kimia Analisis Kuantitatif Anorganik.
Penerbit Buku Kedokteran EGC, jakarta.
Bintang, M., 2010. Biokimia Teknik Penelitian. Penerbit Erlangga, Jakarta.
Gustafson, D. I., 1993. Pesticides in Drinking Water. Van Hostrand Reinhold.
New York.
Elisa,
2011. Pengukuran dan Perkiraan Debit Sungai.
http://elisa.ugm.ac.id [Diakses pada 27 Februari 2015].
Diakses
dari
Limantara, L. M., 2010. Hidrologi Praktis. Penerbit Lubuk Agung, Bandung.
Lumbangaol P., 2011. Pedoman Pembuatan Dosis Pupuk Kelapa Sawit. R dan D
Department Musim Mas Group, Medan.
Madigan M. T., 2000. Nutrition Metabolism. Brock Biology of Microbiology, Prentice –
hall.
Martopo S., 1994. Dasar – Dasar Ekologi. Program Pasca Sarjana UGM, Yogyakarta.
Maryono A., 2005. Eko-hidraulika Pembangunan Sungai. Edisi Kedua. Universitas
Gadjah Mada, Yogyakarta.
Mawardi E., 2007. Desain Hidraulik Bangunan Irigasi. ALFABETA, Bandung.
McKelvie ID., 1999. Phosphate. Handbook of Water Analysis, New York.
Mishra, A., Sigh, R., Sing, V.P., 2010. Evaluation of Non-Point Source N and P
Loads in a Small Mixed Land Use Land Cover Watershed. J. Water
30
Universitas Sumatera Utara
31
Resourse and Protection, 2010, 2, 362-372 doi:10.4236/jwarp.2010.24042
Published Online April 2010 (htTF://www.SciRP.org/journal/jwarp).
Muklis, 2007. Analisis Tanah Tanaman. Penerbit USU Press, Medan.
Notohadiprawiro T., 1985. Tanah, Tata Guna Lahan dan Tata Ruang dalam
Analisis Dampak Lingkungan. PPLH-UGM, Yogyakarta.
Pahan I., 2006. Panduan Lengkap Kelapa Sawit, Medan.
Ramdan H., 2004. Prinsip Dasar Pengelolaan Daerah Aliran Sungai. Diakses dari
http://ramdan.universitasniwayamukti.ac.id [Diakses 27 Februari 2015].
Rosmarkam, A. dan N. W. Yuwono, 2002. Ilmu Kesuburan Tanah. Kanisius,
Yogyakarta.
Sanchez, P. A, 1992. Sifat dan Pengelolaan tanah Tropika. ITB-Press, Bandung.
Sosrodarsono, S. dan K. Takeda, 2003. Hidrologi Untuk Pengairan. PT. Pradnya
Paramita, Jakarta.
Subarkah I., 1980. Hidrologi Untuk Perencanaan Bangunan Air. Idea Dharma,
Bandung.
Sudarmadji, S., 1989. Prosedur Analisa Untuk Bahan Makanan dan Pertanian.
Penerbit Liberty, Yogyakarta.
Suripin, 2004. Sistem Drainase Perkotaan yang Berkelanjutan. Penerbit ANDI,
Yogyakarta.
Yulipriyanto H., 2010. Biologi Tanah dan Strategi Pengelolaannya. Graha Ilmu,
Yogyakarta.
Universitas Sumatera Utara
BAHAN DAN METODE
Waktu dan Tempat Penelitian
Penelitian ini dilaksanakan pada bulan Maret 2015 sampai dengan Agustus
2015. Tempat penelitian berada di sub DAS Sei Kalemba (DAS Padang) dengan
luasan 734 Ha atau merupakan Perkebunan Kelapa Sawit PTPN 4 kebun Pabatu
Kab. Serdang Berdagei Propinsi Sumatera Utara, secara geografis terletak
3012”20’ s/d 3016”50’ LU dan 9907”30’ BT dan Laboratorium Sentral Fakultas
Pertanian Universitas Sumatera Utara.
Alat dan Bahan
Alat-alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah seperangkat
komputer dengan software Microsoft Office, water level logger, GPS, ArcGis Ver
10.1, sekat ukur Cipoletti.
Bahan-bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah peta DEM, data
debit sungai, sampel air sungai, data curah hujan.
Metode Penelitian
Metode penelitian yang digunakan adalah observasi lapangan dan data
penelitian yang digunakan terdiri atas data primer dan data sekunder.
Data primer diperoleh secara langsung dengan observasi di daerah subDAS. Data primer di sungai meliputi pengambilan sampel air secara komposit dan
pengambilan sampel air dengan menggunakan botol penampung di beberapa
ketinggian muka air. Untuk selanjutnya dilakukan analisi total Nitrogen (TN) dan
total Fosfor (TP). Pengambilan sampel air dilakukan setiap 2 (dua) minggu sekali.
16
Universitas Sumatera Utara
17
Pada sungai juga diukur tinggi muka air setiap 30 menit digunakan alat water
level loggers.
Data sekunder diperoleh dari instansi-instansi terkait. Data sekunder
meliputi data curah hujan harian dan data pemupukan.
Prosedur Penelitian
A. Pengukuran Debit
1. Pembuatan Sekat Ukur Cipoletti dan bangunan water level logger.
a. Membuat Peta DAS/sub DAS menggunakan software ArcSWAT.
b. Menentukan titik outlet/tempat pengukuran debit sungai dan
pengambilan sampel air.
2. Pengukuran tinggi muka air dengan water level logger.
3. Perhitungan Debit
Perhitungan debit dilakukan dengan rumus Persamaan 2.
B. Pengambilan sampel di lapangan
1. Pengamatan data primer/pengambilan sampel air.
2. Pengumpulan data sekunder berupa data curah hujan dan data pemupukan.
3. Analisa Total Nitrogen (TN) dan Total Fosfor (TP)
C. Pengujian di laboratorium
1.
Dianalisis Nitrogen total tanah dengan metode Kjeldhal
2.
Dianalisis posfat tersedia tanah dengan metode Asam Askorbat dengan
menggunakan alat spektrometer.
Universitas Sumatera Utara
18
Parameter Penelitian
1.
Kandungan Total Nitrogen
Kandungan total Nitrogen dapat dihitung dari rumus Persamaan (1).
2.
Kandungan Total Fosfor
Kandungan total Fosfor dapat dihitung dengan rumus :
y – 0,005
P larutan =
............... (3)
0,1259
Dimana : y = absorben
(hasil
yang
didapat
dengan
menggunakan
spektrometer)
3.
Hubungan curah hujan dengan total Nitrogen dan total Fosfor
Hubungan curah hujan dengan total Nitrogen dan total Fosfor dilakukan
dengan cara membandingkan jumlah curah hujan yang turun dengan total
Nitrogen dan total fosfor menggunakan grafik.
Universitas Sumatera Utara
HASIL DAN PEMBAHASAN
Debit Sungai
Debit sungai diukur dengan menggunakan sekat ukur Cipoletti dimana
tinggi muka air diperoleh dengan menggunakan alat water level logger yang
mencatat data tinggi muka air setiap 30 menit. Penggunaan sekat ukur Cipoletti
dimaksudkan untuk memudahkan dalam mengukur debit sungai pada sungai yang
berukuran kecil dengan lebih akurat. Hal ini sesuai dengan pernyataan Mawardi
(2007) yang mengatakan sekat ukur Cipoletti dapat digunakan untuk mengukur
debit air pada saluran yang berukuran kecil, misalnya saluran sekunder dan tersier.
Debit sungai bulan Maret-Agustus 2015 dapat dilihat pada Tabel 3.
Tabel 3.Debit sungai rata-rata harian pada bulan Maret-Agustus 2015
Bulan
Debit rata-rata perhari (liter/det)
Maret
44,48
April
42,65
Mei
44,18
Juni
38,14
Juli
40,22
Agustus
50,84
Dari Tabel 3 dapat dilihat bahwa nilai tertinggi debit sungai rata-rata
harian pada bulan Maret - Agustus sebesar 50,84 liter/detik yaitu pada bulan
Agustus dan yang terendah sebesar 38,14 liter/detikpada bulan Juni. Hal ini
disebabkan karena jumlah hari hujan dan intensitas hujan yang berbeda yang
mengakibatkan perbedan debit aliran sungai. Hubungan debit dengan curah hujan
berdasarkan tanggal pengukurannya dapat dilihat pada Gambar 2.
19
Universitas Sumatera Utara
20
Q (Liter/Detik)
250
200
150
100
50
Q (Liter/Detik)
300
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
0
06/03/2015
14/03/2015
22/03/2015
30/03/2015
07/04/2015
15/04/2015
23/04/2015
01/05/2015
09/05/2015
17/05/2015
25/05/2015
02/06/2015
10/06/2015
18/06/2015
26/06/2015
03/07/2015
11/07/2015
19/07/2015
27/07/2015
04/08/2015
12/08/2015
20/08/2015
28/08/2015
Curah Hujam (mm/hari)
Curah Hujan (mm/hari)
Tanggal
Gambar 2. Hubungan debit sungai dengan curah hujan
Pada bulan Juni curah hujan rata-rata harian lebih kecil dibandingkan pada
bulan Agustus. Pada bulan Juni curah hujan rata-rata harian sangat kecil yaitu
sebesar 2,92 mm/hari sedangkan pada bulan Agustus curah hujan rata-rata harian
sebesar 5,89 mm/hari. Kondisi sekitar DAS yang merupakan areal perkebunan
kelapa sawit juga mempengaruhi debit aliran sungai karena dengan curah hujan
yang kecil air lebih banyak terserap oleh tanah sebelum masuk ke aliran sungai.
Dari Gambar 2 dapat dilihat hubungan antara debit sungai dengan curah
hujan, bahwa pada umumnya semakin tinggi curah hujan maka semakin tinggi
debit sungai. Artinya bahwa besarnya curah hujan sebanding dengan besarnya
debit sungai. Hal ini sesuai dengan pernyataan Arsyad (2006) yang mengatakan
Debit aliran sungai akan naik setelah terjadi hujan yang cukup, kemudian akan
turun kembali setelah hujan selesai.
Universitas Sumatera Utara
21
Kandungan Total Nitrogen
Pengambilan sampel air pada lokasi penelitian dilakukan dengan dua cara
yaitu pengambilan sampel setiap dua minggu sekali dengan cara komposit dan
pengambilan sampel dengan menggunakan botol penampung di beberapa
ketinggian muka air yaitu 50 cm, 80 cm, dan 120 cm. Sehingga diperoleh jumlah
sampel air sebanyak 25 sampel dari bulan Maret sampai bulan Agustus.
Pengambilan sampel setiap dua minggu sekali menggunakan alat pengambil
sampel dimana pengambilan sampel dilakukan pada bagian hulu sekat ukur
Cipoletti dan lebar sungai dibagi atas 3 titik yaitu pada bagian kanan,kiri dan
tengah aliran sungai agar dapat mewakili seluruh penampang sungai.
Metode yang sering digunakan untuk pengujian total nitrrogen ialah
metode Kjeldhal. Hal ini sesuai dengan pernyataan Bintang (2000) yang
menyatakan untuk menghitung kadar Nitrogen dalam air biasanya menggunakan
metode Kjeldhal. Prinsip metode Kjeldhal adalah mula – mula bahan didekstruksi
dengan asam sulfat pekat menggunakan katalis selenium oksiklorida atau butiran
Zn. Ammonia yang terjadi ditampung dan dititrasi dengan bantuan indikator.
Di laboratorium, sampel air disaring terlebih dahulu dengan menggunakan
kertas saring. Sampel air yang telah disaring selanjutnya dilakukan proses
destilasi. Pada tahap destilasi amonium sulfat dipecah menjadi ammonia (NH3)
dengan penambahan NaOH sampai alkalis dan dipanaskan. Setelah terdestilasi,
proses selanjutnya adalah melakukan tahap titrasi dengan menggunakan asam
klorida. Besarnya kandungan unsur Nitrogen dapat dilihat pada Lampiran 5.
Berdasarkan Lampiran 5 dapat dilihat bahwa nilai kandungan unsur
Nitrogen yang paling tinggi terdapat pada pengambilan sampel TN tanggal 5 April
Universitas Sumatera Utara
22
2015 yaitu 5,59 mg/l dan yang paling rendah terdapat pada pengambilan sampel
TN tanggal 2 dan 5 Agustus 2015 sebesar 0 mg/l atau tidak terdeteksi. Dari data
diatas, dapat dilihat bahwa kadar total Nitrogen tidak melebihi dari batas standar
yang telah ditentukan oleh Peraturan Menteri Kesehatan No.416/1990 yaitu batas
normal kadar Nitrat pada air bersih adalah 50 mg/l dan pada air minum 10 mg/l,
seperti dapat dilihat pada Gambar 3.
Total Nitrogen (mg/l)
60
50
40
30
Total Nitrogen (mg/l)
20
Batasan Air Minum
(mg/l)
10
19/03/2015
05/04/2015
23/04/2015
12/05/2015
22/05/2015
27/05/2015
10/06/2015
03/07/2015
08/07/2015
02/08/2015
05/08/2015
11/08/2015
19/08/2015
0
Batasan Air Bersih
(mg/l)
Tanggal Pengambilan Sampel TN
Gambar 3. Grafik TN dengan batasan Nitrogen dalam air
Kandungan Total Fosfor
Fosfor (P) merupakan nutrien penting dalam reaksi biokimia pada tubuh
makluk hidup. Sumber Fosfor di perairan dan sedimen adalah deposit Fosfor,
industri, limbah domestik, aktivitas pertanian dan pertambangan batuan Fosfat
serta penggundulan hutan. Fosfor di perairan berada dalam bentuk senyawa
Fosfat, yang terdiri atas Fosfat terlarut dan Fosfat partikulat. Fosfat terlarut terbagi
atas Fosfat organik (dissolved organic phosphate, DOP) dan Fosfat anorganik
Universitas Sumatera Utara
23
(dissolved inorganic phosphate, DIP), yang terdiri atasortoFosfat dan poliFosfat
(McKelvie, 1999).
Fosfor terdapat dalam tiga bentuk yaitu H2PO4-,, HPO42-, dan PO43-, dan
umumnya diserap tanaman dalam bentuk ion ortoFosfat primer (H2PO4-) dan ion
ortoFosfat sekunder (HPO4-2). Menurut Hanafiah (2005), Bentuk yang paling
dominan dari ketiga Fosfat tersebut dalam tanah bergantung pada pH tanah. Pada
pH yang rendah, tanaman lebih banyak menyerap ion ortoFosfat primer, dan pada
pH yang lebih tinggi ion ortoFosfat sekunder yang lebih banyak diserap tanaman,
(Hanafiah, 2005).
Total Fosfor (mg/l)
40
35
30
25
20
Total Fosfor (mg/l)
15
10
Batasan Air Minum
(mg/l)
5
19/08/2015
11/08/2015
05/08/2015
02/08/2015
08/07/2015
03/07/2015
10/06/2015
27/05/2015
22/05/2015
12/05/2015
23/04/2015
05/04/2015
19/03/2015
0
Tanggal Pengambilan Sampel TP
Gambar 4. Grafik TP dengan batasan Fosfor dalam air
Berdasarkan Lampiran 6 dapat dilihat bahwa nilai kandungan unsur Fosfor
yang paling tinggi yaitu 36,73 mg/ l pada pengambilan sampel TP tanggal 27 Mei
2015 dan yang paling rendah yaitu 1,82 mg/l pada pengambilan sampel TP
tanggal 19 Agustus 2015. Dari data diatas, dilihat bahwa kadar total Fosfor telah
melebihi batasan standar yaitu sebesar 0,2 mg/l. Kadar Fosfat yang tinggi dapat
disebabkan oleh zat kimia seperti pemberian pupuk. Hal ini sesuai dengan
Universitas Sumatera Utara
24
pernyataan Sutrisno (2006) yang menyatakan Fosfat banyak terdapat diperairan
dalam bentuk inorganik dan organik sebagai larutan, debu, dan tubuh organisme.
Sumber utama Fosfat inorganik salah satunya dari pupuk pertanian.
Kelebihan Fosfat tersebut dapat menyebabkan terganggunya biota air dan
rusaknya badan air. Hal ini sesuai dengan pernyataan Bostrom et al (1988) yang
menyatakan bahwa Kelebihan Fosfat di perairan menyebabkan peristiwa
peledakan pertumbuhan alga (eutrofikasi) dengan efek samping menurunnya
konsentrasi oksigen dalam badan air sehingga menyebabkan kematian biota air.
Disamping itu, alga biru yang tumbuh subur karena melimpahnya Fosfat mampu
memproduksi senyawa racun yang dapat meracuni badan air. Meskipun
konsentrasi Fosfat di badan air dikurangi, eutrofikasi masih dapat terjadi karena
adanya mobilisasi Fosfat dari sedimen melalui proses fisika, kimia dan biokimia.
Hubungan Curah Hujan dengan Total Nitrogen dan Total Fosfor
Penggunaan pupuk Nitrogen dan Fosfat dalam bidang pertanian telah
dilakukan sejak lama secara meluas. Pupuk kimia ini dapat menghasilkan
produksi tanaman yang tinggi sehingga menguntungkan petani. Tetapi dilain
pihak, Nitrat dan Fosfat dapat mencemari sungai, danau, dan lautan. Sebetulnya
sumber pencemaran Nitrat ini tidak hanya berasal dari pupuk pertanian saja,
karena di atmosfer bumi mengandung 78% gas Nitrogen . Pada waktu hujan dan
terjadi kilat dan petir, di udara akan terbentuk amoniak dan Nitrogen terbawa air
hujan menuju permukaan tanah. Nitrogen akan bersenyawa dengan komponen
yang kompleks lainnya.
Dilihat dalam Lampiran 4 bahwa kandungan unsur dalam air yaitu
Nitrogen dan Fosfor tidak terlihat hubungan yang signifikan dengan curah
Universitas Sumatera Utara
25
hujannya jika dibandingkan hubungannya debit aliran sungai dengan curah hujan.
Hubungan curah hujan dengan TN dapat dilihat pada Gambar 5, dan antara curah
hujan dengan TP dapat dilihat pada Gambar 6.
Curah Hujan (mm/hari)
TN (mg/l)
19/03/2015
01/04/2015
05/04/2015
15/04/2015
23/04/2015
30/04/2015
12/05/2015
13/05/2015
22/05/2015
24/05/2015
27/05/2015
07/06/2015
10/06/2015
12/06/2015
03/07/2015
04/07/2015
08/07/2015
22/07/2015
02/08/2015
03/08/2015
05/08/2015
09/08/2015
11/08/2015
14/08/2015
19/08/2015
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
Tanggal
Gambar 5. Hubungan Curah Hujan dengan TN
Gambar 5 menunjukan bahwa antara curah hujan dengan Total Nitrogen
(TN) tidak menunjukkan adanya kecenderungan hubungan diantara keduanya.
Nilai TN dalam rentang waktu penelitian dari bulan Maret hingga Agustus 2015
menunjukkan nilai yang relatif stabil berkisar 1 – 2 mg/l, walaupun ada beberapa
nilai TN yang lebih tinggi antara 4,19 - 5,59 mg/l baik dalam kondisi adanya atau
tidak adanya hujan dan ada atau tidak adanya pemupukan, yang terjadi hanya
dalam 4 kali pengambilan sampel TN. Nilai yang rendah dan relatip stabil tersebut
ini disebabkan adanya kemungkinan sifat unsur Nitrogen yang mudah larut pada
air atau larut pada larutan tanah dan mudah menguap sehingga kalau terjadi hujan
sesudah pemupukan akan terjadi erosi. Unsur yang larut dalam perjalanannya
akan menguap atau terinfiltrasi ke dalam tanah sebelum masuk ke badan sungai.
Universitas Sumatera Utara
26
Pupuk yang diaplikasi dikebun PTPN IV Kebun Pabatu sebagai sumber Nitrogen
adalah pupuk Urea dan NPK (Lampiran 4).
Pahan (2006) menyatakan bahwa upuk Urea mudah larut dan mudah
menguap apabila aplikasi dilakukan pada musim kemarau dengan curah hujan