Pengembangan Model Pendugaan Kadar Hara Tanah Melalui Pengukuran Daya Hantar Listrik

PENGEMBANGAN MODEL PENDUGAAN KADAR
HARATANAH MELALUI PENGUKURAN DAYA HANTAR
LISTRIK

HASBI MUBAROK SUUD

SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
2015

 
 

PERNYATAAN MENGENAI TESIS DAN
SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA*
Dengan ini saya menyatakan bahwa tesis berjudul Pengembangan Model
Pendugaan Kadar Hara Tanah Melalui Pengukuran Daya Hantar Listrik adalah
benar karya saya dengan arahan dari komisi pembimbing,Dr Ir M Faiz Syuaib,
M.Agr dan Dr Ir I Wayan Astika, MSi, dan belum diajukan dalam bentuk apa pun
kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip
dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah

disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir
tesis ini.
Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut
Pertanian Bogor.
Bogor, Juli 2015
Hasbi Mubarok Suud
NIM F151110081

_____________________
*Pelimpahan hak cipta atas karya tulis dari penelitian kerja sama dengan pihak luar IPB
harus didasarkan pada perjanjian kerja sama terkait

 
 

RINGKASAN
HASBI MUBAROK SUUD. Pengembangan Model Pendugaan Kadar Hara
Tanah Melalui Pengukuran Daya Hantar Listrik.Dibimbing oleh M FAIZ
SYUAIB dan I WAYAN ASTIKA.
Kegiatan pertanian presisi menitikberatkan pada ketepatan waktu, kualitas,

kuantitas, dan lokasi yang spesifik.Pengukuran daya hantar listrik tanah (ECa)
merupakan salah satu metode pengukuran yang cepat dan efisien serta sesuai
untuk diaplikasikan dalam pertanian presisi.Beberapa metode pengukuran
ECatelah dikembangkan dan diaplikasikan dalam lingkup pertanian presisi,
namun seringkali terjadi ketidakakurasian dalammenginterpetasi hasil
pengukurannya karena kompleksitas sifat dan kondisi tanahserta geospasial lahan
yang bervariasi. Penelitian ini difokuskan pada studi pendugaan kadar hara tanah
melalui pengukuran ECa yang dipengaruhi oleh variabel kadar air, rasio
pemupukan, dan kepadatan tanah.
Sampel tanah yang telah diberi berbagai perlakuan kadar air dan
pemupukan diukur nilai ECa nya menggunakan kotak ukur resistivitas.
Pengukuran nilai ECa dilakukan dengan disertai perlakuan pemadatan dan tanpa
perlakuan pemadatan pada sampel tanah untuk mengetahui pengaruh kepadatan
tanah terhadap hasil pengukuran ECa tanah.Kotak ukur resistivitas tersebut
terbuat dari bahan flexiglass dengan dua buah plat elektroda dan dua buah pin
probe. Berdasarkan data yang didapatkan diketahui bahwa variabel kadar air dan
kadar hara memiliki korelasi yang signifikan dengan nilai ECa tanah. Selain itu
diketahui bahwavariabel kepadatan tanah tidak mempengaruhi nilai ECa secara
langsung karena pengaruh kepadatan tanah terhadap nilai ECa sangat ditentukan
oleh tingkat kadar air dan kadar hara dari sampel tanah yang diukur.

Pengukuran ECa tanah hanya dapat mengukur kadar hara secara agregat
namun tidak bisa mengetahui jenis kadar hara secara spesifik oleh karena itu
model persamaan regresi pendugaan kadar hara N, P, atau K yang didapatkan
pada penelitian ini hanya terbatas pada data dari sampel tanah dengan perlakuan
pemupukan menggunakan pupuk tunggal. Tingkat kadar air untuk perlakuan
sampel tanah dibagi dalam dua bagian yaitu pada kategori tingkat kadar air rendah
dengankisaran kadar air kurang dari20% dan pada kategori tingkat kadar air tinggi
dengan kisaran kadar air lebih besar dari 20%.Persamaan regresi untuk menduga
kadar harapadasampeltanah mempunyai tingkat koefisien determinasi (R2) yang
baik yaitu berkisar antara 0.6 hingga 0.89 pada tingkatkadar air rendah dan
berkisar antara0.81 hingga 0.95 pada tingkatkadar air tinggi. Pengukuran ECa
tanah pada kisaran kadar air 50% merupakan pengukuran ECa dengan tingkat
sensitivitas terbaik. Pengukuran ECa langsung di lahan keringlebih baik dilakukan
pada saat kondisi tanah berada pada kisaran kadar air 10% hingga 20% atau pada
kisaran kadar air tersedia tanah untuk meminimalkan pengaruh tingkat variabilias
kepadatan tanah di lahan terhadap hasil pengukuran ECa.
Kata kunci : daya hantar listrik tanah, pendugaan kadar hara, pemupukan tanah

SUMMARY
HASBI MUBAROK SUUD. Development Soil Nutrient Estimation Model Using

Soil Electrical Conductivity Measurement. Supervised by M FAIZ SYUAIB andI
WAYAN ASTIKA.
Precision farming activitiesfocuse on the right decision in terms of time,
quality, quantity, and specific location.Soil electrical conductivity (ECa) is a
variable that is practical and efficient to implement precision farming. Several
methods of ECa measurement for precision farming have been developed and
applied, but inaccuracy on interpretation of the measurement result frequently
occured due to complexity of soil conditions and various geospatial conditions.
The objective of this studyfocuse onsoil nutrient interpretation using ECa
measurementwhich is influenced by soil moisture content, fertilization ratio, and
soil compaction levels.
Soil samples with various levels of soil moisture content, fertilization
ratios,and compaction levelswere measured using a soil box resistivity to
determine the ECa value. The ECa measurement was performed using soil sample
compaction treatment and without soil samples compaction treatment for knowing
the affect of various soil densities levels against soil ECa value. The soil box
resistivitywas made of flexiglass which has two electrode plates and two pin
probe.Based on the data was obtained in this study, the level of moisture content
and soil nutrient have a significant correlation with soil ECa measurement value.
It is also known that soil compaction isn’t affect directly against soil ECa value

because the affect of soil compaction against ECa value is influenced by the level
of soil moisture and soil nutrient content levels.
Soil ECa measurement can only measure the overall nutrient levels but can
not determine the type of soil nutrient specifically therefore the regression model
for estimating N, P, or K ratios in this research is limited for data collection from
soil samples with single nutrient fertilization treatment. The level of moisture
content treatment were devided into low moisture content levels that have
moisture content less then 20% and high moisture content levels that have
moisture content more than 20%. Regression equations for predicting N, P, or K
ratio of the soil samples have been generated and the coefficient of determination
(R2) were obtained ranging between 0.6 and 0.89 for low moisture content levels
and ranging between 0.81 and 0.95 for high moisure content levels.The soil ECa
measurement in the range of 50% moisture content is the measurement with
highest sensitivity. The ECa measurement directly on the dry land is better
performed on the soil with range moisture content of 10% to 20% or in the range
of soil available water content to minimize the influence of soil compaction to the
result of ECa measurement.
Keyword : soil electrical conductivity, soil nutrient level, soil fertilization

 


 
 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 
© Hak Cipta Milik IPB, Tahun 2015 
Hak Cipta Dilindungi Undang‐Undang 
Dilarang  mengutip  sebagian  atau  seluruh  karya  tulis  ini  tanpa  mencantumkan  atau 
menyebutkan sumbernya. Pengutipan hanya untuk kepentingan pendidikan, penelitian, 
penulisan  karya  ilmiah,  penyusunan  laporan,  penulisan  kritik,  atau  tinjauan  suatu 
masalah; dan pengutipan tersebut tidak merugikan kepentingan IPB 
 
Dilarang mengumumkan dan memperbanyak sebagian atau seluruh karya tulis ini dalam 
bentuk apa pun tanpa izin IPB 
 

PENGEMBANGAN MODEL PENDUGAAN KADAR
HARATANAHMELALUI PENGUKURAN DAYA HANTAR
LISTRIK

HASBI MUBAROK SUUD

Tesis
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar

Magister Sains
pada
Program Studi Teknik Mesin Pertanian dan Pangan

SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
2015

 
 

Penguji luar komisi pada Ujian Tesis : Dr Yudi Chadirin, STPMAgr

 
 

PRAKARTA
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa atas
berkat dan rahmat-Nya penulis dapat menyelesaikan penulisan tesis ini.Penelitian
ini disusun sebagai syarat untuk menyelesaikan studi strata dua (S-2) di program

studi Teknik Mesin Pertanian Dan Pangan, Institut Pertanian Bogor.Judul
penelitian yang ditulis dalam karya ilmiah ini adalah Pengembangan Model
Pendugaan Kadar Hara TanahMelalui Pengukuran Daya Hantar Listrik.
Pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih kepada Bapak Dr
Ir M Faiz Syuaib, MAgr selaku Ketua komisi pembimbing dan bapak
Dr Ir I Wayan Astika, MSi selaku anggota komisi pembimbing atas segala
bimbingannya dalam penyelesaian tesis ini. Selain itu terima kasih juga kepada
Dr Ir Aris Y Purwanto MSc atas segala bantuannya sebagai Kepala Prodi TMP,
kepada Dr Yudi Chadirin STP MSc sebagai dosen penguji dalam ujian sidang
tesis penulis, dan kepada ibu Rusmiati yang telah membantu melancarkan proses
studi penulis selama di program pascasarjana IPB.Ungkapan terima kasih juga
disampaikan kepada Ibunda penulis, Sa’adah Masyhud atas segala doanya dan
juga kepada Ayah, Adik, dan seluruh keluarga penulis atas segala doa
dukungannya agar penulis dapat menyelesaikan penulisan tesis ini. Ucapan terima
kasih juga penulis kepada teman-teman penulis, Shaliha Wachdin yang
memberikan semangat, teman teman TMP 2011 seperjuangan Agus, Feby,
Dodik, Irfan, dan seluruh teman teman TMP lainnya.
Penulis menyadari sepenuhnya dalam penulisan dan penyajian tesis ini
masih jauh dari kesempurnaan, oleh karena itu dengan kerendahan hati penulis
akan menerima kritikan dan saran yang bersifat membangun. Akhir kata penulis

berharap semoga tulisan tesis ini dapat bergunabagi ilmu pengetahuan.Terima
kasih.
 

 

 

 

 

 

 

 

Bogor, Juli2015


Hasbi Mubarok Suud

 

DAFTAR ISI 
DAFTAR TABEL
DAFTAR GAMBAR
DAFTAR LAMPIRAN
1 PENDAHULUAN
Latar Belakang
Perumusan Masalah
Tujuan Penelitian
2 TINJAUAN PUSTAKA
Konduktivitas Listrik Tanah
Beberapa Metode Pengukuran Konduktivitas Listrik Tanah
Pengukuran ECa Kotak Ukur Resistivitas Tanah
Pengaruh Kadar Air dan Pemadatan Tanah Terhadap Nilai ECa
Unsur Nitrogen (N), Phospor (P), dan Kalium (K) Dalam Tanah
Hubungan Kadar Nitrogen (N), Phospor (P), dan Kalium (K) Dalam Tanah
Terhadap Nilai ECa
Penelitian Pendahuluan
3 METODE PENELITIAN
Waktu dan Tempat
Bahan dan Alat
Persiapan Sampel Tanah
Perhitungan Kadar Hara, Kadar Air, dan Densitas Tanah
Kotak Ukur Resistivitas Tanah
Instrumen Direct Soil EC Tester
Analisis Data
4 HASIL DAN PEMBAHASAN
Hasil Uji Laboratorium Sampel Tanah dan Pupuk
Karakteristik Kotak Ukur Resistivitas Tanah
Deskripsi Data Statistik Pengukuran ECa
Pengukuran ECa Menggunakan Kotak Ukur Resistivitas dan Direct Soil EC
Tester
Pengukuran ECw Tanah Pada Berbagai Kadar Pemupukan
Perbandingan Pengukuran ECa Tanah Pada Selang Waktu Yang Berbeda
Pengaruh Kadar Air Terhadap Pengukuran Nilai ECa Tanah
Pengaruh Rasio Pemupukan Terhadap Nilai ECa Tanah
Pengaruh Kepadatan Tanah Terhadap Pengukuran ECa
Pendugaan Rasio Kadar Hara Melalui Pengukuran ECa
5 SIMPULAN DAN SARAN
Simpulan
Saran
DAFTAR PUSTAKA
RIWAYAT HIDUP
 

 
 

ii
ii
iii
1
1
2
2
2
2
3
4
4
5
6
7
8
8
8
8
9
10
12
12
12
12
13
15
16
17
18
20
21
24
25
29
29
28
30
39

 
 

DAFTAR TABEL
1 Daftar variasi dan kombinasi perlakuan pemupukan
8
2Deskripsi data statistik nilai ECa, densitas tanah (BD), kadar air (KA), rasio
kadar hara pupuk N, P dan K
16
3 Perbedaan nilai ECa rata-rata pada sampel tanah dengan perlakuan pemadatan
dan tanpa pemadatan.
24
4Korelasi parsial antara nilai EC, kadar air (KA), dan rasio kadar hara (N), (P),
dan (K).
25
5 Persamaan regresi pendugaan rasio kadar hara pada sampel tanah tanpa
perlakuan pemadatan
26
6 Persamaan regresi pendugaan rasio kadar hara pada sampel tanah dengan
perlakuan pemadatan
26

DAFTAR GAMBAR
1Prinsip pengukuran ECa menggunakan kotak ukur resistivitas
4
2Skema lintasan arus listrik yang melalui tiga lintasan (Rhoades et al. 1989)
5
3Diagram partikel tanah, air, dan udara sebelum pemadatan (A), dan sesudah
pemadatan (B) (Abidin et al. 2013)
5
4Persiapan sampel tanah kering (A) Pengeringan dan pengayakan, (B)
pencampuran pupuk dan air aquades, (C) penimbangan sampel, dan (D)
penyimpanan sampel dalam polybag
9
5Bagian kotak ukur resistivitas tanah
11
6Susunan pengkuran ECa menggunakan kotak ukur resistivitas
11
7Direct Soil EC Tester untuk mengukur ECa dan ECw
12
8Nilai tegangan listrik (A), arus listrik output (B), dan nilai ECa (C) pada setiap
jarak antar pin probe
14
9Nilai ECa pada setiap perubahan jarak antar plat elektroda
15
10Pengukuran ECa sampel tanah menggunakan kotak ukur resistivitas
17
11Scatterplot pengukuran ECa menggunakan direct soil tester dan kotak ukur
pada (A) nilai ECa