Model Lintas Transformasi Unsur Fosfor Tanah Kaolinitik dan Smektitik
MODEL LINTAS TRANSFORMASI UNSUR FOSFOR TANAH
KAOLINITIK DAN SMEKTITIK
JELITA EKASEPTIANI NARENTAR
DEPARTEMEN STATISTIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2013
PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN
SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA
Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul Model Lintas
Transformasi Unsur Fosfor Tanah Kaolinitik dan Smektitik adalah benar karya
saya dengan arahan dari komisi pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk
apa pun kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang berasal atau
dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah
disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir
skripsi ini.
Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut
Pertanian Bogor.
Bogor, September 2013
Jelita Ekaseptiani Narentar
NIM G14070076
ABSTRAK
JELITA EKASEPTIANI NARENTAR. Model Lintas Transformasi Unsur Fosfor
Tanah Kaolinitik dan Smektitik. Dibimbing oleh MOHAMMAD MASJKUR dan
ITASIA DINA SULVIANTI.
Unsur fosfor (P) merupakan unsur penting yang dibutuhkan dalam jumlah
yang relatif besar untuk pertumbuhan normal tanaman. Tujuan penelitian ini
adalah membangun model lintas transformasi unsur P pada tanah kaolinitik dan
smektitik. Diagram lintas mampu mendeskripsikan transformasi unsur P tanah,
penjabarannya menghasilkan model-model persamaan struktural yang merupakan
model lintas transformasi unsur P. Parameter model lintas diduga dengan
menggunakan metode Partial Least Square (PLS). Uji Bartlett dan nilai KMO
menunjukkan tidak semua peubah tanah kaolinitik dan smektitik memiliki
hubungan multikolinieritas. Hanya peubah fraksi serapan-P (X1), NaHCO3-Po
(X5), NaHCO3-Pi (X6), NaOH-Pi (X7), residual-P (X8), dan HCl-P (X9) saja pada
tanah kaolinitik serta peubah fraksi serapan-P (X1), NaHCO3-Po (X5), NaHCO3-Pi
(X6), NaOH-Pi (X7), dan HCl-P (X9) saja pada tanah smektitik yang digunakan
dalam pemodelan.
Kata kunci: analisis lintas, partial least square, tanah kaolinitik, tanah smektitik,
transformasi fosfor
ABSTRACT
JELITA EKASEPTIANI NARENTAR. Path Models of Phosphorus
Transformations in Caolinitic and Smectitic Soils. Supervised by MOHAMMAD
MASJKUR and ITASIA DINA SULVIANTI.
Phosphorus (P) is one of essentials needed in a sufficient amount to normal
plant growth. The objective of this research was to path modelling caolinitic and
smectitic soils P transformations. Path diagrams were able to describe soil P
transformations, Its elaboration resulted in structural equation models which were
P transformations path models. The models parameters estimated using Partial
Least Square (PLS). Bartlett's test and KMO showed not all variables used had
multicolinearity. Only P-uptake (X1), Po-NaHCO3 (X5), Pi-NaHCO3 (X6), PiNaOH (X7), P-occluded (X8), P-HCl (X9) from caolinitic and P-uptake (X1), PoNaHCO3 (X5), Pi-NaHCO3 (X6), Pi-NaOH (X7), P-HCl (X9) from smectitic which
included in path modelling.
Keywords: caolinitic soils, partial least square, path analysis, phosphorus
transformations, smectitic soils
MODEL LINTAS TRANSFORMASI UNSUR FOSFOR TANAH
KAOLINITIK DAN SMEKTITIK
JELITA EKASEPTIANI NARENTAR
Skripsi
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Sarjana Statistika
pada
Departemen Statistika
DEPARTEMEN STATISTIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2013
Judul Skripsi : Model Lintas Transformasi Unsur Fosfor Tanah Kaolinitik dan
Smektitik
Nama
: Jelita Ekaseptiani Narentar
NIM
: G14070076
Disetujui oleh
Ir Mohammad Masjkur, MS
Pembimbing I
Dra Itasia Dina Sulvianti, MSi
Pembimbing II
Diketahui oleh
Dr Ir Hari Wijayanto, MS
Ketua Departemen
Tanggal Lulus:
PRAKATA
Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT, atas berkah-Nya
karya ilmiah ini berhasil diselesaikan. Karya ilmiah ini berjudul Model Lintas
Transformasi Unsur Fosfor Tanah Kaolinitik dan Smektitik, ditujukan memenuhi
syarat guna memperoleh gelar Sarjana Statistika pada Departemen Statistika
FMIPA IPB.
Terima kasih penulis ucapkan kepada Bapak Ir Mohammad Masjkur, MS
dan Ibu Dra Itasia Dina Sulvianti, Msi selaku pembimbing, serta Bapak Dr Anang
Kurnia, Msi atas segala saran. Terima kasih penulis haturkan kepada Ayah dan
Ibu tersayang, Reza, seluruh keluarga, dan teman-teman atas semua dukungan dan
doa. Terima kasih juga disampaikan kepada seluruh pihak yang turut membantu
dalam penyelesaian karya ilmiah ini.
Semoga karya ilmiah ini bermanfaat.
Bogor, September 2013
Jelita Ekaseptiani Narentar
DAFTAR ISI
DAFTAR GAMBAR
vii
DAFTAR LAMPIRAN
vii
PENDAHULUAN
1
Latar Belakang
1
Tujuan Penelitian
1
TINJAUAN PUSTAKA
1
Unsur Fosfor
1
Tanah Kaolinitik dan Smektitik
2
Analisis Korelasi
2
Uji Bartlett dan Nilai KMO
3
Analisis Lintas
4
METODE
9
Data
9
Metode
9
HASIL DAN PEMBAHASAN
11
Statistika Deskriptif
11
Analisis Korelasi
11
Peubah-peubah yang Bermultikolinieritas
11
Pengujian Asumsi Analisis Lintas
12
Analisis Lintas
12
Pengaruh Langsung
14
Pengaruh Tak Langsung
14
SIMPULAN
15
DAFTAR PUSTAKA
15
LAMPIRAN
17
RIWAYAT HIDUP
25
DAFTAR TABEL
1 Kriteria multikolinieritas antar peubah yang didasarkan pada nilai KMO
4
DAFTAR GAMBAR
1 Diagram lintas tanah kaolinitik
2 Diagram lintas tanah smektitik
10
10
DAFTAR LAMPIRAN
1 Statistika deskriptif peubah-peubah tanah kaolinitik dan smektitik
2 Korelasi Pearson peubah-peubah tanah kaolinitik dan smektitik
3 Nilai KMO tiap peubah, nilai KMO total, dan uji Bartlett pada tahap
seleksi peubah-peubah tanah kaolinitik
4 Nilai KMO tiap peubah, nilai KMO total, dan uji Bartlett pada tahap
seleksi peubah-peubah tanah smektitik
5 Diagram lintas I dan koefisien lintas tanah kaolinitik
6 Diagram lintas I dan koefisien lintas tanah smektitik
7 Diagram lintas II dan koefisien lintas tanah kaolinitik
8 Diagram lintas II dan koefisien lintas tanah smektitik
9 Nilai dugaan koefisien lintas tanah kaolinitik dan smektitik
10 Hasil uji kelayakan model tanah kaolinitik dan smektitik
11 Diagram pencar sisaan dengan nilai dugaan respon (a) Z1, (b) Z5, (c) Z6,
(d) Z8, dan (e) Z9 tanah kaolinitik
12 Diagram pencar sisaan dengan nilai dugaan respon (a) Z1, (b) Z5, (c) Z6,
dan (d) Z9 tanah smektitik
13 Nilai pengaruh langsung, tak langsung, dan total terhadap serapan-P
tanah kaolinitik
14 Nilai pengaruh langsung, tak langsung, dan total terhadap serapan-P
tanah smektitik
17
17
18
19
20
20
21
21
22
22
22
23
24
24
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Unsur fosfor (P) merupakan unsur penting setelah hara N (nitrogen) yang
dibutuhkan untuk pertumbuhan normal tanaman dalam jumlah yang relatif besar.
Unsur penting ini harus dalam bentuk yang dapat digunakan tanaman dan dalam
konsentrasi optimum namun tetap dalam keseimbangan yang wajar dengan
konsentrasi unsur hara lainnya yang dapat larut di dalam tanah. Sebagian besar
unsur P ini, pada kenyataannya, terdapat dalam bentuk persenyawaan yang tidak
tersedia bagi tanaman mengakibatkan jumlah unsur P yang tersedia untuk
tanaman menjadi sedikit dan sangat sukar tersedia (Buckman dan Brady 1969;
Kasno et al. 2001).
Transformasi unsur P pada tanah terdiri dari proses mineralogis, kimiawi,
dan biologis yang rumit (Zheng et al. 2002). Transformasi tersebut mencakup
proses dekomposisi dan mineralisasi lanjut dari ikatan fosfor pada residu organik
tanaman dan hewan, perubahan kelarutan komponen anorganik fosfor, imobilisasi
atau bergabungnya fosfor ke dalam lapisan mikrobial lalu mengendap pada
lapisan humus tanah, serta oksidasi dan reduksi komponen anorganik fosfor (Bear
1959). Transformasi berlangsung secara besar-besaran dan relatif cepat, memecah
unsur P menjadi fraksi-fraksi P, membagi fraksi-fraksi P tersebut menjadi
tersedia, tidak tersedia, atau diantaranya. Pengetahuan tentang transformasi unsur
P menjadi berguna dalam upaya menjaga ketersediaan unsur P bagi tanaman juga
dapat menjadi informasi bagi pengaruh pemupukan, sifat-sifat transformasi antar
senyawa fosfat, dan interpretasi perkembangan tanah atau pengaruh jenis tanah.
Analisis lintas digunakan untuk menerangkan hubungan antar peubah
melalui pengaruh langsung dan tidak langsung dalam suatu sistem hubungan
kausal. Metode pendugaan parameter Partial Least Square (PLS) digunakan
untuk mengatasi ukuran contoh yang relatif kecil, data yang tidak berdistribusi
normal, dan indikator yang bersifat formatif pada pemanfaatan software
SmartPLS. Penggunaan analisis lintas dengan metode pendugaan PLS untuk
mendeskripsikan transformasi unsur P tanah, serta secara bersamaan mempelajari
pengaruh jenis tanah dan pemupukan.
Tujuan Penelitian
Penelitian ini bertujuan membangun model lintas transformasi unsur P pada
tanah kaolinitik dan smektitik.
TINJAUAN PUSTAKA
Unsur Fosfor
Unsur fosfor atau yang biasa disebut unsur P, dalam tanah berpengaruh
terhadap pertumbuhan tanaman. Unsur P dalam tanah, terpecah menjadi fraksi-
2
fraksi Ca-P, Fe-P, Al-P, Organik-P, dan P larut. Pada subsistim tanah, terdapat
dua tempat bagi unsur P, yaitu P total dan P tersedia. Fraksi Ca-P, Fe-P, dan Al-P
bertempat di P total sedangkan P larut (yang dilarutkan oleh H2O) dan Organik-P
bertempat di P tersedia. Unsur P pada Organik-P hanya dapat digunakan oleh
tanaman ketika sudah terlarut atau dikenal juga dengan nama segera tersedia.
Kelarutan unsur P tergantung oleh pH tanah dan kandungan bahan organik
yang terdapat didalamnya. Bahan organik bisa didapat dari jasad renik, akar
tanaman yang telah membusuk, dan sebagainya. Unsur P bersifat dinamis pada
kedua tempat yang telah disebutkan. Ca-P, Fe-P, dan Al-P dapat pindah ke tempat
P tersedia ketika mereka telah terlarut atau juga karena tanaman membutuhkan
unsur P yang lebih banyak (umumnya ketika umur tanaman sudah cukup besar).
Begitu juga dengan Organik-P dan P larut dapat pindah ke P total ketika unsur P
tidak dibutuhkan dalam jumlah yang banyak oleh tanaman (Makarim et al. 2005).
Tanah Kaolinitik dan Smektitik
Tanah Kaolinitik adalah tanah dengan mineral liat dominan kaolinit, atau
dominan smektit bagi Tanah Smektitik. Kaolinit termasuk mineral liat silikat yang
mempunyai struktur sangat sederhana. Struktuk kaolinit tersusun dari satu
lempeng tetraeder SiO4 dan satu lempeng gibsit. Masing-masing unit melekat
dengan unit lain dengan kuat (oleh ikatan H) sehingga mineral ini tidak mudah
mengembang bila basah dan mengerut bila kering. Substitusi isomorfik sedikit
atau tidak ada sehingga kandungan muatan negatif atau KTK rendah. Muatan
negatif hanya pada patahan-patahan kristal atau akibat disosiasi H bila pH naik.
Karena itu, muatan negatif mineral ini meningkat bila pH naik.
Ikatan antar unit kristal mineral smektit sangat lemah dibandingkan dengan
ikatan pada kaolinit. Tanah yang mengandung liat smektit memperlihatkan sifat
membengkak dan mengerut. Kation dan molekul air mudah masuk pada rongga
antar unit kristal mineral sehingga mineral akan membengkak pada keadaan basah
dan mengerut pada saat kehilangan air. Tanah smektitik dapat diidentifikasi
dengan cukup mudah dilapangan, yaitu jika terdapat retakan-retakan tanah yang
lebar di saat tanah kering atau pada musim kemarau. Tanah vertisol smektitik
tersebar di wilayah Jawa (Jabar, Jateng, dan Jatim), Sulawesi (Sulsel, Sulteng, dan
Gorontalo), dan Nusa Tenggara (Lombok). Tanah ini termasuk tanah pertanian
utama di Indonesia dan umumnya dimanfaatkan untuk padi sawah irigasi dan
tadah hujan, perkebunan, dan hortikultura.
Analisis Korelasi
Manfaat utama analisis korelasi adalah mengetahui derajat hubungan linier
dari peubah-peubah (ρ) tanpa menduga garis regresinya. Jika terdapat data contoh
berukuran n: (X1, Y1), (X2, Y2), ..., (Xn, Yn), digunakan koefisien korelasi data
contoh (r) sebagai penduga ρ:
rxy =
∑ni 1( i - ̅ )( i - ̅ )
√∑n ( i - ̅ )2 ∑n ( i - ̅ )2
i 1
i 1
3
dengan ̅
̅
: nilai rataan peubah X
: nilai rataan peubah Y
X dan Y dapat berupa peubah bebas ataupun peubah respon
Kisaran nilai r adalah -1 ≤ r ≤ 1. Jika r bernilai -1 atau 1, berarti peubahpeubah tersebut memliki hubungan linier yang sempurna, maksudnya semua
pengamatan dari data contoh berada tepat pada garis regresi. Jika r mendekati -1
atau 1, berarti derajat hubungan linier dari peubah-peubah tersebut tinggi. Jika r
bernilai 0, dapat dikatakan bahwa peubah-peubah tidak berkorelasi atau tidak ada
hubungan linier diantara mereka. Korelasi positif berarti ketika nilai satu peubah
bertambah, maka nilai peubah lainnya yang berkorelasi pun bertambah. Korelasi
negatif berarti ketika nilai suatu peubah bertambah, maka nilai peubah lainnya
yang berkorelasi berkurang (Huntsberger dan Billingsley 1987).
Uji Bartlett dan Nilai KMO
Uji Bartlett atau Bartlett's Test of Sphericity, digunakan untuk menguji
keseluruhan derajat hubungan linier dari peubah-peubah. Hipotesis yang ingin
diuji adalah determinan matriks korelasi bernilai 1, dengan hipotesis alternatifnya
yaitu determinan matriks korelasi bernilai 0 berarti peubah-peubah berkorelasi
tinggi. Nilai uji Bartlett menyebar menurut sebaran χ2 dengan derajat bebas (db)
, didapat melalui rumus:
χ2 =
dengan n : banyaknya amatan
p : banyaknya peubah
|R| : determinan matriks korelasi
Tidak tolak H0 jika χ2< χ2(α,db), dan sebaliknya.
Nilai KMO atau Kaiser-Meyer-Olkin (KMO) Measure of Sampling
Adequacy digunakan untuk mencari peubah-peubah dengan hubungan linier yang
kuat, juga untuk mengukur kecukupan data contoh. Nilai KMO membandingkan
koefisien korelasi antar peubah dengan koefisien korelasi parsialnya. Korelasi
parsial menduga derajat hubungan linier antara dua peubah dengan
menghilangkan pengaruh dari peubah-peubah lainnya. Nilai KMO berkisar antara
0 hingga 1. Hubungan linier yang kuat antar peubah direpresentasikan dengan
nilai KMO yang mendekati 1, dengan begitu diharapkan koefisien korelasi parsial
antar pasang peubah mendekati 0. Nilai KMO terbagi menjadi dua, yaitu Nilai
KMO Total dan Nilai KMO Tiap Peubah. Nilai KMO Total didapat melalui
rumus berikut:
KMO = ∑ ∑
∑∑
√
∑∑
4
dengan
: elemen invers matriks korelasi bagi peubah i dan j
: elemen invers matriks korelasi bagi peubah i
: elemen invers matriks korelasi bagi peubah j
: koefisien korelasi parsial peubah i dan j
: koefisien korelasi peubah i dan j
Nilai KMO Tiap Peubah secara khusus menunjukkan kuatnya korelasi
sebuah peubah terhadap peubah lainnya:
KMOTP = ∑
∑
∑
Dengan dan , berturut-turut yaitu koefisien korelasi dan koefisien korelasi
parsial peubah i dan j. Kaiser dalam Pett et al. (2003) mengklasifikasikan nilai
KMO menjadi beberapa kriteria sebagai berikut:
Tabel 1 Kriteria multikolinieritas antar peubah yang didasarkan pada nilai
KMO
Nilai KMO
0.90 - 1.00
0.80 - 0.89
0.70 - 0.79
0.60 - 0.69
0.50 - 0.59
KAOLINITIK DAN SMEKTITIK
JELITA EKASEPTIANI NARENTAR
DEPARTEMEN STATISTIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2013
PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN
SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA
Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul Model Lintas
Transformasi Unsur Fosfor Tanah Kaolinitik dan Smektitik adalah benar karya
saya dengan arahan dari komisi pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk
apa pun kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang berasal atau
dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah
disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir
skripsi ini.
Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut
Pertanian Bogor.
Bogor, September 2013
Jelita Ekaseptiani Narentar
NIM G14070076
ABSTRAK
JELITA EKASEPTIANI NARENTAR. Model Lintas Transformasi Unsur Fosfor
Tanah Kaolinitik dan Smektitik. Dibimbing oleh MOHAMMAD MASJKUR dan
ITASIA DINA SULVIANTI.
Unsur fosfor (P) merupakan unsur penting yang dibutuhkan dalam jumlah
yang relatif besar untuk pertumbuhan normal tanaman. Tujuan penelitian ini
adalah membangun model lintas transformasi unsur P pada tanah kaolinitik dan
smektitik. Diagram lintas mampu mendeskripsikan transformasi unsur P tanah,
penjabarannya menghasilkan model-model persamaan struktural yang merupakan
model lintas transformasi unsur P. Parameter model lintas diduga dengan
menggunakan metode Partial Least Square (PLS). Uji Bartlett dan nilai KMO
menunjukkan tidak semua peubah tanah kaolinitik dan smektitik memiliki
hubungan multikolinieritas. Hanya peubah fraksi serapan-P (X1), NaHCO3-Po
(X5), NaHCO3-Pi (X6), NaOH-Pi (X7), residual-P (X8), dan HCl-P (X9) saja pada
tanah kaolinitik serta peubah fraksi serapan-P (X1), NaHCO3-Po (X5), NaHCO3-Pi
(X6), NaOH-Pi (X7), dan HCl-P (X9) saja pada tanah smektitik yang digunakan
dalam pemodelan.
Kata kunci: analisis lintas, partial least square, tanah kaolinitik, tanah smektitik,
transformasi fosfor
ABSTRACT
JELITA EKASEPTIANI NARENTAR. Path Models of Phosphorus
Transformations in Caolinitic and Smectitic Soils. Supervised by MOHAMMAD
MASJKUR and ITASIA DINA SULVIANTI.
Phosphorus (P) is one of essentials needed in a sufficient amount to normal
plant growth. The objective of this research was to path modelling caolinitic and
smectitic soils P transformations. Path diagrams were able to describe soil P
transformations, Its elaboration resulted in structural equation models which were
P transformations path models. The models parameters estimated using Partial
Least Square (PLS). Bartlett's test and KMO showed not all variables used had
multicolinearity. Only P-uptake (X1), Po-NaHCO3 (X5), Pi-NaHCO3 (X6), PiNaOH (X7), P-occluded (X8), P-HCl (X9) from caolinitic and P-uptake (X1), PoNaHCO3 (X5), Pi-NaHCO3 (X6), Pi-NaOH (X7), P-HCl (X9) from smectitic which
included in path modelling.
Keywords: caolinitic soils, partial least square, path analysis, phosphorus
transformations, smectitic soils
MODEL LINTAS TRANSFORMASI UNSUR FOSFOR TANAH
KAOLINITIK DAN SMEKTITIK
JELITA EKASEPTIANI NARENTAR
Skripsi
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Sarjana Statistika
pada
Departemen Statistika
DEPARTEMEN STATISTIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2013
Judul Skripsi : Model Lintas Transformasi Unsur Fosfor Tanah Kaolinitik dan
Smektitik
Nama
: Jelita Ekaseptiani Narentar
NIM
: G14070076
Disetujui oleh
Ir Mohammad Masjkur, MS
Pembimbing I
Dra Itasia Dina Sulvianti, MSi
Pembimbing II
Diketahui oleh
Dr Ir Hari Wijayanto, MS
Ketua Departemen
Tanggal Lulus:
PRAKATA
Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT, atas berkah-Nya
karya ilmiah ini berhasil diselesaikan. Karya ilmiah ini berjudul Model Lintas
Transformasi Unsur Fosfor Tanah Kaolinitik dan Smektitik, ditujukan memenuhi
syarat guna memperoleh gelar Sarjana Statistika pada Departemen Statistika
FMIPA IPB.
Terima kasih penulis ucapkan kepada Bapak Ir Mohammad Masjkur, MS
dan Ibu Dra Itasia Dina Sulvianti, Msi selaku pembimbing, serta Bapak Dr Anang
Kurnia, Msi atas segala saran. Terima kasih penulis haturkan kepada Ayah dan
Ibu tersayang, Reza, seluruh keluarga, dan teman-teman atas semua dukungan dan
doa. Terima kasih juga disampaikan kepada seluruh pihak yang turut membantu
dalam penyelesaian karya ilmiah ini.
Semoga karya ilmiah ini bermanfaat.
Bogor, September 2013
Jelita Ekaseptiani Narentar
DAFTAR ISI
DAFTAR GAMBAR
vii
DAFTAR LAMPIRAN
vii
PENDAHULUAN
1
Latar Belakang
1
Tujuan Penelitian
1
TINJAUAN PUSTAKA
1
Unsur Fosfor
1
Tanah Kaolinitik dan Smektitik
2
Analisis Korelasi
2
Uji Bartlett dan Nilai KMO
3
Analisis Lintas
4
METODE
9
Data
9
Metode
9
HASIL DAN PEMBAHASAN
11
Statistika Deskriptif
11
Analisis Korelasi
11
Peubah-peubah yang Bermultikolinieritas
11
Pengujian Asumsi Analisis Lintas
12
Analisis Lintas
12
Pengaruh Langsung
14
Pengaruh Tak Langsung
14
SIMPULAN
15
DAFTAR PUSTAKA
15
LAMPIRAN
17
RIWAYAT HIDUP
25
DAFTAR TABEL
1 Kriteria multikolinieritas antar peubah yang didasarkan pada nilai KMO
4
DAFTAR GAMBAR
1 Diagram lintas tanah kaolinitik
2 Diagram lintas tanah smektitik
10
10
DAFTAR LAMPIRAN
1 Statistika deskriptif peubah-peubah tanah kaolinitik dan smektitik
2 Korelasi Pearson peubah-peubah tanah kaolinitik dan smektitik
3 Nilai KMO tiap peubah, nilai KMO total, dan uji Bartlett pada tahap
seleksi peubah-peubah tanah kaolinitik
4 Nilai KMO tiap peubah, nilai KMO total, dan uji Bartlett pada tahap
seleksi peubah-peubah tanah smektitik
5 Diagram lintas I dan koefisien lintas tanah kaolinitik
6 Diagram lintas I dan koefisien lintas tanah smektitik
7 Diagram lintas II dan koefisien lintas tanah kaolinitik
8 Diagram lintas II dan koefisien lintas tanah smektitik
9 Nilai dugaan koefisien lintas tanah kaolinitik dan smektitik
10 Hasil uji kelayakan model tanah kaolinitik dan smektitik
11 Diagram pencar sisaan dengan nilai dugaan respon (a) Z1, (b) Z5, (c) Z6,
(d) Z8, dan (e) Z9 tanah kaolinitik
12 Diagram pencar sisaan dengan nilai dugaan respon (a) Z1, (b) Z5, (c) Z6,
dan (d) Z9 tanah smektitik
13 Nilai pengaruh langsung, tak langsung, dan total terhadap serapan-P
tanah kaolinitik
14 Nilai pengaruh langsung, tak langsung, dan total terhadap serapan-P
tanah smektitik
17
17
18
19
20
20
21
21
22
22
22
23
24
24
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Unsur fosfor (P) merupakan unsur penting setelah hara N (nitrogen) yang
dibutuhkan untuk pertumbuhan normal tanaman dalam jumlah yang relatif besar.
Unsur penting ini harus dalam bentuk yang dapat digunakan tanaman dan dalam
konsentrasi optimum namun tetap dalam keseimbangan yang wajar dengan
konsentrasi unsur hara lainnya yang dapat larut di dalam tanah. Sebagian besar
unsur P ini, pada kenyataannya, terdapat dalam bentuk persenyawaan yang tidak
tersedia bagi tanaman mengakibatkan jumlah unsur P yang tersedia untuk
tanaman menjadi sedikit dan sangat sukar tersedia (Buckman dan Brady 1969;
Kasno et al. 2001).
Transformasi unsur P pada tanah terdiri dari proses mineralogis, kimiawi,
dan biologis yang rumit (Zheng et al. 2002). Transformasi tersebut mencakup
proses dekomposisi dan mineralisasi lanjut dari ikatan fosfor pada residu organik
tanaman dan hewan, perubahan kelarutan komponen anorganik fosfor, imobilisasi
atau bergabungnya fosfor ke dalam lapisan mikrobial lalu mengendap pada
lapisan humus tanah, serta oksidasi dan reduksi komponen anorganik fosfor (Bear
1959). Transformasi berlangsung secara besar-besaran dan relatif cepat, memecah
unsur P menjadi fraksi-fraksi P, membagi fraksi-fraksi P tersebut menjadi
tersedia, tidak tersedia, atau diantaranya. Pengetahuan tentang transformasi unsur
P menjadi berguna dalam upaya menjaga ketersediaan unsur P bagi tanaman juga
dapat menjadi informasi bagi pengaruh pemupukan, sifat-sifat transformasi antar
senyawa fosfat, dan interpretasi perkembangan tanah atau pengaruh jenis tanah.
Analisis lintas digunakan untuk menerangkan hubungan antar peubah
melalui pengaruh langsung dan tidak langsung dalam suatu sistem hubungan
kausal. Metode pendugaan parameter Partial Least Square (PLS) digunakan
untuk mengatasi ukuran contoh yang relatif kecil, data yang tidak berdistribusi
normal, dan indikator yang bersifat formatif pada pemanfaatan software
SmartPLS. Penggunaan analisis lintas dengan metode pendugaan PLS untuk
mendeskripsikan transformasi unsur P tanah, serta secara bersamaan mempelajari
pengaruh jenis tanah dan pemupukan.
Tujuan Penelitian
Penelitian ini bertujuan membangun model lintas transformasi unsur P pada
tanah kaolinitik dan smektitik.
TINJAUAN PUSTAKA
Unsur Fosfor
Unsur fosfor atau yang biasa disebut unsur P, dalam tanah berpengaruh
terhadap pertumbuhan tanaman. Unsur P dalam tanah, terpecah menjadi fraksi-
2
fraksi Ca-P, Fe-P, Al-P, Organik-P, dan P larut. Pada subsistim tanah, terdapat
dua tempat bagi unsur P, yaitu P total dan P tersedia. Fraksi Ca-P, Fe-P, dan Al-P
bertempat di P total sedangkan P larut (yang dilarutkan oleh H2O) dan Organik-P
bertempat di P tersedia. Unsur P pada Organik-P hanya dapat digunakan oleh
tanaman ketika sudah terlarut atau dikenal juga dengan nama segera tersedia.
Kelarutan unsur P tergantung oleh pH tanah dan kandungan bahan organik
yang terdapat didalamnya. Bahan organik bisa didapat dari jasad renik, akar
tanaman yang telah membusuk, dan sebagainya. Unsur P bersifat dinamis pada
kedua tempat yang telah disebutkan. Ca-P, Fe-P, dan Al-P dapat pindah ke tempat
P tersedia ketika mereka telah terlarut atau juga karena tanaman membutuhkan
unsur P yang lebih banyak (umumnya ketika umur tanaman sudah cukup besar).
Begitu juga dengan Organik-P dan P larut dapat pindah ke P total ketika unsur P
tidak dibutuhkan dalam jumlah yang banyak oleh tanaman (Makarim et al. 2005).
Tanah Kaolinitik dan Smektitik
Tanah Kaolinitik adalah tanah dengan mineral liat dominan kaolinit, atau
dominan smektit bagi Tanah Smektitik. Kaolinit termasuk mineral liat silikat yang
mempunyai struktur sangat sederhana. Struktuk kaolinit tersusun dari satu
lempeng tetraeder SiO4 dan satu lempeng gibsit. Masing-masing unit melekat
dengan unit lain dengan kuat (oleh ikatan H) sehingga mineral ini tidak mudah
mengembang bila basah dan mengerut bila kering. Substitusi isomorfik sedikit
atau tidak ada sehingga kandungan muatan negatif atau KTK rendah. Muatan
negatif hanya pada patahan-patahan kristal atau akibat disosiasi H bila pH naik.
Karena itu, muatan negatif mineral ini meningkat bila pH naik.
Ikatan antar unit kristal mineral smektit sangat lemah dibandingkan dengan
ikatan pada kaolinit. Tanah yang mengandung liat smektit memperlihatkan sifat
membengkak dan mengerut. Kation dan molekul air mudah masuk pada rongga
antar unit kristal mineral sehingga mineral akan membengkak pada keadaan basah
dan mengerut pada saat kehilangan air. Tanah smektitik dapat diidentifikasi
dengan cukup mudah dilapangan, yaitu jika terdapat retakan-retakan tanah yang
lebar di saat tanah kering atau pada musim kemarau. Tanah vertisol smektitik
tersebar di wilayah Jawa (Jabar, Jateng, dan Jatim), Sulawesi (Sulsel, Sulteng, dan
Gorontalo), dan Nusa Tenggara (Lombok). Tanah ini termasuk tanah pertanian
utama di Indonesia dan umumnya dimanfaatkan untuk padi sawah irigasi dan
tadah hujan, perkebunan, dan hortikultura.
Analisis Korelasi
Manfaat utama analisis korelasi adalah mengetahui derajat hubungan linier
dari peubah-peubah (ρ) tanpa menduga garis regresinya. Jika terdapat data contoh
berukuran n: (X1, Y1), (X2, Y2), ..., (Xn, Yn), digunakan koefisien korelasi data
contoh (r) sebagai penduga ρ:
rxy =
∑ni 1( i - ̅ )( i - ̅ )
√∑n ( i - ̅ )2 ∑n ( i - ̅ )2
i 1
i 1
3
dengan ̅
̅
: nilai rataan peubah X
: nilai rataan peubah Y
X dan Y dapat berupa peubah bebas ataupun peubah respon
Kisaran nilai r adalah -1 ≤ r ≤ 1. Jika r bernilai -1 atau 1, berarti peubahpeubah tersebut memliki hubungan linier yang sempurna, maksudnya semua
pengamatan dari data contoh berada tepat pada garis regresi. Jika r mendekati -1
atau 1, berarti derajat hubungan linier dari peubah-peubah tersebut tinggi. Jika r
bernilai 0, dapat dikatakan bahwa peubah-peubah tidak berkorelasi atau tidak ada
hubungan linier diantara mereka. Korelasi positif berarti ketika nilai satu peubah
bertambah, maka nilai peubah lainnya yang berkorelasi pun bertambah. Korelasi
negatif berarti ketika nilai suatu peubah bertambah, maka nilai peubah lainnya
yang berkorelasi berkurang (Huntsberger dan Billingsley 1987).
Uji Bartlett dan Nilai KMO
Uji Bartlett atau Bartlett's Test of Sphericity, digunakan untuk menguji
keseluruhan derajat hubungan linier dari peubah-peubah. Hipotesis yang ingin
diuji adalah determinan matriks korelasi bernilai 1, dengan hipotesis alternatifnya
yaitu determinan matriks korelasi bernilai 0 berarti peubah-peubah berkorelasi
tinggi. Nilai uji Bartlett menyebar menurut sebaran χ2 dengan derajat bebas (db)
, didapat melalui rumus:
χ2 =
dengan n : banyaknya amatan
p : banyaknya peubah
|R| : determinan matriks korelasi
Tidak tolak H0 jika χ2< χ2(α,db), dan sebaliknya.
Nilai KMO atau Kaiser-Meyer-Olkin (KMO) Measure of Sampling
Adequacy digunakan untuk mencari peubah-peubah dengan hubungan linier yang
kuat, juga untuk mengukur kecukupan data contoh. Nilai KMO membandingkan
koefisien korelasi antar peubah dengan koefisien korelasi parsialnya. Korelasi
parsial menduga derajat hubungan linier antara dua peubah dengan
menghilangkan pengaruh dari peubah-peubah lainnya. Nilai KMO berkisar antara
0 hingga 1. Hubungan linier yang kuat antar peubah direpresentasikan dengan
nilai KMO yang mendekati 1, dengan begitu diharapkan koefisien korelasi parsial
antar pasang peubah mendekati 0. Nilai KMO terbagi menjadi dua, yaitu Nilai
KMO Total dan Nilai KMO Tiap Peubah. Nilai KMO Total didapat melalui
rumus berikut:
KMO = ∑ ∑
∑∑
√
∑∑
4
dengan
: elemen invers matriks korelasi bagi peubah i dan j
: elemen invers matriks korelasi bagi peubah i
: elemen invers matriks korelasi bagi peubah j
: koefisien korelasi parsial peubah i dan j
: koefisien korelasi peubah i dan j
Nilai KMO Tiap Peubah secara khusus menunjukkan kuatnya korelasi
sebuah peubah terhadap peubah lainnya:
KMOTP = ∑
∑
∑
Dengan dan , berturut-turut yaitu koefisien korelasi dan koefisien korelasi
parsial peubah i dan j. Kaiser dalam Pett et al. (2003) mengklasifikasikan nilai
KMO menjadi beberapa kriteria sebagai berikut:
Tabel 1 Kriteria multikolinieritas antar peubah yang didasarkan pada nilai
KMO
Nilai KMO
0.90 - 1.00
0.80 - 0.89
0.70 - 0.79
0.60 - 0.69
0.50 - 0.59