Pengaruh Konversi Lahan Hutan Tehadap Sifat Fisika Tanah (Studi Kasus : Desa Tugu Utara, Kecamatan Cisarua, Bogor)
PENGARUH KONVERSI LAHAN HUTAN TERHADAP
SIFAT FISIKA TANAH (STUDI KASUS : DESA TUGU UTARA,
KECAMATAN CISARUA, BOGOR)
INDRAYU WULAN SARI RITONGA
DEPARTEMEN ILMU TANAH DAN SUMBERDAYA LAHAN
FAKULTAS PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2015
PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN
SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA
Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul Pengaruh Konversi
Lahan Hutan Terhadap Sifat Fisika Tanah (Studi Kasus : Desa Tugu Utara,
Kecamatan Cisarua, Bogor) adalah benar karya saya dengan arahan dari komisi
pembimbing dan 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, Februari 2015
Indrayu Wulan Sari Ritonga
NIM A14100065
ABSTRAK
INDRAYU WULAN SARI RITONGA. Pengaruh Konversi Lahan Hutan
Terhadap Sifat Fisika Tanah (Studi Kasus : Desa Tugu Utara, Kecamatan Cisarua,
Bogor). Dibimbing oleh KUKUH MURTILAKSONO dan ENNI DWI
WAHJUNIE.
Perubahan penggunaan lahan hutan menjadi lahan pertanian maupun non
pertanian semakin meningkat sehingga dapat mengakibatkan penurunan fungsi
tanah. Hutan seharusnya dikelola secara bijaksana agar fungsinya sebagai
perlindungan tata air dan penyangga kehidupan dapat dipertahankan secara
lestari.
Penelitian ini bertujuan untuk mengkaji pengaruh konversi lahan hutan ke
penggunaan lahan lain terhadap sifat fisika tanah. Penggunaan lahan yang dikaji
ialah lahan hutan, tegalan, kebun teh, dan pemukiman. Metode yang digunakan
dalam analisis laboratorium meliputi metode pipet (tekstur), Walkley and Black
(c-organik), gravimetri (bobot isi), piknometer (bobot jenis partikel), pressure
plate aparatus, membran plate aparatus (kadar air kurva pF), pengayakan basah
dan kering (kemantapan agregat), double ring infiltrometer (infiltrasi) dan shallow
well pump-in (permeabilitas). Analisis statistik sidik ragam hubungan antara
perubahan penggunaan lahan dan sifat fisika tanah menggunakan Analysis of
Varian (SPSS 16).
Hasil penelitian menunjukkan bahwa perubahan penggunaan lahan hutan
berpengaruh nyata terhadap sifat fisika tanah di lahan tegalan, kebun teh, dan
pemukiman. Sifat fisika tanah di lahan hutan lebih baik dibandingkan dengan di
tegalan, kebun teh, dan pemukiman. Semua penggunaan lahan memiliki bobot isi
< 0,90 g/cm3 dan indeks stabilitas agregat yang sangat stabil sekali. Tekstur tanah
pada semua penggunaan lahan didominasi lom, kecuali pemukiman memiliki
kadar klei tertinggi. Bahan organik tertinggi (8,44-9,01%) terdapat pada lahan
hutan. Infiltrasi dan permeabilitas tanah di lahan hutan, tegalan dan kebun teh
tergolong sangat cepat, namun di tanah pada lahan pemukiman tergolong lambat.
Parameter yang paling nyata berpengaruh terhadap sifat fisika tanah ialah bahan
organik tanah. Secara umum, sifat fisika tanah di lahan hutan berbeda nyata
dengan di penggunaan lahan lainnya dan sifat fisik tanah di lahan kebun teh tidak
berbeda nyata dengan di lahan pemukiman. Oleh karena itu, perubahan
penggunaan lahan hutan ke penggunaan lain dapat menurunkan secara nyata sifat
fisika tanah.
Kata kunci: Inceptisol, Konversi lahan, Penggunaan lahan, Sifat fisika tanah
ABSTRACT
INDRAYU WULAN SARI RITONGA. Effect of Conversion of Forest on Soil
Physical Properties (Case Study : Tugu Utara Village, Cisarua Municipality,
Bogor). Supervised by KUKUH MURTILAKSONO and ENNI DWI
WAHJUNIE
Forest land conversion to agricultural or non agricultural uses has
increased. Forest should be managed wisely in order to run its sustainable
function as water management protector and human activities supporter. The aim
of this research was to study the effect of conversion of forest to other land uses
on soil physical properties. The land uses that were analyzed are forest, dry land
farm, tea plantation, and settlement. The methods that were applied are pippete
(texture), Walkley and Black (c-organic matter), gravimetric (bulk density),
pycnometer (particle density), pressure plate apparatus, membran plate apparatus
(pF curve), wet and dry sieving (aggregate stability index), double ring
infiltrometer (infiltration), and shallow well pump-in (permeability). Data were
analyzed by using analysis of variance method.
The result indicated that the forest land uses change significantly
influences to soil physical properties. Forest has better soil physical properties
than tea plantation, dry land farm, and settlement. All the land uses had bulk
density less than 0,9 g/cm3 and a very stable aggregate stability index. The loamy
texture found on all the land uses, except clay texture for the settlement. The
highest content of c-organic (8,44-9,01%) found on forest land. Forest, dry land
farm, and tea plantation had a very fast soil infiltration and permeability, but
settlement had a slow one. The significant parameter that most influences to soil
physical properties is organic matter. Generally, soil physical properties of forest
land are significantly different with other land uses. Therefore, forest land use
change significantly decreased soil physical properties.
Key Word : Inceptisol, Land conversion, Land use, Soil physical properties
PENGARUH KONVERSI LAHAN HUTAN TERHADAP
SIFAT FISIKA TANAH (STUDI KASUS : DESA TUGU UTARA,
KECAMATAN CISARUA, BOGOR)
INDRAYU WULAN SARI RITONGA
Skripsi
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Sarjana Pertanian
pada
Departemen Ilmu Tanah dan Sumberdaya Lahan
DEPARTEMEN ILMU TANAH DAN SUMBERDAYA LAHAN
FAKULTAS PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2015
Judul Skripsi : Pengaruh Konversi Lahan Hutan Tehadap Sifat Fisika Tanah (Studi
Kasus : Desa Tugu Utara, Kecamatan Cisarua, Bogor)
Nama
: Indrayu Wulan Sari Ritonga
NIM
: A14100065
Disetujui oleh
Prof Dr Ir Kukuh Murtilaksono, M.S
Pembimbing I
Dr Ir Enni Dwi Wahjunie, M.Si
Pembimbing II
Diketahui oleh
Dr Ir Baba Barus, MSc
Ketua Departemen
Tanggal Lulus :
PRAKATA
Alhamdulillah. Puji syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT, atas
rahmat dan karunia-Nya sehingga penelitian dan penulisan skripsi ini dapat
diselesaikan. Judul dalam penelitian ini adalah Pengaruh Konversi Lahan Hutan
Terhadap Sifat Fisika Tanah (Studi Kasus : Desa Tugu Utara, Kecamatan Cisarua,
Bogor). Penulis menyadari bahwa dalam menyelesaikan skripsi ini tidak lepas dari
bantuan berbagai pihak. Pada kesempatan ini, penulis menyampaikan ucapan
terima kasih kepada:
1. Bapak Prof Dr Ir Kukuh Murtilaksono, MSc selaku pembimbing pertama
dan Dr Ir Enni Dwi Wahjunie, M.Si selaku dosen pembimbing kedua atas
bimbingan, arahan, waktu dan kesabaran dalam membimbing penulis
selama ini sehingga penulis dapat menyelesaikan karya ilmiah ini.
2. Bapak Dr Ir Suria D. Tarigan, MSc selaku penguji yang telah memberikan
saran dan masukan bagi penulis dalam penulisan skripsi ini.
3. Bapak Nata Rombun Ritonga dan Ibu Siti Intan serta Ritonga Junior
(Malik dan Widi) yang telah menjadi semangat hidup penulis selama ini
dan telah memberikan kasih sayang, doa, dukungan moral dan spiritual
yang tiada hentinya kepada penulis.
4. Beasiswa BIDIKMISI yang telah membantu menyelesaikan penelitian
dalam penulisan ini serta membantu penulis selama berada di Institut
Pertanian Bogor.
5. Keluarga KK (Anju, Sony, Masyitah, Sugih, Nunik, Laela, Siti, Ayu,
Fortun), Soildier dan Soilermoon 47, Soiler 48 (Ade, Royan, Aziz,
Joshua), bang Dicky dan sahabat-sahabat ILMU TANAH IPB yang tidak
bisa disebutkan namanya satu persatu, Pegawai Departemen Ilmu Tanah
dan Sumberdaya lahan serta semua pihak yang telah membantu penulis
selama penelitian hingga menyelesaikan penulisan karya ilmiah ini.
Semoga karya ilmiah ini dapat bermanfaat bagi pihak yang membaca dan
membutuhkannya.
Bogor, Februari 2015
Indrayu Wulan Sari Ritonga
DAFTAR ISI
DAFTAR TABEL
vi
DAFTAR GAMBAR
vi
DAFTAR LAMPIRAN
vi
PENDAHULUAN
1
Latar Belakang
1
Tujuan Penelitian
2
TINJAUAN PUSTAKA
2
Kawasan Lindung dan Resapan air
2
Lahan dan Konversi Lahan
2
Tekstur Tanah
3
Kadar Air, Bobot Isi dan Kerapatan Jenis Partikel
3
Infiltrasi Tanah
5
Permeabilitas Tanah
6
METODE
6
Bahan dan Alat
8
Analisis Data
9
SIMPULAN DAN SARAN
21
Simpulan
21
Saran
21
DAFTAR PUSTAKA
22
LAMPIRAN
25
RIWAYAT HIDUP
32
DAFTAR TABEL
1
2
3
4
5
6
7
8
Koordinat geografis lokasi penelitian di Desa Tugu Utara, Cisarua,
Bogor
Parameter sifat fisika tanah dan metode analisis yang digunakan dalam
penelitian
Tekstur tanah dan kadar bahan organik tanah pada berbagai penggunaan
lahan di Desa Tugu Utara, Cisarua, Bogor, pada bulan Mei 2014
Nilai bobot isi, bobot jenis partikel, ruang pori total, dan stabilitas
agregat tanah di Desa Tugu Utara, Cisarua, Bogor, pada bulan Mei
2014
Pengaruh perubahan penggunaan lahan hutan menjadi penggunaan
lahan tegalan, kebun teh, dan pemukiman terhadap sifat fisika tanah
Kadar air tanah Inceptisol pada pF 1, pF 2, pF 2,54 dan pF 4,2 di Desa
Tugu Utara, Cisarua, Bogor, pada bulan Mei 2014
Nilai pori drainase sangat cepat, pori drainase cepat, pori drainase
lambat dan pori air tersedia pada berbagai penggunaan lahan di Desa
Tugu Utara, Cisarua, Bogor, pada bulan Mei 2014
Nilai permeabilitas dan laju infiltrasi tanah pada berbagai penggunaan
lahan di Desa Tugu Utara, Cisarua, Bogor, pada bulan Mei 2014
7
9
10
12
14
15
17
18
DAFTAR GAMBAR
1
2
3
4
Peta tutupan lahan lokasi penelitian hasil interpretasi citra Quickbird
2010
Kondisi lokasi penelitian di lahan hutan, kebun teh, tegalan dan
pemukiman di Desa Tugu Utara, Cisarua, Bogor
Kurva pF (%v/v) pada kedalaman 0-20 cm dan 20-40 cm di berbagai
penggunaan lahan di Desa Tugu Utara, Cisarua, Bogor, pada bulan Mei
2014
Laju infiltrasi minimum menggunakan metode Horton pada
penggunaan lahan hutan, tegalan, kebun teh dan pemukiman di Desa
Tugu Utara, Cisarua, Bogor, pada bulan Mei 2014
6
7
16
19
DAFTAR LAMPIRAN
1
2
3
4
5
6
Laju infiltrasi pada berbagai penggunaan lahan di Desa Tugu Utara,
Cisarua, Bogor, pada bulan Mei 2014
Permeabilitas tanah pada berbagai penggunaan lahan di Desa Tugu
Utara, Cisarua, Bogor, pada bulan Mei 2014
Hasil analisis ragam penggunaan lahan terhadap sifat fisik tanah
Inceptisol Cisarua, Bogor
Hasil analisis uji Duncan penggunaan lahan terhadap sifat fisika tanah
pada kedalaman 0-20 cm
Hasil analisis uji Duncan penggunaan lahan terhadap sifat fisika tanah
pada kedalaman 20-40 cm
Metode Analisis penetapan bobot isi, kadar air kurva pF, kemantapan
agregat, bobot jenis partikel, bahan organik dan tekstur tanah
25
26
27
27
28
29
1
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Kawasan Puncak merupakan salah satu kawasan resapan air di wilayah
Bogor. Berdasarkan Peraturan Presiden No. 54 tahun 2008, kawasan Puncak
diarahkan sebagai kawasan resapan air dan pengendali banjir. Kawasan resapan
air adalah wilayah yang mempunyai kemampuan tinggi untuk meresapkan air
hujan sehingga merupakan tempat pengisian air bumi yang berguna sebagai
sumber air. Hutan ialah salah satu sumberdaya alam yang dapat memberikan
manfaat cukup besar bagi kemakmuran rakyat. Hutan seharusnya dikelola secara
bijaksana agar fungsinya sebagai pelindung tata air dan penyangga kehidupan
dapat dipertahankan secara lestari. Namun, perubahan penggunaan lahan dari
kawasan lindung seperti hutan menjadi lahan pertanian maupun non pertanian
banyak terjadi. Salah satu jenis perubahan penggunaan lahan adalah deforestasi.
Deforestasi yang terjadi diakibatkan oleh aktivitas penebangan pohon,
pengembangan areal pertanian, dan pemukiman (Kitamura dan Rustiadi 1990),
yang pada gilirannya dapat mengakibatkan penurunan kualitas tanah.
Berdasarkan penelitian Marisan (2006) disebutkan bahwa terjadi
inkonsistensi pemanfaatan ruang terhadap RTRW kabupaten Bogor. Area yang
telah ditetapkan sebagai kawasan lindung sebesar 14,75% ternyata terdapat
tanaman pertanian lahan kering (TPLK) sekitar 26,10%, tanaman pertanian lahan
basah (TPLB) sekitar 1,30%, dan ruang terbangun sekitar 0,57%. Selain itu area
yang telah ditetapkan sebagai kawasan hutan produksi sebesar 20,56% ternyata
terdapat TPLK sekitar 70,15%, TPLB sekitar 5,54% dan ruang terbangun sekitar
2,90% serta area yang ditetapkan sebagai kawasan pertanian sebesar 37,23%
ternyata terdapat ruang terbangun sekitar 4,74%. Hal ini menunjukkan telah
terjadi ketidaksesuaian peruntukan lahan dalam RTRW kabupaten Bogor.
Perubahan penggunaan lahan yang tidak sesuai dengan peruntukannya
dapat menurunkan kualitas tanah. Penurunan kualitas tanah mengakibatkan
bencana longsor dan banjir, penurunan kapasitas resapan air dan berkurangnya
ketersediaan air bawah tanah. Kemampuan peresapan air dipengaruhi oleh sifat
fisika tanah, seperti tekstur tanah, struktur tanah, dan pori-pori tanah. Menurut
penelitian Utaya (2008) bahwa perubahan penggunaan lahan terbuka di Kota
Malang lahan tegalan dan semak belukar menjadi lahan rumput dan pekarangan
dapat menurunkan kapasitas infiltrasi. Hal ini terjadi karena perubahan
penggunaan lahan dapat merubah sifat biofisik tanah (biomassa akar, bahan
organik dan jumlah cacing) dan dapat mempengaruhi kemampuan tanah dalam
meresapkan air. Kemampuan tanah meresapkan air dapat diketahui dari infiltrasi
dan permeabilitas. Infiltrasi adalah peristiwa masuknya air ke dalam tanah melalui
permukaan tanah. Permeabilitas adalah kecepatan bergeraknya air di dalam tanah
pada kondisi jenuh. Tanah hutan mempunyai laju infiltrasi yang tinggi dan pori
makro yang relatif banyak. Kondisi ini mendukung air hujan yang jatuh dapat
mengalir ke lapisan tanah lebih dalam (Susswein et al. 2001). Upaya untuk
menjaga ketersediaan air di dalam tanah dan menekan jumlah aliran permukaan,
perlu dilakukan penelitian tentang sifat-sifat fisika tanah seperti tekstur, bobot isi,
kerapatan jenis partikel, agregat, bahan organik, dan kadar air tanah pada berbagai
jenis penggunaan lahan di kawasan Puncak, Cisarua, Bogor.
2
Tujuan Penelitian
Penelitian ini bertujuan untuk mengkaji pengaruh konversi lahan hutan ke
penggunaan lahan lain terhadap sifat fisika tanah.
TINJAUAN PUSTAKA
Kawasan Lindung dan Resapan air
Definisi Kawasan Lindung berdasarkan Keputusan Presiden No. 32 tahun
1990, kawasan yang ditetapkan dengan fungsi utama melindungi kelestarian
lingkungan hidup. Hal ini mencakup sumber alam, sumber daya buatan, serta nilai
sejarah dan budaya bangsa guna kepentingan pembangunan berkelanjutan.
Kawasan resapan air adalah daerah yang mempunyai kemampuan tinggi untuk
meresapkan air hujan. Kawasan ini merupakan tempat pengisian air bumi yang
berguna sebagai sumber air. Kriteria kawasan resapan air, yaitu curah hujan yang
tinggi, struktur tanah yang mudah meresapkan air, dan bentuk geomorfologi yang
mampu meresapkan air hujan secara besar-besaran.
Forest Watch Indonesia (2012) menyatakan bahwa kawasan Puncak
Bogor telah kehilangan fungsinya sebagai hutan lindung dan kawasan resapan air.
Hal ini diakibatkan banyaknya pengurangan penutupan hutan (deforestasi) yang
menjadi lahan pertanian maupun non pertanian.
Lahan dan Konversi Lahan
Lahan adalah suatu wilayah dipermukaan bumi yang mempunyai sifatsifat agak tetap. Lahan merupakan pengulangan sifat-sifat dari wilayah biosfer
secara vertikal. Wilayah tersebut mencakup atmosfer, tanah geologi, geomorfologi,
hidrologi, vegetasi, dan binatang. Lahan merupakan hasil aktivitas manusia
dimasa lampau maupun masa sekarang (Yunianto 1991).
Menurut Manuwoto (1991), faktor yang memengaruhi penggunaan lahan
serta perubahannya adalah iklim, morfologi tanah dan lingkungan sosial. Hal ini
mengakibatkan terjadinya konversi lahan untuk memenuhi kebutuhan hidup
manusia. Konversi lahan adalah peralihan penggunaaan lahan menjadi suatu
penggunaan lahan lainnya. Konversi lahan dapat menyebabkan dampak bagi
lingkungan, sosial, dan sifat fisika tanah.
Menurut Setyowati (2007) mengatakan bahwa perubahan tutupan vegetasi
dapat mengakibatkan perubahan sifat fisika tanah. Hal ini diakibatkan oleh setiap
jenis vegetasi memiliki sistem perakaran yang berbeda. Perubahan penggunaan
lahan dari hutan atau perkebunan menjadi lahan pertanian maupun permukiman
akan menurunkan kualitas tanah. Menurut Widianto (2004), alih guna lahan hutan
menjadi kopi monokultur di Lampung mengakibatkan perubahan sifat fisika tanah.
Perubahan sifat fisika tanah ini berupa penurunan bahan organik dan jumlah ruang
pori. Sejalan dengan itu, menurut Hairiah et al. (2004), alih guna lahan tersebut
juga mengakibatkan penurunan ketebalan serasah dan jumlah pori makro tanah.
3
Inceptisol
Incepisol merupakan tanah yang belum matang (immature) dengan
perkembangan profil yang lebih lemah dibandingkan dengan tanah yang matang
dan masih banyak menyerupai sifat bahan induknya (Hardjowigeno 1995). Proses
pedogenesis yang mempercepat proses pembentukan tanah Inceptisol adalah
pemindahan, penghilangan karbonat, hidrolisis mineral primer menjadi formasi
lempung, pelepasan sesquioksida, akumulasi bahan organik dan yang paling
utama ialah proses pelapukan, sedangkan proses pedogenesis yang menghambat
pembentukan tanah inceptisol adalah pelapukan batuan dasar menjadi bahan induk
(Resman et al. 2006).
Pada umumnya Inceptisol memiliki bobot isi tanah sebesar 1,0 g/cm3, pH
mendekati netral atau lebih, nilai porositas 68% sampai 85%. Warna tanah
Inceptisol beranekaragam tergantung dari jenis bahan induknya. Warna kelabu
bahan induknya dari endapan sungai, warna coklat kemerahan karena mengalami
proses reduksi dan warna hitam mengandung bahan organik yang tinggi (Resman
et al. 2006).
Tekstur Tanah
Tekstur tanah adalah ukuran relatif dari partikel –partikel tanah. Partikelpartikel tanah menggambarkan kehalusan dan kekasaran dari tanah. Menurut
Haridjadja (1980), tekstur tanah adalah distribusi besar butir-butir tanah atau
perbandingan secara relatif dari besar butir-butir tanah. Butir-butir tersebut
membentuk fraksi berupa pasir, debu dan klei. Gabungan dari ketiga fraksi
dinyatakan dalam persen. Gabungan ini disebut sebagai kelas tekstur. Tekstur
tanah menunjukkan kasar halusnya tanah. Kelas tekstur tanah dikelompokkan
berdasarkan perbandingan banyaknya butir-butir pasir, debu dan klei. Tanah yang
bertekstur pasir mempunyai luas permukaan spesifik yang kecil sehingga sulit
untuk menyerap (menahan) air dan unsur hara. Tanah-tanah bertekstur klei
mempunyai luas permukaan spesifik yang besar sehingga kemampuan menahan
air dan menyediakan unsur hara tinggi (Hardjowigeno 1995).
Terdapat hubungan yang erat antara tekstur tanah dengan sifat-sifat tanah
yang lain. Sifat-sifat tanah seperti kapasitas tukar kation (KTK), ruang pori total,
kecepatan infiltrasi dan permeabilitas. Sifat fisika dan kesuburan tanah sangat
dipengaruhi oleh tekstur tanah. Berdasarkan segi fisika tanah, tekstur berperan
pada struktur, air dan udara serta suhu tanah. Sementara itu, dari segi kesuburan
tanah, tekstur memegang peranan penting dalam pertukaran ion, sifat penyangga,
kejenuhan basa dan sebagainya. Fraksi klei merupakan fraksi yang paling aktif
sedangkan kedua fraksi yang lain kurang aktif (Haridjadja 1980).
Kadar Air, Bobot Isi dan Kerapatan Jenis Partikel
Kadar air tanah adalah air yang mengisi bagian-bagian atau seluruhnya
dari ruangan kosong diantara zarah-zarah padat. Air terdapat di dalam tanah
karena diserap oleh massa tanah. Air ini tertahan oleh lapisan kedap air. Selain itu
penahanan air ini diakibatkan oleh keadaan drainase yang kurang baik. Gaya
4
adhesi, kohesi, dan gravitasi memengaruhi ditahan atau diresapkannya air dalam
tanah (Hardjowigeno 1995). Kadar air tanah merupakan nisbah antara berat air
dengan berat tanah kering. Definisi lain kadar air ialah nisbah antara volume air
dengan volume tanah utuh. Dengan demikian kadar air tanah dinyatakan dalam
persen berat atau persen volume (sapei et al. 1990). Haridjadja (1980)
memaparkan bahwa penetapan kadar air tanah dapat dilakukan di lapangan dan
laboratorium. Metode penentuan kadar air tanah dapat diklasifikasikan menjadi
gravimetrik, tensiometri, tahanan listrik, dan pembauran neutron.
Bobot isi (Bulk Density) tanah adalah bobot kering suatu unit volume
tanah dalam keadaan utuh. Bobot isi dinyatakan dalam gram tiap centimeter kubik.
Unit volume bobot isi terdiri dari volume yang berisi bahan padat dan volume
ruangan diantaranya. Bobot isi menunjukkan perbandingan antara berat tanah
kering dengan volume tanah termasuk pori-pori tanah. Bobot isi merupakan
petunjuk kepadatan tanah. Semakin padat suatu tanah maka semakin tinggi bobot
isinya. Hal ini berarti semakin sulit tanah meneruskan air dan ditembus oleh akar
tanaman. Pada umumnya bobot isi tanah berkisar antara 1.1 – 1.6 g/cm3. Namun,
ada juga beberapa jenis tanah yang mempunyai bobot isi kurang dari 0.85 g/cm3
(Hardjowigeno 1995).
Bobot jenis partikel atau kerapatan jenis zarah (KJZ) tanah adalah nisbah
antara bobot kering partikel padat tanah terhadap volumenya. Volume ini tidak
termasuk ruang pori yang terdapat diantara partikelnya. Bobot jenis partikel
dinyatakan dalam gram tiap sentimeter kubik. Bobot jenis partikel merupakan
fungsi dari perbandingan antara komponen bahan mineral dan bahan organik.
Bobot jenis partikel tanah mineral umumnya berkisar antara 2.60 sampai
2.70g/cm3, sedangkan bobot jenis partikel bahan organik umumnya berkisar
antara 1.30 - 1.50g/cm3 (Puja 2008).
Porositas atau ruang pori tanah didefinisikan sebagai persentase volume
tanah yang ditempati oleh air dan udara. Menurut ukurannya, ruang pori total
tanah dikelompokkan ke dalam ruang pori kapiler dan ruang pori non kapiler.
Ruang pori kapiler dapat menghambat pergerakan air menjadi pergerakan kapiler.
Ruang pori non kapiler dapat memberi kesempatan pergerakan udara dan
perkolasi secara cepat sehingga sering disebut pori drainase. Nilai bobot isi dan
ruang pori total tanah beragam. Hal ini tergantung pada keadaan struktur tanah,
khususnya dalam hal pemadatan tanah. Perubahan penggunaan lahan dapat
menyebabkan pemadatan tanah yang mempengaruhi bobot isi dan ruang pori total
(Puja 2008).
Agregat dan Bahan Organik Tanah
Agregat tanah terdiri dari pengelompokkan erat sejumlah butir-butir
primer tanah. Mekanisme pembentukan agregat-agregat ini merupakan fase
penting dalam masalah struktur tanah. Hal ini dikarenakan tipe struktur tanah
ditentukan oleh jumlah dan sifat agregat tanah. Menurut Haridjadja (1980),
struktur tanah adalah susunan butiran tanah secara alami menjadi agregat dengan
bentuk tertentu dan dibatasi oleh bidang-bidang. Hardjowigeno (1995) juga
mendefinisikan struktur tanah sebagai gumpalan kecil dari butiran-butiran tanah.
Gumpalan struktur ini terjadi karena butir-butir pasir, lom dan klei terikat satu
sama lain oleh suatu perekat seperti bahan organik dan oksida-oksida besi.
5
Gumpalan-gumpalan kecil ini mempunyai bentuk, ukuran, dan kemantapan
(ketahanan) yang berbeda-beda. Struktur tanah meliputi bentuk dan susunan
agregat, ukuran agregat, dan kemantapan agregat (Haridjadja 1980).
Struktur tanah, selain dipengaruhi oleh agregat tanah juga dipengaruhi oleh
bahan organik. Menurut Ruijter dan Agus (2004), ada dua macam bahan organik
tanah, yaitu bahan organik yang sudah melapuk dan bersatu dengan tanah, dan
bahan organik yang masih kelihatan wujud aslinya. Bahan organik ini disebut
sebagai seresah atau sisa tanaman. Tinggi rendahnya bahan organik tanah dapat
ditandai dari warna tanah. Tanah yang tinggi kandungan bahan organiknya
biasanya berwarna hitam. Tanah ini relatif lebih subur dibandingkan tanah yang
berwarna pucat. Bahan organik sisa tanaman yang mudah dilihat adalah sisa daun,
ranting, akar, kayu, buah, dan biji. Semakin banyak sisa tanaman di atas
permukaan tanah maka tanah semakin terlindung dari terpaan air hujan dan
semakin kecil erosinya. Bahan organik sisa tanaman juga merangsang
pertumbuhan hewan dan tumbuhan kecil di dalam tanah sehingga dapat
meningkatkan aktivitas proses penguraian zat hara tanah.
Infiltrasi Tanah
Infiltrasi (Rukka 2011) adalah peristiwa masuknya air ke dalam tanah
melalui permukaan tanah secara vertikal. Laju infiltrasi adalah banyaknya air per
satuan waktu yang masuk melalui permukaan tanah. Laju infiltrasi berkurang
dengan lamanya waktu hujan berlangsung. Infiltrasi menyediakan air untuk
perkolasi. Infiltrasi merupakan salah satu proses yang berkaitan dengan distribusi
air hujan yang jatuh ke permukaan bumi. Air hujan yang meresap ke dalam tanah
mengakibatkan kadar air tanah meningkat hingga mencapai kapasitas lapang.
Pada kondisi kapasitas lapang, air yang masuk menjadi perkolasi. Air ini mengisi
daerah yang lebih rendah energi potensialnya. Hal ini mendorong terjadinya aliran
antara (interflow) dan aliran bawah permukaan lainnya (base flow). Air yang
berada pada lapisan tanah jenuh dapat pula bergerak ke segala arah. Air bergerak
dengan dengan gaya kapiler atau dengan bantuan penyerapan oleh tanaman
melalui tudung akar.
Proses infiltrasi sangat ditentukan oleh waktu. Jumlah air yang masuk
kedalam tanah dalam suatu periode waktu disebut laju infiltrasi (Rukka 2011).
Laju infiltrasi pada suatu tempat akan semakin kecil seiring kejenuhan tanah oleh
air. Pada saat tertentu laju infiltrasi menjadi tetap. Nilai laju inilah yang kemudian
disebut laju perkolasi. Mekanisme infiltrasi melibatkan tiga proses yang tidak
saling mempengaruhi, yaitu proses masuknya air hujan melalui pori-pori
permukaan tanah, tertampungnya air hujan tersebut didalam tanah, dan proses
mengalirnya air tersebut ketempat lain. Beberapa faktor yang dapat
mempengaruhi infiltrasi tanah antara lain bahan organik tanah, kadar air tanah,
tekstur, struktur tanah, distribusi pori, serta kontinuitas pori tanah, dan stabilitas
agregat (Rukka 2011).
6
Permeabilitas Tanah
Permeabilitas (Wiriawan et al. 2006) didefinisikan sebagai sifat bahan
berpori yang memungkinkan aliran rembesan dari cairan. Cairan ini berupa air
atau minyak yang mengalir lewat rongga pori. Permeabilitas tanah digambarkan
sebagai sifat tanah yang mengalirkan air melalui rongga pori tanah. Penetapan
permeabilitas tanah dilakukan untuk mengukur/menentukan kemampuan tanah
dilewati air melalui pori-porinya.
Hillel (1980) mengatakan bahwa permeabilitas dipengaruhi oleh tekstur,
struktur, porositas total, dan distribusi ukuran pori. Pori-pori agregat yang cukup
besar akan meningkatkan hantaran hidrolik. Hantaran Hidrolik meningkat bila
agregasi butir tanah menjadi remah, adanya saluran bekas lubang akar yang
terdekomposisi, adanya bahan organik, dan porositas tanah yang tinggi.
METODE
Lokasi dan Waktu Penelitian
Penelitian ini dilakukan di areal perkebunan teh PT Sumber Sari Bumi
Pakuan (SSBP), Desa Tugu Utara, Kecamatan Cisarua, Kabupaten Bogor dan
Laboratorium Konservasi Tanah dan Air, Departemen Ilmu Tanah dan
Sumberdaya Lahan, Fakultas Pertanian, Institut Pertanian Bogor. Penelitian
dilaksanakan mulai bulan Maret 2014 hingga Agustus 2014. Lokasi penelitian
berdasarkan interpretasi citra Quickbird tahun 2010 dapat dilihat pada Gambar 1.
Gambar 1. Peta tutupan lahan lokasi penelitian hasil interpretasi citra Quickbird
2010
Penelitian dilakukan pada empat jenis penggunaan lahan yang berbeda,
yaitu pemukiman, tegalan, kebun teh, dan hutan. Pada semua penggunaan lahan
memiliki jenis tanah yang sama yaitu Asosiasi Inceptisol coklat dan kemerahan
(BPDAS Citarung Ciliwung 1999), kemiringan lereng yang relatif seragam yaitu
7
±5-10%, dan solum tanah yang relatif sama yaitu ±50 cm. Secara geografis,
koordinat lokasi penelitian disajikan pada Tabel 1.
Tabel 1. Koordinat geografis lokasi penelitian di Desa Tugu Utara, Cisarua, Bogor
Lokasi
Titik Koordinat
Ketinggian
Hutan
06°41’22,49” LS
106°59’53,39” BT
1471 mdpl
Tegalan
06°41’20,89” LS
106°59’35,69” BT
1458 mdpl
Kebun Teh
Pemukiman
06°41’23,53” LS
106°59’51,28” BT
06°41’21,45” LS
106°59’34,48” BT
1467 mdpl
1450 mdpl
Keterangan
Hutan primer,
hutan lindung
Telaga Warna
Kacang tanah,
kubis dan
singkong
Perkebunan Teh
PT. SSBP
Desa Tugu Utara
Horison
O,A,B,BC
A,AB,B,BC
A,B,BC
A,AB,B,BC
Menurut Yuwana (1986), tanah yang terbentuk dari bahan induk yang sama
dan berkembang pada kondisi yang sama akan mempunyai sifat-sifat yang
berbeda, jika memiliki vegetasi penutup atau penggunaan lahan yang berbeda.
Penggunaan lahan hutan terdapat vegetasi seperti semak belukar, pohon pisang,
beringin dan pohon berkayu hutan alami. Tanaman yang terdapat pada lahan
tegalan ialah kacang tanah, kubis dan singkong. Kebun teh dan pemukiman berada
di kawasan PT. SSBP di Desa Tugu Utara, Cisarua, Bogor. Kondisi lingkungan
secara visual lokasi penelitian disajikan pada Gambar 2.
Gambar 2. Kondisi lokasi penelitian di lahan hutan (a), kebun teh (b), tegalan
(c), dan pemukiman (d) di Desa Tugu Utara, Cisarua, Bogor
8
Bahan dan Alat
Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah contoh tanah utuh dan
tanah terganggu, aquades, air AC, HCl, Ferroin 0.025 M, Natrium Pirophosphat,
H2O2, FeSO4, K2Cr2O7 1 N, H2SO4 dan citra quickbird 2010
Alat–alat yang digunakan ialah double ring infiltrometer, permeameter,
piknometer, GPS, ring sampler, Pressure Plate Apparatus, Pressure Membrane
Apparatus, satu set ayakan agregat kering, satu set ayakan agregat basah,
stopwatch, penggaris, alat-alat pengambilan sampel, oven 105°C, gelas ukur, gelas
piala, kompor, pengaduk, kalkulator, Arc view GIS 3.2 dan seperangkat komputer.
Metode Penelitian
Pemilihan Lokasi dan Pengukuran Lapang
Pemilihan lokasi penelitian dimulai dengan interpretasi citra Quickbird
tahun 2010 menggunakan Arcview GIS 3.2. Citra didigitasi menggunakan metode
interpretasi manual berdasarkan penggunaan lahan yang berbeda. Hasil digitasi
berbentuk polygon, line maupun point diberi keterangan sesuai nama penggunaan
lahan yang didigitasi. Penentuan lokasi pengambilan sampel didasarkan pada
tanah, lereng dan solum yang sama pada penggunaan lahan yang berbeda di
daerah tersebut.
Penelitian lapang dilakukan di empat lokasi yang memiliki jenis
penggunaan lahan yang berbeda, yaitu pemukiman, tegalan, kebun teh, dan hutan.
Parameter yang diamati langsung di lapang ialah infiltrasi dan permeabilitas tanah.
Pada setiap penggunaan lahan ditetapkan dua petak pengamatan sebagai ulangan
dengan luas masing-masing sekitar 25 m2 yang dipilih secara acak dengan jarak
sekitar 5-7 m.
Pengukuran laju infiltrasi dan permeabilitas tanah dilakukan pada setiap
petak sehingga setiap penggunaan lahan dilakukan pengukuran sebanyak 2 kali.
Jumlah pengukuran infiltrasi dan permeabilitas sebanyak 8 kali. Alat yang
digunakan untuk mengukur laju infiltrasi ialah double ring infiltrometer.
Pengukuran permeabilitas tanah dilakukan pada kedalaman 20-40 cm dengan
membuat lubang hingga kedalaman ±40 cm, kemudian dilakukan pengamatan
penurunan muka air dalam tabung permeameter yang dimasukkan ke dalam
lubang tersebut. Penurunan diamati hingga laju penurunan relatif konstan. Alat
yang digunakan untuk mengukur permeabilitas tanah ialah permeameter.
Pengambilan Contoh Tanah dan Analisis Tanah di Laboratorium
Pengambilan contoh tanah utuh dilakukan pada satu petak disetiap
penggunaan lahan. Pada satu petak pengamatan diambil tiga titik yang berdekatan
menggunakan ring sample. Contoh tanah ini diambil pada kedalaman 0-20 cm dan
20-40 cm. Jumlah total contoh tanah utuh yang diambil sebanyak 24 contoh tanah.
Contoh tanah utuh selanjutnya dianalisis di laboratorium untuk penetapan bobot
isi dan kadar air pada berbagai pF.
9
Pengambilan contoh tanah terganggu dilakukan secara komposit pada satu
petak disetiap penggunaan lahan dengan kedalaman 0-20 cm dan 20-40 cm.
Contoh tanah terganggu dan agregat utuh selanjutnya dianalisis di laboratorium
untuk menentukan kemantapan agregat, bobot jenis partikel (BJP), kadar bahan
organik (BO) dan tekstur. Tabel 2 menunjukkan parameter dan metode analisis
yang digunakan pada penelitian ini.
Tabel 2. Parameter sifat fisika tanah dan metode analisis yang digunakan dalam
penelitian
No
1
2
3
4
5
6
7
8
Parameter
Infiltrasi tanah
Permeabilitas tanah
Bobot isi
Bahan organik
Tekstur tanah
Bobot jenis partikel
Kemampuan memegang air pada
tegangan/tekanan 10 cm, 100 cm, 1/3 atm dan 15
atm
Kemantapan agregat tanah
Metode Analisis
Double ring infiltrometer
Shallow well pump-in
Gravimetri
Walkley and black
Metode Pipet
Piknometer
Pressure Plate Aparatus,
Membran Plate Aparatus
Pengayakan Basah dan
Kering
Analisis Data
Data hasil pengamatan lapang dan laboratorium diolah dengan
menggunakan Microsoft Ofice Excel 2007 dan selanjutnya hasil data tersebut
dianalisis sidik ragam {Analysis of Varian (Anova)} serta uji lanjut menggunakan
uji Duncan. Analisis of Varian digunakan untuk melihat pengaruh konversi lahan
hutan terhadap sifat fisika tanah, sehingga dapat diketahui penggunaan lahan yang
paling nyata merubah sifat-sifat fisika tanahnya. Hubungan antara penggunaan
lahan dan sifat fisika tanah dievaluasi menggunakan tingkat keragaman (sangat
nyata, nyata dan tidak nyata). Uji Duncan digunakan untuk melihat nilai respon
sifat fisika tanah yang memiliki perbedaan nyata pada taraf 5% (α = 0,05).
Software yang digunakan dalam analisis ini adalah SPSS16.
HASIL DAN PEMBAHASAN
Tekstur dan Bahan Organik Tanah
Tekstur dan bahan organik tanah hasil analisis laboratorium dari berbagai
penggunaan lahan tersaji pada Tabel 3. Tanah pada semua penggunaan lahan
memiliki tekstur lom dengan kadar klei 25-49%, kadar debu 23-60% dan kadar
pasir 13-37%. Tanah di lahan hutan pada kedalaman 0-20 cm memiliki kelas
tekstur lom dan pada kedalaman 20-40 cm memiliki kelas tekstur lom berdebu.
Tanah di lahan hutan didominasi oleh kandungan debu yang tinggi yaitu sekitar
10
16-25%. Tanah di lahan tegalan dan kebun teh pada kedalaman 0-20 cm memiliki
kelas tekstur yang sama, yakni lom berklei. Tanah di lahan tegalan pada
kedalaman 20-40 cm memiliki tekstur lom klei berdebu dengan kandungan debu
54% dan tanah di lahan kebun teh memiliki tekstur lom berdebu dengan
kandungan debu 56%. Kandungan klei tertinggi terdapat pada tanah di
penggunaan lahan pemukiman. Tanah di lahan pemukiman pada kedalaman
0-20 cm memiliki tekstur klei dan pada kedalaman 20-40 cm memiliki tekstur lom
berklei.
Tabel 3. Tekstur tanah dan kadar bahan organik tanah pada berbagai penggunaan
lahan di Desa Tugu Utara, Cisarua, Bogor, pada bulan Mei 2014
Debu
Klei
BO
Penggunaan Kedalaman Pasir
Lahan
(cm)
................(%)................... (%)
Hutan
Tegalan
Kebun Teh
Pemukiman
Tekstur
0-20
37,98
45,75
16,27
9,01d Lom
20-40
13,51
60,74
25,74
8,44c Lom berdebu
0-20
36,71
31,08
32,22
6,45b Lom berklei
20-40
17,32
54,91
27,77
7,63c Lom klei berdebu
0-20
20,99
44,87
34,14
7,96c Lom berklei
20-40
17,54
56,49
25,97
4,49b Lom berdebu
0-20
26,89
23,52
49,60
4,73a Klei
20-40
24,43
41,50
34,08
1,72a Lom berklei
Keterangan : BO (Bahan Organik), Nilai dengan huruf yang berbeda ke arah kolom menunjukkan
berbeda nyata, sebaliknya huruf yang sama ke arah kolom menunjukkan tidak
berbeda nyata menurut uji duncan pada taraf 5%.
Tekstur tanah pada semua penggunaan lahan dipengaruhi oleh bahan
induknya, yaitu abu vulkanik (Puslitbang Geologi Jabar), tingkat pelapukannya
dan vegetasi penutup lahan. Tekstur tanah di lahan tegalan, kebun teh, dan
pemukiman pada kedalaman 0-20 cm memiliki kadar klei yang lebih tinggi
dibandingkan dengan tanah di lahan hutan. Hal ini terjadi karena ketiga tanah
tersebut memiliki tutupan vegetasi yang kurang rapat dibandingkan tanah di lahan
hutan, sehingga curah hujan yang semakin tinggi mengakibatkan tingkat
pelapukan menjadi lebih intensif. Selain itu, adanya pengolahan tanah dan
aktivitas manusia di lahan tegalan, kebun teh, dan pemukiman menyebabkan
adanya pengikisan bahan organik oleh erosi tanah. Hal ini dapat mempengaruhi
perubahan ukuran fraksi/partikel tanah. Fraksi debu yang mendominasi tekstur
lom berukuran 0,002 mm sampai 0,050 mm. Ukuran fraksi/partikel tanah yang
semakin kecil dikategorikan ke dalam fraksi klei. Fraksi klei ini berukuran
SIFAT FISIKA TANAH (STUDI KASUS : DESA TUGU UTARA,
KECAMATAN CISARUA, BOGOR)
INDRAYU WULAN SARI RITONGA
DEPARTEMEN ILMU TANAH DAN SUMBERDAYA LAHAN
FAKULTAS PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2015
PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN
SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA
Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul Pengaruh Konversi
Lahan Hutan Terhadap Sifat Fisika Tanah (Studi Kasus : Desa Tugu Utara,
Kecamatan Cisarua, Bogor) adalah benar karya saya dengan arahan dari komisi
pembimbing dan 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, Februari 2015
Indrayu Wulan Sari Ritonga
NIM A14100065
ABSTRAK
INDRAYU WULAN SARI RITONGA. Pengaruh Konversi Lahan Hutan
Terhadap Sifat Fisika Tanah (Studi Kasus : Desa Tugu Utara, Kecamatan Cisarua,
Bogor). Dibimbing oleh KUKUH MURTILAKSONO dan ENNI DWI
WAHJUNIE.
Perubahan penggunaan lahan hutan menjadi lahan pertanian maupun non
pertanian semakin meningkat sehingga dapat mengakibatkan penurunan fungsi
tanah. Hutan seharusnya dikelola secara bijaksana agar fungsinya sebagai
perlindungan tata air dan penyangga kehidupan dapat dipertahankan secara
lestari.
Penelitian ini bertujuan untuk mengkaji pengaruh konversi lahan hutan ke
penggunaan lahan lain terhadap sifat fisika tanah. Penggunaan lahan yang dikaji
ialah lahan hutan, tegalan, kebun teh, dan pemukiman. Metode yang digunakan
dalam analisis laboratorium meliputi metode pipet (tekstur), Walkley and Black
(c-organik), gravimetri (bobot isi), piknometer (bobot jenis partikel), pressure
plate aparatus, membran plate aparatus (kadar air kurva pF), pengayakan basah
dan kering (kemantapan agregat), double ring infiltrometer (infiltrasi) dan shallow
well pump-in (permeabilitas). Analisis statistik sidik ragam hubungan antara
perubahan penggunaan lahan dan sifat fisika tanah menggunakan Analysis of
Varian (SPSS 16).
Hasil penelitian menunjukkan bahwa perubahan penggunaan lahan hutan
berpengaruh nyata terhadap sifat fisika tanah di lahan tegalan, kebun teh, dan
pemukiman. Sifat fisika tanah di lahan hutan lebih baik dibandingkan dengan di
tegalan, kebun teh, dan pemukiman. Semua penggunaan lahan memiliki bobot isi
< 0,90 g/cm3 dan indeks stabilitas agregat yang sangat stabil sekali. Tekstur tanah
pada semua penggunaan lahan didominasi lom, kecuali pemukiman memiliki
kadar klei tertinggi. Bahan organik tertinggi (8,44-9,01%) terdapat pada lahan
hutan. Infiltrasi dan permeabilitas tanah di lahan hutan, tegalan dan kebun teh
tergolong sangat cepat, namun di tanah pada lahan pemukiman tergolong lambat.
Parameter yang paling nyata berpengaruh terhadap sifat fisika tanah ialah bahan
organik tanah. Secara umum, sifat fisika tanah di lahan hutan berbeda nyata
dengan di penggunaan lahan lainnya dan sifat fisik tanah di lahan kebun teh tidak
berbeda nyata dengan di lahan pemukiman. Oleh karena itu, perubahan
penggunaan lahan hutan ke penggunaan lain dapat menurunkan secara nyata sifat
fisika tanah.
Kata kunci: Inceptisol, Konversi lahan, Penggunaan lahan, Sifat fisika tanah
ABSTRACT
INDRAYU WULAN SARI RITONGA. Effect of Conversion of Forest on Soil
Physical Properties (Case Study : Tugu Utara Village, Cisarua Municipality,
Bogor). Supervised by KUKUH MURTILAKSONO and ENNI DWI
WAHJUNIE
Forest land conversion to agricultural or non agricultural uses has
increased. Forest should be managed wisely in order to run its sustainable
function as water management protector and human activities supporter. The aim
of this research was to study the effect of conversion of forest to other land uses
on soil physical properties. The land uses that were analyzed are forest, dry land
farm, tea plantation, and settlement. The methods that were applied are pippete
(texture), Walkley and Black (c-organic matter), gravimetric (bulk density),
pycnometer (particle density), pressure plate apparatus, membran plate apparatus
(pF curve), wet and dry sieving (aggregate stability index), double ring
infiltrometer (infiltration), and shallow well pump-in (permeability). Data were
analyzed by using analysis of variance method.
The result indicated that the forest land uses change significantly
influences to soil physical properties. Forest has better soil physical properties
than tea plantation, dry land farm, and settlement. All the land uses had bulk
density less than 0,9 g/cm3 and a very stable aggregate stability index. The loamy
texture found on all the land uses, except clay texture for the settlement. The
highest content of c-organic (8,44-9,01%) found on forest land. Forest, dry land
farm, and tea plantation had a very fast soil infiltration and permeability, but
settlement had a slow one. The significant parameter that most influences to soil
physical properties is organic matter. Generally, soil physical properties of forest
land are significantly different with other land uses. Therefore, forest land use
change significantly decreased soil physical properties.
Key Word : Inceptisol, Land conversion, Land use, Soil physical properties
PENGARUH KONVERSI LAHAN HUTAN TERHADAP
SIFAT FISIKA TANAH (STUDI KASUS : DESA TUGU UTARA,
KECAMATAN CISARUA, BOGOR)
INDRAYU WULAN SARI RITONGA
Skripsi
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Sarjana Pertanian
pada
Departemen Ilmu Tanah dan Sumberdaya Lahan
DEPARTEMEN ILMU TANAH DAN SUMBERDAYA LAHAN
FAKULTAS PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2015
Judul Skripsi : Pengaruh Konversi Lahan Hutan Tehadap Sifat Fisika Tanah (Studi
Kasus : Desa Tugu Utara, Kecamatan Cisarua, Bogor)
Nama
: Indrayu Wulan Sari Ritonga
NIM
: A14100065
Disetujui oleh
Prof Dr Ir Kukuh Murtilaksono, M.S
Pembimbing I
Dr Ir Enni Dwi Wahjunie, M.Si
Pembimbing II
Diketahui oleh
Dr Ir Baba Barus, MSc
Ketua Departemen
Tanggal Lulus :
PRAKATA
Alhamdulillah. Puji syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT, atas
rahmat dan karunia-Nya sehingga penelitian dan penulisan skripsi ini dapat
diselesaikan. Judul dalam penelitian ini adalah Pengaruh Konversi Lahan Hutan
Terhadap Sifat Fisika Tanah (Studi Kasus : Desa Tugu Utara, Kecamatan Cisarua,
Bogor). Penulis menyadari bahwa dalam menyelesaikan skripsi ini tidak lepas dari
bantuan berbagai pihak. Pada kesempatan ini, penulis menyampaikan ucapan
terima kasih kepada:
1. Bapak Prof Dr Ir Kukuh Murtilaksono, MSc selaku pembimbing pertama
dan Dr Ir Enni Dwi Wahjunie, M.Si selaku dosen pembimbing kedua atas
bimbingan, arahan, waktu dan kesabaran dalam membimbing penulis
selama ini sehingga penulis dapat menyelesaikan karya ilmiah ini.
2. Bapak Dr Ir Suria D. Tarigan, MSc selaku penguji yang telah memberikan
saran dan masukan bagi penulis dalam penulisan skripsi ini.
3. Bapak Nata Rombun Ritonga dan Ibu Siti Intan serta Ritonga Junior
(Malik dan Widi) yang telah menjadi semangat hidup penulis selama ini
dan telah memberikan kasih sayang, doa, dukungan moral dan spiritual
yang tiada hentinya kepada penulis.
4. Beasiswa BIDIKMISI yang telah membantu menyelesaikan penelitian
dalam penulisan ini serta membantu penulis selama berada di Institut
Pertanian Bogor.
5. Keluarga KK (Anju, Sony, Masyitah, Sugih, Nunik, Laela, Siti, Ayu,
Fortun), Soildier dan Soilermoon 47, Soiler 48 (Ade, Royan, Aziz,
Joshua), bang Dicky dan sahabat-sahabat ILMU TANAH IPB yang tidak
bisa disebutkan namanya satu persatu, Pegawai Departemen Ilmu Tanah
dan Sumberdaya lahan serta semua pihak yang telah membantu penulis
selama penelitian hingga menyelesaikan penulisan karya ilmiah ini.
Semoga karya ilmiah ini dapat bermanfaat bagi pihak yang membaca dan
membutuhkannya.
Bogor, Februari 2015
Indrayu Wulan Sari Ritonga
DAFTAR ISI
DAFTAR TABEL
vi
DAFTAR GAMBAR
vi
DAFTAR LAMPIRAN
vi
PENDAHULUAN
1
Latar Belakang
1
Tujuan Penelitian
2
TINJAUAN PUSTAKA
2
Kawasan Lindung dan Resapan air
2
Lahan dan Konversi Lahan
2
Tekstur Tanah
3
Kadar Air, Bobot Isi dan Kerapatan Jenis Partikel
3
Infiltrasi Tanah
5
Permeabilitas Tanah
6
METODE
6
Bahan dan Alat
8
Analisis Data
9
SIMPULAN DAN SARAN
21
Simpulan
21
Saran
21
DAFTAR PUSTAKA
22
LAMPIRAN
25
RIWAYAT HIDUP
32
DAFTAR TABEL
1
2
3
4
5
6
7
8
Koordinat geografis lokasi penelitian di Desa Tugu Utara, Cisarua,
Bogor
Parameter sifat fisika tanah dan metode analisis yang digunakan dalam
penelitian
Tekstur tanah dan kadar bahan organik tanah pada berbagai penggunaan
lahan di Desa Tugu Utara, Cisarua, Bogor, pada bulan Mei 2014
Nilai bobot isi, bobot jenis partikel, ruang pori total, dan stabilitas
agregat tanah di Desa Tugu Utara, Cisarua, Bogor, pada bulan Mei
2014
Pengaruh perubahan penggunaan lahan hutan menjadi penggunaan
lahan tegalan, kebun teh, dan pemukiman terhadap sifat fisika tanah
Kadar air tanah Inceptisol pada pF 1, pF 2, pF 2,54 dan pF 4,2 di Desa
Tugu Utara, Cisarua, Bogor, pada bulan Mei 2014
Nilai pori drainase sangat cepat, pori drainase cepat, pori drainase
lambat dan pori air tersedia pada berbagai penggunaan lahan di Desa
Tugu Utara, Cisarua, Bogor, pada bulan Mei 2014
Nilai permeabilitas dan laju infiltrasi tanah pada berbagai penggunaan
lahan di Desa Tugu Utara, Cisarua, Bogor, pada bulan Mei 2014
7
9
10
12
14
15
17
18
DAFTAR GAMBAR
1
2
3
4
Peta tutupan lahan lokasi penelitian hasil interpretasi citra Quickbird
2010
Kondisi lokasi penelitian di lahan hutan, kebun teh, tegalan dan
pemukiman di Desa Tugu Utara, Cisarua, Bogor
Kurva pF (%v/v) pada kedalaman 0-20 cm dan 20-40 cm di berbagai
penggunaan lahan di Desa Tugu Utara, Cisarua, Bogor, pada bulan Mei
2014
Laju infiltrasi minimum menggunakan metode Horton pada
penggunaan lahan hutan, tegalan, kebun teh dan pemukiman di Desa
Tugu Utara, Cisarua, Bogor, pada bulan Mei 2014
6
7
16
19
DAFTAR LAMPIRAN
1
2
3
4
5
6
Laju infiltrasi pada berbagai penggunaan lahan di Desa Tugu Utara,
Cisarua, Bogor, pada bulan Mei 2014
Permeabilitas tanah pada berbagai penggunaan lahan di Desa Tugu
Utara, Cisarua, Bogor, pada bulan Mei 2014
Hasil analisis ragam penggunaan lahan terhadap sifat fisik tanah
Inceptisol Cisarua, Bogor
Hasil analisis uji Duncan penggunaan lahan terhadap sifat fisika tanah
pada kedalaman 0-20 cm
Hasil analisis uji Duncan penggunaan lahan terhadap sifat fisika tanah
pada kedalaman 20-40 cm
Metode Analisis penetapan bobot isi, kadar air kurva pF, kemantapan
agregat, bobot jenis partikel, bahan organik dan tekstur tanah
25
26
27
27
28
29
1
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Kawasan Puncak merupakan salah satu kawasan resapan air di wilayah
Bogor. Berdasarkan Peraturan Presiden No. 54 tahun 2008, kawasan Puncak
diarahkan sebagai kawasan resapan air dan pengendali banjir. Kawasan resapan
air adalah wilayah yang mempunyai kemampuan tinggi untuk meresapkan air
hujan sehingga merupakan tempat pengisian air bumi yang berguna sebagai
sumber air. Hutan ialah salah satu sumberdaya alam yang dapat memberikan
manfaat cukup besar bagi kemakmuran rakyat. Hutan seharusnya dikelola secara
bijaksana agar fungsinya sebagai pelindung tata air dan penyangga kehidupan
dapat dipertahankan secara lestari. Namun, perubahan penggunaan lahan dari
kawasan lindung seperti hutan menjadi lahan pertanian maupun non pertanian
banyak terjadi. Salah satu jenis perubahan penggunaan lahan adalah deforestasi.
Deforestasi yang terjadi diakibatkan oleh aktivitas penebangan pohon,
pengembangan areal pertanian, dan pemukiman (Kitamura dan Rustiadi 1990),
yang pada gilirannya dapat mengakibatkan penurunan kualitas tanah.
Berdasarkan penelitian Marisan (2006) disebutkan bahwa terjadi
inkonsistensi pemanfaatan ruang terhadap RTRW kabupaten Bogor. Area yang
telah ditetapkan sebagai kawasan lindung sebesar 14,75% ternyata terdapat
tanaman pertanian lahan kering (TPLK) sekitar 26,10%, tanaman pertanian lahan
basah (TPLB) sekitar 1,30%, dan ruang terbangun sekitar 0,57%. Selain itu area
yang telah ditetapkan sebagai kawasan hutan produksi sebesar 20,56% ternyata
terdapat TPLK sekitar 70,15%, TPLB sekitar 5,54% dan ruang terbangun sekitar
2,90% serta area yang ditetapkan sebagai kawasan pertanian sebesar 37,23%
ternyata terdapat ruang terbangun sekitar 4,74%. Hal ini menunjukkan telah
terjadi ketidaksesuaian peruntukan lahan dalam RTRW kabupaten Bogor.
Perubahan penggunaan lahan yang tidak sesuai dengan peruntukannya
dapat menurunkan kualitas tanah. Penurunan kualitas tanah mengakibatkan
bencana longsor dan banjir, penurunan kapasitas resapan air dan berkurangnya
ketersediaan air bawah tanah. Kemampuan peresapan air dipengaruhi oleh sifat
fisika tanah, seperti tekstur tanah, struktur tanah, dan pori-pori tanah. Menurut
penelitian Utaya (2008) bahwa perubahan penggunaan lahan terbuka di Kota
Malang lahan tegalan dan semak belukar menjadi lahan rumput dan pekarangan
dapat menurunkan kapasitas infiltrasi. Hal ini terjadi karena perubahan
penggunaan lahan dapat merubah sifat biofisik tanah (biomassa akar, bahan
organik dan jumlah cacing) dan dapat mempengaruhi kemampuan tanah dalam
meresapkan air. Kemampuan tanah meresapkan air dapat diketahui dari infiltrasi
dan permeabilitas. Infiltrasi adalah peristiwa masuknya air ke dalam tanah melalui
permukaan tanah. Permeabilitas adalah kecepatan bergeraknya air di dalam tanah
pada kondisi jenuh. Tanah hutan mempunyai laju infiltrasi yang tinggi dan pori
makro yang relatif banyak. Kondisi ini mendukung air hujan yang jatuh dapat
mengalir ke lapisan tanah lebih dalam (Susswein et al. 2001). Upaya untuk
menjaga ketersediaan air di dalam tanah dan menekan jumlah aliran permukaan,
perlu dilakukan penelitian tentang sifat-sifat fisika tanah seperti tekstur, bobot isi,
kerapatan jenis partikel, agregat, bahan organik, dan kadar air tanah pada berbagai
jenis penggunaan lahan di kawasan Puncak, Cisarua, Bogor.
2
Tujuan Penelitian
Penelitian ini bertujuan untuk mengkaji pengaruh konversi lahan hutan ke
penggunaan lahan lain terhadap sifat fisika tanah.
TINJAUAN PUSTAKA
Kawasan Lindung dan Resapan air
Definisi Kawasan Lindung berdasarkan Keputusan Presiden No. 32 tahun
1990, kawasan yang ditetapkan dengan fungsi utama melindungi kelestarian
lingkungan hidup. Hal ini mencakup sumber alam, sumber daya buatan, serta nilai
sejarah dan budaya bangsa guna kepentingan pembangunan berkelanjutan.
Kawasan resapan air adalah daerah yang mempunyai kemampuan tinggi untuk
meresapkan air hujan. Kawasan ini merupakan tempat pengisian air bumi yang
berguna sebagai sumber air. Kriteria kawasan resapan air, yaitu curah hujan yang
tinggi, struktur tanah yang mudah meresapkan air, dan bentuk geomorfologi yang
mampu meresapkan air hujan secara besar-besaran.
Forest Watch Indonesia (2012) menyatakan bahwa kawasan Puncak
Bogor telah kehilangan fungsinya sebagai hutan lindung dan kawasan resapan air.
Hal ini diakibatkan banyaknya pengurangan penutupan hutan (deforestasi) yang
menjadi lahan pertanian maupun non pertanian.
Lahan dan Konversi Lahan
Lahan adalah suatu wilayah dipermukaan bumi yang mempunyai sifatsifat agak tetap. Lahan merupakan pengulangan sifat-sifat dari wilayah biosfer
secara vertikal. Wilayah tersebut mencakup atmosfer, tanah geologi, geomorfologi,
hidrologi, vegetasi, dan binatang. Lahan merupakan hasil aktivitas manusia
dimasa lampau maupun masa sekarang (Yunianto 1991).
Menurut Manuwoto (1991), faktor yang memengaruhi penggunaan lahan
serta perubahannya adalah iklim, morfologi tanah dan lingkungan sosial. Hal ini
mengakibatkan terjadinya konversi lahan untuk memenuhi kebutuhan hidup
manusia. Konversi lahan adalah peralihan penggunaaan lahan menjadi suatu
penggunaan lahan lainnya. Konversi lahan dapat menyebabkan dampak bagi
lingkungan, sosial, dan sifat fisika tanah.
Menurut Setyowati (2007) mengatakan bahwa perubahan tutupan vegetasi
dapat mengakibatkan perubahan sifat fisika tanah. Hal ini diakibatkan oleh setiap
jenis vegetasi memiliki sistem perakaran yang berbeda. Perubahan penggunaan
lahan dari hutan atau perkebunan menjadi lahan pertanian maupun permukiman
akan menurunkan kualitas tanah. Menurut Widianto (2004), alih guna lahan hutan
menjadi kopi monokultur di Lampung mengakibatkan perubahan sifat fisika tanah.
Perubahan sifat fisika tanah ini berupa penurunan bahan organik dan jumlah ruang
pori. Sejalan dengan itu, menurut Hairiah et al. (2004), alih guna lahan tersebut
juga mengakibatkan penurunan ketebalan serasah dan jumlah pori makro tanah.
3
Inceptisol
Incepisol merupakan tanah yang belum matang (immature) dengan
perkembangan profil yang lebih lemah dibandingkan dengan tanah yang matang
dan masih banyak menyerupai sifat bahan induknya (Hardjowigeno 1995). Proses
pedogenesis yang mempercepat proses pembentukan tanah Inceptisol adalah
pemindahan, penghilangan karbonat, hidrolisis mineral primer menjadi formasi
lempung, pelepasan sesquioksida, akumulasi bahan organik dan yang paling
utama ialah proses pelapukan, sedangkan proses pedogenesis yang menghambat
pembentukan tanah inceptisol adalah pelapukan batuan dasar menjadi bahan induk
(Resman et al. 2006).
Pada umumnya Inceptisol memiliki bobot isi tanah sebesar 1,0 g/cm3, pH
mendekati netral atau lebih, nilai porositas 68% sampai 85%. Warna tanah
Inceptisol beranekaragam tergantung dari jenis bahan induknya. Warna kelabu
bahan induknya dari endapan sungai, warna coklat kemerahan karena mengalami
proses reduksi dan warna hitam mengandung bahan organik yang tinggi (Resman
et al. 2006).
Tekstur Tanah
Tekstur tanah adalah ukuran relatif dari partikel –partikel tanah. Partikelpartikel tanah menggambarkan kehalusan dan kekasaran dari tanah. Menurut
Haridjadja (1980), tekstur tanah adalah distribusi besar butir-butir tanah atau
perbandingan secara relatif dari besar butir-butir tanah. Butir-butir tersebut
membentuk fraksi berupa pasir, debu dan klei. Gabungan dari ketiga fraksi
dinyatakan dalam persen. Gabungan ini disebut sebagai kelas tekstur. Tekstur
tanah menunjukkan kasar halusnya tanah. Kelas tekstur tanah dikelompokkan
berdasarkan perbandingan banyaknya butir-butir pasir, debu dan klei. Tanah yang
bertekstur pasir mempunyai luas permukaan spesifik yang kecil sehingga sulit
untuk menyerap (menahan) air dan unsur hara. Tanah-tanah bertekstur klei
mempunyai luas permukaan spesifik yang besar sehingga kemampuan menahan
air dan menyediakan unsur hara tinggi (Hardjowigeno 1995).
Terdapat hubungan yang erat antara tekstur tanah dengan sifat-sifat tanah
yang lain. Sifat-sifat tanah seperti kapasitas tukar kation (KTK), ruang pori total,
kecepatan infiltrasi dan permeabilitas. Sifat fisika dan kesuburan tanah sangat
dipengaruhi oleh tekstur tanah. Berdasarkan segi fisika tanah, tekstur berperan
pada struktur, air dan udara serta suhu tanah. Sementara itu, dari segi kesuburan
tanah, tekstur memegang peranan penting dalam pertukaran ion, sifat penyangga,
kejenuhan basa dan sebagainya. Fraksi klei merupakan fraksi yang paling aktif
sedangkan kedua fraksi yang lain kurang aktif (Haridjadja 1980).
Kadar Air, Bobot Isi dan Kerapatan Jenis Partikel
Kadar air tanah adalah air yang mengisi bagian-bagian atau seluruhnya
dari ruangan kosong diantara zarah-zarah padat. Air terdapat di dalam tanah
karena diserap oleh massa tanah. Air ini tertahan oleh lapisan kedap air. Selain itu
penahanan air ini diakibatkan oleh keadaan drainase yang kurang baik. Gaya
4
adhesi, kohesi, dan gravitasi memengaruhi ditahan atau diresapkannya air dalam
tanah (Hardjowigeno 1995). Kadar air tanah merupakan nisbah antara berat air
dengan berat tanah kering. Definisi lain kadar air ialah nisbah antara volume air
dengan volume tanah utuh. Dengan demikian kadar air tanah dinyatakan dalam
persen berat atau persen volume (sapei et al. 1990). Haridjadja (1980)
memaparkan bahwa penetapan kadar air tanah dapat dilakukan di lapangan dan
laboratorium. Metode penentuan kadar air tanah dapat diklasifikasikan menjadi
gravimetrik, tensiometri, tahanan listrik, dan pembauran neutron.
Bobot isi (Bulk Density) tanah adalah bobot kering suatu unit volume
tanah dalam keadaan utuh. Bobot isi dinyatakan dalam gram tiap centimeter kubik.
Unit volume bobot isi terdiri dari volume yang berisi bahan padat dan volume
ruangan diantaranya. Bobot isi menunjukkan perbandingan antara berat tanah
kering dengan volume tanah termasuk pori-pori tanah. Bobot isi merupakan
petunjuk kepadatan tanah. Semakin padat suatu tanah maka semakin tinggi bobot
isinya. Hal ini berarti semakin sulit tanah meneruskan air dan ditembus oleh akar
tanaman. Pada umumnya bobot isi tanah berkisar antara 1.1 – 1.6 g/cm3. Namun,
ada juga beberapa jenis tanah yang mempunyai bobot isi kurang dari 0.85 g/cm3
(Hardjowigeno 1995).
Bobot jenis partikel atau kerapatan jenis zarah (KJZ) tanah adalah nisbah
antara bobot kering partikel padat tanah terhadap volumenya. Volume ini tidak
termasuk ruang pori yang terdapat diantara partikelnya. Bobot jenis partikel
dinyatakan dalam gram tiap sentimeter kubik. Bobot jenis partikel merupakan
fungsi dari perbandingan antara komponen bahan mineral dan bahan organik.
Bobot jenis partikel tanah mineral umumnya berkisar antara 2.60 sampai
2.70g/cm3, sedangkan bobot jenis partikel bahan organik umumnya berkisar
antara 1.30 - 1.50g/cm3 (Puja 2008).
Porositas atau ruang pori tanah didefinisikan sebagai persentase volume
tanah yang ditempati oleh air dan udara. Menurut ukurannya, ruang pori total
tanah dikelompokkan ke dalam ruang pori kapiler dan ruang pori non kapiler.
Ruang pori kapiler dapat menghambat pergerakan air menjadi pergerakan kapiler.
Ruang pori non kapiler dapat memberi kesempatan pergerakan udara dan
perkolasi secara cepat sehingga sering disebut pori drainase. Nilai bobot isi dan
ruang pori total tanah beragam. Hal ini tergantung pada keadaan struktur tanah,
khususnya dalam hal pemadatan tanah. Perubahan penggunaan lahan dapat
menyebabkan pemadatan tanah yang mempengaruhi bobot isi dan ruang pori total
(Puja 2008).
Agregat dan Bahan Organik Tanah
Agregat tanah terdiri dari pengelompokkan erat sejumlah butir-butir
primer tanah. Mekanisme pembentukan agregat-agregat ini merupakan fase
penting dalam masalah struktur tanah. Hal ini dikarenakan tipe struktur tanah
ditentukan oleh jumlah dan sifat agregat tanah. Menurut Haridjadja (1980),
struktur tanah adalah susunan butiran tanah secara alami menjadi agregat dengan
bentuk tertentu dan dibatasi oleh bidang-bidang. Hardjowigeno (1995) juga
mendefinisikan struktur tanah sebagai gumpalan kecil dari butiran-butiran tanah.
Gumpalan struktur ini terjadi karena butir-butir pasir, lom dan klei terikat satu
sama lain oleh suatu perekat seperti bahan organik dan oksida-oksida besi.
5
Gumpalan-gumpalan kecil ini mempunyai bentuk, ukuran, dan kemantapan
(ketahanan) yang berbeda-beda. Struktur tanah meliputi bentuk dan susunan
agregat, ukuran agregat, dan kemantapan agregat (Haridjadja 1980).
Struktur tanah, selain dipengaruhi oleh agregat tanah juga dipengaruhi oleh
bahan organik. Menurut Ruijter dan Agus (2004), ada dua macam bahan organik
tanah, yaitu bahan organik yang sudah melapuk dan bersatu dengan tanah, dan
bahan organik yang masih kelihatan wujud aslinya. Bahan organik ini disebut
sebagai seresah atau sisa tanaman. Tinggi rendahnya bahan organik tanah dapat
ditandai dari warna tanah. Tanah yang tinggi kandungan bahan organiknya
biasanya berwarna hitam. Tanah ini relatif lebih subur dibandingkan tanah yang
berwarna pucat. Bahan organik sisa tanaman yang mudah dilihat adalah sisa daun,
ranting, akar, kayu, buah, dan biji. Semakin banyak sisa tanaman di atas
permukaan tanah maka tanah semakin terlindung dari terpaan air hujan dan
semakin kecil erosinya. Bahan organik sisa tanaman juga merangsang
pertumbuhan hewan dan tumbuhan kecil di dalam tanah sehingga dapat
meningkatkan aktivitas proses penguraian zat hara tanah.
Infiltrasi Tanah
Infiltrasi (Rukka 2011) adalah peristiwa masuknya air ke dalam tanah
melalui permukaan tanah secara vertikal. Laju infiltrasi adalah banyaknya air per
satuan waktu yang masuk melalui permukaan tanah. Laju infiltrasi berkurang
dengan lamanya waktu hujan berlangsung. Infiltrasi menyediakan air untuk
perkolasi. Infiltrasi merupakan salah satu proses yang berkaitan dengan distribusi
air hujan yang jatuh ke permukaan bumi. Air hujan yang meresap ke dalam tanah
mengakibatkan kadar air tanah meningkat hingga mencapai kapasitas lapang.
Pada kondisi kapasitas lapang, air yang masuk menjadi perkolasi. Air ini mengisi
daerah yang lebih rendah energi potensialnya. Hal ini mendorong terjadinya aliran
antara (interflow) dan aliran bawah permukaan lainnya (base flow). Air yang
berada pada lapisan tanah jenuh dapat pula bergerak ke segala arah. Air bergerak
dengan dengan gaya kapiler atau dengan bantuan penyerapan oleh tanaman
melalui tudung akar.
Proses infiltrasi sangat ditentukan oleh waktu. Jumlah air yang masuk
kedalam tanah dalam suatu periode waktu disebut laju infiltrasi (Rukka 2011).
Laju infiltrasi pada suatu tempat akan semakin kecil seiring kejenuhan tanah oleh
air. Pada saat tertentu laju infiltrasi menjadi tetap. Nilai laju inilah yang kemudian
disebut laju perkolasi. Mekanisme infiltrasi melibatkan tiga proses yang tidak
saling mempengaruhi, yaitu proses masuknya air hujan melalui pori-pori
permukaan tanah, tertampungnya air hujan tersebut didalam tanah, dan proses
mengalirnya air tersebut ketempat lain. Beberapa faktor yang dapat
mempengaruhi infiltrasi tanah antara lain bahan organik tanah, kadar air tanah,
tekstur, struktur tanah, distribusi pori, serta kontinuitas pori tanah, dan stabilitas
agregat (Rukka 2011).
6
Permeabilitas Tanah
Permeabilitas (Wiriawan et al. 2006) didefinisikan sebagai sifat bahan
berpori yang memungkinkan aliran rembesan dari cairan. Cairan ini berupa air
atau minyak yang mengalir lewat rongga pori. Permeabilitas tanah digambarkan
sebagai sifat tanah yang mengalirkan air melalui rongga pori tanah. Penetapan
permeabilitas tanah dilakukan untuk mengukur/menentukan kemampuan tanah
dilewati air melalui pori-porinya.
Hillel (1980) mengatakan bahwa permeabilitas dipengaruhi oleh tekstur,
struktur, porositas total, dan distribusi ukuran pori. Pori-pori agregat yang cukup
besar akan meningkatkan hantaran hidrolik. Hantaran Hidrolik meningkat bila
agregasi butir tanah menjadi remah, adanya saluran bekas lubang akar yang
terdekomposisi, adanya bahan organik, dan porositas tanah yang tinggi.
METODE
Lokasi dan Waktu Penelitian
Penelitian ini dilakukan di areal perkebunan teh PT Sumber Sari Bumi
Pakuan (SSBP), Desa Tugu Utara, Kecamatan Cisarua, Kabupaten Bogor dan
Laboratorium Konservasi Tanah dan Air, Departemen Ilmu Tanah dan
Sumberdaya Lahan, Fakultas Pertanian, Institut Pertanian Bogor. Penelitian
dilaksanakan mulai bulan Maret 2014 hingga Agustus 2014. Lokasi penelitian
berdasarkan interpretasi citra Quickbird tahun 2010 dapat dilihat pada Gambar 1.
Gambar 1. Peta tutupan lahan lokasi penelitian hasil interpretasi citra Quickbird
2010
Penelitian dilakukan pada empat jenis penggunaan lahan yang berbeda,
yaitu pemukiman, tegalan, kebun teh, dan hutan. Pada semua penggunaan lahan
memiliki jenis tanah yang sama yaitu Asosiasi Inceptisol coklat dan kemerahan
(BPDAS Citarung Ciliwung 1999), kemiringan lereng yang relatif seragam yaitu
7
±5-10%, dan solum tanah yang relatif sama yaitu ±50 cm. Secara geografis,
koordinat lokasi penelitian disajikan pada Tabel 1.
Tabel 1. Koordinat geografis lokasi penelitian di Desa Tugu Utara, Cisarua, Bogor
Lokasi
Titik Koordinat
Ketinggian
Hutan
06°41’22,49” LS
106°59’53,39” BT
1471 mdpl
Tegalan
06°41’20,89” LS
106°59’35,69” BT
1458 mdpl
Kebun Teh
Pemukiman
06°41’23,53” LS
106°59’51,28” BT
06°41’21,45” LS
106°59’34,48” BT
1467 mdpl
1450 mdpl
Keterangan
Hutan primer,
hutan lindung
Telaga Warna
Kacang tanah,
kubis dan
singkong
Perkebunan Teh
PT. SSBP
Desa Tugu Utara
Horison
O,A,B,BC
A,AB,B,BC
A,B,BC
A,AB,B,BC
Menurut Yuwana (1986), tanah yang terbentuk dari bahan induk yang sama
dan berkembang pada kondisi yang sama akan mempunyai sifat-sifat yang
berbeda, jika memiliki vegetasi penutup atau penggunaan lahan yang berbeda.
Penggunaan lahan hutan terdapat vegetasi seperti semak belukar, pohon pisang,
beringin dan pohon berkayu hutan alami. Tanaman yang terdapat pada lahan
tegalan ialah kacang tanah, kubis dan singkong. Kebun teh dan pemukiman berada
di kawasan PT. SSBP di Desa Tugu Utara, Cisarua, Bogor. Kondisi lingkungan
secara visual lokasi penelitian disajikan pada Gambar 2.
Gambar 2. Kondisi lokasi penelitian di lahan hutan (a), kebun teh (b), tegalan
(c), dan pemukiman (d) di Desa Tugu Utara, Cisarua, Bogor
8
Bahan dan Alat
Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah contoh tanah utuh dan
tanah terganggu, aquades, air AC, HCl, Ferroin 0.025 M, Natrium Pirophosphat,
H2O2, FeSO4, K2Cr2O7 1 N, H2SO4 dan citra quickbird 2010
Alat–alat yang digunakan ialah double ring infiltrometer, permeameter,
piknometer, GPS, ring sampler, Pressure Plate Apparatus, Pressure Membrane
Apparatus, satu set ayakan agregat kering, satu set ayakan agregat basah,
stopwatch, penggaris, alat-alat pengambilan sampel, oven 105°C, gelas ukur, gelas
piala, kompor, pengaduk, kalkulator, Arc view GIS 3.2 dan seperangkat komputer.
Metode Penelitian
Pemilihan Lokasi dan Pengukuran Lapang
Pemilihan lokasi penelitian dimulai dengan interpretasi citra Quickbird
tahun 2010 menggunakan Arcview GIS 3.2. Citra didigitasi menggunakan metode
interpretasi manual berdasarkan penggunaan lahan yang berbeda. Hasil digitasi
berbentuk polygon, line maupun point diberi keterangan sesuai nama penggunaan
lahan yang didigitasi. Penentuan lokasi pengambilan sampel didasarkan pada
tanah, lereng dan solum yang sama pada penggunaan lahan yang berbeda di
daerah tersebut.
Penelitian lapang dilakukan di empat lokasi yang memiliki jenis
penggunaan lahan yang berbeda, yaitu pemukiman, tegalan, kebun teh, dan hutan.
Parameter yang diamati langsung di lapang ialah infiltrasi dan permeabilitas tanah.
Pada setiap penggunaan lahan ditetapkan dua petak pengamatan sebagai ulangan
dengan luas masing-masing sekitar 25 m2 yang dipilih secara acak dengan jarak
sekitar 5-7 m.
Pengukuran laju infiltrasi dan permeabilitas tanah dilakukan pada setiap
petak sehingga setiap penggunaan lahan dilakukan pengukuran sebanyak 2 kali.
Jumlah pengukuran infiltrasi dan permeabilitas sebanyak 8 kali. Alat yang
digunakan untuk mengukur laju infiltrasi ialah double ring infiltrometer.
Pengukuran permeabilitas tanah dilakukan pada kedalaman 20-40 cm dengan
membuat lubang hingga kedalaman ±40 cm, kemudian dilakukan pengamatan
penurunan muka air dalam tabung permeameter yang dimasukkan ke dalam
lubang tersebut. Penurunan diamati hingga laju penurunan relatif konstan. Alat
yang digunakan untuk mengukur permeabilitas tanah ialah permeameter.
Pengambilan Contoh Tanah dan Analisis Tanah di Laboratorium
Pengambilan contoh tanah utuh dilakukan pada satu petak disetiap
penggunaan lahan. Pada satu petak pengamatan diambil tiga titik yang berdekatan
menggunakan ring sample. Contoh tanah ini diambil pada kedalaman 0-20 cm dan
20-40 cm. Jumlah total contoh tanah utuh yang diambil sebanyak 24 contoh tanah.
Contoh tanah utuh selanjutnya dianalisis di laboratorium untuk penetapan bobot
isi dan kadar air pada berbagai pF.
9
Pengambilan contoh tanah terganggu dilakukan secara komposit pada satu
petak disetiap penggunaan lahan dengan kedalaman 0-20 cm dan 20-40 cm.
Contoh tanah terganggu dan agregat utuh selanjutnya dianalisis di laboratorium
untuk menentukan kemantapan agregat, bobot jenis partikel (BJP), kadar bahan
organik (BO) dan tekstur. Tabel 2 menunjukkan parameter dan metode analisis
yang digunakan pada penelitian ini.
Tabel 2. Parameter sifat fisika tanah dan metode analisis yang digunakan dalam
penelitian
No
1
2
3
4
5
6
7
8
Parameter
Infiltrasi tanah
Permeabilitas tanah
Bobot isi
Bahan organik
Tekstur tanah
Bobot jenis partikel
Kemampuan memegang air pada
tegangan/tekanan 10 cm, 100 cm, 1/3 atm dan 15
atm
Kemantapan agregat tanah
Metode Analisis
Double ring infiltrometer
Shallow well pump-in
Gravimetri
Walkley and black
Metode Pipet
Piknometer
Pressure Plate Aparatus,
Membran Plate Aparatus
Pengayakan Basah dan
Kering
Analisis Data
Data hasil pengamatan lapang dan laboratorium diolah dengan
menggunakan Microsoft Ofice Excel 2007 dan selanjutnya hasil data tersebut
dianalisis sidik ragam {Analysis of Varian (Anova)} serta uji lanjut menggunakan
uji Duncan. Analisis of Varian digunakan untuk melihat pengaruh konversi lahan
hutan terhadap sifat fisika tanah, sehingga dapat diketahui penggunaan lahan yang
paling nyata merubah sifat-sifat fisika tanahnya. Hubungan antara penggunaan
lahan dan sifat fisika tanah dievaluasi menggunakan tingkat keragaman (sangat
nyata, nyata dan tidak nyata). Uji Duncan digunakan untuk melihat nilai respon
sifat fisika tanah yang memiliki perbedaan nyata pada taraf 5% (α = 0,05).
Software yang digunakan dalam analisis ini adalah SPSS16.
HASIL DAN PEMBAHASAN
Tekstur dan Bahan Organik Tanah
Tekstur dan bahan organik tanah hasil analisis laboratorium dari berbagai
penggunaan lahan tersaji pada Tabel 3. Tanah pada semua penggunaan lahan
memiliki tekstur lom dengan kadar klei 25-49%, kadar debu 23-60% dan kadar
pasir 13-37%. Tanah di lahan hutan pada kedalaman 0-20 cm memiliki kelas
tekstur lom dan pada kedalaman 20-40 cm memiliki kelas tekstur lom berdebu.
Tanah di lahan hutan didominasi oleh kandungan debu yang tinggi yaitu sekitar
10
16-25%. Tanah di lahan tegalan dan kebun teh pada kedalaman 0-20 cm memiliki
kelas tekstur yang sama, yakni lom berklei. Tanah di lahan tegalan pada
kedalaman 20-40 cm memiliki tekstur lom klei berdebu dengan kandungan debu
54% dan tanah di lahan kebun teh memiliki tekstur lom berdebu dengan
kandungan debu 56%. Kandungan klei tertinggi terdapat pada tanah di
penggunaan lahan pemukiman. Tanah di lahan pemukiman pada kedalaman
0-20 cm memiliki tekstur klei dan pada kedalaman 20-40 cm memiliki tekstur lom
berklei.
Tabel 3. Tekstur tanah dan kadar bahan organik tanah pada berbagai penggunaan
lahan di Desa Tugu Utara, Cisarua, Bogor, pada bulan Mei 2014
Debu
Klei
BO
Penggunaan Kedalaman Pasir
Lahan
(cm)
................(%)................... (%)
Hutan
Tegalan
Kebun Teh
Pemukiman
Tekstur
0-20
37,98
45,75
16,27
9,01d Lom
20-40
13,51
60,74
25,74
8,44c Lom berdebu
0-20
36,71
31,08
32,22
6,45b Lom berklei
20-40
17,32
54,91
27,77
7,63c Lom klei berdebu
0-20
20,99
44,87
34,14
7,96c Lom berklei
20-40
17,54
56,49
25,97
4,49b Lom berdebu
0-20
26,89
23,52
49,60
4,73a Klei
20-40
24,43
41,50
34,08
1,72a Lom berklei
Keterangan : BO (Bahan Organik), Nilai dengan huruf yang berbeda ke arah kolom menunjukkan
berbeda nyata, sebaliknya huruf yang sama ke arah kolom menunjukkan tidak
berbeda nyata menurut uji duncan pada taraf 5%.
Tekstur tanah pada semua penggunaan lahan dipengaruhi oleh bahan
induknya, yaitu abu vulkanik (Puslitbang Geologi Jabar), tingkat pelapukannya
dan vegetasi penutup lahan. Tekstur tanah di lahan tegalan, kebun teh, dan
pemukiman pada kedalaman 0-20 cm memiliki kadar klei yang lebih tinggi
dibandingkan dengan tanah di lahan hutan. Hal ini terjadi karena ketiga tanah
tersebut memiliki tutupan vegetasi yang kurang rapat dibandingkan tanah di lahan
hutan, sehingga curah hujan yang semakin tinggi mengakibatkan tingkat
pelapukan menjadi lebih intensif. Selain itu, adanya pengolahan tanah dan
aktivitas manusia di lahan tegalan, kebun teh, dan pemukiman menyebabkan
adanya pengikisan bahan organik oleh erosi tanah. Hal ini dapat mempengaruhi
perubahan ukuran fraksi/partikel tanah. Fraksi debu yang mendominasi tekstur
lom berukuran 0,002 mm sampai 0,050 mm. Ukuran fraksi/partikel tanah yang
semakin kecil dikategorikan ke dalam fraksi klei. Fraksi klei ini berukuran