Pengambilan contoh tanah Metode Penelitian

33 Pada lahan percobaan dipasang penakar hujan, sehingga dapat terekam hujan harian dari lokasi percobaan. Selanjutnya selama masa pertumbuhan tanaman dilakukan pengamatan terhadap tinggi tanaman tiap minggu, kadar air tanah tiap hari dengan menggunakan soil moisture meter tiap jarak kedalaman 10 cm dari permukaan tanah, yaitu pada kedalaman 0-10 cm, 10-20 cm, 20-30 cm, 30-40 cm, 40-50 cm, dan 50-60 cm dari permukaan tanah. Pengamatan serapan hara oleh tanaman dilakukan pada masa vegetatif maksimum umur lima minggu dengan cara analisis kadar hara dalam daun dan batang, dan produksi tanaman pada waktu panen. Tinggi tanaman, yang merupakan indikator pertumbuhan tanaman, diamati dengan mengukur panjang tanaman dari permukaan tanah sampai puncak tajuk. Kadar hara N, P, dan K larutan tanah tiap jarak 10 cm dari permukaan tanah ditetapkan dengan cara pengambilan contoh tanah komposit dari sekitar tanaman menggunakan bor berdiameter 2 cm, kemudian dianalisis hara yang larut dalam air. Kadar nitrogen ditetapkan dalam bentuk nitrat dan amonium larut air. Pengukuran curah hujan dilakukan dengan menggunakan penakar hujan otomatis, sehingga dapat diperoleh data jumlah hujan harian, periodik, dan intensitas hujan periodik. Selain itu juga dikumpulkan data iklim lokasi penelitian dari stasiun klimatologi Pangkalan TNI-AU Atang Senjaya Bogor. Data hujan dan iklim suhu selanjutnya digunakan dalam perhitungan neraca air lahan baik bulanan, maupun mingguan. Perhitungan bobot tanaman dan bobot tongkol pada waktu panen berdasarkan pada jumlah populasi per hektar lahan dikalikan dengan bobot tanaman atau bobot tongkol dari tanaman contoh.

3.3.3. Pengambilan contoh tanah

Pengambilan contoh tanah di lokasi penelitian ditujukan untuk memperoleh data karakteristik pori tanah secara lebih detil, didahului dengan deskripsi profil tanah, sehingga dapat diketahui secara visual keadaan morfologi dan kondisi fisik tanah di lapang. Selanjutnya dilakukan pengukuran konduktivitas hidrolik jenuh 34 Tabel 2. Matrik antara tujuan, masukan data, prosesanalisis data, dan keluaran pada setiap tahapan penelitian No Tujuan Masukan Proses Keluaran 1c. Analisis regresi dan korelasi antara karakteristik pori tanah dengan parameter pergerakan air Ks = f karakter pori tanah Kus = f karakter pori tanah 1b. Perhitungan fluks aliran air dengan pendekatan perubahan kadar air di lapangan Fluks aliran air pada zona 50 cm dan tiap selang kedalaman 10 cm di lokasi percobaan 1c. Perhitungan pergerakan air transient; d θdt = - dfluksdx d θdt tiap selang 50 cm dan pada 10 cm zona perakaran 1. Menentukan keterkaitan antara pergerakan air fluks aliran air dan pergerakan air transient dengan karakteristik pori jumlah, distribusi, dan stabilitas pori dalam tanah Data karakteristik pori Data konduktivitas hidrolik tanah Data kadar air tanah Data potensial air tanah 1d. Analisis regresi dan korelasi antara karakteristik pori tanah dengan fluks aliran air dan aliran air transient Fluks = f karakter pori tanah d θdt = f karakter pori tanah 2a. Perhitungan sifat-sifat hujan Sifat-sifat hujan harian di lokasi percobaan 2. Menentukan model keterkaitan antara pergerakan air fluks aliran air dan pergerakan air transient dalam tanah dengan curah hujan Data hujan dan iklim yang lain Data kadar air tanah Data potensial air tanah 2b. Penyusunan model hubungan antara jumlah hujan terhadap fluks aliran air dan laju aliran air transient Fluks = f jumlah hujan d θdt = f jumlah hujan 3a. Analisis deskriptif keterkaitan jumlah hujan, fluks, dan kadar air Distribusi kadar air tiap minggu 3. Mengkaji pengaruh pergerakan air terhadap distribusi air dan hara dalam tanah Data hujan Data kadar air tanah Data kadar hara Data produksi tanaman 3b. Analisis kebutuhan irigasi Kebutuhan irigasi minimum lahan 35 Tabel 2. Matrik antara tujuan, masukan data, prosesanalisis data, dan keluaran pada setiap tahapan penelitian lanjutan No Tujuan Masukan Proses Keluaran 3. Mengkaji pengaruh pergerakan air terhadap distribusi air dan hara dalam tanah Data hujan Data kadar air tanah Data kadar hara Data produksi tanaman 3c. Uji beda nilai tengah kadar hara larutan tanah antar kedalaman tanah dan antar waktu Kadar hara larutan tanah antar kedalaman dan antar waktu 4a. Analisis regresi dan korelasi antara karakteristik pori tanah dengan kadar hara larutan tanah Kadar hara = f karakter pori tanah 4. Menentukan karakteristik pori yang berpengaruh terhadap kadar hara dalam tanah Data karakteristik pori Data kadar air tanah Data kadar hara Data produksi tanaman 4b. Analisis regresi berganda antara sifat-sifat fisik tanah, kadar air, dan kadar hara terhadap produksi tanaman Bobot tanaman = f sifat-sifat fisik tanah Bobot tongkol = fsifat-sifat fisik tanah 36 dan tak jenuh, pengambilan contoh tanah utuh, contoh tanah agregat, dan contoh tanah terganggu dari tiap jarak kedalaman 10 cm dari permukaan tanah. Contoh tanah utuh digunakan untuk penetapan kurva karakteristik air tanah yang digunakan untuk penetapan distribusi pori tanah, dan bobot isi tanah. Contoh tanah agregat digunakan untuk penetapan distribusi ukuran agregat Mean Weight Diameter, MWD, geometri agregat GMD, dan stabilitas agregat WSA. Contoh tanah terganggu digunakan untuk analisis tekstur, kadar hara dalam tanah, kadar bahan organik, KTK, dan pH tanah. Pengambilan contoh tanah selama musim tanam dilakukan di setiap petak lahan dari tiap kedalaman 10 cm dari permukaan tanah secara komposit untuk analisis hara N, P, dan K yang larut air, dan untuk kalibrasi kadar air tanah 3.3.4. Analisis Laboratorium Analisis di laboratorium meliputi penetapan karakteristik pori tanah sifat- sifat kimia tanah pH, kadar hara N, P, dan K, KTK, basa- basa, kadar C-organik tanah, tekstur tanah sebelum percobaan lapangan, dan analisis hara tanah selama percobaan lapangan. Penetapan karakteristik pori meliputi jumlah, distribusi, dan stabilitas pori tanah. Jumlah pori ditetapkan berdasarkan nilai bobot isi dan bobot jenis partikel dengan menggunakan metode gravimetrik sebagai berikut: Jumlah pori volume = 1- BIBJP X 100 ........................ 10 Di mana: BI = bobot isi tanah gramcm 3 BJP = bobot jenis partikel tanah gramcm 3 Pengukuran distribusi ukuran pori dilakukan dengan menggunakan kurva karakteristik air tanah. Bouma, Rao, dan Brown, 2004. Kurva karakteristik air tanah dibuat dengan mengambil beberapa contoh tanah agregat kemudian dijenuhi secara kapiler sampai tanah jenuh sempurna. Masing-masing contoh tanah dikeringkan dengan tekanan matrik berbeda, yaitu Ψm: 1, 10, 33, 100, 300, dan 1500 kPa, kemudian dikeringovenkan dan diukur kadar airnya. Selanjutnya 37 dibuat kurva, di mana kadar air sebagai absis, dan potensial matrik sebagai ordinat, atau sebaliknya Berdasarkan kurva tersebut, pada suatu nilai potensial matrik tanah tertentu hanya pori-pori dengan ukuran sama dengan atau lebih kecil dari diameter tertentu yang terisi air Gambar 3. Sehingga dengan persamaan Wasburn Ingaramo, Benito, Paz-Gonzalez, dan Miranda, 2004 diameter pori dapat ditetapkan sebagai berikut: d m α γ cos 4 − = Ψ 11 di mana : Ψm = potensial matrik cm, γ = tegangan permukaan cairan dynecm, α = sudut kontak antara air dengan padatan tanah, dan d = diameter pori cm. Jika cairan yang digunakan air dengan nilai γ = 72,7 dynecm, dan α = 0, maka Ψm = - 0,28d d = - 0,28 Ψm Misalnya apabila Ψm dan d dalam satuan cm, maka pada potensial matrik 100 cm, d = -0,28 100 = 0.0028 cm = 28 μm. Kurva karakteristik kelembaban tanah -1 1 3 5 7 9 11 20 30 40 50 60 70 Kadar air vol - P o te n sia l a ir a tm Gambar 3. Kurva karakteristik kelembaban tanah untuk penetapan distribusi pori tanah 38 Penetapan volume pori-pori tanah dengan ukuran tertentu ditampilkan pada Tabel 3 sebagai berikut: Tabel 3. Penetapan volume tiap kelas ukuran pori tanah No Klas Pori Jumlah volume 1. RPDSC Selisih antara ruang pori total dengan kadar air pada potensial air = - 0,01 atm 2. RPDC Selisih antara kadar air pada ψ = - 0,01 atm dengan kadar air pada ψ = - 0,1 atm 3. RPDL Selisih antara kadar air pada ψ = - 0,1 atm dengan kadar air pada ψ = - 0,33 atm 4. RPD RP Makro Selisih antara ruang pori total dengan kadar air pada ψ = - 0,33 atm 5. RPATRP Meso Selisih antara kadar air pada ψ = - 0,33 atm dengan kadar air pada ψ = - 15 atm 6. RP Mikro Ruang pori pada ψ - 15 atm 7. RP air mobil Ruang pori pada potensial air - 2 atm 8. RP air imobil Ruang pori pada potensial air - 2 atm Keterangan: RPDSC: ruang pori drainase sangat cepat, RPDC: ruang pori drainase cepat, RPDL: ruang pori drainase lambat, RPD: ruang pori drainase, RPAT: ruang pori air tersedia, RP : ruang pori Penetapan stabilitas pori berdasarkan pada nilai stabilitas agregat, karena pori-pori berada pada agregat tanah. Penetapan stabilitas agregat dan distribusi ukuran agregat mengikuti De Leenheer dan De Boodt 1959 dalam De Boodt, De Leenheer, dan Kirkham 1961 seperti ditampilkan dalam Lampiran 3. Pengukuran konduktivitas hidrolik jenuh dilakukan di lapangan menggunakan Guelph permeameter mengikuti metode Well pump-in shallow Ammozegar dan Warrick, 1986. Adapun pengukuran konduktivitas hidrolik tak jenuh dilakukan di laboratorium menggunakan tabung kolom tanah dengan metode distribusi kadar air Klute dan Dirksen, 1986; Arya et al., 1999; dan Saxton et al., 2004. 39 Penetapan sifat-sifat kimia tanah kadar bahan organik, KTK, pH, kadar nitrogen, fosfor, dan kalium mengikuti metode analisis tanah dalam Agronomy 2 Page, 1982. Jenis-jenis analisis, metode, dan alat-alat yang digunakan dalam analisis sifat-sifat fisik dan kimia tanah ditampilkan pada Tabel 4. Tabel 4. Jenis, metode, dan alat-alat yang digunakan dalam analisis di laboratorium. No Jenis analisis Metode Alat yang digunakan 1. Tekstur tanah Pipet Tabung sedimentasi, gelas piala, pipet, dll 2. Stabilitas agregat, DMR, dan GMD Pengayakan basah dan kering Ayakan 3. Distribusi pori Kurva pF Panci tekan 4. Bobot Isi Blake dan Hartge 1986 Timbangan, oven, ring sample 5. Bobot jenis partikel Blake dan Hartge 1986 Labu ukur piknometer, timbangan, gelas ukur 6. Jumlah pori Perhitungan menggunakan BI dan BJP Danielsen dan Sutherland, 1986 - 7. Konduktivitas hidrolik jenuh Shallow well pump-in Permeameter 8. Konduktivitas hidrolik tak jenuh Distribusi kadar air Arya et al., 1999 dan Saxton et al., 2004. Tabung kolom tanah 9. Kadar bahan organik tanah Walkleydan Black Alat-alat gelas 10. Kapasitas tukar kation NH4OAc pH 7,0 Sentrifuge, buret, dll 11. pH Elektroda gelas pH meter 12. Nitrogen total Kjeldahl Tabung Kjeldahl 13 Fosfor tersedia P-Bray 1 Spectrofotometer 14 Kalium tersedia NH4OAc pH 7,0 Flamefotometer 15 Kadar air Gravimetrik Oven 16 N-NH 4 dan N-NO 3 Ekstraksi H 2 O FIA Star Analyzer 5000 17 P larut air Ekstraksi H 2 O, Murphy dan Raleigh Spectrofotometer 18. K larut air Ekstraksi H 2 O Flamefotometer Keterangan: DMR = diameter massa rataan; GMD= geometri mean diametre diameter rataan geometri, BI = bobot isi, BJP = bobot jenis partikel 40

3.3.5. Analisis Data