Pemanfaatan Citra Landsat ETM+7 dan Sistem Informasi Geografi untuk Analisis Pembentukan dan Perkembangan Tanah di Kabupaten Klaten
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Bentuk permukaan bumi merupakan pencerminan interaksi proses alam dan
proses antropogenik atau aktivitas manusia. Proses alam meliputi pelapukan, erosi,
gerak massa, denudasi, sedimentasi dan proses endogen (volkanis, tektonik dan
gempa bumi). Proses antropogenik meliputi aktivitas manusia dalam menggunakan
lahannya baik untuk pertanian/ perkebuman maupun untuk kegunaan non pertanian.
Proses geomorfologi yang berlangsung akan berdampak baik langsung maupun tidak
langsung terhadap kondisi fisik, kimia, biologis, sosial ekonomi, termasuk pada
kerusakan lahan pertanian seperti kualitas air permukaan, kualitas lahan termasuk
tingkat kesuburan tanahnya.
Kabupaten Klaten adalah daerah wilayah Propinsi Jawa Tengah yang potensial
untuk pengusahaan pertanian tanaman pangan, khususnya padi. Dilihat dari kondisi
fisiknya, 73, 78 % wilayah Kabupaten Klaten bertopografi datar hingga landai
dengan kemiringan 0 – 2 %, kondisi ini mudah untuk pengelolaan lahan pertanian. Di
samping topografi yang mendukung, material penyusun lahannya relatif subur karena
sebagian besar material endapan volkanik (Gunung Merapi) di mana unsur hara
tanaman (mikro, makro) sudah tersedia secara alami.Ketersediaan air di daerah
Klaten juga cukup potensial untuk pertanian, hal ini ditunjukkan adanya sabuk mata
air yang berada di kaki gunung api Merapi.
Secara fisik, daya dukung suatu wilayah terhadap satu peruntukan untuk
kesesuaian lahan pertanian/padi di daerah volkan akan didapatkan klas sangat sesuai
atau klas I, namun kenyataan sebagian besar klas kesesuaian lahan daerah Kabupaten
Klaten berada kesesuaian klas II. Suharjo, dkk. (2006) daerah Kabupaten Klaten;
degradasi lahan sebagian besar berada pada wilayah wilayah dataran kaki volkan dan
Kecamatan Ganti Warno. Daerah dataran Kaki volkan akibat antropogenik sedang di
daerah Kecamatan Gantiwarno akibat gempa bumi tektonik 27 Mei 2006.
1
Disamping proses antropogenik (pembuatan batu bata), menurunnya tingkat
kesesuaian lahan dipengaruhi oleh jenis pupuk yang digunakan oleh petani. Pupuk
anorganik yang bersifat asam (Urea) akan terjadi koagulasi/ penggumpalan dan
membentuk lapisan tanah yang bersifat impermeabel dan berdampak pada
ketersediaan air untuk tanaman.
Menurunnya klas kesesuaian lahan daerah Kabupaten Klaten apakah akibat
proses antropogenik yang lain seperti penggunaan pupuk non organik. Untuk itu
peneliti ingin meneliti pembentukan dan perkembangan tanah di lahan sawah daerah
Kabupaten Klaten.
1.2 Masalah yang Diteliti
Masalah utama dalam penelitian ini yaitu: 1) karakteristik batuan induk
pembentuk tanah di daerah lereng gunung Merapi, 2) Karakteristik perkembangan
horison utama dan horison penciri tanah, dan 3) Agihan sifat fisika dan kimia tanah
hasil alami dan pencemaran.
Pertama, karakteristik batuan induk pembentuk tanah di daerah lereng
Merapi. Luthin dalam Suprihanto Notodarmojo (2005), komponen bagian padat
tanah terdiri atas material mineral, materi organis dan organisme. Komposisi dari
komponen tersebut sangat bervariasi menurut jenis tanahnya, lokasi, dan kedalaman
atau lebih dikenal dengan pembagian horison tanah. Sifat–sifat tanah akan sangat
tergantung pada jumlah , ukuran, bentuk, dan susunan serta komposisi mineral dan
partikel tanah, spesies dan jumlah zat organik, volume dan bentuk porinya.
Komposisi mineral di daerah vulkan Merapi antara lain (1) kuarsa, (2) felsdpar, (3)
piroksin, (4) mika, (5) Amphibol, (6) khlorit, (7) olivin dan (8) bijih besi.
Jungerius (1985) menyatakan terdapat signifikansi antara geomorfologi
dengan pedologi atau tanah yaitu terletak pada: 1) ada hubungan antara distribusi
fisiografi dengan tanah, 2) kondisi topografi akan berpengaruh terhadap terbentuknya
atau genesa profil tanah, 3) terdapat perkembangan paralel antara bentuklahan atau
landform dengan tanah, dan 4) material hasil proses geomorfologi merupakan bahan
induk terbentuknya tanah. Young Anthony (1976) menyatakan bahwa variabel bahan
induk yang berperan dalam pembentukan tanah adalah ukuran butir, tingkat
2
konsolidasi, dan komposisi mineral batuan induk. Ukuran butir bahan induk akan
berpengaruh langsung pada sifat tanah yang terbentuk, antara lain kandungan bahan
organik, KPK tanah, permeabilitas dan kelembaban tanah. Tingkat konsolidasi juga
berpengaruh dalam proses pembentukan tanah, yaitu bahan induk yang padu lebih
lambat pembentukan tanahnya dari pada bahan induk yang lepas lepas. Sedang
komposisi mineral mineral bahan induk mempengaruhi tingkat penyediaan unsur
hara tanah dan tingkat pelapukannya.
Faktor geomorfologi yang meliputi bentuklahan, proses, material penyusun
dan lingkungan mempunyai pengaruh besar terhadap pola penyebaran tanah dari
suatu daerah dan tingkat perkembangan tanah. Hans Jenny dalam Kin H. Tan (1994),
tanah merupakan fungsi dari batuan induk, iklim, lereng, organisme, serta waktu.
Verstappen (1982), menjelaskan aspek yang dipelajari dalam geomorfologi
dibedakan menjadi: 1) Aspek morfologi, 2) Aspek morfogenesa pasif, 3) Aspek
morfogenesa aktif, 4) Aspek morfokronologi, dan 5) Aspek morfo arangemen atau
kelingkungan.
Sementara J.L. Richardson, J.L Arndt dan J.A. Montgomery (2001),
mengemukakan bahwa dengan media air akan terjadi proses pengangkutan dan
perpindahan partikel tanah yang dapat dikenali berdasarkan horison penciri utama
(A, B, C, R) dan tambanan (Btl, Btg, Cg).
Kedua, karakteristik perkembangan horison penciri utama dan tambahan.
Berdasarkan posisi dan juga tingkat pelapukan batuan dan perkembangan tanah maka
suatu tanah dapat dibagi menjadi beberapa horison. Klasifikasi berdasarkan horison
ini tidak mempunyai batas yang tegas antar horison yang berdampingan. Lapisan
yang paling atas, disebut horison O atau horison organik. Dalam horison organik
terdapat sampah organik seperti organisme sisa siasa tanaman membusuk ataupun
bahan organik lain yang masih dalam proses membusuk. Lapisan berikutnya adalah
horison A. Dalam pembentukan horison A atau sering disebut horison pencucian
merupakan lapisan aktif, dimana terdapat aktivitas organisme dan mikroflora serta
proses fisika dan kimia. Proses biologia dan kimia-fisika seperti biodegradasi,
absorpsi, nitrifikasi ataupun leaching (pelindian). Biasanya horison ini berwarna
gelap (kehitaman atau kecoklatan), terutama karena kandungan zat organik.
3
Horison B; horison ini merupakan hasil campuran hasil pelapukan dari batuan
asli (parent material) dan zat organik hasil dekomposisi yang lebih tua dibanding
horison A. Dalam horison B proses kimia seperti proses deposisi dari garam-garam
terlarut ataupun proses absorpsi juga terjadi. Horison C merupakan lapisan yang
terbentuk dari material induk tanah yang sedikit mengalami pelapukan. Kandungan
organiknya biasanya rendah dan didominasi oleh batuan atau tanah hasil pelapukan
saja. Horison R; merupakan batuan dasar (bedrock).
Selain horison utama, juga terdapat horison penciri lainnya seperti hrorison
A1,A2,A3,B1,Bca,Bt. Terbentuknya horison penciri didominasi oleh tenaga air.
Berdasarkan kesamaan antara unsur pembentuk tanah dengan unsur
pembentuk bentuklahan maka terdapat hubungan logis antara bentuklahan dan tanah.
Tejoyuwono Notohadiprawiro (1986) Laju pembentukan tanah tergantung faktor–
faktor pembentuk tanah dan persepsi tentang tanah. Apabila digunakan persepsi
morfogeneses, pembentukan tanah diukur berdasarkan kelengkapan ciri morfologi
yang menjadi diagnostik suatu jenis tanah tertentu. Laju pembentukan Oxisol berasal
dari bahan induk granit di bawah pengaruh faktor biofisik vegetasi hutan dan curah
hujan 1800–2500 mm. Sedangkan Isa Darmawidjaya (1954) menyatakan bahwa
proses pembentukan tanah secara umum disebut proses pelapukan yaitu proses
hancurnya batuan secara fisik dan berubahnya batuan secara kimia menjadi lempung.
Sedangkan proses perkembangan tanah yaitu mengkhususkan perkembangan tanah
asasi dan dapat dicirikan dengan horison penciri atau horison khusus. Berdasarkan
kesamaan antara unsur pembentuk tanah dengan unsur pembentuk bentuklahan maka
terdapat hubungan logis antara bentuklahan dan tanah. Dengan demikian, kondisi
bentuklahan dan tanah dimungkinkan karena: (1). adanya proses perkembangan
tanah alami yaitu perkembangan tanah yang sesuai dengan asal terbentuknya
bentuklahan. Perkembangan alami tersebut ditunjukkan dengan perkembangan
horison tanah yang menunjukkan hasil pelapukan dari batuan induk penyusun tanah
dan penyusun bentuklahan. (2). adanya proses perkembangan tanah akibat dampak
pengelolaan tanah untuk pertanian. Perkembangan ini ditunjukkan dengan horison
penciri menunjukkan yang material penyusun harison tersebut bukan in situ atau
tidak tidak sesuai dengan batuan induk (bedrock).
4
Ketiga, Agihan sifat fisika dan kimia hasil alami dan pencemaran. M.J.
Vepraskas dan S.P Faulkner (2001), mengemukaakn bahwa disamping batuan induk
pembentuk tanah atau parent material, kualitas air sangat berpengaruh terhadap sifat
kimia tanah. Dengan dicanangkannya intensifikasi pada tahun 1970 sampai proposal
ini diajukan, petani masih menggunakan pupuk anorganik (Urea, NPK, KCL) yang
mudah larut dalam air akibatnya terjadi pelindian dan pengendapan atau illuviasi
sehingga membentuk horison penciri yang bersifat distruktif. Pertanian di daerah
Klaten menunjukkan, setengah dari luas wilayah secara keseluruhan merupakan
lahan sawah yaitu sebesar 51,16 % (Klaten dalam angka 2004). Pengusahaan lahan
pertanian di Kabupaten Klaten yang dominan dapat dikelompokkan menjadi tiga
kelompok yaitu: 1) tanaman pangan meliputi: padi sawah, jagung kedelai, dan ketela
pohon; 2) tanaman buah buahan meliputi: manggga, pisang dan pepaya; 3) Tanaman
pelindung meliputi mahoni, jati, albasia dan lamtoro. Dari Hasil penelitian BAPEDA
Klaten (2003), kesuburan tanah yang ada di daerah Klaten umumnya berkisar antara
rendah sampai dengan sedang, KPK tanah rendah sampai sedang, kejenuhan basa
rendah sampai sedang, NPK rendah sampai agak tinggi. Hasil penelitian tersebut
menunjukkan bahwa ada ketimpangan antara teori” bahwa daerah lereng gunung
api tanahnya sangat subur karena material tanahnya kaya akan unsur hara
tanaman”.
Masalah yang timbul adalah: (1) Apakah perkembangan tanah akan
membentuk horison penciri yang bersifat distruktif. (2) Apakah komposisi kimia
terpengaruh oleh unsur kimia dari pupuk atau masih bersifat alami (sesuai dengan
unsur kimia yang terkandung di parent material; dan (3) Bagaimana agihan horison
penciri tersebut.
5
RINGKASAN
Secara fisik, daya dukung suatu wilayah terhadap satu peruntukan untuk
kesesuaian lahan pertanian/padi di daerah volkan akan didapatkan kelas sangat sesuai
atau kelas I, namun kenyataan sebagian besar kelas kesesuaian lahan daerah
Kabupaten Klaten berada kesesuaian kelas II. Degradasi lahan sebagian besar berada
pada wilayah dataran kaki volkan dan Kecamatan Ganti Warno. Daerah dataran kaki
volkan akibat antropogenik, sedangkan di daerah Kecamatan Gantiwarno akibat
gempa bumi tektonik 27 Mei 2006. Disamping proses antropogenik (pembuatan batu
bata), menurunnya tingkat kesesuaian lahan dipengaruhi oleh jenis pupuk yang
digunakan oleh petani. Pupuk anorganik yang bersifat asam (Urea) akan terjadi
koagulasi/ penggumpalan dan membentuk lapisan tanah yang bersifat impermeabel
dan berdampak pada ketersediaan air untuk tanaman.
Masalah utama dalam penelitian ini yaitu: 1) karakteristik batuan induk
pembentuk tanah di daerah lereng gunung Merapi, 2) Karakteristik perkembangan
horison utama dan horison penciri tanah, dan 3) Agihan sifat fisika dan kimia tanah
hasil alami dan pencemaran.
Penelitian pembentukan tanah dan perkembangan tanah di lahan sawah
bertujuan menganalisa: (1) karakteristik batuan induk pembentuk tanah di daerah
lereng gunung Merapi, (2) karakteristik perkembangan horison utama dan horison
penciri tanah, dan (3) pengaruh penggunan pupuk di lahan sawah terhadap sifat
fisika, kimia dan biologi tanah.
Data yang dikumpulkan meliputi: (1) data sekunder (peta topografi lembar
Klaten Jawa Tengah skala 1:25000, peta geologi lembar Klaten Skala 1:100.000,
citra landsat daerah Klaten, dan (2) data primer: data satuan bentuklahan meliputi
(jenis proses geomorfologi, material penyusun, dan relief), data satuan lahan
pertanian (peta penggunaan lahan pertanian, peta tanah, peta lereng detail, peta
bentuklahan), data profil lereng (bentuk lereng, patahan lereng, perubahan lereng,
kemiringan lereng, dan arah lereng), data penyelidikan profil tanah (notasi horison
kandungan kapur, batas horison, pH tanah, tebal horison, perakaran, warna tanah,
bercak, tekstur, padas, struktur, bahan kasar, konsistensi, kandungan bahan organik),
dan data sifat fisik dan kimia tanah (distribusi ukuran butir, KPK, kadar lengas, basa
i
tertukar, kandungan bahan organik, P tersedia, struktur, kejenuhan basa, pH tanah,
salinitas, batas Atterberg.
Jumlah titik sampel profil tanah, pengambilan sampel ditentukan dengan metode
Stratified purposif sampling dan lokasinya ditentukan pada daerah lahan pertanian
sawah di daerah Klaten.
Data yang telah terkumpul (dari lapangan dan laboratorium) dianalisa dengan
metode statistik dan deskriptif. Statistik yang digunakan untuk analisa adalah kurve
frekuensi dan komulatif; histogram; korelasi linear sederhana dan berganda. Dari
analisa statistik tersebut dapat dibuat analisa deskriptif yang menerangkan seberapa
jauh hubungan diantara sifat tanah alami atau insitu dengan tanah akibat
pengolahan, pemupukan padi sawah.
Berdasarkan hasil penelitian dan pembahasan dapat disimpulkan bahwa: (1)
bentuklahan daerah Klaten dibedakan menjadi: a) dataran aluvial volkan, b) dataran
fluvial volkan, c) kaki volkan, d) lereng volkan, dan e) perbukitan struktural Bayat,
(2) pengelolaan tanaman di lahan sawah dibedakan menjadi: a). Penanaman padi
terus menerus dengan agihan di dataran aluvial volkan dan dataran fluvial volkan,
dan b). Pergiliran tanaman yaitu dua kali tanam padi dan sekali polowijo dengan
agihan di dataran fluvial volkan, kaki volkan, lereng volkan dan perbukitan
struktural, (3) terjadi dua proses perkembangan tanah yaitu: a) perkembangan
bersifat distruktif, dan b) Perkembangan yang bersifat konstruktif, dan (4)
berubahnya penggunaan lahan dari lahan sawah menjadi lahan terbangun dan lahan
bahan industri batu bata dan genting menyebabkan terjadinya proses reduksi di
daerah-daerah depresi/bekas penggalian tanah dan menurunkan tingkat kesuburan
tanah.
Adapun saran yang dapat direkomendasikan dalam penelitian ini adalah (1)
perlu sosialisasi daerah-daerah yang tingkat perkembangan tanahnya yang bersifat
distruktif. Sawah yang ditanami padi terus-menerus diubah menjadi dua kali padi dan
sekali polowijo dalam setahun. Dalam penggalian tanah untuk bahan produksi
genteng dan batu bata
dikonsentrasikan di satu daerah dengan memperhatikan
kondisi lingkungannya, dan (2) perlu menetapkan lahan sawah abadi yang dijaga
tingkat kesuburannya dan status kesawahannya sehingga tidak diubah menjadi lahan
terbangun sampai kapanpun.
ii
SUMMARY
This research aims to analyzed: (1) the mains rock characteristic of landform in
mountainside area, (2) especial growth horizon characteristic and horizon specific
land; ground, and (3) usage influence the fertilize in landform to nature of physics,
chemical and ground land biology.
Data collected cover: (1) secondary data (map sheet of topography of Klaten
Central Java in scale 1:25000, map sheet of geology of Klaten in Scale 1:100.000, of
landsat image Klaten area, and (2) primary data: data sheet of landform cover
(process the geomorfologi, compiler material, and relief), data sheet of agriculture
farm (map of usage agriculture farm, ground map, map of bevel detail, map of
landform), data of bevel profile (form the bevel, bevel breaking, bevel change, bevel
inclination, and instruct the bevel), data of land investigation; ground profile
(notation horison - obstetrical calcify, boundary horison, pH land; ground, thick of
horison, root, groundland colour, pock, tekstur, ledge, structure, roughage,
consistency, obstetrical of organic materials), and data of physical nature and
groundland chemistry (distribution of size measure item, KPK, clammy rate, basa
converted, organic materials content, P made available, structure, saturation basa,
groundland pH, salinitas, boundary Atterberg. Amount sampel of groundland profile,
intake sampel determined with the method of Stratified purposif sampling and its
location determined at area of agriculture farm of rice field in Klaten area. Data
which have been gathered (from field and laboratory) analysed with the statistical
methods and descriptive. Statistic used for the analysis is kurve of frequency and
komulatif; histogram; simple linear correlation and doubled. Than the statistical
analysis can be made by a descriptive analysis explaining how far relation among
nature of natural groundland or insitu with the groundland effect of processing,
fertilization of rice field paddy.
Pursuant to result of inferential solution and research that: (1) landform of area
Klaten differentiated to become: a) plain of aluvial volkan, b) plain of fluvial volkan,
c) feet volkan, d) bevel volkan, and structural hilly e) Bayat, (2) crop management in
farm of rice field differentiated to become the: a). continuous Paddy cultivation by
iii
agihan in plain of aluvial volkan and plain of fluvial volkan, and b). Crop innings that
is twice plant the paddy and once polowijo by agihan in plain of fluvial volkan, feet
volkan, bevel volkan and structural hilly, (3) happened two process of groundland
growth that is: a) growth have the character of the distruktif, and b) Growth having
the character of constructive, and (4) changing farm usage from farm of rice field
become the farm woke up and industrial materials farm of brick and critical cause the
happening of process reduce in area depresi / ex-groundland dig and degrade the
storey; level of land; ground fertility.
iv
KATA PENGANTAR
Puji syukur kami panjatkan kehadirat Allah SWT, atas rahmat dan hidayahNya, yang telah dilimpahkan sehingga peneliti dapat menyelesaikan laporan Hibah
Penelitian dari PHK-A2 tahun ini dengan baik. Laporan ini disusun sebagai
pertanggungjawaban kami terhadap kepercayaan yang telah diberikan oleh KPMPT
Direktorat Jendral Pendidikan Tinggi Departemen Pendidikan Nasional.
Penelitian ini dapat terlaksana dengan lancar karena bantuan dan kerjasama
dari berbagai pihak. Oleh karena itu dalam kesempatan ini kami mengucapkan terima
kasih kepada :
1. Pengelola dan PIC Program PHK-A2 Fakultas Geografi UMS yang telah
memberikan kesempatan untuk mengungkapkan kemampuan intelektual penulis
melalui penelitian.
2. KPMPT Direktorat Jendral Pendidikan Tinggi Departemen Pendidikan Nasional.,
yang memberikan bantuan dana hibah penelitian.
3. Tim peneliti yang telah mencurahkan segala kemampuan baik tenaga, fikiran dan
waktu demi selesainya penelitian ini
4. Staf Tata Usaha Fakultas Geografi Universitas Muhammadiyah Surakarta yang
telah banyak membantu dalam pengumpulan data dan administrasi.
5. Pemerintah Daerah Kabupaten Klaten yang telah memberikan ijin untuk
mengadakan penelitian ini.
6. Semua pihak yang tidak dapat kami sebutkan satu persatu yang telah memberikan
bantuan berupa apapun dalam rangka menyelesaikan laporan penelitian ini.
Penulis menyadari tulisan ini masih jauh dari kesempurnaan. Untuk itu
kritik dan saran penulis harapkan demi perbaikan di masa mendatang.
Surakarta,
Agustus 2008
Tim Peneliti
v
DAFTAR ISI
HALAMAN PENGESAHAN ..............................................................................
ii
KATA PENGANTAR ..........................................................................................
iii
RINGKASAN .....................................................................................................
iv
SUMMARY .........................................................................................................
vi
DAFTAR ISI ........................................................................................................ viii
DAFTAR TABEL ................................................................................................
x
DAFTAR GAMBAR ...........................................................................................
xi
BAB I PENDAHULUAN .................................................................................
1
1.1
Latar Belakang ............................................................................................
1
1.2
Masalah yang Diteliti ..................................................................................
2
BAB II TINJAUAN PUSTAKA .......................................................................
6
2.1
Kajian Pustaka/Hasil Penelitian Yang Sudah Dicapai ................................
6
2.2
Kajian Penelitian Pendahulu Yang Sudah Dilaksanakan ...........................
11
BAB III TUJUAN DAN MANFAAT PENELITIAN ....................................
13
3.1
Tujuan Penelitian .......................................................................................
13
3.2
Manfaat Penelitian .....................................................................................
13
3.3
Luaran Penelitian .....................................................................................
13
1. luaran Praktis
.....................................................................................
13
2. Luaran Teoretis .....................................................................................
14
BAB IV METODE PENELITIAN .................................................................
15
4.1
Tempat
15
4.2
Desain penelitian
4.3
Metode Penelitian
....................................................................................................
.....................................................................................
15
..................................................................................................................................
17
4.4
Metode Pengambilan Sampel .....................................................................
18
4.5
Metode analisa data .....................................................................................
18
4.6
Teknik analisa laboratorium .......................................................................
18
vi
BAB V HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN ...................................
24
5.1. HASIL PENELITIAN ................................................................................
24
5.1.1 Letak, Luas dan Batas .....................................................................
24
5.1.2 Iklim ................................................................................................
26
5.1.3 Geologi .............................................................................................
30
5.1.4 Geomorfologi .....................................................................................
30
5.1.5 Tanah ................................................................................................
33
5.1.6 Hidrologi .........................................................................................
34
5.1.7 Penggunaan Lahan ............................................................................
37
5.1.8 Bentuklahan Daerah Penelitian ........................................................
43
5.1.9 Data Katena Tanah Disetiap Satuan Bentuklahan untuk Pertanian ...
47
5.1.9.1 Profil Lereng dan Tanah di Bentuklahan Penggunaan
Sawah ................................................................................
47
5.1.9.2 Data Notasi Horison, Sifat Fisika, Kimia, Pergiliran
Tanaman di Setiap Profil Tanah ........................................
51
5.1.9.3 Sifat Tanah, Pergiliran Tanaman, dan Penggunaan Pupuk
di Setiap Satuan Bentuk Lahan ........................................
59
5.2. PEMBAHASAN .........................................................................................
62
5.2.1 Iklim ................................................................................................
62
5.2.2 Bentuklahan .....................................................................................
62
5.2.3 Tanah ................................................................................................
63
5.2.4 Pergiliran Tanam di Bentuklahan Untuk Sawah ...............................
65
5.2.5 Penggunaan macam pupuk ...............................................................
66
5.2.6 Perkembangan Tanah di Setiap Bentuklahan ....................................
66
BAB VI KESIMPULAN DAN SARAN ...........................................................
67
6.1. Kesimpulan ...................................................................................................
67
6.2 Saran ..............................................................................................................
67
DAFTAR PUSTAKA .........................................................................................
69
LAMPIRAN ........................................................................................................
70
vii
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1
Karakteristik Perkembangan Tanah Alami dan Dampak Pertanian.. 10
Tabel 5.1
Curah Hujan di Kabupaten Klaten Tahun 1998- 2007 .....................
26
Tabel 5.2.
Tipe Curah Hujan Menurut Schemidt dan Ferguson .......................
28
Tabel 5.3.
Karakteristik Fisik dan Pergiliran Tanaman Profil Lereng 1 ...........
52
Tabel 5.4.
Karakteristik Kimia dan Penggunaan Pupuk Profil Lereng 1 ..........
53
Tabel 5.5.
Karakteristik Fisik dan Pergiliran Tanaman Profil Lereng 2 ...........
54
Tabel 5.6.
Karakteristik Kimia dan Penggunaan Pupuk Profil Lereng 2 ..........
54
Tabel 5.7.
Karakteristik Fisik dan Pergiliran Tanaman Profil Lereng 3 ...........
55
Tabel 5.8.
Karakteristik Kimia dan Penggunaan Pupuk Profil Lereng 3 .........
56
Tabel 5.9.
Karakteristik Fisik dan Pergiliran Tanaman Profil Lereng 4 ...........
57
Tabel 5.10. Karakteristik Kimia dan Penggunaan Pupuk Profil Lereng 4 ..........
57
Tabel 5.11. Karakteristik Fisik dan Pergiliran Tanaman Profil Lereng 5 ............
58
Tabel 5.12. Karakteristik Kimia dan Penggunaan Pupuk Profil Lereng 5 ..........
58
Tabel 5.13 Sifat Tanah, Pergiliran Tanaman, dan Penggunaan Pupuk
di Setiap Satuan Bentuk Lahan ........................................................ 59
Tabel 5.14. Perbedaan Sifat Kimia Tanah dan Penggunaan Pupuk
di Setiap Bentuklahan di Kabupaten Klaten .................................... 61
viii
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1.
Kerangka Teori Penelitian Proses Perkembangan Tanah ..............
12
Gambar 4.1
Desain Penelitian Proses Perkembangan Tanah di Lahan
Pertanian ........................................................................................
16
Gambar 5.1
Peta Administrasi Kabupaten Klaten ............................................
25
Gambar 5.2
Tipe Curah Hujan Menurut Schmidt dan Ferguson .......................
27
Gambar 5.3
Tipe Iklim Menurut Koppen di Daerah Penelitian .......................
29
Gambar 5.4.
Peta Geologi Kabupaten Klaten ....................................................
31
Gambar 5.5.
Peta Kemiringan Lereng Daerah Penelitian ..................................
32
Gambar 5.6.
Peta Jenis Tanah Kabupaten Klaten .............................................
36
Gambar 5.7.
Citran Landsat ETM + 7 Kabupaten Klaten ................................ 38
Gambar.5.8
Penggunaan lahan Permukiman ..................................................
Gambar 5.9.
Penggunaan lahan Kebun
39
...........................................................
4
Gambar 5.10. Penggunaan Lahan Tegalan .........................................................
41
Gambar 5.11 Penggunaan Lahan Sawah ............................................................
42
Gambar 5.12 Peta Agihan Bentuklahan Daerah Kabupaten Klaten ....................
46
Gambar 5.13 Peta Profil Katena Tanah Per Satuan Bentuklahan
di Daerah penelitian ......................................................................
48
Gambar 5.14 Profil Lereng dan Tanah 1 ............................................................
49
Gambar 5.15 Profil Lereng dan Tanah 2 ............................................................
49
Gambar 5.16 Profil Lereng dan Tanah 3 ............................................................
50
Gambar 5.17 Profil Lereng dan Tanah 4 ............................................................
50
Gambar 5.18 Profil Lereng dan Tanah 5 ............................................................
51
ix
LAPORAN PENELITIAN PHK A-2 TAHUN 2007
PEMANFAATAN CITRA LANDSAT ETM+7
DAN SISTEM INFORMASI GEOGRAFI UNTUK
ANALISIS PEMBENTUKAN DAN PERKEMBANGAN
TANAH
DI KABUPATEN KLATEN
Oleh :
Drs. Agus Dwi Martono, M.Si.
Drs. Suharjo, M.S.
Dra. Hj. Umrotun, M.Si.
FAKULTAS GEOGRAFI
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA
TAHUN 2007
HALAMAN PENGESAHAN
LAPORAN PENELITIAN HIBAH KOMPETISI (PHK) A-2
BATCH III TAHUN 2007
FAKULTAS GEOGRAFI UMS
1. Judul
Bidang Ilmu
Kategori
2. Peneliti Utama
Jenis kelamin
NIK
Jabatan Fungsional
Fakultas
Perguruan Tinggi
Alamat Kantor
Alamat Rumah
3. Anggota Peneliti
Jangka Waktu
Biaya Penelitian
: Pemanfaatan Citra Landsat ETM+7 dan Sistem
Informasi Geografi untuk Analisis Pembentukan dan
Perkembangan Tanah di Kabupaten Klaten
: MIPA
: Pertanian
:
:
:
:
:
:
:
Drs. Agus Dwi Martono, M.Si.
Laki- Laki
330
Lektor
Geografi
Universitas Muhammadiyah Surakarta
Jalan A. Yani, Tromol Pos 1. Pabelan Kartasura,
Surakarta, 57102, Telp.(0271) 717417
Ext. 152-153 Fax. (0271) 715448
: Suruh, Karanglo, Polanharjo Klaten 57474
: Drs. Suharjo, M.S.
Dra. Hj. Umrotun, M.Si.
: 8 Bulan
: Rp. 30.000.000,- (Tiga Puluh Juta Rupiah)
Surakarta, 28 Agustus 2007
Menyetujui:
Penanggung Jawab Kegiatan Bidang A
PHK A-2 Fakultas Geografi UMS
Dr. Ir. Imam Hardjono, M.Si.
Ketua Peneliti
Drs. Agus Dwi Martono, M.Si.
Mengetahui,
Dekan Fakultas Geografi UMS
Drs. Yuli Priyana, M.Si.
ARTIKEL PUBLIKASI ILMIAH
PENELITIAN PHK A-2 TAHUN 2007
PEMANFAATAN CITRA LANDSAT ETM+7
DAN SISTEM INFORMASI GEOGRAFI UNTUK
ANALISIS PEMBENTUKAN DAN PERKEMBANGAN
TANAH
DI KABUPATEN KLATEN
Oleh :
Drs. Agus Dwi Martono, M.Si.
Drs. Suharjo, M.S.
Dra. Hj. Umrotun, M.Si.
FAKULTAS GEOGRAFI
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA
TAHUN 2007
SUSUNAN TIM PENELITI
Ketua:
Drs. Agus Dwi Martono, M.Si.
Anggota:
Drs. Suharjo, M.S.
Dra. Umrotun, M.Si.
Baharudin Syaiful Anwar (Mahasiswa)
Tukidun (Mahasiswa)
Suratno (Mahasiswa)
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Bentuk permukaan bumi merupakan pencerminan interaksi proses alam dan
proses antropogenik atau aktivitas manusia. Proses alam meliputi pelapukan, erosi,
gerak massa, denudasi, sedimentasi dan proses endogen (volkanis, tektonik dan
gempa bumi). Proses antropogenik meliputi aktivitas manusia dalam menggunakan
lahannya baik untuk pertanian/ perkebuman maupun untuk kegunaan non pertanian.
Proses geomorfologi yang berlangsung akan berdampak baik langsung maupun tidak
langsung terhadap kondisi fisik, kimia, biologis, sosial ekonomi, termasuk pada
kerusakan lahan pertanian seperti kualitas air permukaan, kualitas lahan termasuk
tingkat kesuburan tanahnya.
Kabupaten Klaten adalah daerah wilayah Propinsi Jawa Tengah yang potensial
untuk pengusahaan pertanian tanaman pangan, khususnya padi. Dilihat dari kondisi
fisiknya, 73, 78 % wilayah Kabupaten Klaten bertopografi datar hingga landai
dengan kemiringan 0 – 2 %, kondisi ini mudah untuk pengelolaan lahan pertanian. Di
samping topografi yang mendukung, material penyusun lahannya relatif subur karena
sebagian besar material endapan volkanik (Gunung Merapi) di mana unsur hara
tanaman (mikro, makro) sudah tersedia secara alami.Ketersediaan air di daerah
Klaten juga cukup potensial untuk pertanian, hal ini ditunjukkan adanya sabuk mata
air yang berada di kaki gunung api Merapi.
Secara fisik, daya dukung suatu wilayah terhadap satu peruntukan untuk
kesesuaian lahan pertanian/padi di daerah volkan akan didapatkan klas sangat sesuai
atau klas I, namun kenyataan sebagian besar klas kesesuaian lahan daerah Kabupaten
Klaten berada kesesuaian klas II. Suharjo, dkk. (2006) daerah Kabupaten Klaten;
degradasi lahan sebagian besar berada pada wilayah wilayah dataran kaki volkan dan
Kecamatan Ganti Warno. Daerah dataran Kaki volkan akibat antropogenik sedang di
daerah Kecamatan Gantiwarno akibat gempa bumi tektonik 27 Mei 2006.
1
Disamping proses antropogenik (pembuatan batu bata), menurunnya tingkat
kesesuaian lahan dipengaruhi oleh jenis pupuk yang digunakan oleh petani. Pupuk
anorganik yang bersifat asam (Urea) akan terjadi koagulasi/ penggumpalan dan
membentuk lapisan tanah yang bersifat impermeabel dan berdampak pada
ketersediaan air untuk tanaman.
Menurunnya klas kesesuaian lahan daerah Kabupaten Klaten apakah akibat
proses antropogenik yang lain seperti penggunaan pupuk non organik. Untuk itu
peneliti ingin meneliti pembentukan dan perkembangan tanah di lahan sawah daerah
Kabupaten Klaten.
1.2 Masalah yang Diteliti
Masalah utama dalam penelitian ini yaitu: 1) karakteristik batuan induk
pembentuk tanah di daerah lereng gunung Merapi, 2) Karakteristik perkembangan
horison utama dan horison penciri tanah, dan 3) Agihan sifat fisika dan kimia tanah
hasil alami dan pencemaran.
Pertama, karakteristik batuan induk pembentuk tanah di daerah lereng
Merapi. Luthin dalam Suprihanto Notodarmojo (2005), komponen bagian padat
tanah terdiri atas material mineral, materi organis dan organisme. Komposisi dari
komponen tersebut sangat bervariasi menurut jenis tanahnya, lokasi, dan kedalaman
atau lebih dikenal dengan pembagian horison tanah. Sifat–sifat tanah akan sangat
tergantung pada jumlah , ukuran, bentuk, dan susunan serta komposisi mineral dan
partikel tanah, spesies dan jumlah zat organik, volume dan bentuk porinya.
Komposisi mineral di daerah vulkan Merapi antara lain (1) kuarsa, (2) felsdpar, (3)
piroksin, (4) mika, (5) Amphibol, (6) khlorit, (7) olivin dan (8) bijih besi.
Jungerius (1985) menyatakan terdapat signifikansi antara geomorfologi
dengan pedologi atau tanah yaitu terletak pada: 1) ada hubungan antara distribusi
fisiografi dengan tanah, 2) kondisi topografi akan berpengaruh terhadap terbentuknya
atau genesa profil tanah, 3) terdapat perkembangan paralel antara bentuklahan atau
landform dengan tanah, dan 4) material hasil proses geomorfologi merupakan bahan
induk terbentuknya tanah. Young Anthony (1976) menyatakan bahwa variabel bahan
induk yang berperan dalam pembentukan tanah adalah ukuran butir, tingkat
2
konsolidasi, dan komposisi mineral batuan induk. Ukuran butir bahan induk akan
berpengaruh langsung pada sifat tanah yang terbentuk, antara lain kandungan bahan
organik, KPK tanah, permeabilitas dan kelembaban tanah. Tingkat konsolidasi juga
berpengaruh dalam proses pembentukan tanah, yaitu bahan induk yang padu lebih
lambat pembentukan tanahnya dari pada bahan induk yang lepas lepas. Sedang
komposisi mineral mineral bahan induk mempengaruhi tingkat penyediaan unsur
hara tanah dan tingkat pelapukannya.
Faktor geomorfologi yang meliputi bentuklahan, proses, material penyusun
dan lingkungan mempunyai pengaruh besar terhadap pola penyebaran tanah dari
suatu daerah dan tingkat perkembangan tanah. Hans Jenny dalam Kin H. Tan (1994),
tanah merupakan fungsi dari batuan induk, iklim, lereng, organisme, serta waktu.
Verstappen (1982), menjelaskan aspek yang dipelajari dalam geomorfologi
dibedakan menjadi: 1) Aspek morfologi, 2) Aspek morfogenesa pasif, 3) Aspek
morfogenesa aktif, 4) Aspek morfokronologi, dan 5) Aspek morfo arangemen atau
kelingkungan.
Sementara J.L. Richardson, J.L Arndt dan J.A. Montgomery (2001),
mengemukakan bahwa dengan media air akan terjadi proses pengangkutan dan
perpindahan partikel tanah yang dapat dikenali berdasarkan horison penciri utama
(A, B, C, R) dan tambanan (Btl, Btg, Cg).
Kedua, karakteristik perkembangan horison penciri utama dan tambahan.
Berdasarkan posisi dan juga tingkat pelapukan batuan dan perkembangan tanah maka
suatu tanah dapat dibagi menjadi beberapa horison. Klasifikasi berdasarkan horison
ini tidak mempunyai batas yang tegas antar horison yang berdampingan. Lapisan
yang paling atas, disebut horison O atau horison organik. Dalam horison organik
terdapat sampah organik seperti organisme sisa siasa tanaman membusuk ataupun
bahan organik lain yang masih dalam proses membusuk. Lapisan berikutnya adalah
horison A. Dalam pembentukan horison A atau sering disebut horison pencucian
merupakan lapisan aktif, dimana terdapat aktivitas organisme dan mikroflora serta
proses fisika dan kimia. Proses biologia dan kimia-fisika seperti biodegradasi,
absorpsi, nitrifikasi ataupun leaching (pelindian). Biasanya horison ini berwarna
gelap (kehitaman atau kecoklatan), terutama karena kandungan zat organik.
3
Horison B; horison ini merupakan hasil campuran hasil pelapukan dari batuan
asli (parent material) dan zat organik hasil dekomposisi yang lebih tua dibanding
horison A. Dalam horison B proses kimia seperti proses deposisi dari garam-garam
terlarut ataupun proses absorpsi juga terjadi. Horison C merupakan lapisan yang
terbentuk dari material induk tanah yang sedikit mengalami pelapukan. Kandungan
organiknya biasanya rendah dan didominasi oleh batuan atau tanah hasil pelapukan
saja. Horison R; merupakan batuan dasar (bedrock).
Selain horison utama, juga terdapat horison penciri lainnya seperti hrorison
A1,A2,A3,B1,Bca,Bt. Terbentuknya horison penciri didominasi oleh tenaga air.
Berdasarkan kesamaan antara unsur pembentuk tanah dengan unsur
pembentuk bentuklahan maka terdapat hubungan logis antara bentuklahan dan tanah.
Tejoyuwono Notohadiprawiro (1986) Laju pembentukan tanah tergantung faktor–
faktor pembentuk tanah dan persepsi tentang tanah. Apabila digunakan persepsi
morfogeneses, pembentukan tanah diukur berdasarkan kelengkapan ciri morfologi
yang menjadi diagnostik suatu jenis tanah tertentu. Laju pembentukan Oxisol berasal
dari bahan induk granit di bawah pengaruh faktor biofisik vegetasi hutan dan curah
hujan 1800–2500 mm. Sedangkan Isa Darmawidjaya (1954) menyatakan bahwa
proses pembentukan tanah secara umum disebut proses pelapukan yaitu proses
hancurnya batuan secara fisik dan berubahnya batuan secara kimia menjadi lempung.
Sedangkan proses perkembangan tanah yaitu mengkhususkan perkembangan tanah
asasi dan dapat dicirikan dengan horison penciri atau horison khusus. Berdasarkan
kesamaan antara unsur pembentuk tanah dengan unsur pembentuk bentuklahan maka
terdapat hubungan logis antara bentuklahan dan tanah. Dengan demikian, kondisi
bentuklahan dan tanah dimungkinkan karena: (1). adanya proses perkembangan
tanah alami yaitu perkembangan tanah yang sesuai dengan asal terbentuknya
bentuklahan. Perkembangan alami tersebut ditunjukkan dengan perkembangan
horison tanah yang menunjukkan hasil pelapukan dari batuan induk penyusun tanah
dan penyusun bentuklahan. (2). adanya proses perkembangan tanah akibat dampak
pengelolaan tanah untuk pertanian. Perkembangan ini ditunjukkan dengan horison
penciri menunjukkan yang material penyusun harison tersebut bukan in situ atau
tidak tidak sesuai dengan batuan induk (bedrock).
4
Ketiga, Agihan sifat fisika dan kimia hasil alami dan pencemaran. M.J.
Vepraskas dan S.P Faulkner (2001), mengemukaakn bahwa disamping batuan induk
pembentuk tanah atau parent material, kualitas air sangat berpengaruh terhadap sifat
kimia tanah. Dengan dicanangkannya intensifikasi pada tahun 1970 sampai proposal
ini diajukan, petani masih menggunakan pupuk anorganik (Urea, NPK, KCL) yang
mudah larut dalam air akibatnya terjadi pelindian dan pengendapan atau illuviasi
sehingga membentuk horison penciri yang bersifat distruktif. Pertanian di daerah
Klaten menunjukkan, setengah dari luas wilayah secara keseluruhan merupakan
lahan sawah yaitu sebesar 51,16 % (Klaten dalam angka 2004). Pengusahaan lahan
pertanian di Kabupaten Klaten yang dominan dapat dikelompokkan menjadi tiga
kelompok yaitu: 1) tanaman pangan meliputi: padi sawah, jagung kedelai, dan ketela
pohon; 2) tanaman buah buahan meliputi: manggga, pisang dan pepaya; 3) Tanaman
pelindung meliputi mahoni, jati, albasia dan lamtoro. Dari Hasil penelitian BAPEDA
Klaten (2003), kesuburan tanah yang ada di daerah Klaten umumnya berkisar antara
rendah sampai dengan sedang, KPK tanah rendah sampai sedang, kejenuhan basa
rendah sampai sedang, NPK rendah sampai agak tinggi. Hasil penelitian tersebut
menunjukkan bahwa ada ketimpangan antara teori” bahwa daerah lereng gunung
api tanahnya sangat subur karena material tanahnya kaya akan unsur hara
tanaman”.
Masalah yang timbul adalah: (1) Apakah perkembangan tanah akan
membentuk horison penciri yang bersifat distruktif. (2) Apakah komposisi kimia
terpengaruh oleh unsur kimia dari pupuk atau masih bersifat alami (sesuai dengan
unsur kimia yang terkandung di parent material; dan (3) Bagaimana agihan horison
penciri tersebut.
5
RINGKASAN
Secara fisik, daya dukung suatu wilayah terhadap satu peruntukan untuk
kesesuaian lahan pertanian/padi di daerah volkan akan didapatkan kelas sangat sesuai
atau kelas I, namun kenyataan sebagian besar kelas kesesuaian lahan daerah
Kabupaten Klaten berada kesesuaian kelas II. Degradasi lahan sebagian besar berada
pada wilayah dataran kaki volkan dan Kecamatan Ganti Warno. Daerah dataran kaki
volkan akibat antropogenik, sedangkan di daerah Kecamatan Gantiwarno akibat
gempa bumi tektonik 27 Mei 2006. Disamping proses antropogenik (pembuatan batu
bata), menurunnya tingkat kesesuaian lahan dipengaruhi oleh jenis pupuk yang
digunakan oleh petani. Pupuk anorganik yang bersifat asam (Urea) akan terjadi
koagulasi/ penggumpalan dan membentuk lapisan tanah yang bersifat impermeabel
dan berdampak pada ketersediaan air untuk tanaman.
Masalah utama dalam penelitian ini yaitu: 1) karakteristik batuan induk
pembentuk tanah di daerah lereng gunung Merapi, 2) Karakteristik perkembangan
horison utama dan horison penciri tanah, dan 3) Agihan sifat fisika dan kimia tanah
hasil alami dan pencemaran.
Penelitian pembentukan tanah dan perkembangan tanah di lahan sawah
bertujuan menganalisa: (1) karakteristik batuan induk pembentuk tanah di daerah
lereng gunung Merapi, (2) karakteristik perkembangan horison utama dan horison
penciri tanah, dan (3) pengaruh penggunan pupuk di lahan sawah terhadap sifat
fisika, kimia dan biologi tanah.
Data yang dikumpulkan meliputi: (1) data sekunder (peta topografi lembar
Klaten Jawa Tengah skala 1:25000, peta geologi lembar Klaten Skala 1:100.000,
citra landsat daerah Klaten, dan (2) data primer: data satuan bentuklahan meliputi
(jenis proses geomorfologi, material penyusun, dan relief), data satuan lahan
pertanian (peta penggunaan lahan pertanian, peta tanah, peta lereng detail, peta
bentuklahan), data profil lereng (bentuk lereng, patahan lereng, perubahan lereng,
kemiringan lereng, dan arah lereng), data penyelidikan profil tanah (notasi horison
kandungan kapur, batas horison, pH tanah, tebal horison, perakaran, warna tanah,
bercak, tekstur, padas, struktur, bahan kasar, konsistensi, kandungan bahan organik),
dan data sifat fisik dan kimia tanah (distribusi ukuran butir, KPK, kadar lengas, basa
i
tertukar, kandungan bahan organik, P tersedia, struktur, kejenuhan basa, pH tanah,
salinitas, batas Atterberg.
Jumlah titik sampel profil tanah, pengambilan sampel ditentukan dengan metode
Stratified purposif sampling dan lokasinya ditentukan pada daerah lahan pertanian
sawah di daerah Klaten.
Data yang telah terkumpul (dari lapangan dan laboratorium) dianalisa dengan
metode statistik dan deskriptif. Statistik yang digunakan untuk analisa adalah kurve
frekuensi dan komulatif; histogram; korelasi linear sederhana dan berganda. Dari
analisa statistik tersebut dapat dibuat analisa deskriptif yang menerangkan seberapa
jauh hubungan diantara sifat tanah alami atau insitu dengan tanah akibat
pengolahan, pemupukan padi sawah.
Berdasarkan hasil penelitian dan pembahasan dapat disimpulkan bahwa: (1)
bentuklahan daerah Klaten dibedakan menjadi: a) dataran aluvial volkan, b) dataran
fluvial volkan, c) kaki volkan, d) lereng volkan, dan e) perbukitan struktural Bayat,
(2) pengelolaan tanaman di lahan sawah dibedakan menjadi: a). Penanaman padi
terus menerus dengan agihan di dataran aluvial volkan dan dataran fluvial volkan,
dan b). Pergiliran tanaman yaitu dua kali tanam padi dan sekali polowijo dengan
agihan di dataran fluvial volkan, kaki volkan, lereng volkan dan perbukitan
struktural, (3) terjadi dua proses perkembangan tanah yaitu: a) perkembangan
bersifat distruktif, dan b) Perkembangan yang bersifat konstruktif, dan (4)
berubahnya penggunaan lahan dari lahan sawah menjadi lahan terbangun dan lahan
bahan industri batu bata dan genting menyebabkan terjadinya proses reduksi di
daerah-daerah depresi/bekas penggalian tanah dan menurunkan tingkat kesuburan
tanah.
Adapun saran yang dapat direkomendasikan dalam penelitian ini adalah (1)
perlu sosialisasi daerah-daerah yang tingkat perkembangan tanahnya yang bersifat
distruktif. Sawah yang ditanami padi terus-menerus diubah menjadi dua kali padi dan
sekali polowijo dalam setahun. Dalam penggalian tanah untuk bahan produksi
genteng dan batu bata
dikonsentrasikan di satu daerah dengan memperhatikan
kondisi lingkungannya, dan (2) perlu menetapkan lahan sawah abadi yang dijaga
tingkat kesuburannya dan status kesawahannya sehingga tidak diubah menjadi lahan
terbangun sampai kapanpun.
ii
SUMMARY
This research aims to analyzed: (1) the mains rock characteristic of landform in
mountainside area, (2) especial growth horizon characteristic and horizon specific
land; ground, and (3) usage influence the fertilize in landform to nature of physics,
chemical and ground land biology.
Data collected cover: (1) secondary data (map sheet of topography of Klaten
Central Java in scale 1:25000, map sheet of geology of Klaten in Scale 1:100.000, of
landsat image Klaten area, and (2) primary data: data sheet of landform cover
(process the geomorfologi, compiler material, and relief), data sheet of agriculture
farm (map of usage agriculture farm, ground map, map of bevel detail, map of
landform), data of bevel profile (form the bevel, bevel breaking, bevel change, bevel
inclination, and instruct the bevel), data of land investigation; ground profile
(notation horison - obstetrical calcify, boundary horison, pH land; ground, thick of
horison, root, groundland colour, pock, tekstur, ledge, structure, roughage,
consistency, obstetrical of organic materials), and data of physical nature and
groundland chemistry (distribution of size measure item, KPK, clammy rate, basa
converted, organic materials content, P made available, structure, saturation basa,
groundland pH, salinitas, boundary Atterberg. Amount sampel of groundland profile,
intake sampel determined with the method of Stratified purposif sampling and its
location determined at area of agriculture farm of rice field in Klaten area. Data
which have been gathered (from field and laboratory) analysed with the statistical
methods and descriptive. Statistic used for the analysis is kurve of frequency and
komulatif; histogram; simple linear correlation and doubled. Than the statistical
analysis can be made by a descriptive analysis explaining how far relation among
nature of natural groundland or insitu with the groundland effect of processing,
fertilization of rice field paddy.
Pursuant to result of inferential solution and research that: (1) landform of area
Klaten differentiated to become: a) plain of aluvial volkan, b) plain of fluvial volkan,
c) feet volkan, d) bevel volkan, and structural hilly e) Bayat, (2) crop management in
farm of rice field differentiated to become the: a). continuous Paddy cultivation by
iii
agihan in plain of aluvial volkan and plain of fluvial volkan, and b). Crop innings that
is twice plant the paddy and once polowijo by agihan in plain of fluvial volkan, feet
volkan, bevel volkan and structural hilly, (3) happened two process of groundland
growth that is: a) growth have the character of the distruktif, and b) Growth having
the character of constructive, and (4) changing farm usage from farm of rice field
become the farm woke up and industrial materials farm of brick and critical cause the
happening of process reduce in area depresi / ex-groundland dig and degrade the
storey; level of land; ground fertility.
iv
KATA PENGANTAR
Puji syukur kami panjatkan kehadirat Allah SWT, atas rahmat dan hidayahNya, yang telah dilimpahkan sehingga peneliti dapat menyelesaikan laporan Hibah
Penelitian dari PHK-A2 tahun ini dengan baik. Laporan ini disusun sebagai
pertanggungjawaban kami terhadap kepercayaan yang telah diberikan oleh KPMPT
Direktorat Jendral Pendidikan Tinggi Departemen Pendidikan Nasional.
Penelitian ini dapat terlaksana dengan lancar karena bantuan dan kerjasama
dari berbagai pihak. Oleh karena itu dalam kesempatan ini kami mengucapkan terima
kasih kepada :
1. Pengelola dan PIC Program PHK-A2 Fakultas Geografi UMS yang telah
memberikan kesempatan untuk mengungkapkan kemampuan intelektual penulis
melalui penelitian.
2. KPMPT Direktorat Jendral Pendidikan Tinggi Departemen Pendidikan Nasional.,
yang memberikan bantuan dana hibah penelitian.
3. Tim peneliti yang telah mencurahkan segala kemampuan baik tenaga, fikiran dan
waktu demi selesainya penelitian ini
4. Staf Tata Usaha Fakultas Geografi Universitas Muhammadiyah Surakarta yang
telah banyak membantu dalam pengumpulan data dan administrasi.
5. Pemerintah Daerah Kabupaten Klaten yang telah memberikan ijin untuk
mengadakan penelitian ini.
6. Semua pihak yang tidak dapat kami sebutkan satu persatu yang telah memberikan
bantuan berupa apapun dalam rangka menyelesaikan laporan penelitian ini.
Penulis menyadari tulisan ini masih jauh dari kesempurnaan. Untuk itu
kritik dan saran penulis harapkan demi perbaikan di masa mendatang.
Surakarta,
Agustus 2008
Tim Peneliti
v
DAFTAR ISI
HALAMAN PENGESAHAN ..............................................................................
ii
KATA PENGANTAR ..........................................................................................
iii
RINGKASAN .....................................................................................................
iv
SUMMARY .........................................................................................................
vi
DAFTAR ISI ........................................................................................................ viii
DAFTAR TABEL ................................................................................................
x
DAFTAR GAMBAR ...........................................................................................
xi
BAB I PENDAHULUAN .................................................................................
1
1.1
Latar Belakang ............................................................................................
1
1.2
Masalah yang Diteliti ..................................................................................
2
BAB II TINJAUAN PUSTAKA .......................................................................
6
2.1
Kajian Pustaka/Hasil Penelitian Yang Sudah Dicapai ................................
6
2.2
Kajian Penelitian Pendahulu Yang Sudah Dilaksanakan ...........................
11
BAB III TUJUAN DAN MANFAAT PENELITIAN ....................................
13
3.1
Tujuan Penelitian .......................................................................................
13
3.2
Manfaat Penelitian .....................................................................................
13
3.3
Luaran Penelitian .....................................................................................
13
1. luaran Praktis
.....................................................................................
13
2. Luaran Teoretis .....................................................................................
14
BAB IV METODE PENELITIAN .................................................................
15
4.1
Tempat
15
4.2
Desain penelitian
4.3
Metode Penelitian
....................................................................................................
.....................................................................................
15
..................................................................................................................................
17
4.4
Metode Pengambilan Sampel .....................................................................
18
4.5
Metode analisa data .....................................................................................
18
4.6
Teknik analisa laboratorium .......................................................................
18
vi
BAB V HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN ...................................
24
5.1. HASIL PENELITIAN ................................................................................
24
5.1.1 Letak, Luas dan Batas .....................................................................
24
5.1.2 Iklim ................................................................................................
26
5.1.3 Geologi .............................................................................................
30
5.1.4 Geomorfologi .....................................................................................
30
5.1.5 Tanah ................................................................................................
33
5.1.6 Hidrologi .........................................................................................
34
5.1.7 Penggunaan Lahan ............................................................................
37
5.1.8 Bentuklahan Daerah Penelitian ........................................................
43
5.1.9 Data Katena Tanah Disetiap Satuan Bentuklahan untuk Pertanian ...
47
5.1.9.1 Profil Lereng dan Tanah di Bentuklahan Penggunaan
Sawah ................................................................................
47
5.1.9.2 Data Notasi Horison, Sifat Fisika, Kimia, Pergiliran
Tanaman di Setiap Profil Tanah ........................................
51
5.1.9.3 Sifat Tanah, Pergiliran Tanaman, dan Penggunaan Pupuk
di Setiap Satuan Bentuk Lahan ........................................
59
5.2. PEMBAHASAN .........................................................................................
62
5.2.1 Iklim ................................................................................................
62
5.2.2 Bentuklahan .....................................................................................
62
5.2.3 Tanah ................................................................................................
63
5.2.4 Pergiliran Tanam di Bentuklahan Untuk Sawah ...............................
65
5.2.5 Penggunaan macam pupuk ...............................................................
66
5.2.6 Perkembangan Tanah di Setiap Bentuklahan ....................................
66
BAB VI KESIMPULAN DAN SARAN ...........................................................
67
6.1. Kesimpulan ...................................................................................................
67
6.2 Saran ..............................................................................................................
67
DAFTAR PUSTAKA .........................................................................................
69
LAMPIRAN ........................................................................................................
70
vii
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1
Karakteristik Perkembangan Tanah Alami dan Dampak Pertanian.. 10
Tabel 5.1
Curah Hujan di Kabupaten Klaten Tahun 1998- 2007 .....................
26
Tabel 5.2.
Tipe Curah Hujan Menurut Schemidt dan Ferguson .......................
28
Tabel 5.3.
Karakteristik Fisik dan Pergiliran Tanaman Profil Lereng 1 ...........
52
Tabel 5.4.
Karakteristik Kimia dan Penggunaan Pupuk Profil Lereng 1 ..........
53
Tabel 5.5.
Karakteristik Fisik dan Pergiliran Tanaman Profil Lereng 2 ...........
54
Tabel 5.6.
Karakteristik Kimia dan Penggunaan Pupuk Profil Lereng 2 ..........
54
Tabel 5.7.
Karakteristik Fisik dan Pergiliran Tanaman Profil Lereng 3 ...........
55
Tabel 5.8.
Karakteristik Kimia dan Penggunaan Pupuk Profil Lereng 3 .........
56
Tabel 5.9.
Karakteristik Fisik dan Pergiliran Tanaman Profil Lereng 4 ...........
57
Tabel 5.10. Karakteristik Kimia dan Penggunaan Pupuk Profil Lereng 4 ..........
57
Tabel 5.11. Karakteristik Fisik dan Pergiliran Tanaman Profil Lereng 5 ............
58
Tabel 5.12. Karakteristik Kimia dan Penggunaan Pupuk Profil Lereng 5 ..........
58
Tabel 5.13 Sifat Tanah, Pergiliran Tanaman, dan Penggunaan Pupuk
di Setiap Satuan Bentuk Lahan ........................................................ 59
Tabel 5.14. Perbedaan Sifat Kimia Tanah dan Penggunaan Pupuk
di Setiap Bentuklahan di Kabupaten Klaten .................................... 61
viii
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1.
Kerangka Teori Penelitian Proses Perkembangan Tanah ..............
12
Gambar 4.1
Desain Penelitian Proses Perkembangan Tanah di Lahan
Pertanian ........................................................................................
16
Gambar 5.1
Peta Administrasi Kabupaten Klaten ............................................
25
Gambar 5.2
Tipe Curah Hujan Menurut Schmidt dan Ferguson .......................
27
Gambar 5.3
Tipe Iklim Menurut Koppen di Daerah Penelitian .......................
29
Gambar 5.4.
Peta Geologi Kabupaten Klaten ....................................................
31
Gambar 5.5.
Peta Kemiringan Lereng Daerah Penelitian ..................................
32
Gambar 5.6.
Peta Jenis Tanah Kabupaten Klaten .............................................
36
Gambar 5.7.
Citran Landsat ETM + 7 Kabupaten Klaten ................................ 38
Gambar.5.8
Penggunaan lahan Permukiman ..................................................
Gambar 5.9.
Penggunaan lahan Kebun
39
...........................................................
4
Gambar 5.10. Penggunaan Lahan Tegalan .........................................................
41
Gambar 5.11 Penggunaan Lahan Sawah ............................................................
42
Gambar 5.12 Peta Agihan Bentuklahan Daerah Kabupaten Klaten ....................
46
Gambar 5.13 Peta Profil Katena Tanah Per Satuan Bentuklahan
di Daerah penelitian ......................................................................
48
Gambar 5.14 Profil Lereng dan Tanah 1 ............................................................
49
Gambar 5.15 Profil Lereng dan Tanah 2 ............................................................
49
Gambar 5.16 Profil Lereng dan Tanah 3 ............................................................
50
Gambar 5.17 Profil Lereng dan Tanah 4 ............................................................
50
Gambar 5.18 Profil Lereng dan Tanah 5 ............................................................
51
ix
LAPORAN PENELITIAN PHK A-2 TAHUN 2007
PEMANFAATAN CITRA LANDSAT ETM+7
DAN SISTEM INFORMASI GEOGRAFI UNTUK
ANALISIS PEMBENTUKAN DAN PERKEMBANGAN
TANAH
DI KABUPATEN KLATEN
Oleh :
Drs. Agus Dwi Martono, M.Si.
Drs. Suharjo, M.S.
Dra. Hj. Umrotun, M.Si.
FAKULTAS GEOGRAFI
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA
TAHUN 2007
HALAMAN PENGESAHAN
LAPORAN PENELITIAN HIBAH KOMPETISI (PHK) A-2
BATCH III TAHUN 2007
FAKULTAS GEOGRAFI UMS
1. Judul
Bidang Ilmu
Kategori
2. Peneliti Utama
Jenis kelamin
NIK
Jabatan Fungsional
Fakultas
Perguruan Tinggi
Alamat Kantor
Alamat Rumah
3. Anggota Peneliti
Jangka Waktu
Biaya Penelitian
: Pemanfaatan Citra Landsat ETM+7 dan Sistem
Informasi Geografi untuk Analisis Pembentukan dan
Perkembangan Tanah di Kabupaten Klaten
: MIPA
: Pertanian
:
:
:
:
:
:
:
Drs. Agus Dwi Martono, M.Si.
Laki- Laki
330
Lektor
Geografi
Universitas Muhammadiyah Surakarta
Jalan A. Yani, Tromol Pos 1. Pabelan Kartasura,
Surakarta, 57102, Telp.(0271) 717417
Ext. 152-153 Fax. (0271) 715448
: Suruh, Karanglo, Polanharjo Klaten 57474
: Drs. Suharjo, M.S.
Dra. Hj. Umrotun, M.Si.
: 8 Bulan
: Rp. 30.000.000,- (Tiga Puluh Juta Rupiah)
Surakarta, 28 Agustus 2007
Menyetujui:
Penanggung Jawab Kegiatan Bidang A
PHK A-2 Fakultas Geografi UMS
Dr. Ir. Imam Hardjono, M.Si.
Ketua Peneliti
Drs. Agus Dwi Martono, M.Si.
Mengetahui,
Dekan Fakultas Geografi UMS
Drs. Yuli Priyana, M.Si.
ARTIKEL PUBLIKASI ILMIAH
PENELITIAN PHK A-2 TAHUN 2007
PEMANFAATAN CITRA LANDSAT ETM+7
DAN SISTEM INFORMASI GEOGRAFI UNTUK
ANALISIS PEMBENTUKAN DAN PERKEMBANGAN
TANAH
DI KABUPATEN KLATEN
Oleh :
Drs. Agus Dwi Martono, M.Si.
Drs. Suharjo, M.S.
Dra. Hj. Umrotun, M.Si.
FAKULTAS GEOGRAFI
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA
TAHUN 2007
SUSUNAN TIM PENELITI
Ketua:
Drs. Agus Dwi Martono, M.Si.
Anggota:
Drs. Suharjo, M.S.
Dra. Umrotun, M.Si.
Baharudin Syaiful Anwar (Mahasiswa)
Tukidun (Mahasiswa)
Suratno (Mahasiswa)