KARAKTERISTIK SIFAT FISIK DAN HIDROLOGI TANAH PADA BERBAGAI PENGGUNAAN LAHAN
FAKULTAS PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR
II. TINJAUAN PUSTAKA
2.5 Lahan Kebun Campuran
Hutan merupakan salah satu sistem penggunaan lahan, berupa aneka pepohonan dan semak sehingga membentuk tajuk berlapis. Hutan yang demikian mampu mempertahankan tanah dari proses kerusakan akibat erosi. Penggunaan lahan untuk pepohonan yang sejenis seringkali juga disebut hutan, misalnya hutan tanaman industri, hutan pinus, hutan jati, hutan mahoni, dan sebagainya. Namun penggunaan lahan untuk pepohonan tanaman industri (kopi, karet, teh, kakao, sawit, dan sebagainya) tidak disebut hutan melainkan kebun. Kebun tanaman industri yang ditumbuhi semak dan aneka tanaman bawah (understorey) sehingga kelihatannya mirip hutan dinamakan sistem agroforestri. (Widianto et al., 2004).
Menurut Hairiah et al. (2004), lahan kebun campuran atau hutan adalah lahan yang memiliki lapisan serasah yang tebal, penutupan permukaan tanah oleh kanopi tanaman dan cacing tanah yang hidup pada tanah ini ukuran tubuhnya lebih besar dibandingkan dengan penggunaan lahan lainnya. Kondisi ini menyebabkan tingginya kandungan bahan organik tanah dan rendahnya tingkat pembentukan kerak di permukaan tanah, sehingga makroporositas tanah di lahan hutan lebih terjaga dan menurunkan limpasan permukaan (Suprayogo et al., 2004).
Lahan hutan memiliki sistem perakaran yang panjang dan berkembang dengan sangat baik di dalam tanah. Kondisi ini memicu tingginya aktivitas biologi tanah, mendukung air hujan yang jatuh dapat meresap ke dalam lapisan tanah yang lebih dalam dan bergerak secara lateral, sehingga air lebih banyak diserap dan hilang melalui proses transpirasi (Suprayogo et al., 2004).
Beberapa tahun terakhir terjadi penebangan pepohonan besar-besaran dan serentak di hutan maupun di perkebunan baik secara legal maupun illegal (penjarahan). Penebangan pohon secara serentak baik legal atau illegal akan mengakibatkan terbukanya permukaan tanah pada saat yang sama. Pada musim kemarau terik sinar matahari mengenai permukaan tanah secara langsung yang mengakibatkan terjadi penguraian bahan organik tanah (dekomposisi) secara cepet sehingga kandungan bahan organik tanah cenderung rendah. Sebaliknya, air hujan yang jatuh selama musim penghujan tidak ada yang menghalangi sehingga memukul tanah secara langsung mengakibatkan pecahnya agregat tanah, meningkatnya aliran air di permukaan dan sekaligus mengangkut partikel tanah dan bahan-bahan lain termasuk bahan organik (Widianto et al., 2004).
Menurut hasil penelitian Raja (2009), tanah kebun campuran (tanaman bambu) memiliki nilai hantaran hidrolik yang termasuk dalam kelas sedang menurut kelas klasifikasi hantaran hidrolik (Uhland dan O’neal, 1951 dalam Haridjaja et al., 1980). Lahan ini juga memiliki sifat-sifat fisik yang baik terlihat dari indeks stabilitas agregat, porositas, pori drainase, pori air tersedia, dan bahan organik tinggi dan bobot isi tanahnya rendah. Sehingga tanah ini memiliki permeabilitas, infiltrasi, dan hantaran hidrolik yang tinggi (Suprayogo et al., 2004; Oktiviany, 2009).
III. METODOLOGI PENELITIAN
3.1 Waktu dan Tempat Penelitian
Penelitian dilakukan di Laboratorium Departemen Ilmu Tanah dan Sumberdaya Lahan, Fakultas Pertanian, Institut Pertanian Bogor untuk menganalisis beberapa sifat fisik dan kimia tanah serta pengamatan lapang di Desa Cimulang, Kecamatan Rancabungur, Kabupaten Bogor, Jawa Barat untuk mengukur beberapa sifat hidrologi tanah pada bulan April sampai September 2010. Lokasi penelitian ditampilkan pada Gambar 1.
Gambar 1. Peta lokasi penelitian
3.2 Pelaksanaan Penelitian
Penelitian karakteristik sifat fisik dan hidrologi tanah dilaksanakan di desa Cimulang. Lokasi ini dipilih didasarkan persamaan karakteristik tanah (tekstur
liat), jenis tanah (tanah Latosol), dan telah terjadinya konversi lahan menjadi perkebunan kelapa sawit, tegalan, kebun campuran, dan penggunaan lahan lainnya. Penggunaan lahan yang digunakan, meliputi lahan tegalan, perkebunan kelapa sawit, dan kebun campuran. Penggunaan lahan ini dipilih berdasarkan cara pengolahan tanah yang dilakukan pada setiap penggunaan lahan berbeda-beda, mulai dari pengolahan lahan yang intensif sampai tanpa pengolahan tanah. Setiap penggunaan lahan dilakukan pengamatan pada tiga variasi lereng, yaitu 0-5%, 5-8%, dan 8-15%. Variasi lereng ini dipilih untuk melihat pengaruh lereng terhadap sifat fisik dan hidrologi tanah. Lereng 0-5% dipilih untuk menggambarkan kondisi lereng datar, lereng 5-8% dipilih untuk menggambarkan kondisi lereng tidak datar dan tidak curam, dan lereng 8-15% digunakan untuk menggambarkan kondisi lereng curam.
Penelitian ini dilakukan di laboratorium dan lapang dengan sifat fisik tanah yang diamati meliputi bobot isi, porositas, pori drainase, kurva pF, kadar air lapang, dan air tersedia, serta sifat hidrologi tanah meliputi kapasitas infiltrasi dan hantaran hidrolik. Pengukuran di laboratorium menggunakan contoh tanah utuh yang diambil dengan menggunakan ring sample pada masing-masing penggunaan lahan dengan kemiringan lereng yang diinginkan (0-5%, 5-8%, dan 8-15%) dan kedalaman tanah 0-20 cm dan 20-40 cm. Setiap pengukuran dilakukan 3 kali ulangan disetiap kedalaman tanah yang diamati. Dengan demikian, jumlah total tanah contoh utuh yang diambil pada setiap penggunaan lahan sebanyak 36 ring sample. Namun karena tanah perkebunan kelapa sawit dilaksanakan di gawangan dan piringan, maka jumlah total contoh tanah yang diambil sebanyak 72 ring sample tanah utuh, lahan tegalan diambil sebanyak 36 sample tanah utuh, dan lahan kebun campuran diambil sebanyak 12 sample tanah utuh karena pada lahan ini hanya terdapat satu kemiringan lereng (8-15%).
Khusus untuk pengukuran kadar air lapang, pengambilan contoh tanah dilakukan dengan menggunakan bor tanah dan aluminium foil untuk menjaga agar kadar air menyerupai kondisi di lapang. Pengambilan contoh tanah dilakukan menurut kedalaman tanah dengan interval setiap jarak 10 cm dari permukaan tanah hingga kedalaman 90 cm. Contoh tanah yang diambil pada masing-masing penggunaan lahan dengan kemiringan lereng yang diinginkan (0-5%, 5-8%, dan
8-15%) dilakukan selama 2 hari berturut-turut yaitu pada saat kondisi hujan yang intensif. Dengan demikian, jumlah total contoh tanah yang diambil pada setiap penggunaan lahan sebanyak 24 contoh tanah. Karena tanah perkebunan kelapa sawit yang diamati adalah pada gawangan dan piringan, maka jumlah total contoh tanah yang diambil sebanyak 96 sample tanah, pada tanah tegalan sebanyak 54 contoh tanah, dan pada lahan kebun campuran sebanyak 18 contoh tanah (pada lahan ini hanya terdapat satu kemiringan lereng (8-15%).
Semua contoh tanah yang diperoleh dari lapangan dianalisis di laboratorium dengan menggunakan metode seperti ditampilkan pada Tabel 1. Alat-alat yang digunakan untuk analisis tanah di Laboratorium disesuaikan dengan metode yang digunakan untuk tiap sifat fisik tanah (Tabel 1)
Tabel 1. Parameter pengamatan dan metode analisis
Parameter sifat fisik tanah Metode analisis
Tekstur Pipet
Bobot isi Three phases meter
Porositas Ring sample dan gravimetri
Pori drainase pF (Pressure Plate)
Bahan organik Walkley and Black
Kadar air lapang Gravimetri
Hantaran hidrolik Permeameter
Infiltrasi Double ring infiltrometer
Sifat hidrologi tanah yang diamati di lapang meliputi infiltrasi yang diukur dengan menggunakan alat double ring infiltrometer dan hantaran hidrolik dengan menggunakan permeameter. Pengukuran ini dilakukan di dua penggunaan lahan, yaitu perkebunan kelapa sawit (gawangan dan piringan) dan tegalan pada kemiringan lereng yang diinginkan (0-5%, 5-8%, dan 8-15%) dengan 3 kali ulangan pada setiap kemiringan lereng. Sehingga jumlah total pengukuran yang dilakukan sebanyak 9 kali pada setiap penggunaan lahan.
Penetapan nilai infiltrasi menggunakan nilai minimum atau nilai konstan untuk melihat kapasitas infiltrasi minimum yang dimiliki masing-masing penggunaan lahan, sedangkan nilai hantaran hidrolik diperoleh dari hasil pengukuran yang kemudian diolah untuk mendapatkan nilai K (hantaran hidrolik) dengan menggunakan rumus :
K= {ln(h/r + [(h/r)2+1]1/2)-1}Q 2πh2
Keterangan:
K : hantaran hidrolik
r : jari-jari lubang
h : tinggi muka air
Q : debit air (A x V)
A : luas tabung permeameter
V : laju penurunan air konstan (pada saat jenuh)
Π : 3.14
Hasil nilai K yang diperoleh kemudian diklasifikasikan menurut Uhland dan O’Neal (Sitorus et al., 1983) yang terlihat pada Tabel 2.
Tabel 2. Klasifikasi hantaran hidrolik menurut Uhland dan O’Neal dalam Sitorus, 1980.
3.3 Analisis Data
Data sifat-sifat fisik dan hidrologi tanah diolah secara statistik menggunakan Analisis Of Varian (Anova) dan uji lanjut Duncan. Anova pada penelitian ini digunakan untuk melihat faktor (penggunaan lahan dan kemiringan lereng) yang mempengaruhi respon (parameter). Kemudian faktor yang berpengaruh pada respon di uji lanjut menggunakan uji Duncan. Uji Duncan digunakan untuk melihat faktor yang memiliki nilai berbeda nyata pada taraf 5% (α = 0,05).
Kelas Hantaran hidrolik (cm/jam)
Sangat lambat <0.125 Lambat 0.125 - 0.5 Agak lambat 0.5 – 2 Sedang 2 – 6.25 Agak cepat 6.25 – 12.5 Cepat 12.5 – 25 Sangat cepat >25
IV. HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Keadaan Umum Lokasi Penelitian
Desa Cimulang adalah desa yang mempunyai luas lahan 434 ha dengan 300 ha dimiliki perkebunan kelapa sawit PTPN VIII dan 134 ha dimiliki oleh penduduk lokal yang lahannya diberdayakan sebagai tegalan, pemukiman, kebun campuran dan penggunaan lahan lainnya yang berlokasi 20 km dari kota Bogor dan 34 km dari kantor Pemerintahan Daerah Kabupaten Bogor di Cibinong. Desa ini memiliki ciri-ciri, seperti terletak di ketinggian 116-234 meter di atas permukaan laut dengan kemiringan areal antara 0-30%, beriklim basah (bulan kering 2-3 bulan sekitar bulan Maret sampi Mei dan bulan basah 9–10 bulan sekitar bulan Juni sampai Februari) dengan curah hujan rata-rata per tahun diatas 3000 mm, jumlah hari hujan rata-rata 158 hari, bersuhu 27-32°C dengan suhu rata-rata 29,5°C, intensitas penyinaran matahari rata-rata sekitar 5-7 jam per hari, dan memiliki jenis tanah yang didominasi oleh tanah latosol yang memiliki ciri fisik utama, seperti solum dalam (>100 cm), warna coklat kemerahan, tekstur liat, serta struktur tanah remah, memiliki drainase agak lambat, dan reaksi tanah tergolong agak masam dengan nilai pH berkisar 4,5-6,1 .
Lahan perkebunan kelapa sawit yang diteliti adalah bagian dari areal perkebunan kelapa sawit milik PT. Perkebunan Nusantara VIII (PTPN VIII) yang awalnya merupakan perkebunan teh kemudian menjadi perkebunan karet dan akhirnya menjadi perkebunan kelapa sawit pada tahun 2005. Lokasi kelapa sawit yang digunakan sudah masuk tanaman menghasilkan (TM) yang kedua (umur ± 5 tahun). Lahan perkebunan kelapa sawit memiliki dua kondisi lahan yang disebut gawangan dan piringan. Gawangan merupakan tempat untuk menaruh sisa pelepah, tidak dibersihkan dari rumput atau gulma yang tumbuh, tidak dilakukan pemupukan, dan terletak diantara barisan pohon kelapa sawit (Gambar 1.B). Adapun piringan merupakan tempat untuk menaruh pupuk yang diberikan dua kali setahun sekitar bulan Januari dan Oktober, dilakukan pembersihan dari rumput atau gulma yang tumbuh agar semua pupuk yang diberikan dapat diserap semua oleh tanaman kelapa sawit, dan letaknya mengelilingi pohon kelapa sawit dengan radius 2 meter dari batang pohon kelapa sawit (Gambar 1.C). Gambar
penampang profil permukaan perkebunan kelapa sawit pada lokasi penelitian ditampilkan dalam gambar 1.A.
A B
C
Gambar 2. A. Profil tanah perkebunan kelapa sawit; B. Kondisi permukaan lokasi gawangan perkebunan kelapa sawit; C. Kondisi permukaan lokasi dibawah tajuk kelapa sawit (piringan).
Umumnya lokasi gawangan digunakan sebagai tempat untuk meletakan sisa pelepah dan rumput-rumput yang berada gawangan tidak dibersihkan, tetapi pada lokasi penelitian yang digunakan tidak dilakukan seperti pada umumnya. Sisa pelepah di gawangan diambil oleh masyarakat untuk digunakan sebagai kayu bakar dan rerumputan digunakan sebagai makanan ternak. Sehingga, lokasi gawangan pada lokasi penelitian dijadikan tempat untuk lalu lalang dan kondisi lahannya menjadi terbuka dan ditumbuhi lumut.
Karakteristik umum tanah (tekstur dan bahan organik) pada perkebunan kelapa sawit baik pada gawangan dan piringan memiliki tekstur liat dengan kadar liat lebih dari 80% (>80% liat) dan kadar bahan organik pada tanah gawangan
lebih rendah daripada tanah piringan (Tabel 3). Tanah gawangan memiliki kadar liat dan bahan organik sebesar 81,64% liat dan 1,25% C-Organik dan tanah piringan sebesar 80,87% liat dan 1,78% C-Organik.
Lahan tegalan yang diamati berada di dekat PTPN VIII. Lahan ini dahulunya sebagai tempat pembuangan limbah karet saat lahan perkebunan kelapa sawit masih ditanami tanaman karet. Tanah ini baru berubah menjadi tegalan pada tahun 2002 saat lahan PTPN VIII berubah menjadi lahan kelapa sawit. Lahan tegalan ini dalam lima tahun terakhir digunakan untuk menanam tanaman singkong, jagung, kangkung, dan tanaman lainnya, sedangkan saat penelitian tanah tegalan sedang ditanami singkong.
Lahan tegalan dilakukan pengolahan tanah dari sebelum penanaman sampai dengan panen (mempersiapkan lahan, penanaman, pemupukan, penyiangan, pengairan dengan membuat guludan, dan pemanenan). Pada tanah ini tidak dilakukan peristirahan pada tanahnya, dimana setelah panen langsung ditanam kembali dengan jenis tanaman lainnya. Tanah pada tegalan ini memiliki mempunyai tekstur liat dengan kadar liat sebesar 71,75% dan bahan organik sebesar 1,54% C-organik. Gambar penampang profil dan kondisi permukaan tegalan pada lokasi penelitian ditampilkan dalam Gambar 2.
A B
Gambar 3. A. Profil tanah tegalan ; B. Kondisi permukaan lokasi tegalan
Lahan kebun campuran merupakan lahan yang ditanami pohon mahoni, duku, dan sengon. Pada lahan ini tidak dilakukan pengolahan tanah, pemupukan, dan jarang terdapat aktivitas manusia, sehingga banyak terdapat serasah yang
menumpuk di atas permukaan tanahnya dan memiliki banyak mikroorganisme yang hidup. Tanah pada kebun campuran ini mempunyai tekstur liat (86.09% liat) dan kadar bahan organik (2.28% C-organik) yang lebih tinggi dibandingkan tanah di lahan kelapa sawit dan tegalan (Tabel 3). Gambar penampang profil dan kondisi permukaan kebun campuran pada lokasi penelitian ditampilkan pada Gambar 3.
A B
Gambar 4. A. Profil tanah kebun campuran; B. Kondisi permukaan lokasi kebun campuran
Tabel 3. Tekstur dan bahan organik di perkebunan kelapa sawit, tegalan, dan kebun campuran.
Tekstur dan bahan organik
Sifat tanah Kelapa sawit Tegalan Kebun campuran
Gawangan Piringan Tekstur
Pasir (%) 4.61 4.7 7.38 3.21
Debu (%) 13.75 14.43 20.87 10.7
Liat (%) 81.64 80.87 71.75 86.09
Kelas Liat Liat Liat Liat
Bahan organik
C- Organik (%) 1.25 1.78 1.54 2.28
4.2 Karakteristik Sifat Fisik dan Hidrologi Tanah Di Lahan Penelitian