Zainal Arifin1, Mamik Sarwendah1, dan Eka Tarwaca Susilo Putra2
1
Jurusan Budidaya Pertanian UGM Yogyakarta
2
Staf Pengajar UGM Yogyakarta Email: zainal_arifin@mail.ugm.ac.id
ABSTRAK
Tanaman kelapa sawit berakar serabut, dimana akar tersebut tumbuhnya pada lapisan atas tanah bahkan pada beberapa varietas, akar kelapa sawit pada umur 4.5 – 8.5 tst dapat mencapai 0-2.5 m dan 2.5-5 m dari batang pokok sehingga diduga menyebabkan terjadi persaingan air dan hara yang kompetitif dengan tanaman sela yang ditumpangsarikan. Akar tersier dan kuarter berjumlah sangat banyak serta membentuk massa yang sangat lebat dekat permukaan tanah. Kajian tentang perakaran dengan metode destruktif dapat menambah banyak waktu, tenaga kerja, dan biaya. Metode resistivitas adalah satu metode untuk pengukuran non – destruktif pada akar tanaman dan pepohonan. Dengan adanya metode non destruktif, dapat menghasilkan sejumlah informasi yang didapatkan tanpa merusak tanah dan tanaman yang dikaji tetapi masih jarang dalam penggunaan di lapangan.Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui mapping 2D secara horizontal sehingga dapat diketahui sebaran akar tersier dan kwarter kelapa sawit. Penelitian ini memanfaatkan hamparan pertanaman kelapa sawit berumur 3 tahun (TBM 3). Penelitian dilakukan di perkebunan kelapa sawit rakyat di daerah Desa Batu Penyu, Kecamatan Gantung, Belitung Timur, Provinsi Kepulauan Bangka Belitung. Pengukuran data metode geolistrik resistivitas konfigurasi Wenner dilakukan pada individu tanaman kelapa sawit dengan variasi bentangan jarak antar probe 0,25 sampai 2 m dengan cara arus listrik diinjeksikan ke dalam bumi melalui dua probe arus kemudian beda potensial diukur melalui dua probepotensial. Data lapangan kemudian dilakukan interpretasi data dengan software RES2DINV. Hasil pengukuran menunjukkan sebaran total akar tersier dan kwarter dominan dalam arah horizontal antara 3 m – 4 m dengan kedalaman maksimum 30 cm.
Kata kunci: geolistrik, resistivitas, sebaranakar, kelapa sawit.
Pendahuluan
Perakaran sebagai organ utama tanaman untuk menyerap air dan hara dari dalam tanah menentukan pertumbuhan dan perkembangan tanaman. Tanaman dengan perakaran yang baikmampu tumbuh, berkembang dan berproduksi secara maksimal.Perkembangan akar tanaman kelapa sawit menyebar ke arah vertikal dan lateral mengikuti perkembangan umur tanaman (Martoyo, 2001). Tanaman kelapa sawit mempunyai akar primer, sekunder, tertier, dan kwarter. Akar primer dan sekunder sebagai penopang batang tanaman agar tidak rebah sedangkan akar tertier dan kwarter digunakan untuk menyerap air dan unsur hara. Distribusi kuantitatif akar tersier dan kuarter kelapa sawit secara horizontal ditentukan oleh umur tanaman. Menurut Lambourne (1935), selama 6 tahun setelah tanam (tst), distribusi akar kelapa sawit mencerminkan perkembangan kanopi, dan sering kali sekitar 2.5 m dari titik pokok tanaman pada umur ≤ 2.5 tst sehingga diduga akan membatasi daya dukung lingkungan bagi pertumbuhan dan perkembangan tanaman semusim yang diintroduksikan.
Pada pengambilan sampel akar kelapa sawit dengan cara destruksi membutuhkan waktu yang lama dan kurang efektif, serta banyak membutuhkan
tenaga kerja. Kajian multidisiplin pada distribusi perakaran tanaman dan hubungannya dengan sifat fisik tanah telah dilakukan untuk mendeteksi akar- akar tanaman dan mempelajari hubungan tanah dan akar. Salah satu metode non destruktif adalah menggunakan metode geolistrik resistivitas. Metode resistivitas telah diusulkan oleh para peneliti sebagai metode untuk pengukuran non – destruktif pada akar tanaman dan pepohonan (al Hagrey, 2007).
Metode Penelitian
Penelitian ini memanfaatkan hamparan pertanaman kelapa sawit berumur 3 tahun (TBM 3).Penelitian dilakukan di perkebunan kelapa sawit rakyat di daerah Desa Batu Penyu, Kecamatan Gantung, Belitung Timur, Provinsi Kepulauan Bangka Belitung. Penelitian dijalankan pada bulan Oktober 2013. Penelitian ini menggunakan seperangkat alat geolistrik, probe sensorstainless steel, dan alat tulis, Bahan yang digunakan adalah areal lahan kelapa sawit TBM 3 tahun.
Gambar 1b. Peta Belitung Timur
Gambar 1a. Lokasi Penelitian (Diambil dari Google Earth)
Sebaran akar kelapa sawit dapat diduga dengan menggunakan metode geolistrik resitivitas. Pengukuran data metode geolistrik resistivitas menggunakan konfigurasi Wenner (Amato et al., 2008; Nazari dan Sota, 2012) dilakukan dalam 2 lintasan sampel tanaman kelapa sawit petak sepanjang 9 m dengan variasi bentangan arus (AB) dari 0.75 m sampai 6 m dan bentangan probe potensial (MN) dengan variasi bentangan 0,25 sampai 2 m. Jarak antar probetetap mulai dari 0.25 sampai 2 m. Prinsip dalammetode ini yaitu arus listrik diinjeksikan ke dalam bumimelalui dua probe arus, sedangkan beda potensialyang terjadi diukur melalui dua probepotensial. Darihasil pengukuran arus dan beda potensial listrik, dapatdiperoleh variasi harga resistivitas listrik pada lapisan dibawah titik ukur (Loke, 1999).Pengukuran dilakukan dengan mengubah–ubah jarak probe arus dan potensial yang dilakukan dari jarak terkecil kemudian membesar secara gradual (Nazari dan Sota, 2012). Data lapangan yaitu berupa data beda potensial ( V) dan arus listrik (I) yang diperoleh pada setiap pengukuran digunakan untuk
menghitung faktor geometri (K) dan resistivitas semu (ρa). Selanjutnya data yang
diperoleh dilakukan pengolahan dan interpretasi dengan software RES2DINV.
Hasil dan Pembahasan
Metode geolistrik resistivitas atautahanan jenis merupakan salah satu dari jenis metodegeolistrik yang banyak digunakan untuk mempelajari keadaanbawah permukaan dengan cara mempelajari sifat aliranlistrik di dalam batuan di bawah permukaan bumi. Metode resistivitas umumnya digunakan untukeksplorasi dangkal, sekitar 300 - 500 m(Loke, 1999). Metode geolistrik resistivitas dilakukan dengan caramenginjeksikan arus listrik ke permukaan bumi yangkemudian diukur beda potensial diantara dua buahelektrode potensial. Prinsip ini sama halnya denganmenganggap bahwa material bumi memiliki sifat resistif atau seperti perilaku resistor,dimana material-materialnya memiliki kemampuan yang berbeda dalam menghantarkan arus listrik.
,
Gambar 2. Mapping 2D pada tanah kosong tanpa kelapa sawit untuk kalibrasi Pada gambar 2 menunjukkan hasil analisis RES2DINV pada tanah kosong tanpa adanya tanaman diatasnya. Terihat bahwa tidak ada pola diskontinuitas resistivitas dan hanya berbentuk linier tiap lapisan. Pada tanah- tanah yang di dalamnya terdapat akar tanaman akanmembentuk pola resistivitas sehingga dapat diduga sebarannya. Menurut Paglis (2013) menyatakan bahwa pengukuran ini digunakan sebagai dasar kalibrasi untuk mengetahui ada tidaknya akar di dalam tanah yang terlihat dari pola resistivitasnya.
Gambar 3a. Mapping 2Dakar tanaman kelapa sawit TBM 3 tahun lintasan I
Gambar 3b. Mapping 2Dakar tanaman kelapa sawit TBM 3 tahun lintasan II Pengukuran menggunakan konfigurasi Wenner dengan panjang lintasan horizontal 9 m dengan jarak antar probe tetap mulai dari 0,25 m sampai 2 m. Penentuan jarak probe yang sangat rapat (0,25 m) bertujuan untuk mendeteksi secara detail sebaran akar kelapa sawit yang cendrung ke arah horizontal terutama akar tersier dan kwarter (Nasari dan Sota, 2012).
Berdasarkan hasil dari mapping 2D di atas dapat diintrepetasikan bahwa penetrasi kedalaman tanah merupakan setengah dari jarak antara probe, semakin jauh jarak antar probe maka kedalaman tanah yang diukur semakin dalam. Hal ini berkaitan dengan garis ekipotensial yang terbentuk pada konfiguasi Wenner. Menurut Loke (1999) menyatakan bahwa semakin besar rentang jarak antar probenya maka lingkup garis ekipotensial yang terbentuk semakin besar dan makin banyak lapisan yang terbaca.
Dari hasil mapping 2D di atas (Gambar 3a dan 3b)didapat gambar yang mempunyai warna berbeda-beda. Setiap warna mempresentasikan resistivitas yang berbeda-beda. Dari yang paling kecil resistivitasnya berwarna biru, sampai yang paling besar berwarna ungu. Berarti dapat kita artikan bahwa lapisan yang paling atas terdiri dari bahan yang apabila diinjeksikan arus maka akansedikit menghambat arus tersebut dibandingkan lapisan di bawahnya. Pada permukaan lapisan atas di bawah tanaman kelapa sawit terlihat adanya pola restivitas yang diskontinuitas pada jarak horisontal koordinat x=1.5 mdan x=2 m dari piringan batang kelapa sawit sementara tanaman kelapa sawit berada pada koordinat x = 4.5 m, terlihat adanya akar tersier dan kwarter berada di lapisan ata yang membentuk semacam anyaman. Pola diskontinuitas yang mempunyai resistivitas rendah hingga sedang di lapisan atas menunjukkan adanya zona perakaran kelapa sawit yang memiliki kelembabapan tinggi hal ini karena terbukti bahwa terjadi kejadian hujan sehari sebelum dilakukan pengukuran di lapangan. Garis hitam menunjukkan batas akar tersier dan kwarter sehingga dominasi akarnya berada sekitar 1,5 m- 2 m. Sedangkan dalam arah koordinat z (depth) yang menunjukkan kedalaman terlihat bahwa pada kedalaman < 0.3 m, didominasi oleh nilai resistivitas rendah. Pada kedalaman >0.3 m sebaran nilai resistivitas
tanah bervariasi dari sedang dan tinggi, namun sebagian besar tinggi. Hal ini berkaitan dengan akar primer dan sekunder. akar-akar primer dan sekunder menunjukkan nilai resisitivitas yang sedang hingga tinggi (warna kuning dan merah) dibandingakan akar-akar tersier dan kwarter( warna hijau dan biru). Akar kwarter tidak memiliki lignin sehingga nilai resistivitasnya paling rendah dibandingkan dengan akar-akar yang berlignin yang tampak pada dominasi warna biru di lapisan atas tanah.
Keberadaan nilai resistivitas rendah yang kedalamannya < 0.3 m berkaitan erat dengan dominasi keberadaan jenis akar tersier dan kwarter. Hal ini disebabkan karena akar tersier dan kwarter sangat aktif dalam menyerap unsur hara dan air dari dalam tanah. Menurut Nasari dan Sota (2012) bahwau unsur hara dan air diserap tanaman dalam bentuk ion-ion yang bermuatan listrik sehingga bila diinjeksikan arus padanya maka dengan mudah akan menghantarkan arus listrik mengakibatkan nilai resistivitasnya menjadi kecil. Dalam hal sifat fisik tanah, nilai resistivitas yang kecil berkaitan dengan tanah yang porous (berongga). Pada tanah yang berongga memiliki laju peresapan air yang cepat, kapasitas menahan air yang rendah, mudah lolos, kandungan hara rendah, kemampuan adsorbsi rendah, baik untuk system perakaran dan mudah diolah. Dengan demikian, sebaran akar total akar tersier dan kuarter kelapa sawit arah horizontal 3 – 4 m dengan kedalaman < 0.3 m sehingga masih terdapat ruang kosong sepanjang sekitar 5 m antar tanaman kelapa sawit sehingga masih berpotensi untuk dilakukan tumpangsari kelapa sawit dengan tanaman sela yang akan diintroduksikan
Kesimpulan
1. Sebaran akar total akar tersier dan kuarter kelapa sawit arah horizontal 3 – 4 m dengan kedalaman < 0.3 m sehingga masih terdapat ruang kosong sepanjang sekitar 5 m antar tanaman kelapa sawit.
2. Semakin jauh jarak antar probe maka semakin dalam penetrasi bidang tanah yang dapat terbaca.
Daftar Pustaka
al Hagrey, S.A. 2006. Electrical resistivity imaging of tree trunks. Near Surf. Geophys. 4:179–187.
al Hagrey, S.A. 2007. Geophysical imaging of root-zone, trunk, and moisture heterogenity. J. Exp. Bot. 58:839–854
Amato, M., G Bitellaa, R. Rossi, J. A. Gómez, S. Lovelli, and J. J. F. Gomes. 2009. Multi- electrode 3D resistivity imaging of alfalfa root zone. Europ. J. Agronomy : 213–222. Lambourne , J. 1935. Note on the root habit of oil palms. Malay agric. J., 23, 582–583. Loke, M.H. 1999. RES2DINV Rapid2D Resistivity & IP Inversion (Wenner,dipoledipole,
pole-pole, pole-dipole,Schlumberger, rectangular arrays) onLand, Underwater and Cross boreholeSurveysMalaysia:Penang.
Martoyo, K. 2001. Perananan Beberapa Sifat Fisik Tanah Ultisol Pada Penyebaran Akar Tanaman Kelapa Sawit (Elaeis guineensis Jacq.). Warta Pusat Penelitian Kelapa Sawit 9 (3): 103 – 110.
Nazari, Y.A dan I.Sota. 2012. Deteksi Sebaran Akar Kelapa Sawit Dengan Metode Geolistrik Resistivitas. Agroscientiae Volume 19 Nomor 2 : 112 -115.
Paglis, C. M. 2013. Application of Electrical Resistivity Tomography forDetecting Root Biomass in Coffee Trees. International Journal of Geophysics Vol.2013: 1-6
DAYA HASIL GALUR MUTAN KEDELAI HASIL INDUKSI MUTASI DAN