Lokasi dan Waktu Penelitian
Penelitian dilaksanakan seluruhnya di lahan areal hutan tanaman industri konsesi PT Toba Pulp Lestari, Sektor Aek Nauli, Simalungun, Sumatera Utara, khususnya di blok Aek Nauli dan Gorbus. Perusahaan tersebut telah mengusahakan hutan tanaman hibrid E. urograndis dalam skala pengusahaan HTI untuk tujuan menghasilkan bahan baku pulp dan sudah memasuki rotasi 3. Waktu pelaksanaan penelitian dilaksanakan mulai bulan Mei 2009 sampai April 2010 di lapangan dan di laboratorium.
Pelaksanaan, Pengumpulan Data dan Analisis Data
Pertumbuhan dan Hasil Tegakan Hutan Tanaman Hibrid E. urograndis
Bahan dan peralatan penelitian. Bahan penelitian adalah data sekunder pertumbuhan tegakan hibrid E. urograndis umur 1, 2, 3, 4 dan 5 tahun pada rotasi 1 dan 2 dalam petak ukur permanen, peta tanah dan peta letak petak contoh permanen (Permanent Sample Plot = PSP) pada wilayah areal konsesi. Bahan penelitian lainnya berupa tegakan hibrid E.urograndis umur 1, 2, 3, 4 dan 5 tahun pada rotasi 1 dan 2 di lapangan sebagai petak tidak permanen (Temporary Sample Plot = TSP). Alat penelitian yang digunakan adalah alat ukur tinggi (vertex) dan alat ukur diameter (phi band).
Penentuan petak permanen dan tidak permanen. Penentuan PSP dalam penelitian ini adalah petak-petak permanen hibrid E. urograndis yang jarak tanam antar pohon 3 X 3 meter sehingga jumlah pohon awal tanam 1111 pohon per hektar di sektor Aek Nauli dan dipisahkan berdasarkan rotasi 1 dan 2. Klon yang dipilih sesuai dengan jarak tanam yang sama ada 2 klon yaitu IND 1 dan IND 32 dengan asumsi sama atau tidak dibedakan. Jumlah seluruh PSP yang dikumpulkan datanya sebanyak 23 PSP terdiri dari 8 petak pada rotasi 1 (petak: C004, C037, C045, D017, D018b, D021, D032, F002) dan 15 petak pada rotasi 2 (petak : A004, A015, A035, A073, A078, B004, B007, B014, B017, B021, B062,
B063, B082, B086, B088) pada berbagai umur tegakan yang berumur antara umur 1,8 bulan sampai umur 6 tahun. Luas dan dimensi tegakan serta volume per pohon tiap petak PSP dapat dilihat pada Lampiran 2.
Penentuan TSP didasarkan pada keterwakilan tegakan pada berbagai kelas umur dan kedekatan dengan petak PSP agar kondisi lingkungan relatif sama. Luas setiap TSP 0,04 hektar yang berbentuk lingkaran dengan jari-jari 11,28 meter. Plot TSP dibuat pada tegakan hibrid E. urograndis rotasi 1 umur 1, 2, 3, 4 dan 5 tahun berturut-turut pada petak D022, A072, A045, A024, dan A079, dan pada rotasi 2 pada petak: C004, C031, B010, B067 dan B028. Untuk uji validasi, selain klon yang sama dengan klon di PSP juga diambil contoh plot dari klon lain (IND 46 dan 47) . Ulangan dilakukan sebanyak 3 kali sehingga jumlah petak percobaan sebanyak 30 petak dengan sebaran letak petak dapat dilihat pada Gambar 5.
Pengumpulan data. Pengumpulan data mencakup dua kegiatan, yaitu pengukuran pertumbuhan dari TSP dan pengumpulan data pertumbuhan dari PSP. Data pertumbuhan tegakan yang dikumpulkan adalah: tinggi total, diameter batang, peninggi dan volume batang dari seluruh pohon yang masuk dalam PSP dan TSP. Peninggi dihitung berdasarkan rata-rata 100 pohon tertinggi yang menyebar merata pada luasan 1 ha (4 pohon pada setiap plot penelitian luas 0,04 ha).
Analisa Data
Tinggi tegakan. Avery dan Burkhart (2002) serta Husch et al. (2003) menyatakan bahwa tinggi tegakan adalah nilai rata-rata dari tinggi semua pohon dalam tegakan yang bersangkutan. Oleh karena itu tinggi tegakan dalam tiap PSP dihitung dengan Persamaan 1.
i N j t s N h H i ij i
1 . . . (1) dimana:� : tinggi tegakan PSP ke-i,
ℎ : tinggi pohon ke-j dalam PSP ke-i, : jumlah pohon dalam PSP ke-i.
Diameter tegakan. Diameter tegakan adalah nilai rata-rata dari diameter semua pohon dalam tegakan yang bersangkutan (Avery dan Burkhart 2002; serta Husch et al. 2003), sehingga diameter tegakan dalam tiap PSP dihitung dengan Persamaan 2. i N j t s N d D i ij i
1 . . . (2) dimana:: diameter tegakan PSP ke-i,
: diameter pohon ke-j dalam PSP ke-i, : jumlah pohon dalam PSP ke-i.
Volume tegakan. Volume termanfaatkan (merchantable volume) tiap pohon dihitung berdasarkan diameter dan tinggi pohon yang bersangkutan dengan menggunakan persamaan yang telah dihasilkan oleh perusahaan (Toba Pulp Lestari 2009), yaitu dalam bentuk Persamaan 3.
� = −11,7738 +2,2617 + 1,1975 ℎ dimana:
� : merchantable volume pohon ke-j dalam PSP ke-i, : diameter pohon ke-j dalam PSP ke-i,
ℎ : tinggi pohon ke-j dalam PSP ke-i.
Merchantable volume tegakan (Vm) tiap PSP adalah jumlah volume
termanfaatkan semua pohon dalam PSP yang bersangkutan; dan prediksi volume tegakan tiap hektar adalah hasil transformasinya berdasar luas PSP.
i ij i N j m mv
V
1200
000
.
10
. . . (4) dimana:� : prediksi volume tegakan tiap hektar berdasar merchantable volume tegakan PSP ke-i,
: jumlah pohon dalam PSP ke-i.
� : merchantable volume pohon ke-j dalam PSP ke-i.
Model hasil tegakan. Model hasil tegakan dibuat untuk memprediksi besaran-besaran tegakan hibrid E. urograndis berdasarkan umur tegakannya dalam bentuk model matematis yang menggambarkan hubungan fungsional antara parameter biologik (tinggi, diameter, dan volume) dengan umur tegakan pada rotasi 1 dan 2.Model hasil disusun dalam bentuk persamaan eksponensial (Alder 1980) dengan analisa regresi bersarang (nested regression):
� = + 1 � . . . (5) = + 1 � . . . (6) � = + 1 � . . . (7) ……….(3)
dimana:
� : tinggitegakan (m), : diameter tegakan (cm),
� : merchantable volume tegakan (m3/ha),
A a,b
: :
umur tegakan (tahun), konstanta.
Uji kesahihan model. Ukuran kesahihan model adalah ketelitian model tersebut pada sekelompok data pengamatan bebas. Tingkat kesahihan (validity) masing-masing model didasarkan pada besarnya koefisien determinasi terkoreksi (adjusted coefficient of determination).
2 = 1− −1− � −1
. . . (8) dimana:
2
: koefisien determinasi terkoreksi,
SSE : jumlah kuadrat sisaan,
SST : jumlah kuadrat total,
p : jumlah peubah tidak bergantung dalam model,
n : jumlah sampel.
Selain penghitungan koefisien determinasi terkoreksi, dalam penelitian ini kesahihan model juga diukur melalui uji silang (cross validation) dengan membandingkan nilai dugaan (menggunakan model) versus nilai aktual data independen. Data independen berupa hasil pengukuran pada TSP di berbagai umur tegakan. Uji silang dilakukan dengan menghitung nilai efisiensi model tereduksi (the adjusted model efficency: MEFadj) dan nilai khi-kuadrat (chi-
square: χ2). MEFadj dihitung dengan Persamaan 9 (Soares et al. 1995; Vanclay
dan Skovsgaard 1997 ), sedangkan penghitungan χ2 mengikuti Persamaan 10 seperti disarankan Steel dan Torrie (1980), Sokal dan Rohlf (1995), dan Kutner et al. (2005).
Hipotesis yang digunakan dalam khi-kuadrat adalah sebagai berikut: Ho: E (YD) = Y
H1: E (YD) ≠ Y
χ2
hitung< χ2 tabel, terima H0
χ2
hitung χ2 tabel, terima H1.
Jika nilai yang diperoleh χ2 hitung lebih besar dari nilai χ2 tabel berarti terdapat
perbedaan nyata antara pendugaan parameter (diameter, tinggi, dan volume) hasil penelitian dengan parameter (diameter, tinggi, dan volume) hasil pengukuran, dan
sebaliknya jika χ2
hitunglebih kecil dari nilai χ2 tabel berarti tidak terdapat perbedaan
nyata antara pendugaan parameter (diameter, tinggi, dan volume) hasil penelitian dengan parameter (diameter, tinggi, dan volume) hasil pengukuran.
n i i i n i i i adj y y p n y y n MEF 1 2 1 2 ) ( ) ( ) ˆ ( ) 1 ( 1 . . . (9)
n l i i i y y y 1 2 2 ˆ ˆ . . . (10) dimana:: efisiensi model tereduksi,
�2 : khi-kuadrat,
� : nilai aktual parameter tegakan pada data independen,
� : nilai dugaan parameter tegakan berdasar model hasil,
� : rataan nilai aktual parameter tegakan pada data independen,
N : jumlah TSP data independen,
P : jumlah peubah tidak bergantung pada model hasil.
Biomassa Tegakan. Pendugaan biomassa dilakukan pada bagian pohon untuk mengetahui produktivitas kayu yang termanfaatkan (batang dan cabang
diameter ≥ 5 cm beserta kulit, batang < 5 cm, cabang, ranting, daun, bunga dan buah menggunakan model penduga biomas tegakan dari pohon-pohon contoh. Pengukuran biomassa dilakukan dengan memilih pohon-pohon contoh yang mewakili sebaran kelas diameter. Pohon contoh dipilih sebanyak 30 pohon, terdiri dari masing-masing 3 pohon dari setiap kelas umur, sehingga semua pohon contoh berjumlah 30 pohon. Penentuan pohon contoh dilakukan pada pohon yang memenuhi kriteria sebagai berikut:
1. Tumbuh normal dan nampak sehat (tidak terserang hama dan penyakit) 2. Mewakili karakteristik pohon dalam wilayah populasi
3. Mewakili sebaran ukuran kelas diameter dan tinggi pohon yang ada di dalam tegakan.
Semua batang pohon contoh diberi tanda lingkaran, ditebang dan ditimbang berat
basah bagian tegakan yang terdiri dari batang diameter ≥ 5 cm (Gambar 6),
batang diameter < 5 cm, cabang, ranting, bunga dan buah). Pengukuran berat kering biomas tegakan dihitung dari hasil penimbangan berat basah bagian pohon dan penetapan kadar air dari contoh uji yang ditentukan di laboratorium
Gambar 6 Biomassa batang termanfaatkan (batang berdiameter ≥ 5 cm).
Pendugaan biomasaa tiap bagian tegakan dihitung berdasarkan berat kering dengan penggunaan persamaan sebagai berikut (Brown et al. 1989; Brown 1997; Laar dan Akca 1997):
W = a + b D + c D2 ... (11) W = a Db ... (12) W = a + bD2H ... (13) W = a DbHc ... (14) dimana :
W = Taksiran nilai biomassa tegakan atau bagian tegakan dalam berat kering (ton),
D = Diameter pohon (cm), H = Tinggi pohon (m),
Persamaan regresi terbaik dipilih dari model-model di atas menggunakan kriteria nilai R2. Koefisien determinasi digunakan untuk menerangkan besarnya peubah-peubah tidak bebas terhadap model yang didapat, makin besar nilai koefisien determinasi maka model yang dibentuk semakin baik.
Daur Tebang. Daur ditetapkan berdasarkan daur volume maksimum yang dicapai dengan membuat grafik hubungan antara umur dengan riap rata-rata tahunan (mean annual increment: MAI) dan grafik hubungan antara umur dengan riap rata-rata periodik (current annual increment: CAI), dimana riap rata-rata tahunan maksimum berada pada titik perpotongan grafik MAI dengan grafik CAI
(Chapman 1949; Departemen Kehutanan 1992). Sedangkan penentuan daur optimal dilakukan berdasarkan aspek ekonomi (volume maksimum) dan aspek ekologi (kualitas tapak dan neraca hara).
Kualitas Tapak Hutan Tanaman hibrid E. urograndis
Bahan dan peralatan penelitian. Bahan penelitian adalah tegakan hibrid E. urograndis umur 1, 2, 3, 4 dan 5 tahun pada rotasi 1 dan 2. Sedangkan alat penelitian yang digunakan dalam penelitian ini adalah: peta tanah dan peta hutan tanaman sektor Aek Nauli, ring sample, bor tanah, cat, gergaji mesin kecil (chainshaw), timbangan, kantong plastik, alat penampung serasah (litter trap), jaring serasah (litter bag), alat pengukur erosi dan aliran permukaan, stopwatch, ember, gayung, alat tulis dan lain-lain.
Pengumpulan data
Pengambilan contoh tanah. Pengambilan contoh tanah ditentukan secara sengaja (purposive) pada titik-titik pengamatan secara diagonal sejumlah 5 titik tiap petak percobaan. Dari ke 5 titik diambil sejumlah tanah pada dua selang kedalaman yaitu 0-20 cm dan 20-40 cm, dicampur merata tiap kedalaman dan kemudian contoh tanah diambil secara komposit seberat 500 gram untuk dianalisa sifat kimia dan biologi di laboratorium. Pengambilan contoh tanah dilakukan sebanyak 3 kali sebagai ulangan di setiap kelas umur tegakan (1, 2, 3, 4 dan 5 tahun) pada rotasi 1 dan 2 (Rusdiana 1999; USDA 2001) .
Pengambilan contoh fisik tanah dilakukan dengan cara pengambilan contoh tanah tidak terganggu (undisturbed soil sample) pada kedalaman yang sama dengan menggunakan ring sample berdiameter 5 cm (Gambar 7).
Gambar 2. Cara pengambilan fisik tanah (Rusdianan, 2007)
Gambar 2. Cara pengambilan contoh fisik tanah.
Gambar 7 Cara pengambilan contoh fisik tanah dengan ring sampel (Sumber: Rusdiana 2006).
Ring sampel diletakkan tegak lurus pada permukaan tanah yang telah dibersihkan dan dibenamkan ke dalam tanah perlahan lahan dengan mengetuk atau menekan ring secara horizontal. Setelah terbenam ring beserta tanah digali menggunakan sekop, kemudian dibersihkan dari tanah yang menempel dengan cara mengirisnya pakai pisau tajam pada bagian atas dan bawah ring. Ring terakhir ditutup dengan menggunakan tutup plastik dan dimasukan pada tempat kotak sehingga tidak banyak terganggu (Baver 1956). Contoh tanah dianalisa sifat fisik dan biologi di laboratorium.
Pengambilan contoh bagian tegakan. Pangambilan contoh bagian-bagian tegakan dilakukan untuk mengetahui jumlah unsur hara yang terangkut keluar lahan dan total hara yang ditinggal di areal pasca tebang. Pengukuran biomassa tegakan dilakukan pada pohon-pohon contoh yang telah ditunjuk. Pohon contoh yang ditebang sebanyak 3 pohon per kelas umur tegakan hibrid E. urograndis ( 1, 2, 3, 4 dan 5 tahun) pada rotasi 1 dan 2 (Chapman 1976). Masing-masing bagian jaringan pohon dipisahkan menurut batang berdiameter ≥ 5 cm, batang berdimeter
5 CM
6 CM
Ring Sampel
Tutup Ring Sampel
Permukaan Tanah
Ring Sampel di tekan ke dalam tanah
< 5 cm, cabang, ranting, daun dan buah, kemudian ditimbang berat basahnya di lapangan dan diambil sebagian untuk dijadikan sampel masing-masing 200 gram-1kg dan dikeringovenkan pada suhu 600C sampai didapat berat konstan untuk ditimbang berat keringnya. Untuk sampel bagian batang dilakukan pencampuran pada 3 bagian batang yaitu bagian pangkal, tengah dan bagian atas batang (Hairiah dkk. 1999). Khusus untuk penentuan tingkat kecukupan dan kekritisan (defisiensi) dilakukan pengambilan contoh pucuk daun dimana daun yang diambil adalah daun tanaman umur 1-2 tahun daribagian daun muda yang telah berkembang penuh (full extended leaf) untuk analisis Ca dan Mg yang sifatnya immobile, sedangkan untuk analisis N, P dan K sampel diambil dari daun dewasa (Dell et al. 2003). Pengambilan contoh daun dilakukan selama 8 bulan (April sampai Nopember 2009) untuk melihat sebaran bulan tingkat kekritisan unsur hara terjadi.
Pengambilan contoh serasah dan humus. Pengukuran biomasa serasah dilakukan dengan mengambil serasah yang belum terdekomposisi dan humus yang ada tepat di atas lantai tanah di bawah tegakan (Gambar 8), pada satuan luas 40 cm x 40 cm (Berg dan McClangherty 2008).
Pengambilan contoh serasah dan humus diulang sebanyak 3 kali setiap umur tegakan pada rotasi 1 dan 2. Kemudian contoh ditimbang dalam berat basah dan sebagian contoh dikeringovenkan dengan suhu 600C sampai berat konstan untuk menghitung berat keringnya. Contoh serasah dan humus sebagian dianalisa di laboratorium guna penetapan kadar unsur hara yang terkandung. Kadar hara pada serasah dan humus di lantai hutan menjadi gambaran potensi cadangan unsur hara pada lantai hutan tanaman.
Pengukuran produksi serasah. Pengukuran total produksi serasah dilakukan dengan menempatkan alat penampung serasah (litter trap) berukuran 1mx1m (Gambar 9) yang ditempatkan pada ketinggian ± 50 cm dari lantai hutan sebanyak 3 buah pada tiap petak percobaan untuk rotasi 1 dan 2 (umur 1, 2, 3, 4 dan 5 tahun). Serasah yang tertampung dipungut setiap 1 bulan sekali selama 4 bulan pengamatan. Bobot basah di lapangan diukur, kemudian serasah dikeringovenkan dengan suhu 600C sampai berat konstan untuk ditimbang berat keringnya. Sebagian serasah dianalisa kadar hara di laboratorium (Graca et al. 2005; Berg dan McClangherty 2008).
Pengukuran laju dekomposisi serasah. Pengukuran laju dekomposisi serasah dilakukan dengan cara memasukkan serasah sebanyak 500 gram berat basah ke dalam jaring serasah (litter bags) berukuran 10 cm x 50 cm x 50 cm. Jaring serasah ditempatkan di lantai hutan menggunakan patok kecil bambu yang ditancapkan ke dalam tanah (Mindawati 1999; Elosegi dan Pozo 2005). Pengamatan dilakukan dengan menimbang berat basah lapang serasah pada setiap 1 bulan sekali selama 4 bulan dengan 2 ulangan setiap bulan untuk 5 kelas umur pada rotasi 1 dan 2. Untuk menghindari ketergantungan keadaan serasah pada waktu pengamatan, maka jumlah jaring serasah yang digunakan sebanyak 240 kantong serasah. Setiap 1 bulan diambil 60 kantong untuk ditimbang berat basah dan berat kering ovennya pada suhu ± 600C sampai beratnya konstan guna penetapan kadar haranya. Peletakan litter bags di bawah tegakan dapat dilihat pada Gambar 10.
Gambar 10 Kantong serasah alat pengukuran dekomposisi di lapangan.
Pengukuran erosi dan aliran permukaan. Pengukuran besarnya erosi dan aliran permukaan dilakukan dengan memasang alat erosi dan aliran permukaan di bawah tegakan hibrid E. urograndis satu buah pada setiap umur tegakan yaitu pada umur 1, 2, 3, 4 dan 5 tahun dengan 3 ulangan. Pengukuran erosi dan aliran
permukaan tidak membedakan antar rotasi dengan asumsi bahwa pada rotasi 1 dan 2 besarnya erosi dan aliran permukaan sama tiap kelas umur.
Alat pemantau erosi dan aliran permukaan yang digunakan berupa petak kecil berukuran panjang 22 meter dan lebar 4 meter (Gambar 11). Pembatas petak dibuat dari plastik tebal setinggi 25 cm agar air yang tertampung dalam petak tidak keluar. Bagian ujung petak dibuat segitiga untuk menghindari tanah tertahan pada bagian pembatas petak dan ditutup dengan plat seng agar tanah yang ada di bawahnya tidak masuk dalam bak pengukuran. Di ujung bawah petak percobaan ditempatkan drum sebagai bak penampung yang disusun secara bertingkat 2 buah dimana pada tingkat ke 2 dilubangi sebanyak 10 lubang. (Pratiwi dan Mindawati 2005).
Gambar 11 Ukuran alat pengukur erosi dan aliran permukaan.
Jumlah tanah tererosi dan aliran permukaan diamati dan diukur pada setiap kejadian hujan. Tanah yang tererosi atau sedimen yang tertampung pada alat dari setiap petak percobaan dikumpulkan, kemudian masing-masing ditimbang. Untuk mendapatkan berat kering, dilakukan pengeringan contoh sedimen dalam oven
Sekat Petak Percobaan
Permukaan tanah
Lapisan tanah
Bak erosi (soil collector)
pada suhu 1050C selama 2-3 jam sampai konstan. Selanjutnya dilakukan analisa kadar hara guna menentukan jumlah unsur hara yang terbawa erosi.
Pengukuran aliran permukaan dilakukan dengan menakar air yang tertampung dalam drum menggunakan literan dan gelas ukur. Pengukuran hara yang hilang melalui aliran permukaan dilakukan melalui pengambilan contoh air hasil aliran permukaan yang dicampurkan berdasarkan umur tegakan. Contoh air dianalisa kandungan unsur hara N, P, K, Ca dan Mg di laboratorium.
Analisa data
Hubungan antara keadaan tempat tumbuh, khususnya unsur hara makro (N, P, K, Ca dan Mg) dengan peninggi tegakan hibrid E. urograndis. Untuk mengetahui unsur hara tanah yang berperan terhadap pertumbuhan dibuat persamaan logaritma regresi linnier berganda sebagai berikut (Husch 1963).
Log Y = b0 + b1X1 + b2X2 + ...+ b7X7 +E ………. (15)
dimana:
Y = Rata-rata peninggi yang ditransformasi ke dalam bentuk logaritma,
X1 = 1/ umur tanaman (tahun),
X2,X3,...X7 = Sifat-sifat kimia tanah terukur (Ntotal, Ptersedia, K, Ca,
Mg, pH, C-org), b0,b1...b12 = konstanta,
E = galat.
Selanjutnya dilakukan metode regresi bertatar (stepwise multiple linear regression) menggunakan program Minitab dengan cara menyusupkan peubah satu demi satu hingga diperoleh persamaan regresi terbaik dan untuk menyaring peubah-peubah bebas yang memberikan pengaruh signifikan dan yang tidak dalam menerangkan hubungan antara unsur hara makro dengan peninggi tanaman hibrid E. urograndis.
Perhitungan tingkat kekritisan dan kenormalan hara daun. Untuk mengetahui faktor penghambat laju pertumbuhan hibrid E. urograndis di sektor Aek Nauli dilakukan melalui kegiatan membandingkan hasil analisa daun dengan nilai kisaran kenormalan dan kekritisan berdasarkan Dell et al. (2003) yaitu : tingkat kecukupan hara daun tanaman hibrid E. urograndis di lapangan sebesar
18-29 mg N/g; 1,2-2,6 mg P/g; 9-15 mg K/g; 2,1-7,5 mg Ca/g dan 1,1-3,6 mg Mg/g, sedangkan tingkat kekritisan (defisiensi) adalah: 8-13 mg N/g; 0,8-1,0 mg P/g; 2-6 mg K/g dan 0,2-0,4 mg Mg/g.
Perhitungan kadar dan jumlah unsur hara dalam tegakan dan di bawah tegakan. Dalam rangka mengetahui kebutuhan hara tegakan hibrid E. urograndis untuk pertumbuhan dilakukan perhitungan jumlah serapan hara oleh pohon. Serapan unsur hara oleh pohon dihitung melalui perkalian antara berat kering biomas tegakan yang terdiri dari biomas batang, cabang, ranting, daun, buah dan bunga yang ada pada tegakan per satuan luas (kg/ha) dengan konsentrasi hara yang ada pada bagian tegakan, serta ditambah dengan jumlah hara dari serasah yang jatuh. Untuk mengetahui jumlah unsur hara makro yang hilang terangkut panen dan dibawa ke industri pulp atau yang keluar dari lahan dihitung dari total berat kering biomas batang diameter ≥ 5 cm dikalikan dengan kadar hara per satuan berat kering.
Penentuan jumlah kandungan unsur hara di bawah tegakan dihitung melalui penjumlahan hara yang ada pada lapisan serasah, lapisan humus dan lapisan tanah sampai kedalaman 40 cm yakni kisaran kedalaman optimum aktivitas sistem akar. Unsur hara yang ada pada lapisan serasah dan humus dihitung dengan mengkalikan jumlah biomassa kering dengan konsentrasi haranya, sedangkan perhitungan jumlah unsur hara dalam tanah ialah dengan mengkalikan kadar hara hasil analisa dengan volume tanah dan berat jenis (bulk density) tanah tiap kedalaman (Buckman dan Brady 1960; Hardjowigeno 2010 ).
Perhitungan produktivitas serasah. Serasah yang terkumpul setiap bulan pengamatan dikeringkan pada suhu 600C sampai beratnya konstan. Serasah yang telah kering oven ditimbang dengan timbangan elektronik. Perhitungan jumlah produksi serasah dilakukan dengan menjumlahkan hasil produksi kering dan merata-ratakan hasil yang dinyatakan dalam satuan gram/m2/bulan. Kemudian untuk menghitung jumlah produksi serasah dalam hektar, maka rata-rata serasah per m2 dikalikan luasan tutupan tajuk dan kali jumlah pohon yang ada pada setiap umur tegakan.
Perhitungan laju dekomposisi serasah. Untuk mengetahui tingkat atau laju dekomposisi serasah hibrid E. urograndis dan memprediksi kontribusi hara ke tanah melalui dekomposisi serasah, digunakan rumus Jenny et al. (1949) dalam Mindawati (1996).
Xt = Xoe(-kt)………..……… (13)
dimana: Xt = Jumlah serasah pada waktu t,
Xo = Jumlah serasah awal pada waktu t = 0, k = Konstanta laju dekomposisi serasah, t = Waktu (bulan).
Pelepasan hara dari serasah. Berkurangnya berat serasah dan pelepasan hara dihitung dengan persamaan sebagai berikut (Guo dan Sim 2001 dalam Rusdiana 2007): 0 0 0 0 0 0 ) ( (%) ) ( 100 (%) C M C M C M R M M M L t t t
dimana: L = Hilangnya berat serasah, M0 = Berat kering awal,
Mt = Berat kering pada waktu t,
R = Hara yang terlepas,
C0 = Konsentrasi hara serasah pada awal,
Ct = Konsentrasi hara serasah pada waktu t.
Erosi dan aliran permukaan. Untuk mengetahui besarnya erosi dan aliran permukaan yang terjadi dihitung melalui rumus sebagai berikut :
a. B = (B1 + (B2x10), ……… (16)
dimana: B = total tanah erosi,
B1 = berat tanah basah dalam bak penampungan pertama, B2 = berat tanah basah dalam bak penampungan ke dua.
b. V = V1+(V2x10) ……… ……….. (17)
dimana: V = total aliran permukaan,
V1 = volume air dalam bak pertama, V2 = volume air dalam bak ke dua.
Untuk menghitung berat kering tanah, contoh sedimen tanah dari masing- masing bak penampung dimasukan ke dalam oven dengan suhu 1050C sampai
……… (14) ……….…… (15)
berat tetap dan konstan, kemudian contoh ditimbang. Besarnya kehilangan unsur hara melalui erosi dan aliran permukaan dihitung dari kadar unsur-unsur N, P, K, Ca dan Mg dalam sedimen dan aliran permukaan hasil analisis di Laboratorium yang dikalikan dengan besarnya erosi dan aliran permukaan yang terjadi.
Analisa unsur hara pada tanah, air, sedimen, bagian tegakan, serasah dan humus. Analisa sifat-sifat kimia, fisik dan biologi dilakukan untuk mengetahui konsentrasi unsur hara pada setiap contoh yang dianalisa seperti contoh tanah, jaringan tanaman (batang dengan kulit, cabang, ranting, daun dan buah), serasah dan humus dengan menganalisa berdasarkan metode-metode yang umum dilakukan di laboratorium, sebagaimana tertera dalam Tabel 5.
Untuk memperoleh nilai hasil analisa yang mendekati kebenaran dan dapat diandalkan, maka ulangan minimal 3(tiga) kali, kecuali untuk analisa sifat biologi tanah dilakukan secara komposit. Semua sampel (tanah, kayu, daun, air, sedimen dan lain-lain dianalisa di Laboratorium Tanah, Fakultas Pertanian. Institut Pertanian Bogor.
Tabel 5 Metode analisis sifat-sifat tanah, air dan bagian tanaman
Indikator kualitas Parameter yang diukur Metode Kimia tanah, air, sedimen
Kimia kayu dan tanaman