Deddy Erfandi dan Husein Suganda
1. PENDAHULUAN
Pengolahan tanah merupakan proses penting dalam budi daya pertanian, dengan tujuan untuk memberantas gulma, menyiapkan areal perbenihan dan media pertumbuhan tanaman, serta mengelola sisa tanaman. Pada lahan pertanian, tanaman pengganggu atau gulma akan bersaing dalam hal penyerapan unsur-unsur hara dan sinar matahari. Dalam kondisi demikian, petani dihadapkan untuk melakukan pengolahan tanah agar tanaman dapat tumbuh dan dipanen dengan baik. Pengelolaan sisa-sisa tanaman dengan sistem pembenaman akan mempermudah penanaman benih dan pemupukan, serta pemeliharaan tanaman. Sistem ini juga disebut sebagai pengolahan tanah minimum atau pengelolaan konservasi tanah, karena sisa-sisa tanaman yang berada di atas permukaan tanah dapat berfungsi sebagai penghambat erosi dan menjaga kelembapan/kadar air tanah.
Kadar air tanah merupakan salah satu parameter penting dalam sistem pengolahan tanah. Apabila pengolahan tanah dilakukan pada kadar air tanah rendah, maka hasilnya dapat merusak struktur tanah, selain biaya dan enerji yang digunakan tinggi. Sedangkan apabila tanah diolah dalam keadaan kadar air tinggi, hasil pengolahan tanah dapat berupa bongkah-bongkahan tanah yang besar. Untuk itu, diperlukan kisaran kadar air tanah yang tepat atau kadar air optimum untuk pengolahan tanah.
Kadar air optimum sangat diperlukan dalam pengolahan tanah, agar terbentuk struktur tanah yang paling baik. Selain itu, pengolahan tanah dapat menyebabkan terjadinya perubahan distribusi jumlah pori untuk penetrasi akar tanaman, peningkatkan kapasitas penyimpan air saat hujan, sehingga dapat menurunkan aliran permukaan dan mengendalikan erosi, memperbaiki aerasi tanah sehingga menunjang proses dekomposisi bahan organik dan nitrifikasi, mempermudah pencampuran pupuk, pupuk hijau atau bahan amelioran dalam tanah, serta mengendalikan gulma.
2. PRINSIP
Pengolahan tanah merupakan proses pemecahan tanah, yang bertujuan untuk menciptakan kondisi lingkungan tanah yang sesuai bagi pertumbuhan tanaman. Kondisi ini dapat tercapai tergantung pada iklim, jenis tanah, dan pelaksanaan pengolahan tanah, terutama air tanah yang mempengaruhi kekerasan tanah dan jenis-jenis bongkahan tanah.
Pengolahan tanah umumnya sulit dilakukan dalam keadaan basah, karena tanah memiliki sifat plastis, atau tanah menjadi keras dan membutuhkan enerji yang tinggi bila pengolahan tanah dilakukan dalam keadaan kering. Oleh karena itu, hal yang terpenting dalam pengolahan tanah adalah kondisi kadar air yang optimum dan kisarannya yang tepat agar dicapai kualitas pengolahan tanah terbaik.
Pada beberapa jenis tanah, kadar air optimum untuk pengolahan tanah mempunyai kisaran yang berbeda. Untuk tanah berliat memiliki kadar air dengan kisaran sempit, sedangkan untuk tanah berpasir memiliki kadar air dengan kisaran lebar. Namun secara umum harus ditekankan pada hasil yang optimum dengan biaya dan enerji minimum.
Menurut Dexter dan Bird (2001), penetapan kadar air optimum untuk pengolahan tanah ditentukan menggunakan kurva retensi air. Parameter-parameter yang digunakan adalah seperti pada persamaan
van Genuchten, terdiri atas dua cara. Cara pertama adalah
menggunakan fungsi pedo-transfer, dengan parameter-parameter yang mempengaruhi fungsi tersebut, yaitu kadar liat, bahan organik, dan bobot isi. Bobot isi merupakan faktor yang berpengaruh langsung terhadap pendugaan kadar air dalam pengolahan tanah, dan kadar liat dan bahan organik, secara tidak langsung mempengaruhi perubahan bobot isi. Cara kedua adalah dengan menggunakan kisaran kadar air tertinggi dalam keadaan tanah basah dan kadar air terendah dalam keadaan tanah kering, dengan asumsi bahwa θLTL < θ < θUTL. θLTL adalah batas bawah kadar air tanah dalam keadaan kering, dan θUTL adalah batas atas kadar air tanah dalam keadaan basah, sedangkan θ adalah kadar air tanah.
Berdasarkan persaman van Genuchten (1980), metode Dexter dan Bird (2001) dapat diringkas sebagai berikut:
θ = (θ
SAT– θ
RES) [1 + (αh)
n]
-m+ θ
RES(1) dimana: θSAT – θRES masing-masing adalah kejenuhan air tanah dan sisa kadar air tanah, αadalahfaktor skala untuk air potensial, m dan n adalah
parameter yang menentukan bentuk kurva. Kadar air tanah ditetapkan secara gravimetrik.
Kadar air tanah optimum diidentifikasikan sebagai perubahan titik posisi kadar air tanah pada kurva retensi air. Kadar air tanah pada batas tertinggi (basah) dapat diperkira-kan sebagai nilai tetap (0,4) terhadap kadar air optimum dan dalam keadaan jenuh. Batas terendah (kering), oleh Dexter dan Bird (2001) ditetapkan berubah-ubah, seperti kadar air untuk kekerasan tanah mempunyai nilai dua kali kadar air optimum. Hal ini didasarkan pada teori efektivitas stres air yang digambarkan oleh Greacen (1960), dan Mullins dan Panayiotopoulos (1984).
Seperti telah dikemukan oleh Dexter dan Bird (2001), bahwa batas pengolahan tanah terendah dalam keadaan kering dicirikan oleh kadar air dengan tingkat kekerasan tanah dua kali kadar air optimum untuk pengolahan tanah, maka kadar air untuk pengolahan tanah dapat diprediksi melalui persamaan:
τ
OPT= κχ
OPTh
OPT(2)
dan
τ
LTL= κχ
LTLh
LTL= 2τ
OPT(3)
dimana, χ adalah derajat kejenuhan = θ/θSAT, k adalah koefisien yang nilainya konstan, tergantung dari tipe kekerasan tanah. Sedangkan hLTL
merupakan nilai hubungan kadar air pada batas pengolahan tanah
terendah (θLTL). Perlu diingat bahwa nilai batas pengolahan tanah
terendah adalah tidak nyata, dan hal tersebut merupakan keputusan pengerjaan pengelolaan tanah dengan pertimbangan waktu dan tenaga, sehingga tanah yang kering dapat diolah tanpa merusak struktur tanah, dan petani lebih mudah dalam pengelolaan lahannya.
Metode prediksi batas pengolahan tanah terendah seperti yang telah didefinisikan tidak membutuhkan perhitungan tambahan. Hal ini didasarkan pada pengamatan ketika tanah lebih kering daripada potensial airnya (1/α), dan ketajaman kurva retensi air tanah tergantung parameter utama n. Parameter ini menggunakan nilai van Genuchten yang disajikan
pada Tabel 18. Nilai log hOPT diperoleh dari perhitungan dengan
menggunakan persamaan sebagai berikut:
h
OPT=
nm
11
1
⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
α
(4)dimana: hOPT = kondisi air optimum, sedangkan nilai log hLTL dihitung berdasarkan gambaran sebelumnya. Perbedaan atau selisih nilai tersebut adalah sebagai berikut:
∆(log h) = log h
LTL− log h
OPT (5) Logaritma yang digunakan adalah base 10. Hasil ∆(log h) adalah regresi hubungan nilai n dengan menggunakan program Minitab™. Hasil regresi, diperlihatkan pada persamaan di bawah ini:Untuk kekerasan dua kali lebih besar dari kadar air optimum:
∆(log h) = log 2 + 1,10 log n, p<0,001
(6)(±0,05)
Prosedur yang sama untuk rasio kekerasan lainnya, ditulis dengan persamaan contoh untuk kekerasan tiga kali lebih besar, sebagai berikut:
∆(log h) = log 3 + 1,32 log n, p<0,001
(7)(±0,09)
Persamaan (7) dikembangkan menggunakan nilai n dalam
kisaran 1,09 <n< 2,5 dan akurasi kegunaannya lebih praktis. Kisaran nilai n seluruhnya tersedia pada kelas tekstur tanah FAO/USDA (Tabel 1).
Adapun prosedur prediksi batas pengolahan tanah terendah (LTL) adalah sebagai berikut:
(i) Hitung potensial air optimum untuk pengolahan tanah dengan persamaan:
θ
INFL= (θ
SAT– θ
RES)
n