IV. HASIL DAN PEMBAHASAN
4.4. Permeabilitas
Pengukuran diawali dengan pengambilan contoh tanah utuh dari lokasi pengamatan dengan menggunakan ring sample yang memiliki garis tengah ring (stailess steel) 4,7 cm dan tinggi 5 cm pada kedalaman tanah 0-20 cm, setelah itu contoh tanah di bawa ke laboratorium dan di masukan ke dalam alat penetapan permeabilitas bersama dengan tabungnya, kemudian air dari keran di alirkan ke alat tersebut, biarkan proses ini berjalan selama 24 jam agar udara yang terdapat dalam pori-pori tanah keluar, karena permeabilitas ditetapkan dalam keadaan jenuh, dan untuk membuat jenuh tanah berat diperlukan waktu lebih dari 24 jam. Misalkan setelah 24 jam adalah pukul 09.00, maka lakukan pengukuran pertama pada pukul 15.00 sampai pukul 16.00, lalu ukur lagi pada pukul 16.00 sampai pukul 17.00. Pengukuran ke tiga dilakukan esok hari pukul 09.00 sampai pukul 10.00, pengukuran ke empat dilakukan pukul 09.00 sampai pukul 10.00 di hari ke tiga dan pengukuran ke lima dilakukan pukul 09.00 sampai pukul 10.00 di hari ke empat. Pengukuran yang dilakukan adalah banyaknya volume air yang keluar setelah melalui massa tanah selama 1 jam, lalu ambil rata-rata dari kelima pengukuran tadi. Hitung dengan rumus :
K = Q X L X 1 t h A K = Permeabilitas ( cm/jam )
Q = Banyaknya air yang mengalir setiap pengukuran ( ml ) t = Waktu Pengukuran (jam)
h = tinggi permukaan air dari permukaan contoh tanah ( cm ) A = Luas permukaan contoh tanah ( cm2 )
IV. HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1. Agregat Tanah
Hampir semua karakteristik sifat fisik tanah ditentukan oleh kehadiran agregat. Porositas, infiltrasi dan permeabilitas adalah salah satu sifat fisik tanah yang nilainya sangat ditentukan oleh jumlah, ukuran dan stabilitas agregat tanah. Agregat tanah terdiri dari pengelompokan erat sejumlah butir-butir primer tanah. Pembentukan agregat tergantung pada terdapatnya butir-butir primer yang dapat beragregasi, penggumpalan dan penjonjotan butir-butir tanah, serta sedimentasi dari bahan-bahan yang menggumpal menjadi agregat yang stabil.
Pengukuran nilai agregat tanah di diawali dengan pengambilan contoh tanah dengan agregat utuh di lokasi percobaan. Setelah itu di bawa ke laboratorium untuk dilakukan pengayakan. Sebelum dilakukan pengayakan, terlebih dahulu contoh tanah di kering udarakan. Setelah dikering udarakan, lalu dilakukan pengayakan kering. Pertama, taruh kurang lebih 500 gram tanah kering udara di atas ayakan 8 mm, di bawahnya berturut-turut ayakan 4,76, 2,83, 2 dan 0 mm. Tumbuk tanah dengan menggunakan alu kecil hingga semua tanah turun melalui ayakan 8 mm. Gerak-gerakan ayakan ini kurang lebih 5 kali, kemudian timbang masing-masing fraksi agregat, dan nyatakan dalam %. Persentasi agregat adalah 100 % dikurangi dengan % agregat yang lebih kecil dari 2 mm. Setelah itu lakukan pengayakan basah. Hitung selisih antara rata-rata berat diameter agregat tanah pada pengayakan kering dan pengayakan basah, jika selisihnya makin besar berarti makin tidak stabil tanah tersebut.
Gambar 1 menunjukkan sebaran nilai indeks stabilitas agregat tanah di sekitar lubang resapan. Nilai agregat tanah di sekitar lubang resapan cenderung lebih tinggi dibandingkan dengan kontrol, nilai rata-ratanya yaitu 80,4 sedangkan nilai agregat rata-rata pada kontrol adalah 77,3. Penambahan bahan organik berupasampah organik yang banyak mengandung berbagai macam senyawa seperti lemak, karbohidrat, protein dan lignin berdampak pada meningkatnya aktivitas organisme sehingga za-zat perekat butiran-butiran tanah seperti getah dan lilin yang berguna untuk mengikat butir-butir primer ke dalam lubang resapan yang telah dibuat beberapa bulan sebelumnya telah mempengaruhi kualitas sifat
fisik tanah di sekeliling lubang resapan, sehingga kemantapan agregat tanahnya semakin meningkat jika dibandingkan dengan kontrol.
Seperti ditunjukkan pada Gambar 1, menunjukan nilai agregat tanah yang semakin tinggi pada sample yang berdekatan dengan lubang resapan biopori. Pada jarak 30, 50 dan 100 cm, nilai agregat tanahnya berturut-turut adalah 81,7, 80,4 dan 79,1. Pengamatan di Belanda menunjukan bahwa stabilitas agregat memiliki nilai yang lebih tinggi pada tanah yang mengandung bahan organik yang tinggi dan jumlah cacing tanah yang banyak. Jumlah cacing tanah sangatlah penting dalam menjaga stabilitas makro-agregat (Brussaard, 1997).
Gambar 1. Hubungan Nilai Agregat Tanah dengan Jarak dari Lubang Resapan Biopori
Agregat tanah sangat jelas dipengaruhi oleh penambahan polisakarida dari bahan organik, tetapi stabilitasnya sangat dipengaruhi oleh jalinan hifa di dalam agregat. Jamur, jumlahnya di permukaan pada tanah mineral tanpa pengolahan sangatlah membantu dalam pembentukan agregat yang stabil oleh cacing tanah dan mikro arthopode seperti mites (Beare, 1997).
Walaupun aktifitas cacing tanah sangat sangat penting dalam menjaga stabilitas agregat tanah, jamur dan bakteri juga berperan langsung dalam pembentukan dan menstabilkan agregat tanah. Peranan jamur dan bakteri seringkali menjadi dominan pada pengolahan tanah yang dilakukan secara konvensional di mana cacing tanah dan arthopoda lain berkurang karena cara-cara pengolahan tanah, kekurangan bahan organik, dan penggunaan pupuk atau cairan pembasmi hama. 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 0 20 40 60 80 100 120 In d e x S ta b il it a s A g re g a t Jarak Pengukuran(cm) Pan Mas Limo Cinere Kontrol
Hasil penelitian menunjukkan bahwa perbedaan bahan organik mungkin memiliki pengaruh yang berbeda dalam stabilitas agregat (Piccolo et al. 1997). Penelitian ini menunjukkan bahwa komposisi bahan organik, khususnya tingkat kelembaban, mungkin memiliki pengaruh yang sangat penting pada bahan organik dalam menstabilkan agregat.
4.2. Bobot Isi Tanah
Bobot isi tanah adalah bobot kering suatu unit volume tanah dalam keadaan utuh, dinyatakan dalam gram tiap sentimeter kubik. Unit volume terdiri dari volume yang terisi bahan padat dan volume ruangan diantaranya (Sitorus, et al. 1980)
Menurut Hanafiah (2005) bahwa bobot isi tanah merupakan kerapatan tanah per satuan volume yang dinyatakan dalam dua batasan, yaitu kerapatan partikel (bobot partikel = BP) dan kerapatan massa (bobot isi = BI). Kerapatan partikel adalah bobot massa partikel padat per satuan volume tanah, pada tanah-tanah mineral biasanya kerapatan partikel berkisar antara 2,6 sampai 2,7 g/cm3 dengan nilai rata-rata 2,65 g/cm3, sedangkan kerapatan massa adalah bobot massa tanah kondisi lapangan yang dikering-ovenkan per satuan volume.
Nilai kerapatan massa tanah berbanding lurus dengan tingkat kekasaran partikel-partikel tanah, makin kasar akan makin berat. Tanah lapisan atas yang bertekstur liat dan berstruktur granuler mempunyai bobot isi antara 1,0 sampai dengan 1,3 g/cm3, sedangkan yang bertekstur kasar memiliki bobot isi antara 1,3 sampai dengan 1,8 g/cm3. Sebagai contoh pembanding adalah bobot isi air = 1 g/cm3 = 1 ton g/cm3.
Pengukuran nilai bobot isi tanah dilakukan dengan mengambil sampel tanah utuh di lapang dengan menggunakan ring sample yang memiliki garis tengah ring (stailess steel) 4,7 cm dan tinggi 5 cm pada kedalaman tanah 0-20 cm. Timbang contoh tanah utuh bersama dengan ring sample ( X gram ), lalu timbang berat ring sample kosong ( Y gram ). Tetapkan kadar air tanah ( Z ) dengan cara gravimetrik, yaitu mengeringkan tanah dengan oven pada suhu 105°C, setelah itu hitung volume tanah yang nilainya sama dengan volume ring sample. Kemudian hitung bobot isi tanah menggunakan rumus yang terdapat pada bab metodologi.
Gambar 2 menunjukkan sebaran nilai bobot isi tanah di sekitar lubang resapan. Nilai bobot isi tanah di sekitar lubang resapan cenderung lebih rendah dibandingkan dengan kontrol, nilai rata-ratanya yaitu 0,95 g/cm3 sedangkan nilai bobot isi rata-rata pada kontrol adalah 0,97 g/cm3. Perbedaan nilai bobot isi rata- rata pada sampel dan kontrol disebabkan karena adanya perbedaan tekstur tanah, jenis bahan organik dan penggunaan lahan di atasnya, selain itu pengaruh aplikasi lubang resapan yang telah dibuat sebelumnya juga cukup memberikan efek terhadap rendahnya nilai bobot isi tanah sampel terhadap kontrol. Rendahnya nilai bobot isi tanah juga berhubungan dengan aerasi tanah, namun berat tanah yang lebih kecil juga merupakan salah satu hal yang mempengaruhi nilai bobot isi tanah di lapang.
Hasil pengamatan seperti ditunjukkan pada Gambar 2 juga menunjukkan bahwa semakin mendekati lubang resapan nilai bobot isi tanah cenderung menurun. Pada jarak 30 cm, 50 cm dan 100 cm, nilai bobot isi tanahnya berturut- turut adalah 0,94, 0,948, 0,96 g/cm3. Penambahan bahan organik yang banyak mengandung berbagai macam senyawa seperti lemak, karbohidrat, protein dan lignin berdampak pada meningkatnya aktivitas organisme tanah, terutama organisme yang bersifat heterotrof. Bahan organik yang ditambahkan ke dalam lubang resapan dijadikan sumber energi bagi organisme ini karena organisme heterotrof tidak mampu berfotosintesis atau tidak mampu menyediakan makanannya sendiri.
Gambar 2. Hubungan Nilai Bobot Isi Tanah dengan Jarak dari Lubang Resapan Biopori 0.93 0.94 0.95 0.96 0.97 0.98 0 20 40 60 80 100 120 B o b o t Is i (g /c m 3 ) Jarak Pengukuran (cm) Pan Mas Limo Cinere Kontrol
Arthropoda adalah salah satu jenis organisme heterotrof yang memiliki sendi pada kakinya, yang termasuk ke dalam keluarga arthropoda adalah seperti serangga, laba-laba, mites dan millipedes. Keluarga arthropoda banyak ditemukan di tanah, terutama tanah yang terdapat banyak kandungan bahan organik. Walaupun beberapa dari organisme ini banyak menyebabkan kerusakan dan penyakit pada akar tanaman, tetapi tidak sebanyak hama tanaman. Kegiatan yang dilakukan oleh organisme ini sangat mempengaruhi nilai porositas terhadap kemampuannya mengikat air, drainase dan aerasi. Bersama dengan cacing tanah, organisme ini sangat berperan dalam pengolahan bahan organik di tanah, kotoran yang dihasilkannya bersama cacing tanah merupakan bagian yang sangat penting dalam proses pembentukan humus. Peran utama Arthropoda adalah pada saat memarut, meremahkan sisa tanaman hingga menjadi bentuk yang lebih kecil dan mencapurkannya ke dalam tanah. Proses demikian merangsang mikroorganisme lain untuk melakukan dekomposisi dari sisa tanaman tersebut. Proses inilah yang menyebabkan nilai bobot isi tanah menjadi lebih rendah serta mempengaruhi sifat-sifat fisik tanah lainnya.
4.3. Porositas Tanah
Persentase ruang pori total atau porositas total secara harfiah diartikan sebagai perbandingan antara volume pori tanah dengan volume total tanah. Berbeda dengan bobot jenis partikel yang tetap untuk suatu tanah tertentu, porositas dan bobot isi tanah dapat berubah dan beragam tergantung pada keadaan struktur tanah, khususnya dalam hubungan dengan proses pemadatan tanah. Porositas tanah sangat dipengaruhi oleh tekstur tanah, struktur tanah, stabilitas agregat tanah dan kadar agregat tanah, semakin stabil agregat suatu tanah, maka porositasnya akan semakin besar, sehingga kemampuan memegang airnya pun semakin besar.
Pengukuran porositas tanah dilakukan di laboratorium dengan melakukan penetapan nilai bobot isi tanah terlebih dahulu, setelah itu baru menetapkan nilai porositas tanahnya yang dinyatakan dalam % dengan menggunakan rumus yang terdapat pada bab metodologi.
Gambar 3 menunjukkan sebaran nilai porositas tanah di sekitar lubang resapan. Nilai porositas tanah di sekitar lubang resapan cenderung memiliki nilai yang tinggi dibandingkan dengan kontrol, nilai rata-ratanya yaitu 64,20 % sedangkan nilai porositas rata-rata pada kontrol adalah 63,55 %. Porositas merupakan sifat fisik tanah yang nilainya sangat dipengaruhi oleh nilai agregat, struktur dan tekstur tanah. Pengaplikasian lubang resapan biopori disertai penambahan bahan organik ke dalam lubang resapan beberapa waktu sebelum dilakukannya pengambilan sampel tanah berdampak pada perbaikan sifat-sifat fisik tanah terutama struktur, tekstur dan agregat tanah yang tentunya memberikan pengaruh langsung terhadap nilai porositas tanah, sehingga memiliki nilai yang lebih besar jika dibandingkan dengan nilai pada kontrol.
Hasil pengamatan seperti ditunjukkan pada Gambar 3 juga menunjukkan bahwa semakin mendekati lubang resapan nilai porositas tanah cenderung meningkat. Pada jarak 30cm, 50 cm dan 100 cm berturut-turut adalah 64,51, 64,18 dan 63,90. Bahan organik di dalam lubang resapan membuat organisme tanah lebih aktif. Menghasilkan perekat yang mampu mengeratkan partikel tanah menjadi satu kesatuan yang lebih besar merupakan sebuah hasil luar biasa dari aktifitas bakteri dan fungi. Eksudat dari akar tanaman juga merupakan sesuatu yang bermanfaat. Perekat atau mucilage yang dihasilkan oleh bakteri, jamur dan actinomycetes membantu merekatkan partikel tanah yang terpisah menjadi sebuah granul hingga terbentuk makro-agregat. Pembentukan agregat yang stabil inilah yang juga memberikan pengaruh terhadap nilai porositas pada tanah, sehingga nilai porositas tanah menjadi lebih besar serta mampu memegang air hasil infiltrasi dalam jumlah yang lebih banyak. Tanpa makro-agregat yang cukup, sangat sulit bagi tanah untuk mampu menahan air infiltrasi atau drainase dan
udara yang cukup untuk mengurangi CO2 dan memperkirakan kebutuhan O2 yang
Gambar 3. Hubungan Porositas Tanah dengan Jarak dari Lubang Resapan Biopori
Salah satu hal penting yang perlu dilakukan untuk memperbaiki dan menjaga porositas tanah adalah dengan menggunakan bahan organik secara bijaksana atau sesuai aturan, meskipun porositas bisa diperbaiki, walaupun hanya sementara, dengan pengolahan secara tepat, penambahan kalsium atau
menggunakan molekul polyelectrolytes. Umumnya, pengolahan bisa memperbaiki
pori yang diisi udara secara sementara, tetapi ini biasanya awal terbentuknya pori mikro secara lebih luas ke pori makro dengan memberikan efek negatif pada infiltrasi, drainese dan pergerakan udara dalam tanah.
4.4. Permeabilitas Tanah
Permeabilitas secara kuantitatif diartikan sebagai kecepatan bergeraknya suatu cairan pada suatu media berpori dalam keadaan jenuh. Dalam hal ini sebagai cairan adalah air dan sebagai media berpori adalah tanah. Penetapan permeabilitas dalam keadaan jenuh dilakukan mengikuti cara yang dikemukakan oleh De Boodt berdasarkan hukum Darcy.
Pengukuran diawali dengan pengambilan contoh tanah utuh dari lokasi pengamatan dengan menggunakan ring sample yang memiliki garis tengah ring (stailess steel) 4,7 cm dan tinggi 5 cm pada kedalaman tanah 0-20 cm, setelah itu contoh tanah di bawa ke laboratorium dan di masukan ke dalam alat penetapan permeabilitas bersama dengan tabungnya, kemutian air dari keran di alirkan ke alat tersebut, biarkan proses ini berjalan selama 24 jam agar udara yang terdapat dalam pori-pori tanah keluar, karena permeabilitas ditetapkan dalam keadaan
63 63.5 64 64.5 65 0 20 40 60 80 100 120 P o ro si ta s (% ) Jarak Pengukuran (cm) Pan Mas Limo Cinere Kontrol
jenuh, dan untuk membuat jenuh tanah berat diperlukan waktu lebih dari 24 jam. Misalkan setelah 24 jam adalah pukul 09.00, maka lakukan pengukuran pertama pada pukul 15.00 sampai pukul 16.00, lalu ukur lagi pada pukul 16.00 sampai pukul 17.00. Pengukuran ke tiga dilakukan esok hari pukul 09.00 sampai pukul 10.00, pengukuran ke empat dilakukan pukul 09.00 sampai pukul 10.00 di hari ke tiga dan pengukuran ke lima dilakukan pukul 09.00 sampai pukul 10.00 di hari ke empat. Pengukuran yang dilakukan adalah banyaknya volume air yang keluar setelah melalui massa tanah selama 1 jam, lalu ambil rata-rata dari kelima pengukuran tadi. Hitung dengan rumus yang terdapat pada bab metodologi.
Gambar 4 menunjukkan sebaran nilai permeabilitas tanah di sekitar lubang resapan. Nilai permeabilitas tanah di sekitar lubang resapan cenderung memiliki nilai yang tinggi dibandingkan dengan kontrol, nilai rata-ratanya yaitu 34,93 cm/jam sedangkan nilai porositas rata-rata pada kontrol adalah 16,82 cm/jam. Perbaikan sifat fisik tanah yang disebabkan oleh penambahan bahan organik tanah sangat menentukan kecepatan air bergerak di dalam tanah, selain itu, adanya perakaran pada sampel tanah yang diambil juga turut mempengaruhi nilai permeabilitas, karena banyaknya rongga-rongga akibat perakaran, sehingga nilain permeabilitasya cenderung lebih besar.
Hasil pengamatan seperti ditunjukkan pada gambar 4 juga menunjukkan bahwa semakin mendekati lubang resapan nilai porositas tanah cenderung meningkat. Pada jarak 30 cm, 50 cm dan 100 cm berturut-turut adalah 18,83, 18,03 dan 17,37 cm/jam. Struktur tanah mempunyai pengaruh yang besar terhadap udara dan air tanah ( infiltrasi, drainase dan jumlah air yang kemampuan tanah di pegang melawan gaya gravitasi) karena ruang diantara agregat, yaitu ruang pori tanah. Ruang pori tanah sangat tergantung kepada kealamian agregat dan mereka terbentuk hingga menjadi sebuah struktur, dan juga dibantu oleh rongga-rongga yang terbentuk akibat adanya pergerakan akar tanaman, insektisida, rodentisida, cacing tanah dan mengembang mengkerutnya liat.
Gambar 4. Hubungan Nilai PermeabilitasTanah dengan Jarak dari Lubang Resapan Biopori
Struktur tanah, baik di permukaan ataupun di dalam tanah, sangat mempengaruhi kapasitas infiltrasi. Lapisan luarnya dapat menghalangi air untuk masuk. Pemadatan tanah juga mempengaruhi kecepatan infiltrasi dan drainase. Jika drainase berjalan lambat, maka tidak akan cukup untuk menukar udara dalam tanah dengan air berlebih. Dari grafik 4 dapat disimpulkan bahwa ada pengaruh penambahan bahan organik kedalam lubang resapan terhadap perbaikan sifat fisik tanah sehingga ada perbedaan nilai permeabilitas dari masing-masing jarak pengukuran akibat pengaruh dari penambahan bahan organik tersebut.