TINJAUAN PUSTAKA
Penelitian 1 Studi Potensi Lahan Tembakau Deli Akibat Berbagai Sistem Rotasi Penggunaan Lahan dalam Hubungannya dengan Sifat Tanah
Penelitian ini dilakukan dengan pengambilan sampel tanah dan analisis sifat fisika tanah di lapang mulai dari September 2006 hingga Nopember 2006. Analisis sifat fisik dan kimia tanah dilakukan di Laboratorium Ilmu Tanah Fakultas Pertanian UISU dimulai dari bulan Nopember hingga bulan Pebruari 2007.
Bahan dan Alat
Bahan yang digunakan untuk menguji sifat fisika dan kimia tanah adalah contoh tanah utuh dan contoh tanah komposit. Sampel tanah diambil secara komposit untuk analisis sifat kimia tanah sedangkan analisis sifat fisika tanah dengan tanah utuh
menggunakan cover ring. Sampel tanah ini diambil untuk masing-masing lokasi rotasi penggunaan lahan dari kedalaman tanah 0 – 20 cm (lapisan olah tanah). Seterusnya sampel tanah dianalisis sifat-sifatnya di laboratorium.
Alat yang digunakan dalam pengambilan sampel tanah ini meliputi alat-alat di lapangan seperti cangkul, bor belgie, sekop, pisau, cover ring, meteran dan lain-lain yang berkaitan dengan pengambilan sampel tanah. Alat-alat yang lain adalah alat untuk mengukur sifat fisika tanah di lapang seperti double ring infiltrometer, penetrometer serta alat untuk analisis sifat kimia tanah seperti atomic absorption spectrometer (AAS), alat permeabilitas, alat ukur kemantapan agregat tanah, pH-meter, dan lain-lain.
Metode Penelitian
Pengamatan terhadap pelaksanaan berbagai sistem rotasi dilakukan dengan cara survei lapang, sedangkan pengaruh dari berbagai sistem rotasi terhadap sifat fisika dan kimia tanah dilakukan dengan cara analisis di lapang dan laboratorium. Dari hasil analisis ini maka datanya diolah dengan menggunakan Analisis Variance satu arah (One Way Anova). Analisis ini digunakan untuk menguji apakah rata-rata dari beberapa sampel berbeda atau tidak (Pratisti, 2004). Perangkat lunak yang digunakan untuk menganalisis semua data adalah SPSS 12. Untuk melihat korelasi antara kandungan bahan organik tanah dengan beberapa sifat fisika dan kimia tanah digunakan analisis korelasi Pearson. Analisis ini bertujuan untuk mengetahui pola dan keeratan hubungan antara variabel kandungan bahan organik tanah dengan sifat-sifat tanah lainnya.
Jenis penggunaan lahan pada lokasi penelitian terdiri atas 4 jenis yaitu : R1 = lahan dengan tanaman hutan yaitu tanaman jati (Tectona grandis L.)
R2 = lahan diberokan (tembakau – bero – tembakau)
R3 = lahan dengan rotasi dengan tanaman tebu (Saccharum officinarum L) (tembakau –
tebu – tembakau)
R4 = lahan digunakan dengan tanaman palawija (tembakau–palawija –tembakau) Pelaksanaan Penelitian
Pengambilan sampel tanah dilakukan secara komposit dari lapisan olah di setiap rotasi penggunaan lahan untuk keperluan analisis sifat-sifat kimia tanah di laboratorium. Untuk analisis sifat fisika tanah diambil sampel tanah utuh dengan menggunakan cover ring. Penentuan titik-titik pengambilan contoh tanah berdasarkan keadaan di lapang yaitu pada masing-masing rotasi penggunaan lahan. Untuk setiap jenis perlakuan diambil sebanyak 10 sampel tanah. Metode analisis dari masing-masing sifat fisika dan kimia tanah yang merupakan peubah amatan diuraikan pada Tabel 1.
Pada waktu dilakukan pengamatan langsung di lapang terlihat masing-masing jenis rotasi penggunaan lahan berada pada kongsi-kongsi yang berbeda. Maka untuk setiap keadaan ini diambil sampelnya dengan beberapa titik yang mewakili lalu dicampurkan dan di jadikan satu sampel.
Untuk analisis sifat fisik di lapang seperti infiltrasi tanah dan penetrasi tanah dilakukan dengan menggunakan alat double ring infiltrometer dan penetrometer.
Tabel 1. Metode analisis yang digunakan untuk masing-masing peubah amatan
Peubah Amatan Metode Analisis
Sifat Fisika Tanah :
1. Stabilitas agregat De Leenheer dan De Boodt 2. Kerapatan lindak (BD) (g/cm3) Ring sample-gravimetri 3. Total ruang pori (%) Perhitungan dari bobot isi dan bobot
jenis butiran
4. Infiltrasi (cm/jam) Double ring infiltrometer 5. Permeabilitas tanah (cm/jam) De Boodt
6. Air tersedia (%) Perhitungan dari kadar air kapasitas lapang dengan kadar air titik layu permanen
7. Kekerasan tanah (kg/cm2) Penetrometer
Sifat Kimia Tanah
1. C-organik (%) Walkley dan Black
2. N-total (%) Kyeldahl
3. P-tersedia (ppm) Bray II
3. KTK (me/100g) NH4Oac
4. Kation tukar tanah (K, Ca, Mg, Na) NH4Oac
5. Kandungan bahan organik tanah (%) Hasil perhitungan dari C-org 6. Kejenuhan Basa Tanah (%) Hasil perhitungan dari KTK dan
kation tukar tanah
7. pH Elektrometri
Peubah Amatan
Peubah amatan untuk analisis sifat fisika tanah terdiri atas stabilitas agregat, kerapatan lindak (BD), total ruang pori (TRP), infiltrasi, permeabilitas dan air tersedia. Metode analisis dari masing-masing sifat ini diuraikan pada Tabel 1.
Analisis Sifat Fisika Tanah
a. Pengukuran Kerapatan Lindak (BD) dan Porositas (total ruang pori) Tanah
Pada pengukuran BD tanah pertama sekali dilakukan adalah menentukan kadar air tanahnya dengan cara menimbang tanah beserta ring lalu tanah dikeringovenkan selama 24 jam pada suhu 1050C. Diameter ring dan tebal ring diukur sehingga diketahui volumenya sebagai berikut :
V = π (r cm)2 x t cm Dimana : V = volume π = 22/7 r = ½ x (diameter ring = 7,4 cm) t = tinggi ring (cm) = 3,85 cm dalam hal ini diameter = 7,4 cm Berdasarkan perhitungan itu maka didapat BD tanah dengan rumus :
Kerapatan Lindak (g/ml) = tanah volume oven kering tanah berat
Pada pengukuran TRP tanah terlebih dahulu dilakukan pengukuran partikel density (PD) tanah dengan cara tanah kering oven dari pengukuran BD dimasukkan ke dalam labu ukur 100 ml (timbang beratnya) sebanyak 30 g lalu labu diisi dengan air ± ¾ labu. Dengan menggunakan hot plate labu itu dipanaskan hingga mendidih lalu dibiarkan satu malam. Selanjutnya tambahkan air hingga mencapai volume 100 ml dan ditimbang. Berat/volume air adalah berat total dikurangi berat botol dan berat tanah, sedangkan volume tanah adalah 100 ml dikurangi volume air. Dari perhitungan ini maka PD dapat dihitung dengan rumus
PD = tanah butiran volume tanah butiran berat
Dengan demikian maka :
TRP = ( 1 -
PD BD
) x 100 %
b. Pengukuran Permeabilitas Tanah
Metode yang digunakan dalam pengukuran permeabilitas tanah adalah metode De Boodt. Contoh tanah utuh yang berada dalam ring sampel direndam dalam bak perendam berisi air 3 cm dari dasar baki selama 24 jam. Setelah perendaman selesai, contoh tanah yang sudah jenuh air dengan ring nya dipindahkan ke alat pengukur permeabilitas, kemudian dialiri air. Pengukuran jumlah air yang tertampung pertama dilakukan selama 6 jam, selanjutnya setiap hari sampai 4 kali pengukuran. Terakhir diamati volume air yang telah keluar setelah melalui masa tanah selama 1 jam. Setelah itu diambil rata-rata dari ke enam pengukuran itu. Perhitungan permeabilitas tanah diperoleh dari rumus:
Q l 1
Permeabilitas (K) = --- x --- x --- (cm/jam) t h A
dimana :
Q = banyaknya air yang mengalir pada setiap pengukuran (ml) t = waktu pengukuran (jam)
l = tebal contoh tanah (cm)
h = tinggi permukaan air dari permukaan contoh tanah (cm) A = luas permukaan contoh tanah (cm2 )
Dalam hal ini : l = 3,8 cm, h = 5 cm, A= 45,72 cm2
Klasifikasi permeabilitas dalam cm/jam menurut Uhland dan O’Neal (1951) dalam FP- UISU (2001) diuraikan pada Tabel 3.
Tabel 2. Kelas kecepatan permeabilitas tanah (Uhland dan O’Neal. 1951) Kecepatan Permeabilitas (cm/jam) K e l a s
< 0.12 Sangat lambat 0.13 - 0.51 Lambat 0.51 - 2.00 Agak lambat 2.01 - 6.25 Sedang 6.26 - 12.50 Agak cepat 12.51 - 25.00 Cepat > 25.00 Sangat cepat
c. Pengukuran Infiltrasi Tanah
Metode yang digunakan untuk mengukur parameter ini adalah Double Ring Infiltrometer. Pengukuran infiltrasi dilakukan dengan cara membenamkan alat double ring infitrometer di atas permukaan tanah. Ring yang ada di bagian dalam diisi air sampai rata dengan permukaan ring lalu dihitung besarnya kecepatan aliran air secara vertikal ke bawah dalam cm/jam.
Tabel 3. Kelas laju infiltrasi tanah dalam cm/jam (Hillel, 1980 dalam FP-UISU (2001) Laju Infiltrasi (cm/jam) K e l a s
25,0 - 50,0 sangat cepat
12,5 - 25,0 cepat
7,5 - 15,0 sedang
0,5 - 2,5 lambat
< 0,5 sangat lambat
d. Pengukuran Air Tersedia
Dalam pengukuran persentase ketersediaan air pada penelitian ini dilakukan dengan cara terlebih dahulu menghitung berapa besar kadar air kapasitas lapang (KL) dan kadar air titik layu permanen (TLP) dari sampel tanah tersebut. Selisih dari kadar air KL dengan TLP adalah persentase air tersedia.
e. Pengukuran Stabilitas Agregat
Penetapan stabilitas agregat tanah secara kuantitatif dari masing-masing perlakuan dilakukan dengan cara pengayakan kering dan basah di laboratorium menurut metode De Leenheer dan De Boodt. Dari hasil pengukuran ini maka didapat klassifikasi indeks stabilitas yang diuraikan pada Tabel 5.
Tabel 4. Kelas stabilitas agregat tanah (De Leenheer dan De Boodt, 1958 dalam FP-UISU (2001)
Indeks Kestabilan Agregat K e l a s > 200 sangat stabil sekali
80 – 200 sangat stabil
66 – 80 stabil
50 – 66 agak stabil
40 – 50 kurang stabil
< 40 tidak stabil
f. Pengukuran Penetrasi Tanah
Pengukuran penetrasi tanah dilakukan dengan menggunakan alat penetrometer. Pengamatan dilakukan dengan cara menusukkan penetrometer ke dinding lobang tanah hingga muncul angka. Besarnya penetrasi tanah diperoleh dengan membaca besarnya gaya yang dihasilkan pada alat. Setiap sampel diambil angka rataan dari 10 kali pengukuran.
Analisis Sifat Kimia Tanah
Peubah amatan dari sifat kimia tanah yaitu N-total, P-tersedia, C-organik, kandungan bahan organik, kation-kation tukar tanah (Ca, Mg, K, dan Na), kapasitas tukar kation (KTK), pH dan kejenuhan basa (KB). Metode dari masing-masing peubah amatan
ini diuraikan pada Tabel 1. Analisis sampel tanah ini dilakukan di Laboratorium FP- UISU.
Penelitian 2 : Isolasi dan Seleksi Mikroorganisme Selulolitik (MOS) dari Lahan