FAKULTAS PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR
II. TINJAUAN PUSTAKA
2.4 Sistem Peresapan Biopori
Sistem peresapan biopori adalah teknologi konservasi tanah dan air yang dikembangkan berdasarkan prinsip memperbaiki kondisi ekosistem tanah sehingga terjadi perbaikan fungsi hidrologis ekosistem tersebut. Peresapan air hujan yang efektif perlu dilakukan untuk mempertahankan kelembapan tanah dan menambah cadangan air tanah. Saluran peresapan biopori (SPB) dan lubang resapan biopori (LRB) adalah komponen utama dalam teknologi sistem peresapan biopori.
Saluran peresapan biopori (SPB) adalah saluran yang memanfaatkan sisa tanaman sebagai mulsa vertikal sehingga terjadi proses pembentukan biopori oleh aktivitas fauna tanah pada saluran. SPB dirancang untuk meningkatkan laju peresapan air ke dalam tanah. Hasil penelitian Brata (1995) dan Brata (1998) menunjukkan bahwa pemanfaatan sisa tanaman sebagai mulsa vertikal pada saluran teras gulud nyata mengurangi aliran permukaan dan erosi pada tanah Oxic Dystrudept.
Dimensi SPB yang digunakan adalah saluran dengan lebar 20 cm dan kedalaman 15 cm dengan guludan dimensi lebar 20 cm dan tinggi 15 cm, sehingga lebar saluran dan guludan hanya 40 cm yang merupakan jarak antar baris tanaman yang cukup rapat. Galian SPB sedalam 15 cm belum mengangkat lapisan bawah, sehingga peresapan air akan melalui lapisan yang memiliki banyak liang cacing serta bekas akar yang melapuk. Menurut Arsyad (2000) struktur tanah yang baik dan lubang-lubang atau celah-celah yang ditimbulkan oleh aktivitas binatang-binatang tanah dapat memperbesar peresapan air ke dalam tanah. Menurut Vermeul (1993 dalam Weust 2001) pengolahan tanah yang terus menerus dapat merusak jaringan biopori yang telah dibuat oleh aktivitas akar tanaman dan fauna tanah. Namun aplikasi teknologi SPB belum banyak dilakukan petani. Sebagian besar kegiatan usaha tani di lahan kering masih membiarkan aliran permukaan hilang melalui saluran pembuangan air (SPA). Terbuangnya air ini berdampak terhadap hilangnya unsur hara yang dibutuhkan tanaman. Sisa biomassa tanaman tidak dimanfaatkan sebagai mulsa vertikal pada SPB, tetapi dibakar yang mengakibatkan polusi udara dan pencemaran lingkungan.
Lubang resapan biopori (LRB) adalah teknologi konservasi tanah dan air yang berupa lubang berbentuk silindris dengan diameter berkisar 10 cm yang digali di dalam tanah yang kedalamanya sekitar 100 cm dari permukaan tanah atau tidak melebihi muka air tanah (Brata dan Nelistya, 2009). LRB dapat meningkatkan kemampuan tanah meresapkan air melalui biopori yang menembus permukaan dinding LRB ke dalam tanah di sekitar LRB.
Teknologi LRB memiliki banyak manfaat dalam menciptakan lingkungan yang nyaman dan lestari. Menurut Brata dan Nelistya (2009) manfaat yang diperoleh dari penerapan LRB yaitu: (1) memperbaiki ekosistem tanah, (2) mencegah banjir, (3) menambah cadangan air tanah, (4) mengatasi kekeringan, (5) mempermudah penanganan sampah, (6) mengubah sampah menjadi kompos, (7) mengurangi emisi gas rumah kaca dan metan, dan (8) mengatasi masalah akibat genangan.
2.5 Aliran Permukaan dan Erosi
Aliran permukaan adalah bagian dari hujan yang jatuh dan diterima oleh suatu tempat penampungan, mengalir di atas permukaan tanah (Arsyad, 2000). Bentuk aliran permukaan (surface runoff) inilah yang paling penting sebagai penyebab erosi karena merupakan pengangkut partikel tanah. Aliran permukaan juga dapat membawa unsur hara dari petakan pertanaman. Jumlah unsur hara yang hilang berbeda-beda pada setiap sistem pembukaan lahan dan sistem olah yang diterapkan (Rachim, 2003).
Percobaan yang dilakukan oleh Kang dan Lai (1981 dalam Rachim 2003) pada beberapa kombinasi sistem pembukaan lahan dan sistem olah menunjukkan bahwa kehilangan unsur hara tertinggi melalui aliran permukaan dan erosi terjadi pada kombinasi perlakuan pembukaan lahan dengan traktor/bulldozzer-tanpa olah, pembukaan lahan secara manual-sistem olah konvensional, dan pembukaan lahan secara manual-tanpa olah. Aliran permukaan mempunyai jumlah, kecepatan dan gejolak yang menentukan kemampuannya untuk menyebabkan erosi. Faktor-faktor yang mempengaruhi aliran permukaan ialah iklim, topografi, vegetasi, tanah, dan manusia.
Erosi adalah proses berpindahnya atau terangkunya tanah atau bagian-bagian tanah di permukaan dari suatu tempat ke tempat lainnya (Arsyad, 2000). Erosi banyak menimbulkan dampak negatif diantaranya: (1) penurunan kualitas tanah. (2) pendangkalan waduk, danau, dan saluran irigasi dan drainase sehingga daya dan masa gunanya menjadi berkurang, dan (3) erosi mengakibatkan
terjadinya banjir yang kronis setiap musim hujan dan kekeringan pada musim kemarau.
Erosi menyebabkan hilangnya lapisan atas tanah yang subur dan baik untuk pertumbuhan tanaman serta berkurangnya kemampuan tanah untuk menyerap dan menahan air (Arsyad, 2000). Kepekaan tanah terhadap erosi berbeda-beda. Hal ini terjadi karena tanah-tanah tersebut memiliki perbedaan kepekaan terhadap kehilangan partikel-partikel tanahnya. Bila permukan tanah mengalami basah-kering berulang-ulang maka tanah akan hancur menjadi agregat yang lebih kecil, apabila tanah yang hancur ini berpartikel kecil, akan lebih mudah hilang melalui aliran permukaan (Eden, 1999). Hilangnya tanah bagian permukaan yang paling subur dapat mengakibatkan tanaman atau tumbuhan tidak dapat tumbuh secara normal.
Pada dasarnya erosi dipengaruhi oleh lima faktor yaitu: (1) iklim, (2) topografi, (3) vegatasi, (4) tanah, dan (5) manusia. Di daerah beriklim basah seperti Indonesia, faktor iklim yang paling mempengaruhi terjadinya aliran permukaan dan erosi adalah hujan. Jumlah, intensitas, dan distribusi hujan akan menentukan kekuatan dispersi hujan terhadap tanah, jumlah dan kecepatan aliran permukaan akibat erosi (Sitorus, 2004). Semakin tinggi kekuatan dispersi hujan terhadap tanah maka semakin mudah tanah dapat terbawa oleh aliran permukaan. Arsyad (2000) menambahkan bahwa kemiringan dan panjang lereng adalah dua unsur topografi yang paling berpengaruh terhadap aliran permukaan dan erosi. Selain dari memperbesar jumlah aliran permukaan, makin curamnya lereng juga memperbesar kecepatan aliran permukaan yang dengan demikian memperbesar daya angkut air. Selain itu, dengan makin miringnya lereng, maka jumlah butir-butir tanah yang terpercik kebawah oleh tumbukan butir-butir hujan semakin banyak. Lereng yang lebih curam selain menghendaki tenaga dan ongkos yang lebih dalam pengelolaan juga menyebabkan lebih sulitnya pengaturan air dan lebih besar masalah erosi yang dihadapi (Sinukaban, 1986).
2.7 Budidaya Padi Gogo
Kebutuhan beras sebagai salah satu pangan utama penduduk Indonesia terus meningkat. Peningkatan ini terjadi karena selain penduduk terus bertambah dengan laju peningkatan dua persen pertahun, juga adanya perubahan pola konsumsi penduduk dari non beras ke beras (Tim Peneliti Badan Litbang Pertanian, 1998). Selama ini andalan produksi padi nasional terfokus pada lahan sawah irigasi terutama di Pulau Jawa. Sumbangan lahan kering atau padi gogo yang tersebar di berbagai pulau di Indonesia masih sangat terbatas. Usaha pencetakan lahan sawah baru akan menghadapi kendala dalam penyiapan sumber air dan berbagai sarana penunjang lainnya. Pengembangan lahan kering akan jauh lebih murah karena relatif tidak memerlukan kelengkapan sarana penunjang seperti pada lahan sawah irigasi. Disamping itu pengembangan padi di lahan kering dapat dikombinasikan dengan usaha pengembangan komoditas lainnya.
Luas lahan kering dataran rendah (<700m di atas permukaan laut) yang dimiliki Indonesia sekitar 52,83 juta ha. Lahan kering yang berpotensi untuk pengembangan tanaman pangan hanya sekitar 5,1 juta ha (Tim Peneliti Badan Litbang Pertanian, 1998). Pada saat ini luas panen padi gogo di Indonesia sekitar 1,12 juta ha yang tersebar pada beberapa provinsi.
Pertanaman padi gogo membutuhkan curah hujan lebih dari 200 mm/bulan minimal empat bulan secara berurutan. Secara umum untuk pertumbuhan tanaman pangan memerlukan curah hujan diatas 100 mm/bulan, minimal untuk memenuhi keperluan evaporasi (Tim Peneliti Badan Litbang Pertanian, 1998). Berkaitan dengan sebaran pola hujan, pertanaman padi gogo sebaiknya dilakukan pada awal musim. Penanaman dilakukan awal bulan basah sehingga dapat dipanen pada bulan-bulan kering. Bulan basah adalah bulan dimana curah hujan mencapai lebih dari 200 mm/bulan, sedangkan bulan kering adalah bulan dimana curah hujan kurang dari 100 mm/bulan (Oldeman, 1975).
2.8 Budidaya Jagung
Jagung merupakan tanaman yang peka terhadap kekurangan unsur nitrogen. Kebutuhannya terhadap sumber nitrogen (urea) dapat mencapai 250-300 kg/ha. Pupuk urea ini diberikan 1/3 dosis saat tanam dan saat tanaman berumur 4 minggu setelah tanam. Pupuk SP-36 dengan dosis 200 kg/ha dan KCL sebesar 75-100 kg/ha diberikan pada saat tanam (Purwono dan Purnamawati, 2008).
Kemiringan tanah yang optimum untuk tanaman jagung maksimum 8% karena kemungkinan terjadinya erosi tanah sangat kecil. Iklim yang dikehendaki oleh sebagian besar tanaman jagung adalah daerah-daerah beriklim sedang hingga daerah beriklim sub-tropis/tropis basah. Pada lahan yang tidak beririgasi, pertumbuhan tanaman ini memerlukan curah hujan ideal sekitar 85-200 mm/bulan secara merata. Pada fase pembungaan dan pengisian biji, tanaman jagung perlu mendapatkan cukup air (Effendi, 1984).
Pertumbuhan tanaman jagung sangat membutuhkan sinar matahari. Tanaman yang ternaungi, pertumbuhannya akan terhambat, biji yang dihasilkan kurang baik, bahkan buahnya tidak dapat terbentuk. Suhu yang dikehendaki tanaman jagung antara 21-34o C. Namun, bagi pertumbuhan tanaman jagung yang ideal memerlukan suhu optimum antara 23-27o C. Saat proses perkecambahan, benih jagung memerlukan suhu yang cocok sekitar 30o C (Muhadjir, 1988).
III. BAHAN DAN METODE
3.1 Lokasi dan Waktu Penelitian
Penelitian dilakukan pada kemiringan lahan 15 %. Tanah Latosol Darmaga/Typic Dystrudepts (Kebun Percobaan Cikabayan, University Farm) dipilih sebagai pewakil tanah dengan tingkat kesuburan sedang yang banyak digunakan untuk pertanian lahan kering tadah hujan. Tanaman jagung hibrida (Zea mays) ditanam sebagai tanaman indikator pada musim pertama dan tanaman padi gogo (Oryza sativa) pada musim tanam kedua. Penelitian berlangsung dari bulan Januari 2009 sampai Maret 2010. Analisis sifat fisik dan beberapa sifat kimia tanah dan air dilakukan di Laboratorium Departemen Ilmu Tanah dan Sumberdaya Lahan, Fakultas Pertanian, IPB.
3.2 Bahan dan Alat
Tanaman yang akan digunakan dalam penelitian ini adalah jagung hibrida (Zea mays) sebagai tanaman indikator pada musim pertama dan tanaman padi gogo (Oryza sativa) varietas Situ Bagendit pada musim tanam kedua. Pupuk yang diberikan adalah Urea, 18, KCl dan Dolomit. Dosis Urea 100 kg/ha, SP-18 200 kg/ha, KCl 100 kg/ha, dan Dolomit 2 ton/ha. Mulsa vertikal yang digunakan adalah jerami padi sebanyak 4 ton bahan kering per hektar untuk musim tanam jagung. Mulsa vertikal yang digunakan untuk musim tanam padi gogo adalah biomassa tanaman jagung. Peralatan yang digunakan adalah petak pengukur erosi, bak penampung, ombrometer, timbangan, ember, cangkul, gelas ukur, meteran, peralatan lapang, dan peralatan laboratorium.
3.3 Metode Penelitian
Penelitian menggunakan petak erosi dengan ukuran 10 m x 2 m. Aliran permukaan dan erosi tanah yang keluar dari petak erosi ditampung dan diukur
dengan menggunakan bak penampung aliran permukaan dan erosi yang diletakkan diujung bawah petakan erosi. Perlakukan yang diujikan terdiri dari:
a. T0, tanpa perlakuan teknik konservasi tanah dan air.
b. T1, teras gulud : teras gulud dibuat dengan cara menggali saluran menurut kontur dengan dimensi saluran lebar 20 cm dan kedalaman 15 cm. Tanah hasil galian ditumpukkan pada bagian hilir saluran membentuk guludan dengan dimensi guludan lebar 20 cm dan tinggi 15 cm. Teras gulud dibangun dengan interval jarak saluran 2 m pada lereng yang seragam.
c. T2, teras gulud dengan bersaluran resapan biopori (SPB). SPB adalah teras gulud yang salurannya diisi dengan jerami padi sebanyak 4 ton bahan kering per hektar untuk musim tanam jagung, dan biomassa jagung untuk musim tanam padi gogo sebagai mulsa vertikal.
d. T3, teras gulud dengan lubang resapan biopori (LRB). LRB dengan diameter lubang 10 cm dan kedalaman lubang 100 cm diisi dengan serasah tanaman dan bahan organik lainnya dengan interval 1 m pada dasar saluran.
e. T4, yaitu SPB yang dikombinasikan dengan LRB.
Masing-masing perlakuan diulang tiga kali sehingga diperoleh sebanyak 15 satuan percobaan pada kemiringan lereng 15 %.
Gambar 1. Penampang Petak Erosi
3.4 Pelaksanaan Percobaan di Lapang