HASIL DAN PEMBAHASAN
3. Metode USLE (Universal Soil Loss Equation)
Dari hasil penelitian dengan menggunakan metode/ prediksi USLE, didapat besarnya erosi pada lahan agroforestry dapat dilihat pada Lampiran 6. Dari hasil penelitian, dapat dilihat nilai erosi terbesar yaitu 300,917 ton/(ha.tahun) yang terdapat di desa Sukaramai kecamatan Kabanjahe, sedangkan yang terkecil yaitu 100,601 ton/(ha.tahun) yang terdapat di desa Merek kecamatan Merek.
Bila dibandingkan besanya nilai erosi rata-rata dengan metode USLE yang besanya184,474 ton/(ha.tahun) dengan nilai erosi rata-rata yang masih dapat ditoleransikan (T) yang besarnya 26,818 ton/(ha.tahun), maka tingkat bahaya erosi pada lahan agroforestry tersebut dapat dikategorikan tinggi (4,01-10,0).
Besarnya nilai erosi dengan metode USLE dikarenakan pada metode ini faktor-faktor yang mempengaruhi besarnya erosi nilainya telah ditetapkan. Kurang lengkapnya data curah hujan juga mempengaruhi besarnya nilai erosi sehingga mengakibatkan faktor erosivitas memiliki nilai yang tinggi yaitu sebesar 2065,170 cm/tahun (Lampiran 7).
Besarnya nilai erosi dengan metode USLE yaitu dengan rata-rata 184,474 ton/(ha.tahun) jika dibandingkan dengan besarnya erosi dengan metode petak kecil yaitu sebesar 20,418 ton/(ha.tahun), maka dapat dilihat perbedaan yang sangat jauh. Hal ini dikarenakan pada metode petak kecil, pengukuran sedimen dilakukan secara langsung di lapangan, sedangkan pada metode USLE, nilai erosi dipengaruhi oleh faktor-faktor yang telah ditetapkan. Selain itu, data curah hujan yang kurang lengkap serta nilai pengelolaan tanaman (C) dan nilai teknik konservasi (P) yang telah ditetapkan nilainya juga mempengaruhi besarnya erosi pada metode USLE.
Faktor-faktor yang mempengaruhi besarnya erosi adalah faktor erosivitas (R), faktor erodibilitas (K), faktor topografi (LS), dan faktor pengelolaan tanaman (CP). Hal ini sesuai dengan pernyataan Arsyad (2006) yang menyatakan bahwa besarnya erosi pada suatu lahan ditentukan oleh lima faktor yaitu : jumlah dan intensitas hujan (erosivitas hujan), kepekaan tanah terhadap erosi (erodibilitas tanah), bentuk lahan (kemiringan dan pajang lereng), vegetasi penutup tanah, dan tingkat pengelolaan tanah.
• Faktor Erosivitas (R)
Dari hasil perhitungan EI30 selama 10 tahun, dapat diketahui bahwa nilai erosivitas (R) tahunan besarnya adalah 2.065,170 cm/tahun (Lampiran 7). Nilai erosivitas tersebut merupakan besarnya kemampuan hujan yang menyebabkan erosi di daerah penelitian.
Faktor erosivitas (R) ini didapat dari perhitungan nilai EI30 yang dimulai dari tahun 1999-2008. Nilai EI30 didapat dari perkalian nilai curah hujan rata-rata (rain), jumlah hari hujan (days), dan curah hujan maksimum selama 24 jam pada bulan yang bersangkutan (Pmax) atau dapat dirumuskan sebagai berikut :
EI30 = 6,119(Rain)1,21 x (Days)-0,47 x (PMax)0,53
Dari keseluruhan penyebaran nilai EI30 dari tabel, dapat dilihat bahwa nilai EI30 yang terbesar adalah 259,263 cm dan 245,196cm yang terjadi pada bulan May dan April. Sedangkan nilai EI30 yang terkecil adalah 32,037 cm dan 71,390 cm yaitu pada bulan Juli dan Agustus.
Nilai faktor erosivitas (R) dapat dilihat pada Tabel 10 di bawah.
Erosivitas merupakan salah satu faktor penting yang mempengaruhi besarnya nilai erosi di suatu wilayah, dimana erosivitas tersebut dipengaruhi oleh besarnya nilai curah hujan rata-rata, jumlah hari hujan yang terjadi, dan curah hujan maksimum selama 24 jam yang terjadi pada bulan yang bersangkutan. Semakin tinggi nilai curah hujan rata-rata, jumlah hari hujan, maupun curah hujan maksimum selama 24 jam pada bulan yang bersangkutan, maka akan semakin tinggi pula nilai EI30 yang dihasilkan yang pada akhirnya akan menghasilkan nilai erosivitas yang tinggi juga.
Tabel 10. Nilai curah hujan, jumlah hari hujan, curah hujan yang bersangkutan selama 24 jam dan nilai EI30 (1999-2008)
No. Bulan Curah Hujan (Rain) (cm) Hari Hujan
Curah hujan Max
24 jam (Pmax) Nilai EI30
1 Januari 22,315 70,667 13,100 138,519 2 Februari 34,670 71,667 22,200 310,165 3 Maret 30,436 68,000 15,283 222,813 4 April 36,706 97,833 16,483 245,196 5 May 31,575 67,500 18,583 259,263 6 Juni 16,234 57,000 8,717 84,024 7 Juli 8,643 44,833 4,817 32,037 8 Agustus 16,284 52,500 5,917 71,390 9 September 24,458 50,667 7,533 134,977 10 Oktober 35,690 67,000 9,283 208,877 11 November 29,954 72,667 12,700 192,034 12 Desember 26,814 58,167 10,183 165,875 Jumlah 2.065,170
*Dihitung berdasarkan rumus Wischmeier and Smith (1978)
Sumber : Data curah hujan Stasiun Meteorologi Tiga Pancur, Barus Jahe, Merek, Tiga Panah, Sumber Jaya, dan Sinabung
Hujan merupakan faktor iklim yang menyebabkan terdispersinya agregat tanah, aliran permukaan dan erosi. Besarnya curah hujan merupakan salah satu faktor yang menentukan besarnya kekuatan perusak butir-butir hujan pada saat bertumbukan dengan tanah. Semakin besar curah hujan, maka semakin besar juga kekuatan butir hujan pada saat bertumbukan dengan tanah yang mengakibatkan erosi yang terjadi juga semakin besar. Hal ini sesuai dengan pernyataan Arsyad (1989) yang menyatakan bahwa besarnya curah hujan serta intensitas dan distribusi butir hujan menentukan kekuatan dispersi hujan terhadap tanah, jumlah dan kecepatan aliran permukaan, dan erosi.
• Faktor Erodibilitas (K)
Dari hasil penelitian pada lahan agroforestry, besarnya nilai erodibilitas dapat dilihat pada Lampiran 8. Nilai erodibilitas terbesar adalah 0,479 terdapat di
desa Sukaramai kecamatan Kabanjahe, sedangkan yang terkecil adalah 0,174 terdapat di desa Merek kecamatan Merek.
Nilai erodibilitas dapat diperoleh dengan pengamatan sifat tanah di lapangan, seperti pengamatan pada profil tanah serta analisa di laboratorium untuk sifat-sifat tanah yang diperlukan dalam penentuan nilai erodibilitas. Nilai erodibilitas yang dihitung dengan mengetahui sifat fisik tanah, yaitu tekstur tanah (%debu, %pasir, %liat, dan %pasir sangat halus), struktur tanah, nilai permeabilitas tanah, kadar C-organik yang terkandung dalam bahan organik tanah, dimana sifat fisik tanah tersebut dapat mempengaruhi besarnya erosi. Hal ini sesuai dengan pernyataan Arsyad (2000) yang menyatakan bahwa beberapa sifat tanah yang mempengaruhi erosi adalah tekstur, struktur, bahan organik, kedalaman, sifat lapisan tanah, dan tingkat kesuburan tanah.
• Tekstur tanah
Dari hasil penelitian pada lahan agroforestry, besarnya tekstur tanah dapat dilihat pada Lampiran 9.
Tekstur tanah merupakan perbandingan antara fraksi debu, pasir, dan liat. Fraksi debu, pasir, dan liat tersebut digunakan untuk menentukan besarnya ukuran partikel (M). Untuk mendapatkan nilai ukuran partikel dibutuhkan data %pasir sangat halus. Tetapi karena data yang tersedia hanya %pasir, maka untuk mendapatkan nilai %pasir sangat halus di dapat dari 20% dari nilai %pasir. Hal ini sesuai dengan pernyataan Sinukaban (1986) dalam Sinulingga (1990) yang menyatakan bahwa bila data tekstur yang tersedia hanya fraksi pasir, debu, dan liat, maka persen pasir sangat halus dapat diduga 20% dari %pasir.
Dalam hubungannya dengan erodibilitas, semakin besar nilai tekstur tanah, maka nilai erodibilitas juga semakin besar. Nilai tekstur tanah juga dipengaruhi oleh besarnya %liat. Semakin besar nilai %liat, maka nilai tekturnya semakin kecil. Hal ini dikarenakan %liat merupakan faktor pengali dalam menentukan besarnya tekstur tanah.
• Bahan Organik
Dari hasil penelitian pada lahan agroforestry, besarnya kadar C-organik tanah dapat dilihat pada Lampiran 9.
Kadar C-organik tanah diperoleh dari bahan organik yang telah mengalami pelapukan yaitu berupa ranting, daun, dan sebagainya yang telah mengalami pelapukan yang memiliki kemampuan dalam menyerap dan menahan air. Semakin banyak bahan organik yang terkandung didalam tanah maka semakin besar kemampuannya dalam menyerap dan menahan air yang menyebabkan aliran permukaan (run-off) semakin kecil. Selain itu bahan organik juga dapat meningkatkan infiltrasi dan juga pemantapan agregat tanah. Hal ini sesuai dengan pernyataan Arsyad (2000) yang menyatakan bahwa bahan organik yang telah mulai mengalami pelapukan mempunyai kemampuan meyerap dan menahan air yang tinggi. Pengaruh bahan organik dalam mengurangi aliran permukaan terutama berupa perlambatan aliran permukaan, peningkatan infiltrasi dan pemantapan agregat tanah.
Dalam hubungannya dengan erodibilitas, semakin kecil nilai kadar C-organik, maka semakin besar nilai erodibilitas yang diperoleh.
• Struktur Tanah
Struktur tanah merupakan bentuk dan kumpulan dari partikel tanah. Dari hasil penelitian, diketahui jenis tanah di lokasi penelitian merupakan jenis tanah andosol yang berasal dari bahan induk abu dan volkan yang berada di daerah dataran, bergelombang dan berbukit. Struktur tanah andosol tersebut merupakan jenis tanah dengan struktur gumpal dimana kode struktur tanah dengan struktur gumpal tersebut bernilai 4 (Tabel 6).
• Permeabilitas Tanah
Permeabilitas merupakan kemampuan tanah dalam melewatkan air. Dari hasil penelitian pada lahan agroforestry, besarnya nilai permeabilitas tanah dapat dilihat pada Lampiran 10.
Pada lahan agroforestry, nilai pemeabilitas yang paling tinggi adalah yang terdapat di desa Merek kecamatan Merek yaitu sebesar 433,333 cm/jam, dan nilai permeabilitas yang paling rendah adalah yang terdapat di desa Dokan kecamatan Merek yaitu sebesar 144,286 cm/jam. Dari tabel permeabilitas tanah (Tabel 7) dapat disimpulkan bahwa permeabilitas yang terdapat pada lahan agroforestry pada lampiran 7 merupakan permeabilitas dengan tingkat kecepatan permeabilitas cepat ( > 25,4 cm/jam) dimana kode permeabilitasnya bernilai 1. Faktor yang mempengaruhi besarnya permeabilitas tanah adalah kedalaman efektif tanah, dan waktu.
Dari hasil pengamatan, diperoleh bahwa semakin cepat laju permeabilitas, maka semakin kecil erodibilitas yang diperoleh semakin kecil.
• Faktor Topografi
Dari hasil penelitian pada lahan agroforestry, besarnya topografi dapat dilihat pada Lampiran 11.
Topografi dipengaruhi oleh dua faktor. Faktor yang pertama adalah panjang lereng. Dari hasil penelitian, lereng yang diamati merupakan lereng yang panjang dan seragam, dimana air di permukaan tanah akan terkumpul di lereng bagian bawah sehingga erosi akan lebih besar pada bagian bawah lereng. Hal ini dikarenakan air lebih banyak mengalir pada bagian bawah lereng yang mengakibatkan kecepatan air yang mengalir di permukaan tanah lereng bagian bawah semakin besar. Hal ini sesuai dengan pernyataan Arsyad (1989) yang menyatakan bahwa pada lereng yang panjang dan seragam, air yang mengalir di permukaan tanah akan terkumpul di lereng bawah sehingga kecepatannya lebih besar daripada di lereng bagian atas. Akibatnya tanah lereng bagian bawah mengalami erosi lebih besar daripada lereng bagian atas.
Semakin panjang lereng di permukaan tanah, maka semakin besar pula erosi yang terjadi yang diakibatkan karena aliran permukaan yang besar juga. Hal ini sesuai dengan pernyataan Wischmeier and Smith (1978) yang menyatakan bahwa semakin panjang lereng permukaan tanah, maka akan semakin besar juga potensial erosi yang terjadi.
Faktor yang kedua adalah kemiringan lereng. Dari hasil penelitian, lereng yang diamati memiliki kemiringan lereng yang agak curam (Lampiran 11). Semakin curam kemiringan pada suatu lereng maka kecepatan dan jumlah aliran permukaan juga akan semakin besar. Selain itu, jumlah butir-butir tanah yang terpercik akibat tumbukan butiran hujan juga akan semakin besar yang
mengakibatkan erosi yang terjadi besar pula. Hal ini sesuai dengan pernyataan Sinukaban (1986) yang menyatakan bahwa selain dari memperbesar jumlah aliran permukaan, makin curamnya lereng juga memperbesar kecepatan aliran permukaan yang dengan demikian memperbesar energi angkut air. Dengan makin curamnya lereng, jumlah butir-butir tanah yang terpercik ke atas oleh tumbukan butir hujan semakin banyak.
• Faktor Pengelolaan Tanaman dan Konservasi
Dari hasil penelitian, nilai faktor CP untuk tanaman agroforestry dapat dikategorikan ke dalam tipe penggunaan lahan kebun campuran yang memiliki nilai 0,07 (Lampiran 12). Selain lahan hutan, pada lahan ini juga terdapat komoditi pertanian lain yang ditanam, seperti jagung, jeruk, padi.
Faktor pengelolaan tanaman merupakan faktor yang penting dalam menentukan besarnya erosi, terutama pola tanam dan jenis tanaman. Pergiliran tanaman merupakan salah satu pola tanam yang bagus karena selain memberikan kesempatan pada tanah untuk mengimbangi periode pengerusakan tanah akibat penanaman tanaman budidaya secara terus-menerus juga dapat mengurangi erosi karena kemampuannya yang tinggi dalam memberikan perlindungan oleh tanaman, memperbaiki struktur tanah karena sifat perakaran, dan produksi bahan organik yang tinggi. Hal ini sesuai dengan pernyataan Sinukaban (1986) yang menyatakan bahwa pergiliran tanaman terutama dengan tanaman pupuk hijau atau tanaman penutup tanah lainnya, merupakan cara konservasi tanah yang sangat penting. Tujuannya adalah memberikan kesempatan pada tanah untuk mengimbangi periode pengerusakan tanah akibat penanaman tanaman budidaya secara terus-menerus. Keuntungan dari pergiliran tanaman adalah mengurangi
erosi karena kemampuannya yang tinggi dalam memberikan perlindungan oleh tanaman, memperbaiki struktur tanah karena sifat perakaran, dan produksi bahan organik yang tinggi.
