KAJIAN LAJU INFILTRASI TANAH PADA BERBAGAI
PENGGUNAAN LAHAN DI DESA TONGKOH
KECAMATAN DOLAT RAYAT
KABUPATEN KARO
SKRIPSI
AHMAD EKA PUTRA 080308024
PROGRAM STUDI KETEKNIKAN PERTANIAN
FAKULTAS PERTANIAN
KAJIAN LAJU INFILTRASI TANAH PADA BERBAGAI
PENGGUNAAN LAHAN DI DESA TONGKOH
KECAMATAN DOLAT RAYAT
KABUPATEN KARO
SKRIPSI
OLEH :
AHMAD EKA PUTRA
080308024/KETEKNIKAN PERTANIAN
Skripsi sebagai salah satu syarat untuk mendapatkan gelar sarjana di Program Studi Keteknikan Pertanian Fakultas Pertanian
Universitas Sumatera Utara
Disetujui Oleh : Komisi Pembimbing
(Prof. Dr. Ir. Sumono MS) (Nazif Ichwan STP,M.Si)
Ketua Anggota
PROGRAM STUDI KETEKNIKAN PERTANIAN
FAKULTAS PERTANIAN
ABSTRAK
AHMAD EKA PUTRA: Kajian laju infiltrasi tanah pada berbagai penggunaan lahan di Desa Tongkoh Kecamatan Dolat Rayat Kabupaten Karo, dibimbing oleh Sumono dan Nazif Ichwan.
Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui laju infiltrasi pada berbagai pengunaan lahan, yaitu ladang tomat, kebun alpukat, dan hutan pinus di Desa Tongkoh Kecamatan Dolat Rayat Kabupaten Karo menggunakan model persamaan Philips.
Parameter yang diamati adalah kadar air, tekstur, kerapatan massa, kerapatan partikel, ruang pori atau porositas, dan bahan organik. Penelitian ini menggunakan alat infiltrometer silinder ganda yang ditanamkan ke dalam tanah lalu diisi air. Kemudian dilakukan pengamatan penurunan air untuk selang waktu 0, 5, 10, 20, 30, 45, 60, 120, 180, dan 240 menit.
Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa laju infiltrasi paling besar terjadi di ladang tomat, kemudian di hutan pinus, dan yang paling kecil terjadi di kebun alpukat. Faktor yang berpengaruh besar terhadap laju infiltrasi adalah tekstur tanah, porositas total tanah awal dan bahan organik tanah.
Kata kunci: Laju infiltrasi, Philips, Ladang Tomat, Kebun Alpukat, Hutan Pinus.
ABSTRACT
AHMAD EKA PUTRA : Study of infiltration soil rate in some lands using at Desa Tongkoh Kecamatan Dolat Rayat Kabupaten Karo, guide by Sumono and Nazif Ichwan.
The aim of this research was to know infiltration rate in some lands using that are tomato field, avocado field, and pine forest at Desa Tongkoh Kecamatan Dolat Rayat Kabupaten Karo using Phiips equation model.
Parameter that perceived were moisture content, soil texture, bulk density, particle density, porosity, and organical matter. This research used double ring infiltrometer that pressed into the soil, and filled with water. The decreased of water was observed with interval 0, 5, 10, 20, 30, 45, 60, 120, 180, 240 minutes.
The results showed that the biggest infiltration was found in tomato field, and pine forest, the smallest was found in avocado field. Big influential factors to infiltration rate are soil texture, porosity and organical matter.
RIWAYAT HIDUP
Ahmad Eka Putra, lahir di Kabupaten Deli Serdang pada tanggal 5 Agustus 1990, dan merupakan anak pertama dari dua bersaudara dari pasangan Wasimin dan Suwartini.
Tahun 2008 penulis lulus dari SMA Negeri 1 Lubuk Pakam dan pada tahun yang sama penulis lulus seleksi masuk Universitas Sumatera Utara melalui jalur Ujian Masuk Bersama (UMB). Penulis memilih Program Studi Keteknikan Pertanian, Fakultas Pertanian.
Selama mengikuti perkuliahan penulis aktif menjadi pengurus di Badan Kenaziran Mushola (BKM) Al-Mukhlisin FP USU, DPW Kelompok Aspirasi Mahasiswa (KAM) Rabbani Fakultas Pertanian, serta Kesatuan Aksi Mahasiswa Muslim Indonesia (KAMMI) komisariat Universitas Sumatera Utara Medan, dan aktif sebagai Asisten Laboratorium Mekanisasi Pertanian, dan Laboratorium Ilmu Ukur Wilayah.
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT, atas segala rahmat dan karuniaNya sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi yang berjudul “Kajian Laju Infiltrasi Pada Berbagai Penggunaan Lahan Di Desa Tongkoh Kecamatan Dolat Rayat Kabupaten Karo”. Yang merupakan salah satu syarat untuk menyelesaikan studi di Program Studi Keteknikan Pertanian, Fakultas Pertanian, Universitas Sumatera Utara, Medan.
Pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih kepada Bapak Prof. Dr. Ir. Sumono MS, selaku ketua komisi pembimbing dan kepada Bapak Ir. Edi Susanto, M.Si, serta Bapak Nazif Ichwan STP, M.Si selaku anggota komisi pembimbing yang telah banyak memberikan bimbingan, arahan, dan saran dalam penyusunan skripsi. Tak lupa pula ucapan terima kasih penulis ucapkan kepada kedua orang tua tercinta yang telah mendukung penulis baik secara moril dan materil.
Disamping itu, penulis juga mengucapkan terima kasih kepada semua staf pengajar dan pegawai di Program Studi Keteknikan Pertanian, serta semua rekan mahasiswa yang tidak dapat disebutkan satu per satu disini yang telah membantu penulis dalam menyusun skripsi ini.
Medan, Januari 2013
DAFTAR ISI
Hal.
ABSTRAK ... i
RIWAYAT HIDUP ... ii
KATA PENGANTAR ... iii
DAFTAR ISI ... iv
DAFTAR TABEL ... vi
DAFTAR GAMBAR ... vii
DAFTAR LAMPIRAN ... viii
PENDAHULUAN Latar Belakang ... 1
Tujuan Penelitian ... 4
Kegunaan Penelitian ... 4
TINJAUAN PUSTAKA Siklus Hidrologi ... 5
Infiltrasi ... 5
Evaluasi Laju Infiltrasi ... 7
Faktor-faktor yang Mempengaruhi Infiltrasi ... 9
Tekstur ... 9
Tata Guna Lahan ... 10
Porositas Tanah ... 11
Kerapatan Massa (Bulk Density) ... 12
Kerapatan Partikel (Particel Density) ... 13
Kadar Air Tanah ... 13
Bahan Organik Tanah ... 14
Infiltrometer ... 15
Potensial Air Tanah ... 15
Tensiometer ... 17
BAHAN DAN METODE Waktu dan Tempat Penelitian ... 18
Bahan dan Alat ... 18
Metode Penelitian ... 18
Pelaksanaan Penelitian ... 19
Persiapan Penelitian ... 19
Prosedur Penelitian ... 19
Laju Infiltrasi Tanah ... 19
Parameter yang Diamati ... 20
Tekstur Tanah ... 20
Bahan Organik ... 20
Kadar Air Tanah ... 21
Kerapatan Massa (Bulk Density) ... 22
Kerapatan Partikel (Partikel Density) ... 22
Porositas ... 23
Analisa Sifat Fisik Tanah ... 24
Kadar Air Tanah ... 24
Tekstur Tanah ... 24
Kerapatan Massa (Bulk Density) ... 25
Kerapatan Partikel (Particle Density) ... 26
Ruang Pori atau Porositas ... 27
Bahan Organik Tanah ... 28
Pengukuran Infiltrasi ... 28
Evaluasi Laju Infiltrasi ... 30
Potensial Matriks Tanah ... 33
KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan ... 35
Saran... ... 35 DAFTAR PUSTAKA
DAFTAR TABEL
No. Hal.
1. Klasifikasi Infiltrasi Tanah ... 6
2. Hasil Analisa Kadar Air Tanah ... 24
3. Hasil Analisa Tekstur Tanah ... 25
4. Hasil Analisa Kerapatan Massa (Bulk Density) tanah ... 25
5. Hasil Analisa Kerapatan Partikel (particle density) tanah ... 26
6. Hasil Analisa Porositas Tanah ... 27
7. Hasil Analisa Bahan Organik Tanah ... 28
8. Hasil Pengukuran Infiltrasi Kumulatif pada Ladang Tomat ... 28
9. Hasil Pengukuran Infiltrasi Kumulatif pada Kebun Alpukat ... 29
10.Hasil Pengukuran Infiltrasi Kumulatif pada Hutan Pinus ... 30
11.Klasifikasi Infiltrasi ... 32
DAFTAR GAMBAR
No. Hal.
DAFTAR LAMPIRAN
No. Hal.
1. Flow Chart pelaksanaan penelitian ... 38
2. Double Ring Infiltrometer ... 39
3. Peta rupa bumi ... 40
4. Hasil analisa tanah ... 41
5. Kombinasi waktu infiltrasi pada ladang tomat... 42
6. Kombinasi waktu infiltrasi pada kebun alpukat ... 43
7. Kombinasi waktu infiltrasi pada hutan pinus ... 44
ABSTRAK
AHMAD EKA PUTRA: Kajian laju infiltrasi tanah pada berbagai penggunaan lahan di Desa Tongkoh Kecamatan Dolat Rayat Kabupaten Karo, dibimbing oleh Sumono dan Nazif Ichwan.
Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui laju infiltrasi pada berbagai pengunaan lahan, yaitu ladang tomat, kebun alpukat, dan hutan pinus di Desa Tongkoh Kecamatan Dolat Rayat Kabupaten Karo menggunakan model persamaan Philips.
Parameter yang diamati adalah kadar air, tekstur, kerapatan massa, kerapatan partikel, ruang pori atau porositas, dan bahan organik. Penelitian ini menggunakan alat infiltrometer silinder ganda yang ditanamkan ke dalam tanah lalu diisi air. Kemudian dilakukan pengamatan penurunan air untuk selang waktu 0, 5, 10, 20, 30, 45, 60, 120, 180, dan 240 menit.
Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa laju infiltrasi paling besar terjadi di ladang tomat, kemudian di hutan pinus, dan yang paling kecil terjadi di kebun alpukat. Faktor yang berpengaruh besar terhadap laju infiltrasi adalah tekstur tanah, porositas total tanah awal dan bahan organik tanah.
Kata kunci: Laju infiltrasi, Philips, Ladang Tomat, Kebun Alpukat, Hutan Pinus.
ABSTRACT
AHMAD EKA PUTRA : Study of infiltration soil rate in some lands using at Desa Tongkoh Kecamatan Dolat Rayat Kabupaten Karo, guide by Sumono and Nazif Ichwan.
The aim of this research was to know infiltration rate in some lands using that are tomato field, avocado field, and pine forest at Desa Tongkoh Kecamatan Dolat Rayat Kabupaten Karo using Phiips equation model.
Parameter that perceived were moisture content, soil texture, bulk density, particle density, porosity, and organical matter. This research used double ring infiltrometer that pressed into the soil, and filled with water. The decreased of water was observed with interval 0, 5, 10, 20, 30, 45, 60, 120, 180, 240 minutes.
The results showed that the biggest infiltration was found in tomato field, and pine forest, the smallest was found in avocado field. Big influential factors to infiltration rate are soil texture, porosity and organical matter.
Latar Belakang
Air terdapat di dalam tanah karena ditahan (diserap) oleh masa tanah, tertahan oleh lapisan kedap air, atau karena keadaan drainase yang kurang baik. Kelebihan air atau kekurangan air dapat mengganggu pertumbuhan tanaman, karena air berperan penting bagi pertumbuhan tanaman (Hardjowigeno, 1993).
Infiltrasi adalah proses aliran air (umumnya berasal dari curah hujan) masuk ke dalam tanah. Dengan kata lain infiltrasi adalah aliran air masuk ke dalam tanah sebagai akibat gaya kapiler (gerakan air ke arah vertical). Setelah lapisan tanah bagian atas jenuh, kelebihan air tersebut mengalir ke tanah yang lebih dalam sebagai akibat gaya gravitasi bumi yang dikenal sebagai proses perkolasi (Asdak, 2002).
Laju infiltrasi yang tinggi tidak hanya meningkatkan jumlah air yang tersimpan dalam tanah untuk pertumbuhan tanaman, tetapi juga mengurangi banjir dan erosi yang disebabkan oleh run off (Hakim, 1986).
Dalam bidang konservasi tanah, infiltrasi merupakan komponen yang sangat penting karena masalah konservasi tanah pada azasnya adalah pengaturan hubungan antara intensitas hujan dan kapasitas infiltrasi, serta pengaturan aliran permukaan. Aliran permukaan hanya dapat diatur dengan memperbesar kemampuan tanah menyimpan air, utamanya dapat ditempuh melalui perbaikan atau peningkatan kapasitas infiltrasi. Kapasitas infiltrasi merupakan laju
(Kurnia, dkk, 2006). Apabila kapasitas infiltrasi lebih kecil dari intensitas hujan, dapat menyebabkan terjadinya banjir dan erosi.
Berkurangnya infiltrasi air kedalam tanah, terutama pada kawasan resapan air (recharge area), dapat mengurangi kembalian air bawah tanah (ground water), sehingga banjir dan kekeringan merupakan akibat dari peristiwa tersebut. Air hujan yang jatuh dipermukaan tanah akan mengalami evaporasi, infiltrasi, perkolasi, dan air yang mengalir diatas permukaan tanah sebagai limpasan permukaan. Sejumlah air hujan disimpan dalam tanah sebagai air tanah (ground water storage) dan air bumi (ground water) yang pada suatu saat dapat dimanfaatkan oleh tumbuhan. (Arief, 2001).
Tingkat kemampuan tanah untuk melewatkan air sangat dipengaruhi oleh kadar air tanah atau potensial hidrolik tanah. Konduktifitas hidrolik tanah dibedakan menjadi dua, yakni konduktifitas hidrolik tanah tidak jenuh dan konduktifitas hidrolik tanah jenuh (Kurnia, dkk, 2006).Pada kondisi tanah jenuh yang berperan adalah potensial tekanan dan potensial gravitasi, sedangkan pada kondisi tanah tidak jenuh yang berperan adalah potensial matriks.
Semakin besar kemiringan lahan maka laju aliran permukaan akan semakin cepat, daya kikis dan daya angkut aliran permukaan makin cepat dan kuat.Oleh karena itu strategi konservasi tanah dan air pada lahan berlereng adalah memperlambat laju aliran permukaan dan memperpendek panjang lereng untuk memberikan kesempatan lebih lama pada air untuk meresap kedalam tanah (Kurnia dkk, 2004).
fisik tanahnya. Arsyad (2006) mengemukakan bahwa produksi optimum suatu tanaman dapat dicapai dengan pemupukan hanya jika sifat-sifat fisik tanahnya baik. Hantaran hidrolik tanah merupakan parameter sifat fisik tanah yang dalam keadaan alamiah nilainya sangat beragam pada setiap jenis tanah. Nilai hantaran hidrolik tanah mempunyai peran penting dalam teknik pengelolaan tanah dan air dan dalam evaluasi kemampuan dan kesesuaian lahan (Sitorus (1980) dalam Ardiyanto (2004)).
Desa Tongkoh merupakan salah satu desa yang terdapat di Kecamatan Dolat Rayat Kabupaten Karo. Kabupaten Karo secara geografis terletak antara 2050’–3019’ Lintang Utara dan 97055’–98038’ Bujur Timur dengan curah hujan rata-rata 2.100-3200 mm/tahun dan suhu rata-rata 18,4-19,3ºC. Luas wilayah Kabupaten Karo yaitu 2.127,25 Km2 atau 212.725 Ha dimana jika ditinjau dari sudut kemiringan tanahnya terdiri dari tanah datar 2 % seluas 23.900 Ha, tanah landai 2 – 15 % seluas 74.919 Ha, tanah miring 15 – 40 % seluas 41.169 Ha, dan tanah curam 40 % seluas 72.737Ha (BPS Kabupaten Karo, 2010). Karena terdiri dari banyak lahan dengan kemiringan yang tinggi serta tingginya curah hujan, maka kabupaten Karo termasuk desa Tongkoh cukup rentan untuk terjadinya erosi.
Oleh karena itu perlu dilakukan penelitian lebih lanjut terhadap berbagai aspek yang mempengaruhi proses masuknya air ke dalam tanah dan kemampuan tanah untuk melalukan air pada berbagai penggunaan lahan.
Tujuan Penelitian
Kegunaan Penelitian
1. Sebagai bahan bagi penulis untuk menyusun skripsi yang merupakan syarat untuk menyelesaikan pendidikan di Program Studi Keteknikan Pertanian Fakultas Pertanian Universitas Sumatera Utara.
2. Sebagai bahan informasi bagi pihak yang ingin melakukan penelitian lebih lanjut tentang laju infiltrasi.
TINJAUAN PUSTAKA
Siklus Hidrologi
Air merupakan benda alam yang paling berharga. Tidak ada air, tidak mungkin terdapat kehidupan. Air tidak saja perlu untuk kehidupan semua makhluk hidup, akan tetapi juga merupakan media untuk pengangkutan (transport), sumber energi, dan berbagai keperluan lainnya. Ilmu pengetahuan yang mempelajari proses penambahan, penampungan dan kehilangan air di bumi disebut hidrologi. Air yang jatuh ke bumi dalam bentuk hujan, salju, dan embun akan mengalami berbagai peristiwa, kemudian akan menguap ke udara menjadi awan dan dalam bentuk hujan, salju dan embun jatuh kembali ke bumi. Peristiwa yang terus berulang dan merupakan siklus tertutup ini dinamai siklus air.
Tinjauan singkat mengenai fase-fase siklus air menunjukkan pentingnya peranan tanah dalam siklus air. Tanah merupakan suatu peubah yang kompleks dalam seluruh masalah tata air. Selanjutnya akan terlihat bahwa masalah konservasi tanah pada asasnya adalah pengaturan hubungan antara intensitas hujan dan kapasitas infiltrasi, dan pengaturan aliran permukaan (Arsyad, 2006).
Infiltrasi
berasal dari curah hujan) masuk kedalam tanah. Perkolasi merupakan kelanjutan aliran air tersebut ke tanah yang lebih dalam.
Menurut Asdak (2002) proses infiltrasi melibatkan tiga proses yang saling tergantung satu sama lain, yaitu:
1. Proses masuknya air hujan melalui pori-pori tanah 2. Tertampungnya air hujan tersebut di dalam tanah
3. Proses mengalirnya air tersebut ke tempat lain (bawah, samping dan atas) Tanah yang berbeda-beda menyebabkan air meresap dengan laju yang berbeda-beda. Setiap tanah memiliki daya resap yang berbeda, yang diukur dalam mm/jam. Jenis tanah berpasir umumnya cenderung mempunyai laju infiltrasi tinggi, akan tetapi tanah liat sebaliknya, cenderung mempunyai laju infiltrasi rendah. Untuk satu jenis tanah yang sama dengan kepadatan yang berbeda mempunyai laju infiltrasi yang berbeda pula. Makin padat makin kecil laju infiltrasinya (Wilson, 1993). Klasifikasi laju infiltrasi tanah dapat dilihat pada tabel 1.
Tabel 1. Klasifikasi Infiltrasi Tanah
Deskripsi Infiltrasi (mm/jam)
Sangat lambat 1
perembesan itu aliran air permukaan akan sangat berpengaruh. Jelasnya semakin besar kapasitas infiltrasi maka aliran air di permukaan tanah makin berkurang. Sebaliknya, makin kecil kapasitas infiltrasi yang disebabkan banyaknya pori tanah yang tersumbat, maka aliran air permukaan bertambah atau meningkat (Kartasapoetra, 1989).
Evaluasi Laju Infiltrasi
Green-Ampt (1911) dalam Rohmat dan Soekarno (2006) mengemukakan bahwa laju infiltrasi merupakan fungsi dari parameter hidraulik tanah, permeabilitas, suction head, dan kelembaban tanah. Parameter-parameter tersebut mempunyai hubungan erat dengan karakteristik fisik tanah. Hubungan antara dua karakteristik tanah tersebut, dapat diformulasikan melalui penelitian empirik.
Laju infiltrasi perlu diketahui untuk memperhitungkan maksimum infiltrasi pada suatu tanah yang disebut juga dengan kapasitas infiltrasi (daya serap). Dengan mengetahui besarnya kapasitas infiltrasi suatu tanah, maka dapat diperhitungkan besarnya air hujan yang mempunyai potensi untuk melimpas setelah mencapai permukaan tanah, yang dapat menyebabkan banjir dan erosi.
Model laju infiltrasi (infiltration rate) menurut Philip merupakan persamaan empiris yang bergantung pada waktu (time dependent equation). Philip mengajukan model persamaan infiltrasi:
��= �+��−0,5 ... (1) Dimana:
fp = kapasitas infiltrasi (mm/ menit)
t = waktu (menit)
Infiltrasi kumulatif diperoleh dengan mengintegralkan peramaan (1) untuk periode tertentu, mulai dari t=0 sampai dengan t=t.
� = ∫0�(��−0,5+� ).��=�.�+ 2��0.5 ... (2) Sehingga persamaan infiltrasi kumulatif Philip dapat ditulis:
� − �.� = 2 ��0,5 ... (3)
Proses pengepasan dari persamaan di atas dapat dilakukan dengan menggunakan data dari dua interval waktu, yaitu t1dan t2 serta dua nilai dari infiltrasi kumulatif
pada interval tersebut, yaitu F1 dan F2sehingga:
�1− ��1 = 2 ��1 0,5 ... (4) �2− ��2 = 2 ��2 0,5 ... (5) Untuk mendapatkan nilai D maka dilakukan eliminasi:
(�1− ��1 = 2 ��1 0,5) × �2
(�2− ��2 = 2 ��2 0,5) ×�1
�1− ��1�2 = 2 ��1 0,5�2
�1− ��1�2 = 2 ��2 0,5�1
�1�2− �2�1 = 2 � (�1 0,5�2 − �2 0,5�1)
Sehingga, � = �1�2−�2�1
2 (�1 0,5�2−�2 0,5�1) ... (6)
Nilai D lalu dimasukkan ke dalam persamaan (4) atau (5) hingga diperoleh nilai C. Nilai C dan D kemudian dimasukkan ke dalam persamaan Philip.
Faktor- Faktor Yang Mempengaruhi Infiltrasi
Tekstur Tanah
Tekstur tanah menunjukkan perbandingan butir-butir pasir (2mm-50μ), debu (50-2µ), dan liat (<2μ) di dalam tanah. Kelas tekstur tanah dibagi dalam 12 kelas yaitu: pasir, pasir berlempung, lempung berpasir, lempung, lempung berdebu, debu, lempung liat, lempung liat berpasir, lempung liat berdebu, liat berpasir, liat berdebu, liat (Hardjowigeno, 1993). Yang secara lebih rinci dapat dilihat pada gambar segitiga USDA berikut.
Gambar 1.Segitiga tekstur (Hillel, 1971).
Tata Guna Lahan
Styczen and Morgan (1995) menyatakan dalam Arsyad (2006) bahwa vegetasi mempengaruhi siklus hidrologi melalui pengaruhnya terhadap air hujan yang jatuh dari atmosfir ke permukaan bumi, ke tanah dan batuan di bawahnya. Oleh karena itu ia mempengaruhi volume air yang masuk ke sungai dan danau, ke dalam tanah dan cadangan air bawah tanah. Bagian vegetasi yang ada di atas permukaan tanah, seperti daun dan batang, menyerap energi perusak hujan, sehingga mengurangi dampaknya terhadap tanah, sedangkan bagian vegetasi yang ada di dalam tanah, yang terdiri atas sistem perakaran, meningkatkan kekuatan mekanik tanah.
Tanaman di atas permukaan tanah mempunyai dua fungsi, yaitu menghambat aliran air di permukaan sehingga kesempatan berinfiltrasi lebih besar, sedangkan yang kedua sistem perakaran tanaman yang dapat lebih menggemburkan struktur tanahnya, sehingga makin baik penutup tanaman yang ada, laju infiltrasi cenderung lebih tinggi (Harto, 1993).
Arsyad (2006) menjelaskan bahwa tanaman penutup tanah berperan (1) menahan atau mengurangi daya perusak butir-butir hujan yang jatuh dan aliran air di atas permukaan tanah, (2) menambah bahan organik tanah melalui batang, ranting dan daun mati yang jatuh, dan (3) melakukan transpirasi, yang mengurangi kandungan air tanah.
Keberadaan tanaman dapat memperbesar kapasitas infiltrasi tanah, karena adanya perbaikan sifat fisik tanah, seperti pembentukan struktur dan peningkatan porositas. Selain itu juga berfungsi dalam pembentukan dan pemantapan agregat tanah (Suprayogo et al., 2003). Kapasitas infiltrasi umumnya akan meningkat seiring dengan bertambahnya umur tegakan/tanaman.
Porositas Tanah
Porositas total atau ruang pori total adalah volume seluruh pori dalam suatu volume tanah yang utuh yang dinyatakan dalam persen. Porositas total merupakan indikator awal yang paling mudah untuk mengetahui apakah suatu tanah mempunyai struktur baik atau jelek. Pengukuran porositas total dilakukan pada kedalaman 0-25 cm, dengan menggunakan persamaan :
�= ���
Hubungan porositas dengan kerapatan massa (bulk density), yaitu : �= ��−��
�� = 1−
��
Kemampuan tanah menyimpan air tergantung dari porositas tanah. Pada porositas yang tinggi, maka tanah akan dapat menyimpan air dalam jumlah yang besar, sehingga air hujan yang datang akan dapat meresap atau mengalami infiltrasi dengan cepat tanpa terjadinya aliran permukaan (Suryatmojo, 2006).
Kerapatan Massa (Bulk Density)
Kerapatan massa adalah berat per unit volume tanah yang dikeringkan dengan oven yang biasanya dinyatakan dalam gram/cm3. Setiap perubahan dalam struktur tanah mungkin untuk mengubah jumlah ruang-ruang pori dan juga berat per unit volume (Foth, 1994).
Andosol adalah tanah-tanah yang umumnya berwarna hitam (epipedon mollik atau umbrik dan mempunyai horison kambik; bulk density) kerapatan lindak kurang dari 0.85 gr/cm3; banyak mengandung bahan amorf, atau lebih dari 60 % terdiri dari abu vuklanik vitrik, cinders, atau bahan pryroklasik lain (Mega, dkk, 2010).
��= ���� = ��+��+�� �� ... (9)
Dimana :
�� = Kerapatan massa (bulk density) (����3) Ms = massa tanah (g)
Vt = volume total tanah (volume ring)(��3)
besar daripada permukaan tanah yang terbuka. Hal ini disebabkan oleh perakaran tanaman yang menyebabkan porositas tanah lebih tinggi, sehingga air lebih banyak dan meningkat pada permukaan yang tertutupi oleh vegetasi, dapat menyerap energi tumbuk hujan dan sehingga mampu mempertahankan laju infiltrasi yang tinggi.
Kerapatan Partikel (Particel Density) ����������������� (��) = ��
���� ��� 3� ... (10) Dimana, Vs = volume tanah (cm3)
Berat jenis butir adalah berat bagian padat dibagi dengan volume bagian padat dari tanah tersebut. Berat jenis butir tanah pada umumnya berkisar antara 2,6-2,7����3. Dengan adanya kandungan bahan organik pada tanah maka nilai menjadi lebih rendah. Istilah kerapatan ini sering dinyatakan dalam istilah berat jenis atau specific gravity, yang berarti perbandingan kerapatan suatu benda tertentu terhadap kerapatan air pada keadaan 4ºC dengan tekanan udara biasa, yaitu satu atmosfer (Sarief, 1986).
Kadar Air Tanah
Tidak semua kadar air tanah tersedia secara efektif untuk tanaman. Air tersedia biasanya dianggap berkisar antara kapasitas lapang dan titik layu permanen. Kapasits lapang, adalah jumlah air yang ditahan dalam tanah sesudah air yang berlebihan di drainase keluar dan kecepatan bergerak kebawah tellah sangat diperlambat. Kapasitas lapang tidak tetap dan dipengaruhi oleh tekstur,
Selanjutnya Hasibuan (2006) menyatakan bahwa nilai-nilai pF yang penting bagi pertumbuhan tanaman adalah berkisar dari 2-4. Pada pF 2,0 keadaan air terlalu basah, keadaan udara mulai terbatas dan air mulai turun merembes. Pada pF 2,54 adalah keadaan air pada kapasitas lapang, sedang pada pF 4,2 atau 15 atm keadaan kritis, akar mulai tidak dapat mengisap air dan mulai layu secara permanen (titik layu permanen). Air yang tersedia bag tanaman adalah pada keadaan diantara pF 2,54-pF 4,2.
Bahan Organik Tanah
Menurut Hasibuan (2006) bahan organik adalah segala bahan-bahan atau sisa-sisa yang berasal dari tanaman, hewan dan manusia yang terdapat di permukaan atau di dalam tanah dengan tingkat pelapukan yang berbeda-beda.
Jumlah dan ciri dari lantai hutan bergantung pada keberlangsungan tingkat dekomposisi sampah organik. Laju penguraian dari material lantai dipengaruhi oleh bahan kimia dan fisika, dari lapisan teratas berupa: aerasi, temperatur, dan kondisi kelembaban lantai hutan. Dan jenis serta jumlah mikroflora yang hidup. Karena proses dekomposisi pada uumnya terjadi secara biologi, pada tahap ini mempengaruhi faktor yang sama yang melibatkan aktifitas mikroorganisme (Pritchett, 1979).
Pengaruh bahan organik pada sifat fisika tanah a. Kemampuan menahan air meningkat
b. Warna tanah menjadi coklat hingga hitam
c. Merangsang granulasi agregat dan memantapkannya
Infiltrometer
Subagyo (1990) dalam Januardin (2008) mengemukakan bahwa infiltrometer merupakan suatu tabung baja silindris pendek, berdiameter besar (suatu batas kedap air lainnya) yang mengitari suatu daerah dalam tanah. Infiltrometer konsentrik yang merupakan tipe biasa, terdiri dari dua cincin konsentrik yang ditekan ke dalam permukaan tanah. Kedua cincin tersebut digenangi (karena itu disebut infiltrometer tipe genang) secara terus menerus untuk mempertahankan tinggi yang konstan. Masing-masing penambahan air untuk mempertahankan tinggi yang konstan ini hanya diukur (waktu dan jumlah) pada cincin bagian dalam. Bagian luar digunakan untuk mengurangi pengaruh batas dari tanah sekitarnya yang lebih kering. Kalau tidak air yang berinfiltrasi yang dapat menyebar secara lateral di bawah permukaan tanah.
Alat infiltrometer yang biasa digunakan adalah jenis infiltrometer ganda (double ring infiltrometer), yaitu satu infiltrometer silinder ditempatkan di dalam infiltrometer silinder lain yang lebih besar. Infiltrometer silinder yang lebih kecil mempunyai ukuran diameter sekitar 30 cm dan infiltrometer yang besar mempunyai ukuran 46 hingga 50 cm. Pengukuran hanya dilakukan pada silinder yang kecil. Silinder yang lebih besar berfungsi sebagai penyangga yang bersifat
menurunkan efek batas yang timbul oleh adanya silinder (Asdak, 2002).
Potensial Air Tanah
dan tekanan atmosfer. Total potensial air tanah dapat dikatakan sebagai penjumlahan dari beberapa faktor, yaitu:
ψt= ψg+ψp+ψo+… ... (11)
Dimana �� adalah potensial total air tanah, ψg adalah potensial gravitasi, dan ψp merupakan potensial tekanan (matriks) dan ψ
o adalah potensial osmotik.
Potensial gravitasi penting dalam tanah jenuh dan ditunjukkan oleh kecenderungan air untuk mengalir ke elevasi yang lebih rendah. Potensial matriks adalah hasil tenaga adhesi dan kohesi yang berhubungan dengan jaringan partikel tanah atau matriks tanah. Potensial osmosis disebabkan terutama oleh daya tarik molekul air terhadap ion-ion yang dihasilkan oleh garam yang dapat larut. Biasanya, pada tanah yang tercuci potensi osmosisnya kecil dan merupakan faktor minor dalam penyerapan air (Foth, 1978). Potensial air dan tanah (potensial hidrolik) yang berperan dalam tanah akan bergantung pada kondisi tanahnya. Pada kondisi tanah jenuh yang berperan adalah potensial tekanan dan potensial gravitasi, dan pada tanah tidak jenuh yang berperan adalah potensial matriks.
Tensiometer
Tensiometer adalah alat praktis untuk mengukur kandungan air tanah, tinggi hidrolik, dan gradient hidrolik. Alat ini terdiri atas cawan sarang, secara umum terbuat dari keramik yang dihubungkan melalui tabung ke manometer, dengan seluruh bagian diisi air. Saat cawan diletakkan di dalam tanah pada waktu pengukuran hisapan dilaksanakan, air total di dalam cawan melakukan kontak hidrolik, dan cenderung untuk seimbang dengan air tanah melalui pori-pori pada dinding keramik. Pada saat tensiometer diletakkan di permukaan tanah, air yang terdapat dalam tensiometer umumnya berada pada tekanan atmosfer, sedangkan air tanah secara umum mempunyai tekanan lebih kecil dari tekanan atmosfer, sehingga terjadi hisapan dari alat tensiometer karena perbedaan tekanan, dan air dari alat itu keluar, serta tekanan dalam alat turun yang ditunjukkan oleh manometer (Kurnia, dkk, 2006).
Waktu dan Tempat Penelitian
Penelitian ini dilaksanakan pada bulan September-November 2012 pada tiga penggunaan lahan yang berbeda yaitu, ladang tomat, kebun alpukat, dan hutan pinus di Desa Tongkoh Kecamatan Dolat Rayat Kabupaten Karo Provinsi Sumatera Utara.
Bahan dan Alat
Adapun bahan-bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah lahan (ladang tomat, kebun alpukat dan hutan pinus). Air untuk pengisian double ring infiltrometer, aquadest.
Adapun alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah double ring infiltrometer untuk mengukur laju infiltrasi tanah, ring sample untuk mengambil sampel tanah, tensiometer untuk mengukur potensial air tanah, stopwatch untuk menunjukkan waktu, timbangan untuk menimbang tanah, oven untuk mengeringkan tanah, ember sebagai wadah tempat air, cangkul untuk membersihkan permukaan tanah dari rumput, alat tulis untuk mencatat hasil pengamatan, mistar untuk mengukur ketinggian air dalam ring infiltrometer.
Metode Penelitian
Pelaksanaan Penelitian
1. Persiapan Penelitian
Penelitian dimulai dengan melakukan survey pendahuluan di lapangan dengan mengadakan tinjauan di lokasi dan pengambilan titik untuk masing-masing tata guna lahan yang memiliki potensial air tanah yang sama. Pada setiap lahan ditentukan tiga titik.
2. Prosedur Penelitian
1. Prosedur Penelitian
Laju Infiltrasi Tanah
- Membenamkan kedua ring infiltrometer ganda ke dalam tanah dengan kedalaman 10 cm.
- Memasang penggaris pada sisi dalam ring yang pertama (kecil).
- Memasukkan air kedalam kedua ring infiltrometer setinggi 20 cm secara merata.
- Mengukur penurunan muka air setiap selang waktu 5 menit, 10 menit, 20 menit, 30 menit, 45 menit, 60 menit, 90 menit, 120 menit, 180 menit, dan 240 menit.
- Menghitung laju infiltrasi dengan menggunakan metode Philips menggunakan persamaan (1).
Parameter Penelitian
Tekstur dengan metode Hidrometer
- Menimbang 25 g tanah kering udara yang telah diayak dengan ayakan 10 mesh, kemudian dimasukkan ke dalam Erlenmeyer 250 ml.
- Menambahkan 50 ml larutan Natrium Pyrofosfat, kemudian dikocok sampai rata, dibiarkan semalam.
- Menggoncang selama 10 menit pada alat penggoncang.
- Memindahkan ke dalam silinder 500 ml dan menambahkan air aquadest sampai tanda garis.
- Mengocok 20 kali sebelum pembacaan.
- Memasukkan hydrometer ke dalam silinder dengan hati-hati. - Melakukan pembacaan pertama 40 detik dari saat pengocokan
- Memasukkan hydrometer lagi setelah tiga jam untuk pembacaan kedua untuk memperoleh liat
% Liat+Debu=Bacaan hidrometer yang telah dikoreksi setelah waktu 40 detik
Berat contoh tanah ×100%...(12) % Liat = Bacaan hidrometer yang telah dikoreksi setelah waktu 3 jam
Berat contoh tanah ×100%...(13)
% Debu = % (Liat + Debu)−% Liat... (14)
% Pasir = 100 %−% (Liat + Debu) ... (15) Bahan Organik
- Menimbang 0,5 g tanah kering udara, kemudian masukkan ke dalam erlenmeyer 500 cc
- Menambahkan 10 ml H2SO4 pekat, kemudian menngoncangnya selama 3-4 menit, selanjutnya mendiamkan selama 30 menit.
- Menambahkan 100 ml air suling dan 5 ml H3PO485%, NaF 4% 2,5 ml, kemudian menambahkan 5 tetes diphenylamine, goncang hingga larutan berwarna biru tua.
- Menitrasi dengan Fe(NH4)2(SO4)2 0,5 N dari buret hingga warna berubah menjadi hijau.
- Melakukan kerja langkah ke-2 s/d 5 (tanpa tanah) untuk mendapatkan volume titrasi Fe(NH4)2(SO4)2 0,5 N untuk blanko.
- Menghitung dengan rumus % C=5 �1-T
S� 0,78 ... (16) Dimana:
T= volume titrasi Fe(NH4)2(SO4)2 0,5N dengan tanah S= volume titrasi Fe(NH4)2(SO4)2 0,5N tanpa tanah Maka,
% BO=1,72 ×% C ... (17)
Kadar Air :
Analisa kadar air tanah diukur dengan cara: - Menimbang berat ring
- Menimbang berat tanah + ring sampel yang diambil dari daerah pengamatan sebelum dan sesudah pengamatan.
- Memperoleh berat tanah kering udara.
- Menghitung kadar air tanah dengan rumus: % KA= BTKU-BTKO
BTKO ×100 % ... (18) Dimana: KA = Kadar Air (%)
BTKU = Berat tanah saat pengamatan = Berat tanah kering udara (g) BTKO = Berat tanah kering oven (g)
Kerapatan Massa (Bulk Density)
Kerapatan massa tanah dapat dicari dengan:
- Mengambil tanah dalam ring sampel sebelum dan sesudah pengamatan. - Mengovenkan selama 24 jam dan ditimbang berat tanah kering oven. - Mengukur diameter dan tinggi ring.
- Menghitung volume ring = π r2.t
- Menghitung kerapatan massa tanah dengan rumus yang digunakan pada persamaan (7) dimana massa tanah yaitu berat tanah kering oven dan volume total diperoleh dari volume ring.
Kerapatan Partikel (Particel Density)
- Memasukkan tanah kering oven kedalam gelas ukur sebanyak 55 ml.
- Memadatkan tanah dengan caramengetuk-ngetukkan hingga volumenya tetap, dan mencatat hasilnya sebagai volume tanah dalam ml.
- Mengeluarkan tanah dan menimbang hasilnya sebagai berat tanah.
- Mengisi gelas ukur dengan air sebanyak 70 ml dan mencatatnya sebagai volume air.
- Menghitung kerapatan partikel dengan rumus Kerapatan Partikel (ρs)= Berat Tanah
Volume Tanah-Volume ruang pori ... (19) Volume Ruang Pori=( Volume air+volume tanah)-Volume air tanah ... (20)
Porositas
Porositas tanah dapat dihitung dengan menggunakan persamaan (10)
Potensial Matriks
- Memilih lokasi yang akan diukur potensial air tanahnya dengan menggunakan alat tensiometer yang pada awalnya memiliki potensial air tanah yang sama.
- Melubangi tanah tersebut dengan coring tool sedalam 5 cm, 15 cm, dan 25 cm.
- Memasukkan tensiometer ke dalam lubang yang telah dibuat yang sebelumnya telah dimasukkan aquadest melalui handle tensiometer dan jarum pada manometer telah dinolkan sebelumnya.
Desa Tongkoh merupakan salah satu desa yang terdapat di Kecamatan Dolat Rayat Kabupaten Karo. Kabupaten Karo secara geografis terletak antara 2050’–3019’ Lintang Utara dan 97055’–98038’ Bujur Timur dengan curah hujan rata-rata 2.100-3200 mm/tahun dan suhu rata-rata 18,4-19,3ºC. Jenis tanah pada lokasi ini adalah andosol.
Analisa Sifat Fisik Tanah
Kadar Air Tanah
Pengukuran kadar air tanah sebelum dan sesudah infiltrasi pada berbagai penggunaan lahan di Desa Tongkoh Kecamatan Dolat Rayat Kabupaten Karo, dapat dilihat pada Tabel 2.
Tabel 2. Hasil Analisa Kadar Air Tanah
No. Lokasi
Dari tabel di atas diketahui bahwa kadar air tanah di daerah ini cukup tinggi baik sebelum maupun sesudah pengukuran infiltrasi. Tetapi kadar air tanah setelah infiltrasi memiliki nilai yang lebih besar dibandingkan sebelum pengukuran infiltrasi. Hal ini dikarenakan pemberian air secara terus menerus sehingga mengakibatkan kadar air tanah meningkat.
Tekstur Tanah
Tabel 3. Hasil Analisa Tekstur Tanah
Dari Tabel 3 dapat dilihat perbandingan kandungan pasir, debu, dan liat di setiap lokasi. Lokasi ladang tomat bertekstur pasir berlempung, dan pada kebun alpukat serta hutan pinus bertekstur lempung berpasir yang ditentukan dengan segitiga USDA. Tekstur tanah menentukan tata air dalam tanah, yaitu berupa infiltrasi, penetrasi dan kemampuan pengikatan air oleh tanah (Sarief, 1986). Kerapatan Massa (Bulk Density)
Pengukuran kerapatan massa tanah sebelum dan sesudah infiltrasi pada berbagai penggunaan lahan di Desa Tongkoh Kecamatan Dolat Rayat Kabupaten Karo, dapat dilihat pada Tabel 4.
Tabel 4. Hasil Analisa Kerapatan Massa (Bulk Density) Tanah
No. Lokasi
Kerapatan Massa (Bulk Density) Sebelum Pengukuran
umbrik dan mempunyai horison kambik; bulk density) kerapatan lindak kurang dari 0.85 gr/cm3.
Kerapatan Partikel (Particle Density)
Pengukuran kerapatan partikel tanah sebelum dan sesudah infiltrasi pada berbagai penggunaan lahan di Desa Tongkoh Kecamatan Dolat Rayat Kabupaten Karo dapat dilihat pada Tabel 5.
Tabel 5. Hasil Analisa Kerapatan Partikel (Particle Density) Tanah
No. Lokasi
Kerapatan Partikel (Particle Density) Sebelum Pengukuran
Dari tabel di atas diperoleh hasil analisa kerapatan partikel untuk keseluruhan data baik sebelum pengukuran infiltrasi dan setelah pengukuran infiltrasi, perubahannya tidak terlalu signifikan. Untuk pengukuran kerapatan partikel seharusnya tidak ada perubahan saat pengukuran sebelum infiltrasi dan sesudah infiltrasi. Perubahan ini terjadi sebab sampel tanah yang diambil sebelum infiltrasi dari luar ring infiltrometer dan setelah infiltrasi dari dalam ring infiltrometer yang kemungkinan telah mengalami pemadatan akibat teknis pemberian air dan pembenaman ring infiltrometer.
Dengan adanya kandungan bahan organik pada tanah maka nilai tersebut menjadi lebih rendah.
Ruang Pori atau Porositas
Analisa ruang pori atau porositas sebelum dan sesudah infiltrasi pada berbagai penggunaan lahan di Desa Tongkoh Kecamatan Dolat Rayat Kabupaten Karo dapat dilihat pada Tabel 6.
Tabel 6. Hasil Analisa Porositas Tanah
No. Lokasi
Dari tabel di atas, dapat disimpulkan bahwa ruang pori atau porositas tanah sebelum infiltrasi lebih besar dibandingkan setelah pengukuran infiltrasi. Hal ini disebabkan pemberian air secara terus menerus selama proses infiltrasi mengakibatkan proses pemampatan dan penutupan pori-pori tanah. Hal ini sesuai dengan pengukuran kerapatan massa tanah setelah infiltrasi yang lebih besar dibandingkan sebelum infiltrasi karena pori-pori tanah telah terisi air seperti yang dapat dilihat pada Tabel 3.
Bahan Organik Tanah
Hasil analisa bahan organik pada berbagai penggunaan lahan di Desa Tongkoh Kecamatan Dolat Rayat Kabupaten Karo dapat dilihat pada Tabel 7. Tabel 7. Hasil Analisa Bahan Organik Tanah
No. Lokasi % C-Organik Bahan Organik (%)
1 Ladang tomat 3,88 6,67
2 Kebun alpukat 4,32 7,43
3 Hutan pinus 12,13 20,86
Menurut Hakim, dkk (1986), bahan organik dapat mempengaruhi beberapa sifat fisika tanah antara lain peningkatan kemampuan menahan air, warna tanah menjadi coklat hingga hitam, merangsang granulasi agregat dan memantapkannya, dan menurunkan plastisitas, kohesi dan sifat buruk lainnya dari liat.
Pengukuran Infiltrasi
Data infiltrasi kumulatif untuk lokasi lahan tomat, kebun alpukat, dan hutan pinus dijabarkan di bawah ini. Hasil pengukuran infiltrasi kumulatif pada ladang tomat dapat dilihat pada Tabel 8.
Tabel 8. Hasil Pengukuran Infiltrasi Kumulatif pada Ladang Tomat Waktu (t)
(menit)
Infiltrasi Kumulatif (F) (cm)
Dari hasil kombinasi waktu untuk prediksi infiltrasi kumulatif pada ladang tomat adalah waktu (t) 20 menit dan 180 menit yang paling mendekati infiltrasi kumulatif pengukuran, sehingga diperoleh konstanta C = 0,13667 dan D = 0,71181 yang dapat dilihat pada Lampiran 6.
Sehingga diperoleh laju infiltrasi: F= 0,13667t+ 2 ×0,71181t0.5 fp= dF
dt = 0,13667 + 0,71181t
- 0.5cm/menit
Hasil pengukuran infiltrasi kumulatif pada kebun alpukat dapat dilihat pada Tabel 9 berikut.
Tabel 9. Hasil Pengukuran Infiltrasi Kumulatif pada Kebun Alpukat Waktu (t)
(menit)
Infiltrasi Kumulatif (F) (cm)
Rata- rata
Dari hasil kombinasi waktu untuk prediksi infiltrasi kumulatif di kebun alpukat adalah waktu (t) 20 menit dan 180 menit yang paling mendekati infiltrasi kumulatif pengukuran, sehingga diperoleh konstanta konstanta C = 0,09361 dan D = 0,56958 yang dapat dilihat pada Lampiran 7.
fp= dF
dt = 0,09361+ 0,56958t
- 0.5cm/menit
Hasil pengukuran infiltrasi kumulatif pada hutan pinus dapat dilihat pada Tabel 10.
Tabel 10. Hasil Pengukuran Infiltrasi Kumulatif pada Hutan Pinus Waktu (t)
(menit)
Infiltrasi Kumulatif (F) (cm)
Rata- rata
Dari hasil kombinasi waktu untuk prediksi infiltrasi kumulatif pada hutan pinus adalah waktu (t) 20 menit dan 180 menit yang paling mendekati infiltrasi
kumulatif pengukuran, sehingga diperoleh konstanta C = 0,13417 dan D = 0,34473 yang dapat dilihat pada Lampiran 8.
Sehingga diperoleh laju infiltrasi:
� = 0,13417�+ 2 × 0,34473 �0.5
��= ��
�� = 0,13417 + 0,34473 �−0.5��/�����
Evaluasi Laju Infiltrasi
Gambar 2. Hubungan laju infiltrasi terhadap waktu pada tiga macam penggunaan lahan
Dari Gambar 2, dapat disimpulkan bahwa laju infiltrasi dari ketiga lokasi perbedaannya tidak terlalu signifikan. Laju infiltrasi paling besar ditunjukkan di lokasi ladang tomat sebesar fp= 0,13667 + 0,71181t- 0.5cm/menit. Hal ini dikarenakan tanah di ladang tomat bertekstur pasir berlempung, dimana dapat dilihat juga pada Tabel 5 tanah di ladang tomat memiliki porositas total tanah yang besar. Hal ini sesuai dengan pernyataan Kartasapoetra (1989) yang menyatakan bahwa semakin besar kapasitas infiltrasi maka aliran air di permukaan tanah makin berkurang. Sebaliknya, makin kecil kapasitas infiltrasi yang disebabkan banyaknya pori tanah yang tersumbat, maka aliran air permukaan bertambah atau meningkat.
Dari Tabel 2 dapat diketahui bahwa laju infiltrasi tidak hanya dipengaruhi satu faktor saja, dapat dilihat di lokasi kebun alpukat yang memiliki kadar air awal
yang lebih kecil daripada lokasi hutan pinus, namun menunjukkan laju infiltrasi paling kecil yaitu sebesar
fp = 0,09361 + 0,56958 t - 0.5cm/menit sedangkan pada lokasi hutan pinus yang dapat dilihat dari Gambar 2 memiliki laju infiltrasi lebih baik dari pada di lokasi
0
0 20 40 60 80 100120140160180200220240260
La
laju infiltrasi di ladang tomat (cm/menit)
laju infiltrasi di hutan pinus (cm/menit)
kebun alpukat sebesar �� = 0,13417 + 0,34473 �−0.5��/����� yang pada Tabel 5 dapat dilihat bahwa lokasi kebun alpukat memiliki total porositas lebih besar dibandingkan pada lokasi hutan pinus. Hal ini sesuai dengan penyataan Januar dan Nora (1999) yang menyatakan nilai porositas tanah yang besar menyebabkan laju infiltrasi yang besar pula, dan sebaliknya porositas tanah yang kecil menyebabkan laju infiltrasi yang kecil. Laju infiltrasi tidak hanya dipengaruhi oleh porositas tanah. Laju infiltrasi semakin berkurang dengan bertambahnya waktu. Hal ini karena pada saat tanah belum jenuh, sebagian besar pori belum terisi air dan setelah jenuh hampir semua pori terisi air, sehingga laju infiltrasinya mendekati konstan yang besarnya sama dengan laju perkolasi pada tanah jenuh.
Dari ketiga lahan tersebut dapat dilihat kapasitas infiltrasi yang paling baik terdapat pada ladang tomat dan yang paling kecil ditemukan di kebun alpukat. Hal ini dikarenakan pada ladang tomat memiliki porositas yang paling besar sebesar 72,11% serta bertekstur pasir berlempung. Sesuai dengan pernyataan Wilson (1993) yang menyatakan bahwa untuk satu jenis tanah dengan kepadatan berbeda mempunyai laju infiltrasi yang berbeda pula. Jenis tanah berpasir umumnya cenderung mempunyai laju infiltrasi tinggi, sebaliknya tanah liat cenderung mempunyai laju infiltrasi rendah.
Lee (1990) menjelaskan mengenai klasifikasi infiltrasi tanah, berdasarkan laju infiltrasi. Klasifikasi infiltrasi pada ketiga lahan dapat dilihat pada Tabel 11. Tabel 11. Klasifikasi Infiltrasi
No
Lokasi Laju infiltrasi
Dari tabel di atas dapat dilihat bahwa laju infiltrasi pada ketiga lokasi penelitian termasuk dalam klasifikasi sedang cepat sampai cepat. Lee (1990) mengklasifikasikan infiltrasi tanah ke dalam beberapa kelas yaitu, sangat lambat (1 mm/jam), lambat (1-5 mm/jam), sedang lambat (5-20 mm/jam), sedang (20-65 mm/jam) sedang cepat (65-125 mm/jam), cepat (125-250 mm/jam), dan sangat cepat ( > 250 mm/jam).
Potensial matriks tanah
Nilai potensial matriks pada beberapa penggunaan lahan di Desa Tongkoh Kecamatan Dolat Rayat Kabupaten Karo dapat dilihat seperti pada Tabel 12. Tabel 12. Nilai hisapan air tanah pada beberapa penggunaan lahan
No Lokasi
Dari tabel di atas, dapat dilihat nilai potensial matriks pada beberapa kedalaman di tiga lokasi penelitian yang telah ditentukan dimana pada awal penelitian setiap lokasi memiliki potensial matriks yang sama. Menurut Lee (1990), potensial air dalam tanah didefinisikan sebagai tekanan negatif (tarikan) dimana air diikat pada beberapa tempat dalam tanah yang disebut potensial matriks.
Gambar 3. Hubungan potensial matriks terhadap kadar air
Dari gambar menunjukkan bahwa dengan potensial matriks yang sama berbeda kadar airnya. Hal ini akan bergantung pada tekstur tanah. Pada gambar dapat dilihat bahwa pada kebun alpukat dan hutan pinus mempunyai tekstur yang sama (lempung berpasir), sehingga potensial matriks yang sama mempunyai kadar air yang hampir sama. Hal ini berbeda dengan ladang tomat yang mempunyai tekstur pasir berlempung. Oleh karena itu, hal yang paling sesuai untuk menjelaskan bergeraknya air dalam tanah lebih tepat karena ada perbedaan potensial air tanah dibandingkan perbedaan karena kadar air tanah. Karena menurut Hillel (1987) air bergerak dari potensial tinggi ke potensial rendah.
Dari Gambar 3 dapat diketahui bahwa nilai hisapan matriks berbanding terbalik dengan kadar air tanah. Potensial matriks di ketiga lahan semakin kecil dengan bertambahnya kadar air dalam tanah. Hal ini menunjukkan bahwa semakin tinggi kadar air tanah akan semakin mendekati kondisi jenuh dan akan semakin kecil potensial matriksnya, sehingga akhirnya pada kondisi tanah jenuh potensial yang berperan adalah potensial gravitasi dan tekanan.
Kesimpulan
1. Persamaan laju infiltrasi dengan metode Philips adalah sebagai berikut: - Ladang tomat : fp= 0,13667 + 0,71181t- 0.5cm/menit - Kebun alpukat : fp= 0,09361+ 0,56958t- 0.5cm/menit - Hutan pinus : fp= 0,13417+ 0,34473t– 0.5cm/menit 2. Kapasitas infiltrasi yang paling besar terdapat di ladang tomat, kemudian
di hutan pinus dan yang paling kecil terdapat di kebun alpukat.
3. Faktor yang berpengaruh besar terhadap laju infiltrasi tanah adalah tekstur tanah, porositas total tanah awal dan bahan organik tanah.
Saran
1. Perlu dilakukan penelitian lebih lanjut mengenai konduktivitas hidrolik. 2. Untuk pengukuran infiltrasi perlu digunakan tabung marihot agar
Arsyad, S., 2006. Konservasi Tanah dan Air. IPB Press, Bogor.
Asdak,C. 2002. Hidrologi dan Pengelolaan Daerah Aliran Sungai. Gadjah Mada University Press, Yogyakarta.
Foth, D. H., 1994. Dasar-dasar Ilmu Tanah. Gadjah Mada University Press, Yogyakarta.
Guslim, 2008. Agroklimatologi. USU Press, Medan.
Hakim, dkk., 1986. Dasar-dasar Imu Tanah. Penerbit Universitas Lampung, Lampung.
Hardjowigeno, S. 1993. Klasifikasi Tanah dan Pedogenesis, Edisi Pertama, Penerbit Akademika Pressindo, Jakarta.
Harto, S. Br., 1993. Analisis Hidrologi. PT Gramedia Pustaka Utama, Jakarta. Hasibuan, B. E., 2006. Ilmu Tanah. Fakultas Pertanian USU, Medan.
Hillel, D., 1987. Soil and Water Physical Principles and Processes. Academic Press, New York.
Januar, M.R dan Nora, H.P., 1999. Evaluasi Persamaan Infiltrasi Kostiakov Dan Philip Secara Empirik Untuk Tanah Regosol Coklat Kelabuan. Buletin Keteknikan Pertanian. Volume 13.No. 3, Hlm 1-9.
Januardin, 2008. Pengukuran Laju Infiltrasi pada Tata Guna Lahan yang Berbeda di Desa Tanjung Selamat Kecamatan Medan Tuntungan Medan. Departemen Ilmu Tanah FP USU, Medan.
Kartasapoetra, 1989. Kerusakan Tanah Pertanian dan Usaha untuk Merehabilitasinya. Bina Aksara, Jakarta.
Kurnia, U., dkk., 2006. Sifat Fisik Tanah dan Metode Analisisnya. Balai Litbang Sumberdaya Lahan Pertanian.
Lee, R., 1990. Hidrologi Hutan. Gadjah Mada University Press, Yogyakarta. Mega, I. M., 2010. Buku Ajar Klasifikasi Tanah dan Kesesuaian Lahan. Prodi
Agroekoteknologi Fakultas Pertanian Universitas Udayana, Denpasar. Pritchett, W. L., 1979. Properties And Management Of Forest Soil. John Willey &
Rohmat, D. Dan Soekarno, I. 2006. Formulasi Efek Sifat Fisik Tanah Terhadap Permeabilitas dan Suction Head Tanah (Kajian Empirik untuk Meningkatkan Laju Infiltrasi). Jurnal Bionatura. Volume 8. No. 1, Bandung.
Sarief, S., 1986. Ilmu Tanah Pertanian. Penerbit Pustaka Buana, Bandung.
Sitorus SRP. Dkk,. 1985. Penuntun Praktikum Fisika Tanah. Departemen Ilmu Tanah, Fakultas Pertanian, IPB, Bogor.
Suharto, E., 2006. Kapasitas Simpan Air Tanah pada Sistem Tata Guna Lahan LPP Tahura Raja Lelo, Jurnal ilmu-ilmu Pertanian Indonesia, Volume 8.No. 1, Hlm 44-49 ISSN 1441-0067, Bengkulu.
Suprayogo, D.dkk .,2003. Degradasi Sifat Fisik Tanah sebagai Akibat Alih Guna Lahan Hutan Menjadi Sistem Kopi Monokultur: Kajian Perubahan akroporositas Tanah. Universitas Brawijaya.Malang.
Suripin, 2002. Pelestarian Sumber Daya Tanah dan Air. Penerbit Andi, Yogyakarta.
Suryatmojo, H., 2006. Konsep Dasar Hidrologi Hutan. Jurusan Konservasi Sumber Daya Hutan, Fakultas Kehutanan UGM, Yogyakarta.
Dibuat double ring infiltrometer
Mulai
Ditentukan titik pengukuran
Potensial matriks
sama
Dibenamkan double ring ke dalam tanah sedalam 10 cm
tidak
Dipasang penggaris pada sisi dalam ring pertama
Dimasukkan air
Diukur penurunan muka air
Dianalisis data yang diperoleh
ktu ladang D12 D11 D10 D9 D8 D7 D6 D5 D4 C12 C11 C10 C9 C8 C7 C6 C5 C4 Infiltrasi Kumulatif di ladang tomat setelah Dikombinasikan
waktu F
waktu kebun D12 D11 D10 D9 D8 D7 D6 D5 D4 C12 C11 C10 C9 C8 C7 C6 C5 C4
Infiltrasi Kumulatif di Kebun Alpukat setelah Dikombinasikan
waktu F
waktu hutan D12 D11 D10 D9 D8 D7 D6 D5 D4 C12 C11 C10 C9 C8 C7 C6 C5 C4
Infiltrasi Kumulatif di Lokasi Semak setelah Dikombinasikan waktu F
Lampiran 8. Dokumentasi Penelitian
Pengujian laju infiltrasi di ladang tomat
Pengujian laju infiltrasi di hutan pinus
Kondisi kebun alpukat
Tensiometer tampak samping
