ANALISIS HUBUNGAN TUTUPAN TAJUK, CURAH HUJAN,
DAN SIFAT TANAH DENGAN ALIRAN PERMUKAAN DAN
EROSI
NURUL HANIFAH
DEPARTEMEN ILMU TANAH DAN SUMBERDAYA LAHAN FAKULTAS PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR
PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN
SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA
Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul Analisis Hubungan Tutupan Tajuk, Curah Hujan, dan Sifat Tanah dengan Aliran Permukaan dan Erosi adalah benar karya saya dengan arahan dari komisi pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir skripsi ini.
Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut Pertanian Bogor.
ABSTRAK
NURUL HANIFAH. Analisis Hubungan Tutupan Tajuk, Curah Hujan, dan Sifat Tanah dengan Aliran Permukaan dan Erosi. Dibimbing oleh ENNI DWI WAHJUNIE dan DWI PUTRO TEJO BASKORO.
Degradasi lahan yang terjadi di Indonesia umumnya disebabkan oleh erosi air hujan. Erosi oleh pengaruh curah hujan yang dapat menghilangkan lapisan permukaan tanah yang subur, dapat diatasi dengan pengelolaan tanah, antara lain pengaturan tajuk tanaman. Selain curah hujan, faktor lain yang mempengaruhi aliran permukaan dan erosi adalah sifat tanah, antara lain kadar bahan organik tanah, bobot isi, dan tekstur. Tujuan penelitian ini adalah menganalisis hubungan tutupan tajuk, curah hujan, dan sifat tanah dengan aliran permukaan dan erosi. Aliran permukaan dan erosi memiliki hubungan yang lebih erat dengan curah hujan dibandingkan dengan tutupan tajuk. Semakin besar curah hujan, maka semakin besar pula aliran permukaan dan erosi yang terjadi. Hubungan antara tutupan tajuk dengan aliran permukaan dan erosi yang rendah karena penelitian dilakukan pada curah hujan yang berbeda, sehingga terdapat variasi hujan yang besar. Kadar bahan organik tanah yang tinggi, tekstur tanah klei, dan bobot isi tanah yang sedang menyebabkan rendahnya aliran permukaan dan erosi. Aliran permukaan dan erosi yang rendah ini mengakibatkan sifat-sifat fisik tanah tidak menurun kualitasnya sehingga laju infiltrasi tanah setelah terjadi aliran permukaan dan erosi masih berada pada kelas cepat.
Kata kunci: aliran permukaan, curah hujan, erosi, sifat tanah, tutupan tajuk
ABSTRACT
NURUL HANIFAH. Analysis the Correlation of Canopy Cover, Rainfall, and Soil Characteristics with Runoff and Erosion. Supervised by ENNI DWI WAHJUNIE and DWI PUTRO TEJO BASKORO.
Land degradation that occurs in Indonesia is generally caused by rain water erosion. Rainfall erosion that can remove fertile surface layer can be controlled by managing the land such as setting plant canopy. The effect of rainfall on runoff and soil erosion is governed by various soil factors such as soil organic matter content, bulk density, and texture. This research aims to analyze the correlation of canopy cover, rainfall, and soil characteristics to runoff and erosion. The results showed that rainfall have closer relationship to runoff and erosion than canopy cover does. Increasing rainfall is followed by increasing runoff and soil erosion rate. Meanwhile the correlation between canopy cover to runoff and erosion tends to be low due to high variation in rainfall during the research. High soil organic matter content, clay soil texture and soil bulk density causing low runoff and erosion. Low runoff and erosion caused the physical characteristics of soil does not deteriorate significantly so that the infiltration rate of the soil after the runoff and erosion is still high.
Skripsi
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Pertanian
pada
Departemen Ilmu Tanah dan Sumberdaya Lahan
ANALISIS HUBUNGAN TUTUPAN TAJUK, CURAH HUJAN,
DAN SIFAT TANAH DENGAN ALIRAN PERMUKAAN DAN
EROSI
NURUL HANIFAH
DEPARTEMEN ILMU TANAH DAN SUMBERDAYA LAHAN FAKULTAS PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR
PRAKATA
Puji syukur penulis panjatkan atas kehadirat Allah SWT yang telah memberikan rahmat dan hidayah-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan penyusunan skripsi yang berjudul Analisis Hubungan Tutupan Tajuk, Curah Hujan, dan Sifat Tanah dengan Aliran Permukaan dan Erosi. Skripsi ini merupakan tugas akhir program sarjana pertanian (S1) di Departemen Ilmu Tanah dan Sumberdaya Lahan, Fakultas Pertanian, Institut Pertanian Bogor.
Pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada:
1. Ibu Dr Ir Enni Dwi Wahjunie, MSi selaku dosen Pembimbing Skripsi I atas bimbingan, saran, ilmu, dan motivasi serta Bapak Dr Ir Dwi Putro Tejo Baskoro, MSc selaku dosen Pembimbing Skripsi II atas bimbingan, saran, ilmu, dan motivasi sehingga penulis dapat menyelesaikan penelitian ini.
2. Bapak Ir Wahyu Purwakusuma, MSc selaku dosen penguji yang telah memberikan ilmu serta membantu proses penulisan skripsi ini.
3. Bapak, ibu, Aa Irsyad Abdul Hakim dan Teteh Rahmi Mardiati tercinta atas doa, pengorbanan dan kasih sayang tulus tanpa batas.
4. Seluruh dosen Departemen Ilmu Tanah dan Sumberdaya Lahan yang telah memberikan ilmu selama penulis menempuh pendidikan.
5. Seluruh staf dan karyawan Departemen Ilmu Tanah dan Sumberdaya Lahan yang telah membantu dan memfasilitasi selama menempuh pendidikan hingga lulus.
6. Bunga, Mai, Sri, dan Tiwi yang telah membantu dan memberikan semangat selama penelitian, dan selalu memberikan kehangatan dan keceriaan.
7. Ichsan, Rio, Dien, Gugun, Ninis, Mirna, Ocil, Regina, Stevia, Eka, Alam, dan Tian yang telah membantu dan memberikan semangat selama penelitian.
8. Seluruh keluarga besar Tanah 48 yang telah memberikan kenangan terindah semasa kuliah.
Semoga karya ilmiah ini bermanfaat.
DAFTAR ISI
DAFTAR TABEL vi
DAFTAR GAMBAR vi
DAFTAR LAMPIRAN vi
PENDAHULUAN 1
Latar Belakang 1
Tujuan Penelitian 1
METODE 2
Waktu dan Tempat Penelitian 2
Alat dan Bahan 2
Metode Penelitian 2
HASIL DAN PEMBAHASAN 8
Hubungan Umur Tanaman dengan Tutupan Tajuk 8
Hubungan Tutupan Tajuk dengan Koefisien Aliran Permukaan 9 Hubungan Tutupan Tajuk dengan Aliran Permukaan dan Erosi 10 Hubungan Curah Hujan dengan Aliran Permukaan dan Erosi 13 Hubungan Sifat Tanah dengan Aliran Permukaan dan Erosi 16 Hubungan Aliran Permukaan dan Erosi dengan Laju Infiltrasi Konstan 18
SIMPULAN DAN SARAN 20
Simpulan 20
Saran 20
DAFTAR PUSTAKA 21
LAMPIRAN 23
DAFTAR TABEL
1 Klasifikasi curah hujan berdasar intensitas curah hujan 5 2 Metode analisis sifat fisik dan C-organik tanah 6
3 Kriteria kandungan bahan organik tanah 6
4 Klasifikasi laju infiltrasi tanah 7
5 Kadar bahan organik tanah, aliran permukaan, dan erosi 16
6 Tekstur tanah, aliran permukaan, dan erosi 17
7 Bobot isi tanah, aliran permukaan, dan erosi 18
8 Laju infiltrasi konstan, aliran permukaan, dan erosi 19
DAFTAR GAMBAR
1 Petak kecil untuk pengukuran aliran permukaan dan erosi 3
2 Perhitungan tutupan tajuk dengan metode grid 6
3 Hubungan umur tanaman dengan tutupan tajuk 8
4 Hubungan umur tanaman dengan tutupan tajuk dan koefisien aliran
permukaan 9
5 Hubungan tutupan tajuk dengan koefisien aliran permukaan 9 6 Hubungan tutupan tajuk dengan aliran permukaan pada (a) 26 kejadian
hujan; (b) kelas hujan 0-20 mm; (c) kelas hujan 20-40 mm; (d) kelas
hujan 40-60 mm 11
7 Hubungan tutupan tajuk dengan erosi pada (a) 26 kejadian hujan; (b) kelas hujan 0-20 mm; (c) kelas hujan 20-40 mm; (d) kelas hujan
40-60 mm 12
8 Hubungan curah hujan dengan aliran permukaan pada (a) 26 kejadian hujan; (b) tutupan tajuk 0-20%; (c) tutupan tajuk 20-40%; (d) tutupan
tajuk 80-100% 13
9 Hubungan curah hujan dengan erosi pada (a) 26 kejadian hujan; (b) tutupan tajuk 0-20%; (c) tutupan tajuk 20-40%; (d) tutupan tajuk
80-100% 14
10 Hubungan aliran permukaan dengan erosi 15
DAFTAR LAMPIRAN
1 Tutupan tajuk, curah hujan, aliran permukaan, dan erosi pada petak 1 23 2 Tutupan tajuk, curah hujan, aliran permukaan, dan erosi pada petak 2 24 3 Tutupan tajuk, curah hujan, aliran permukaan, dan erosi pada petak 3 25
4 Laju infiltrasi konstan 26
5 Tekstur tanah 26
6 Bobot isi tanah 26
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Degradasi lahan yang terjadi di Indonesia umumnya disebabkan oleh erosi air hujan. Hal ini sehubungan dengan tingginya jumlah dan intensitas curah hujan, terutama di Indonesia bagian barat. Jumlah curah hujan merupakan faktor yang sangat berpengaruh terhadap jumlah aliran permukaan, sedangkan penyebaran hujan menentukan luasan erosi yang terjadi (Kohnke dan Bertrand 1959). Menurut Widyawardhani (2001) dan Ispriyanto et al. (2001), curah hujan memiliki hubungan yang erat dengan aliran permukaan dan erosi. Semakin besar curah hujan semakin besar pula aliran permukaan dan erosi yang terjadi.
Erosi oleh pengaruh iklim (dalam hal ini curah hujan) yang dapat menghilangkan lapisan permukaan tanah yang subur, dapat diatasi dengan pengelolaan tanah, antara lain pengaturan tajuk tanaman. Peran tajuk tanaman dalam mengurangi erosi yaitu memperbaiki kemampuan tanah menyerap air dan memperkecil kekuatan perusak butir-butir hujan yang jatuh dan daya dispersi serta daya angkut aliran permukaan. Kerapatan tajuk menutupi tanah mempengaruhi erosivitas butir-butir hujan yang menimpa permukaan tanah. Semakin rendah tajuk dan semakin rapat tajuk, semakin rendah erosivitas butir-butir hujan (Arsyad 2010). Menurut Mawardi (2011) semakin rapat tajuk maka semakin kecil erosi yang terjadi.
Mudah tidaknya tanah tererosi merupakan fungsi berbagai interaksi sifat-sifat tanah, antara lain kadar bahan organik tanah, bobot isi, dan tekstur. Pengaruh bahan organik terhadap aliran permukaan terutama berupa perlambatan kecepatan aliran permukaan sehingga mengalir dengan kecepatan yang tidak merusak, peningkatan infiltrasi dan pemantapan agregat tanah. Bahan organik dapat memperkecil bobot isi sehingga menyebabkan air mudah masuk ke dalam tanah (Arsyad 2010). Hal tersebut menyebabkan jumlah air yang masuk lebih banyak dan memperkecil terjadinya aliran permukaan dan erosi yang terjadi.
Hubungan tutupan tajuk dengan aliran permukaan dan erosi menarik untuk diteliti agar dapat mengurangi terjadinya degradasi lahan. Akan tetapi, beberapa penelitian sebelumnya dilakukan pada tanah yang rentan terhadap erosi, sehingga hubungan tutupan tajuk dengan erosi terlihat sangat jelas. Penelitian mengenai hubungan tutupan tajuk dengan aliran permukaan dan erosi pada tanah yang dilakukan pengelolaan dengan komoditas tanaman masih jarang dilakukan. Oleh karena itu, perlu dilakukan penelitian mengenai hubungan tutupan tajuk dengan aliran permukaan dan erosi pada tanah yang dilakukan pengelolaan dengan komoditas tanaman.
Tujuan
1. Menganalisis hubungan tutupan tajuk dan curah hujan dengan aliran permukaan dan erosi.
2. Menganalisis hubungan sifat tanah yaitu kadar bahan organik tanah, tekstur dan bobot isi (sebelum pengukuran aliran permukaan dan erosi) dengan aliran permukaan dan erosi.
2
3. Menganalisis hubungan aliran permukaan dan erosi dengan infiltrasi konstan (setelah pengukuran aliran permukaan dan erosi).
METODE
Waktu dan Tempat Penelitian
Penelitian dilakukan di Kebun Percobaan University Farm Cikabayan, Institut Pertanian Bogor. Analisis sifat tanah dilakukan di Laboratorium Departemen Ilmu Tanah dan Sumberdaya Lahan, Fakultas Pertanian, Institut Pertanian Bogor. Pengumpulan data lapang, pengambilan contoh tanah dan analisis laboratorium dilaksanakan pada bulan Januari hingga Agustus 2015.
Alat dan Bahan
Alat yang digunakan untuk pengukuran aliran permukaan dan erosi adalah botol 600 ml, penggaris, ember, gayung, sikat dan kain lap. Alat yang digunakan untuk mengetahui konsentrasi sedimen adalah corong, kertas saring, oven dan timbangan digital. Pengukuran curah hujan dilakukan dengan menggunakan ombrometer dan gelas ukur. Kerapatan tajuk diukur dengan menggunakan kamera.
Alat yang digunakan untuk analisis sifat tanah diantaranya adalah ayakan, gelas piala, gelas ukur, penangas air, pipet, cawan, oven dan alat-alat laboratorium lainnya. Pengukuran infiltrasi dilakukan dengan menggunakan double ring dan alat pendukung lainnya seperti penggaris, jerry can, selang, ember dan gayung. Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah benih kacang tanah dan jagung sebagai komoditas yang di tanam pada petak erosi serta bahan kimia untuk analisis laboratorium.
Metode Penelitian
Metode yang digunakan untuk pengukuran aliran permukaan dan erosi yaitu petak kecil di lapangan. Aliran permukaan dan erosi diamati pada 3 petak yang berukuran 2 m x 10 m dengan kemiringan lereng 15%. Pada masing-masing ujung bawah petak terdapat bak penampung aliran permukaan dan erosi yang berukuran 1 m x 0.5 m, seperti ditunjukkan pada Gambar 1.
3
Gambar 1 Petak kecil untuk pengukuran aliran permukaan dan erosi Pada musim tanam pertama dan kedua, komoditas yang ditanam adalah kacang tanah sebagai tanaman utama dan jagung sebagai tanaman sela. Setiap petak erosi terdiri dari lima bedengan dengan tiap bedengan terdapat 6 baris dan 8 kolom tanaman kacang tanah, dengan jarak tanam 25 x 25 cm. Jagung ditanam satu baris pada setiap antar bedengan dan pada baris tersebut terdapat 6 tanaman dengan jarak tanam 40 cm.
Selain pengamatan aliran permukaan dan erosi, pada musim pertama dan kedua juga dilakukan pengamatan curah hujan dan kerapatan tanaman. Antara musim pertama dengan musim kedua dilakukan pengambilan sampel tanah agregat dan sampel tanah terganggu yang selanjutnya di analisis di laboratorium untuk mengetahui sifat tanah seperti tekstur, bobot isi, dan kadar bahan organik tanah. Pengamatan laju infiltrasi tanah pada lahan petak erosi dilakukan setelah musim tanam kedua.
Persiapan Lahan
Persiapan lahan yang dilakukan terdiri dari penanaman, pembersihan bak penampung aliran permukaan dan erosi, pemasangan ombrometer dan pengukuran panjang dan lebar bak penampung dan petak tanaman.
Penanaman dilakukan pada dua musim tanam, musim pertama pada 21 November 2014 dan musim kedua pada 1 Maret 2015. Komoditas yang ditanam pada dua musim adalah kacang tanah sebagai tanaman utama dan jagung sebagai tanaman sela. Setiap petak erosi terdiri dari lima bedengan dengan tiap bedengan terdapat 6 baris dan 8 kolom tanaman kacang tanah, dengan jarak 25 x 25 cm. Jagung ditanam satu baris pada setiap antar bedengan dan pada baris tersebut terdapat 6 tanaman dengan jarak tanam 40 cm.
Pembersihan bak penampung aliran permukaan dan erosi dilakukan satu minggu sebelum pengambilan sampel pertama, yaitu pada 14 Januari 2015. Pembersihan bak dilakukan agar bak penampung dalam keadaan kosong, sehingga sampel air dan sedimen yang akan diambil tidak tercampur dengan air dan sedimen yang telah tertampung sebelumnya.
Pemasangan ombrometer dilakukan satu minggu sebelum memulai pengambilan sampel pertama, yaitu pada 14 Januari 2015. Ombrometer di pasang diantara petak erosi.
4
Pengukuran panjang dan lebar petak digunakan sebagai data dasar untuk pengukuran aliran permukaan dan erosi.
Pengamatan
Pengukuran Aliran Permukaan dan Erosi
Pengukuran aliran permukaan dan erosi dilakukan pada dua musim tanam, pada tanggal 21 Januari - 25 April 2015 yaitu pada umur tanaman 10-78 hari. Pengukuran aliran permukaan dan erosi dilakukan apabila pada hari sebelumnya terjadi hujan. Pengukuran aliran permukaan dan erosi yang tertampung dalam bak dilakukan untuk masing-masing petak. Pengukuran tersebut dilakukan tiga tahap.
Tahap pertama yaitu mengukur tinggi air untuk mengetahui volume aliran permukaan yang terdapat pada bak penampung. Tahap kedua yaitu mengambil sampel air dan sedimen dengan cara mengaduk air yang terdapat pada bak penampung agar air menjadi homogen dan memiliki konsentrasi sedimen yang sama. Selanjutnya sampel air diambil sebanyak 600 ml dan dimasukkan ke dalam botol. Bak kemudian dibersihkan untuk menampung aliran permukaan dan erosi pada hari berikutnya.
Tahap ketiga yaitu mengukur konsentrasi sedimen dalam air. Sampel air diendapkan selama 2 hari kemudian disaring untuk memisahkan air dan sedimen dengan menggunakan kertas saring yang telah di oven selama 24 jam dan diketahui beratnya. Tanah yang telah disaring selanjutnya di oven selama 24 jam pada suhu 1060C, yang selanjutnya di timbang untuk mengetahui berat keringnya. Aliran permukaan dihitung dengan persamaan berikut:
keterangan:
hap : Aliran permukaan (mm)
hb : Tinggi air yang tertampung dalam bak (mm) Ab : Luas bak (mm2)
Ap : Luas petak (mm2)
Koefisien aliran permukaan dihitung dengan persamaan berikut:
keterangan:
C : Koefisien aliran permukaan hap : Aliran permukaan (mm) hch : Curah hujan (mm)
Erosi dihitung dengan persamaan berikut:
5
keterangan: E : Erosi (g/m2)
Cap : Konsentrasi sedimen (g/L) Vap : Volume aliran permukaan (L) Ap : Luas petak (m2)
Pengukuran Curah Hujan
Pengukuran curah hujan dilakukan pada dua musim tanam dengan menggunakan ombrometer yang dipasang dan diletakkan diantara petak erosi. Pengukuran dilakukan satu hari setelah terjadi hujan. Pengukuran curah hujan dimaksudkan untuk mengetahui besarnya curah hujan yang digunakan sebagai parameter besarnya aliran permukaan dan erosi. Curah hujan diklasifikasikan ke dalam 5 kelas, seperti yang ditunjukkan pada Tabel 1. Curah hujan dihitung dengan menggunakan persamaan berikut:
keterangan:
R : Curah hujan (mm)
Vo : Volume hujan yang tertampung dalam ombrometer (mm3) Ac : Luas corong ombrometer (mm2)
Tabel 1 Klasifikasi curah hujan berdasar intensitas curah hujana Keadaan curah hujan Intensitas curah hujan (mm)
1 jam 24 jam
Hujan sangat ringan <1 <5
Hujan ringan 1-5 5-20
Hujan normal 5-10 20-50
Hujan lebat 10-20 50-100
Hujan sangat lebat >20 >100
a
Sumber: Mori et al. (1978).
Pengukuran Kerapatan Tanaman
Pengukuran kerapatan tanaman dilakukan pada dua musim tanam. Pengukuran dilakukan setiap pengambilan sampel dengan cara pengambilan foto dengan menggunakan kamera. Pengambilan foto kerapatan tanaman dilakukan pada tiga titik yang mewakili satu petak erosi. Berdasarkan Howard (1991), pengukuran persentase kerapatan tanaman terhadap tanah dapat dihitung dengan menggunakan metode grid (Gambar 2) dengan persamaan:
6
Keterangan:
K : Kerapatan tanaman (%)
∑Ak : Jumlah kotak tanaman
∑At : Jumlah total kotak
Gambar 2 Perhitungan tutupan tajuk dengan metode grid Contoh perhitungan: ∑
∑ x 100% = 16 x 100% 24
= 66.7 % Pengamatan Sifat-sifat Tanah
Pengamatan sifat-sifat tanah yang meliputi kadar bahan organik tanah, tekstur, dan bobot isi dilakukan setelah pemanenan pertama, yaitu antara musim tanam pertama dan musim tanam kedua. Pengambilan sampel tanah dilakukan pada tiga titik pada setiap petak dengan kedalaman 0-20 cm. Pengambilan contoh tanah dilakukan dengan menggunakan contoh tanah terganggu untuk penetapan tekstur dan kadar bahan organik tanah dan tanah agregat untuk penetapan bobot isi. Kadar bahan organik tanah diklasifikasikan ke dalam 5 kelas, seperti yang ditunjukkan pada Tabel 3. Metode analisis disajikan pada Tabel 2.
Tabel 2 Metode analisis sifat fisik dan C-organik tanah
No Analisis tanah Metode analisis
1 Tekstur Pipet
2 Bobot isi Clod
3 C-Organik Walkley and Black
Tabel 3 Kriteria kandungan bahan organik tanaha Kandungan bahan organik tanah (%) Kriteria
<1 Sangat rendah
1-2 Rendah
2-3 Sedang
3-5 Tinggi
>5 Sangat tinggi
a
7 Pengukuran Infiltrasi
Pengukuran infiltrasi dilakukan setelah musim tanam kedua yaitu pada tanggal 4-22 Agustus 2015. Pengukuran dilakukan di tiga bagian petak erosi, yaitu bagian atas, tengah dan bawah. Metode yang digunakan dalam pengukuran adalah double ring infiltrometer dengan masing-masing ring berdiameter 10.5 cm dan 28.5 cm. Pengukuran dilakukan sampai laju infiltrasi mencapai konstan (lebih kurang selama 2 jam).
Permukaan tanah terlebih dahulu dibersihkan sebelum double ring dipasang. Double ring dipasang dengan kedalaman 3-5 cm sampai posisi ring stabil. Penggaris diletakkan vertikal di dalam ring tegak lurus permukaan tanah. Air dimasukkan ke dalam dua buah ring tersebut hingga mencapai ketinggian yang sama, kemudian dilakukan pencatatan penurunan muka air pada selang waktu tertentu. Hal tersebut dilakukan sampai laju infiltrasi mencapai konstan. Infiltrasi diklasifikasikan ke dalam 7 kelas, seperti yang ditunjukkan pada Tabel 4. Infiltrasi dihitung dengan menggunakan persamaan sebagai berikut:
keterangan:
ft : Laju infiltrasi (cm/jam)
∆h : Tinggi penurunan air (cm)
∆t : Waktu (jam)
Tabel 4 Klasifikasi laju infiltrasi tanaha
Kelas Laju infiltrasi konstan (mm/jam)
Sangat lambat < 1
Lambat 1-5
Sedang - lambat 5-20
Sedang 20-65
Sedang - cepat 65-125
Cepat 125-250
Sangat cepat >250
a
Sumber: Kohnke (1968).
Analisis Data
Data yang diperoleh dari pengukuran lapang dan analisis laboratorium diolah dengan menggunakan Microsoft office Excel 2007. Analisis diawali dengan hubungan umur tanaman dengan tutupan tajuk. Selanjutnya hubungan tutupan tajuk dengan koefisien aliran permukaan di analisis secara deskriptif. Hubungan tutupan tajuk maupun curah hujan terhadap aliran permukaan dan erosi dianalisis dengan regresi dan korelasi. Model yang dipilih merupakan model dengan koefisien determinasi (R2) terbesar.
8
pengukuran aliran permukaan dan erosi pada musim tanam kedua) dengan aliran permukaan dan erosi yang terjadi pada musim tanam kedua dianalisis secara deskriptif.
HASIL DAN PEMBAHASAN
Hubungan Umur Tanaman dengan Tutupan Tajuk
Terdapat hubungan yang erat antara umur tanaman dengan tutupan tajuk (Gambar 3). Tutupan tajuk meningkat seiring dengan bertambahnya umur tanaman. Hal tersebut ditunjukkan oleh nilai koefisien determinasi yang besar yaitu 0.94, 0.95, dan 0.95, masing-masing pada petak 1, 2, dan 3. Selama tiga bulan pengamatan, tutupan tajuk terendah pada petak 1, 2, dan 3 terjadi pada saat tanaman berumur 10 hari, yaitu 4.95, 4.78, dan 2.6%. Tanaman pada ketiga petak mencapai tutupan tajuk maksimal pada umur 69 hari yaitu berturut-turut sebesar 97.88, 97.88, dan 97.18%. Tutupan tajuk kemudian mengalami sedikit penurunan hingga umur 78 hari. Penurunan tutupan tajuk disebabkan oleh batang dan daun tanaman yang mulai mati sehingga mengakibatkan ada bagian tanah yang tidak tertutup oleh tajuk tanaman. Kematian pada batang dan daun dapat diakibatkan oleh umur tanaman dan hama ulat.
Gambar 3 Hubungan umur tanaman dengan tutupan tajuk
Tanaman yang berperan sebagai tutupan tajuk adalah kacang tanah dan jagung. Berdasarkan perbandingan luas tanaman kacang tanah dan jagung terhadap luas total petak, maka dapat diketahui bahwa 87.5% bagian dari petak tertutupi kacang tanah dan 12.5% bagian dari petak tertutupi jagung.
Kacang tanah pada umur 10 hari pada ketiga petak memberikan sumbangan tutupan terhadap lahan berturut-turut sebesar 4.33, 4.18, dan 2.28%. Saat mencapai tutupan maksimal pada umur 69 hari, kacang tanah pada ketiga petak memberikan sumbangan tutupan terhadap lahan berturut-turut sebesar 85.65, 85.65, dan 85.03%. Berdasarkan penelitian Mawardi (2011), tutupan tajuk kacang tanah pada umur 10 hari sebesar 10% dan mencapai tutupan tajuk maksimal pada umur 76 hari yaitu sebesar 85%. Perbedaan tutupan tajuk tersebut dapat diakibatkan oleh jarak tanam yang berbeda, namun dalam penelitian Mawardi (2011) tersebut tidak disebutkan jarak tanam yang digunakan.
y = 1.39x - 1.07
9 Jagung pada umur 10 hari pada ketiga petak memberikan sumbangan tutupan terhadap lahan berturut-turut sebesar 0.62, 0.60, dan 0.33%. Saat mencapai tutupan maksimal pada umur 69 hari, jagung pada ketiga petak memberikan sumbangan tutupan terhadap lahan berturut-turut sebesar 12.24, 12.24, dan 12.15%.
Hubungan Tutupan Tajuk dengan Koefisien Aliran Permukaan
Koefisien aliran permukaan merupakan bilangan yang menunjukkan perbandingan besarnya air limpasan permukaan terhadap besarnya curah hujan. Nilai koefisien aliran permukaan berkisar dari 0 sampai 1. Angka 0 menunjukkan bahwa semua air hujan terdistribusi menjadi air intersepsi dan terutama infiltrasi, sedangkan angka 1 menunjukkan bahwa semua air hujan mengalir sebagai aliran permukaan. Di lapangan, angka koefisien aliran permukaan biasanya lebih dari 0 dan lebih kecil dari 1 (Asdak 1995).
Nilai koefisien aliran permukaan pada setiap kejadian hujan selama tiga bulan pengamatan pada petak 1, 2, dan 3 berada diantara 0.002-0.244. Koefisien aliran permukaan rata-rata pada masing-masing petak adalah 0.061, 0.057, dan 0.066. Berdasarkan klasifikasi koefisien aliran permukaan Metode Cook (Meijerink 1970), nilai koefisien aliran permukaan pada setiap kejadian hujan selama tiga bulan pengamatan pada ketiga petak berada pada kelas rendah yaitu 0-0.25.
Gambar 4 Hubungan umur tanaman dengan tutupan tajuk dan koefisien aliran permukaan
Gambar 5 Hubungan tutupan tajuk dengan koefisien aliran permukaan -0,1
Petak 1 Petak 2 Petak 3
Tutupan tajuk
10
Tutupan tajuk dan koefisien aliran permukaan pada setiap kejadian hujan selama periode 26 hari hujan disajikan pada Gambar 4. Gambar 4 menunjukkan tutupan tajuk semakin hari semakin meningkat dan maksimal tercapai pada umur 69 hari, namun setelah itu terjadi sedikit penurunan. Akan tetapi peningkatan tutupan tajuk tersebut tidak diikuti oleh penurunan koefisien aliran permukaan. Hubungan tutupan tajuk dengan koefisien aliran permukaan tidak berkorelasi dengan baik pada setiap kejadian hujan. Hal tersebut ditunjukkan oleh Gambar 5 di mana hubungan tutupan tajuk dengan koefisien aliran permukaan memiliki nilai koefisien determinasi sangat rendah yaitu 0.04, 0.15, dan 0.13. Rendahnya hubungan antara tutupan tajuk dengan koefisien aliran permukaan dikarenakan pengamatan dilakukan pada curah hujan yang berbeda, sehingga koefisien aliran permukaan tidak hanya dipengaruhi oleh tutupan tajuk.
Curah hujan yang dicatat selama penelitian sebanyak 26 kejadian hujan. Curah hujan yang terjadi sangat beragam yaitu antara 2.14-96.75 mm/hari dengan total curah hujan 585.7 mm. Menurut Mori et al. (1978), kategori curah hujan yang terjadi dalam 24 jam, dari 26 kejadian hujan, 3 kejadian berada dalam kategori hujan sangat ringan (< 5 mm/hari), 12 kejadian berada dalam kategori hujan ringan (5-20 mm/hari), 10 kejadian berada dalam kategori hujan normal (20-50 mm/hari), dan 1 kejadian berada dalam kategori hujan lebat (50-100 mm/hari).
Hubungan Tutupan Tajuk dengan Aliran Permukaan dan Erosi
Hubungan Tutupan Tajuk dengan Aliran Permukaan
Aliran permukaan adalah bagian dari air hujan yang mengalir di atas permukaan tanah. Bentuk aliran inilah yang paling penting sebagai penyebab erosi (Arsyad 2010). Hubungan antara tutupan tajuk dengan aliran permukaan tidak berkorelasi dengan baik pada setiap kejadian hujan. Hal tersebut ditunjukkan oleh Gambar 6a di mana hubungan tutupan tajuk dengan aliran permukaan memiliki nilai koefisien determinasi sangat rendah yaitu 0.29, 0.12, dan 0.15, masing-masing pada petak 1, 2, dan 3. Hubungan yang rendah antara tutupan tajuk dengan aliran permukaan dikarenakan adanya variasi hujan. Hubungan tutupan tajuk dengan aliran permukaan dapat diperjelas dengan cara mengelompokkan hujan ke dalam kelas yang sama, sehingga variasi hujan berkurang (Gambar 6b, 6c, dan 6d). Setelah hujan dikelompokkan, hubungan antara tutupan tajuk dengan aliran permukaan tetap rendah. Berdasarkan Gambar 6b, 6c, dan 6d, dapat dilihat bahwa semakin besar curah hujan maka semakin besar pula aliran permukaan. Hal tersebut menunjukkan hubungan curah hujan dengan aliran permukaan lebih erat dibandingkan dengan hubungan tutupan tajuk dengan aliran permukaan.
11
a b
c d
Gambar 6 Hubungan tutupan tajuk dengan aliran permukaan pada (a) 26 kejadian hujan; (b) kelas hujan 0-20 mm; (c) kelas hujan 20-40 mm; (d) kelas hujan 40-60 mm
Arsyad (2010) menyatakan bahwa terdapat perbedaan yang kecil dalam jumlah air hujan yang diintersepsi antara hujan lebat dan hujan ringan yang jatuh dalam waktu yang sama panjangnya. Akan tetapi persentase air hujan yang diintersepsi berkurang dengan semakin besarnya curah hujan. Dari curah hujan sebesar 6.25 mm yang jatuh di atas suatu vegetasi, mungkin sebanyak 5 mm atau 80% air hujan yang diintersepsi dan tidak pernah mencapai tanah, sedangkan suatu hujan sebesar 25 mm mungkin terintersepsi sebanyak 7.5 mm atau 30% air hujan. Berdasarkan hal tersebut dapat dijelaskan bahwa selain dipengaruhi oleh tutupan tajuk, intersepsi juga dipengaruhi oleh curah hujan dan intensitas hujan.
Apabila tutupan tajuk rendah maka evaporasi menjadi lebih tinggi. Hal tersebut mengakibatkan tanah menjadi lebih cepat kering karena tidak terdapat tanaman yang menjaga kelembaban tanah. Apabila terjadi hujan pada saat keadaaan tanah yang kering karena tutupan tajuk yang rendah, maka laju infiltrasi menjadi lebih besar. Arsyad (2010) menyatakan bahwa laju infiltrasi terbesar terjadi pada kandungan air tanah yang rendah.
Hubungan Tutupan Tajuk dengan Erosi
Erosi yang terjadi dalam 26 kejadian hujan pada petak 1, 2, dan 3, 95% berada diantara 0-10 g/m2/hari atau setara dengan 0-0.1 ton/ha/hari. Jumlah erosi yang terjadi selama tiga bulan pengamatan pada petak 1, 2, dan 3 berturut-turut
Petak 1 Petak 2 Petak 3
y = 0.004x + 0.23
Petak 1 Petak 2 Petak 3
y = -0.02x + 1.93
Petak 1 Petak 2 Petak 3
y = 0.03x + 3.59
12
yaitu 0.73, 0.69, dan 0.51 ton/ha, yaitu erosi sangat ringan. Seperti yang dinyatakan oleh Departemen Kehutanan (1998), kehilangan tanah kurang dari 15 ton/ha/tahun merupakan bahaya erosi pada tingkat satu, yaitu erosi sangat ringan.
a b
c d
Gambar 7 Hubungan tutupan tajuk dengan erosi pada (a) 26 kejadian hujan; (b) kelas hujan 0-20 mm; (c) kelas hujan 20-40 mm; (d) kelas hujan 40-60 mm
Hubungan antara tutupan tajuk dengan erosi tidak berkorelasi dengan baik pada setiap kejadian hujan. Hal tersebut ditunjukkan oleh Gambar 7a di mana hubungan tutupan tajuk dengan erosi memiliki nilai koefisien determinasi sangat rendah yaitu 0.17, 0.32, dan 0.33, masing-masing pada petak 1, 2, dan 3. Hubungan yang rendah antara tutupan tajuk dengan erosi dikarenakan pengamatan dilakukan pada curah hujan yang berbeda, sehingga erosi tidak hanya dipengaruhi oleh tutupan tajuk.
Hubungan tutupan tajuk dengan erosi diperjelas dengan cara mengelompokkan hujan ke dalam kelas yang sama, sehingga variasi hujan berkurang (Gambar 7b, 7c, dan 7d). Setelah hujan dikelompokkan, hubungan antara tutupan tajuk dengan erosi tetap rendah. Berdasarkan Gambar 7b, 7c, dan 7d, dapat dilihat bahwa semakin besar curah hujan maka semakin besar pula erosi. Hal tersebut menunjukkan hubungan curah hujan dengan erosi lebih erat dibandingkan dengan hubungan tutupan tajuk dengan erosi.
Berdasarkan nilai koefisien determinasi yang terdapat pada Gambar 6a dan 7a dapat diketahui bahwa hubungan tutupan tajuk dengan erosi lebih erat dibandingkan dengan hubungan tutupan tajuk dengan aliran permukaan. Seperti yang dinyatakan oleh Arsyad (2010), pengaruh tumbuhan terhadap laju aliran permukaan lebih besar dari pada pengaruhnya terhadap pengurangan jumlah aliran
y = -0.002x2 + 0.18x + 2.35 Petak 1 Petak 2 Petak 3
y = -0.01x + 1.25
Petak 1 Petak 2 Petak 3
y = -0.0008x + 2.39
Petak 1 Petak 2 Petak 3
y = 0.05x + 4.31
13 permukaan. Dengan demikian tumbuhan mengurangi daya hancur dan daya angkut air terhadap partikel-partikel tanah.
Hubungan Curah Hujan dengan Aliran Permukaan dan Erosi
Hubungan Curah Hujan dengan Aliran Permukaan
Di daerah beriklim basah, faktor iklim yang mempengaruhi erosi adalah hujan. Besarnya curah hujan adalah volume air yang jatuh pada suatu areal tertentu. Oleh karena itu, besarnya curah hujan dapat dinyatakan dalam m3 persatuan luas, atau secara umum dinyatakan dalam tinggi kolom air yaitu mm.
a b
c d
Gambar 8 Hubungan curah hujan dengan aliran permukaan pada (a) 26 kejadian hujan; (b) tutupan tajuk 0-20%; (c) tutupan tajuk 20-40%; (d) tutupan tajuk 80-100%
Gambar 8a menunjukkan hubungan yang erat antara curah hujan dengan aliran permukaan. Aliran permukaan meningkat seiring dengan peningkatan curah hujan. Hal tersebut ditunjukkan oleh nilai koefisien determinasi yang besar yaitu 0.76, 0.90, dan 0.86, masing-masing pada petak 1, 2, dan 3. Gambar 8a menunjukkan hubungan curah hujan dengan aliran permukaan paling rendah pada petak 1 dengan nilai koefisien determinasi 0.76. Hal tersebut karena hubungan tutupan tajuk dengan aliran permukaan paling erat pada petak 1 dengan nilai koefisien determinasi 0.29 (Gambar 6a). Peran tutupan tajuk pada petak 1 menyebabkan dampak aliran permukaan yang ditimbulkan oleh curah hujan rendah. Vegetasi mengurangi jumlah air yang sampai ke tanah melalui fungsinya sebagai intersepsi air hujan. Petak 1 Petak 2 Petak 3
y = 0.03x - 0.01
Petak 1 Petak 2 Petak 3
y = 0.09x - 0.94
Petak 1 Petak 2 Petak 3
y = 0.08x - 0.05
14
Berdasarkan persamaan pada Gambar 8a, nilai curah hujan minimal yang dapat menimbulkan aliran permukaan pada petak 1, 2, dan 3 adalah 4.69, 2.43, dan 2.25 mm. Hubungan curah hujan dengan aliran permukaan semakin nyata jika dikelompokkan ke dalam kelas tajuk yang sama (Gambar 8b, 8c, dan 8d). Gambar 8b, 8c, dan 8d menunjukkan hubungan yang erat antara curah hujan dengan aliran permukaan, hal tersebut ditunjukkan oleh nilai koefisien determinasi yang tinggi pada ketiga gambar tersebut.
Hubungan Curah Hujan dengan Erosi
Gambar 9a menunjukkan hubungan yang cukup erat antara curah hujan dengan erosi. Erosi meningkat seiring dengan peningkatan curah hujan, sesuai dengan hasil penelitian Widyawardhani (2001) yaitu semakin tinggi curah hujan maka semakin tinggi pula erosi yang terjadi. Eratnya hubungan antara curah hujan dengan erosi, ditunjukkan oleh nilai koefisien determinasi yang cukup besar seperti pada Gambar 9a yaitu 0.67, 0.37, dan 0.45, masing-masing pada petak 1, 2, dan 3. Nilai koefisien determinasi tersebut menunjukkan hubungan curah hujan dengan erosi paling erat pada petak 1. Hal tersebut karena hubungan tutupan tajuk dengan erosi paling rendah pada petak 1 dengan nilai koefisien determinasi 0.17 (Gambar 7a).
a b
c d
Gambar 9 Hubungan curah hujan dengan erosi pada (a) 26 kejadian hujan; (b) tutupan tajuk 0-20%; (c) tutupan tajuk 20-40%; (d) tutupan
tajuk 80-100%
Berdasarkan persamaan pada Gambar 9a, nilai curah hujan minimal yang dapat menimbulkan erosi pada petak 1, 2, dan 3 adalah 10.20, 3.92, dan 4.58 mm. Hubungan curah hujan dengan erosi semakin nyata jika dikelompokkan ke dalam
y = 0.002x - 0.02 Petak 1 Petak 2 Petak 3
y = 0.31x - 4.29
Petak 1 Petak 2 Petak 3
y = 0.13x - 0.91
Petak 1 Petak 2 Petak 3
y = 0.0004x - 0.0004
15 kelas tajuk yang sama (Gambar 9b, 9c, dan 9d). Gambar 9b, 9c, dan 9d menunjukkan hubungan curah hujan dengan erosi cukup tinggi dengan koefisien determinasi yang tinggi.
Gambar 8a dan 9a menunjukkan bahwa hubungan antara curah hujan dengan aliran permukaan lebih besar dibandingkan dengan hubungan curah hujan dengan erosi. Hal tersebut sesuai dengan hasil penelitian Widyawardhani (2001) yaitu nilai koefisien determinasi pada hubungan antara curah hujan dengan aliran permukaan adalah 0.94 dan nilai koefisien determinasi pada hubungan antara curah hujan dengan erosi adalah 0.85. Nilai koefisien determinasi yang lebih rendah pada hubungan antara curah hujan dengan erosi dikarenakan peran tutupan tajuk dalam pengurangan erosi lebih besar dibandingkan dengan peran tutupan tajuk dalam pengurangan aliran permukaan. Vegetasi yang ada di atas permukaan tanah, seperti daun dan batang, menyerap energi perusak hujan, sehingga mengurangi dampaknya terhadap erosi tanah. Bahan organik berupa daun dan ranting yang belum hancur yang menutupi permukaan tanah, merupakan pelindung tanah terhadap kekuatan perusak butir-butir hujan yang jatuh (Arsyad 2010). Hal tersebut menunjukkan bahwa vegetasi memiliki peran penting dalam menekan erosi. Oleh karena itu perlu dilakukan pengelolaan tanah dengan komoditas tanaman. Salah satu cara penanaman adalah tumpang sari dengan menggunakan tanaman kacang tanah sebagai tanaman utama dan jagung sebagai tanaman sela.
Hubungan Aliran Permukaan dengan Erosi
Aliran permukaan adalah bagian dari air hujan yang mengalir di atas permukaan tanah. Besarnya erosi berkaitan dengan banyaknya aliran permukaan, maka dengan meningkatnya aliran permukaan, erosi juga meningkat (Arsyad 2010).
Keterangan: E = Erosi; AP = Aliran permukaan
Gambar 10 Hubungan aliran permukaan dengan erosi
Gambar 10 menunjukkan hubungan yang cukup erat antara aliran permukaan dengan erosi. Erosi meningkat seiring dengan peningkatan aliran permukaan. Eratnya hubungan antara aliran permukaan dengan erosi, ditunjukkan oleh nilai koefisien determinasi yang cukup besar pada Gambar 10 yaitu 0.76, 0.44, dan 0.58, masing-masing pada petak 1, 2, dan 3. Hal tersebut disebabkan oleh semakin besarnya volume aliran permukaan maka semakin besar pula daya hancur dan daya angkutnya terhadap erosi tanah. Begitu pula sebaliknya, semakin
E= 0.03AP - 0.01
16
kecil aliran permukaan maka erosi yang terjadi semakin kecil pula. Seperti yang dinyatakan oleh Ispriyanto et al. (2001), kecilnya aliran permukaan menyebabkan kecilnya erosi yang terjadi, karena aliran permukaan merupakan media yang sangat penting sebagai pembawa masa tanah yang tererosi. Berdasarkan persamaan pada Gambar 10, didapatkan nilai aliran permukaan minimal yang dapat menimbulkan erosi pada petak 1, 2, dan 3 adalah 0.39, 0.14, dan 0.39 mm.
Hubungan Sifat Tanah dengan Aliran Permukaan dan Erosi
Bahan Organik Tanah
Analisis kadar bahan organik tanah dilakukan pada kedalaman 0-20 cm, sebelum pengamatan aliran permukaan dan erosi pada musim tanam kedua. Kadar bahan organik tanah pada petak 1, 2, dan 3 berturut-turut adalah 3.84, 3.84, dan 3.76% seperti yang ditunjukkan pada Tabel 5. Berdasarkan Sulaeman et al. (2005) mengenai kriteria kadar bahan organik tanah, ketiga petak tersebut memiliki kadar bahan organik tanah pada kriteria tinggi (2-4%). Kadar bahan organik tanah yang tinggi dikarenakan tanah pada ketiga petak tersebut telah ditanami kacang tanah selama tiga tahun berturut-turut. Pada setiap persiapan tanam, tanah selalu diberikan pupuk, baik itu pupuk kandang maupun pupuk kimia. Selain itu setelah pemanenan, sisa tanaman dikembalikan ke tanah sehingga tanah memiliki bahan organik tanah dengan kadar yang tinggi.
Tabel 5 Kadar bahan organik tanah, aliran permukaan, dan erosi
Petak Bahan organik
Kadar bahan organik tanah pada kedalaman 0-20 cm.; bJumlah curah hujan, aliran permukaan dan erosi pada musim tanam kedua.; cErosi yang terjadi selama satu tahun.
Jumlah aliran permukaan dan erosi yang terjadi pada musim tanam kedua, yaitu selama dua bulan pengamatan berada pada kategori rendah (Tabel 5). Apabila total erosi yang terjadi selama dua bulan tersebut diasumsikan terjadi selama satu tahun, maka dalam satu tahun erosi yang terjadi pada petak 1, 2, dan 3 diprediksi sebesar 4.14, 4.02, dan 2.58 ton/ha. Klasifikasi tingkat bahaya erosi berdasarkan Departemen Kehutanan (1998), kehilangan tanah kurang dari 15 ton/ha/tahun merupakan bahaya erosi pada tingkat satu, yaitu erosi sangat ringan.
17 Tekstur Tanah
Analisis tekstur tanah dilakukan pada kedalaman 0-20 cm, sebelum pengamatan aliran permukaan dan erosi pada musim tanam kedua. Berdasarkan hasil analisis, tekstur pada petak 1, 2, dan 3 memiliki kelas tekstur klei dengan komposisi pasir, klei dan debu yang berbeda (Tabel 6). Persentase pasir pada petak 1, 2, dan 3 berturut-turut adalah 6.62, 8.55, dan 14.03%. Persentase klei pada petak 1, 2, dan 3 berturut-turut adalah 84.94, 86.06, dan 70.80%. Persentase debu pada petak 1, 2, dan 3 berturut-turut adalah 8.44, 5.39, dan 15.17%.
Tabel 6 Tekstur tanah, aliran permukaan dan erosi
Petak Pasir
Tekstur tanah pada kedalaman 0-20 cm.; bCurah hujan, aliran permukaan dan erosi rata-rata pada setiap kategori hujan pada musim tanam kedua.
Tabel 6 menunjukkan bahwa pada kondisi hujan lebat yaitu 96.75 mm, petak 1 mengalami aliran permukaan dan erosi tertinggi yaitu 8.55 mm dan 29.48 g/m2. Hal tersebut dikarenakan petak 1 memiliki persentase pasir yang rendah yaitu 6.22%. Dengan kadar pasir paling rendah, memungkinkan petak 1 memiliki laju infiltrasi paling rendah sehingga aliran permukaan dan erosi paling tinggi. Pada kondisi hujan lebat, pasir memiliki peran besar terhadap infiltrasi tanah. Arsyad (2010) menyatakan tanah pasir mempunyai kapasitas infiltrasi yang tinggi. Nilai erosi terendah pada saat hujan lebat terdapat pada petak 3 yaitu 4.37 g/m2. Meskipun tanah pada petak 3 memiliki kandungan debu yang tinggi, namun kandungan pasir yang tinggi pada petak 3 menyebabkan tingkat erosi yang rendah pada saat terjadi hujan lebat. Kandungan pasir yang tinggi pada petak 3 menyebabkan banyaknya air yang meresap ke dalam tanah sehingga berkurangnya aliran permukaan dan daya angkut air terhadap erosi tanah.
18
Dalam peristiwa erosi, fraksi halus tanah akan terangkut lebih dahulu. Proses ini berhubungan dengan daya angkut aliran permukaan terhadap butir-butir tanah yang berbeda berat jenisnya, kejadian tersebut disebut selektivitas erosi (Arsyad 2010). Namun klei yang saling berikatan membentuk agregat yang lebih besar akan sulit terangkut aliran permukaan.
Bobot Isi
Bobot isi menunjukkan perbandingan antara massa tanah kering terhadap volume total tanah (bahan padatan ditambah pori-pori) (Hillel 1997). Analisis bobot isi dilakukan pada kedalaman 0-20 cm, sebelum pengamatan aliran permukaan dan erosi pada musim tanam kedua. Bobot isi pada petak 1, 2, dan 3 berturut-turut adalah 1.06, 0.89, dan 1.01 g/cm3, seperti yang ditunjukkan pada Tabel 7. Bobot isi pada ketiga petak tersebut sesuai dengan hasil penelitian yang dilakukan oleh Adeline (2014) dan Presana (2014), bobot isi tanah Latosol Darmaga berada diantara 0.98-1.1 g/cm3. Bobot isi yang relatif rendah menyebabkan air mudah masuk ke dalam tanah sehingga jumlah air yang masuk lebih banyak dan memperkecil aliran permukaan dan erosi yang terjadi.
Tabel 7 Bobot isi tanah, aliran permukaan dan erosi
Petak Bobot isi (g/cm3)a Curah hujan setiap kategori hujan pada musim tanam kedua.
Petak 2 memiliki nilai aliran permukaan terendah pada setiap kondisi curah hujan, yaitu pada kondisi curah hujan lebat, normal dan ringan. Hal tersebut dikarenakan petak 2 memiliki bobot isi terendah yaitu 0.89 g/cm3, sehingga lebih mudah meresapkan air ke dalam tanah dan menyebabkan aliran permukaan yang rendah
19 Hubungan Aliran Permukaan dan Erosi dengan Laju Infiltrasi Konstan
Infiltrasi adalah proses masuknya air ke dalam tanah melalui permukaan tanah. Umumnya infiltrasi yang dimaksud adalah infiltrasi vertikal, yaitu gerakan air ke bawah dari permukaan tanah (Jury dan Horton 2004). Infiltrasi tanah meliputi infiltrasi kumulatif, laju infiltrasi, dan kapasitas infiltrasi. Infiltrasi kumulatif adalah jumlah air yang meresap ke dalam tanah pada suatu periode infiltrasi. Laju infiltrasi adalah kecepatan air yang meresap ke dalam tanah dalam waktu tertentu, sedangkan kapasitas infiltrasi adalah kemampuan tanah menampung air yang masuk ke dalam tanah dalam waktu tertentu (Haridjaja et al. 1991).
Pengamatan laju infiltrasi konstan dilakukan setelah pengamatan aliran permukaan dan erosi pada musim tanam kedua. Berdasarkan klasifikasi laju infiltrasi konstan tanah menurut Kohnke (1968), laju infiltrasi konstan pada petak 1, 2, dan 3 berada pada kelas cepat (12.5-25 cm/jam). Laju infiltrasi konstan rata-rata pada petak 1, 2, dan 3 berturut-turut adalah 13, 18, dan 22 cm/jam seperti yang ditunjukkan pada Tabel 8.
Tabel 8 Laju infiltrasi konstan, aliran permukaan dan erosi
Petak Kadar air sebelum pengukuran infiltrasi pada petak 1, 2, dan 3 berturut-turut adalah 30.93, 22.32, dan 16.55%. Kadar air tanah yang tinggi pada petak 1 mengakibatkan pengaruh sedotan matriks berkurang dengan cepat, sehingga infiltrasi konstan tercapai dalam waktu 2 jam. Laju infiltrasi konstan pada petak 2 dan 3 dipengaruhi oleh kadar air profil tanah yang kering, dikarenakan sudah beberapa hari tidak terjadi hujan, seperti yang disajikan pada Lampiran 4. Kadar air awal tanah tidak memiliki pengaruh terhadap nilai laju infiltrasi konstan. Kadar air awal sebelum pengukuran infiltrasi berpengaruh terhadap waktu pencapaian laju infiltrasi konstan. Laju infiltrasi pada petak 2 dan 3 masih dipengaruhi oleh sedotan matriks, sehingga laju infiltrasi konstan belum tercapai dalam waktu 2 jam.
20
Jumlah curah hujan yang terjadi selama musim tanam kedua adalah 440.52 mm dengan jumlah aliran permukaan pada petak 1, 2, dan 3 berturut-turut adalah 33.89, 24.72, dan 28.51 mm dan jumlah erosi pada petak 1, 2, dan 3 berturut-turut adalah 0.69, 0.67, dan 0.43 ton/ha. Aliran permukaan dan erosi yang rendah pada ketiga petak tidak memberikan pengaruh nyata terhadap nilai laju infiltrasi konstan, sehingga laju infiltrasi konstan berada pada kategori cepat.
Laju infiltrasi konstan pada petak 1, 2, dan 3 yang berada pada kelas cepat dipengaruhi oleh sifat tanah yaitu kadar bahan organik tanah, bobot isi dan tekstur. Tanah pada ketiga petak tersebut telah ditanami kacang tanah selama tiga tahun berturut-turut. Pada setiap persiapan tanam, tanah selalu diberikan pupuk, baik itu pupuk kandang maupun pupuk kimia. Selain itu setelah pemanenan, sisa tanaman dikembalikan ke tanah sehingga tanah memiliki bahan organik tanah dengan kadar yang tinggi. Menurut Franzluebbers (2002), kandungan bahan organik tanah dapat menurunkan bobot isi dan meningkatkan laju infiltrasi tanah. Selain itu, Arsyad (2010) menyatakan bahwa pemupukan dengan pupuk organik dapat memperbesar kapasitas infiltrasi. Tanah pada petak 1, 2, dan 3 bertekstur klei. Klei meskipun berukuran halus namun karena mempunyai muatan, maka fraksi ini dapat membentuk ikatan. Meyer dan Harmon (1984) menyatakan bahwa tanah-tanah bertekstur halus (didominasi klei) umumnya bersifat kohesif dan sulit untuk dihancurkan, sehingga infiltrasi masih cukup besar.
SIMPULAN DAN SARAN
Simpulan
Aliran permukaan dan erosi memiliki hubungan yang lebih erat dengan curah hujan dibandingkan dengan tutupan tajuk. Semakin besar curah hujan, maka semakin besar pula aliran permukaan dan erosi yang terjadi. Hubungan antara tutupan tajuk dengan aliran permukaan dan erosi yang rendah dikarenakan penelitian dilakukan pada curah hujan yang berbeda, sehingga terdapat variasi hujan yang besar.
Hasil analisis sifat-sifat tanah pada petak 1, 2, dan 3, menunjukkan kadar bahan organik tanah yang tinggi, tekstur klei, dan bobot isi yang sedang, sehingga menyebabkan kecilnya aliran permukaan dan erosi yang terjadi pada ketiga petak tersebut. Aliran permukaan dan erosi yang kecil, yang terjadi pada musim tanam kedua menyebabkan laju infiltrasi konstan setelah musim tanam kedua berada pada kelas cepat.
Saran
21
DAFTAR PUSTAKA
Adeline F. 2014. Karakteristik fisik tanah dan distribusi kadar air pada berbagai penggunaan lahan di Latosol Darmaga [skripsi]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor.
Arsyad S. 2010. Konservasi Tanah dan Air. Bogor (ID): IPB Press.
Asdak C. 1995. Hidrologi dan Pengelolaan Daerah Aliran Sungai. Yogyakarta (ID): Gadjah Mada University Press.
Baver LD, Gardner WH, Gardner WR. 1972. Soil Physics. London (GB) Sidney (AU) and Toronto (US): John Willey and Sons Inc.
Dauwani KN. 2012. Analisis koefisien runoff untuk pengendalian direct runoff [skripsi]. Bandung (ID): Institut Teknologi Bandung.
Departemen Kehutanan, Direktorat Jenderal Reboisasi dan Rehabilitasi Lahan. 1998. Pedoman Penyusunan Rencana Teknik Lapangan Rehabilitasi Lahan dan Konservasi tanah Daerah Aliran Sungai. Jakarta.
FAO. 1965. Soil erosion by water some measure for its control on cultivated lands. FAO Agric. Dev Paper No.81. FAO, Rome.
Franzluebbers AJ. 2002. Soil Organic Matter Stratification Ratio as an Indicator of Soil Quality. Soil Till Res.
Haridjaja O, Murtilaksono K, Rachman LM. 1991. Hidrologi Pertanian. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor.
Hillel D. 1997. Pengantar Fisika Tanah. Sutanto RH, Purnomo RH, penerjemah. Indralaya (ID): Mitra Gama Widya. Terjemahan dari: Introduction to Soil Physics.
Howard JA. 1991. Penginderaan Jauh untuk Sumberdaya Hutan Teori dan Aplikasi. Hartono, Dulbahri, Suharyadi, Danoedoro P, Jatmiko RH, penerjemah; Sutanto, editor. Yogyakarta (ID): Gadjah Mada University Press. Terjemahan dari: Remote Sensing of Forest Resources Theory and Application.
Ispriyanto R, Arifjaya NM, Hendrayanto. 2001. Aliran permukaan dan erosi di areal tumpangsari tanaman Pinus Merkusii Jungh. Et de Vriese. J Manajemen Hutan Tropika. 7(1):37-47.
Jury WA, Horton R. 2004. Soil Physics. New Jersey (US): John Willey and Sons Inc.
Kohnke H, Bretrand AR. 1959. Soil Conservation. New York (US): McGraw-Hill Book Co Inc.
Kohnke H. 1968. Soil Physic. New York (US): McGraw-Hill Book Co Inc.
Mawardi. 2011. Peranan teras kredit sebagai pengendali laju erosi pada lahan bervegetasi kacang tanah. J Teknis. 6(3):105-113
Meijerink AMJ. 1970. Photo Interpretation in Hydrology A Geomorphological Approach. ITC. Delf.
Meyer LD, Harmon WC. 1984. Suspectibility of Agricultural Soils to Interil Erosion. Soil Sci. Soc. Am. J. 8 :1.152-1.157.
22
Presana HC. 2014. Dinamika penetrabilitas tanah pada berbagai penggunaan lahan di tanah Latosol, Darmaga [skripsi]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor. Pudjiharta Ag, Sallata MK. 1985. Aliran Batang, Air Lolos dan Intersepsi Curah
Hujan pada Tegakan Pinus merkusii di bawah hutan Tropik di Cikole, Lembang, Bandung Utara, Jawa Barat. Pusat Penelitian dan Pengembangan Hutan. Bogor. Bulletin no.471
Santosa AZPB. 2006. Karakteristik lengas dan agihan pori tanah regosol yang diberi pupuk kandang dengan inkubasi yang berbeda. J Tanah dan Air. 7 (1) : 64-72.
Sulaeman, Suparto, Eviati. 2005. Petunjuk Teknis Analisis Kimia Tanah, Tanaman, Air, dan Pupuk. Bogor (ID): Balai Penelitian Tanah.
Thompson LM. 1957. Soil and Soil Fertility. 2nd ed. McGraw-Hill Book Co Inc. Tolaka W, Wardah, Rahmawati. 2013. Sifat fisik tanah pada hutan primer,
agroforestri dan kebun kakao di Subdas Wera Saluopa Desa Leboni Kecamatan Pamona Puselemba Kabupaten Poso. Warta Rimba. 1(1):4-6. Widyawardhani AI. 2001. Pengaruh berbagai penutupan lahan terhadap tingkat
erosi dan aliran permukaan (studi kasus di RPH Tanggulun, BKPH Kalijati, KPH Purwakarta) [skripsi]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor. Wischmeier WH, Smith DD. 1978. Predicting Rainfall Erosion losses. A guide to
23
LAMPIRAN
Lampiran 1 Tutupan tajuk, curah hujan, aliran permukaan, dan erosi pada petak 1
No. Tanggal Umur
(hari)
Tutupan tajuk (%)
Curah hujan (mm)
Aliran permukaan
(mm)
Koefisien run off
(%)
Erosi (g/m2)
Erosi (ton/ha)
1 10 Maret 10 4.95 7.27 0.18 0.02 1.99 0.02
2 13 Maret 13 8.53 5.39 0.01 0.00 0.02 0.00
3 16 Maret 16 13.71 37.99 1.04 0.03 1.18 0.01
4 17 Maret 17 15.71 18.83 0.88 0.05 2.22 0.02
5 20 Maret 20 22.67 32.60 1.35 0.04 1.87 0.02
6 21 Maret 21 22.67 96.75 8.55 0.09 29.48 0.29
7 22 Maret 22 24.94 39.29 2.51 0.06 2.39 0.02
8 24 Maret 24 29.69 50.00 4.26 0.09 6.67 0.07
9 25 Maret 25 31.72 6.62 0.31 0.05 0.34 0.00
10 1 April 32 50.27 49.03 5.78 0.12 4.82 0.05
11 3 April 34 59.52 40.91 4.88 0.12 9.19 0.09
12 6 April 37 65.47 7.14 0.22 0.03 0.18 0.00
13 7 April 38 68.75 5.58 0.15 0.03 0.15 0.00
14 9 April 40 71.17 23.96 2.10 0.09 7.87 0.08
15 25 April 56 83.2 19.16 1.68 0.09 0.73 0.01
16 21Januari 61 85.43 2.73 0.27 0.10 0.11 0.00
17 23 Januari 63 87.64 2.14 0.23 0.11 0.06 0.00
18 25 Januari 65 89.31 6.95 0.24 0.03 0.10 0.00
19 26 Januari 66 92.04 15.71 1.30 0.08 0.82 0.01
20 29 Januari 69 97.88 4.68 0.67 0.14 0.36 0.00
21 30 Januari 70 97.39 6.23 0.34 0.05 0.07 0.00
22 31 Januari 71 96.90 9.94 0.83 0.08 0.87 0.01
23 2 Februari 73 96.42 46.10 0.36 0.01 0.27 0.00
24 3 Februari 74 95.94 20.78 0.38 0.02 0.20 0.00
25 6 Februari 77 95.46 9.48 0.31 0.03 0.12 0.00
24
Lampiran 2 Tutupan tajuk, curah hujan, aliran permukaan, dan erosi pada petak 2
No. Tanggal Umur
(hari)
Tutupan tajuk (%)
Curah hujan (mm)
Aliran permukaan
(mm)
Koefisien run off
Erosi (g/m2)
Erosi (ton/ha)
1 10 Maret 10 4.78 7.27 0.02 0.00 0.26 0.00
2 13 Maret 13 7.38 5.39 0.06 0.01 0.01 0.00
3 16 Maret 16 14.03 37.99 0.92 0.02 0.86 0.01
4 17 Maret 17 15.62 18.83 0.97 0.05 0.74 0.01
5 20 Maret 20 17.86 32.60 1.18 0.04 2.34 0.02
6 21 Maret 21 19.44 96.75 6.44 0.07 6.33 0.06
7 22 Maret 22 21.38 39.29 2.00 0.05 10.83 0.11
8 24 Maret 24 29.52 50.00 2.74 0.05 13.13 0.13
9 25 Maret 25 29.52 6.62 0.27 0.04 0.55 0.01
10 1 April 32 42.06 49.03 4.07 0.08 20.96 0.21
11 3 April 34 54.96 40.91 2.92 0.07 5.06 0.05
12 6 April 37 60.46 7.14 0.17 0.02 0.17 0.00
13 7 April 38 63.48 5.58 0.15 0.03 0.24 0.00
14 9 April 40 71.2 23.96 1.43 0.06 5.21 0.05
15 25 April 56 82.8 19.16 1.40 0.07 0.61 0.01
16 21 Januari 61 85.29 2.73 0.13 0.05 0.02 0.00
17 23 Januari 63 87.93 2.14 0.46 0.21 0.06 0.00
18 25 Januari 65 90.65 6.95 0.22 0.03 0.04 0.00
19 26 Januari 66 94.34 15.71 1.27 0.08 0.19 0.00
20 29 Januari 69 97.88 4.68 0.51 0.11 0.08 0.00
21 30 Januari 70 97.39 6.23 0.14 0.02 0.02 0.00
22 31 Januari 71 96.90 9.94 0.99 0.10 0.23 0.00
23 2 Februari 73 96.42 46.10 2.54 0.06 0.36 0.00
24 3 Februari 74 95.94 20.78 1.15 0.06 0.12 0.00
25 6 Februari 77 95.46 9.48 0.37 0.04 0.07 0.00
25 Lampiran 3 Tutupan tajuk, curah hujan, aliran permukaan, dan erosi pada petak 3
No. Tanggal Umur
(hari)
Tutupan tajuk (%)
Curah hujan (mm)
Aliran permukaan
(mm)
Koefisien run off
Erosi (g/m2)
Erosi (ton/ha)
1 10 Maret 10 2.6 7.27 0.18 0.02 2.80 0.03
2 13 Maret 13 8.07 5.39 0.10 0.02 0.06 0.00
3 16 Maret 16 15.54 37.99 1.60 0.04 1.36 0.01
4 17 Maret 17 15.54 18.83 0.84 0.04 2.80 0.03
5 20 Maret 20 21.18 32.60 1.34 0.04 2.38 0.02
6 21 Maret 21 21.18 96.75 7.09 0.07 4.37 0.04
7 22 Maret 22 23.30 39.29 1.94 0.05 5.20 0.05
8 24 Maret 24 30.08 50.00 2.71 0.05 4.97 0.05
9 25 Maret 25 33.86 6.62 0.35 0.05 0.83 0.01
10 1 April 32 47.28 49.03 4.14 0.08 6.98 0.07
11 3 April 34 51.12 40.91 5.02 0.12 8.62 0.09
12 6 April 37 56.23 7.14 0.14 0.02 0.13 0.00
13 7 April 38 59.04 5.58 0.14 0.03 0.30 0.00
14 9 April 40 75.13 23.96 1.26 0.05 1.55 0.02
15 25 April 56 84.56 19.16 1.66 0.09 0.96 0.01
16 21 Januari 61 86.15 2.73 0.34 0.12 0.08 0.00
17 23 Januari 63 88.81 2.14 0.52 0.24 0.61 0.01
18 25 Januari 65 91.56 6.95 0.30 0.04 0.14 0.00
19 26 Januari 66 96.47 15.71 1.28 0.08 0.17 0.00
20 29 Januari 69 97.18 4.68 0.49 0.10 0.36 0.00
21 30 Januari 70 96.69 6.23 0.20 0.03 0.01 0.00
22 31 Januari 71 96.21 9.94 0.93 0.09 1.85 0.02
23 2 Februari 73 95.73 46.10 2.78 0.06 1.39 0.01
24 3 Februari 74 95.25 20.78 1.11 0.05 0.15 0.00
25 6 Februari 77 94.77 9.48 0.39 0.04 0.07 0.00
26
Lapiran 4 Laju infiltrasi konstan
Petak Ulangan Keterangan hujana
Lampiran 5 Tekstur tanah
Petak Ulangan Pasir (%) Klei (%) Debu (%) Rata-rata klei (%) Tekstur
Lampiran 6 Bobot isi tanah
27 Lampiran 7 Laju infiltrasi pada masing-masing petak
Keterangan : atas = petak bagian atas; tengah = petak bagian tegah; bawah = petak bagian bawah
28
RIWAYAT HIDUP
Penulis lahir pada tanggal 12 September 1992 di Bogor. Penulis adalah anak ketiga dari tiga bersaudara dari pasangan Bapak Agus Achmad Sutisna dan Ibu Eet Septiningrum.
Penulis telah menempuh pendidikan dasar di SD Rimba Putra Bogor pada tahun 1999 dan lulus pada tahun 2005. Penulis kemudian melanjutkan pendidikan di SMPN 4 Bogor pada tahun 2005, lulus pada tahun 2008. Pada tahun 2008-2011 penulis melanjutkan pendidikan di SMAN 5 Bogor. Kemudian pada tahun 2011 penulis diterima sebagai mahasiswa di Institut Pertanian Bogor, Fakultas Pertanian, Departemen Ilmu Tanah dan Sumberdaya Lahan, melalui jalur Undangan.
