Identifikasi Sifat Fisik Tanah dan Lahan Dengan Lereng
dan Vegetasi Yang Berbeda Untuk Penentukan Prediksi Erosi di Kebun Percontohan Baturaja, OKU.
Oleh
Siti Masreah Bernas dan Dwi Probowati Sulistyani Staf Jurusan Tanah Fakultas Pertanian Universitas Sriwijaya
ABSTRACT
The aim of this experiment was to find out soil and land physical properties, also to predict soil erodibility and erosion on Farming Research Center BPPT at Baturaja, Ogan Komering Ulu. Investigation method was based on survey and grid system, and soil samples were identified on the field and analysed in the soil laboratories. Soil erosion was predicted using USLE (USDA). The results show that type of vegetation affects organic matter content, which was highest (5.99%) in soil under forest and lowest (2.48%) in soil under Imperata cylindrica L. Erodibility values were low under all type of vegetation and under different slope degree. However, predicted erosion was highest at 18o slope under shrub (15.6 ton/h/y) and under Imperata cylindrica L. (19.8 ton/h/y). It semms the predicted erosion were more influenced by vegetation and slope degree than by erodibility. It is suggested that this land is not suitable for farming especially at 18o slope. If this land would be upened for farm, it is necessary to apply mechanical soil conservation method.
Key Words : predicted, erosion, erodibility, slope, vegetation.
A. LATAR BELAKANG
Erosi merupakan masalah yang besar terutama di daerah dengan curah hujan yang tinggi seperti di Sumatera Selatan. Sebenarnya erosi masih terjadi walaupun tanah dibawah vegetasi hutan, walau demikian jumlahnya kecil atau dikatakan masih dibawah toleransi sekitar 11 ton/ha/th. Begitu lahan dibuka untuk pertanian maka biasanya erosi akan dipercepat, selanjutnya kesuburan tanah juga akan cepat menurun. Kesuburan tanah yang menurun disebabkan oleh terbawanya unsur bersama tanah yang tererosi, disamping pencucian secara lateral di lahan yang miring, seperti pada tabel berikut yang merupakan hasil penelitian selama 6 tahun oleh Castro dan Rodriguez (1955 dan 1958) dalam Sanchez, 1976.
Dari penelitian jelas bahwa erosi sangat besar sekali di area dengan curah hujan sekitar 2.775 mm/tahun, dimana lahan bera dan dibajak akan jauh lebih besar erosinya
bila dibanding lahan ada tanamannya. Hal ini membuktikan bahwa tanaman yang permanen di atasnya sangatlah penting. Selanjutnya pembuatan teras dapat lebih menekan erosi walaupun aliran permukaan jauh lebih tinggi.
Tabel 1. Pengaruh vegetasi dan lereng terhadap erosi dan kehilangan hara. Perlakuan Lereng (%) Erosi (ton/ha) Aliran Permukaan (mm)
Unsur hara yang hilang (kg/ha) N P K Ca Mg Tanah bera, dibajak setiap bulan 22 225.4 1730 25 0.98 24 238 152 Rumput ternak 22 7.1 513 7 0.15 6 25 26 Tanaman kopi muda 45 1.8 190 8 0.04 2 6 7 Kopi muda dengan teras 45 0.2 410 4 0.14 4 8 9 Tanaman kopi tua tanpa konservasi 55 0.6 59 1 0.08 1 2 2
Sumber : Castro dan Rodriguez (1958) dalam Sanchez, 1976.
Di Indonesia, erosi yang terjadi juga sangat besar, terutama di tanah-tanah yang diberakan atau lahan yang baru dibuka dimana tanaman utama belum menutupi tanah. Pada tanah Regosol yang ditanami jagung dan dibuat teras gulud dan bangku telah dapat menekan kehilangan hara sebesar 80 hingga 95%, dan menekan kehilangan tanah dari 8 mm menjadi 1.6 dan 0.4 mm (Carson dan Utomo, 1986. Sudirman dkk., 1986 melakukan penelitian dengan menanam Kedelai di tanah Kambisol Distrik Jambi, ternyata dengan hilangnya lapisan atas tanah setebal 10,20, 40 dan 60 cm telah menurunkan produksi kedelai masing-masing sebesar 48, 65, 79 dan 88% dibandingkan dengan produksi di tanah yang tidak tererosi. Wiralaga (1997) melaporkan bahwa penanaman sayuran pada guludan menurut kontur di tanah Andisol dengan lereng sekitar 30%, telah mampu menekan kehilangan N, P-total, K-tersedia dan C-organik berturut-turut sebesar 55, 70 dan 68% dibanding dengan penanaman di guludan yang searah lereng (biasa dilakukan petani). Hasil penelitian yang telah dilakukan diatas menunjukkan bahwa erosi dan kehilangan unsur hara karena aliran permukaan akan terjadi di setiap jenis tanah di Indonesia, walaupun tanah tersebut termasuk tanah dengan permeabilitas dan infiltrasi yang tinggi seperti tanah Regosol. Dengan demikian setiap akan dilakukan pembukaan lahan untuk pertanian, maka pengkajian tentang prediksi erosi dan metoda konservasi yang dapat diterapkan pada suatu area, patut untuk dimasukkan dalam perencanaan peruntukan lahan.
Tujuan dan manfaat penelitian adalah untuk sifat fisik tanah dan lahan, menentukan besarnya erodibilitas dan prediksi erosi. Serta dapat memanfaatkan hasil
penelitian ini sebagai bahan pertimbangan dalam pemanfaatan lahan serta dapat menentukan metoda konservasi yang sesuai.
B. METODA PENELITIAN
Penelitian di lakukan di Kebun Penelitian BPTP dan Dinas Pertanian Sumatera Selatan di Baturaja. Titik pengamatan dan pengambilan sampel tanah berdasarkan sistem grid atau geomorfologi. Jumlah sampel yang diambil dari 16 titik pengamatan, dengan sifat fisik tanah akan diambil dari lapisan atas dan sub-soil.
Sifat fisik tanah yang akan diukur adalah : Tekstur tanah, persen pasir kasar dan pasir sangat halus, struktur tanah, permeabilitas, kerapatan isi dan ruang pori total, kandungan bahan organik, dan warna.
Sifat fisik lahan yang akan diamati adalah : Panjang dan kemiringan lareng dan bentuk lereng. Vegetasi yang ada dan data curah hujan setempat.
Prediksi Erosi dan Penentuan Metoda Konservasi Yang Dianjurkan. Prediksi erosi akan berdasarkan persamaan USLE (USDA), 1978
C. HASIL PENELITIAN
Data sifat fisik tanah dan lahan disajikan dalam tabel dan dalam lampiran. Data yang disajikan adalah yang berhubungan langsung dengan prediksi erosi. Secara umum terdapat vegetasi hutan campuran, tanaman buahan, semak campuran dan alang-alang. Dengan kemiringan yang bervariasi dimana dibagian atas lereng dengan kemiringan sekitar 10o dan dibagian bawah sekitar 18o, sehingga secara keseluruhan area ini merupakan lahan yang curam. Berikut disajikan beberapa sifat fisik tanah dan lahan di bawah vegetasi dan kecuraman yang berbeda.
Tabel 2. Permeabilitas, tekstur dan persen bahan organik di lapisan atas. No. Lereng/ Vegetasi Permeabilitas (cm/jam) Kriteria Bahan Organik (%C) Tekstur
1 10o/Hutan 45 Sangat cepat 5.99 Lempung
2 18o/Hutan 72 Sangat cepat 4.56 Lempung
3 10o/Alang 18 Cepat 2.84 Lempung
4 18o/Alang 8 Agak cepat 3.38 Lempung
5 10o/Semak 64 Sangat cepat 4.45 Lempung
6 18o/Semak 17 Agak cepat 4.19 Lempung
Dari data di atas didapatkan bahwa permeabilitas tanah lapisan atas sangat bervariasi dari cepat sampai sangat cepat. Tekstur tanah di lahan ini di dominasi oleh lempung di bawah semua vegetasi, tetapi ada yang pasir dan debu yang lebih tinggi sehingga menjadi berdebu dan berpasir pada salah satu ulangan seperti di bawah vegetasi hutan, semak dan alang-alang.
Kandungan bahan organik di lapisan atas juga bervariasi dari rendah sampai tinggi, di bawah hutan hanya satu titik yang rendah, sedangkan tiga titik dengan bahan organik tinggi, sedangkan di bawah alang-alang 4 titik pengamatan dengan kandungan bahan organik rendah dan hanya satu titik dengan kandungan sedang. Di bawah semak 5
titik dengan kandungan bahan organik sedang dan hanya satu titik dengan kandungan tinggi.
Tabel 3. Kemantapan agregat basah (g) lapisan atas tanah di bawah berbagai vegetasi.
No. Lereng/ Vegetasi
Persen agregat ukuran (mm)
2-1 1-0.5 0.5-0.250 0.250-0.125 <0.125 1 10o/Hutan 30.53 16.11 17.81 12.74 22.81 2 10o/Hutan 29.15 16.79 16.70 12.08 25.28 3 10o/Hutan 29.13 16.91 13.89 12.25 27.82 Rerata 29.60 16.60 16.13 12.44 25.30 4 18o/Hutan 21.68 18.83 21.6 14.31 23.58 5 18o/Hutan 21.68 18.83 21.6 14.31 23.58 Rerata 21.68 18.83 21.6 14.31 23.58 6 10o/Alang 12.53 12.28 14.66 15.89 44.64 7 10o/Alang 11.96 13.70 20.57 21.94 31.83 8 10o/Alang 25.74 17.02 16.28 16.98 23.98 Rerata 16.74 14.33 17.17 18.27 33.48 9 18o/Alang 16.79 15.64 15.02 16.77 35.78 10 18o/Alang 22.98 16.91 14.96 15.00 30.15 Rerata 19.89 16.28 14.99 15.89 32.97 11 10o/Semak 27.02 14.50 15.81 17.11 25.56 12 10o/Semak 13.89 10.74 25.09 15.64 34.64 13 10o/Semak 15.06 12.70 14.51 16.13 41.60 Rerata 18.66 12.65 18.47 16.29 33.93 14 18o/Semak 10.83 13.68 15.62 14.49 45.38 15 18o/Semak 11.21 13.28 15.30 15.08 45.13 16 18o/Semak 17.00 18.23 22.57 11.40 30.80 Rerata 13.01 15.06 17.83 13.66 40.44
Setelah di ayak selama 30 menit maka secara keseluruhan kestabilan agregat basah dibawah vegetasi hutan lebih baik, ditunjukkan oleh kecilnya jumlah agregat mikro berukuran <0,125 mm, sedangkan yang paling tidak stabil adalah tanah di bawah vegetasi semak. Pengaruh lereng bervariasi, dimana di bawah vegetasi hutan dan alang-alang agregat mikro <0,125 mm lebih banyak pada lereng 10 derajat daripada lereng 18 derajat walaupun beda tersebut sangat kecil. Tetapi di bawah semak bedanya cukup banyak sekitar 6,5% dan pada lereng 18 derajat lebih tinggi kandungan agregat makronya.
Tabel 4. Struktur tanah, kadar air dan ruang pori total tanah lapisan atas No. Lereng/
Vegetasi
Struktur Tanah Kerapatan Isi (%) Ruang Pori Total (%)
1 10o/Hutan 3, coarse, crumb 0.90 66
3 10o/Hutan 3, coarse, crumb 1.03 62 Rerata 0.98 61
4 18o/Hutan 3, coarse, crumb 0.95 64
5 18o/Hutan 3, coarse, crumb 1.14 57
Rerata 1.05 61
6 10o/Alang 2, coarse, crumb 1.21 57
7 10o/Alang 2, coarse, crumb 1.11 58
8 10o/Alang 2, medium, crumb 1.16 56
Rerata 1.16 57
9 18o/Alang 2, medium, crumb 1.07 59
10 18o/Alang 2, coarse, crumb 1.30 51
Rerata 1.19 55
11 10o/Semak 2, coarse, crumb 1.03 61
12 10o/Semak 2, coarse, crumb 0.93 65
13 10o/Semak 3, coarse,angular blocky 1.08 59 Rerata 1.01 62 14 18o/Semak 3, coarse,angular blocky 1.21 54 15 18o/Semak 3, coarse,angular blocky 1.25 53 16 18o/Semak 3, coarse,angular blocky 1.29 51 Rerata 1.25 53
Struktur tanah lapisan atas variasinya sangat kecil dari ukuran medium sampai kasar (coarse), dengan tingkat kematangan dari 2 sampai 3, serta bentuk angular dan crumb. Tingkat kematangan struktur tanah di bawah vegetasi hutan dan semak rata-rata cukup baik (3) dibanding di bawah alang-alang dan tidak berbeda pada tingkat kemiringan lereng 10 dan 18 derajat.
Berdasarkan hasil perhitungan dengan menggunakan Monograph Wischmier dan Smith, 1978 maka didapatkan nilai erodibilitas (kepekaan erosi tanah) seperti tabel berikut ini :
Tabel 5. Nilai erodibilitas dan prediksi erosi No. Lereng/ Vegetasi Panjang Lereng (m) Nilai Erodibilitas
Nilai LS Nilai C Prediksi Erosi (ton/ha) 1 10o/Hutan 20 0.02 2 10o/Hutan 20 0.06 3 10o/Hutan 20 0.04 Rerata 20 0.04 2.8 0.001 0.25 4 18o/Hutan 40 0.04 5 18o/Hutan 40 0.07 Rerata 40 0.055 11.02 0.001 1.36
6 10o/Alang 30 0.05 7 10o/Alang 30 0.02 8 10o/Alang 30 0.02 Rerata 30 0.03 3.49 0.01 2.35 9 18o/Alang 40 0.14 10 18o/Alang 40 0.02 Rerata 40 0.08 11.02 0.01 19.8 11 10o/Semak 20 0.02 12 10o/Semak 20 0.02 13 10o/Semak 20 0.06 Rerata 20 0.03 2.8 0.01 1.88 14 18o/Semak 20 0.06 15 18o/Semak 20 0.18 16 18o/Semak 20 0.04 Rerata 20 0.09 7.75 0.01 15.6
Catatan : Nilai R = 1000 dan nilai P = 1 sama untuk semua parameter (berdasarkan Roose, 1975a dalam Morgan, 1986).
Sepertinya tidak terdapat perbedaan nilai erodibilitas tanah di bawah berbagai vegetasi, dari alang-alang sampai hutan. Demikian juga dengan nilai erodibilitas pada lereng 10o dan 18o tidak terdapat nilai yang tinggi
D. PEMBAHASAN
Berdasarkan hasil yang didapat ternyata sifat fisik tanah lapisan atas di bawah vegetasi hutan mempunyai kerapatan isi paling rendah dan ruang pori total paling tinggi dibandingkan dengan tanah dibawah alang-alang dan semak. Hal ini dapat disebabkan oleh vegetasi hutan yang sudah cukup tua, sebagai akibat sistem perakaran serta kandungan bahan organik yang lebih tinggi yang secara tidak langsung mempengaruhi kegiatan fauna di tanah seperti cacing, mikrobia dsb menyebabkan tanah lebih poreus, struktur tanah lebih baik, dan permeabilitas dari agak cepat sampai sangat cepat.
Vegetasi nampaknya berpengaruh terhadap kemantapan agregat basah. Di bawah vegetasi hutan rata-rata agregat makro diameter (1-2) mm lebih tinggi diabndingkan agregat dibawah vegetasi alang-alang dan semak. Sebaliknya agregat mikro lebih tinggi dibawah vegetasi alang-alang dan semak. Kemantapan agregat basah sangat dipengaruhi oleh kandungan liat, basa-basa, bahan organik Tisdall and Oades, 1982, Kemper, 1986 dan Bernas, et. al., 1998). Nampaknya rerata kandungan bahan organik lebih tinggi dibawah vegetasi hutan, sehingga dapat disimpulkan bahwa bahan organik sebagai perekat agregat sehingga lebih tahan terhadap penghancuran oleh air. Secara keseluruhan dapat dilihat bahwa kemantapan agregat paling rendah adalah dibawah vegetasi alang-alang, karena alang-alang dengan bentuk perakaran yang khas dan sifat daun serta produksi hijauan yang rendah, maka sumbangan bahan organik ke tanah juga akan rendah.
Nilai erodibilitas tanah di bawah vegetasi yang berbeda semuanya rendah, demikian juga dengan pada lereng yang berbeda. Sebenarnya nilai erodibilitas sangat ditentukan oleh beberapa faktor seperti kandungan bahan organik, tekstur, struktur,
permeabilitas serta kandungan pasir. Tetapi perbedaan dari sifat-sifat tersebut tidak cukup untuk membedakan nilai erodibilitas tanah. Nampaknya tanah yang sejenis (Ultisol) seperti di lahan ini akan mempunyai nilai erodibilitas yang relatif sama. Kalau dilihat dari sifat fisik yang ada, yang menentukan rendahnya nilai erodibilitas tanah adalah permeabilitas dan sebagian kandungan bahan organik (lihat Tabel 2). Sedangkan tekstur tidak berperanan penting karena didominasi oleh klas lempung yang berarti kandungan pasir, debu dan liat hampir seimbang. Tekstur lempung kalau tanahnya bera akan mudah tererosi (nilai erodibilitasnya biasanya tinggi), dengan demikian bila hendak membuka lahan ini harus dipertimbangkan jangan sampai terbuka terlalu lama dan juga harus dibuat penghambat aliran permukaan.
Sedangkan prediksi erosi sangat bervariasi dan nampaknya derajat kemiringan lereng sangat menentukan besarnya erosi yang diprediksi. Dibawah vegetasi hutan nilai prediksi erosi sangat kecil pada semua lereng, sedangkan yang nilainya tinggi (> 11 ton/ha/th) adalah dibawah vegetasi alang-alang dan semak pada lereng 18o masing-masing sebesar 19,8 dan 15,6 ton/ha/th. Dengan besarnya prediksi erosi di bawah semak dan alang-alang pada lereng 18o tersebut maka kedua vegetasi tersebut tidak dapat menahan erosi, karena itu lahan dengan lereng 18o harus dihutankan kembali, karena tidak sesuai untuk lahan pertanian. Area yang sangat curam tersebut sebenarnya lebih baik digunakan sebagai tempat resapan air. Dikhawatirkan kalau dibuka, erosi yang terjadi akan besar dan daerah resapan air akan sangat berkurang, sehingga akan merusak lingkungan dihilirnya.
E. KESIMPULAN DAN SARAN
Dari hasil yang telah didapat maka disimpulkan sebagai berikut :
a. Vegetasi berpengaruh terhadap kandungan bahan organik tanah, tertinggi dibawah hutan dan terendah dibawah alang-alang.
b. Tekstur didominasi oleh lempung di bawah semua vegetasi yang ada.
c. Struktur tanah terbaik dibawah vegetasi hutan dan ukurannya lebih kecil dibawah vegetasi alang-alang dan semak.
d. Nilai erodibilitas tanah rendah di bawah semua vegetasi.
e. Tetapi nilai prediksi erosi besar di lereng 18o pada vegetasi alang-alang dan semak. f. Disarankan untuk tidak memanfaatkan lahan dengan kemiringan lereng 18o, atau
lahan ini sebaiknya dijadikan hutan permanen.
g. Bila lahan tersebut harus dibuka maka sebaiknya dibuatkan teras individu atau teras bangku.
h. Disarankan untuk melakukan penelitian tentang penggunaan teras atau gulud di lahan ini.
F. PUSTAKA ACUAN
Bernas, S.M., N. Neltisa, dan R.H. Soesanto, 1998. Korelasi antara kemantapan agregat tanah dengan erodibilitas. Prosiding Hasil-Hasil Penelitian
Pertanian BKS-Barat. Padang.
Carson, B dan W.H. Utomo, 1986. Erosion and sediment processes in Java. Coorperation Ford Foundation with Department of Agriculture Republic of Indonesia.
Kemper, W.D. and R.C. Rosenau, 1986. Aggregate stability and size distribution.
In Klute, A., 1986. Methods and Soil Analysis. Part 1 in The Series Agronomy. Madison, USA.
Sanchez, H.P. 1976. Properties and management of soil in the tropics. John Wiley and Sons. New York.
Tisdall, J.M. and J.M. Oades, 1982. Organic matter and water stable agregates in soils. Journal Of Soil Science: 33, 141-63.
Wiralaga, A.Y.A. 1997. Pengendalian kehilangan hara dan bahan organik dari areal tanaman sayuran melalui penerapan teknik konservasi tanah. Prosiding Seminar Nasional : Identifikasi Masalah Pupuk Nasional dan Standardisasi Mutu yang Efektif. UNILA, Bandar Lampung, 22 Desember 1997.
Wischmeier, W.H. dan D.D. Smith, 1978. Predicting rainfall erosion losses a guide to conservation planning. U.S.D.A., Agriculture Handbook No. 537.
Ucapan Terimah Kasih Kepada :
1. Program Semi Que II Dikti Jakarta yang telah mendanai penelitian ini. 2. Rina Nova Rina dan Yudi Kurniawan yang telah melakukan penelitian
