commit to user
i SKRIPSI
PENGARUH PELINDIAN TERHADAP KETERSEDIAAN
KALSIUM (Ca) DAN MAGNESIUM (Mg) PADA MATERIAL VULKANIK HASIL ERUPSI GUNUNG MERAPI
Jurusan/Program Studi Ilmu Tanah
Oleh :
TEGAR HERINDRA PRAMANDIRI H 0207067
FAKULTAS PERTANIAN UNIVERSITAS SEBELAS MARET
SURAKARTA 2012
commit to user
i
PENGARUH PELINDIAN TERHADAP KETERSEDIAAN
KALSIUM (Ca) DAN MAGNESIUM (Mg) PADA MATERIAL VULKANIK HASIL ERUPSI GUNUNG MERAPI
Skripsi
Untuk memenuhi sebagian persyaratan guna memperoleh derajat Sarjana Pertanian
di Fakultas Pertanian
Universitas Sebelas Maret Surakarta
Jurusan/Program Studi Ilmu Tanah
Oleh :
TEGAR HERINDRA PRAMANDIRI H 0207067
FAKULTAS PERTANIAN UNIVERSITAS SEBELAS MARET
SURAKARTA 2012
commit to user
ii
PENGARUH PELINDIAN TERHADAP KETERSEDIAAN
KALSIUM (Ca) DAN MAGNESIUM (Mg) PADA MATERIAL VULKANIK HASIL ERUPSI GUNUNG MERAPI
Yang dipersiapkan dan disusun oleh
Tegar Herindra Pramandiri H0207067
Telah dipertahankan di depan Dewan Penguji Pada tanggal : 16 Mei 2012 Dan dinyatakan telah memenuhi syarat
Susunan Tim Penguji
Ketua Anggota I Anggota II
Ir. Sumarno, MS. Dwi Priyo Ariyanto, SP.M.Sc Dr.Agr.Sc.Rahayu,SP.MP NIP. 19540518 198503 1 002 NIP. 19790115 200501 1 001 NIP. 19750529 200312 1 001
Surakarta, Juni 2012 Mengetahui Universitas Sebelas Maret
Fakultas Pertanian Dekan
Prof. Dr. Ir. Bambang Pujiasmanto, MS NIP. 19560225 198601 1001
commit to user
iii
KATA PENGANTAR
Syukur alhamdulilah penyusun panjatkan kehadirat Allah SWT yang telah melimpahkan rahmat dan karuniaNya sehingga penyusun dapat menyelesaikan skripsi ini. Selama penyusunan skripsi ini tentunya tidak lepas dari bantuan berbagai pihak, oleh karenanya penyusun ingin mengucapkan terima kasih kepada:
1. Prof. Dr. Ravik Karsidi, MS., selaku Rektor Universitas Sebelas Maret 2. Prof.Dr. Ir. Bambang Pujiasmanto, MS, selaku Dekan Fakultas Pertanian
Universitas Sebelas Maret Surakarta.
3. Ir.Sumarno, MS. selaku pembimbing utama atas segala bimbingan dan ilmu yang ditularkan kepada penyusun selama penyusunan skripsi ini.
4. Dwi Priyo Ariyanto, SP.M.Sc, selaku pembimbing pendamping atas segala bimbingannya, sehingga penyusun dapat menyelesaikan skripsi ini,
5. Dr Agr.Sc.Rahayu, SP.MP. selaku dosen penguji, terimakasih atas saran dan masukan yang diberikan selama penyusunan skripsi.
6. Bapak dan Ibu Dosen serta seluruh staff Fakultas Pertanian Universitas Sebelas Maret Surakarta atas ilmu yang telah diberikan dan bantuannya selama masa perkuliahan penulis di Fakultas Pertanian Universitas Sebelas Maret Surakarta.
7. Segenap Laboran di Laboratorium Jurusan Ilmu Tanah Fakultas Pertanian yang telah banyak membantu dalam pelaksanaan analisis laboratorium guna mendukung penelitian.
8. Kedua orang tua, Heruwanto, SIP,M.Si dan Sri Endrowati, S.Pd yang memberikan kasih sayang, doa dan dukungan untukku setiap saat.
9. Kedua adikku Kharisma Devi Herindra dan Amelia Rahma Herindra yang memberi dukungan untuk terus menjadi yang ebih baik.
10. Motivatorku, Lilis Kusuma yang selalu mencurahkan waktu, perhatian dan dukungan yang sangat luar biasa.
11. Sahabat seperjuangan dalam penelitian Taufik Perak Sanjaya yang selalu membantu dan memberi semangat.
commit to user
iv
12. The Dahlia Crew (Afif, Burhan, Agung, Alan, Amri) yang selalu menjadi teman penyemangat.
13. Teman- teman IMOET 2007 ( Fendha, Hari Kuncoro. Wildhan, Agus, Adi, Hany, Ganis, Wiwit, Listya, Andika, Tika, Anggurit, dll ) yang selalu memberikan bantuan, semangat dan dukungan dalam penyusunan skripsi. 14. Kakak tingkat maupun adik tingkat yang banyak mendukung dan memberi
semangat.
15. Teman – teman seperjuangan di KMIT yang memberi pelajaran tentang arti kebersamaan, kekeluargaan dan kekompakan.
16. Semua pihak yang telah membantu dalam penyusunan skripsi ini yang tidak bisa disebutkan satu persatu.
Penyusun menyadari bahwa dalam pembuatan skripsi ini masih banyak kekurangan. Oleh karena itu, saran dan kritik yang bersifat membangun sangat diharapkan agar dapat lebih baik. Semoga skripsi bermanfaat bagi kita semua. Amin.
Surakarta, Juni 2012
commit to user v DAFTAR ISI Halaman HALAMAN JUDUL ... i HALAMAN PENGESAHAN ... ii
KATA PENGANTAR ... iii
DAFTAR ISI ... v
DAFTAR TABEL ... vii
DAFTAR GAMBAR ... vii
DAFTAR LAMPIRAN ... ix RINGKASAN ... x SUMMARY ... xi I. PENDAHULUAN... 1 A. Latar Belakang ... 1 B. Perumusan Masalah ... 2 C. Tujuan Penelitian ... 2 D. Manfaat Penelitian ... 2
II. LANDASAN TEORI... 3
A. Tinjauan Pustaka ... 3
1. Material Vulkanik Gunung Merapi ... 3
2. Tanah Andisol ... 4
3. Kalsium (Ca) ... 6
4. Magnesium (Mg) ... 7
B. Hipotesis... 9
C. Kerangka Berpikir ... 9
III. METODOLOGI PENELITIAN ... 10
A. Tempat dan Waktu Penelitian ... 10
B. Bahan dan Alat Penelitian ... 10
C. Rancangan Penelitian ... 10
D. Tata Laksana Penelitian ... 11
commit to user
vi
F. Analisis Data ... 13
IV. HASIL DAN PEMBAHASAN ... 14
A. Karakteristik Tanah Awal ... 14
B. Hasil Analisis Ketersediaan Kalsium (Ca) dan Magnesium (Mg) tanah ... 16
C. Hasil Analisis Kalsium dan Magnesium Total Tanah ... 20
D. Hasil Analisis pH Tanah ... 21
E. Hasil Analisis Kapasitas Tukar Kation ... 23
F. Hasil Analisis Fraksi Klei Tanah ... 25
V. KESIMPULAN DAN SARAN ... 27
A. Kesimpulan ... 27
B. Saran... 27
DAFTAR PUSTAKA ... 28
commit to user
vii
DAFTAR TABEL
Tabel Halaman
4.1 Karakteristik Awal Material Vulkanik Gunung Merapi ... 14 4.2 Hasil Analisis Kalsium dan Magnesium Total Tanah ... 20
commit to user
viii
DAFTAR GAMBAR
Gambar Halaman
3.1 Tabung Pelindi ... 11
4.1 Hasil Analisis Ketersediaan Kalsium Tanah ... 17
4.2 Hasil Analisis Ketersediaan Magnesium Tanah.... ... 19
4.3 Hasil Analisis pH H2O ... 22
4.4 Hasil Analisis pH KCl ... 23
4.5 Hasil Analisis Kapasitas Pertukaran Kation ... 24
commit to user
ix
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran Halaman
1 Analisis Jumlah Air Yang Ditambahkan ...31
2 Data Penelitian ...32
3 Analisis Statistika Ketersediaan Kalsium ...34
4 Analisis Statistika Ketersediaan Magnesium ...41
5 Analisis Statistika pH H2O ………... 48 6 Analisis Statistika pH KCl……….… 55 7 Analisis Statistika KPK……… 62 8 9 10
Analisis Statistika Fraksi Klei……… Uji Korelasi……….…… Dokumentasi Penelitian…….………
69 75 76
commit to user
x
RINGKASAN
Tegar Herindra Pramandiri, H 0207067. Pengaruh Pelindian Terhadap
Ketersediaan Kalsium dan Magnesium pada Material Vulkanik Hasil Erupsi Gunung Merapi. Di bawah bimbingan Ir. Sumarno, MS., Dwi Priyo Ariyanto,
SP. M.Sc, dan Dr. Agr. Sc. Rahayu, SP., MP. Jurusan Ilmu Tanah Fakultas Pertanian Universitas Sebelas Maret Surakarta.
Tujuan penelitian ini adalah untuk mengetahui pengaruh pelindian terhadap ketersediaan Kalsium dan Magnesium pada material vulkanik hasil erupsi gunung Merapi. Penelitian ini dilaksanakan di Rumah Kaca Fakultas Pertanian UNS pada bulan Februari – Maret 2011. Penelitian ini merupakan penelitian eksperimen dengan menggunakan Rancangan Acak Lengkap (RAL) faktorial dengan 3 ulangan. Adapun faktor yang di uji adalah kedalaman lapisan dan lamanya waktu pelindian. Penelitian ini menggunakan 2 tanah, yaitu tanah Andisol dan material Vulkanik. Sebagai pengganti air hujan, dalam penelitian ini menggunakan aquadest. Analisis data menggunakan uji F taraf kepercayaan 95% jika data normal kemudian dilanjutkan uji Least Significant Different (LSD) taraf kepercayaan 95%. Serta dilakukan uji Korelasi untuk mengetahui hubungan antar variabel
Hasil penelitian menunjukan bahwa perlakuan pelindian mampu meningkatkan ketersediaan kalsium, pada lapisan 1 dan 2 (material vulkanik) ketersediaan kalsium terjadi peningkatan ketersediaan kalsium sampai hari ke-30. Pada lapisan 3 (tanah andisol) ketersediaan kalsium semakin meningkat dari awal hingga akhir waktu pelindian.Sedangkan untuk ketersediaan magnesium, perlakuan pelindian tidak mampu meningkatkan ketersediaan magnesium.
commit to user
xi
SUMMARY
Tegar Herindra Pramandiri, H 0207067. Influence of leaching on the Availability of Calcium and Magnesium of Volcanic Eruption Materials of Merapi Mounts. Under the guidance of Ir. Sumarno, MS., Dwi Priyo Ariyanto, SP. M.Sc., and Dr. Agr. Sc. Rahayu, SP., MP. Soil Science Department, Faculty of Agriculture, Sebelas Maret University Surakarta.
The aim of this study was to determine the effect of leaching on the availability of Calcium and Magnesium of volcanic eruption materials of Merapi Mountain. The research was conducted at the Greenhouse of Faculty of Agriculture, UNS in February-March 2011. This study is an experimental study using Completely Randomized Design (CRD) factorial with three replications. The factors is the layer depth and duration of leaching. This study used 2 soil, Andisols and volcanic material. As substitute of rain water, use distilled water. Data was analysed using F test if the treatments have an effect, then followed by Least Significant Different test (LSD) in 95% confidence. And Correlation test to determine the relationship between variables.
The results showed that leaching treatment can increase the availability of calcium, in layers 1 and 2 (volcanic material) the availability of calcium increased to 30 day. At layer 3 (Andisols) increasing the availability of calcium from the beginning to the end of the leaching time. As for the availability of magnesium, leaching treatment can’t increasing the availability of magnesium.
commit to user
1
I. PENDAHULUAN
A. Latar belakang
Gunung Merapi merupakan gunung yang paling aktif di dunia, pada bulan April 2006 telah mengeluarkan erupsi dan pada tanggal 26 Oktober 2010 meletus. Selama abad 20 Gunung merapi mengalami letusan pada tahun 1930 yang menyebabkan 1.396 orang meninggal dunia, tahun 1961 menyebabkan 6 orang meninggal dan pada tahun 1994 menyebabkan 64 orang meninggal, tahun 2006 menyebabkan 2 orang meninggal (Wilson et al, 2007) dan Oktober 2010 dengan jumlah meninggal 126 orang (Anonima, 2010). Sepanjang abad 20, aliran awan panas mengarah ke barat laut, barat dan utara, wilayah timur lereng bebas dari awan panas. Letusan Gunung Merapi pada 26 Oktober – 5 November 2010 lahan dan awan panas mengarah ke selatan dan barat.
Kerusakan sumberdaya lahan yang terjadi akibat letusan Gunung Merapi adalah erupsi abu dan pasir yang menutupi lahan pertanian dengan ketebalan abu dan pasir yang bervariasi untuk setiap lokasi tergantung jarak dari pusat letusan dan arah dan kecepatan angin. Dampak yang langsung terhadap lahan adalah penutupan lapisan tanah atas oleh abu sehingga banyak tanaman yang mati terutama sayuran. Namun setelah beberapa hari kemudian muncul tunas-tunas baru, hal ini membuktikan bahwa material vulkanik tidak sepenuhnya bersifat racun.
Abu vulkanik Gunung Merapi yang diambil pada Juli 2008 mengandung Al, Mg, Si dan Fe yang dianalisis dengan metode Analisis Aktivasi Neutron (AAN) berturutturut berkisar antara 1,8 15,9% Al, 0,1 -2,4% Mg, 2,6 - 28,7% Si dan 1,4 - 9,3% Fe (Sudaryo dan Sutjipto, 2009).
Abu vulkanik tersebut nantinya akan terkena air hujan yang akan menyebabkan tercucinya basa–basa yang terkandung dalam abu vulkanik tersebut, misalnya kalsium dan magnesium. Kalsium dan magnesium merupakan unsur hara yang mudah tercuci terutama pada tanah yang bertekstur kasar. Kalsium dan Magnesium merupakan unsur hara yang
commit to user
2
diperlukan oleh tanaman dalam jumlah yang cukup banyak. Kalsium diserap oleh tanaman dalam bentuk Ca2+ sedangkan magnesium diserap dalam bentuk Mg2+. Kalsium mempunyai fungsi bagi tanaman sebagai penyusun dinding sel, sedangkan magnesium berungsi sebagai penyusun klorofil.
Penelitian ini menggunakan alat simulasi berupa tabung pelindi yang menggambarkan keadaan tanah bekas erupsi Gunung Merapi sehingga dapat diketahui besarnya kalsium (Ca) dan Magnesium (Mg) yang tersedia.
B. Perumusan Masalah
Perumusan masalah dalam penelitian ini adalah apakah pelindian berpengaruh terhadap ketersediaan Kalsium (Ca) dan Magnesium (Mg) pada material vulkanik hasil erupsi Merapi?
C. Tujuan Penelitian
Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh pelindian terhadap ketersediaan Kalsium dan Magnesium pada material vulkanik hasil erupsi Gunung Merapi.
D. Manfaat Penelitian
Penelitian ini bermanfaat untuk mengetahui ketersediaan Kalsium dan Magnesium pada material vulkanik hasil erupsi Gunung Merapi yang nantinya akan dijadikan sebagai informasi kepada masyarakat disekitar Gunung Merapi.
commit to user
II. LANDASAN TEORI
A. Tinjauan Pustaka
1. Material Vulkanik Gunung Merapi
Letusan gunung Merapi mengeluarkan material dalam bentuk 3 fase yaitu gas (emulsi awan panas), cair (lahar), padat (fraksi, debu, pasir, krakal, dan lain–lain). Ketiga fase ini akan mempengaruhi tingkat keparahan kerusakan lahan pertanian yang dilaluinya. Kerusakan lahan pertanian yang tertimpa material ini bersifat sementara. Karena dari sisi pedologis, tanah ini akan mengalami rejuvinalisasi (pemudaan) kembali dengan adanya material yang segar (fresh) dan kaya akan unsur hara makro (Ca, Mg, K, S), mikro (Zn, Fe, Cu, Mn) dan hara berguna (Si dan Na) (Hanudin, 2011). Material vulkanik yang hasil erupsi Gunung Merapi terebut juga mengandung mineral primer seperti gelas vulkanik dan feldspar plagioklas (Fiantis, 2009).
Aktivitas vulkanisme Gunungapi Merapi pada tahun 2010 mengakibatkan lahan di kawasan Merapi tertutup dengan material vulkanik. Ada dua macam material volkanik yang menutupi lahan, yaitu abu vulkanik dan material awan panas (Nurcholis, 2011). Letusan Gunung Merapi yang terjadi pada tangal 26 Oktober 2010 sampai dengan awal November 2010 telah mengakibatkan ratusan korban jiwa, kerugian harta benda, dan rusaknya lahan pertanian. Letusan tersebut memuntahkkan ratusan juta meter kubik material vulkanik yang terdiri dari abu vulkanik, pasir, kerikil, dan batu (Wuryanta, 2011).
Menurut Purwono, Petugas Pengamatan Gunung Merapi di Pos Jrakah, Selo, Boyolali, yang dimuat dalam surat kabar Republika tanggal 19 Januari 2011. Menyatakan bahwa muntahan material vulkanik dari gunung Merapi diperkirakan mencapai 100 juta meter kubik, namun yang longsor terbawa air hujan baru 35% (Anonimb, 2011).
Tanah vulkanik/tanah gunung berapi adalah tanah yang terbentuk dari lapukan materi dari letusan gunung berapi yang subur mengandung
commit to user
unsur hara yang tinggi. Jenis tanah vulkanik dapat dijumpai di sekitar lereng gunung berapi. Tanah yang berkembang dari abu vulkanik umumnya dicirikan oleh kandungan mineral liat allophan yang tinggi. Allophan adalah Aluminosilikat amorf yang dengan bahan organik dapat membentuk ikatan kompleks (Sudaryo dan Sutjipto, 2009).
Berdasarkan Uji Komposisi Kimia Tanah Vulkanik Gunung Merapi Yogyakarta yang dilakukan oleh Balai Teknik Kesehatan Lingkungan (BTKL), 1994 Yogyakarta menunjukkan bahwa Material Vulkanik Gunung Merapi Yogyakarta mengandung SiO2 (54,56%), Al2O3 (18,37%),
Fe2O3 (18,59%), CaO (8,33%), MgO (2,45%), Na2O (3,62%), K2O
(2,32%), MnO (0,17%), TiO2 (0,92%), P2O5 (0,32%), H2O (0,11%), HD
(0,2%).
Secara umum, material yang dikeluarkan oleh material erupsi yang dikeluarkan oleh erupsi gunung merapi berupa gas, cair maupun yang padat. Namun material erupsi yang digunakan dalam penelitian ini adalah material yang padat saja. Material padatpun terbagi dalam berbagai ukuran antara lain Bom (> 32 mm), Lapili (4 – 32 mm), pasir gunungapi (0,25 – 4 mm), dan abu volkan (< 0,25 mm). Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah material vulkanik yang berukuran 0,25 – 4 mm atau yang disebut pasir gunungapi (Munir, 1996).
2. Tanah Andisols
Tanah Andisol adalah tanah yang memiliki bahan andik dengan ketebalan sebesar 60% atau lebih bila: 1). terdapat dalam 60 cm dari permukaan mineral atau pada permukaan bahan organik dengan sifat andik yang lebih dangkal, jika tidak terdapat kontak densik, litik, atau paralitik, horizon duripan atau horizon petrokalsik pada kedalaman tersebut, atau 2). diantara permukaan tanah mineral atau lapisan organik dengan sifat andik, yang lebih dangkal dan kontak densik, litik, atau
paralitik, horizon duripan atau horizon petroklasik (Soil Survey Staff , 1996).
commit to user
Andisol terbentuk dari debu volkanik. Debu vulkanik kaya dengan mineral liat amorf atau alofan yang mengandung banyak Al dan Fe. Logam-logam ini akan dibebaskan oleh proses hancuran iklim. Khelasi antar asam humik dan Al dan Fe tersebut, membentuk khelat logam-humik, yang juga akan meningkatkan retensi humus terhadap dekomposisi mikrobiologis (Tan, 1998).
Tanah Andisol memiliki kemampuan menyerap dan menyimpan air yang tidak dapat kembali seperti semula apabila mengalami kekeringan (irreversible drying). Sifat irreversible ini menyebabkan perubahan ukuran partikel, karena alofan yang dikandung tanah Andisol akan cenderung membentuk fraksi pasir semu (pseudosand) hasil agregasi alofan dengan partikel lainya termasuk bahan organik (Munir, 1995).
Tanah Andisol memiliki rentang pH tanah H2O. Logam-humus
yang mendominasi tanah menyebabkan kemasaman (< 5) dengan kejenuhan basa yang rendah dan juga berhubungan dengan keracunan Al. Tanah yang didominasi oleh alofan umumnya memiliki pH 5,5 – 6,5. Reaksi kemasaman tanah dengan KCl cenderung lebih rendah 0,5 – 1,5 dari pada pH H2O, perbedaan besar antara keduanya terjadi karena
kompleks logam-humus didalam tanah. Reaksi kemasaman tanah dengan KCl penting untuk menunjukkan kemasaman tanah dalam reaksi kemasaman Andisol dan jika pH KCl < 55 maka jumlah logam Al nyata dalam larutan tanah (Munir, 1995).
Selisih antara pH KCl dan pH H2O atau disebut juga ΔpH. Nilai
ΔpH merupakan gambaran suatu tanah bermuatan variabel. Suatu tanah bermuatan variabel jika memiliki nilai ΔpH antara – 0,5 s/d ~ . Kemasaman tanah dengan nilai ΔpH yang mendekati nol diharapkan memiliki aluminium yang dapat dipertukarkan dalam jumlah yang sedikit. Jika nilai ΔpH lebih mendekati nilai negatif, tidak dapat dikatakan apakah muatan tersebut permanen atau tetap, tetapi lebih diindikasikan dengan muatan variabel yang negatif (Tan,1998).
commit to user
Sifat kimia Andisol yang mempengaruhi muatan variabel adalah gugus OH dari aluminol, ferrol, dan silanol dari liat amorf. Semua fraksi liat Andisol bersifat amfotermik kecuali silanol. Pada pH tanah tinggi Al-OH melepaskan H+ dan permukaan aluminol bermuatan negatif, tetapi pada pH tanah rendah aluminol akan menerima tambahan H+ hingga muatan positif, begitu juga dengan ferrol. Sedangkan silanol akan melepaskan H+ saja, tetapi tidak akan menerima tambahan proton diatas pH 2, jadi silanol tidak bersifat amfotermik pada pH 3 - 10 (Tan, 1998).
3. Kalsium (Ca)
Sumber mineral Ca meliputi Feldspar, apatit, dolomite, dan Gipsum, Amphibol. Ketersediaan Ca terkait dengan kejenuhan–kejenuhan basa-basa (Ca, Mg, K, dan Na). Kejenuhan basa-basa yang rendah mencerminkan keteresediaan Ca yang rendah. Ketersediaan unsur Ca meningkat pada pH 7,0 – 8,5, kemudian menurun pada pH di bawah 7,0 maupun 8,5 (Hanafiah, 2005).
K+, Ca2+, Mg2+ dan Na+ sudah ada dalam keadaan tereduksi, maka semua ion tersebut tidak langsung dipengaruhi oleh reduksi tanah. Namun kenaikan volume air yang sangat besar pada tanah tergenang dapat mempercepat pengurangan senyawa padat dari unsur ini. Jumlah yang besar dari ion NH+, Fe2+ dan Mn2+ yang disebabkan pada penggenangan dapat memindahkan sejumlah besar Ca2+, Mg2+ dan K+ dari tempat pertukaran ke dalam larutan tanah. Akibatnya semua ion itu menjadi lebih mudah mengalami pencucian. Di lain pihak, air genangan biasanya membawa “basa dapat ditukar” itu dalam jumlah yang banyak, yang dalam keadaan biasa mencegah kahat kalium pada sebagian besar tanah sawah (Sanchez, 1993).
Kalsium diserap tanaman dalam bentuk ion Kalsium (Ca2+). Didalam tanah kalsium berasal dari mineral primer pembentuk tanah misalnya batu kapur. Kandungan kalsium didalam tanah berkisar 0,1 – 0,5%. Karena bermuatan positif ion kalsium dapat terikat pada koloid
commit to user
tanah sehingga dapat dikategorikan sebagai kalsium yang tersedia bagi tanaman. Namun jika bereaksi dengan ion negatif menjadi senyawa yang sukar dimanfaatkan oleh tanaman (Novizan, 2005).
Kandungan Ca dalam tanah tergantung dari: (1) bahan induk, (2) derajat pelapukan, (3) tindakan pengapuran sebelumnya. Secara garis besar konsentrasi Ca dalam tanah dipengaruhi oleh jenis tanah dan tingkat pelapukannya. Misalnya konsentrasi Ca adalah 5% untuk Aridisols, 1% untuk Alfisols, dan 0,6% untuk Oxisols (Barber, 1984).
Kalsium memiliki peranan yan erat dalam pertumbuhan apical dan pembentukan bunga (Tisdale et al., 1999) Selain itu, Ca juga berfungsi dalam pembekahan sel, pengaturan permebilitas sel serta pengaturan tata air dalam sel bersama dengan unsur K, perkecambahan biji, perkembangan benang sari, perkembang bintil akar rhizobium. Tetapi Ca relatif kurang berperan dalam mengaktifkan kerja enzim.
4. Magnesium (Mg)
Sumber hara Mg antara lain adalah: 1) Bahan organik: kebanyakan Mg segera terdekomposisi dari seresah, sisanya mengalami mineralisasi pada tahap awal perombakan residu tersebut. 2) Pupuk kandang, kompos dan biosolid. Kebanyakan Mg terlarut, segera tersedia, oleh karena itu dengan mudah hilang sebelum diberikan ke lahan. 3) Mg tertukar: Mg2+ termasuk kation dapat ditukar, pertukaran kation termasuk reaksi terpenting bagi Mg dalam tanah. 4) Pelarutan mineral Mg: yaitu mineral primer atau mineral lempung sekunder, tanah kasar lebih sedikit kandungan Mg dibandingkan dengan tanah halus, kadar Mg lebih tinggi pada lahan kering semia arid atau arid. 5) Kapur dan Pupuk: Mg berada dalam senyawa yang digunakan untuk menetralkan pH tanah, terutama dalam bentuk batu kapur dolomite (CaMgCO3), bentuk yang lain misalnya
garam Epsom (MgSO4) dan K2SO4 MgSO4 (Yuwono, 2004).
Selain itu sumber Mg yang lain adalah batu kapur dolomite, merupakan bahan yang baik memberikan Ca dan Mg selain untuk
commit to user
menetralkan kemasaman tanah. Sumber utama Mg untuk tanaman dari larutan tanah dan dari komplek jerapan. Magnesium dapat ditukar umumnya berjumlah sekitar 4 – 20% dari total kation dalam tanah, akan tetapi untuk tanah-tanah yang berasal dari bebatuan serpentin magnesium dapat ditukar dapat melebihi kalsium. Persen kejenuhan aktual Mg tergantung pada sifat–sifat tanah, tanaman, dan faktor lain (Blair, 1984)
Di dalam tanah banyak Magnesium (Mg) dijumpai dalam fraksi lempung, Mg dijumpai dalam mineral ferromagnesium yang mudah lapuk (biotit, serpentin, hornblende, olivin) juga dalam mineral lempung sekunder (chlorite, vermikulit, illit dan monmorilonit). Di dalam tanah juga dapat dijumpai Mg sebagai MgSO4, MgCO3 atau dolomit (CaCO3, MgCO3) (Anonimc,2009).
Magnesium di dalam tanaman mempunyai peranan sebagai berikut: Sebagai atom pusat dalam molekul klorofil, metabolism fosfat, respirasi tanaman, aktifator beberapa sistem enzim, dan terutama untuk mengaktifkan fosforilase. Magnesium juga sebagai pengaktif enzim yang berupa karbohidrat, pernafasan dan sebagai katalisator (Winarso,2005).
Unsur Magnesium (Mg) merupakan unsur penyusun molekul klorofil (zat hijau daun) yang paling utama. Karena itu magnesium berperan penting dalam produksi tanaman. Selain diperlukan dalam pembentukan klorofil, magnesium juga berperan sebagai pembawa (carrier) unsure hara yang lain, terutama Fosfor. Magnesium juga berfungsi membantu pembentukan berbagai senyawa di dalam tanaman seperti gula, protein, minyak dan lemak. Magnesium adalah unsur yang mobil (mudah ditranslokasikan), maka magnesium akan segera ditranslokasikan dari bagian yang tua ke bagian yang muda bila tanaman kekurangan Magnesium. Gejala kekurangan magnesium ditunjukan dengan warna kuning pada bagian atas daun yang menghadap sinar matahari. (Anonimd, 2008).
commit to user
B. Hipotesis
H0 : Pelindian berpengaruh tidak nyata terhadap ketersediaan Kalsium (Ca) dan Magnesium (Mg) pada material vulkanik hasil erupsi Gunung Merapi
Hi : Pelindian berpengaruh nyata terhadap ketersediaan Kalsium (Ca) dan Magnesium (Mg) pada material vulkanik hasil erupsi Gunung Merapi
C. Kerangka Berpikir Material Vulkanik Hujan Pelindian Perkembangan Tanah
Kalsium dan Magnesium Terlarut
Ketersediaan Kalsium dan Magnesium Pada Kedalaman Tertentu
commit to user
III. METODOLOGI PENELITIAN
A. Tempat dan waktu penelitian
Penelitian ini dilaksanakan di Rumah Kaca Fakultas Pertanian Universitas Sebelas Maret Surakarta. Sedangkan untuk analisis kimia tanah dilaksanakan di Laboratorium Kimia dan Kesuburan Tanah dan untuk analisis fisika tanah dilaksanakan di Laboratorium Fisika dan Konservasi Tanah Fakultas Pertanian Universitas Sebelas Maret Surakarta. Penelitian ini dilaksanakan pada bulan Februari sampai dengan bulan Maret tahun 2011.
B. Bahan dan Alat Penelitian
1. Bahan a) Aquadest
b) Material vulkanik Gunung Merapi
c) Tanah Andisol lolos saringan diameter 0,5 cm d) Bahan–bahan kimia untuk analisis laboratorium 2. Alat a) Cangkul b) Meteran c) Gelas ukur d) Saringan lolos 0,5 cm e) Peralon diameter 6,35 cm f) Alat tulis
g) Alat–alat analisis fisika tanah dan kimia tanah
C. Rancangan Penelitian
Penelitian ini merupakan penelitian menggunakan RAL dengan faktor yang di uji sebagai berikut:
Faktor 1 : Kedalaman Solum
S1 : kedalaman 0 – 15 cm dari permukaan S2 : kedalaman 15 – 30 cm dari permukaan S3 : kedalaman 30 – 50 cm dari permukaan
commit to user Faktor 2 : Waktu pelindian
P1 : 1 hari pelindian P2 : 10 hari pelindian P3 : 20 hari pelindian P4 : 30 hari pelindian P4 : 45 hari pelindian
Dari kedua faktor tersebut maka diperoleh suatu rancangan RAL Faktorial dengan masing – masing kombinasi perlakuan diulang sebanyak 3 kali.
D. Tata Laksana Penelitian
Kegiatan yang dilakukan meliputi:
1. Studi pustaka untuk mengkaji hal–hal yang berhubungan dengan penelitian.
2. Pengambilan sampel tanah dan material vulkanik dari Dusun Kinahrejo, Desa Umbulharjo, Kec. Cangkringan, Kab. Sleman Yogyakarta. Pada koordinat 7o34,925’ LS dan 110o26,601’ BT.
3. Penyusunan tabung pelindi.
commit to user
4. Memasukan material vulkanik dan tanah Andisol yang telah disaring dengan saringan ukuran 0,5 cm kedalam tabung pelindi dengan susunan seperti pada Gambar 1.1.
5. Menambahkan aquadest kedalam tabung sebanyak 70 ml/hari. Penambahan aquadest sebanyak 70 ml/hari merupakan sebagai pengganti curah hujan yang terjadi di lapangan. Dengan analisis perhitungan terlampir.
6. Memanen tanah yang sesuai waktu yang ditentukan. 7. Analisis Tanah.
E. Variabel Pengamatan
Data yang dibutuhkan meliputi: 1. Analisis Tanah Awal
Analisis tanah awal meliputi: a) Ca dan Mg tersedia tanah
Kation–kation ditetapkan dengan menggunakan alat flamefotometer (Sulaeman, et all, 2005).
b) pH tanah metode elektrolisis
Pengukuran pH tanah (pH H2O, KCl, dan NaF) dengan menggunakan
metode elektrometrik (Sulaeman, et all, 2005). c) Kapasitas tukar kation
Menganalisis besarnya niai KTK dengan metode ekstrak ammonium asetat (Sulaeman, et all, 2005).
d) Tekstur tanah
Penentuan tekstur tanah dengan metode pemipetan (Sulaeman, et all, 2005).
e) Ca dan Mg total tanah
Penentuan Ca dan Mg total tanah menggunakan campuran asam pekat HNO3 dan HClO4 (Sulaeman, et all, 2005).
commit to user
2. Analisis tanah setiap rentang waktu 1 hari, 10 hari, 20 hari, 30 hari dan 45 hari.
Analisis yang dilakukan meliputi: a) Ca dan Mg tersedia tanah
Kation–kation ditetapkan dengan menggunakan alat flamefotometer (Sulaeman, et all, 2005).
b) pH tanah metode elektrolisis
Pengukuran pH tanah (pH H2O, KCl, dan NaF) dengan menggunakan
metode elektrometrik (Sulaeman, et all, 2005). c) Kapasitas tukar kation
Menganalisis besarnya niai KTK dengan metode ekstrak ammonium asetat (Sulaeman, et all, 2005).
d) Tekstur tanah
Penentuan tekstur tanah dengan metode pemipetan (Sulaeman, et all, 2005).
e) Ca dan Mg total tanah
Penentuan Ca dan Mg total tanah menggunakan campuran asam pekat HNO3 dan HClO4 (Sulaeman, et all, 2005).
Untuk Penentuan Ca dan Mg total tanah hanya dianalisis pada hari ke-45
F. Analisis Data
Semua data yang diperoleh dianalisis statistik dengan menggunakan uji F, untuk mengetahui apakah perlakuan berpengaruh terhadap variabel apabila data tersebut normal. Apabila data tersebut tidak normal maka menggunakan uji Kruskal-Wallis untuk mengetahui apakah perlakuan berpengaruh terhadap variabel. kemudian dilanjutkan dengan uji LSD (Least Significan Different) dengan taraf kepercayaan 95 % untuk mengetahui perbedaan rerata antar perlakuan yang berpengaruh, dan untuk uji keeratan antar perlakuan dilakukan dengan uji korelasi.
commit to user
IV. HASIL DAN PEMBAHASAN A. Karakteristik Tanah Awal
Hasil analisis terhadap sifat-sifat tanah yang digunakan untuk penelitian adalah sebagai berikut :
Tabel 4.1. Karakteristik Awal Material Vulkanik Gunung Merapi No. Jenis Tanah Variabel
Pengamatan
Satuan Nilai Pengharkatan
1 Material Vulkanik pH H2O - 6,34 Agak masam
pH KCl - 7,98 Agak alkalis
KPK cmol (+)/kg 3,9 Sangat rendah
Fraksi Klei % 2,62 Pasiran
Fraksi Debu % 0,24
Fraksi Pasir % 97,14
Ca tersedia cmol (+)/kg 0,30 Sangat rendah Mg tersedia cmol (+)/kg 0,35 Sangat Rendah
Ca Total ppm 132,93
Mg Total ppm 39,79
2 Andisols pH H2O - 6,52 Agak masam
pH KCl - 6,3 Agak masam
pH NaF - 11,9
KPK cmol (+)/kg 9,6 Rendah
Fraksi Klei % 4,10 Lom Pasiran
Fraksi Debu % 42
Fraksi Pasir % 53,90
Ca tersedia cmol (+)/kg 2,92 Rendah Mg tersedia cmol (+)/kg 0,94 Rendah
Ca Total ppm 106,32
Mg Total ppm 32,68
Sumber : Hasil Analisis Laboratorium 2011 Keterangan: Pengharkatan menurut Balittan (2005)
Berdasarkan Tabel 4.1 kondisi awal material vulkanik yang digunakan mempunyai pH agak masam (pH H2O 6,34), pH material vulkanik ini hampir
mendekati netral, ini dikarenakan material vulkanik merupakan tanah yang sangat muda atau baru dikeluarkan oleh erupsi Gunung Merapi, hal ini juga sesuai dengan hasil penelitian yang dilakukan oleh Suriadikata, D.A (2010) yang menunjukan bahwa material vulkanik mempunyai pH yang berkisar 4,8 sampai 6,8.
commit to user
Kapasitas Pertukaran Kation material vulkanik menunjukan nilai yang sangat rendah (KPK 3,9 cmol(+)/kg), ini dikarenakan kapasitas pertukaran kation dipengaruhi oleh tekstur tanah, semakin tinggi fraksi kleinya semakin tinggi kapasitas pertukaran kationnya. Berdasarkan hasil analisis tekstur tanah pada material vulkanik fraksi klei 2,62%, debu 0,24%, dan pasir 97,14%. Fraksi klei tergolong sangat sedikit, sehingga tidak ada yang berfungsi untuk menukarkan kation.
Berdasarkan tabel di atas, material vulkanik mempunyai Kalsium (Ca) tersedia sangat rendah (0,3 cmol(+)/kg). Ini dikarenakan material vulkanik mempunyai kapasitas pertukaran kation yang sangat rendah, selain itu karena material vulkanik merupakan tanah yang baru dan belum berkembang sehingga mempunyai fraksi klei yang sedikit. Menurut Ponnamperuma (1985), faktor–faktor yang mempengaruhi ketersedian kalsium dalam tanah antara lain: pasokan Ca total, pH tanah, kapasitas pertukaran kation, tipe koloid dan ratio Ca dengan kation lain. Material vulkanik ini mempunyai kalsium total sebesar 132,93 ppm. Begitu pula untuk ketersedian Magnesium (Mg) termasuk sangat rendah (0,35 cmol (+)/kg), yang dikarenakan material vulkanik merupakan tanah yang belum berkembang, sehingga mempunyai fraksi klei sangat sedikit. Material vulkanik ini mempunyai pasokan magnesium total sebesar 39,79 ppm.
Berdasarkan Tabel 4.1 karakteristik tanah awal Andisols mempunyai pH agak masam (pH H2O 6,52). Reaksi tanah Andisol cukup baik yaitu asam
sampai netral (pH 5,0 sampai 7,0) (AnonimF ). Tanah andisol ini mempunyai pH NaF sebesar 11,9. Tanah andisol umumnya mempunyai pH NaF > 9.4. Untuk menganalisa pH NaF menggunakan larutan NaF 1 N, tanah andisol mempunyai mineral alofan yang mampu menukarkan OH- dengan F -(Uehara, 1984).
Kapasitas Pertukaran Kation tanah Andisol termasuk rendah (KPK 9,6 cmol(+)/kg), hal ini dikarenakan kapasitas pertukaran kation dipengaruhi oleh tekstur tanah, semakin tinggi fraksi kleinya maka semakin tinggi pula kapasitas pertukaran kationnya, dapat dilihat tekstur tanah Andisol tersebut
commit to user
adalah: fraksi klei 4,10%, debu 42 %, dan pasir 53,90%. Menurut Darmawijaya (1990), tanah andisol mempunyai kapasitas pertukaran kation < 24 cmol (+)/kg.
Berdasarkan hasil penelitian, kalsium (Ca) tersedia tanah Andisol termasuk rendah (2,92 cmol (+)/kg) ini dikarenakan tanah Andisol mempunyai kapasitas pertukaran kation yang rendah pula, tanah Andisol mempunyai pasokan kalsium total yang hanya sebesar 106,32 ppm. Begitu juga halnya dengan Magnesium yang mempunyai ketersediaan rendah (0,94 cmol (+)/kg) ini juga dikarenakan tanah Andisol juga mempunyai kapasitas pertukaran kation yang rendah pula. Tanah Andisol ini mempunyai pasokan Magnesium total sebesar 32,68 ppm.
B. Hasil Analisis Ketersediaan Kalsium (Ca) dan Magnesium (Mg) Tanah
Kalsium (Ca) diserap dalam tanah berbentuk Ca2+. Faktor –faktor yang mempengaruhi ketersedian kalsium dalam tanah antara lain: pasokan Ca total, pH tanah, kapasitas pertukaran kation, tipe koloid dan nisbah Ca dengan kation lain (Ponnamperuma, 1985).
Berdasarkan analisis statistik, dapat diketahui bahwa perlakuan pelindian menunjukan nlai P-Value 0,000 (P<0,01). Hal ini berarti perlakuan pelindian pada penelitian ini memberikan pengaruh yang sangat nyata terhadap ketersedian kalsium.
commit to user Gambar 4.1 Hasil Analisis ketersediaan kalsium tanah
Gambar 4.1 menunjukan hasil analisis ketersediaan kalsium. Pada lapisan 1 (0 – 15 cm) dan lapisan 2 (15 – 30 cm) yang berisi material vulkanik, mulai terjadi peningkatan ketersediaan kalsium sampai hari ke-30. Peningkatan kalsium tertukar sampai hari ke-30 dikarenakan adanya proses mineralisasi yang nyata. Sampai hari ke-30 terjadi pelapukan kimia oleh aquadest yang mengubah CaCO3 pada material vulkanik menjadi kalsium
tertukar. Proses pelapukan yang terjadi adalah hidrasi serta pelarutan kalsium seperti yang dinyatakan oleh Manahan (2005). Proses pelapukan kimia terjadi karena adanya hidrasi dan pelarutan dengan rumus kimia sebagai berikut:
CaCO3 (s) + H2O Ca2+ (aq) + HCO3- (aq) + OH- (aq)
Proses tersebut menunjukan bahwa CaCO3 padat mengalami perlapukan
menjadi Ca2+ dalam bentuk larutan. Ca2+ merupakan bentuk kalsium yang biasa diserap oleh tanaman atau bentuk kalsium yang dapat ditukarkan (Winarso, 2005).
Pada lapisan 3 (30 – 50 cm) yang berisi tanah andisol, ketersediaan kalsium terus mengalami peningkatan. Peningkatan kalsium tertukar ini diduga adanya akumulasi kalsium tertukar yang berasal dari pelindiaan tanah pada lapisan di atasnya. Tanah andisol merupakan tanah yang lebih
1.11 3.24 3.85 3.85 2.34 0.89 3.15 3.79 4.18 1.75 2.51 3.49 4.58 4.83 5.6 0 1 2 3 4 5 6
1 Hari 10 Hari 20 Hari 30 Hari 45 hari
Cm ol (+ )/ kg Ca Lapisan 1 Lapisan 2 Lapisan 3
commit to user
berkembang daripada material vulkanik, sehingga mempunyai fraksi klei yang lebih banyak. Fraksi klei tersebut mempunyai kemampuan untuk mengikat kation–kation, sehingga kalsium–kalsium yang terlindi dari lapisan di atasnya akan terikat dalam kompleks jerapan tanah.
Berdasarkan analisis statistik, ketersediaan magnesium termasuk data yang tidak normal, maka untuk menentukan pengaruh atau tidaknya perlakuan menggunakan uji Kruskall-Wallis. Berdasarkan uji Kruskall-Wallis dapat diketahui bahwa perlakuan waktu pelindian tidak berpengaruh terhadap ketersediaan Magnesium. Dapat dilihat dari nilai P-Value menunjukan nilai > 0,05. Hal ini dikarenakan tidak adanya proses mineralisasi yang bisa meningkatkan ketersediaan magnesium.
Menurut Winarso (2005), Kadar magnesium (Mg) lebih rendah dibandingkan dengan kalsium (Ca), hal ini disebabkan Mg lebih lemah diikat oleh tapak–tapak jerapan dibandingkan dengan Ca, sehingga lebih peka terhadap pencucian. Demikian juga biasanya bahan induk mengandung magnesium lebih rendah daripada kalsium. Walaupun tanah berkembang dari bahan induk mengandung magnesium cukup, tetapi masih juga banyak dijumpai tanaman defisien Mg, khususnya dijumpai pada tanah–tanah pasiran, tanah–tanah masam yang berkembang di bawah curah hujan tinggi.
Gambar 4.2 Hasil analisis ketersediaan magnesium
0.43 0.49 0.53 0.33 0.34 0.44 0.56 0.67 0.32 0.32 0.63 0.72 0.71 0.86 0.86 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1
1 Hari 10 Hari 20 Hari 30 Hari 45 Hari
cm ol (+ )/ kg Mg Lapisan 1 Lapisan 2 Lapisan 3
commit to user
Gambar 4.2 merupakan hasil penelitian pengaruh pelindian terhadap ketersediaan magnesium. Walaupun berdasarkan uji Kruskall-wallis menunjukan waktu perlindian tidak berpengaruh terhadap ketersediaan magnesium, namun apabila melihat Gambar 4.2 Pengaruh perlakuan terhadap ketersediaan magnesium ternyata dapat dilihat ada peningkatan ketersediaan magnesium.
Ketersediaan magnesium pada material vulkanik sebelum adanya perlakuan perlindian adalah sebesar 0,35 cmol (+)/kg. Setelah adanya perlakuan pelindian, (Gambar 4.2) pada lapisan 1 hari ke-1 ketersediaan magnesium meningkat menjadi 0,43 cmol (+)/kg begitu seterusnya terus meningkat sampai hari ke-20 yang mencapai puncaknya, yaitu sebesar 0,53cmol (+)/kg. Ketersedian magnesium mulai menurun pada hari ke-30 dan hari ke-45 menjadi sebesar 0,34 cmol (+)/kg. Berdasarkan uji LSD dengan aras kepercayaan 95%, menunjukan bahwa perlakuan 30 dan 45 hari menunjukan hasil yang sama (Sig. > 0,05), hal ini juga berarti bahwa ketersediaan magnesium mulai menurun pada hari ke-30. Hal ini diduga air mampu melindi unsur magnesium dari lapisan atas ke lapisan bawah dalam jumlah yang melebihi proses mineralisasi magnesium. Pada lapisan 2, juga terjadi hal demikian. Ketersedian magnesium mengalami peningkatan sampai hari ke-20 menjadi sebesar 0,67 cmol(+)/kg. Namun setelah hari ke-30 mengalami penurunan ketersediaan magnesium
Pada lapisan 3 (tanah andisol), terjadi peningkatan ketersediaan magnesium. Ketersediaan magnesium pada hari 1 adalah sebesar 0,63 cmol(+)/kg terus mengalami peningkatan sampai hari ke-45. Peningkatan ini dikarenakan lapisan 3 berada pada lapisan terbawah, sehingga mendapatkan magnesium dari lapisan di atasnya.
Berdasarkan uji korelasi menggunakan minitab, ketersediaan kalsium berkorelasi cukup erat terhadap kapasitas tukar kation dan fraksi klei, hal ini berarti semakin tinggi fraksi kleinya dan kapasitas tukar kationnya maka semakin tinggi pula ketersediaan kalsiumnya. Begitu sama halnya dengan ketersediaan magnesium yang berkorelasi sangat erat (r = 0,737) dan sangat
commit to user
nyata terhadap KPK dan fraksi klei. Hal ini berarti semakin tinggi KPK dan fraksi klei maka ketersediaan magnesium semakin tinggi
C. Hasil Analisis Kalsium dan Magnesium Total Tanah
Unsur hara total total tanah adalah unsur hara yang berada di tanah baik itu dalam bentuk yang tersedia maupun dalam bentuk yang tidak tersedia bagi tanaman. Pada penelitian ini, juga meneliti apakah pelindian berpengaruh terhadap kalsium dan magnesium total. Perlakuan yang diamati unsur hara totalnya adalah hanya material awal dan perlakuan hari ke-45.
Tabel 4.2 Hasil analisis kalsium dan magnesium total tanah
No. Material Kalsium Total (ppm) Magnesium Total (ppm)
1. Vulkanik awal 132,93 39,79
2. Andisol awal 106,32 32,68
3. Lapisan 1 65,39 24,67
4. Lapisan 2 76,15 27,34
5. Lapisan 3 76,55 30,77
Berdasarkan Tabel 4.2, kalsium total pada meterial vulkanik awal adalah sebesar 132,93 ppm, namun setelah adanya perlakuan pelindian dari hari pertama sampai hari ke-45 ternyata nilai kalsium total pada lapisan 1 mengalami penurunan menjadi 65,39 ppm, sama halnya pada lapisan 2 yang mengalami penurunan menjadi 76,15 ppm. Pada tanah Andisol awal, kalsium total sebesar 106,32 ppm. Sama halnya dengan materal vulkanik, setelah mengalami pelindian kalsium total pada lapisan 3 hari terakhir menjadi 76,55 ppm. Hal ini dikarenakan kalsium adalah unsur hara yang mudah terlindi oleh air. Air yang setiap hari dimasukan kedalam tabung pelindi, adalah agen utama yang melakukan pelindian hara. Namun air tersebut tidak akan terakumulasi pada lapisan paling bawah, hal ini dikarenakan pada bagian bawah tabung pelindi juga diberikan lubang–lubang drainase untuk keluarnya air.
Seperti halnya kalsium, magnesium juga merupakan unsur yang relatif mudah tercuci, besarnya laju pencucian dipengaruhi oleh jumlah magnesium dalam mineral tanah, laju pelapukan, intensitas pelindian dan penyerapan oleh
commit to user
tanaman. Berdasarkan hasil penelitian, magnesium total pada material vulkanik awal adalah sebesar 39,79 ppm. Setelah mengalami pelindian nilai magnesium total pada lapisan 1 adalah sebesar 24,67 ppm, hal serupa terjadi pada lapisan 2 yang juga mengalami penurunan menjadi 27,349 ppm. Pada tanah Andisol, nilai magnesium total adalah sebesar 30,77 ppm, namun setelah mengalami pelindian nilai magnesium total pada akhir perlakuan juga mengalami penurunan, penurunan ini dikarenakan magnesium adalah unsur hara yang relatif mudah terlindi.
D. Hasil Analisis pH Tanah
Reaksi tanah (pH tanah) menunjukkan sifat keasaman dan alkalinitas tanah, dengan menunjukkan banyaknya konsentrasi ion hidrogen (H+) dalam tanah. Semakin tinggi kadar H+ dalam tanah semakin masam tanah tersebut. Pada tanah-tanah yang masam jumlah ion H+ lebih tinggi daripada OH-, sedang tanah alkalis kandungan OH- lebih banyak daripada H+ dan bila konsentrasi H+ sama dengan OH- tanah bereaksi netral yaitu mempunyai pH netral. pH tanah berkisar antara 0 - 14 dengan pH 7 disebut sebagai pH netral, kurang dari 7 disebut dengan masam dan lebih dari 7 disebut dengan alkalis.
Berdasarkan analisis statistik, menunjukan bahwa perlakuan waktu pelindian berpengaruh sangat nyata terhadap pH H2O (P < 0,01), ini berarti
bahwa waktu pelindian berpengaruh terhadap peningkatkan pH H2O. Material
vulkanik yang terlindi oleh air mampu meningkatkan pH H2O. sedangkan
untuk pH KCl, perlakuan berpengaruh tidak nyata terhadap pH KCl. Hal ini dibuktikan dengan nilai P > 0,05 yang berarti perlindian mempunyai pengaruh yang tidak nyata terhadap perubahan pH KCl.
commit to user Gambar 4.3 Hasil Analisis pH H2O
Gambar 4.4 Hasil Analisis pH KCl
Berdasarkan Gambar 4.3 Hasil analisis pH H2O, pada lapisan 1 dan 2
(material vulkanik) terjadi peningkatan mulai pada perlakuan hari ke-10 menunjukan hasil yang sama, ini berarti bahwa pada hari ke-10 menunjukan terjadinya reaksi hidrolisis yang menyebabkan penambahan konsentrasi ion– ion hidroksida. M+ (mineral) + H2O H+ (Mineral) + M+ + OH -6.49 7.94 7.89 6.83 6.71 6.49 7.91 7.79 6.82 6.55 6.29 7.03 6.80 6.45 6.51 0.00 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00 7.00 8.00 9.00
1 Hari 10 Hari 20 Hari 30 hari 45 Hari
pH H2 O Lapisan 1 Lapisan 2 Lapisan 3 8.00 7.97 8.00 7.94 7.99 7.94 8.15 8.14 7.91 7.57 6.25 6.37 6.83 6.79 6.63 0.00 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00 7.00 8.00 9.00
1 Hari 10 Hari 20 Hari 30 Hari 45 Hari
pH
K
Cl Lapisan 1
Lapisan 2 Lapisan 3
commit to user
Dengan adanya mineral–mineral yang berasal dari material vulkanik yang bereaksi dengan air, maka akan menyebabkan penambahan konsentrasi ion–ion hidrokoksida. Ion–ion hidrooksida inilah yang menyebabkan meningkatnya pH tanah.
Sedangkan pada lapisan 3 (tanah andisol), memiliki pH tanah lebih rendah daripada material vulkanik. Ini dikarenakan material vulkanik merupakan tanah yang masih baru, berdasarkan Uji Komposisi Kimia Tanah Vulkanik Gunung Merapi Yogyakarta yang dilakukan oleh Balai Teknik Kesehatan Lingkungan (BTKL), 1994 Yogyakarta menunjukkan bahwa Material Vulkanik Gunung Merapi Yogyakarta mengandung silikat, kalsium dan magnesium sehingga pH material vulkanik lebih tinggi daripada tanah Andisol. Berbeda halnya dengan pH KCl (Gambar 4.4) pada lapisan 1 dan 2 (material vulkanik) nilai pH pada hari ke-1 sampai hari ke-45 mengalami nilai yang konstan.
Selisih antara pH H2O dan pH KCl disebut DpH. Secara umum DpH
menunjukan nilai yang negatif ( pH KCl > pH H2O). Ini berarti bahwa tanah
pada penelitian ini didominasi oleh koloid lempung yang bermuatan positif.
E. Hasil Analisis Kapasitas Tukar Kation
Kation adalah ion bermuatan positif seperti Ca2+, Mg+, K+, Na+, NH4+,
H+, Al3+ dan sebagainya. Didalam tanah kation–kation tersebut terlarut
didalam air tanah atau dijerap oleh koloid–koloid tanah. Banyaknya kation (dalam miliekivalen) yang dapat dijerap oleh tanah per satuan berat tanah (biasanya per 100 g) dinamakan kapasitas tukar kation (KPK). Kation–kation yang telah dijerap oleh koloid–koloid tersebut sukar tercuci oleh air gravitasi, tetapi dapat diganti oleh kation lain yang terdapat dalam larutan tanah. Hal tersebut dinamakan pertukaran kation. Jenis–jenis kation yang telah disebutkan di atas merupakan kation–kation yang umum ditemukan dalam kompleks jerapan tanah (Hardjowigeno, 2007).
commit to user
Berdasarkan analisis statistik, Nilai p-value menunjukan angka 0,046. Hal ini berarti bahwa perlakuan waktu pelindian berpengaruh nyata terhadap kapasitas pertukaran kation, (P < 0,05)
Gambar 4.5 Hasil analisis kapasitas pertukaran kation
Gambar di atas menunjukan hasil penelitian pengaruh waktu pelindian terhadap kapasitas pertukaran kation (KPK). Kapasitas pertukaran kation mengalami peningkatan sampai hari ke-20. Peningkatan ini diduga karena konsentrasi kation mengalami penurunan. Menurut Bohn et al. (1979), kekuatan jerapan kation oleh tapak pertukaran salah satunya dipengaruhi oleh konsentrasi kation, semakin kecil konsentrasi kation berarti makin besar kation tersebut diikat oleh koloid. Kemudian pada hari ke-30 terjadi penurunan kapasitas pertukaran kation. Pada uji LSD dengan taraf kepercayaan 95% menunjukan bahwa perlakuan hari ke-20 sangat berbeda terhadap perlakuan hari ke-30 ( Sig. < 0,01).
Penurunan kapasitas pertukaran kation ini disebabkan karena adanya pencucian karbonat oleh air pelindi. Dengan pencucian karbonat ini KPK tanah menjadi lebih rendah dan tanah menjadi lebih asam. Hal ini sesuai dengan pendapat Hardjowigeno (1987), bahwa dengan adanya pencucian ini karbonat bergerak dengan air kebawah sehingga KPK tanah menjadi rendah
5.10 5.23 6.93 4.30 3.80 5.10 5.83 7.37 4.50 3.53 9.60 10.43 11.60 9.93 9.20 0.00 2.00 4.00 6.00 8.00 10.00 12.00 14.00
1 Hari 10 Hari 20 Hari 30 Hari 45 Hari
cm ol (+ )/ kg KPK Lapisan 1 Lapsian 2 Lapisan 3
commit to user
yang berdampak pada menurunnya pH. Hal serupa sama terjadi pada lapisan 2, kapasitas pertukaran kation juga menglamai penurunan pada perlakuan hari ke-30. Karbonat yang terlindi (leaching) oleh air, muatan–muatan negatif yang kosong akibat hilangnya basa–basa dapat ditukar yang umumnya berikatan dengan hidroksil hasil ionisasi air meninggalkan ion–ion H, yang kemudian menduduki muatan–muatan permukaan koloid tanah sehingga KPK tanah menjadi jenuh oleh ion–ion H ini. Akibatnya melalui proses dissosiasi H koloid ke H+ larutan tanah, pH tanah menjadi turun, nilai KPK tanah juga turun akibat ternetraisasinya muatan koloid tergantung pH (Hanafiah, 2005).
Lapisan yang mempunyai kapasitas pertukaran kation terbanyak terdapat pada lapisan ke-3 (tanah Andisol), ini dikarenakan tanah Andisol dari tanah awal sebelum adanya perlakuan memang sudah mempunyai kapasitas pertukaran kation yang lebih tinggi daripada material vulkanik. Tanah Andisol mempunyai KPK tinggi karena mempunyai fraksi klei lebih banyak daripada material vulkanik. Menurut Soepardi (1983) besar kecilnya kapasitas pertukaran kation dipengaruhi oleh: reaksi tanah, tekstur atau jumlah klei, jenis mineral liat, bahan organik dan pengapuran serta pemupukan.
F. Hasil Analisis Fraksi Klei Tanah
Tekstur tanah adalah perbandingan relatif antara fraksi klei, debu dan pasiran. Pada penelitian ini menggunakan jenis tanah yang berbeda, yaitu material vulkanik yang didominasi oleh fraksi pasir dan tanah Andisol yang didominasi oleh fraksi debu. Perlakuan pelindian yang dilakukan pada penelitian ini ternyata dapat mempengaruhi perpindahan fraksi–fraksi walaupun tidak terlalu terlihat jelas. Pelindian lebih berpengaruh terhadap fraksi klei karena fraksi klei mempunyai ukuran yang paling kecil dari fraksi lainnya sehingga mudah terlindi.
Berdasarkan analisis statistik, menunjukan bahwa perlakuan waktu pelindian berpengaruh tidak nyata (P > 0,05) hal ini berarti bahwa waktu pelindian tidak mampu meningkatkan fraksi klei.
commit to user Gambar 4.6 Hasil analisis fraksi klei tanah.
Berdasarkan uji LSD, pada lapisan 1 dan 2 (material vulkanik) pada perlakuan hari ke-1 terhadap perlakuan hari ke-10, menunjukan tidak berbeda nyata, (Sig. > 0,05 ) atau dapat dikatakan waktu pelindian tidak mampu meningkatkan fraksi klei. Ini dikarenakan perlakuan pelindian hanya mampu mentransportasi fraksi klei dari lapisan atas ke lapisan di bawahnya. Fraksi klei adalah fraksi yang berukuran paling kecil dari suatu tanah, sehingga fraksi ini mudah mengalami pelindian atau translokasi oleh air ke lapisan di bawahnya. Hal ini dapat dibuktikan pada lapisan 3 (tanah andisol) terus mengalami peningkatan fraksi klei. lapisan ini mendapatkan fraksi klei dari lapisan di atasnya yang mengalami pelindian oleh air, selain itu sebelum adanya perlakuan pelindian sudah mempunyai fraksi klei yang tinggi. Tanah andisol merupakan tanah yang sudah mengalami perkembangan daripada material vulkanik yang dapat dikatakan sebagai tanah baru, sehingga tanah andisol mempunyai fraksi klei lebih banyak daripada material vulkanik.
1.79 1.63 1.46 1.29 1.21 2.71 2.63 2.38 1.71 1.38 9.70 9.96 10.13 11.21 11.04 0.00 2.00 4.00 6.00 8.00 10.00 12.00
1 Hari 10 Hari 20 hari 30 hari 45 Hari %
Klei
Lapisan 1 Lapisan 2 Lapisan 3
commit to user
27
V. KESIMPULAN DAN SARAN
A. Kesimpulan
Dari berbagai hal yang telah dibahas di atas dapat diperoleh kesimpulan sebagai berikut :
1. Perlakuan waktu pelindian mampu meningkatkan ketersediaan kalsium dalam tanah. Khusus pada lapisan 1 dan 2 ketersediaan kalsium terjadi peningkatan ketersediaan kalsium sampai hari ke-30.
2. Perlakuan waktu pelindian tidak mampu meningkatkan ketersediaan magnesium.
3. Perlakuan waktu pelindian mampu meningkatkan pH tanah dan kapasitas pertukaran kation tanah.
B. Saran
Perlu dilakukan penelitian lebih lanjut mengenai material vulkanik Gunung Merapi untuk mengetahui pengaruh terhadap tanaman. Perlu dilakukan penelitian untuk mengetahui besarnya unsur hara yang hilang bersama air yang keluar dari tabung pelindi.
