SIFAT FISIKA TANAH INCEPTISOL MENGGUNAKAN PEMBENAH KOMPOS BERTANAMAN SAWI PUTIH
(Brassica pekinensia L.)DENGAN TINGKAT PEMBERIAN AIR BERBEDA
SKRIPSI
SRI AYU FEBRIANI 130308064
PROGRAM STUDI KETEKNIKAN PERTANIAN FAKULTAS PERTANIAN
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
2019
SIFAT FISIKA TANAH INCEPTISOL MENGGUNAKAN PEMBENAH KOMPOS BERTANAMAN SAWI PUTIH
(Brassica pekinensia L.)DENGAN TINGKAT PEMBERIAN AIR BERBEDA
SKRIPSI
OLEH :
SRI AYU FEBRIANI
130308064/KETEKNIKAN PERTANIAN
Skripsisebagai salah satu syarat untuk mendapatkan gelar sarjana di Fakultas Pertanian
Universitas Sumatera Utara
PROGRAM STUDI KETEKNIKAN PERTANIAN FAKULTAS PERTANIAN
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
2019
Panitia Penguji Ujian Skripsi
Prof. Dr. Ir. Sumono, MS Nazif Ichwan, STP, M.Si Dr. Ir. Edi Susanto, M. Si
Riswanti Sigalingging, STP, M.Si, PhD Adian Rindang, STP, M. Si
ABSTRAK
SRI AYU FEBRIANI: Sifat Fisika Tanah Inceptisol Menggunakan pembenah Kompos Bertanaman sawi putih (Brassica PekinensiaL.) Dengan Tingkat Pemberian Air berbeda, dibimbing oleh SUMONO dan NAZIF ICHWAN.
Sifat fisika tanah merupakan faktor penting bagi pertumbuhan tanaman.
Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui sifat fisika tanah Inceptisol menggunakan pembenah kompos bertanaman sawi putih (Brassica pekinensiaL.) dengan beberapa tingkat pemberian air.Penelitian dalam skala rumah kaca menggunakan rancangan acak lengkap non faktorial, terdiri dari 3 perlakuan dan 4 ulangan, yaitu pemberian air 100 % kapasitas lapang, pemberian air 80 % kapasitas lapang, pemberian air 60 % kapasitas lapang. Parameter yang diamati meliputi tekstur tanah, bahan organik, porositas, suhu tanah, permeabilitas tanah, evapotranspirasi, berat basah dan berat kering tanaman.
Hasil penelitian menunjukkan jenis tanah Inceptisol bertekstur lempung berpasir, bahan organik tanah rata-rata 5,83% , porositas berkisar 51,53–53,04%, suhu tanah rata-rata 28,5o
Kata Kunci: Sifat fisika tanah, inceptisol, kompos, sawi putih, pemberian air berbeda
C, permeabilitas berkisar 17,18–17,76cm/jam, evapotranspirasi berkisar 0,55–0,67 mm/hari, berat basah tanaman pakcoy berkisar 123– 215 g dan berat kering tanaman berkisar 12,16-15,13 g.
ABSTRACT
SRI AYU FEBRIANI: Physical Properties Of Inceptisol Soil Using The Composting Planted With Chicory (Brassica Pekinensia L.) With Different Water Level, Supervised By SUMONO andNAZIF ICHWAN.
Soil physics is an important factor for plant growth. The objective of this research is to study the physical properties of Inceptisol soil by using compost planting with chicory (Brassica PekinensiaL.) with different water level. Research was done on greenhouse scale using a completely non factorial randomized design, consisting of 3 treatments and 4 replications, ie 100 % water supply of field capacity, water supply of 80 % field capacity, and water supply at 60 % of field capacity. Parameters observed were soil texture, organic matter, porosity, soil temperature, soil permeability, evapotranspiration, wet weight and dry weight of the plant.
The results showed that the soil was sandy loam textured Inceptisol soil, soil organic matter was 5.83%, in average porosity was ranged from 51.53 to 53.04%, average soil temperature was 28.5o
Keywords: Physical properties of soil, inceptisol, compost, chicory, different water level
C, permeability was ranged from 17.18 to 17.76 cm/h, evapotranspiration was ranged from 0.55 to 0.67 mm/d, wet weight of pakcoy plants was ranging from 123 to 215 g and dry weight of plants was ranged from 12.16 to 15.13 g.
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Sibolga pada tanggal 22Februari 1995 dari Ayah Kusni dan Ibu Desmiati. Penulis merupakan anak ketiga dari tiga bersaudara.
Tahun 2013 penulis lulus dari SMA Negeri 3 Padangsidimpuan dan pada tahun yang sama masuk ke Fakultas Pertanian USU melalui jalur Seleksi Bersama Masuk Perguruan Tinggi Negeri (SBMPTN) dan lulus pada pilihan pertama di Program Studi Keteknikan Pertanian.
Selama mengikuti perkuliahan, penulis aktif sebagai anggota Ikatan Mahasiswa Teknik Pertanian (IMATETA).
Penulis melaksanakan Praktek Kerja Lapangan (PKL) di Pabrik Kelapa Sawit PT. Perkebunan SwastaAnugerah Langkat Makmur Desa Kampung Lama Kecamatan Besitang Kabupaten Langkat, Provinsi Sumatera Utara pada tanggal 18 Juli-18 Agustus 2016.
KATA PENGANTAR
Pujidansyukurpenulisucapkankepada Tuhan Yang Maha Esa atas berkat dan anugerah-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi dengan judul
“Sifat Fisika Tanah Inceptisol Menggunakan Pembenah Kompos Bertanaman Sawi Putih (Brassica PekinensiaL.) Dengan Tingkat Pemberian Air Berbeda”.
Penulis mengucapkan terima kasih kepada kedua orang tua yang telah mendukung penulis baik secara moril maupun materil. Penulis juga
mengucapkanterimakasihkepadaBapakProf.Dr.Ir. Sumono, MSselakuketuakomisipembimbingdanBapakNazif Ichwan, STP,
M.Siselakuanggotakomisipembimbing yang telah banyakmembimbingpenulis sehingga dapat menyelesaikan skripsi ini dengan baik. Penulis juga mengucapkan terima kasih kepada semua staf pengajar dan pegawai di Program Studi Keteknikan Pertanian,serta semua rekan mahasiswa yang telah membantu penulis dalam menyelesaikan skripsi ini.
Akhir kata, penulismengucapkanterimakasih, semoga skripsi inibermanfaatbagipihak yang membutuhkan.
Medan, Maret 2019
Penulis
DAFTAR ISI
Hal
ABSTRAK ... i
RIWAYAT HIDUP ... ii
KATA PENGANTAR ... iii
DAFTAR ISI ... iv
DAFTAR TABEL ... vi
DAFTAR GAMBAR ... vii
DAFTAR LAMPIRAN ... viii
PENDAHULUAN Latar Belakang ... 1
Tujuan Penelitian ... 5
ManfaatPenelitian ... 5
TINJAUAN PUSTAKA Tanah Inceptisol ... 7
Kompos ... 8
Tekstur Tanah ... 10
Bahan Organik Tanah ... 12
Kerapatan Massa Tanah (Bulk Density) ... 15
Kerapatan Partikel Tanah (Paticle Density) ... 17
Porositas Tanah ... 18
Suhu Tanah ... 21
Permeabilitas Tanah ... 23
Kadar Air Kapasitas Lapang ... 24
Air Tersedia Bagi Tanaman ... 26
Evapotranspirasi ... 27
Tanaman sawi putih (Brassica pekinensia L.) ... 31
METODOLOGI PENELITIAN Waktu dan Tempat Penelitian ... 34
Bahan dan Alat ... 34
MetodePenelitian ... 35
Prosedur Penelitian ... 36
Parameter Penelitian ... 38
HASIL DAN PEMBAHASAN Jenis Tanah ... 40
Sifat Fisika Tanah Tekstur Tanah ... 40
Bahan Organik Tanah ... 41
Kerapatan Massa Tanah (Bulk Density) ... 42
Kerapatan Partikel Tanah (Particle Density) ... 42
Porositas Tanah ... 42
Suhu Tanah ... 44
Permeabilitas Tanah ... 45
Kadar Air Basis Kering Tanah ... 46
Evapotranspirasi ... 47
Berat Basah dan Berat Kering Tanaman sawi putih ... 48
KESIMPULAN DAN SARAN
Kesimpulan ... 51 Saran ... 51 DAFTAR PUSTAKA ... 52 LAMPIRAN
DAFTAR TABEL
No. Hal.
1. Standar Kualitas Kompos ... 9
2. Hasil Pengukuran Kompos ... 10
3. Klasifikasi Kelas Tekstur Tanah ... 12
4. Kelas Porositas Tanah ... 21
5. Kelas Permeabilitas Tanah ... 23
6. Hasil Analisa Tekstur Tanah ... 40
7. Hasil Analisa Kandungan Bahan Organik Tanah ... 41
8. Kerapatan Massa Tanah, Kerapatan Partikel Tanah dan Porositas ... 42
9. Hasil Pengukuran Suhu Tanah ... 45
10. Hasil Pengukuran Permeabilitas Tanah ... 46
11. Hasil Pengukuran Kadar Air Basis Kering Tanah ... 47
12. Hasil Pengukuran Suhu Harian Ruangan, Evaporasi dan Evapotranspirasi ... .47
13. Rata-rata Bobot Basah Batang dan Daun Tanaman ... 48
14. Rata-rata BobotKering Batang dan Daun Tanaman ... 49
DAFTAR GAMBAR
No. Hal.
1. Diagram Segitiga Tekstur Tanah Menurut USDA ... 11
DAFTAR LAMPIRAN
No. Hal.
1. FlowchartPenelitian ... 57
2. Penentuan Tekstur Tanah Berdasarkan Segitiga USDA Untuk Perlakuan K1 ... 58
3. Penentuan Tekstur Tanah Berdasarkan Segitiga USDA Untuk Perlakuan K2 ... 59
4. Penentuan Tekstur Tanah Berdasarkan Segitiga USDA Untuk Perlakuan K3 ... 60
5. Hasil Analisa Tekstur Tanah, C-Organik, dan Permeabilias Tanah ... 61
6. Hasil Analisa Uji pF (Kapasitas Lapang dan Titik Layu Permanen) ... 62
7. Perhitungan Bulk Density, Particle Density dan Porositas ... 63
8. Perhitungan Pemberian Air dan Evapotranspirasi Awal... 70
9. Hasil Pengukuran Suhu Harian Ruangan, Evaporasi, dan Evapotranspirasi .... 75
10. Data Pemberian Air Berbeda Pada Tanaman Sawi putih (Brassica pekinens L.) ... 76
11. Data Berat Basah Tanaman Sawi putih (Brassica pekinensia L.) ... 77
12. Data Berat Kering Tanaman Sawi putih (Brassica pekinensia L.) ... 78
13. Data Analisis Sidik Ragam Berat Basah Tanaman ... 79
14. Data Analisis Sidik Ragam Berat Kering Tanaman ... 80
15. Dokumentasi Penelitian ... 81
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Tanah adalah suatu benda alam yang terdapat dipermukaan kulit bumi,yang tersusun dari bahan-bahan mineral sebagai hasil pelapukan batuan, dan bahan-bahan organik sebagai hasil pelapukan sisa-sisa tumbuhan dan hewan, yang merupakan medium atau tempat tumbuhnya tanaman dengan sifat-sifat tertentu, yang terjadi akibat dari pengaruh kombinasi faktor iklim, bahan induk, jasad hidup, bentuk wilayah dan lamanya waktu pembentukan (Yuliprianto, 2010).
Bahan tanah tersusun atas empat komponen, yaitu bahan padat mineral, bahan padat organik, air, dan udara. Bahan padat mineral terdiri atas sibir batuan dan mineral primer, lapukan batuan dan mineral, serta mineral skunder. Bahan padat organik terdiri atas sisa dan rombakan jaringan jasad, terutama tumbuhan, zat humik, dan jasad hidup penghuni tanah, termasuk akar tumbuhan hidup. Air mengandung berbagai zat terlarut. Maka disebut juga larutan tanah. Udara tanah berasal dari udara atmosfer, akan tetapi mengalami perubahan susunan karena saling tidaknya dengan tanah (Mahar, 2011).
Struktur tanah merupakan suatu sifat fisik yang penting karena dapat mempengaruhi pertumbuhan tanaman secara tidak langsung berupa perbaikan peredaran air, udara dan panas, aktivitas jasad hidup tanah, tersedianya unsur hara bagi tanaman, perombakan bahan organik, dan mudah tidaknya akar dapat menembus tanah lebih dalam. Tanah yang berstruktur baik akan membantu berfungsinya faktor-faktor pertumbuhan tanaman secara optimal, sedangkan tanah yang berstruktur buruk akan menyebabkan terhambatnya pertumbuhan tanaman.
Struktur tanah dapat dikatakan baik apabila di dalamnya terdapat penyebaran ruang pori-pori yang baik, yaitu terdapat ruang pori di dalam dan di antara agregat yang dapat diisi air dan udara dan sekaligus mantap keadaannya. Agregat tanah sebaiknya mantap agar tidak mudah hancur oleh adanya gaya dari luar, seperti pukulan butiran air hujan. Dengan demikian tahan erosi sehingga pori-pori tanah tidak mudah tertutup oleh partikel-partikel tanah halus, sehingga infiltrasi tertahan dan run-off menjadi besar. Struktur tanah yang buruk tentu sebaliknya dengan keadaan diatas. Kegiatan yang berupa pengolahan tanah, pembajakan, pemupukan termasuk pengapuran dan pupuk organik, lebih berhubungan dengan aspek struktur daripada aspek tekstur tanah (Sarief, 1986).
Perbaikan struktur tanah penting artinya bagi tanah yang padat atau tanah yang kurang subur, yang umumnya terdapat pada lahan-lahan marginal. Karena terjadinya alih fungsi lahan yang produktif menjadi kegiatan non pertanian, seperti untuk perumahan (real estate), industri, bisnis, tambang, dan sebagainya.
Perluasan usaha pertanian atau pembangunan pertanian di Indonesia saat ini mengarah kepada pemanfaatan lahan-lahan marginal pada tanah yang kurang subur (Sumono, 2015).
Jenis-jenis tanah yang tergolong lahan marginal untuk lahan kering umumnya ordo ultisol (pedsolik), sedangkan untuk lahan basah (rawa) termasuk ordo histosol (gambut), entisols (alluvial), dan inceptisol (alluvial). Sebagian besar tanah pedsolik mempunyai kendala yaitu tingkat kesuburannya yang rendah dan kurang mendukung pertumbuhan tanaman (Noor, 1996).
Inceptisol merupakan tanah terluas yang ada di bumi, menempati hampir 22% dari seluruh daratan di dunia. Letak geografisnya tersebar luas, mulai dari
pinggiran sungai ke daerah hutan sampai lingkungan sekitar kutub. Seperti;
terdapat di lembah Missisippi, Eropa Tengah, wilayah Amazon, wilayah Timur Laut India, Indonesia, dan sampai ke Alaska (Encyclopedia Britannica, 2010).
Menurut Munir(1996) inceptisol merupakan jenis tanah terluas di Indonesia yang mencapai sekitar 70,52 juta ha atau 37,5% dari total area daratan di Indonesia.
Menurut Subagyo dkk., (2000) penyebaran inceptisol merata di seluruh pulau besar yang ada di Indonesia. Mulai dari Aceh, Sumatera Utara, Sumatera Barat, Sumatera Selatan, Jawa, Bali, Nusa Tenggara Timur serta Irian Jaya.
Inceptisol memiliki reaksi tanah (pH tanah) masam sampai agak masam (4,6-5,5), khususnya pada sebagian Eutrudepts, pH tanahnya lebih tinggi yaitu dari agak masam sampai netral (5,6- 6,8). Kandungan bahan organik sebagian besar rendah sampai sedang dan sebagian lagi sedang sampai tinggi. Kadar C- organik lapisan atas tanah (top soil) selalu lebih tinggi daripada lapisan bawah
(sub soil), dengan rasio C/N tergolong rendah (5-10) sampai sedang (10-18) (Subagyo dkk., 2000).
Huda (2016); Harahap (2016) telah melakukan kajian sifat fisika dan kimia tanah, masing-masing pada tanah ultisol dan inceptisol dengan perlakuan pemberian kompos. Perlakuan pemakaian kompos diawali dengan tanah mineral tanpa kompos (sebagai kontrol), hingga perbandingan pemakaian tanah mineral 7 kg dan kompos 3 kg. Hasilnya menunjukkan terjadi peningkatan porositas, kemampuan tanah menyimpan air dan air tersedia dengan semakin meningkatnya pemakaian kompos, dan masih ada kecenderungan peningkatan terus dengan meningkatnya pemakaian kompos. Namun kenaikan kandungan
airtersediapertambahan kompos mempunyai batas tertentu yang akan tergantung kepada jenis kompos dan jenis tananhnya.
Kompos akan meningkatkan kesuburan tanah dan merangsang perakaran yang sehat. Kompos memperbaiki struktur tanah dengan meningkatkan kandungan bahan organik tanah dan akan meningkatkan kemampuan tanah untuk mempertahankan kandungan air tanah. Tanaman yang dipupuk dengan kompos cenderung lebih baik kualitasnya daripada tanaman yang dipupuk dengan pupuk kimia (Wasis dan Sandrasari, 2011).
Penggunaan pupuk kompos sangat baik pada tanaman semusim seperti sawi putih (Brassica pekinensia L.) dikarenakan pupuk kompos memiliki karakteristik yang umum yaitu mengandung unsur hara dalam jenis dan jumlah bervariasi tergantung bahan asal dan mempunyai fungsi utama dalam memperbaiki kesuburan tanah serta (kualitas fisik, kimia, biologi) menyediakan unsur hara secara lambat dalam jumlah yang terbatas (Setyorini, 2003).
Sawi putih (Brassica pekinensia L.) merupakan jenis yang paling banyak dikonsumsi sebagai sayuran segar, karena memiliki rasa yang paling enak diantara jenis sawi lainnya, jenis ini bisa hidup dilahan yang kering. Lahan kering artinya bahwa lahan tersebut tidak jenuh air, namun air cukup tersedia bagi pertumbuhan tanaman (Mardawilis, 2001).
Hillel (1980) menyatakan bahwa ketersediaan air bagi tanaman dapat dikelompokkan menjadi 3, yaitu (1) air cukup tersedia bagi tanaman dari kondisi kapasitas lapang hingga titik layu permanen, (2) air tersedia dari kondisi kapasitas lapang hingga titik kritis, dan (3) ketersediaan air berkurang dari kondisi mulai mulai kapasitas lapang hingga titik layu permanen. Berkurangnya air dapat
menyebabkan cekaman terhadap pertumbuhan tanaman. Namun sebagian besar pengaruhnya cekaman air terhadap pertumbuhan tanaman akan tergantung kepada jenis dan kondisi tanah serta jenis tanamannya.
Hasil penelitian Alberta (2016) menunjukkan bahwa perlakuan pemberian air pada 60 % dan 80 % kapasitas lapang pada tanaman kedelai yang tumbuh pada tanah inceptisol dapat tumbuh dengan baik dan tidak berbeda nyata dengan pemberian air 100 % kapasitas lapang. Untuk itu perlu dilakukan kajian guna mengetahui seberapa besar pengaruh tingkat pemberian air pada tanah inceptisolyang dikenal miskin unsur hara dapat memperbaiki sifat fisika tanah inceptisol menggunakan pembenahan kompos sebagai media tumbuh bagi tanaman sawi putih (Brassica pekinensia L.).
Tujuan Penelitian
Untuk mendapatkansifat fisika tanah inceptisol menggunakan pembenah kompos bertanaman sawi putih (Brassica pekinensiaL.) dengan beberapa tingkat pemberian air berbeda
Manfaat Penelitian
1. Bagi penulis yaitu sebagai bahan untuk menyusun skripsi yang merupakan syarat untuk dapat menyelesaikan pendidikan di Program Studi Keteknikan Pertanian Fakultas Pertanian Universitas Sumatera Utara.
2. Bagi mahasiswa, sebagai informasi pendukung untuk melakukan penelitian lebih lanjut mengenai kajian sifat fisika tanah inceptisol menggunakan pembenah kompos bertanaman sawi putih (Brassica pekinensia L.) dengan beberapa tingkat pemberian.
3. Bagi masyarakat, untuk membantu petani dalam pengembangan dan pengelolaan jenis tanaman pada tanah inceptisol dengan perlakuan kompos.
TINJAUAN PUSTAKA
Tanah Inceptisol
Tanah adalah suatu benda alam yang terdapat dipermukaan kulit bumi, yang tersusun dari bahan-bahan mineral sebagai hasil pelapukan batuan, dan bahan-bahan organik sebagai hasil pelapukan sisa-sisa tumbuhan dan hewan, yang merupakan medium atau tempat tumbuhnya tanaman dengan sifat-sifat tertentu, yang terjadi akibat dari pengaruh kombinasi faktor iklim, bahan induk, jasad hidup, bentuk wilayah dan lamanya waktu pembentukan (Yuliprianto, 2010).
Perkembangannya dan berdasarkan sifat-sifatnya, tanah dapat diklasifikasikan menurut beberapa sistem, salah satunya adalah klasifikasi ordo yang meliputi 12 ordo dan diantaranya adalah inceptisol. Di Indonesia banyak ditemukan di daerah dengan bahan induk batuan liat. Tanah ini merupakan bagian terluas dari lahan kering di Indonesia yang belum dipergunakan untuk pertanian.
Terdapat tersebar di daerah Sumatera, Kalimantan, Sulawesi, dan Irian Jaya.
Daerah-daerah ini direncanakan sebagai daerah perluasan areal pertanian dan pembinaan transmigrasi. Sebagian besar merupakan hutan tropika dan padang alang-alang. Problema tanah ini adalah reaksi masam, kadar Al tinggi sehingga menjadi racun tanaman dan menyebabkan fiksasi P, unsur hara rendah, diperlukan tindakan pengapuran dan pemupukan (Hardjowigeno, 1993).
Sebagian besar inceptisol menunjukkan kelas besar butir berliat dengan kandungan liat cukup tinggi (35-78%), tetapi sebagian termasuk berlempung halus dengan kandungan liat lebih rendah (18-35%). Reaksi tanah masam sampai agak masam (4,6-5,5), sebagian khususnya pada Eutrudepts reaksi tanahnya lenih tinggi, agak masam sampai netral (5,6-6,8). Kandungan bahan organik sebagian
rendah sampai sedang dan sebagian lagi sedang sampai tinggi. Kandungan lapisan atas selalu lebih tinggi darpada lapisan bawah, dengan rasio C/N tergolong rendah (5-10) sampai sedang (10-18) (Puslittanak, 2000).
Kompos
Kompos merupakan hasil dari pelapukan bahan-bahan berupa dedaunan, jerami, alang-alang, rumput, kotoran hewan, sampah kota, dan sebagainya. Proses pelapukan bahan-bahan tersebut dapat dipercepat melalui bantuan manusia (Marsono dkk., 2008).
Kompos dibuat dari bahan organik yang berasal dari macam-macam sumber. Dengan demikian pengomposan merupakan sumber bahan organik dan nutrisi tanaman. Kemungkinan bahan dasar kompos mengandung selulosa 15%- 60% hemiselulosa 10%-30%, lignin 5%-305, protein 5%-40%, bahan mineral (abu) 3%-5%, disamping itu terdapat bahan larut air panas dan dingin (gula, pati, asam amino, urea, garam amonium) sebanyak 2%-30%, protein, dan 1%-15%
lemak larut eter dan alkohol, minyak dan lilin. Komponen organik ini mengalami proses dekomposisi dibawah kondisi mesofilik dan termofilik (Sutanto, 2002).
Pengunaan kompos sebagai sumber nutrisi tanaman merupakan salah satu program bebas bahan kimia, walaupun kompos tergolong miskin unsur hara jika dibandingkan dengan pupuk kimia. Namun, karena bahan-bahan penyusun kompos cukup melimpah maka potensi kompos sebagai penyedia unsur hara kemungkinan dapat menggantikan posisi pupuk kimia, meskipun dosis pemberian kompos menjadi lebih besar dari pada pupuk kimia, sebagai penyetaraan terhadap dosis pupuk kimia (Santi, 2006).
Selain itu pengaruh penambahan kompos dapat meningkatkan pH, meningkatkan bahan organik tanah, serta aktivitas enzim. Pertumbuhan tanaman dapat meningkat dengan diberikan nya kompos dengan dosis yang cukup. Tanah yang miskin unsur hara dan tanah yang terdegradasi seperti tanah bekas pertambangan adalah target penting dalam langkah memperbaiki atau memulihkan fungsi tanah tersebut karena kegiatan pertambangan, dapat dilakukan pada aktivitas mikroba pada tanah (Olivaet al., 2016).
Berdasarkan SNI 19-7030-2004, Standart kualitas kompos dapat dilihat pada Tabel 1.
Tabel 1. Standart kualitas kompos
N0 Parameter Satuan Min Maks N0 Parameter Satuan Min Maks
1 Kadar air % - 50 17 Kobal (Co) mg/kg * 34
2 Temperatur °C Suhu air
tanah
18 Kromium (Cd) mg/kg * 210
3 Warna Kehitam
an
19 Tembaga (Cu) mg/kg * 100
4 Bau Berbau
tanah
20 Merkuri (Hg) mg/kg * 0,8 5 Ukuran
partikel
Mm 0,55 25 21 Nikel (Ni) mg/kg * 62
6 Kemampuan ikat air
% 58 - 22 Timbal (Pb) mg/kg
m g/
kg
* 150
7 pH 6,80 7,49 23 Selenium (Se) mg/kg * 2
8 Bahan asing % 1,5 24 Seng (Zn) mg/kg * 500
Unsur Makro Unsur lain
9 Bahan Organik % 27 58 25 Kalsium % * 25,5
10 Nitrogen % 0,40 - 26 Magnesium
(Mg)
% * 0,60
11 Karbon % 9,80 32 27 Besi (Fe) % * 2,00
12 Phosfor (P205) % 0,10 - 28 Aluminium (Al) % * 2,20
13 C/N-rasio 10 20 29 Mangan (Mn) % * 0,10
14 Kalium (K20) % 0,20 *
Unsur Mikro Bakteri
15 Arsen mg/kg * 13 30 Fecal Coli MPN/
g
1000 16 Kadmium (Cd) mg/kg * 3 31 Salmonelia sp. MPN/
4 g
3
Keterangan : * Nilainya lebih besar dari minimum atau lebih kecil dari maksimum
(Badan Standardisasi Nasional, 2004).
Kompos biotik produk Ipteks Bagi Inovasi dan Kreativitas Kampus (IBIKK) Compost Centre Universitas Sumatera Utara. Keunggulan kompos dinyatakan oleh Uji Laboratorium BPTP (Balai Pengkajian Teknologi Pertanian)
Sumatera Utara Tahun 2004. Fungsi dari kompos biotik ini adalah asupan hara bagi tanaman, keseimbangan iklim mikro tanah, penyerapan unsur hara lebih efektif, pengendali penyakit, dan mengembalikan kesuburan tanah. Hasil pengukuran kompos dapat dilihat dari Tabel 2.
Tabel 2. Hasil Pengukuran Kompos
Parameter (%)
N-Total 2,10
P2O5 2,96
K2O 4,45
MgO 2,13
Na2O 1,44
C-Organik 22,51
C/N 10,72
Sumber: (Balai Pengkajian Teknologi Pertanian, 2014).
Tekstur Tanah
Tekstur tanah biasa juga disebut besar butir tanah, termasuk salah satu sifat tanah yang paling sering ditetapkan. Hal ini disebabkan karena tekstur tanah berhubungan erat dengan pergerakan air dan zat terlarut, udara, pergerakan panas, berat volume tanah, luas permukaan spesifik (specific surface), kemudahan tanah memadat (compressibility), dan lain-lain (Hillel, 1982).
Soil Survey Staff (1975) memberi batasan tekstur tanah sebagai ukuran dan
bagian jarak-jarak yang menyusun tanah. Para pakar edapologi hanya membatasi pada jarak-jarak dengan ukuran<0,002 mm (pisahan lempung), 0,002-0,05 mm (pisahan debu) dan 0,05-0,2 mm (pisahan pasir). Berdasarkan ini maka tekstur tanah diberi batasan sebagai perbandingan nisbi pisahan-pisahan tanah di dalam suatu massa volume tanah (Poerwowidodo, 1991).
Tanah-tanah yang bertekstur pasir mempunyai luas permukaan yang kecil, sehingga sulit menahan air dan unsur hara, sedangkan tanah-tanah yang bertekstur liat mempunyai luas permukaan yang luas, sehingga kemampuan menahan air dan
menyediakan unsur hara. Terdapat hubungan yang erat antara tekstur tanah dengan sifat-sifat tanah lain, seperti kapasitas tukar kation, porositas, kecepatan infiltrasi dan permeabilitas (Soedarmo dan Prayoto, 1985).
Gambar 1. Diagram segitiga tekstur tanah menurut USDA
Di Laboratorium, tekstur tanah umumnya ditetapkan melalui dua metode, yaitu metode pipet (kurang teliti) atau metode hydrometer “Bouyoucos” (lebih teliti), yang keduanya didasarkan pada perbedaan kecepatan jatuhnya pertikel- partikel tanah didalam air dengan asumsi bahwa kecepatan jatuhnya partikel yang berkerapatan (density) sama dalam suatu larutan akan meningkat secara linear apabila radius partikel bertambah secara kuadratik. Proporsi hasil penetapan masing-masing fraksi tanah ini kemudian dicocokkan dengan proporsi pada segitiga tekstur (Gambar 1), misalnya contoh tanah O berkadar pasir 25%, debu 25% dan liat 50%, maka berarti tanah bertekstur liat (Hanafiah, 2005).
Tabel 3.Klasifikasi kelas tekstur tanah
No Nama tekstur Pasir (%) Debu (%) Liat (%)
1 Pasir 85-100 0-15 0-10
2 Lempung liat berpasir 45-80 0-28 20-35 3 Pasir berlempung 70-90 0-39 10-15 4 Lempung berpasir 43-80 0-50 0-20
5 Lempung 23-52 28-50 7-27
6 Lempung berdebu 0-50 50-88 0-27
7 Debu 0-20 88-100 0-12
8 Lempung liat berdebu 0-20 40-73 27-40 9 Lempung berliat 20-45 15-53 27-40
10 Liat berpasir 45-65 0-20 35-45
11 Liat berdebu 0-20 40-60 40-60
12 Liat 0-45 0-40 40-100
(Hasibuan, 2011).
Stabilitas dan ukuran distribusi agregat tanah yang sangat dipengaruhi oleh penggunaan lahan. Stabilitas dan ukuran distribusi agregat tanah diukur sebagai diameter berat, persentase agregat air yang stabil dan persentase masing-masing fraksi ukuran. Penggunaan lahan mempengaruhi stabilitas dan ukuran distribusi agregat tanah melalui integrasi bahan organik tanah dan Fe, Al oksida.Struktur tanah memiliki pengaruh penting pada lingkungan.Struktur ini sering diukur olehstabilitas agregat tanah.Agregasi tanah menopang kesuburan tanah karena mengurangi erosi dan menengahi aerasi tanah serta infiltrasi air dan penyimpanan (Zhaoet al., 2016).
Bahan Organik Tanah
Bahan organik tanah merupakan salah satu bahan pembentuk agregat tanah, yang mempunyai peran sebagai bahan perekat antar partikel tanah untuk bersatu menjadi agregat tanah, sehingga bahan organik penting dalam pembentukan struktur tanah. Pengaruh pemberian bahan organik terhadap struktur tanah sangat berkaitan dengan tekstur tanah yang diperlakukan. Pada tanah lempung yang berat, terjadi perubahan struktur gumpal kasar dan kuat menjadi
struktur yang lebih halus tidak kasar, dengan derajat struktur sedang hingga kuat, sehingga lebih mudah untuk diolah(Suntoro, 2009).
Jumlah dan sifat bahan organik sangat menentukan sifat biokimia, fisika, kesuburan tanah dan membantu menetapkan arah proses pembentukan tanah.
Bahan organik menentukan komposisi dan mobilitas kation yang terjerap, warna tanah, keseimbangan panas, konsistensi, partikel density, bulk density, sumber unsur hara, pemantapan agregat, karakteristik air, dan aktivitas organisme tanah (Mukhlis, 2007).
Bahan organik tanah memberi pengaruh yang dominan dalam fungsi tanah pertanian, terutama pada pertanian organik. Bahan organik tanah dianggap sebagai indikator yang baik dari sistem tanah yang sehat, karena penting dalamberbagai sifat tanah dan proses seperti pemeliharaan struktur tanah, kapasitas retensi air, siklus haradan stimulasi kegiatan biologis tanah.Penambahan residu bahan organik untuktanah meningkatkan unsur hara tanah, memodifikasi sifat-sifat kimia, fisika dan biologitanah, meningkatkan total N pada tanah, dan penyimpanan C pada tanah (Sharma et al., 2016).
Sumber utama bahan organik tanah adalah jaringan tanaman, baik yang berupa serasah atau sisa-sisa tanaman, yang setiap tahunnya dapat tersedia dalam jumlah yang besar sekali. Misalnya batang dan akar tanaman akan terombak oleh jasad-jasad renik dan akhirnya akan menjadi komponen tanah, dengan demikian maka jaringan tanaman tingkat tinggi itu merupakan makanan bagi berbgai jasad tanah. Sedangkan hewan pemakan tanaman, kotorannya ataupun hewan yang telah mati (bangkai) akan mengalami proses perombakan yang sama dan pada akhirnya menjadi bahan organik tanah pula (Kartasapoetradkk., 2002).
Bahan organik tanah sangat dipengaruhi oleh manajemen dan perubahan penggunaan lahan, oksidasi biologis bahan organik tanah melepaskan karbonsebagai CO2
Penetapan bahan organik di laboratorium dapat dilakukan dengan metode Pembakaran, metode Walkley dan Black, dan metode Colorimetri (Walkley dan Black Modifikasi). Prinsip Metode Walkley dan Black adalah C-organik dihancurkan oleh oksidasi Kalium bikromat yang berlebih akibat penambahan asam sulfat. Kelebihan kromat yang tidak direduksi oleh C-organik tanah kemudian ditetapkan dengan jalan titrasi dengan larutan ferro. Rumus yang digunakan adalah:
dan jika karbon ini tidak diganti, akan merusak atmosfer. Sisa tanaman dapat kembali ke tanah dengan pengelolaan sisa tanaman adalahstrategi yang berguna dalam agronomi untuk pemeliharaan struktur tanah dankesuburannya, untuk penyerapan karbon di dalam tanah, dan dalam memitigasiemisi gas rumah kaca ke atmosfer.Aspek komposisi kimia dan struktur dari komponen bahan organik tanah, serta struktur tanah akan dipengaruhi oleh efek dari budidaya jangka panjang (Songet al., 2016).
C organik (%) = 5 x (1-T
S) x 0,003 x 1
0,77 x 100
BCT ... …(1) dimana: T = vol.titrasi Fe (NH4)2(SO4
S = vol.titrasi Fe (NH
) 0,5 N dengan tanah
4)2(SO4 0,003 = 1 mL K
) 0,5 N balnko (tanpa) tanah
2Cr2O7 1 N + H2SO4
1
0,77= metode ini hanya 77% C-organik yang dapat dioksidasi
mampu mengoksidasi 0,003 g C-organik
BCT = Berat Contoh Tanah
Bahan organik dapat dihitung dengan persamaan:
Bahan organik = % C Organik x 1,724 ………(2) (Mukhlis, 2007).
Kerapatan Massa Tanah (Bulk Density)
Bulk density adalah sifat fisik tanah yang penting dibutuhkan
untukmemperkirakan karakteristik air tanah dan digunakan sebagai parameter runtuk kebutuhan air dan transportasi nutrisi.Evaluasi bulk density yang dibutuhkan untuk mendapatkan perkiraan yang tepat dari bahan organik tanah.Faktor seperti kedalaman, kandungan bahan organik atau pemadatanmemiliki pengaruh pada nilai-nilai bulk density.Secara keseluruhan, perbedaan dalam jumlah besarnilai bulk density antara tanah disebabkan adanya perbedaan nilai particle density.Variasi dalam nilai bulk density dikaitkan dengan faktor-faktor struktural lainnya seperti bahan organik.Data tekstur tanah digunakan untuk memperkirakan nilai bulk density (Martinet al., 2016).
Kerapatan massa tanah (Bulk Density) adalah parameter penting bagi proses produksi tanaman dan sifat-sifat tanah. Kerapatan massa tanah (Bulk Density) memiliki pengaruh langsung pada sifat-sifat tanah seperti porositas, dan
kadar air tersedia. Pada pengukuran bulk density memakan waktu, biaya mahal serta sering tidak praktis (Abdelbaki, 2016).
Bulk density merupakan petunjuk kepadatan tanah. Makin padat suatu
tanah makin tinggi bulk density, yang berarti makin sulit meneruskan air atau ditembus akar tanaman. Tanah yang lebih padat memilki bulk density yang lebih besar dari tanah yang sama tetapi kurang padat. Pada umumnya tanah lapisan atas pada tanah mineral mempunyai bulk density yang lebih rendah
dibandingkandengan tanah dibawahnya. Nilai bulk density tanah mineral berkisar 1-1,7 gr/cm3, sedangkan tanah organik umumnya memiliki bulk density antara 0,1-0,9 gram/cm3
Kerapatan massa tanah (Bulk Density) adalah berat tanah kering udara dibagi dengan volumenya. Nilai kerapatan massa dari tanah (Dingus, 1999) dapat dituliskan sebagai:
(Hardjowigeno, 2003).
Kerapatan massa tanah (Db
Berat tanah disebut sebagai bulk density tanah, yang merupakan ukuran yangdari berat (massa) dari tanah per satuan volume daerahtanah, biasanya diberikan secara oven-kering pada suhu 105-110
) = Massa Padatan Tanah (Mp)
Volume Tanah Total (Vt) ... .(3)
oC dan dinyatakan dalam g/cm3. Variasi dalam bulk density disebabkan oleh proporsi relatif dan berat jenispartikel organik dan anorganik padat dan porositas tanah. Sebagian besar tanah mineral memiliki kepadatan massal antara 1,0dan 2,0 g/cm3
Bulk density menunjukkan berat tanah kering per satuan volume tanah
(termasuk pori-pori tanah).Bulk density biasanya dinyatakan dalam satuan g/cc.
Bulk density dapat digunakan untuk menghitung ruang pori total (total porosity) tanah dengan dasar bahwa kerapatan zarah (particle density) tanah = 2,65 g/cc.
. Pengukuran kepadatan harus diketahui untuk menentukansifat-sifat tanah yang luas (kuantitatif) untuk seluruh profil tanahdan lebih sesuai dengan kondisi lokal (Hossainet al., 2015).
Bulk density
Particle densityx 100 = % bahan padat tanah ... .(4)
% total porosity = 100 % - % bahan padat tanah ... .(5) Metode penentuan bulk density yang paling sering dilakukan adalah dengan ring sample atau dengan metode clod (gumpalan). Pada metode clod,
gumpalan tanah dicelupkan ke dalam cairan plastik kemudian ditimbang biasa (di udara) dan di dalam air untuk mengetahui berat dan volume dari clod tersebut
(Hardjowigeno, 1993).
Kerapatan Partikel Tanah (Particle Density)
Kepadatan partikel tanah (particle density) adalah kajian dari tanah yang penting untuk menghitung porositas tanah dan angka pori. Banyak studi yang mengasumsikan nilai konstan, biasanya 2,65g/cm3
Kerapatan partikel merupakan perbandingan antara massa tanah kering (padatan) dengan volumenya (volume padatan).
untuk ditanami pada tanah mineral.Regresi linier berganda menunjukkan bahwa kombinasidari tanah liat dan bahan organik tanah bisa menjelaskan hampir 92% dari variasi particle density yang diukur.Nilai particle denisty sebenarnya bervariasi di seluruh jenis tanah dan wilayah geografis (Schjonning et al., 2016).
P
dDi mana:
=
MpVp
...
(6)Pd = Kerapatan partikel tanah (g/cm3 M
)
p
V
= Massa padatan tanah (g)
p= Volume padatan tanah (cm3
Butir tanah menyatakan berat butir-butirpadat tanah yang terkandung di dalam tanah. Menghitung kerapatan butir tanah, berarti menentukan kerapatan partikel tanah dimana pertimbangan hanya diberikan untuk partikel yang solid.
Oleh karena itu kerapatan partikel setiap tanah merupakan suatu tetapan dan tidak bervariasi menurut jumlah ruang partikel. Kandungan bahan organik di dalam tanah sangat mempengaruhi kerapatan butir tanah, akibatnya tanah permukaan
)
biasanya kerapatan butirnya lebih kecil dari subsoil. Walau demikian kerapatan butir tanah tidak berbeda banyak pada tanah yang berbeda, jika tidak, akan terdapat suatu variasi yang harus mempertimbangkan kandungan tanah organik atau komposisi mineral (Foth, 1984).
Jika particle density suatu lahan rendah, maka tanah tersebut kurang baik untuk dijadikan media tanam, sebaliknya jika nilai particle density tinggi, maka baik untuk dijadikan suatu media tanam bagi produktivitas tanaman. Bahan organik memiliki berat yang lebih kecil dari berat benda padat tanah mineral yang lain dalam volume yang sama, jumlah bahan organik dalam tanah jelas mempengaruhi kerapatan butir. Akibatnya tanah permukaan biasanya kerapatan butirnya lebih kecil dari sub soil (Hardjowigeno, 1992).
Di tanah kering, meningkat pemadatan tanah dapat mengakibatkan potensi air tanah menurun. Pemadatan tanah juga dapat menurunkan porositas, mengurangi aerasi, drainase, dan penyimpanan kelembaban tanaman tersedia.Pemadatan dapat dilakukan dengancara mekanis, misalnya dengan memasukkan amandemen organik, seperti gambut dan kompos (McGrath dan Henry, 2016).
Porositas Tanah
Porositas adalah proporsi ruang pori total (ruang kosong) yang terdapat dalam satuan volume tanah yang dapat ditempati oleh air dan udara, sehingga merupakan indikator kondisi drainase dan aerasi tanah. Tanah yang poroeus berarti tanah yang cukup mempunyai ruang pori untuk pergerakan air dan udara sehingga muda keluar masuk tanah secara leluasa (Hanafiah, 2005).
Distribusi ruang pori, yang menggambarkan hubungan antara ukuran pori efektif dan hisap tanah, berasal untuk menilai kompleksitas media berpori. Ruang berpori sebagai porsi menjadi dua subsistem yaitu satu berhubungan dengan pori makro atau pori-pori non-kapiler, sementara yang lain terdiri dari pori-pori kapiler dibedakan menjadi intra-agregat pori-pori di dalam agregat (matriks porositas)
dan antar agregat pori-pori antara agregat (porositas struktural) (Antinoroet al., 2016).
Porositas dari tanah adalah hasil dari kerapatan massa tanah dan kerapatan partikel tanah adalah nilai dari persamaan (Hausenbuiller, 1982) :
Porositas (%) = (1-ρb
ρs) x 100 ... .(7)
Dimana:
ρb= kerapatan massa tanah ρs= kerapatan partikel tanah
Struktur pori tanah terdiri dari banyak pori-pori terus menerus dalam berbagai diameter lebar dari beberapa nanometer ke sentimeter. Di tanah agregat, pori-pori yang disusun secara teratur dengan primer (tekstur) dan sekunder (struktural) sistem pori. Tekstur (atau matriks) porositas didefinisikan sebagai ruang pori antara partikel primer atau pori-pori intra-agregat. Porositas struktural adalah ruang pori antara mikro agregat dan antara agregat, yang mengandung pori
makro seperti void antar pedal, biopori dan retak pengeringan (Zaffar dan Gao, 2015).
Struktur pori tanah sangat mempengaruhi fungsi tanah dan proses pembentukannya. Karakteristik pori tanah penting sebagai indikator kualitas
tanah. Volume total, distribusi ukuran, dan bentuk ruang pori tanah terbentuk dari banyak proses tanah dan fungsi tanah, seperti penyimpanan air dan transmisi, difusivitas gas, aktivitas mikroba dan ketahanan mekanik tanah untuk perkembangan perakaran. Distribusi ukuran pori tanah sangat membantu untuk memahami suatu jumlah proses yang terjadi di tanah, seperti stabilitas struktural, air dan gerakan zat terlarut, dan penyerapan karbon organik. Karakteristik pori tanah sangat berguna untuk mengevaluasi struktur tanah dan kualitas tanah (Gao Luet al., 2014).
Ukuran pori memiliki pengaruh besar pada fluks udara dan air di dalam tanah. Bahkan, sebagian besaralasan pentingnya pori-pori sebagai pengantar jalan kimia tanah dan biologi tanah. Kombinasi ukuranpori dan tingkat air bersama- sama dalam mendefinisikan kondisi untuk mobilitas nutrisi, sumber daya, dan mikroorganisme. Tidak adanya pori-pori ataupori dengan ukuran kecil dapat menjadi hambatan fisik bagi mikroba untuk bergerak, tapi pada saat yang sama hambatan seperti mengurangi aksesibilitas mereka terhadap predator.
Kemungkinan bahwa tingkat yang cukup besar dari difusi udara dalam sampel pori besar, bersama dengan ketersediaan oksigen yang lebih besar. Tanah mengalami penambahan bahan organik segar dari akar tanaman hidup, akar, tunas residu, dan biota tanah. Pada kondisi kelembaban optimal, umumnya dekat dengan kapasitas lapangan di mana aerasi dan potensi air tidak membatasi proses mikroba, dekomposisi bahan baru ditambahkan dan pergerakan produk
dekomposisi alam tanah yang berdekatan bisa sangat cepat (Kravchenko danGuber, 2016).
Berkenaan dengan tanaman yang berbeda dan sistem akar, saluran akar tua, yang memiliki celah di permukaan tanah dan akar membusuk di kedalaman tertentu dalam arah vertikal umumnya dianggap sebagai pori makro tanah.
Pengolahan tanah ini mempengaruhi sifat fisik dan hidrolik tanah menghancurkan sebagian besar celah aliran di permukaan tanah, dan mengurangi jumlah jalur air untuk bergerak melalui gravitasi ke dalam profil tanah. Proses infiltrasi air tanah umumnya termasuk aliran matriks dan aliran preferensial. Yang pertama adalah gerakan relatif lambat dan bahkan air dan zat terlarut melalui tanah, hal ini terjadi di sebagian besar tanah dan sering dikaitkan dengan makro pori aliran melalui retak, celah, atau void dan antara peds atau melalui biopori, seperti liang cacing tanah dan saluran akar. Namun, aliran preferensial di tanah tidak terbatas pada aliran macropore (Jianget al., 2016).
Porisitas adalah suatu indeks volume relatif nilainya berkisar 30-60%.
Tanah bertekstur kasar mempunyai persentase ruang pori total lebih rendah dari pada tanah bertekstur halus, meskipun rataan ukuran pori bertekstur kasar lebih besar dari pada ukuran pori tanah bertekstur halus. Kelas porositas tanah tertera padaberikut
:
Tabel 4.Kelas porositas tanah
Porositas (%) Kelas
100 Sangat porous
60-80 Porous
50-60 Baik
40-50 Kurang baik
30-40 Buruk
< 30 Sangat buruk
(Arsyad, 1989).
Suhu Tanah
Suhumerupakan sifat tanah yang amat penting, karena dapat mempengaruhi pertumbuhan tanaman secara langsungdan juga mempengaruhi lengas, aerasi, struktur, kegiatan mikrobiadan enzim, perombakan sisa-sisa tanaman, dan ketersediaan zat-zat hara tanaman.Suhumerupakan salah satu faktor pertumbuhanyang penting bagi tanaman, sebagaimana layaknya air, udara, atau zat-zat hara mineral. biji, akar tanaman, dan mikrobia yang tumbuh di dalam tanah, dan proses kehidupan mereka secara langsung dipengaruhi oleh suhu tanah (Elisa, 2012).
Suhu optimum merupakan suhu-suhu yang memungkinkan bagi tanaman untuk dapat tumbuh dengan subur dan memberikan hasil terbaik.Kisaran pertumbuhan merupakan kisaran suhu yang tanaman dapat tumbuh di dalamnya, termasuk di dalamnya kisaran optimum. Batas kehidupan merupakan suhu-suhu maksimum dan minimum yang dapat dicapai tanpa mematikan tanaman.
Suhuaktualnya ditentukan oleh tingkat pertumbuhan dan oleh lamanya suhu-suhu tersebut dikenakan pada tanaman.Peranan suhu tanah dalam mempengaruhi pertumbuhan tanaman bergantung pada tingkat pertumbuhannya yakni sejak dari saat perkecambahan, setelah tanaman berkembang hingga periode panen, dan jugapengaruhnya terhadap ketersediaan lengas serta zat-zat hara tanaman (Elisa, 2012).
Suhu tanah merupakan salah satu sifat tanah yang digunakan dalam klasifikasi tanah. Kelas-kelas suhu tanah atau rejim tanah dibatasi berdasarkan suhu tanah rata-rata tahunan (mean annual soil temperature) di daerah perakaran pada kedalaman 5-100 cm. Oleh karena itu, penggunaan tanah untuk usaha pertanian maupun kehutanan, biasanya dihubungkan dengan rejim suhu tanah.
Suhu tanah diukur pada kedalaman sekitar 50 cm di bawah permukaan tanah dan dinyatakan dalam derajat Celcius (Irsal, 1979).
Permeabilitas Tanah
Permeabilitas adalah salah satu bagian tanah yang paling penting yang memungkinkan air untuk mengalir melalui tanah dalam waktu tertentu, dimana Setiap lapisan tanah memilikinilai permeabilitas (k) masing-masing tergantung pada arahmengalir air (Guptaet al., 2015).
Berdasarkan Hukum Darcy besarnya permeabilitas tanah (k) dengan uji constant head test (Craig, 1987) yaitu:
K= ql
AhL ... .(8) dimana: k = nilai koefisien permeabilitas (cm/jam)
q = debit (cm3 h
/jam)
L
A = luas penampang (cm = gradien hidrolik (cm)
2
l = tebal kedalaman tanah (cm) )
Kelas permeabilitas tanah tertera pada Tabel 5.
Tabel 5. Kelas Permeabilitas Tanah
Kelas Permeabilitas (cm/jam)
Sangat lambat <0,125
Lambat 0,125-0,50
Agak lambat 0,50-2,00
Sedang 2,00-6,25
Agak cepat 6,25-12,50
Cepat 12,50-25,00
Sangat cepat > 25,00
(Uhland dan O’neal, 1951).
Karakteristik kurva air tanah dan fungsi permeabilitas adalah sifat hidrolik yang paling penting yang dibutuhkan untuk analisis rembesan tanah tak jenuh.
Pengetahuan tentang sifat-sifat hidrolik dapat diperoleh dengan pengukuran langsung di laboratorium atau di lapangan. Metode tidak langsung biasanya digunakan untuk mendapatkan sifat ini. Salah satu metode tidak langsung yang paling umum adalah untuk mengukur kurva karakteristik air tanah dan permeabilitas jenuh dan kemudian memperkirakan fungsi permeabilitas dari pengukuran tersebut (Rahimiet al., 2014).
Hubungan antara partikel tanah dan struktur pori dalam perannya meretensi air tanah sangat penting. Struktur tanah telah dianggap sebagai salah satu dalam menentukan kualitas tanah, yang mempengaruhi sifat hidrolik media tak jenuh, seperti kurva retensi air tanah. Pemisahkan tanah (tanah liat, lumpur dan pasir) mempengaruhi perbedaan pori-pori.Setiap tingkat partikel memiliki tingkat yang sesuai dari pori-pori partikel (Dinget al., 2015).
Kadar Air Kapasitas Lapang
Persentase air yang tersedia berada diantara kapasitas lapang dan titik layu permanen. Apabila air berada diatas kapasitas lapang atau terjadi kelebihan air pada tanah tersebut, maka semua pori-pori tanah terisi oleh air sehingga tanah akan jenuh air dan tanaman tidak bisa mengambil air yang mengakibatkan tanaman akan stres air, kemudian air akan terdrainase masuk ke dalam lapisan bawah tanah oleh adanya gaya gravitasi. Apabila pada tanah tersebut pergerakan air ke dalam lapisan bawah tanah sudah tidak terjadi lagi maka keadaan seperti ini disebut dengan kapasitas lapang. Jika pemberian air dihentikan sampai tanaman tidak mampu lagi menyerap dan mengambil air dari partikel tanah akan
mengakibatkan tanaman akan mati atau layu, keadaan seperti ini disebut sebagai titik layu permanen. Jumlah air yang tersedia yang akan digunakan oleh tanaman dipengaruhi oleh tekstur, struktur, kandungan bahan organik tanah dan kedalaman tanah (Sinaga, 2002).
Menurut Abdurachmandkk., (2006) metode gravimetrik adalah metode yang paling sederhana secara konseptual dalam menentukan kadar air tanah. Pada prinsipnya mencakup pengukuran kehilangan air dengan menimbang contoh tanah sebelum dan sesudah dikeringkan pada suhu 105 – 110o
Kandungan air tanah (%) = berat basah-berat kering
berat kering x 100% ... .(9) C dalam oven. Hasilnya dinyatakan dalam presentase air dalam tanah, yang dapat diekspresikan dalam presentase terhadap berat kering, berat basah atau terhadap volume. Masing- masing dari presentase berat ini dapat dihitung dengan menggunakan persamaan sebagai berikut:
Berat basah tanah dalam pengukuran kadar air kapasitas lapang merupakan kadar air dalam kondisi tanah mencapai kapasitas lapang.
Pengukuran secara gravimetri didasarkan pada bobot (massa) analit dengan cara penimbangan. Alat ukur yang utama adalah timbangan atau neraca analitik. Umumnya pengukuran cara ini dilakukan terhadap hasil ekstraksi yang telah dipisahkan secara fisik. Bila pemisahan secara pengeringan atau pembakaran, maka penimbangan dilakukan terhadap bahan sisa sedangkan analitnya telah hilang. Dengan demikian bobot (massa) analit diperoleh dari pengurangan bobot bahan awal dengan bobot bahan yang telah dikeringkan atau dibakar. Tetapi jika pemisahan secara pengendapan maka yang ditimbang adalah analitnya. Analisis tanah yang pengukurannya secara gravimetri adalah kadar air
tanah, baik dalam keadaan kering udara maupun dalam keadaan kapasitas lapang, kadar bahan organik tanah metode pembakaran, kadar pasir, debu dan liat (tekstur) tanah (Mukhlis, 2007).
Air Tersedia Bagi Tanaman
Air mempunyai beberapa fungsi penting dalam tanah.Air penting dalampelapukan mineral dan bahanorganik yaitu reaksi yang menyiapkan hara larut bagi pertumbuhan tanaman.Airjuga berpengaruh terhadap sifat fisik tanah.Kandunganair dalam tanah sangat berpengaruh terhadap konsistensi tanah.Kesesuaian tanahuntuk diolah dan variasi kandungan air tanah mempengaruhi daya dukung tanah.Airjuga dipakai tanaman di dalam jaringan struktural dan protoplasma.Kurang lebih99% air yang diserap oleh tanaman mungkin hilang keatmosfir karena transpirasiyang berlangsung melalui stomata.Dengan demikian kehidupan tanamansangattergantung pada kemampuan tanah menyediakan air yang cukup banyak untukmengimbangi kehilangan air dari transpirasi. Bila air transpirasi tidak dapat digantidari sumber dalam tanah, air akan diuapkan ke atmosfir dari jaringan-jaringan selyang menyebabkan sel kehilangan turguditas dan tanaman menjadi layu yangberkepanjangan akan berakhir dengan kematiantanaman. Di tanah air tersedia bagi tanaman terletak antara kondisi kapasitas lapang (pF 2,54) hingga titik layu permanen (pF 4,2) (Yuliuset al., 1997).
Air yang berada dalam pori pemegang air disebut air tersedia bagi tanaman, berada antara titik layu (pF 4,2) dan kapasitas lapang (pF 2,54). Air
tersedia adalah selisih kandungan air pada kapasitas lapang dan titik layu permanen, dengan persamaan:
AWmaks = Air kapasitas lapang - titik layu permanen ... (10) dimana AWmaks adalah air tersedia, nilainya tergantung terkstur tanah (Abdurachman, 2006).
Cara paling mudah untuk menentukan status air dalam tanaman adalah dengan mengukur kandungan air, baik berdasarkan bobot basah (bb) maupun bobot kering (bk) tanaman. Untuk menghitung kandungan air tanaman perlu diketahui bobot basah tanaman dan bobot kering tanaman, dan kandungan air berdasarkan bobot basah (kab) dan kandungan air berdasarkan bobot kering (kak)(Islami dan Utomo, 1995).
Evapotranspirasi
Evapotranspirasi adalah penguapan dari seluruh air, tanah, salju, es,
tumbuh-tumbuhan,permukaan-permukaan lain ditambah transpirasi.Evapotranspirasi potensial yang dikenalkan oleh Thornthwaite
didefinisikan sebagai kehilangan air yang akan terjadi, bila tidak pernah terdapat kekurangan air dalam tanah untuk digunakan oleh tanaman. Evapotranspirasi potensial tidak bergantung pada sifat ataupun keadaan permukaannya, kecuali berkenaan dengan kelengasan yang tersedia ataupun harus ditetapkan dalam besaran permukaan yang khusus (Linsley etal., 1989).
Evapotranspirasi merupakan gabungan proses evaporasi dan transpirasi.
Evaporasi adalah peristiwa air menjadi uap naik ke udara dan berlangsung terus menerus dari permukaan air, permukaan tanah, padang rumput, persawahan, hutan dan lain-lain, sedangkan transpirasi adalah peristiwa perpindahan air dari tanah ke
atmosfer melalui akar, batang, dan daun. Evapotranspirasi tanaman dapat ditentukan secara tidak langsung dan secara langsung.Salah satucara penentuan evapotranspirasi tanaman secara tidak langsung adalah metode Blaney dan Criddle yang telah diubah seperti berikut:
U =K.P(45,7t+813)
100 ... (11) k = kt × kc
kt = 0,0311t + 0,240 dimana:
U = Evapotranspirasi tanaman bulanan (mm/bulan) kt = Koefisien suhu
Kc = Koefisien tanaman
P = Persentase jam siang Lintang Utara (%) (Sosrodarsono dan Takeda, 2003).
Cara penentuan evapotranspirasi secara langsung yang paling banyak digunakan untuk mengetahui besarnya evaporasi dari permukaan air bebas adalah dengan menggunakan panci evaporasi.Beberapa percobaan yang telah dilakukan menunjukkan bahwa evaporasi yang terjadi dari panci evaporasi lebih cepat dibanding dari permukaan air yang luas. Untuk itu hasil pengukuran dari panci evaporasi harus dikalikan dengan suatu koefisien seperti terlihat pada rumus dibawah ini :
E = k x Ep ... (12) dimana :
E = evaporasi dari badan air (mm/hari) k = koefisien panci (0,7)
Ep = evaporasi dari panci (mm/hari)
Koefisien panci bervariasi menurut musim dan lokasi, yaitu berkisar antara 0,6 sampai 0,8. Biasanya digunakan koefisien panci tahunan sebesar 0,7 (Triatmodjo, 2009).
Nilai evapotranspirasi dapat diperoleh dengan pengukuran dilapangan atau dengan rumus-rumus empirik.Untuk keperluan perhitugan kebutuhan air irigasi dibutuhkan nilai evapotranspirasi potensial (ET0) yaitu evapotranspirasi terjadi apabila tersedia cukup air.Kebutuhan air untuk tanaman adalah nilai ET0
ET = Kc x ET
dikalikan dengan suatu koefisien tanaman.
o
Atau
………...(13)
Kc = 𝐸𝐸𝐸𝐸
ET0 ... (14) Dimana :
ET = Evapotranspirasi tanaman (mm/hari) ETo
kc = Koefisien tanaman
= Evaporasi tetapan / tanaman acuan(mm/hari)
(Limantara, 2010).
Nilai evapotranspirasi di lapangan dapat ditentukan berdasarkan berkurangnya kadar air tanah dari kapasitas lapang dalam jangka waktu tertentu.
Melalui pengukuran kadar air tanah secara gravimetri diperoleh kadar air tanah basis kering, kemudian dirubah menjadi kadar air volumetrik. Untuk menghitung besarnya kehilangan air karena evapotranspirasi digunakan persamaan :
θ = W x ρb
ρw ... (15)
dan ET = θxhT
T ... (16)
Dimana :
ET = Evapotranspirasi (cm/hari) θ = kadar air volumetrik (%) W = kadar air basis kering (%) ρb = kerapatan massa tanah (g/cm3 ρw = berat jenis air (g/cm
)
3
h
)
T
T = waktu (hari)
= kedalaman tanah (cm)
(James, 1988).
Menurut Soemarto (1995) jumlah kadar air yang hilang dari tanah oleh evapotranspirasi tergantung pada:
a. Persediaaan air yang cukup
b. Faktor-faktor iklim suhu, kelembapan dan lain-lain c. Tipe dan cara kultivasi tumbuh-tumbuhan tersebut.
Faktor-faktor tanaman yang mempengaruhi evapotranspirasi, yaitu :
a. Penutupan stomata, sebagian besar transpirasi terjadi melalui stomata karena kutikula secara relatif tidak tembus air, dan hanya sedikit transpirasi yang terjadi apabila stomata tertutup. Jika stomata terbuka lebar, lebih banyak pula kehilangan air tetapi peningkatan kehilangan air ini lebih sedikit untuk masing- masing satuan penambahan lebar stomata. Faktor utama yang mempengaruhi
pembukaan dan penutupan stomata dalam kondisi lapangan ialah tingkat cahaya dan kelembaban.
b. Jumlah dan ukuran stomata, dipengaruhi oleh genotipe dan lingkungan mempunyai pengaruh yang lebih sedikit terhadap transpirasi total daripada pembukaan dan penutupan stomata.
c. Jumlah daun, makin luas daerah permukaan daun maka makin besar pula evapotrasnpirasi.
d. Penggulungan atau pelipatan daun, banyak tanaman mempunyai mekanisme dalam daun yang menguntungkan pengurangan transpirasi apabila persediaan air terbatas.
Tanaman Sawi Putih (Brassica pekinensiaL.)
Sawi putih adalah tipe caisinyang tumbuh dalam bentuk roset dengan tangkai daun besar dan berdaging, sering berwarna putih tetapi kadang-kadang berwarna hijau muda. Sawi sering ditanaman dipekarangan karena perawatannya lebih mudah (zhang et al., 2016).
Adapun syarat tumbuh dari sawi putih yaitu tanaman ini dapat tumbuh dengan mudah di dataran rendah sampai dataran tinggi. Tempat tumbuh yang dibutuhkan yaitu tanahnya gembur, banyak mengandung bahan organik, drainase baik dan derajat kemasaman tanahnya (pH) antara 6-7. Tanaman tahan naungan dan tahan kekeringan. Waktu tanam yang tepat yaitu pada akhir musim hujan atau awal musim kemarau. Selama pertumbuhannya tanaman ini harus cukup air.
Tanaman dapat berbunga dan berbuah, hingga benihnya mudah diperoleh (Sutarya dan Grubben, 1995).
Pertumubuhan sawi putih yang baik membutuhkan suhu udara yang berkisar antara 19°C - 21°C. Keadaan suhu suatu daerah atau wilayah berkaitan erat dengan ketinggian tempat dari permukaan laut (dpl). Suhu yang ditanam melebihi 21°Cdapat menyebabkan tanaman sawi tidak dapat tumbuh dengan baik, hal ini dikarenakan suhu udara sangat mempengaruhinya (Cahyono, 2003).
Adapun sistematika tanaman sawi putih(Rukmana, 2002)adalah sebagai berikut :
Kingdom : Plantae
Divisio : Spermatophyta Sub-Divisio : Angiospermae Kelas : Dicotyledoneae Ordo : Rhoeadales Famili : Cruciferae Genus : Brassica
Spesies : Brassica pekinensiaL.
Tanaman sawi masih satu keluarga dengan kubis.Sawi putih (Brassica pekinensiaL.) merupakan sayuran yang memiliki daun hijau dimana sawi putih
dapat diolah pada olahan kimchi dan dapat juga menjadi hiasan pada hidangan di piring, dan juga dapat diolah sesuai dengan jenis makanan sesuai dengan selera.Sawi putih juga dikonsumsi di Negara-negara terutama Negara Asia.
Sayuran yang memiliki daun hijau ini termasuk juga pada jenis kubis, brokoli, kangkung, bayam, sawi hijau dan selada yang akan tinggi serat, vitamin serta mineral
(Seong et al., 2015).
Respon tiga varietas sawi (Brassica rapaL.) terhadap cekaman air yang menyatakan bahwa berdasarkan hasil analisis ragam diketahui bahwa cekaman air berpengaruh nyata terhadap pertumbuhan dan hasil tanaman sawi. Secara umum, hasil penelitian menunjukkan 70% kapasitas lapang menghasilkan jumlah daun lebih banyak dan bobot segar konsumsi yang lebih tinggi (Moctava et al., 2013).
METODOLOGI PENELITIAN
Waktu dan Tempat Penelitian
Penelitian ini dilaksanakan pada bulan Maret hingga bulan Agustus2017 di Rumah Kaca, Laboratorium RisetTeknologi Fakultas Pertanian Universitas Sumatera Utara dan Laboratorium Pusat Penelitian Kelapa Sawit.
Alat dan Bahan Penelitian
Adapun alat yang digunakan pada penelitian ini antara lain ring sampel untuk analisis sifat fisik tanah, cangkul yang digunakan untuk menggali tanah, sekop digunakan untuk membalik tanah, beko digunakan untuk mengangkat tanah, palu digunakan untuk menghaluskan tanah, parang yang digunakan untuk memudahkan pengambilan ring dari dalam tanah, oven untuk mengeringkan tanah, timbangan digital untuk menghitung berat tanah, enlenmeyer untuk mengukur kerapatan partikel tanah, evapopan kelas A untuk mengetahui besarnya laju evaporasi yang terjadi alat tulis untuk mencatat data yang diperoleh dari penelitian, kamera digital untuk mendokumentasikan selama penelitian, kotak digunakan sebagai wadah ring sampel, kalkulator digunakan untuk menghitung, ayakan digunakan untuk menyaring tanah atau kompos agar lebih halus, terpal digunakan sebagai tempat tanah dan kompos dikeringanginkan, timbangan digunakan untuk menghitung berat tanah dan kompos yang akan dimasukan ke polibag, gelas ukur untuk mengukur volume air yang diberikan ke tanaman, ember untuk mengambil air saat akan melakukan pemberian air, gayung digunakan untuk mengambil air.
Adapun bahan yang digunakan pada penelitian ini adalah sampel tanahinceptisol digunakan sebagai objek yang diteliti, kompos digunakan sebagai bahancampuran dengan tanah, benih tanaman sawi putih sebagai bahan yang akan ditanam pada tanah, air sebagai bahan untuk penyiraman, polibag sebagai wadah untukkompos dan tanah, label yang digunakan untuk memberi tanda pada ring sampel dan polibag, plastik digunakan untuk wadah tanah dan kompos saat ditimbang, karung digunakan untuk wadah saat mengambil tanah di lapangan, tali plastik digunakan untuk mengikat karung.
Metode Penelitian
Metode Penelitian menggunakan metode eksperimen di Rumah Kaca dan analisa tanah dilakukan di Laboratorium Riset dan Teknologi Fakultas Pertanian Universitas Sumatera Utara. Penelitian ini menggunakan Rancangan Acak Lengkap Non Faktorial dengan3 perlakuan dan4 ulangan:
K1 : Pemberian air 100% kapasitas lapang K2 : Pemberian air 80% kapasitas lapang K3 : Pemberian air 60% kapasitas lapang Dengan persamaan :
ŷij = µ+αi+ɛij ... (17) Dimana:
Yi = hasil pengamatan dari faktor pemberian air pada taraf ke-i dan ulangan ke-j
µ = nilai tengah sebenarnya
αi = pengaruh faktor pemberian air pada taraf ke-i
ɛij = pengaruh galat pada perlakuan pemberian air taraf ke-i dan tarafulangan ke-j
Analysis Of Variance (ANOVA) dilakukan untuk menguji hasil bobot
basah dan bobot kering tanaman.
Prosedur Penelitian dan Parameter Penelitian
1. Pengambilan Sampel di Lapangan dan Pelaksanaan Penelitian di Rumah Kaca
a. Menentukan titik pengambilan sampel tanah inceptisol di lapangan.
b. Mengambil sampel tanah inceptisol sebanyak ± 200 kg, kemudian dikeringanginkan. Setelah kering, tanah dipecah/digerus, dan diayak dengan ayakan 10 mesh.
c. Menyediakan benih tanaman sawi putih (Brassica pekinensia L.) sebanyak 5 benih per polibag.
d. Mengambil kompos ± 80 kg, lalu dikeringanginkan. Setelah kering, tanah digerus dan diayak dengan ayakan 10 mesh.
e. Memasukkan 7 kg tanah dan 3 kg kompos yang telah diayak dan diaduk hingga merata kedalam setiap polibag berukuran 10 kg.
f. Menyiram tanah dalam polibag hingga jenuh untuk pemantapan tanahnya. Dilakukan penyiraman terus-menerus sampai tanah mantap.
g. Menanam benihtanaman sawi putih (Brassica pekinensia L.) pada setiap polibag.
h. Menyiram tanah secara terus-menerus hingga tanaman sawi putih (Brassica pekinensia L.) berumur 15 hari setelah tanam.
i. Mengambil sampel tanah 2 ulangan setiap perlakuan, untuk mengetahui nilai volume pemberian air awal, kemudian mengambil tanah dengan menggunakan ring sampel, untuk mengetahui uji pF di laboratorium.
j. Menghitung data volume pemberian air awal untuk 100 % kapasitas lapang, 80 % kapasitas lapang dan 60 % kapasitas lapang.
k. Mendiamkan tanah selama 2 hari tidak disiram untuk mencapai kondisi tanah kapasitas lapang.
l. Mencatat suhu rata-rata harian dan dikonversikan setiap harinya dengan nilai evapotranspirasi harian menggunakan Persamaan (16) m. Memberikan air pada setiap polibag dengan jumlah air yang seragam
sesuai dengan pemberian air 100 % kapasitas lapang.
n. Mendiamkan tanaman dalam 2 hari tanpa disiram sampai mencapai kapasitas lapang.
o. Memberikan air pada tanah dengan perlakuan 100 % kapasitas lapang setiap harinya, berdasarkan nilai evapotranspirasi harian yang sudah dikonversikan dari suhu rata-rata harian.
p. Mendiamkan tanaman dengan perlakuan pemberian air 80 % kapasitas lapang dan 60 % kapasitas lapang tidak disiram hingga mencapai batas volume pemberian air masing-masing yang sudah diketahui.
q. Memberikan air pada tanaman pada perlakuan 80 % kapasitas lapang dan 60 % kapasitas lapangberdasarkan nilai evapotranspirasi harian dari konversi suhu rata-rata harian.
