TEKNIK PEMANENAN AIR YANG EFEKTIF DALAM PENGELOLAAN LEMGAS TANAH PADA USAHATANI LAHAN IKERING. Oleh : Asmiun Noeralam

(1)

TEKNIK PEMANENAN AIR YANG EFEKTIF

DALAM PENGELOLAAN LEMGAS TANAH

PADA USAHATANI LAHAN IKERING

Oleh

:

Asmiun Noeralam

PROGRAM PASCASARJANA

INSTITUT PERTANIAN BOGOR

(2)

ABSTRACT

ASMIUN NOERALAM. Effective Water Harvesting for Soil Moisture Management on Upland Farming. Under the direction of SITANALA ARSYAD, DASUN HERUDJITO, ISWANDI ANAS, HIDAYAT PAWITAN, and ISTIQLAL AMEN.

One of the most difficult problems in upland agriculture for successful crop production in the tropics is how to utilize rainwater effectively for crop growth and at the same time to reduce soil erosion. In general only one or at the most two crops could be harvested annually in this region. The objectives of this study were therefore to find out the effects of water harvesting techniques and cropping patterns on runoff, rate of soil erosion, soil physical, chemical and biological properties, and crop productions.

A series of factorial experiments was conducted on a Lithic Dystrudepts located at three different sloping uplands in Malang, East Java. The average annual rainfall for the past nine years was 1795 mm, with an average of 5 wet months and

6 dry months. Two sequential cropping patterns and three water harvesting

techniques were tested. The two sequential cropping patterns were maize (Zea

mu-vs L.) - soybean (Glycme m a (L.) Merr.) - maize (PI) and peanut (Aruchis

hypogaea) - maize - soybean (P2), and the three water harvesting techniques were

soil pit with vertical mulch (TI), soil pit with ridge and vertical mulch (T2), and soil pit with ridge (T3).

The result indicated that cropping pattern, water harvesting technique, and their interaction decreased runoff by 88 % and rate of soil erosion by 94 %, and increased soil moisture in the root zone by 13 - 16 % and improve various soil

quality indicators. The peanut - maize - soybean cropping pattern on soil pit with

ridge and vertical mulch was the most effective in reducing erosion and efficient in crop production. Effective rainfall (x) strongly correlated with crop yield. The relationship of effective rainfall with maize yield (y) can be expressed by

y = -0,002x2

+

0,17x - 0,5 1 ; R' = 0,81 and with soybean by y = 0,03x ; r = 0,89. The

day without rainfall started affecting soil moisture on the depth of 10 - 50 cms after

5 days. The rate of soil moisture reduction was higher in cropped plot compared to the bare plot.

(3)

ABSTRAK

ASMIUN NOERALAM. Teknik Pemanenan Air yang Efektif dalam Pengelolaan

Lengas Tanah pada Usahatani k h a n Kering. Dibimbing oleh SITANALA

ARSYAD sebagai Ketua Komisi, DASUN HERUDJITO, ISWANDI ANAS, HIDAYAT PAWITAN, dan ISTIQLAL AMIEN sebagai Anggota Komisi.

Air termasuk faktor produksi yang vital bagi tanaman sehingga untuk mencapai produksi tanaman yang optimal harus dijamin penyediaan airnya. Pada usahatani lahan kering, pengelolaan dan penyediaan air tergantung waktu dan curah hujan. Distribusi hujan yang tidak menentu dan tidak merata sepanjang tahun merupakan kendala dalam perencanaan dan pengembangan usahatani lahan kering. Air hujan yang jatuh di areal lahan kering harus dikelola agar semaksimal mungkin dapat dimanfaatkan oleh tanaman yang ada di permukaan lahan tersebut. Bagian air hujan yang mengalir di permukaan tanah (runoffl hams dikendalikan dan dikelola agar lebih banyak yang masuk ke dalam tanah.

Penggunaan mulsa vertikal dalam pemanenan air dapat berfungsi sebagai sumber bahan organik tanah, memperbaiki sifat fisika, kimia, dan habitat mikroorganisme tanah. Pemanenan aliran permukaan dilakukan dengan pembuatan rorak (sorlpit) dan gulud di areal usahatani lahan kering.

Penelitian ini bertujuan untuk : (1) Mendapatkan teknik panen air yang efektif

dalam pengelolaan lengas tanah pada usahatani lahan kering, (2) Mendapatkan pola pertanaman sebagai metode vegetatif yang efektif dalam meningkatkan pemanfaatan air oleh tanaman, (-3) Mempelajari perubahan lengas tanah pada zona perakaran tanaman akibat pemanenan air pada lahan kering. Untuk mencapai tujuan tersebut dilakukan penelitian pada lahan kering L~thic Ilystrudepts yang berlokasi di lahan praktik Akademi Penyuluhan Pertanian Malang, Desa Bedali Kecamatan Singosari Kabupaten Malang. Penelitian menggunakan percobaan faktorial yang terdiri dua faktor, yaitu pola tanam dan teknik panen air dengan rancangan acak kelompok. Faktor pola tanam terdiri dari pola tanam jagung - kedelai - jagung (P,) dan pola tanam kacang tanah - jagung - kedelai (P2). Faktor teknik panen air terdiri dari teknik rorak

+

mulsa vertikal (TI), rorak

-+

gulud

+

mulsa vertikal (Tz), dan rorak + gulud (T3).

Hasil penelitian menunjukkan bahwa pola tanam, teknik panen air, dan

interaksinya dapat mengurangi aliran permukaan 88 % dan laju erosi 94 % terhadap

erosi pada tanah terbuka, meningkatkan lengas tanah 13 - 16 % di zona perakaran

tanaman, dan memperbaiki beberapa sifat fisik, kimia, dan biologi tanah. Pola tanam

kacang tanah - jagung

-

kedelai yang disertai teknik panen air dengan rorak bergulud

yang diberi mulsa vertikal paling efektif mengurangi erosi, dan efektif dalam menghasilkan produksi tanaman. Hubungan curah hujan efektif (x) dengan produksi

jagung (y) membentuk persamaan regresi y = -0,002x2 + 0,17x - 0,51 ; R~ = 0,81 dan

,

dengan produksi kedelai y = 0,03x ; r = 0,89. Pengaruh lama hari kering tanpa hujan

terhadap lengas tanah pada kedalaman 10 - 50 cm mulai tampak setelah 5 hari. Laju

penurunan lengas tanah lebih cepat pada lahan yang ditanami dibanding penurunan lengas tanah pa& tanah terbuka.

(4)

SURAT PERNYATAAN

Dengan ini saya menyatakan bahwa disertasi be judul :

" Teknik Pemanenan Air yang Efektif dalam Pengelolaan

Lengas Tanah pada Usahatani Lahan Kering

"

adalah benar merupakan hasil karya saya sendiri dan belum pernah dipublikasikan. Semua sumber data dan informasi yang digunakan telah dinyatakan secara jelas dan dapat diperiksa kebenarannya.

(5)

TEKNIK PEMANENAN AIR YANG EFEKTIF

DALAM PENGELOLAAN LENGAS TANAH

PADA USAHATANI LAHAN KERING

OLEH : ASMIUN NOERALAM

Disertasi

sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Doktor dalam ilmu-ilmu pertanian pada

Program Studi Ilmu Tanah

PROGRAM PASCASARJANA

INSTITUT PERTANIAN BOGOR

(6)

Judul Disertasi : TEKNIK PEMANENAN AIR YANG EFEKTIF DALAM

PENGEWLAAN LENGAS TANAH PADA USAHATANI

LAHAN KERING Nama Mahasiswa : Asmiun Noeralam NomorPokok : 965016

Program Studi : Ilmu Tanah

Ketua Dr H. Dasun Herudiito, MSc Anggota Dr Ir &dayat Pawitan, MSc Anggota Dr Ir Iswandi Anas, MSc Anggota P

'

Dr Istiqlal Amien, MSc Anggota Mengetahui,

-

r*k U V ) Prof. Dr Ir

H.

Sudarsono, MSc Tanggal Lulus : 10 Mei 2002

(7)

RIWAYAT HIDUP

Penulis dilahrkan di Bedus - Lombok Tengah pada 19 Agustus 1955 sebagai

anak sulung dari pasangan H. Tjokro dan Atji (almarhumah). Lulus pendidikan

Sarjana Peternakan Universitas Brawijaya Malang pada tahun 1984. Pada tahun 1987

diterima di Program Studi Pengelolaan Tanah dan Air Fakultas Pasca Sarjana

Universitas Gadjah Mada dan lulus pada tahun 1990. Kesempatan untuk melanjutkan ke Program Doktor pada Program Studi Ilmu Tanah Program Pasca Sarjana Institut

Pertanian Bogor diperoleh pada tahun 1996. Beasiswa pendidikan pasca sarjana

diperoleh dari Badan Pengembangan Sumber Daya Manusia Pertanian, Departemen

Pertanian Republik Indonesia.

Penulis bekerja sebagai guru Sekolah Pertanian Menengah Atas Negeri Malang sejak tahun 1980 sampai 1987 dan bekerja sebagai dosen Konservasi Sumber Daya Pertanian di Akademi Penyuluhan Pertanian Malang sejak 1990 sampai sekarang.

(8)

PRAKATA

Puji syukur penulis ke hadirat Allah SWT yang telah melimpahkan rahmat dan hidayah-Nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan penelitian dan penulisan disertasi ini. Tema yang dipilih dalam penelitian yang dilaksanakan sejak Oktober

1999 di Singosari - Malang Jawa Timur ialah panen air (water harvesting), dengan

judul Teknik Panen Air yang Efektif dalarn Pengelolaan Lengas Tanah pada Usahatani Lahan Kering.

Terima kasih penulis ucapkan kepada Bapak Prof. Dr. Ir. Sitanala Arsyad, selaku Ketua Komisi Pembimbing, Bapak Dr. Dasun Herudjito, Dr. Ir. Iswandi Anas, Dr. Ir. Hidayat Pawitan, dan Dr. Istiqlal Amien masing-masing selaku anggota yang

telah memberikan arahan, saran, dan bimbingan. Ucapan terima kasih juga

disampaikan kepada Prof. Dr. Ir. Sudarsono, MSc yang telah memberikan arahan dan saran dalam menyelesaikan studi penulis, Badan Pengembangan Sumber Daya Manusia Pertanian, Departemen Pertanian Republik Indonesia yang telah memberikan dana untuk mengikuti Program Doktor di Program Pasca Sarjana Institut Pertanian Bogor, Dr. Ir. Alamanda Kartika beseoa staf Sekolah Tinggi Penyuluhan Pertanian Bogor, Dr. Ir. Momon Rusmono, MS, Ketua Sekolah Tinggi Penyuluhan Pertanian Malang dan Ir. Soehamis, mantan direktur APP Malang yang telah memberikan bantuan fasilitas dan akomodasi. Penghargaan penulis sampaikan kepada Ngadirin, Sarjito, dan Redjo Suwito yang telah membantu dalam analisa

laboratorium dan pengumpulan data, Dyah R. Panuju, SP yang telah membantu

(9)

ayahanda

H.

Tjokro

dan

ibunda Atji (almarhumah) atas kasih sayang dan do'a beliau yang tak ternilai besamya. Khusus kepada istri penulis, Hj Linasrillah dan anak-anak penulis, Arief Rhizal R. serta Lisa Lisdiana, penulis ucapkan terima kasih clan penghargaan atas segala pengarbanan, ketabahan, dan kesabaran mendukung penulis dalam studi, walaupun mereka tidak menerima perhatian sebagaimana mestinya. Akhirnya kepada semua pihak yang telah membantu juga diucapkan terima kasih.

Semoga karya ilmiah ini dapat memberi manfaat.

Bogor, Maret 2002

(10)

DAFTAR IS1

DAFTAR TABEL ... vii

... DAFTAR GAMBAR ... v ~ u ... DAFTAR LAMPRAN x PENDAHULUAN ... 1 Latar Belakang ... 1 ... Tujuan Penelitian 4 Hipotesis ... 4 ... TINJAUAN PUSTAKA 5 ... Pengelolaan Sumberdaya Air pada Lahan Kering 5 Teknik Konservasi Air dan Pemanenan Air ... 10

Perubahan Lengas Tanah di Zona Perakaran ... 14

Potensi dan Kendala Pengembangan Lahan Kering ... 17

Usahatani Lahan Kering ... 20

KEADAAN UMUM LOKASI PENELITIAN ... 24

Lokasi ... 24

Tanah ... 24

Iklim ... 26

... Vegetasi dan Penggunaan Lahan 26 BAHAN DAN METODE ... 29

Lokasi dan Waktu Penelitian ... 29

Bahan dan Alat Penelitian ... 29

Metode Penelitian ... 30

Pelaksanaan Penelitian ... 36

Analisa Data ... 42

HASIL DAN PEMBAHASAN ... 44

Perbedaan Sifat Tanah. Erosi. Aliran Permukaan. dan Produksi Tanaman Berdasarkan Lereng ... 44

(11)

Pengaruh Pola Tanam terhadap Sifat Tanah. Erosi. Aliran Permukaan. d m Produksi Tanaman ...

Pengaruh Teknik Panen Air terhadap Sifat Tanah, Erosi, Aliran

Permukaan, dan Produksi Tanaman ...

Pengaruh Interaksi Perlakuan terhadap Sifat Tanah, Erosi,

Aliran Permukaan, dan Produksi Tanaman ...

Pengaruh Perlakuan terhadap Pola Aliran Permukaan dan Produksi

Tanaman ...

... Pola Perubahan Lengas Tanah pada Lahan Usahatani Berlereng

KESIMPULAN DAN SARAN ... ...

Kesimpulan

Saran ...

DAFTAR PUSTAKA ...

(12)

DAFTAR TABEL

Nomor Halaman

1 . Curah Hujan. Hari Hujan di Daerah Kecamatan Singosari dan di

Desa Bedali ... 27 ...

2

.

Curah Hujan Tahun 1989 . 1997 di Kecamatan Singosari 28

...

3

.

Jenis dan Metode Anaiisa Beberapa Sifat Tanah 42

4 . Perbedaan Beberapa Sifat Fisik. Kimia. dan Biologi Tanah

Berdasarkan Lereng ... 44 5 . Perbedaan Lengas Tanah Berdasarkan Lereng ... 46

6

.

Perbedaan Erosi. Aliran Permukaan. dan Produksi Tanaman

...

Berdasarkan Lereng 47

7 . Pengaruh Pola Tanam terhadap Beberapa Sifat Fisik. Kimia. dan

...

Biologi Tanah 49

8 . Pengaruh Pola Tanam terhadap Lengas Tanah ... 50

9 . Pengaruh Pola Tanam terhadap Erosi. Aliran Perrnukaan. dan

...

Produksi Tanaman Oktober 1999 - Juli 2000 51

10 . Pengaruh Teknik Panen Air terhadap Beberapa Sifat Fisik. Kimia. dan

Biologi Tanah ... 52 1 1 . Pengaruh Teknik Panen Air terhadap Lengas Tanah ... 57

12 . Pengaruh Teknik Panen Air terhadap Erosi. Aliran Permukaan.

...

(13)

DAFTAR GAMBAR

Nomor Halaman

1 . PetaLokasiPenelitian ... 25

2 . Gratik Curah Hujan di Daerah Penelitian dan di Lokasi Petak

Percobaan ... 27

3 . Sketsa Lokasi Penelitian pada Zona Toposekuen ... 31 ...

4 . Sketsa Petak Percobaan. Rorak. dan Penempatan Gyp.vum block 33

5 . Diagram Alir Pendekatan Penelitian ... 35

6 . Denah Petak Percobaan Lapangan ... 37 7 . Sketsa Pola Tanam . . . 40

8 . Pengaruh Interaksi Pola Tanam dan Teknik Panen Air

terhadap Air Tersedia ... 62

...

terhadap Lengas Tanah pada Kedalaman 10 cm 62

...

1 1 . Pengaruh Interaksi Pola Tanam dan Teknik Panen Air

terhadap Lengas Tanah pada Kedalaman 40 cm ... 64

...

13 . Pengaruh Interaksi Lereng dan Teknik Panen Air

terhadap Lengas Tanah setelah 7 Hari Tidak Hujan ... 66

14 . Pengaruh Interaksi Lereng. Pola Tanam. dan Teknik Panen Air

...

terhadap Nilai Produksi Tanaman 67

(14)

16. Hubungan Hujan Efektif dan Lengas Tanah pada Kedalaman

10 - 20 cm Setelah '7 Hari Tidak Hujan dengan Produksi Biji

Jagung dan Kedelai ... 7 1

17. Perubahan Lengas Tanah di Kedalaman 10 cm setelah Tidak Hujan

pada Lereng Berbeda ... 73

pada Lereng Berbeda ... 74

pada Lereng Berbeda ... 75 20. Perubahan Lengas Tanah di Kedalaman 10 cm dengan Pola

Tanam Berbeda ... 77

2 1. Perubahan Lengas Tanah di Kedalaman 20 cm dengan Pola

Tanam Berbeda ... 78

22. Perubahan Lengas Tanah di Kedalaman 40 cm dengan Pola

Tanam Berbeda ... 79 23. Pola Perubahan Lengas Tanah pada Kedalaman 10 cm dengan

Teknik Pemanenan yang Berbeda ... 8 1 24. Pola Perubahan Lengas Tanah pada Kedalaman 20 cm dengan

(15)

DAFTAR LAMPIRAN

Nomor Halaman

...

1 . Deskripsi Profil Tanah Lokasi Penelitian 95

...

2

.

Hasil Analisa Sifat Fisik. Kimia dan Biologi Tanah Lokasi Penelitian 96

...

3 . Pengaruh Panen Air terhadap Bobot Isi Tanah 97

. ...

4 Analisa Ragam Berat Isi Tanah 97

...

.

5 Pengaruh Panen Air terhadap Pori Total Tanah 98

...

6 . Analisa Ragam Pori Total Tanah 98

...

.

7 Pengaruh Panen Air terhadap Air Tersedia 99

8 . Analisa Ragam Air Tersedia ... 99

. ...

9 Pengaruh Panen Air terhadap Permeabilitas 100

I 0 . Analisa Ragam Permeabilitas Tanah ... 100 ...

.

1 1 Pengaruh Panen Air terhadap Indeks Stabilitas Agregat 101

12 . Analisa Ragam Indeks Stabilitas Agregat Tanah ... 101 13 . Pengaruh Panen Air terhadap lnfiltrasi ... 102 14 . Analisa Ragam Infiltrasi Tanah ... 102

...

15 . Pengaruh Panen Air terhadap pH Tanah 103

.

16 Analisa Ragam pH Tanah ... 103 1 7 . Pengaruh Panen Air terhadap KTK Tanah ... 104

...

18 . Analisa Ragam KTK Tanah 104

19 . Pengaruh Panen Air terhadap C-organik Tanah ... 105

...

(16)

2 1 . Pengaruh Panen Air terhadap N- total Tanah ... 106

22 . Analisa Ragam N-total Tanah ... 106

23

.

Pengaruh Panen Air terhadap C-mikroorganisme Tanah ... 107

24 . Analisa Ragam C-mikroorganisme Tanah ... 107

25 . Pengaruh Panen Air terhadap Total Mikroorganisme ... 108

26

.

Analisa Ragam Total Mikroorganisme Tanah ... 108

27

.

Pengaruh Panen Air terhadap Erosi ... 109

28

.

Analisa Ragam Erosi ... 109

29

.

Pengaruh Panen Air terhadap Aliran Permukaan ... 110

30 . Analisa Ragam Aliran Permukaan ... 110

3 1

.

Pengaruh Panen Air terhadap Produksi Tanarnan ... 111

32 . Analisa Ragam Produksi Tanaman ... 111

33 . Pengaruh Panen Air terhadap Lengas Tanah pada Kedalaman 10 cm Setelah 1 Hari Tidak Hujan ... 112

34 . Analisa Ragam Lengas Tanah pada Kedalaman 10 cm . Setelah 1 Hari Tidak Hujan ... 112

35 . Pengaruh Panen Air terhadap Lengas Tanah pada Kedalaman 20 cm Setelah 1 Hari Tidak Hujan ... 113

36 . Analisa Ragam Lengas Tanah pada Kedalaman 20 cm

.

Setelah 1 Hari Tidak Hujan ... 113

37 . Pengaruh Panen Air terhadap Lengas Tanah pada Kedalarnan 40 cm ... Setelah 1 Hari Tidak Hujan 114 38 . Analisa Ragam Lengas Tanah pada Kedalaman 40 cm . Setelah 1 Hari Tidak Hujan ... 114

39 . Pengaruh Panen Air terhadap Lengas Tanah pada Kedalaman 50 cm

...

(17)

40. Analisa Ragam Lengas Tanah pa& Kedalaman 50 cm. Setelah 1 Hari

Tidak Hujan ... 1 15 4 1. Pengaruh Panen Air terhadap Lengas Tanah pada Kedalaman 1 0 cm

Setelah 2 Hari Tidak Hujan ... 1 16 42. Analisa Ragam Lengas Tanah pada Kedalaman 10 cm. Setelah 2 Hari

TidakHujan ... 116 43. Pengaruh Panen Air terhadap Lengas Tanah pada Kedalaman 20 cm

Tidak Hujan ... 1 17 45. Pengaruh Panen Air terhadap Lengas Tanah pada Kedalaman 40 cm

...

Setelah 2 Hari Tidak Hujan 1 18

46. Analisa Ragam Lengas Tanah pada Kedalaman 40 cm. Setelah 2 Hari

...

Tidak Hujan 1 18

47. Pengaruh Panen Air terhadap Lengas Tanah pada Kedalaman 50 cm

Tidak Hujan ... 120

5 1. Pengaruh Panen Air terhadap Lengas Tanah pada Kedalaman 20 cm

Setelah 3 Hari Tidak Hujan ... 12 1

(18)

55. Pengaruh Panen Air terhadap Lengas Tanah pada Kedalaman 50 cm ...

Setelah 3 Hari Tidak Hujan 123

...

Tidak Huj an 1 2 3

...

Setelah 5 Hari Tidak Hujan 124

Tidak Hujan ... 124 59. Pengaruh Panen Air terhadap Lengas Tanah pada Kedalaman 20 cm

...

Tidak Hujan 125

6 1. Pengaruh Panen Air terhadap Lengas Tanah pada Kedalaman 40 cm ...

62. Analisa Ragam Lengas Tanah pada Kedalaman 40 cm. Setelah 5 Hari ...

Tidak Hujan 126

63. Pengaruh Panen Air terhadap Lengas Tanah pada Kedalaman 50 cm

Setelah 5 Hari Tidak Hujan ... 127 64. Analisa Ragam Lengas Tanah pada Kedalaman 50 cm. Setelah 5 Hari

...

Tidak Hujan 127

-

., 66. Analisa Ragam Lengas Tanah pada Kedalaman 10 cm. Setelah 7 Hari

...

Tidak Hujan 1 28

67. Pengaruh Panen Air terhadap Lengas Tanah pada Kedalaman 20 cm ...

TidakHujan ... 129 69. Pengaruh Panen Air terhadap Lengas Tanah pada Kedalaman 40 cm

...

(19)

70 . Analisa Ragam Lengas Tanah pada Kedalarnan 40 cm . Setelah 7 Hari

TidakHujan ... 130

7 1 . Pengaruh Panen Air terhadap Lengas Tanah pada Kedalaman 50 cm

...

Setelah 5 Hari Tidak Hujan 131

72 . Analisa Ragam Lengas Tanah pada Kedalaman 50 cm . Setelah 7 Hari

TidakHujan ... 131

73

.

Perubahan Lengas Tanah Berdasarkan Teknik Panen Air dan

...