AKURASI CITRA PLANETSCOPE UNTUK PENDUGAAN KANDUNGAN NITROGEN, FOSFOR, KALIUM DAN SULFUR PADA SAWAH BERTERAS SKRIPSI

(1)

AKURASI CITRA PLANETSCOPE UNTUK PENDUGAAN KANDUNGAN NITROGEN, FOSFOR, KALIUM DAN SULFUR PADA SAWAH BERTERAS

SKRIPSI

untuk memenuhi sebagian persyaratan guna memperoleh derajat Sarjana Pertanian

di Fakultas Pertanian Universitas Sebelas Maret

Oleh :

Radhiyan Ardhi Husnan H0216049

PROGRAM STUDI ILMU TANAH FAKULTAS PERTANIAN UNIVERSITAS SEBELAS MARET

SURAKARTA

NOVEMBER 2020 commit to user

(2)

ii

SKRIPSI

AKURASI CITRA PLANETSCOPE UNTUK PENDUGAAN KANDUNGAN NITROGEN, FOSFOR, KALIUM DAN SULFUR PADA SAWAH BERTERAS

Pembimbing Utama: Pembimbing Pendamping:

Komariah, S.TP., M.Sc., Ph.D.

NIP. 197805232008122001

Dr. Mujiyo, SP., M.P.

NIP. 197308102003121002

Surakarta, November 2020

Universitas Sebelas Maret Fakultas Pertanian

Dekan,

Prof. Dr. Ir. Samanhudi, S.P., M.Si., IPM, ASEAN Eng NIP. 196806101995031003

commit to user

(3)

iii

HALAMAN PENGESAHAN

SKRIPSI

AKURASI CITRA PLANETSCOPE UNTUK PENDUGAAN KANDUNGAN NITROGEN, FOSFOR, KALIUM DAN SULFUR PADA SAWAH BERTERAS

yang dipersiapkan dan disusun oleh:

telah dipertahankan di depan Tim Penguji pada tanggal: 11 November 2020

dan dinyatakan telah memenuhi syarat untuk memperoleh gelar (derajat) Sarjana Pertanian

Program Studi Ilmu Tanah

Susunan Tim Penguji:

Ketua Anggota I Anggota II

Komariah, S.TP., M.Sc., Ph.D.

NIP. 197805232008122001

Dr. Mujiyo, SP., M.P.

NIP. 197308102003121002

Dr. Ir. Suryono, M.P.

NIP. 195808161985031006

commit to user

(4)

iv PERNYATAAN

Dengan ini saya, Nama Lengkap NIM: H0216049 Program Studi Ilmu Tanah menyatakan bahwa dalam skripsi saya yang berjudul “

Akurasi Citra PlanetScope untuk Pendugaan Kandungan Nitrogen, Fosfor, Kalium dan Sulfur pada Sawah Berteras

”, tidak terdapat karya yang pernah diajukan untuk memperoleh gelar akademik dan sepanjang pengetahuan saya juga tidak ada unsur plagiarisme, falsifikasi karya, fabrikasi data, dan pendapat yang pernah ditulis atau diterbitkan oleh penulis lain kecuali yang secara tertulis diacu dalam naskah ini dan disebutkan dalam daftar pustaka.

Pernyataan ini saya buat dengan sebenar-benarnya dan apabila di kemudian hari terbukti ada penyimpangan dari pernyataan tersebut, maka saya bersedia menerima sanksi sesuai ketentuan yang berlaku.

Surakarta,

Yang menyatakan

Radhiyan Ardhi Husnan NIM. H0216049

commit to user

(5)

v KATA PENGANTAR

Puji syukur kehadirat Allah SWT karena berkat limpahan rahmat dan hidayahNya penulis dapat menyelesaikan skripsi yang berjudul “Akurasi Citra Planetscope untuk Pendugaan Kandungan Nitrogen, Fosfor, Kalium dan Sulfur pada Sawah Berteras”.

Skripsi ini disusun dan diajukan sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Pertanian di Fakultas Pertanian Universitas Sebelas Maret Surakarta. Semoga skripsi ini dapat bermanfaat bagi banyak pihak.

Penulis menyadari bahwa penulisan ini tidak dapat terselesaikan tanpa dukungan dari berbagai pihak. Oleh karena itu, penulis ingin menyampaikan ucapan terima kasih kepada semua pihak yang telah membantu dalam penyusunan skripsi ini terutama kepada:

1. Prof. Dr. Ir. Samanhudi, S.P., M.Si., IPM, ASEAN Eng selaku Dekan Fakultas Pertanian Universitas Sebelas Maret Surakarta.

2. Dr. Mujiyo, SP., M.P. selaku Kepala Program Studi Ilmu Tanah Fakultas Pertanian Universitas Sebelas Maret Surakarta sekaligus sebagai Pembimbing Pendamping yang telah banyak memberikan dukungan dan banyak masukan dalam penulisan skripsi.

3. Komariah, S.TP., M.Sc., Ph.D. selaku Pembimbing Utama yang selalu memberikan bimbingan, saran dan arahan dalam penelitian dan penyusunan skripsi.

4. Dr. Ir. Suryono, M.P. selaku Dosen Pembahas yang telah memberikan banyak saran dan masukan dalam penyusunan skripsi.

5. Ir. Sumani, M.Si selaku Pembimbing Akademik yang telah menjadi sosok ibu yang selalu membimbing banyak hal selama perkuliahan.

6. Keluarga Besar Winarso yang selalu memberikan doa dan dukungan.

7. Sahabat serta keluarga besar wisma adik (Adiprasetya, Indra, Mapan, Restu, Rizky, Mas Adhia dan Mas Janis) yang selalu bersama dan banyak memberikan semangat selama perkuliahan.

8. Laboran Program Studi Ilmu Tanah (Mas Yen, Mas Darsono dan Bu Tumisih) yang telah banyak membantu dalam analisis laboratorium.

Penulis

commit to user

(6)

vi DAFTAR ISI

HALAMAN PENGESAHAN ... iii

PERNYATAAN ... iv

KATA PENGANTAR ... v

DAFTAR ISI ... vi

DAFTAR TABEL ... viii

DAFTAR GAMBAR ... ix

DAFTAR LAMPIRAN ... x

RINGKASAN ... xi

SUMMARY ... xii

I. PENDAHULUAN ... xii

A. Latar Belakang ...Error! Bookmark not defined. B. Perumusan Masalah ...Error! Bookmark not defined. C. Tujuan dan Manfaat Penelitian...Error! Bookmark not defined. 1. Tujuan Penelitian ...Error! Bookmark not defined. 2. Manfaat Penelitian ...Error! Bookmark not defined. II. TINJAUAN PUSTAKA ... Error! Bookmark not defined. A. Kondisi Lokasi... 16

B. Kesuburan Tanah Sawah Berteras ... 16

C. Penginderaan Jauh dan Citra PlanetScope untuk Menduga Hara Tanah .. 17

D. Kerangka Pikir ...Error! Bookmark not defined. E. Hipotesis ...Error! Bookmark not defined. III. METODE PENELITIAN ... Error! Bookmark not defined. A. Tempat dan Waktu Penelitian ...Error! Bookmark not defined. B. Bahan dan alat...Error! Bookmark not defined. C. Metode Survei ...Error! Bookmark not defined. D. Tata Laksana Survei ...Error! Bookmark not defined. E. Pengamatan ...Error! Bookmark not defined. F. Analisis data ...Error! Bookmark not defined. IV. HASIL DAN PEMBAHASAN ... Error! Bookmark not defined. A. Hasil ... 29

1. Karakteristik Wilayah Penelitian ... .29 2. Citra PlanetScope Lokasi Penelitian ... .30

commit to user

(7)

vii

3. Digital Number dari Masing-masing Unsur ... .31

4. Analisis Regresi Linier Berganda ... .31

5. Analisis Uji Akurasi Model ... 35

6. Analisis Sebaran N, P, K dan S pada Lahan Sawah Berteras berdasarkan Ketinggian ... .36

B. Pembahasan ... 38

1. Akurasi Citra PlanetScope ... 38

2. Kandungan N, P, K dan S pada Teras-teras Sawah ... 40

V. KESIMPULAN DAN SARAN ... Error! Bookmark not defined. A. Kesimpulan ...Error! Bookmark not defined. B. Saran ... 41 DAFTAR PUSTAKA

LAMPIRAN

commit to user

(8)

viii DAFTAR TABEL

Tabel 1. Fungsi Utama Band pada citra Landsat TM ... 18

Tabel 2. Variabel Pengamatan ... 27

Tabel 3. Digital Number dari Masing-masing Unsur ... 31

Tabel 4. Korelasi Digital number Citra dengan Unsur N ... 32

Tabel 5. Korelasi Digital number Citra dengan Unsur P ... 32

Tabel 6. Korelasi Digital number Citra dengan Unsur K ... 32

Tabel 7. Korelasi Digital number Citra dengan Unsur S ... 32

Tabel 8. Hasil Analisis Regresi Linier Berganda Unsur N ... 33

Tabel 9. Hasil Analisis Regresi Linier Berganda Unsur P ... 33

Tabel 10. Hasil Analisis Regresi Linier Berganda Unsur K ... 33

Tabel 11. Hasil Analisis Regresi Linier Berganda Unsur S ... 33

Tabel 12. Perbandingan Nilai Akurasi dengan Nilai Prediksi ... 35

Tabel 13. Hasil Analisis Uji Akurasi Model ... 36

Tabel 14. Hasil Analisis Uji Lanjut Unsur Hara Prediksi dengan Metode Duncan ... 36

Tabel 15. Hasil Analisis Uji Lanjut Unsur Hara Aktual dengan Metode Duncan ... 37

commit to user

(9)

ix DAFTAR GAMBAR

Gambar 1. Kerangka Pikir ... 21

Gambar 2. Peta Lokasi Penelitian ... 23

Gambar 3. Peta kontur dan titik sampel lahan sawah Desa Wonosari... 24

Gambar 4. Hasil Unduh Citra dari Planet.com... 30

Gambar 5. Hasil Crop Citra dari PlanetScope ... 30

Gambar 6. Hubungan N total hasil analisis laboratorium dengan N total hasil model persamaan 8 ... 39

Gambar 7. Hubungan P total hasil analisis laboratorium dengan P total hasil model persamaan 9 ... 39

Gambar 8. Hubungan K total hasil analisis laboratorium dengan K total hasil model persamaan 10 ... 39

Gambar 9. Hubungan S total hasil analisis laboratorium dengan S total hasil model persamaan 11 ... 40

commit to user

(10)

x DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran 1. Hasil analisis korelasi nilai unsur N, P, K dan S dengan digital number citra PlanetScope ... 45 Lampiran 2. Hasil analisis regresi linier berganda ... 45 Lampiran 3. Analisis Best Subset ... 47 Lampiran 4. Analisis ANOVA sebaran N, P, K dan S pada lahan sawah berteras

berdasarkan ketinggian ... 48 Lampiran 5. Dokumentasi Penelitian ... 53

commit to user

(11)

xi RINGKASAN

AKURASI CITRA PLANETSCOPE UNTUK PENDUGAAN KANDUNGAN NITROGEN, FOSFOR, KALIUM DAN SULFUR PADA SAWAH BERTERAS

. Skripsi: Radhiyan Ardhi Husnan (H0216049). Pembimbing: Komariah, Mujiyo. Program Studi Ilmu Tanah, Fakultas Pertanian, Universitas Sebelas Maret – Surakarta.

Salah satu hal yang menjadi faktor penentu budidaya tanaman yag baik adalah kesuburan tanah. Tanah menjadi faktor penting, selain sebagai penopang tubuh tanaman, tanah juga menjadi penyedia unsur hara baik makro maupun mikro.

Pemupukan merupakan salah satu hal yang penting dilakukan untuk meningkatkan kesuburan tanah terutama pada tanah sawah untuk budidaya padi. Pupuk yang biasa diberikan pada sawah adalah pupuk yang memiliki kandungan hara N, P, K dan S.

Penelitian dilakukan di Desa Wonosari, Kecamatan Gondangrejo, Kabupaten Karanganyar. Penelitian ini dilaksakana untuk menghetahui kondisi lahan sawah berteras melalui penginderaan jauh dimana diduga bahwa distribusi kesuburan tanah tidak merata. Hal tersebut menyebabkan tidak efisiennya pemupukan yang diberikan pada lahan sawah berteras. Metode penginderaan jauh dapat digunakan untuk menduga distribusi sebaran N, P, K dan S pada lahan sawah berteras dengan lebih mudah, cepat dan biaya yang lebih terjangkau. Penelitian ini dilakukan dengan metode survey dan analisis statistik. Pengambilan sampel berdasarkan pada garis kontur tanah yang telah dibuat. Analisis statistik dengan metode analisis regresi linier berganda digunakan untuk mendapatkan model estimasi yang sesuai. Data Analisis regresi linier berganda yang digunakan pada penelitian ini adalah nilai kandungan N, P, K dan S total tanah sebagai variable dependen dan colour digital number dari peta yang diperoleh dari Planet.com sebagai variable independen. Uji ANOVA dilakukan untuk mengetahui pengaruh ketinggian terhadap sebaran N, P, K dan S serta dilakukan pengujian lanjut dengan metode Duncan.

Hasil analisis menunjukkan bahwa nilai akurasi pendugaan distribusi sebaran N, P, K dan S pada lahan sawah berteras yaitu 97,58%; 94,85%; 85,97%; dan 97,39%

dengan nilai Standart Error Estimate (SE) sebesar 0,03; 1,12; 8,61 dan 0,06. Nilai R² sebesar 0,39; 0,30; 0,30 dan 0,27. Nilai R² yang masih tergolong kecil menunjukkan bahwa banyak faktor yang dapat memengaruhi nilai akurasi .Ketinggian teras sawah bukan merupakan faktor mutlak yang dapat memengaruhi sebaran tersebut. Dapat disimpulkan bahwa PlanetScope dapat digunakan untuk menduga distribusi sebaran N, P, K dan S pada lahan sawah berteras.

commit to user

(12)

xii SUMMARY

THE ACCURATION OF PLANETSCOPE IMAGERY TO NITROGEN, PHOSPORUS, KALIUM AND SULFUR NUTRITION ESTIMATION IN TERRACE PADDY FIELD.

Thesis: Radhiyan Ardhi Husnan (H0216049). Advisors: Komariah, Mujiyo. Soil Science Department, Agriculture Faculty, Sebelas Maret University - Surakarta.

One of the factors that determine the right plant cultivation is soil fertility. Soil is an important factor, in addition to supporting plants, it’s also as a provider of nutrients both macro and micro nutrient. Fertilization is one of the important things to do to improve soil fertility, especially in paddy field for it’s cultivation. Fertilizing is one of the common important things that applied in paddy field to improve soil fertility especially to paddy cultivation. Fertilizers that commonly applied to the field are fertilizers that contain N, P, K and S nutrients. This research was conduct in Wonosari Sub-district, Gondangrejo District, Karanganyar Regency. This research was determined to the condition of terrace paddy field through remote sensing which suspected that the distribution of soil fertility was not spreading evenly. It’s because of the inefficient fertilization that applied to the terrace. The remote sensing method can be used to predict the distribution of N, P, K and S in terrace paddy fields more easily, quickly and at a more affordable cost. This research was conducted by survey method and statistical analysis. Sampling is based on the soil contour that made before. Statistical analysis with Multiple-linear-regression method used to obtained the suitable estimation models. The data of Multiple-linear- regression-analysis that used in this research was total N, P, K and S content in the soil as a dependent variable and colour digital number from PlanetScope as an independent variable. ANOVA was conducted to determine the effect of altitude on the distribution of N, P, K and S, then using Duncan method as a proceed test.

The results of the research show that the accuracy of the estimated distribution of N, P, K and S distribution in terrace paddy fields is 97,58%; 94,85%; 85,97%; and 97,39% with a Standard Error Estimate (SE) value 0,03; 1,12; 8,61 and 0,06. R² value of 0,39; 0,30; 0,30 and 0,27. R² value which is still relatively small indicates that many factors can affect the accuracy value. The terrace altitude is not an absolute factor that can affect the distribution. It can be concluded that PlanetScope can be used to estimate the distribution of N, P, K and S in terrace paddy fields.