DINAMIKA PENETRABILITAS TANAH PADA BERBAGAI PENGGUNAAN LAHAN DI TANAH LATOSOL, DARMAGA HANNA CLARA PRESANA

Transkripsi

1 DINAMIKA PENETRABILITAS TANAH PADA BERBAGAI PENGGUNAAN LAHAN DI TANAH LATOSOL, DARMAGA HANNA CLARA PRESANA DEPARTEMEN ILMU TANAH DAN SUMBERDAYA LAHAN FAKULTAS PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2014

2

3 PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA* Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul Dinamika Penetrabilitas Tanah pada Berbagai Penggunaan Lahan di Tanah Latosol, Darmaga adalah benar karya saya dengan arahan dari komisi pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka dibagian akhir skripsi ini. Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut Pertanian Bogor. Bogor, Oktober 2014 Hanna Clara Presana NIM A

4 ABSTRAK HANNA CLARA PRESANA. Dinamika Penetrabilitas Tanah pada Berbagai Penggunaan Lahan di Tanah Latosol, Darmaga. Dibimbing oleh ENNI DWI WAHJUNIE dan KUKUH MURTILAKSONO. Perakaran tanaman yang berfungsi untuk menyerap air dan hara dapat terhambat pertumbuhannya bila ketahanan penetrasi tanah cukup tinggi. Ketahanan penetrasi tanah dapat dipengaruhi oleh sifat-sifat tanah antara lain tekstur, bobot isi, kadar bahan organik, kadar air tanah, potensial matriks, kadar kalsium karbonat, dan tipe mineral klei. Di antara sifat-sifat tanah ini ada beberapa yang dapat dipengaruhi oleh jenis penggunaan lahan. Penelitian ini mengkaji ketahanan penetrasi tanah pada berbagai penggunaan lahan. Serangkaian pengamatan ketahanan penetrasi dan sifat-sifat tanah di berbagai penggunaan lahan dilakukan untuk mempelajari hubungan sifat-sifat tanah terhadap ketahanan penetrasi tanah, hubungan kadar air tanah dengan ketahanan penetrasi, dan dinamika ketahanan penetasi tanah di berbagai penggunaan lahan. Hasil penelitian menunjukkan klas tekstur tanah di ketiga penggunaan lahan adalah klei. Persentase klei tertinggi terdapat pada lahan rumput baik kedalaman 0-10 cm (82,00%) maupun kedalaman cm (81,90%). Bobot isi tanah tertinggi untuk kedalaman 0-10 cm terdapat pada lahan rumput (1,09 g/cm 3 ) dan untuk kedalaman cm pada kebun campuran (1,13 g/cm 3 ). Kadar bahan orgaik tanah kedalaman 0-10 cm tertinggi di kebun campuran (4,80%) dan pada kedalaman cm di hutan sekunder (3,18%). Indeks stabilitas agregat tanah ketiga penggunaan lahan tergolong kelas sangat stabil. Ruang pori total tanah kedalaman 0-10 cm tertinggi di hutan sekunder (61,52%) dan kedalaman cm di lahan rumput (59,15%). Ketiga penggunaan lahan memiliki pori mikro yang lebih tinggi dibandingkan pori makro nya. Sifat tanah yang berbeda memberikan pengaruh yang berbeda terhadap ketahanan penetrasi tanah. Lahan rumput memiliki nilai ketahanan penetrasi tanah tertinggi karena memiliki bobot isi tanah dan kadar klei yang tinggi. Hutan sekunder memiliki nilai ketahanan penetrasi tanah terendah karena memiliki bahan organik tanah yang tinggi, bobot isi tanah yang rendah, ruang pori mikro yang rendah, dan agregat tanah yang sangat stabil. Hubungan ketahanan penetrasi tanah dengan kadar air di tiga penggunaan lahan tersaji dalam model regresi power dengan koefisien determinasi yang berbeda-beda. Untuk kedalaman 0-10 cm, hubungan tersebut memiliki R 2 sebesar 0,53 di hutan sekunder, 0,35 di kebun campuran, dan 0,19 di lahan rumput. Untuk kedalaman cm hubungan ketahanan penetrasi tanah dengan kadar air memiliki R 2 0,29 di hutan sekunder, 0,26 di kebun campuran, dan 0,11 di lahan rumput. Pada hari-hari tidak hujan, ketahanan penetrasi tanah meningkat tajam sejak hari ketiga di hutan sekunder, sejak hari ke lima di kebun campuran, dan sejak hari keempat di lahan rumput pada kedalaman tanah 0-20 cm. Ketahanan penetrasi tanah disetiap penggunaan lahan setelah 12 hari tidak turun hujan mengalami peningkatan karena tanah lebih kering dan keras, tapi belum menghambat perkembangan perakaran tanaman. Kata kunci: kadar air, ketahanan penetrasi, penggunaan lahan, sifat fisik tanah

5 ABSTRACT HANNA CLARA PRESANA. The Dynamics of Soil Penetrability on Various Land Uses in Latosol, Darmaga. Advicy by ENNI DWI WAHJUNIE and KUKUH MURTILAKSONO. Plant roots that functioning to absorb water and nutrients can be inhibited when soil penetrabilty is quite high. Soil penetrability can be affected by soil properties, for example texture, bulk density, organic matter content, soil water content, matrix potential, calcium carbonate, and types of clay mineral. Of the soil properties, there are some that can be influenced by the type of land use. This study examined the penetrability of soil in various land uses. There was a series of observation of soil penetrability and soil properties in a variety of land use conducted in this research in order to study the relationship of soil properties on soil penetration resistance, soil water content relationship with penetrability, and resistance dynamics of land penetration in various land uses. The results showed that the soil texture class in the three land uses was clay. The highest clay percentage was found in grasslands both in the depth of 0-10 cm (82.00%) and cm (81.90%). The highest soil bulk density in the depth of 0-10 cm was found in grasslands (1.09 g/cm 3 ) and in the depth of cm was found in mixed farms (1.13 g/cm 3 ). The organic matter content in the depth of 0-10 cm was found in mixed farms (4.80%) and in the depth of cm was found in secondary forest (3.18%). The index of soil aggregate stability of the three land uses were classified as a very stable class. Soil total pore space in the depth of 0-10 cm was found in secondary forest (61.52%) and in the depth of cm was found in grasslands (59.15%). The three land uses had higher micro pore compared to the micro pore them selves. The different properties of soil had different effects on soil penetration resistance. Grassland showed the highest value of soil penetrability because of its high level of soil bulk density and clay. Secondary forest had the lowest soil penetrability value due to its high soil organic matter, low soil density, low micro pore space, and very stable soil aggregates. The relationship of soil penetration resistance with water content in three land uses was presented in power regression models with different determination coefficient. In the depth of 0-10 cm, the relationship had R 2 of 0.53 in secondary forest, 0.35 in mixed farms, and 0.19 in grasslands. In the depth of cm, the relationship of soil penetrability with moisture content had R 2 of 0.29 in secondary forest, 0.26 in garden mix, and 0.11 in grasslands. In the days of no rain, the resistence of soil penetration had increased sharply since the third day in secondary forests, since the fifth day in mixed farms, and since the fourth day in grasslands in 0-20 cm deep. The resistence of soil penetration at each land use after 12 days of no rain increased because the soil was drier and harder, however, it did not inhibit the growth of plant roots. Keywords: water content, penetration resistance, land use, physical properties of soil

6

7 DINAMIKA PENETRABILITAS TANAH PADA BERBAGAI PENGGUNAAN LAHAN DI TANAH LATOSOL, DARMAGA HANNA CLARA PRESANA Skripsi sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Pertanian pada Departemen Ilmu Tanah dan Sumberdaya Lahan DEPARTEMEN ILMU TANAH DAN SUMBERDAYA LAHAN FAKULTAS PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2014

8

9 Judul Skripsi : Dinamika Penetrabilitas Tanah pada Berbagai Penggunaan Lahan di Tanah Latosol, Darmaga Nama NIM : Hanna Clara Presana : A Disetujui oleh Dr Ir Enni Dwi Wahjunie, MSi Pembimbing I Prof. Ir Dr Kukuh Murtilaksono, MS Pembimbing II Diketahui oleh Dr Ir Baba Barus, MSc Ketua Departemen Tanggal Lulus:

10 PRAKATA Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT atas segala karunia- Nya sehingga penelitian dan penulisan skripsi ini dapat diselesaikan. Penelitian dilaksanakan sejak Maret 2013 ini berjudul Dinamika Penetrabilitas Tanah pada Berbagai Penggunaan Lahan di Tanah Latosol, Darmaga. Pada kesempatan ini penulis ingin menyampaikan penghargaan dan ucapan terimakasih kepada : 1. Dr Ir Enni Dwi Wahjunnie, MSi dan Prof. Dr Ir Kukuh Murtilaksono, MS selaku dosen pembimbing skripsi yang senantiasa memberikan arahan dan bimbingan kepada penulis selama menempuh pendidikan dan penyelesaian skripsi; 2. Ibu Yudie Rieva, Bapak Dede Gurnadi, Raya Novarian, dan Bernika Ivada yang selalu memberikan dukungan, semangat, dan kasih sayang serta do a yang tak henti untuk keberhasilan penelitian dan penulisan; 3. Fitria Adeline dan Cokorda Agung atas kerjasama, bantuan, dan pengertiannya selama penelitian bersama penulis; 4. Tjedahwati, Prapti, Nindya, Eka, Adhitia, Hana, dan teman-teman Ilmu Tanah dan Sumberdaya Lahan angkatan 46 atas bantuan, kebersamaan, dan motivasi kepada penulis; 5. Teknisi laboratorium, pengelola Kebun Cikabayan, University Farm, IPB, dan seluruh staf; 6. Seluruh pihak yang telah membantu penulis saat penelitian yang tidak dapat penulis sebutkan satu per satu. Penulis berharap semoga karya ilmiah ini bermanfaat bagi kita semua, Amin. Bogor, Oktober 2014 Hanna Clara Presana

11 DAFTAR ISI DAFTAR TABEL xii DAFTAR GAMBAR xii DAFTAR LAMPIRAN xii PENDAHULUAN 1 Latar Belakang 1 Tujuan Penelitian 2 TINJAUAN PUSTAKA 2 Ketahanan Penetrasi Tanah 2 Sifat Fisika dan Kimia Tanah 3 METODE 4 Waktu dan Tempat Penelitian 4 Alat dan Bahan Penelitian 5 Pelaksanaan Penelitian 5 HASIL DAN PEMBAHASAN 7 Kondisi Umum Lokasi Penelitian 7 Hubungan Ketahanan Penetrasi dengan Sifat-Sifat Fisika Tanah 9 Hubungan Ketahanan Penetrasi Tanah dengan Kadar Air 11 Ketahanan Penetrasi Tanah Beberapa Hari Setelah Hujan 14 SIMPULAN DAN SARAN 16 Simpulan 16 Saran 17 DAFTAR PUSTAKA 17 LAMPIRAN 20 RIWAYAT HIDUP 24

12 2 DAFTAR TABEL 1. Metode analisis karakteristik fisik dan kimia tanah 6 2. Sifat fisik dan kimia pada tiga penggunaan lahan hutan sekunder, kebun campuran, dan lahan rumput Tanah Latosol, Darmaga 9 3. Ketahanan penetrasi tanah pada berbagai kondisi kadar air berdasarkan model regresi pada tiga penggunaan lahan hutan sekunder, kebun campuran, dan lahan rumput Tanah Latosol, Darmaga 13 DAFTAR GAMBAR 1. Hutan sekunder 7 2. Kebun campuran 8 3. Lahan rumput 8 4. Hubungan ketahanan penetrasi dengan kadar air tanah pada tiga penggunaan lahan hutan sekunder, kebun campuran, dan lahan rumput Tanah Latosol, Darmaga Ketahanan penetrasi beberapa hari setelah hujan pada tiga penggunaan lahan hutan sekunder (a), kebun campuran (b), dan lahan rumput (c) Tanah Latosol, Darmaga 15 DAFTAR LAMPIRAN 1. Klasifikasi indeks stabilitas agregat Ketahanan penetrasi tanah dan kadar air setelah kejadian hujan di Tanah Latosol, Darmaga Kelas stabilitas agregat tanah pada penggunaan lahan di Tanah Latosol, Darmaga Pori drainase tanah pada penggunaan lahan di Tanah Latosol, Darmaga Kadar air dan ketahanan penetrasi tanah di Tanah Latosol, Darmaga Kadar air tanah pada pf 0, pf 1, pf 2, pf 2,54, dan pf 4,2 pada penggunaan lahan di Tanah Latosol, Darmaga 23

13 PENDAHULUAN Latar Belakang Untuk memenuhi kebutuhan akan air, udara, dan unsur hara; akar tanaman harus mampu menembus tanah tanpa adanya hambatan. Apabila pertumbuhan tanaman terganggu akibat adanya hambatan akar, maka produksi tanaman akan turun. Kemudahan akar tanaman menumbus tanah yang biasa disebut sebagai ketahanan penetrasi tanah dipengaruhi oleh sifat-sifat tanah seperti kadar bahan organik, bobot isi, dan kadar air tanah (Whalley et al. 2007), tekstur (To dan Kay 2005), potensial matriks, kadar kalsium karbonat (Pouch dan Verplancke 1997 dalam Gracia et al. 2012), dan tipe mineral klei (Baver et al. 1972). Islami dan Utomo (1995) menyatakan bahwa pengaruh sifat fisik tanah terhadap ketahanan penetrasi tanah berbeda-beda, karena ketahanan penetrasi tanah terdiri atas kekuatan geser, kekuatan tarik, dan ketahanan terhadap pemadatan. Kekuatan geser tanah dipengaruhi oleh ukuran partikel, kandungan air tanah, dan bobot isi tanah; kekuatan tarik tanah dipengaruhi oleh jenis mineral klei, kandungan bahan organik, dan kadar air tanah; dan pemadatan tanah dipengaruhi oleh tingginya bobot isi tanah. Sifat-sifat tanah yang dapat mempengaruhi ketahanan penetrasi tanah tersebut dapat diperbaiki, salah satu caranya dengan pengelolaan tanah. Salah satu bentuk pengelolaan tanah adalah jenis penggunaan lahan. Lahan hutan umumnya memiliki kualitas tanah yang baik ditunjukkan dengan sifat-sifat tanah seperti kadar bahan organik yang tinggi, bobot isi tanah yang rendah, porositas total yang tinggi, kemampuan menahan/menyimpan air yang tinggi, dan ketahanan penetrasi tanah yang rendah (Lull dan Renhardt 1972 dalam Pratiwi 2014). Kualitas tanah yang baik pada hutan ini dijadikan sebagai acuan yang cocok untuk perkembangan akar tanaman. Penggunaan lahan seperti kebun campuran dan lahan rumput telah mengalami pengolahan tanah secara intensif sehingga sifatsifat tanahnya berubah. Pengolahan tanah membantu pemadatan sehingga ketahanan penetrasi tanahnya tinggi. Hasil penelitian yang dilakukan oleh Suprayogo et al. (2001) menyatakan bahwa alih guna lahan hutan menjadi kebun kopi secara nyata menyebabkan pembentukan kerak. Pengkerakan tersebut ditunjukkan dengan meningkatnya ketahanan penetrasi tanah. Alih fungsi lahan tidak hanya meningkatkan ketahanan penetrasi tanah tetapi juga menurunkan kandungan bahan organik tanah dan makroporositas tanah. Perbedaan karakteristik/sifat-sifat fisik tanah maupun kadar bahan organik tanah akibat perbedaan penggunaan lahan diduga dapat mempengaruhi ketahanan penetrasi akar. Demikian juga dinamika kadar air tanah di berbagai penggunaan lahan juga dapat mempengaruhi ketahanan penetrasi tanah. Mengingat lahan kering dapat mengalami cekaman air dimusim kemarau, maka perlu adanya kajian pengaruh kadar air terhadap katahanan penetrasi tanah.

14 2 Tujuan Penelitian Penelitian ini bertujuan untuk mengkaji : 1. Hubungan sifat-sifat tanah dengan ketahanan penetrasi tanah di berbagai penggunaan lahan. 2. Hubungan ketahanan penetrasi tanah dengan kadar air tanah. 3. Dinamika ketahanan penetrasi tanah di berbagai penggunaan lahan. TINJAUAN PUSTAKA Ketahanan Penetrasi Tanah Ketahanan penetrasi tanah merupakan salah satu parameter fisik tanah yang menggambarkan kepadatan dan kekuatan tanah (Ayu 2013). Tanah yang padat mengalami peningkatan kerapatan dengan makin dekatnya jarak antar partikel sehingga ruang pori antar partikel terisi oleh padatan tanah. Umumnya, semakin tinggi derajat pemadatan tanah maka semakin tinggi kekuatan geser dan semakin rendah kompresibilitas tanah. Apabila terdapat tekanan geser yang sama atau lebih besar, maka terjadi keruntuhan tanah. Pemadatan tanah menjadi masalah yang kompleks dan mempunyai pengaruh terhadap sifat tanah. Pemadatan tanah akan memberikan tahanan mekanik pada tanah sehingga menghambat pertumbuhan tanaman. Pertumbuhan tanaman yang terhambat terlihat dari penurunan perkecambahan, sistem perakaran, dan akhirnya mengurangi produksi tanaman (Damanik 2007). Ketahanan penetrasi tanah dapat diukur dengan menggunakan alat penetrometer. Penetrometer yang digunakan dibidang pertanian terdiri atas penetrometer saku, penetrometer kerucut, penetrometer gesek tangan, dan penetrograph (Kurnia et al. 2006). Rachman (2002 dalam Ayu 2013) menyatakan dengan menggunakan cone penetrometer dalam pengukuran ketahanan penetrasi tanah masih mendapatkan kritikan. Namun, penggunaan penetrometer ini masih dianggap relevan untuk menggambarkan hambatan mekanik tanah. Data hambatan mekanik atau ketahanan penetrasi tanah yang didapatkan akan lebih berguna apabila ditunjang dengan nilai kadar air tanah (Kurnia et al. 2006). Nilai kadar air ini akan menentukan besarnya nilai ketahanan penetrasi tanah sehingga dapat diperkirakan masih mampu atau tidak akar tanaman menembus tanah. Penetrometer memiliki kerucut yang dapat menggambarkan akar tanaman. Saat jarum penetrometer atau akar tanaman menembus tanah, maka tanah akan bereaksi untuk menahannya. Pada saat jarum penetrometer bergerak atau akar tanaman bergerak maka tanah akan mulai mengalami keruntuhan. Keruntuhan yang dialami tanah terbagi menjadi tiga yaitu keruntuhan geser, keruntuhan tegangan, dan kompresi (Muzani 2012). Selain itu, saat penetrometer menembus tanah maka tanah memiliki ketahanan tanah terhadap kompresi, gesekan antar tanah-logam, dan kekuatan geser tanah yang meliputi gesekan dalam dan kohesif (Baver et al. 1972).

15 3 Sifat Fisika dan Kimia Tanah Tekstur memiliki hubungan erat dengan sifat fisik tanah dimana salah satunya mempengaruhi ketahanan penetrasi tanah. Tekstur tanah secara umum terdiri atas tiga fraksi yaitu pasir, debu, dan klei. Hillel (1982) menyatakan belum ada skema klasifikasi ukuran yang diterima secara universal. Kelas tekstur dapat ditetapkan dengan menggunakan diagram segitiga tekstur dan menurut USDA ukuran batas butir tanah dibagi atas kerikil, pasir, debu, dan klei. Kerikil merupakan fraksi yang berdiameter >2 mm, pasir fraksi berdiameter 2,0-0,05 mm, debu fraksi berdiameter 0,05-0,002 mm, dan klei fraksi berdiameter <0,002 mm. Ukuran fraksi tanah mempengaruhi nilai sudut dimana semakin kecil ukuran fraksi maka nilai sudutnya akan semakin besar. Nilai sudut yang semakin besar menyebabkan partikel tanah lebih sulit untuk bergerak dibandingkan fraksi yang berukuran besar (Lambed dan Whitman 1969 dalam Islami dan Utomo 1995). Maka dari itu, tanah yang bertekstur klei akan lebih sulit bergerak dibandingkan dengan tanah yang bertekstur pasir. Klei terdiri atas butiran-butiran yang sangat kecil dan menunjukkan sifat plastis dan kohesif. Sifat kohesif menunjukkan suatu keadaan antar partikel saling melekat satu sama lain. Sifat kohesif yang terdapat pada fraksi klei mempengaruhi kekuatan geser tanah. Kohesif mengakibatkan kekuatan geser menjadi besar sehingga tanah sulit untuk diolah atau dibutuhkan gaya yang lebih besar untuk mengolah (menembus) tanah tersebut (Wesley 1973). Gaya kohesif tanah akan meningkat dengan meningkatnya kandungan klei, sehingga pada tanah pasir nilai kohesifnya nol (Baver et al 1978 dalam Afrial 2000). Hasil penelitian Irfan (2011) menyatakan tanah yang mempunyai fraksi pasir dalam jumlah yang besar akan mempunyai bobot isi yang tinggi, namun demikian kohesif tanah berpasir lebih rendah dibandingkan tanah berklei. Kekuatan geser akan meningkat dengan meningkatnya fraksi klei yang ada pada tanah dan akan turun dengan meningkatnya jumlah fraksi pasir dalam tanah. Tekstur tanah juga merupakan salah satu penentu kemampuan tanah dalam menunjang pertumbuhan. Tanah yang didominasi oleh pasir akan memiliki banyak pori makro, tanah yang didominasi oleh debu akan banyak memiliki pori meso, dan tanah yang didominasi oleh klei akan banyak memiliki pori mikro. Tanah yang semakin porus (banyak pori makro) akan mudah ditembus oleh akar dan sebaliknya apabila semakin tidak porus maka tanah akan sulit ditembus oleh akar (Hanafiah 2005). Bahan organik memiliki peranan penting terhadap tanah. Peranan bahan organik tanah bersifat langsung terhadap tanaman, namun sebagian besar mempengaruhi tanaman tersebut melalui perbaikan sifat tanah. Pengaruh bahan organik terhadap sifat tanah antara lain adalah meningkatkan kemampuan tanah dalam memegang air, merangsang granulasi agregat dan memantapkannya, dan menurunkan plastisitas, kohesif, dan sifat buruk lainnya dari klei (Hakim et al. 1986). Hasil penelitian Cahyani (2003) juga didapatkan bahwa bahan organik tanah menurunkan nilai indeks plastisitas, kohesif, dan sudut gesek dalam tanah. Santosa (2006) menyatakan bahan organik memiliki massa yang lebih ringan dibandingkan dengan partikel mineral tanah, sehingga semakin besar kadar bahan organik tanah maka nilai berat isi tanah semakin kecil. Tanah dengan bahan organik yang tinggi akan memiliki bobot isi tanah yang relatif rendah. Saat

16 4 kepadatan tanah berkurang maka partikel tanah tidak akan saling berhimpit. Dengan penambahan bahan organik tanah akan mengurangi sifat kohesif dari klei. Selain itu, penambahan ton/ha bahan organik berpengaruh nyata dalam peningkatan porositas total, jumlah pori berguna atau pori pemegang air tersedia, dan jumlah pori penyimpan air (Mowidu 2001 dalam Ayu 2013). Hasil penelitian yang dilakukan oleh Yusuf (2000) disimpulkan bahwa penambahan bahan organik tanah pada saat proses pengolahan tanah dapat memperbaiki sifat tanah, di antaranya nilai ketahanan penetrasi tanah, bobot isi, dan konsistensi tanah. Nilai ketahanan penetrasi dan bobot isi tanah yang berkurang diakibatkan karena tanah menjadi gembur. Peningkatan porositas total khususnya pori makro menjadikan tanah lebih porus sehingga akar tanaman akan mudah menembus tanah. Damanik (2007) menyatakan dengan penambahan bahan organik menyebabkan nilai ketahanan penetrasi lebih rendah dibandingkan dengan tanah tanpa penambahan bahan organik. Hal ini karena bahan organik dapat memperbaiki struktur tanah, tanah menjadi porus sehingga dapat menurunkan bobot isi tanah. Kondisi kadar air tanah yang rendah menjadikan sebagian besar tanah akan kaku dan sukar untuk dipadatkan. Penambahan kadar air tanah menjadikan tanah lebih mudah dipadatkan, sehingga dihasilkan bobot isi lebih tinggi. Namun, kadar air tanah yang terlalu tinggi menjadikan bobot isi tanah berkurang dimana air mengisi ruang pori, sehingga volume tanah bertambah (Craig 1987). Air yang ditambahkan kedalam tanah menjadikan tanah lebih lunak. Kondisi ini mengakibatkan tanah mudah untuk ditembus oleh akar tanaman. Pemadatan tanah memaksa udara di dalam tanah keluar sehingga kadar air tanah akan berada dalam keadaan atau kondisi jenuh dan nilai bobot isi akan menjadi maksimum. Penggunaan lahan yang berbeda telah mempengaruhi sifat fisik tanah salah satunya nilai ketahanan penetrasi tanah. Sofyan (2011) dalam hasil penelitiannya menyatakan bahwa nilai ketahanan penetrasi tanah pada lahan pengolahan tanah intesif lebih tinggi dibandingkan pengolahan tanah konservasi. Nilai ketahanan penetrasi yang lebih tinggi disebabkan oleh kadar bahan organik dan porositas tanah yang lebih rendah dibandingkan pengolahan tanah konservasi. Bahan organik tanah yang menciptakan kegemburan mempengaruhi terciptanya porositas tanah yang tinggi sehingga mengurangi kepadatan tanah. METODE Waktu dan Tempat Penelitian Penelitian dilaksanakan sejak bulan Maret 2013 hingga Januari 2014 di Tanah Latosol, Darmaga, dengan penggunaan lahan hutan sekunder, kebun campuran, dan lahan rumput. Kebun campuran dan lahan rumput terletak di Kebun Percobaan Cikabayan, University Farm, dan hutan sekunder terletak di Fakultas Kehutanan, IPB. Analisis sifat tanah dilakukan di Laboratorium Fisika dan Konservasi Tanah dan Air, Departemen Ilmu Tanah dan Sumberdaya Lahan, Institut Pertanian Bogor.

17 5 Alat dan Bahan Penelitian Alat yang digunakan untuk pengukuran penetrabilitas tanah adalah penetrometer saku (Soil Hardness Tester). Pengukuran kadar air tanah secara gravimetrik menggunakan alumunium foil, cutter, oven, cawan, dan timbangan. Pengambilan contoh tanah agregat utuh dan tanah terganggu menggunakan cangkul, palu, golok, karung, dan balok kayu. Pengukuraan tekstur tanah membutuhkan alat seperti gelas piala, gelas sedimentasi 1000 ml, pipet volumetrik, cawan porselin, saringan 2 mm, dan pengaduk. Tali, parafin, air, gelas ukur, timbangan, oven, dan cawan digunakan untuk menganalisis bobot isi tanah. Buret, erlenmeyer, pipet volumetrik, dan gelas piala digunakan untuk mengukur kadar bahan organik tanah. Piknometer, pemanas, dan timbangan merupakan alat yang digunakan untuk mengukur kerapatan jenis partikel. Set alat penetapan pf, plate apparatus membrane, timbangan, dan oven untuk analisis kurva pf. Pengukuran kemantapan agregat tanah menggunakan alat berupa penumbuk, ayakan kering dan ayakan basah, timbangan, cawan, dan oven. Pengukuran tekstur membutuhkan H 2 O 2, natrium pirofosfat, HCl dan aquades. Kalium dikromat, ferroin, dan FeSO 4.7H 2 O dibutuhkan untuk pengukuran bahan organik. Bahan tanah yang digunakan terdiri atas contoh tanah pada masing-masing kedalaman 0-10 cm dan cm. Pengambilan contoh tanah pada setiap lahan berupa contoh tanah agregat utuh dan contoh tanah terganggu. Contoh tanah agregat utuh digunakan untuk analisis bobot isi, kemantapan agregat, dan analisis kurva pf. Contoh tanah terganggu digunakan untuk analisis tekstur, bahan organik, kadar air tanah, dan berat jenis partikel yang dikeringudarakan. Pelaksanaan Penelitian Penelitian ini dilakukan dalam beberapa tahap yaitu penetapan lokasi, pengambilan contoh tanah, analisis karakteristik fisik dan kimia tanah, pengukuran ketahanan penetrasi dan kadar air, dan pengolahan data. Penetapan Lokasi Ada tiga penggunaan lahan yang digunakan dalam penelitian ini. Penggunaan lahan tersebut meliputi hutan sekunder, kebun campuran, dan lahan rumput. Hutan sekunder yang digunakan terletak di Fakultas Kehutanan, IPB, Darmaga. Kebun campuran dan lahan rumput terletak di kebun percobaan Cikabayan, University Farm, IPB, Darmaga. Pengambilan Contoh Tanah Pengambilan contoh tanah dilakukan pada setiap penggunaan lahan. Pada tiap penggunaan lahan diambil contoh tanah di tiga titik dan dari tiap lokasi diambil pada kedalaman 0-10 cm dan cm. Setiap lahan pada masing-masing kedalaman diambil 3 contoh tanah yang digunakan sebagai ulangan. Pengambilan contoh tanah terdiri atas contoh tanah agregat utuh dan contoh tanah terganggu. Contoh tanah agregat utuh digunakan untuk penetapan bobot isi, kemantapan agregat, dan kurva pf. Contoh tanah terganggu digunakan untuk penetapan berat jenis partikel, tekstur, kadar bahan organik, dan kadar air tanah.

18 6 Analisis Karakteristik Fisik dan Kimia Tanah Analisis karakteristik fisik tanah berupa kadar air tanah harian, tekstur, bobot isi, bahan organik, stabilitas agregat, berat jenis partikel, dan karakteristik air tanah (kurva pf). Analisis karakteristik kimia tanah berupa kadar bahan organik tanah. Metode analisis karakteristik fisik dan kimia tanah tersaji pada Tabel 1. Tabel 1 Metode analisis karakteristik fisik dan kimia tanah No. Jenis Analisis Contoh Tanah Metode 1 Kadar Air Tanah Harian Terganggu Gravimetrik 2 Tekstur Tanah Terganggu Pipet 3 Bobot isi Agregat Utuh Clod 4 Bahan Organik Tanah Terganggu Walkeey and Black 5 Stabilitas Agregat Agregat Utuh Ayakan Kering dan Ayakan Basah 6 Berat Jenis Partikel Terganggu Piknometer 7 Kurva pf Agregat Utuh Pressure Plate Apparatus. Pengukuran Ketahanan Penetrasi dan Kadar Air Pembuatan profil tanah dengan kedalaman 0-10 cm dan cm digunakan untuk pengukuran ketahanan penetrasi tanah. Tiap penggunaan lahan ditetapkan tiga lokasi untuk dibuat profil 0-20 cm guna pengukuran ketahanan penetrasi tanah. Pengukuran ketahanan penetrasi tanah menggunakan alat penetrometer, dengan cara menusukkan penetrometer tersebut dengan sudut 90 sebanyak 10 kali untuk setiap kedalaman tanah. Setiap pengukuran ketahanan penetrasi tanah diikuti dengan penetapan kadar air tanah. Pengukuran kadar air tanah dilakukan dengan pengambilan tanah pada titik bekas tusukkan penetrometer. Tanah kemudian dibungkus dengan alumunium foil dan diukur kadar airnya secara gravimetrik di laboratorium. Pengukuran ketahanan penetrasi tanah dan kadar air berlangsung selama 12 hari tanpa kejadian hujan setelah suatu kejadian hujan. Penetapan kadar air menggunakan rumus sebagai berikut : Keterangan : BKU = Bobot Kering Udara (g) BKM = Bobot Kering Mutlak (g) Pengolahan Data Karakteristik tanah antara lain tekstur, bobot isi, kadar bahan organik, stabilitas agregat, dan ruang pori dan distribusinya serta ketahanan penetrasi tanah pada berbagai penggunaan lahan dianalisis secara deskriptif. Hubungan antara ketahanan penetrasi tanah dengan kadar air tanah dianalisis dengan regresi dan korelasi. Menurut Busscher et al. (1987 dalam Vaz et al. 2001) hubungan antar ketahanan penetrasi tanah dengan kadar air mengikuti model regresi power sebagai berikut :

19 7 Keterangan : KP = Ketahanan Penetrasi Tanah a dan b = Konstanta θ = Nilai Kadar Air Tanah Model regresi power merupakan regresi polinom yang sering digunakan untuk menganalisis hubungan suatu peubah dengan waktu (Vandenhouten et al. 2014). Selanjutnya model hubungan kadar air dengan ketahanan penetrasi tanah tersebut digunakan untuk memprediksi nilai ketahanan penetrasi tanah pada kondisi jenuh, kapasitas lapang, dan titik layu permanen. Data ketahanan penetrasi tanah dan kadar air tanah selama 12 hari setelah kejadian hujan dianalisis secara deskriptif. HASIL DAN PEMBAHASAN Kondisi Umum Lokasi Penelitian Hutan sekunder merupakan suatu keadaan hutan yang sudah mengalami dan dipengaruhi oleh kegiatan manusia. Oleh karena kegiatan manusia, hutan mengalami gangguan yang mengakibatkan kerusakan yang mencapai 90 %. Hutan kemudian ditanami kembali dan mengalami masa bera atau waktu lama lahan ditinggalkan tanpa gangguan sehingga terbentuk kembali hutan sekunder. Hutan sekunder ini ditumbuhi oleh berbagai macam vegetasi yang membuat tajuk hutan yang cukup menghalangi masuknya cahaya matahari ke dalam hutan. Permukaan tanah pada hutan sekunder ditutupi oleh semak. Gambar 1 Hutan sekunder Vegetasi yang menutupi hutan sekunder lokasi penelitian di antaranya adalah salak, kelapa sawit, bambu, dan lainnya. Hutan sekunder memiliki kerapatan vegetasi penutup tanah yang tidak serapat hutan alami. Kerapatan vegetasi di hutan sekunder cukup menyumbangkan bahan organik tanah. Sumber bahan organik tanah berasal dari bagian tanaman yang sudah mati seperti daun, ranting, batang, akar, dan bulu akar serta mikroorganisme tanah. Lokasi hutan sekunder tidak termasuk dalam kebun percobaan Cikabayan tetapi masih termasuk dalam lingkungan kampus Institut Pertanian Bogor (Gambar 1).

20 8 Kebun campuran adalah lahan pertanian yang ditanami oleh berbagai macam tanaman tahunan dengan jarak tanaman tertentu. Lahan ini digunakan sebagai lahan penelitian yang ditanami oleh coklat, kelapa, dan kopi. Kebun campuran lokasi penelitian berada dalam kebun percobaan Cikabayan, University Farm, IPB, lokasi kegiatan praktikum mahasiswa IPB. Alas kebun ditumbuhi oleh rumput liar yang dipangkas secara berkala. Pemberian pupuk pada lingkar tanaman tahunan juga dilakukan secara berkala (Gambar 2) Gambar 2 Kebun campuran Lahan rumput merupakan suatu kondisi lahan dalam masa bera atau masa dimana lahan belum diusahakan secara intensif. Lahan tersebut mempunyai potensi untuk pengembangan pertanian organik (lahan-lahan alang-alang, tegalan, pekarangan). Lahan rumput yang digunakan sebagai lokasi penelitian ditumbuhi oleh alang-alang. Lahan rumput ini sebelumnya merupakan lahan yang diusahakan dimana diolah dan ditanami oleh tanaman musiman (Gambar 3). Gambar 3 Lahan rumput Lahan ini kurang lebih sudah 2 tahun tidak diolah untuk kegiatan pertanian. Tanaman musiman yang biasanya ditanam pada lahan ini adalah jagung, kacang tanah, kacang kedelai, dan tanaman musim lainnya. Lokasi ini dibiarkan dengan sengaja tidak ditanami sehingga banyak aktivitas manusia diatasnya. Terdapat kebun tepat disebelah lahan rumput ini yang dijadikan lokasi kegiatan praktikum mahasiswa, sehingga tanah terinjak-ijak karena dilalui mahasiswa. Beberapa penelitian menunjukkan bahwa bila masa bera berlangsung cukup lama, maka struktur komunitas dan komposisi vegetasi yang terbentuk bisa mendekati stuktur dan komposisi hutan alami. Awalnya lahan yang didiamkan akan membentuk belukar dan jika terus dibiarkan akan kembali menjadi hutan (Ningsih 2009).

21 9 Hubungan Ketahanan Penetrasi dengan Sifat-Sifat Fisika Tanah Sifat-sifat tanah yang diamati terkait hubungannya dengan ketahanan penetrasi tanah adalah tesktur, bobot isi, kadar bahan organik, ruang pori, dan stabilitas agregat (Tabel 2). Berdasarkan hasil analisis tanah didapatkan bahwa ketiga penggunaan lahan memiliki klas tektur klei. Tanah hutan sekunder pada kedalaman 0-10 cm memiliki persentase klei sebesar 77,93% dan pada kedalaman cm sebesar 78,41%. Tanah kebun campuran pada kedalaman 0-10 cm memiliki persentase klei sebesar 81,18% dan pada kedalaman cm sebesar 79,02%. Tanah lahan rumput pada kedalaman 0-10 cm memiliki persentase klei sebesar 82,00% dan pada kedalaman cm sebesar 81,90%. Tabel 2 Sifat fisik dan kimia pada tiga penggunaan lahan hutan sekunder, kebun campuran, dan lahan rumput Tanah Latosol, Darmaga Penggunaan Lahan Sifat-Sifat Tanah Hutan Sekunder Kebun Campuran Lahan Rumput 0-10 cm cm 0-10 cm cm 0-10 cm cm Pasir (%) 3,94 3,69 5,39 5,24 6,29 5,87 Debu (%) 18,13 17,90 13,43 15,74 11,71 12,23 Klei (%) 77,93 78,41 81,18 79,02 82,00 81,90 Klas Tekstur Klei Klei Klei Klei Klei Klei BI (g/cm 3 ) 0,98 1,05 1,07 1,13 1,09 1,07 BOT (%) 4,56 3,18 4,80 2,12 3,65 3,15 RPT (%v) RPD (%v) 10,85 11,09 5,40 9,12 12,07 15,85 RPAT (%v) 14,49 10,05 9,16 5,19 6,46 5,81 RP Mikro (%v) 36,18 37,95 42,14 40,88 38,66 37,50 Stabilitas Agregat 104,53 95,17 115,99 101,82 113,30 92,25 KP (kg/cm 2 ) 0,12 0,13 0,15 0,17 0,20 0,19 Keterangan : BI = Bobot Isi ; BOT = Bahan Organik Tanah ; RPT = Ruang Pori Total ; RPD = Ruang Pori Drainase ; RPAT = Ruang Pori Air Tersedia ; RP = Ruang Pori ; KP = Ketahanan Penetrasi. Persentase klei pada kedalaman 0-10 cm maupun cm tertinggi terdapat pada lahan rumput dan terendah terdapat pada hutan sekunder. Tanah bertekstur klei memiliki sifat kohesif sehingga mampu melekat dan berikatan satu dengan yang lain. Tanah menjadi lebih sulit untuk ditembus akar pada saat jumlah klei semakin tinggi. Akar yang menembus tanah membutuhkan kemampuan yang lebih besar untuk melepas ikatan antar partikel tanah. Maka dari itu, lahan rumput akan memiliki ketahanan penetrasi tanah yang lebih besar dibandingkan kebun campuran dan hutan sekunder. Seperti yang dikatakan Irfan (2011) tanah yang mempunyai fraksi pasir dalam jumlah yang besar akan mempunyai bobot isi yang tinggi, namun demikian sifat kohesif tanah berpasir lebih rendah dibandingkan tanah berklei. Peningkatan fraksi klei dan penurunan fraksi pasir dapat meningkatkan kekuatan geser tanah sehingga ketahanan penetrasi juga meningkat. Hasil analisis kadar bahan organik tanah di kedalaman 0-10 cm dari yang tertinggi pada masing-masing penggunaan lahan secara urut adalah kebun campuran (4,80%), hutan sekunder (4,56%), dan lahan rumput (3,65%). Tanah di kedalaman cm, kadar bahan organik dari yang tertinggi secara urut adalah hutan sekunder (3,18%), lahan rumput (3,15%), dan kebun campuran (2,12%). Bahan organik yang semakin menurun dengan bertambahnya kedalaman tanah

22 10 dipengaruhi oleh penambahan bahan organik secara kontinyu di kedalaman 0-10 cm dibandingkan kedalaman cm. Umumnya, hutan sekunder pada kedalaman 0-10 cm memiliki kandungan bahan organik yang lebih tinggi dibandingkan kebun campuran. Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa kebun campuran justru memiliki kadar bahan organik lebih tinggi dibandingkan hutan sekunder. Hal yang mempengaruhi tingginya kadar bahan organik tanah pada kebun campuran adalah perlakuan pupuk secara berkala dan umur dari kebun campuran yang diperkirakan sudah lebih dari 10 tahun. Suprayogo et al. (2001) menyatakan bahwa kebun kopi mengalami peningkatan kadar bahan organik seiring dengan bertambahnya umur dari kebun tersebut. Kebun campuran pada kedalaman cm memiliki kadar bahan organik yang lebih rendah dibandingkan lahan rumput. Hal ini terjadi karena lahan rumput merupakan lahan yang sebelumnya diolah intensif dimana tanah dibolak-balik sehingga bahan organik tersebar merata di kedalaman tanah. Bahan organik tanah memiliki pengaruh terhadap bobot isi sehingga mempengaruhi porositas total tanah. Seiring dengan bertambahnya bahan organik tanah, maka tanah akan semakin gembur dan bobot isinya berkurang. Bahan organik tanah membantu proses granulasi yang mampu menambah jumlah pori dalam tanah. Hutan sekunder pada kedalaman 0-10 cm memiliki ruang pori total tanah sebesar 61,52% dan pada kedalaman cm sebesar 59,10%. Kebun campuran pada kedalaman 0-10 cm memiliki ruang pori total tanah sebesar 56,71% dan pada kedalaman cm sebesar 55,18%. Lahan rumput pada kedalaman 0-10 cm memiliki ruang pori total tanah sebesar 57,19% dan pada kedalaman cm sebesar 59,15%. Kebun campuran yang memiliki kadar bahan organik tertinggi di kedalaman 0-10 cm memiliki ruang pori total tanah dibawah hutan sekunder. Ruang pori total tanah yang lebih rendah ini diakibatkan karena di kebun campuran lebih sering dilalui oleh manusia sehingga mengalami pemadatan yang menurunkan ruang pori makro dan meningkatkan ruang pori mikro (Tabel 2). Hutan sekunder dan Kebun campuran mengalami penurunan ruang pori total dengan bertambahnya kedalaman tanah. Ruang pori total tanah yang menurun ini menunjukkan bahwa tanah semakin padat. Tanah yang padat dapat terlihat dari nilai bobot isinya. Tabel 2 menunjukkan tanah hutan sekunder, kebun campuran, dan lahan rumput pada kedalaman 0-10 cm masing-masing memiliki bobot isi sebesar 0,98 g/cm 3, 1,07 g/cm 3, dan 1,09 g/cm 3. Bobot isi tanah pada kedalaman cm di hutan sekunder, kebun campuran, dan lahan rumput secara urut sebesar 1,05 g/cm 3, 1,13 g/cm 3, dan 1,07 g/cm 3. Bobot isi tanah tertinggi pada kedalaman 0-10 cm terdapat pada lahan rumput (1,09 g/cm 3 ) dan pada kedalaman cm terdapat pada kebun campuran (1,13 g/cm 3 ). Bobot isi tanah meningkat seiring dengan bertambahnya kedalaman terjadi pada hutan sekunder dan kebun campuran, namun bobot isi menurun pada lahan rumput. Tingginya bobot isi tanah kedalaman 0-10 cm pada lahan rumput disebabkan oleh pengolahan tanah sebelumnya secara intensif dan tidak adanya kanopi penutup tanah. Pengolahan tanah secara intensif menyebabkan agregat terdispersi dan menyumbat pori lapisan atas tanah. Kanopi tanah yang tidak ada juga menjadi agen pemadatan tanah dimana pukulan air hujan yang langsung mengenai permukaan tanah membantu proses terdispersinya agregat sehingga terjadi pemadatan.

23 11 Indeks stabilitas agregat (ISA) pada penggunaan lahan hutan sekunder, kebun campuran, dan lahan rumput tergolong pada kelas sangat stabil (Lampiran 1). Hutan sekunder memiliki nilai ISA sebesar 104,53, kebun campuran sebesar 115,99, dan lahan rumput sebesar 113,30 pada kedalaman 0-10 cm. Hutan sekunder, kebun campuran, dan lahan rumput pada kedalaman cm secara urut memiliki ISA sebesar 95,17, 101,82, dan 92,25. Ketiga penggunaan lahan pada kedalaman 0-10 cm memiliki ISA tanah yang lebih tinggi dibandingkan kedalaman cm sehingga permukaan tanah akan lebih stabil dibandingkan kedalaman cm. Nilai ISA tanah kedalaman 0-10 cm yang lebih tinggi dibandingkan kedalaman cm disebabkan oleh kadar bahan organik tanah yang lebih tinggi pada kedalaman 0-10 cm dibandingkan kedalaman cm. Sifat fisik tanah yang telah dianalisis memberikan pengaruh terhadap nilai ketahanan penetrasi tanah. Nilai ketahanan penetrasi tanah kedalaman 0-10 cm secara urut dari yang tertinggi adalah lahan rumput (0,20 kg/cm 2 ), kebun campuran (0,15 kg/cm 2 ), dan hutan sekunder (0,12 kg/cm 2 ). Tanah kedalaman cm dengan nilai ketahanan penetrasi tertinggi secara urut adalah lahan rumput (0,19 kg/cm 2 ), kebun campuran (0,17 kg/cm 2 ), dan hutan sekunder (0,13 kg/cm 2 ). Ketahanan penetrasi tanah meningkat seiring dengan bertambahnya kedalaman tanah di hutan sekunder dan kebun campuran (Tabel 2). Hal ini sejalan dengan bobot isi tanah yang meningkat dengan bertambahnya kedalaman tanah di hutan sekunder dan kebun campuran. Lahan rumput justru mengalami penurunan ketahanan penetrasi tanah seiring bertambahnya kedalaman karena bobot isi tanah dan kadar klei lahan rumput kedalaman cm lebih rendah sedangkan ruang pori drainasenya lebih tinggi dibandingkan kedalaman 0-10 cm. Sifat-sifat tanah memiliki pengaruh terhadap ketahanan penetrasi tanah secara berbeda. Lahan rumput pada kedalaman 0-10 cm maupun cm memiliki nilai ketahanan penetrasi tanah tertinggi. Hal ini karena lahan rumput cenderung memiliki bobot isi dan klei yang lebih tinggi. Adapun kebun campuran kedalaman cm memiliki bobot isi lebih tinggi dibandingkan lahan rumput namun memiliki ketahanan penetrasi yang sedikit lebih rendah. Hal tersebut karena kebun campuran memiliki kadar klei yang lebih rendah dan stabilitas agregat yang lebih tinggi. Kadar klei yang lebih rendah menunjukkan tanah kurang kohesif dan stabilitas agregat yang tinggi juga menggambarkan agregat lebih didominasi oleh agregat makro dengan pori-pori makro didalamnya sehingga tanah lebih porus dan lebih gembur. Hutan sekunder memiliki ketahanan penetrasi tanah terendah. Ketahanan penetrasi tanah yang rendah di hutan sekunder ini cenderung dipengaruhi oleh kadar bahan organik yang tinggi, bobot isi yang rendah, ruang pori mikro yang rendah, dan agregat tanah yang sangat stabil sehingga lebih porus dengan ketahanan penetrasinya rendah. Hubungan Ketahanan Penetrasi Tanah dengan Kadar Air Hubungan ketahanan penetrasi tanah dengan kadar air dapat dimodelkan dalam regresi (Gambar 4). Sesuai dengan Busscher et al. (1987 dalam Vaz et al. 2001) bahwa persamaan dari model regresi power ataupun eksponensial merupakan persamaan yang paling mampu memprediksi hubungan ketahanan penetrasi tanah dengan kadar air. Hubungan ketahanan penetrasi dengan kadar air

24 12 tanah telah dimodelkan dengan persamaan yaitu KP=aθ -b, dimana KP merupakan ketahanan penetrasi, a dan b merupakan konstanta, dan θ merupakan kadar air tanah; dimana setiap penggunaan lahan dan kedalaman tanah memiliki konstanta yang berbeda-beda. Semakin tinggi kadar air tanah maka semakin kecil nilai ketahanan penetrasi tanahnya (Gambar 4). Keterangan : A = Hutan Sekunder 0-10 cm ; B = Hutan Sekunder cm ; C = Kebun Campuran 0-10 cm ; D = Kebun Campuran cm ; E = Lahan Rumput 0-10 cm ; F = Lahan Rumput cm ; KP = Ketahanan Penetrasi ; θ = Kadar Air Tanah Gambar 4 Hubungan ketahanan penetrasi dengan kadar air tanah pada tiga penggunaan lahan hutan sekunder, kebun campuran, dan lahan rumput Tanah Latosol, Darmaga Berdasarkan pada persamaan regresi seperti Gambar 4 didapatkan nilai koefisien determinasi (R 2 ) masing-masing tiap penggunaan lahan dan kedalaman tanah. Hubungan ketahanan penetrasi dengan kadar air kedalaman 0-10 cm di hutan sekunder memiliki nilai R 2 sebesar 0,53, di kebun campuran sebesar 0,35, dan di lahan rumput sebesar 0,19. Nilai R 2 yang didapat menandakan bahwa kadar air tanah pada hutan sekunder kedalaman 0-10 cm memiliki pengaruh sebesar 53% terhadap naik turunnya ketahanan penetrasi dan 47% dipengaruhi oleh sifat tanah yang lain. Sifat tanah lain yang dimaksud antara lain tekstur, kadar bahan organik tanah, bobot isi, stabilitas agregat, dan ruang pori. Kadar air tanah di kebun campuran mempengaruhi ketahanan penetrasi tanah sebesar 35% dan 65% dipengaruhi oleh sifat tanah lainnya. Demikian juga di lahan rumput

25 13 ketahanan penetrasi tanah dipengaruhi kadar air sebesar 19% dan 81% dipengaruhi oleh sifat tanah lainnya. Hubungan ketahanan penetrasi tanah dengan kadar air tanah pada kedalaman cm di hutan sekunder memiliki nilai R 2 sebesar 0,29, di kebun campuran sebesar 0,26, dan di lahan rumput sebesar 0,11. Nilai R 2 menunjukkan bahwa kadar air tanah di hutan sekunder mempengaruhi ketahanan penetrasi tanah sebesar 26% dan sifat tanah lain mempengaruhi sebesar 71%. Kadar air tanah di kebun campuran mempengaruhi ketahanan penetrasi tanah sebesar 26% dan 74% merupakan sifat tanah lainnya. Sama halnya pada lahan rumput bahwa kadar air mempengaruhi ketahanan penetrasi tanah sebesar 11% dan 81% sisanya dipengaruhi oleh sifat tanah lainnya. Seperti pembahasan sebelumnya bahwa ketahanan penetrasi tanah dilahan rumput nampaknya lebih dipengaruhi oleh sifatsifat fisik tanah seperti kadar klei, ruang pori drainase, dan bobot isi, sehingga kadar air tanah hanya berpengaruh sedikit terhadap ketahanan penetrasi tanah. Persamaan dari model regresi power yang didapatkan seperti pada Gambar 4 dapat digunakan untuk memprediksi nilai ketahanan penetrasi tanah pada kondisi kadar air jenuh, kapasitas lapang, dan titik layu permanen yang tersaji pada Tabel 3. Ketahanan penetrasi tanah mengalami peningkatan seiring bertambah keringnya kondisi tanah (kadar air tanah yang menurun). Tabel 3 Ketahanan penetrasi tanah pada berbagai kondisi kadar air berdasarkan model regresi pada tiga penggunaan lahan hutan sekunder, kebun campuran, dan lahan rumput Tanah Latosol, Darmaga Penggunaan Lahan Kondisi Kadar Air KP pada berbagai kondisi Kedalaman (%Volume) KA (kg/cm 2 ) (cm) TLP KL Jenuh TLP KL Jenuh Hutan sekunder Kebun campuran Lahan rumput Keterangan : TLP = Titik Layu Permanen ; KL = Kapasitas Lapang ; KP = Ketahanan Penetrasi ; KA = Kadar Air Ketahanan penetrasi tanah pada kedalaman cm lebih tinggi dibandingkan pada kedalaman 0-10 cm. Hal tersebut terjadi karena tanah pada kedalaman cm memiliki kadar air yang lebih rendah, bobot isi tanah yang lebih tinggi, dan kadar bahan organik yang lebih rendah dibandingkan kedalaman 0-10 cm. Bengough et al. (2001 dalam Vaz et al. 2011) menyatakan bahwa pada kondisi kadar air yang lebih tinggi kohesivitas tanahnya melemah sehingga pada kondisi tersebut efek kohesivitasnya kecil. Kondisi tanah yang lebih kering maka kohesivitas tanah lebih tinggi dan tanah lebih sulit untuk digeser/ditembus akar sehingga meningkatkan nilai ketahanan penetrasinya. Bahan organik tanah yang lebih rendah pada kedalaman cm juga mempengarui nilai ketahan penetrasi menjadi lebih tinggi. Bahan organik yang lebih tinggi pada kedalaman 0-10 cm berfungsi sebagai agen agregasi tanah yang mampu menyediakan pori makro dan pori mikro pada tanah. Bahan organik tanah yang lebih tinggi pada kedalaman 0-10 cm juga menjadikan tanah memiliki kemampuan dalam menjerap air tinggi sehingga tanah lebih lembab dan ketahanan penetrasinya lebih rendah (Lampiran 2).

26 14 Tanah hutan sekunder di kedalaman 0-10 cm memiliki nilai ketahanan penetrasi sebesar 0,31 kg/cm 2 dan di kedalaman cm sebesar 0,23 kg/cm 2 pada kondisi titik layu permanen. Tanah kebun campuran pada kedalaman 0-10 cm memiliki nilai ketahanan penetrasi sebesar 0,12 kg/cm 2 dan pada kedalaman cm sebesar 0,17 kg/cm 2 dengan kondisi titik layu permanen. Tanah pada lahan rumput untuk kedalaman tanah 0-10 cm memiliki nilai ketahanan penetrasi sebesar 0,15 kg/cm 2 dan untuk kedalaman cm sebesar 0,19 kg/cm 2 pada kadar air kondisi titik layu permanen. Whalley et al. (2007) menyatakan secara umum pemanjangan akar tanaman akan terbatas pada kondisi tanah dengan ketahanan penetrasi tanah sebesar 2,5 MPa atau 25 kg/cm 2. Lebih rinci lagi pada tanaman jagung dimana akar tanaman akan sulit ditemukan pada nilai ketahanan penetrasi sebesar 1 MPa atau 10 kg/cm 2 (Ayu 2013). Oleh karena itu, walaupun dalam kondisi titik layu permanen, perakaran tanaman di tiga penggunaan lahan tidak akan terhambat dan pemanjangan akar masih berlangsung. Namun pada kondisi titik layu permanen, akar tanaman akan sulit mendapatkan air karena air dijerap kuat oleh tanah (klei). Ketahanan Penetrasi Tanah Beberapa Hari Setelah Hujan Seiring dengan bertambahnya hari tidak hujan, tanah akan mengalami kekeringan yang meningkatkan nilai ketahanan penetrasi tanah. Pengamatan lapang terhadap ketahan penetrasi tanah mendapatkan kondisi tidak hujan selama 12 hari. Gambar 5 menjelaskan bahwa ketiga penggunaan lahan mengalami peningkatan ketahanan penetrasi tanah seiring bertambahnya hari tanpa hujan. Umumnya, peningkatan ketahanan penetrasi di tiga penggunaan lahan kedalaman 0-10 cm lebih rendah dibandingkan dengan kedalaman cm. Nilai ketahanan penetrasi yang lebih rendah di kedalaman 0-10 cm diakibatkan oleh kadar air tanah yang lebih tinggi dibandingkan dengan kedalaman cm (Lampiran 2). Kadar air yang lebih tinggi menjadikan tanah lebih lunak sehingga memudahkan penetrometer menembus tanah dan menggeser partikel tanah. Tanah kedalaman 0-10 cm yang tidak lebih padat dan memiliki kadar bahan organik yang lebih tinggi menyebabkan nilai ketahanan penetrasi lebih rendah. Hasil penelitian Veprakas (1984 dalam Kurnia et al. 2006) menunjukkan bahwa saat kandungan air tanah meningkat, ketahanan penetrasi tanah menurun. Tanah akan menjadi licin saat kadar air tanahnya tinggi. Kondisi ini memudahkan akar tanaman untuk menembus tanah. Sebaliknya, tanah akan mengeras pada saat kadar air tanahnya rendah. Tanah yang mengeras memiliki ikatan partikel yang kuat sehingga akar tanaman akan sulit menembus. Vaz et al. (2001) menyatakan pada kondisi tanah yang kering (tidak mengalami hujan selama beberapa bulan) dan basah (teririgasi sebanyak 25 mm air) nilai ketahanan penetrasi tanah menurun dengan peningkatan kadar air. Hasil penelitiannya menunjukkan bahwa ketahanan penetrasi tanah bernilai maksimum di kedalaman cm dikarenakan nilai interval bobot isinya yang paling tinggi. Peningkatan bobot isi tanah kedalaman cm merupakan peningkatan yang paling tinggi dibandingkan kedalaman 0-15 cm dan setelah cm. Setiap penggunaan lahan memiliki nilai ketahanan penetrasi tanah yang beragam setelah kejadian hujan. Mulai satu hari setelah kejadian hujan, nilai ketahanan penetrasi tanah di hutan sekunder kedalaman 0-10 cm memiliki nilai

27 15 sebesar 0,07 kg/cm 2 dan pada kedalaman cm sebesar 0,11 kg/cm 2, kebun campuran pada kedalaman 0-10 cm sebesar 0,12 kg/cm 2 dan pada kedalaman cm sebesar 0,10 kg/cm 2, dan di lahan rumput pada kedalaman 0-10 cm yaitu 0,08 kg/cm 2 dan kedalaman cm yaitu 0,10 kg/cm 2 (Gambar 5 dan Lampiran 2). Keragaman nilai ketahanan penetrasi tanah pada hari pertama setelah hujan tersebut dipengaruhi oleh tingginya kadar air tanah. Data ketahanan penetrasi tanah pada kedalaman 0-10 cm dan cm di berbagai penggunaan lahan ditampilkan pada Lampiran 2. Gambar 5 Ketahanan penetrasi beberapa hari setelah hujan pada tiga penggunaan lahan hutan sekunder (a), kebun campuran (b), dan lahan rumput (c) Tanah Latosol, Darmaga Ketahanan penetrasi tanah meningkat tajam baik pada kedalaman 0-10 cm maupun cm terjadi sejak hari ketiga di hutan sekunder, sejak hari kelima di kebun campuran, dan sejak hari keempat di lahan rumput (Gambar 5). Nilai ketahanan penetrasi tanah pada kedalaman 0-10 cm di hutan sekunder mengalami peningkatan tajam sejak hari ketiga sampai dengan hari ke 12 sebesar 0,30 kg/cm 2 dengan penurunan kadar air sebesar 9,49 % dan pada kedalaman cm peningkatan ketahanan penetrasi sebesar 0,33 kg/cm 2 dengan penurunan kadar air sebesar 6,05%. Nilai ketahanan penetrasi tanah pada kedalaman 0-10 cm di kebun campuran mengalami peningkatan tajam sejak hari kelima sampai dengan hari ke 12 sebesar 0,22 kg/cm 2 dengan penurunan kadar air sebesar 10,39% dan di kedalaman cm peningkatan ketahanan penetrasi tanah sebesar 0,52 kg/cm 2 dengan penurunan kadar air sebesar 9,67%. Nilai ketahanan penetrasi tanah pada kedalaman 0-10 cm di lahan rumput mengalami peningkatan tajam sejak hari keempat sampai dengan hari ke 12 sebesar 0,31 kg/cm 2 dengan penurunan kadar air sebesar 4,09% dan pada kedalaman cm peningkatan ketahanan penetrasi tanah sebesar 0,41 kg/cm 2 dengan penurunan kadar air sebesar 10,98%. Peningkatan tajam ketahanan penetrasi ini disebabkan oleh penurunan tajam kadar airnya. Agregasi tanah yang semakin baik di lapisan atas menyebabkan kepadatan