PENINGKATAN KUALITAS ULTISOL JASINGA TERDEGRADASI DENGAN PENGOLAHAN TANAH DAN PEMBERIAN BAHAN ORGANIK

Transkripsi

1 PENINGKATAN KUALITAS ULTISOL JASINGA TERDEGRADASI DENGAN PENGOLAHAN TANAH DAN PEMBERIAN BAHAN ORGANIK OLEH : NENENG LAELA NURIDA SEKOLAH PASCASARJANA INSTITUT PERTANIAN BOGOR 2006

2 ABSTRAK NENENG LAELA NURIDA. Peningkatan Kualitas Ultisol Jasinga Terdegradasi dengan Pengolahan Tanah dan Pemberian Bahan Organik. Dibimbing oleh OTENG HARIDJAJA, SITANALA ARSYAD, SUDARSONO, UNDANG KURNIA dan GUNAWAN DJAJAKIRANA. Keberlanjutan pengusahaan tanah secara intensif pada tanah-tanah yang telah mengalami pelapukan lanjut seperti Ultisol sangat tergantung pada upaya konservasi bahan organik, agar kualitas tanah dapat terjaga dan keberlanjutan usahatani dapat terjamin. Upaya perbaikan kualitas Ultisol Jasinga yang relatif murah adalah pemanfaatan sumber bahan organik in situ, seperti mukuna, flemingia dan sisa tanaman di mana masing-masing mempunyai kualitas yang berbeda (kadar lignin, selulosa dan unsur hara). Penelitian ini bertujuan: 1) memahami pengaruh berbagai sumber bahan organik dengan kualitas berbeda dalam memperbaiki kualitas tanah, pertumbuhan dan hasil tanaman, 2) mengetahui hubungan perubahan particulate organic matter (POM) dan biomassa mikroorganisme (C mic ) dengan indikator kualitas tanah, dan 3) memahami pengaruh pengolahan tanah dan pemberian bahan organik terhadap kualitas tanah, pertumbuhan dan hasil tanaman pada berbagai tingkat kerusakan Ultisol Jasinga. Guna mencapai tujuan tersebut, dilakukan dua penelitian yaitu: 1) pengaruh cara pemberian dan sumber bahan organik terhadap kualitas tanah, pertumbuhan dan hasil tanaman jagung, dilaksanakan di rumah kaca, dan 2) pengaruh pengolahan tanah dan pemberian bahan organik terhadap kualitas tanah, pertumbuhan dan hasil tanaman, dilaksanakan pada Ultisol Jasinga terdegradasi. Hasil penelitian menunjukkan bahwa pada Ultisol Jasinga terdegradasi, nisbah C/N bahan organik yang diberikan merupakan salah satu parameter kualitas bahan organik yang dominan mempengaruhi kualitas tanah berupa fraksi bahan organik (C-organik, POMp, dan C mic ), sifat fisik (BI dan RPT), dan sifat kimia (Ntotal), serta pengaruhnya ditentukan oleh cara pemberian bahan organik. Parameter kualitas bahan organik lainnya yang berpengaruh adalah kadar lignin, kadar P dan K. Perubahan fraksi labil bahan organik (biomassa mikroorganisme) dan nisbah POMt/C org mampu merubah beberapa sifat kimia dan fisik tanah, namun tergantung pada cara pemberian bahan organik. Pada pemberian bahan organik dengan cara dicampur, semakin tinggi nisbah POMt/C org, semakin rendah ruang pori total, pori drainase cepat, K-tersedia dan N-total, namun berat isi semakin tinggi. Hasil penelitian ini juga membuktikan bahwa pemberian bahan organik secara periodik sepanjang tahun (19,51 t ha -1 ) belum mampu memperbaiki kualitas tanah yang telah kehilangan lapisan atas akibat pengupasan tanah setebal 10 cm dan erosi sebesar 1,86 cm. Pada Ultisol Jasinga terdegradasi, penerapan tanpa olah tanah selama dua musim tanam yang disertai dengan rehabilitasi dengan mukuna dan pemberian bahan organik secara periodik sepanjang tahun (21,13 t ha -1 ), menghasilkan kualitas tanah dan hasil tanaman yang lebih baik, serta secara ekonomi lebih menguntungkan. Kata kunci: degradasi tanah, kualitas tanah, kualitas bahan organik, pengolahan tanah

3 ABSTRACT NENENG LAELA NURIDA. Quality Improvement of Degraded Ultisol in Jasinga by Soil Tillage and Organic Matter Amandement. Under the supervision of: OTENG HARIDJAJA, SITANALA ARSYAD, SUDARSONO, UNDANG KURNIA, and GUNAWAN DJAJAKIRANA. The sustainability of intensively used soils such as the highly weathered Ultisols depends on organic matter conservation and in order to maintain soil quality and to assure the farming sustainability. Among the inexpensive efforts to improve the soil quality are through utilization of in situ organic matters, such as Mucuna sp., Felimingia sp, and plant residues that differ in quality (in terms of lignin, cellulose and nutrients contents). The aims of this research were to study: 1) the effects of various sources and quality of organic matters on soil quality and plant productivity, 2) the relationships between the changes of particulate organic matter and C-microbes (POM and C mic ) and soil quality indicators, and 3) the effects of soil tillage and organic matter application on Ultisol in Jasinga with different levels of soil degradation soil quality and on plant productivity. Two sets of experiments were conducted: 1) effect of sources and method of organic matter application on soil quality and plant productivity, conducted in greenhouse, and 2) effect of soil tillage and organic matter application on soil quality and plant productivity, conducted in the field on Ultisol Jasinga. The results showed that C/N ratio was one of the organic matter quality parameters dominantly influenced the quality of organic matter fractions (soil organic C, POMp, and C mic, lignin and P and K contents), soil physical properties (bulk density and total soil pores), and soil chemical properties (total N). The labile fractions of organic matters (C mic ) and POMt/C org ratio influenced some soil physical and chemical properties depending on the method of organic matters application. When organic matter was incorporated, the higher the POMt/C org ratio, the lower were the total soil pores, drainage soil pores, available K and total N, but the higher was the soil bulk density. The results showed that periodic application of organic matters within one year (19,51 t ha -1 ) was not able to improve the quality of 10 cm desurfaced and 1.86 cm eroded soils. No tillage treatme nt for two planting seasons in combination with soil rehabilitation with Mucuna sp. and periodic application of organic matters for one year (21,13 t ha -1 ) resulted in better soil quality and plant productivity as well as economic viability. Key words: Soil degradation, soil quality, organic matter quality, soil tillage

4 SURAT PERNYATAAN Saya menyatakan dengan sebenar-benarnya bahwa segala pernyataan dalam disertasi saya yang berjudul : Peningkatan Kualitas Ultisol Jasinga Terdegradasi dengan Pengolahan Tanah dan Pemberian Bahan Organik adalah gagasan atau hasil penelitian saya sendiri dengan bimbingan Komisi Pembimbing, kecuali yang dengan jelas ditunjukkan rujukannya. Disertasi ini belum pernah diajukan untuk memperoleh gelar apapun di perguruan tinggi lain. Semua data dan informasi yang digunakan telah dinyatakan secara jelas dan dapat diperiksa kebenarannya. Bogor, Juli 2006 Neneng Laela Nurida

5 PENINGKATAN KUALITAS ULTISOL JASINGA TERDEGRADASI DENGAN PENGOLAHAN TANAH DAN PEMBERIAN BAHAN ORGANIK OLEH : NENENG LAELA NURIDA Disertasi Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Doktor pada Program Studi Ilmu Tanah SEKOLAH PASCASARJANA INSTITUT PERTANIAN BOGOR 2006

6 Judul Penelitian : Peningkatan Kualitas Ultisol Jasinga Terdegradasi dengan Pengolahan Tanah dan Pemberian Bahan Organik Nama Mahasiswa : Neneng Laela Nurida Nomor Registrasi Pokok : P Program Studi : Ilmu Tanah Menyetujui, 1. Komisi Pembimbing Dr. Ir. Oteng Haridjaja, M.Sc. Ketua Prof. Dr. Ir. Sudarsono, M.Sc. Anggota Prof. Dr. Ir. Sitanala Arsyad, M.Sc. Anggota Dr. Ir. Undang Kurnia, M.Sc. Anggota Dr. Ir. Gunawan Djajakirana, M.Sc. Anggota Mengetahui, 2. Ketua Program Studi Ilmu tanah 3. Dekan Sekolah Pascasarjana Dr. Ir. Komaruddin Idris, M.Sc. Dr. Ir. Khairil Anwar Notodiputro, MS Tanggal Lulus:

7 RIWAYAT HIDUP Penulis dilahirkan di Tasikmalaya pada tanggal 29 Desember 1963 sebagai anak kedua dari pasangan Ali Salmin dan Musa adah. Pendidikan sarjana ditempuh di Departemen Sosial Ekonomi Pertanian, Fakultas Pertanian, Institut Pertanian Bogor dan lulus pada tahun Pada tahun 1999, penulis diterima pada Program Studi Ilmu Tanah, Sekolah Pascasarjana, IPB. Pada tahun 2000, penulis diberi kesempatan untuk langsung melanjutkan pendidikan ke program doktor. Beasiswa pendidikan pascasarjana diperoleh dari Badan Litbang Pertanian, melalui Proyek Pengkajian Teknologi Pertanian Partisipatif (PAATP). Pada tahun 1988 sampai 1992, penulis terlibat dalam kegiatan Proyek Penelitian Penyelamatan Hutan Tanah dan Air (P3HTA) DAS Citanduy dan Brantas. Sejak tahun 1992, penulis bekerja sebagai peneliti di Bidang Konservasi Tanah dan Air pada Balai Penelitian tanah, Pusat Penelitian dan Pengembangan Tanah dan Agroklimat (sekarang Balai Besar Penelitian dan Pengembangan Sumberdaya Lahan Pertanian). Selama mengikuti pendidikan pada sekolah pascasarjana, penulis aktif sebagai pengurus Himpunan Ilmu Tanah Indonesia (HITI) dan Masyarakat Konservasi Tanah Indonesia (MKTI) Cabang Bogor.

8 UCAPAN TERIMA KASIH Puji dan syukur penulis panjatkan ke hadirat Allah SWT atas rahmat dan karunia-nya, karya ilmiah ini berhasil diselesaikan sebagai tugas akhir untuk memperoleh gelar doktor pada Program Studi Ilmu Tanah, Sekolah Pascasarjana IPB. Selama melaksanakan pendidikan, penelitian dan penyusunan disertasi ini, banyak pihak baik individu maupun institusi yang telah membantu penulis. Dengan tulus hati, penulis mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada: 1. Dr. Ir Oteng Haridjaja, M.Sc. selaku ketua komisi pembimbing; Prof. Dr. Ir. Sudarsono, M.Sc., Prof. Dr. Ir. Sitanala Arsyad, M.Sc., Dr. Ir. Undang Kurnia, M.Sc., Dr. Ir. Gunawan Djajakirana, M.Sc., selaku anggota komisi pembimbing; yang telah memberikan bimbingan, saran, nasihat, dan arahan sejak penyusunan rencana penelitian sampai penulisan disertasi ini. 2. Dr. Ir. Basuki Sumawinata M.Agr. selaku penguji luar komisi pada ujian tertutup; Dr. Ir. Kukuh Murtilaksono, M.Sc. selaku Ketua Departemen Ilmu Tanah dan Sumberdaya Lahan dan penguji luar komisi pada ujian terbuka; yang telah memberikan pertanyaan dan saran untuk perbaikan penulisan disertasi ini. 3. Dr. Ir. Achmad Rachman, M.Sc, selaku Kepala Balai Penelitian Tanah yang telah memberikan kesempatan kepada saya untuk mengikuti Program Doktor pada Sekolah Pascasarjana, Institut Pertanian Bogor; dan selaku penguji luar komisi pada ujian terbuka yang telah memberikan pertanyaan dan saran untuk perbaikan penulisan disertasi ini. 4. Dr. Ir. Abdurachman Adimihardja (Mantan Kepala Pusat Penelitian dan Pengembangan Tanah dan Agroklimat), Dr. Ir. Fahmudin Agus (Mantan Kepala Balai Penelitian Tanah) dan Dr. Kasdi Subagyono yang turut memberikan rekomendasi kepada saya untuk melanjutkan studi Program Doktor pada Sekolah Pascasarjana, Institut Pertanian Bogor. 5. Komisi Pembinaan Tenaga, Badan Litbang Pertanian di Jakarta; yang telah memberikan kesempatan kepada saya untuk mengikuti Program Doktor di Institut Pertanian Bogor; serta Pengelola Proyek Pengkajian Teknologi Pertanian Partisipatif (PAATP)-Badan Litbang Pertanian, yang telah memberikan beasiswa dan bantuan dana penelitian. 6. Rektor, Dekan SPs, Ketua Program Studi Ilmu Tanah SPs IPB yang telah memberikan kesempatan kepada saya untuk mengikuti Program Doktor (S3) pada Sekolah Pascasarjana Institut Pertanian Bogor. 7. Ketua dan seluruh staf Kelompok Peneliti Konservasi, Rehabilitasi dan Reklamasi Lahan, Balai Penelitian Tanah, yang telah membantu dan memberikan dorongan moril selama saya mengikuti pendidikan dan penelitian Program Doktor di IPB. 8. Seluruh staf Balai Penelitian Tanah, yang telah memberikan bantuan baik saat penelitian, analisis tanah di laboratorium maupun saat penulisan disertasi ini.

9 9. Seluruh Staf Departemen Ilmu Tanah dan Sumberdaya Lahan, Fakultas Pertanian, IPB yang telah membantu dan memberikan fasilitas selama saya mengikuti pendidikan dan penelitian Program Doktor di IPB. 10. Lili Suhaeli, Dedi, rekan-rekan kelompok G-8, Mahasiswa Program Studi Ilmu Tanah SPs-IPB, khususnya Angkatan 1999 dan 2000, yang telah membantu baik saat penelitian, analisis data maupun kaitannya dengan penulisan disertasi ini. 11. Orangtua, kakak dan adik; atas bantuan materi, dorongan moril, doa, pengertian serta perhatiannya sehingga saya dapat menyelesaikan disertasi ini. 12. Khusus untuk Almarhum Ayahanda Ali Salmin dan Obed Salmin, Almarhumah Ibunda Musaadah dan Almarhum Kakak Muhammad Yusuf Salmin, yang telah menyertai di awal namun tidak sempat menyaksikan berakhirnya masa pendidikan saya di IPB, karena Allah SWT telah memanggil mereka. Semoga Allah SWT mencatat seluruh amal kebaikan Bapak/Ibu dan mendapat balasan-nya. Amin ya Robbal a lamin. Semoga karya ilmiah ini bermanfaat. Bogor, Juli 2006 Penulis

10 DAFTAR ISI Halaman DAFTAR TABEL... DAFTAR GAMBAR... DAFTAR LAMPIRAN... PENDAHULUAN.. Latar Belakang... Tujuan... Hipotesis... TINJAUAN PUSTAKA... Degradasi Tanah... Hubungan Kualitas Tanah dengan Pengelolaan Tanah... Indikator Kualitas Tanah... Bahan Organik Tanah... Pengaruh Bahan Organik Tanah terhadap Sifat Fisik, Kimia dan Biologi Tanah... Komponen-komponen Bahan Organik Tanah... Pengaruh Pengolahan Tanah terhadap Kadar Bahan Organik... BAHAN DAN METODE... Lokasi dan Waktu Penelitian... Metode Penelitian... Pengaruh Cara Pemberian dan Sumber Bahan Organik terhadap Kualitas Tanah, Pertumbuhan dan Hasil Jagung... Pengaruh Pengolahan Tanah dan Pemberian Bahan Organik terhadap Kualitas Tanah, Pertumbuhan dan Hasil Tanaman... HASIL DAN PEMBAHASAN... Karakteristik Lokasi Penelitian.. Tanah. Curah Hujan, Erosivitas dan Evapotranspirasi.. Kualitas Bahan Organik yang Diberikan... Pengaruh Cara Pemberian dan Sumber Bahan Organik terhadap Kualitas Tanah, Pertumbuhan dan Hasil Jagung Fraksi Bahan Organik.. Sifat Fisik Tanah. Sifat Kimia Tanah.... Tinggi Tanaman Jagung.. Hasil Tanaman Jagung Korelasi Fraksi Bahan Organik dengan Sifat Tanah.. Fraksi Bahan Organik dengan Sifat Kimia Tanah.. Fraksi Bahan Organik dengan Sifat Fisik Tanah xi xiv xv

11 Pengaruh Pengolahan Tanah dan Pemberian Bahan Organik terhadap Kualitas Tanah, Pertumbuhan dan Hasil Tanaman... Fraksi Bahan Organik. Sifat Fisik Tanah. Sifat Kimia Tanah... Tinggi Tanaman Jagung dan Kacang Tanah... Hasil Tanaman Jagung dan Kacang Tanah. Analisia Anggaran Parsial... PEMBAHASAN UMUM... KESIMPULAN DAN SARAN... Kesimpulan Saran.. DAFTAR PUSTAKA... LAMPIRAN x

12 DAFTAR TABEL Nomor Indikator Kualitas Tanah Potensial pada Skala Petak.. Klasifikasi Sifat-Sifat Tanah sebagai Indikator Kualitas Tanah Berdasarkan Sifat Permanen dan Tingkat Sensitivitas terhadap Pengelolaan.. Jumlah Tanah Tererosi Sejak Tahun 1993/1994 s/d 2000/ Jumlah Bahan Organik Segar dan Kering yang Diberikan pada Masing-Masing Perlakuan Selama MT 2002/2003. Jumlah Bahan Organik Segar yang Diberikan Sejak Tahun 1993/1994 s/d Sifat-Sifat Fisik dan Kimia Tanah Typic Haplohumult di Lokasi Penelitian... Curah Hujan, Indeks Erosivitas, dan Evapotranspirasi di Jasinga dan Hasil Pengukuran di Lokasi Penelitian. Hasil Analisis Tanaman yang Digunakan Sebagai Bahan Organik pada Penelitian Rumah Kaca. Kandungan Unsur Hara dan Komponen Organik Utama Bahan Organik yang Digunakan pada Penelitian Rumah Kaca (Setara 2% C-Organik Tanah).. Pengaruh Interaksi antara Cara Pemberian dengan Sumber Bahan Organik terhadap C-Organik, C mic dan C mic /C org Tanah... Kadar Particulate Organic Matter (POM) Tanah pada Kedalaman 0-20 Cm Setelah Panen Jagung Pengaruh Interaksi antara Cara Pemberian dengan Sumber Bahan Organik terhadap BI dan RPT Setelah Panen Jagung.. Kadar Air Kapasitas Lapang (KA), PDC, PAT, Permeabilitas dan ISA Setelah Panen Jagung Kadar K-tersedia dan ph H 2 O Setelah Panen Jagung. Pengaruh Interaksi antara Cara Pemberian dengan Sumber Bahan Organik terhadap P-tersedia dan N-Total. Halaman xi

13 Tinggi Tanaman Jagung pada Umur Dua minggu sampai Delapan Minggu... Berat Tongkol Kering, Pipilan Kering dan Bahan Organik Segar Jagung... Korelasi Fraksi Bahan Organik dengan Sifat Kimia Tanah... Korelasi Fraksi Bahan Organik Tanah dengan Sifat Fisik Tanah Kadar C-organik, C mic dan C mic /C org pada Perlakuan Pengupasan Tanah Setelah Panen Jagung dan Setelah Panen Kacang Tanah serta Perubahan antar Waktu... Kadar POMt dan POMt/C org pada Perlakuan Pengupasan Tanah (Kedalaman 0-20 cm) di Awal, Setelah Panen Jagung dan Setelah Panen Kacang Tanah serta Perubahan antar Waktu Pengaruh Interaksi antara Tingkat Pengupasan Tanah dengan Pengolahan Tanah dan Pemberian Bahan Organik terhadap C mic /C org Setelah Panen Kacang Tanah Kadar C-organik, C mic dan C mic /C org pada Perlakuan Pengolahan Tanah dan Pemberian Bahan Organik di Awal, Setelah Panen Jagung dan Setelah Panen Kacang Tanah serta Perubahan antar Waktu... Kadar POMt dan POMt/C org pada Perlakuan Pengolahan Tanah dan Pemberian Bahan Organik (Kedalaman 0-20 cm) di Awal, Setelah Panen Jagung dan Setelah Panen Kacang Tanah serta Perubahan antar Waktu Indeks Stabilitas Agregat (ISA), MWD dan ASA pada Perlakuan Pengupasan Tanah di Awal, Setelah Panen Jagung dan Setelah Panen Kacang Tanah serta Perubahan antar Waktu. Indeks Stabilitas Agregat (ISA), MWD dan ASA pada Perlakuan Pengolahan Tanah dan Pemberian Bahan Organik di Awal, Setelah Panen Jagung dan Setelah Panen Kacang Tanah serta Perubahan antar Waktu... Berat Isi (BI), RPT, PDC, dan PAT pada Perlakuan Pengupasan Tanah di Awal, Setelah Panen Jagung dan Setelah Panen Kacang Tanah serta Perubahan antar Waktu... Permeabilitas Tanah pada Perlakuan Pengupasan Tanah di Awal dan Setelah Panen Jagung serta Perubahan antar Waktu xii

14 Pengaruh Interaksi antara Pengupasan Tanah dengan Pengolahan Tanah dan Pemberian Bahan Organik terhadap Permeabilitas Tanah Setelah Panen Kacang Tanah. Berat Isi (BI), RPT, PDC dan PAT pada Perlakuan Pengolahan Tanah dan Pemberian Bahan Organik di Awal, Setelah Panen Jagung dan Setelah Panen Kacang Tanah serta Perubahan antar Waktu... Permeabilitas Tanah pada Perlakuan Pengolahan Tanah dan Pemberian Bahan Organik di Awal dan Setelah Panen Jagung serta Perubahan antar Waktu... Kadar K-tersedia, ph H 2 O, dan N-total pada Perlakuan Pengupasan Tanah di Awal, Setelah Panen Jagung dan Setelah Panen Kacang Tanah serta Perubahan antar Waktu. Kadar P-tersedia pada Perlakuan Pengupasan Tanah di Awal dan Setelah Panen Jagung serta Perubahan antar Waktu. Pengaruh Interaksi antara Tingkat Pengupasan Tanah dengan Pengolahan Tanah dan Pemberian Bahan Organik terhadap P- tersedia Setelah Panen Kacang Tanah Kadar K-tersedia, ph H 2 O, dan N-total pada Perlakuan Pengolahan Tanah dan Pemberian Bahan Organik di Awal, Setelah Panen Jagung dan Setelah Panen Kacang Tanah serta Perubahan antar Waktu Kadar P-tersedia pada Perlakuan Pengolahan Tanah dan Pemberian Bahan Organik di Awal dan Setelah Panen Jagung serta Perubahan antar Waktu... Tinggi Tanaman Jagung dan Kacang Tanah pada Perlakuan Pengupasan Tanah... Tinggi Tanaman Jagung dan Kacang Tanah pada Perlakuan Pengolahan Tanah dan Pemberian Bahan Organik.. Hasil Tanaman pada Perlakuan Pengupasan Tanah dan Pengolahan Tanah serta Pemberian Bahan Organik Hasil Tanaman dan Produksi Bahan Organik Segar Jagung serta Kacang Tanah..... Analisis Anggaran Parsial Perlakuan Pengolahan Tanah dan Pemberian Bahan Organik xiii

15 DAFTAR GAMBAR Nomor Alur Pemikiran Penelitian Lokasi Penelitian pada Ultisol Jasinga di Desa Jasinga, Kecamatan Jasinga, Kabupaten Bogor.... Hubungan Curah Hujan dengan Pola Tanam pada MT 2002/ Alur Pelaksanaan Penelitian Rumah kaca dan Penelitian Lapangan... Pengaruh (a) Nisbah C/N dan (b) Kadar Lignin Bahan Organik yang Diberikan terhadap Kadar C-organik Tanah... Pengaruh (a) Nisbah C/N dan (b) Kadar Lignin Bahan Organik yang Diberikan terhadap C mic Tanah... Pengaruh (a) Nisbah C/N dan (b) Kadar Lignin Bahan Organik yang Diberikan terhadap Nisbah C mic /C org Tanah... Pengaruh Nisbah C/N Bahan Organik yang Diberikan terhadap (a) POMp dan (b) POMt/C org Tanah Pengaruh Nisbah C/N Bahan Organik yang Diberikan terhadap (a) Berat Isi dan (b) Ruang Pori Total Tanah.. Pengaruh (a) Kadar K dan (b) Kadar Selulosa Bahan Organik terhadap K-tersedia Tanah... Pengaruh Kadar P Bahan Organik terhadap P-tersedia Tanah... Pengaruh Nisbah C/N Bahan Organik terhadap N-total Tanah... Halaman xiv

16 DAFTAR LAMPIRAN Nomor Hasil Analisis Tanah yang Digunakan untuk Penelitian Rumah Kaca. Jumlah Bahan Organik Segar yang Diberikan pada Penelitian Rumah Kaca (Setara 2% C-organik Tanah).. Jenis dan Dosis Pupuk yang Digunakan pada Penelitian Rumah Kaca. Jarak Tanam, Jenis dan Dosis Pupuk yang Diberikan pada Penelitian Lapangan Berat Kering, Kandungan Hara dan Komponen Organik Utama dari Bahan Organik yang Diberikan pada Penelitian Lapangan.. Jumlah Bahan Organik Segar yang Diberikan pada Masing- Masing Kombinasi Perlakuan pada MT 2002/2003 Parameter dan Metode Analisis yang Digunakan... Morfologi dan Klasifikasi Tanah Lokasi Penelitian di Kampung Kebon Panas, Desa Jasinga, Kecamatan Jasinga, Kabupaten Bogor Korelasi Kualitas Bahan Organik dengan Sifat Tanah pada Penelitian Rumah Kaca Korelasi Kualitas Tanah dengan Berat Kering Jagung (Pipilan) dan Berat Kering Kacang Tanah (Polong).... Analisis Ragam Sifat Tanah dan Tanaman pada Penelitian Rumah Kaca. Analisis Peragam/Ragam Sifat Tanah Awal pada Penelitian Lapangan.. Analisis Peragam/Ragam Sifat Tanah Setelah Panen Jagung pada Penelitian Lapangan Analisis Peragam/Ragam Sifat Tanah Setelah Panen Kacang Tanah pada Penelitian Lapangan... Analisis Ragam Tanaman Jagung dan Kacang Tanah pada Penelitian Lapangan. Halaman xv

17 PENDAHULUAN Latar Belakang Luas tanah pertanian di Indonesia yang telah terdegradasi diperkirakan mencapai 21,3 juta hektar (60,5%), meliputi potensial kritis sampai sangat kritis (Sinukaban, 1999). Penyebab degradasi tanah antara lain: (1) kemunduran sifat kimia tanah karena kehilangan unsur hara dan bahan organik, penggaraman, pemasaman, dan pencemaran, (2) kemunduran sifat fisik tanah karena erosi, pemadatan, waterlogging, serta penurunan permukaan air tanah, dan (3) kemunduran sifat biologi karena penurunan populasi dan aktivitas organisme tanah. Proses-proses tersebut menyebabkan kemunduran kualitas tanah yang akan menurunkan produktivitas tanah (Staben et al., 1997). Ultisol termasuk salah satu ordo tanah yang peka terhadap erosi dengan nilai erodibilitas berkisar antara 0,16 dan 0,33 (Kurnia dan Suwardjo, 1984; Kurnia, Abdurachman, dan Sukmana, 1986). Erosi yang terjadi pada sebidang tanah pertanian akan mempercepat penurunan produktivitas tanah, karena dalam waktu relatif singkat lapisan atas tanah yang tebalnya terbatas akan cepat hilang. Tanah yang telah mengalami penurunan produktivitas dicirikan oleh berkurangnya kemampuan tanah menahan air dan kadar hara tanah, memburuknya struktur tanah, dan rendahnya populasi dan aktivitas organisme. Hasil penelitian Kurnia (1996) pada Ultisol Jasinga mendapatkan bahwa setelah 1,5 tahun terjadi peningkatan berat isi dan penurunan kadar C-organik pada tanah tererosi 10 sampai 15 cm.

18 Kesuburan Ultisol Jasinga tergantung pada tanah lapisan atas yang tebalnya sangat terbatas dan mengandung sedikit bahan organik. Potensi terjadinya penurunan produktivitas Ultisol Jasinga cukup besar, karena selain terletak di wilayah beriklim basah dengan curah hujan tinggi, juga karena kurang tepatnya pengelolaan tanah seperti intensitas pengolahan tanah yang tinggi, rotasi tanaman yang rendah dan pengelolaan residu tanaman yang tidak tepat (dibuang atau dibakar). Penurunan produktivitas tanah menyebabkan rendahnya hasil tanaman dan produksi bahan organik, sehingga input bahan organik yang berasal dari akar dan serasah tanaman yang dikembalikan ke tanah semakin kecil. Rendahnya produksi bahan organik yang diikuti oleh hilangnya bahan organik akibat pengolahan tanah, diangkut panen, pemindahan residu tanaman, dan hilang melalui erosi, menyebabkan semakin besar penurunan kadar bahan organik tanah dan berakibat pada penurunan stabilitas agregat (Oades, 1990; Lal, 1994; Haridjaja, 1996; Zhang, Hartge, dan Ringe, 1997). Penerapan sistim pertanaman lorong di Ultisol Jasinga selama delapan tahun ( ) menghasilkan sumber bahan organik berupa flemingia yang dipangkas secara teratur dari tanaman pagar, mukuna dan sisa tanaman. Masing-masing bahan organik tersebut mempunyai kualitas yang berbeda. Perbedaan kualitas bahan organik, terutama kandungan lignin, selulosa dan unsur hara, menentukan perubahan kadar bahan organik dalam tanah, khususnya fraksi labil sehingga memberikan pengaruh yang berbeda pula terhadap sifat-sifat tanah (Oyedele et al., 1999). Hasil penelitian Arshad (1992) pada Ultisol Jambi menunjukkan bahwa setelah enam bulan pemberian pupuk kandang hingga dosis 20 t ha -1 tidak berpengaruh terhadap berat isi tanah, ruang pori total, indeks stabilitas agregat dan aliran permukaan. Kurnia (1996) 2

19 mendapatkan bahwa pemberian mulsa jerami pada Ultisol Jasinga efektif dalam mempertahankan stabilitas agregat dan unsur-unsur hara N, P dan K setelah 12 bulan. Pengaruh pengolahan tanah terhadap kadar bahan organik tanah telah banyak diteliti dalam kaitannya dengan perubahan stabilitas struktur tanah, erosi, ketersediaan unsur hara dan kehilangan hara (Doran, Sarrantino, dan Liebig, 1996) juga pengaruhnya terhadap biomassa mikroorganisme (Angers, Pesant, dan Vigneux, 1992; Collin, Rasmussen, dan Douglas, 1992). Pengolahan tanah akan menyebabkan dinamika temporal fraksi bahan organik terutama bila terjadi perubahan distribusi agregat antara makroagregat dan mikroagregat (Franzluebbers dan Arshad, 1997). Pengolahan tanah minimum sebagai salah satu teknik konservasi tanah dan air, diharapkan dapat mengurangi kehilangan bahan organik tanah. Menurut Arsyad (1989), pengolahan tanah seperlunya dan penerapan pergiliran tanaman dengan tanaman pupuk hijau merupakan contoh teknik konservasi tanah dan air. Dalam sistem pertanian berkelanjutan, bahan organik tanah memegang peranan penting khususnya dalam meningkatkan kualitas tanah. Kadar bahan organik tanah pada waktu tertentu ditentukan oleh keseimbangan antara penambahan bahan organik dan kehilangan melalui dekomposisi dan pencucian, yang selanjutnya dapat menunjukkan terjadi penurunan (degradation) atau peningkatan (aggradation), baik secara keseluruhan maupun hanya sebagian dari pool bahan organik tanah (Wander et al., 1994). Keberlanjutan pengusahaan tanah secara intensif pada tanah-tanah yang telah mengalami pelapukan lanjut seperti Ultisol sangat tergantung pada upaya konservasi bahan organik, agar kualitas tanah dapat terjaga dan keberlanjutan usahatani dapat 3

20 terjamin (Suwardjo dan Sinukaban, 1986). Upaya perbaikan kualitas tanah yang relatif murah adalah pemanfaatan bahan organik in situ, seperti pengembalian sisa tanaman. Penambahan bahan organik secara terus menerus dan terdistribusi secara baik sepanjang tahun sangat diperlukan untuk meningkatkan suplai bahan organik ke dalam tanah dan untuk mengimbangi jumlah yang hilang dari tanah yang tidak dapat dihindari, khususnya pada tanah-tanah yang telah mengalami degradasi. Penelitian ini menitikberatkan pada upaya perbaikan kualitas Ultisol Jasinga yang telah terdegradasi melalui pengurangan intensitas pengolahan tanah, disertai penutupan tanah lapisan atas dengan sisa tanaman dan bahan organik in situ secara terus menerus sepanjang tahun. Rendahnya gangguan mekanik pada tanah seperti pengolahan tanah konservasi (pengolahan tanah mi nimum atau tanpa olah) disertai pengembalian sisa tanaman secara kontinu terbukti dapat memperbaiki struktur tanah, meningkatkan kadar bahan organik dan populasi biota tanah. Secara ringkas alur pemikiran penelitian tertera pada Gambar 1. Tujuan 1. Memahami pengaruh berbagai sumber bahan organik dengan kualitas berbeda dalam memperbaiki berat isi, porositas, permeabilitas tanah lapisan atas, ph, Particulate Organic Matter (POM), P-tersedia, K-tersedia, C-organik, N-total, biomassa mikroorganisme (C mic ) dan pertumbuhan serta hasil tanaman. 2. Mengetahui hubungan perubahan kadar bahan organik dalam bentuk POM dan C mic dengan indikator kualitas tanah berupa berat isi, porositas, permeabilitas tanah lapisan atas, indeks stabilitas agregat, P-tersedia, K-tersedia, dan N-total. 4

21 3. Memahami pengaruh pengolahan tanah dan pemberian bahan organik yang diberikan secara periodik terhadap berat isi, porositas, permeabilitas tanah lapisan atas, indeks stabilitas agregat (ISA), agregat stabil tahan air (ASA), ukuran ratarata tertimbang agregat tanah (Mean Weighted Diameter/MWD), ph, POM, P- tersedia, K-tersedia, C-organik, N-total, biomassa mikroorganisme dan pertumbuhan serta hasil tanaman pada berbagai tingkat kerusakan tanah (Ultisol Jasinga). Hipotesis 1. Perbedaan kualitas bahan organik (nisbah C/N, kandungan lignin, selulosa, P, K, N, serta nisbah lignin/selulosa) nyata mempengaruhi setiap indikator kualitas tanah (berat isi, porositas, permeabilitas lapisan atas, ph, POM, P-tersedia, K- tersedia, C-organik, N-total dan biomassa mikroorganisme), pertumbuhan dan hasil tanaman. 2. Perubahan indikator kualitas tanah (berat isi, porositas, permeabilitas tanah lapisan atas, ph, P-tersedia, K-tersedia, Corganik dan N-total) berhubungan erat dengan perubahan kadar bahan organik dalam fraksi POM dan C mic. 3. Tanpa melakukan pengolahan tanah, namun hanya dengan memberikan bahan organik secara periodik pada Ultisol Jasinga terdegradasi mampu menurunkan berat isi, meningkatkan ISA, ASA, porositas, permeabilitas lapisan atas tanah, MWD, ph, POM, P-tersedia, K-tersedia, C-organik, N-total, C mic, dan pertumbuhan serta hasil tanaman. 5

22 Lahan kering Ultisol Jasinga: - Curah hujan tinggi - Peka erosi - Kesuburan tanah rendah - Intensitas pengolahan tinggi - Rotasi tanaman kurang - Residu tanaman dibuang/dibakar Degradasi tanah: Kehilangan unsur hara, bahan organik Pemadatan Penurunan populasi dan aktivitas organisme tanah Erosi Penurunan kadar BOT Penurunan kualitas tanah: Indikator: sifat fisik, kimia dan biologi Alternatif perbaikan: Pemberian bahan organik (kualitas dan kuantitas) Pengolahan tanah (minimum atau tanpa olah) Dinamika temporal bahan organik tanah C mic POM Perbaikan dan peningkatan kualitas tanah Sifat kimia: C-organik, N-total, P-tersedia, K-tersedia, ph Sifat fisik: BI, porositas, permeabilitas, ASA, MWD dan ISA Produktivitas tanah : Pertumbuhan dan hasil tanaman Pendapatan petani Gambar 1. Alur Pemikiran Penelitian 6