KEEFEKTIFAN TINDAKAN KONSERVASI TANAH DAN AIR DENGAN METODE VEGETATIF DALAM MENEKAN ALIRAN PERMUKAAN DAN EROSI TANAH PADA PERTANAMAN KAKAO

Transkripsi

1 KEEFEKTIFAN TINDAKAN KONSERVASI TANAH DAN AIR DENGAN METODE VEGETATIF DALAM MENEKAN ALIRAN PERMUKAAN DAN EROSI TANAH PADA PERTANAMAN KAKAO (Theobroma cacao L.) OLEH: N U R M I A SEKOLAH PASCASARJANA INSTITUT PERTANIAN BOGOR 2009

2 SURAT PERNYATAAN Dengan ini saya menyatakan bahwa disertasi berjudul Keefektifan Tindakan Konservasi Tanah dan Air dengan Metode Vegetatif dalam Menekan Aliran Permukaan dan Erosi Tanah pada Pertanaman Kakao (Theobroma cacao L.) adalah benar karya saya sendiri dan belum diajukan dalam bentuk apapun kepada perguruan tinggi manapun. 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 di bagian akhir disertasi ini. Bogor, Januari 2009 Yang menyatakan Nurmi A

3 ABSTRACT NURMI. Effectiveness of Soil and Water Conservation Measures to Reduce Runoff and Soil Erosion on Cacao Plantation. Under the direction of OTENG HARIDJAJA, SITANALA ARSYAD, and SUDIRMAN YAHYA Cacao plant is one of the major commodity of plantation in South East Sulawesi, especially in Konawe regency. Land management practices which is implemented by the local farmers on cultivating cacao, in many cases are not according to soil and water conservation principles. The research was aimed to study the effectiveness of several soil and water conservation practices on reducing runoff and soil erosion on cacao plantation with different land slopes and canopy coverages. The research was conducted in Amosilu village, Besulutu district, Konawe regency, the province of South East Sulawesi, from December 2006 to September The Experimental method in the field study was split plot design consisting three factors. The first factor was slope consisting two levels (10 15% and 40 45%) and the second factor was age of the cacao plant consisting two levels (5 to 7 month and 25 to 27 month) were used as main plots (P 1 = 5 to 7 month and 10 15%; P 2 = 25 to 27 month and 10 15%; P 3 = 5 to 7 month and 40 45%; and P 4 = 25 to 27 month and 40 45%), while the third factor, the vegetative conservation treatment was used as sub plots consisting three levels, i.e T 1 = cacao with ground cover, T 2 = upland rice and soybean rotation within cacao plant, T 3 = upland rice and soybean rotation within cacao plant + Arachis pintoi as strip cropping. There was not interaction effect both cacao plant and slope treatment with vegetative conservation treatment on runoff and soil erosion with soil properties, exception on aggregate stability index. The result showed that vegetative conservation treatment (T 3 ) with upland rice and soybean rotation within cacao plant with A. pintoi as strip cropping was best alternatif because it has been produced the lower rate of erosion (21,76 ton ha -1 year -1 ) compared tolerable soil loss value (22,44 ton ha -1 year -1 ) and improved of soil properties and has given a good benefit to famers from both upland rice and soybean. Key words: Arachis pintoi, cacao, erosion, runoff, strip cropping

4 RINGKASAN Tanaman kakao sebagai salah satu komoditas andalan subsektor perkebunan Propinsi Sulawesi Tenggara banyak dikembangkan pada topografi berlereng, sehingga berpotensi meningkatkan erosi tanah khususnya pada pertanaman kakao muda (sebelum kanopi kakao saling menutup). Diduga hal ini menyebabkan rendahnya produktivitas kakao yang diperoleh di Sulawesi Tenggara. Penanaman tanaman semusim di antara tanaman kakao muda banyak dilakukan petani guna memenuhi kebutuhan hidup sehari-hari. Hal ini semakin meningkatkan kehilangan tanah akibat erosi terutama pada saat persiapan lahan. Oleh karena itu, diperlukan suatu upaya yang dapat mensinkronkan antara kepentingan ekonomi dan kepentingan ekologi. Dengan upaya ini diharapkan penanaman tanaman semusim sebagai sumber pendapatan petani sebelum kakao berproduksi tetap dilakukan dan erosi yang terjadi juga dapat ditekan sampai sama dengan atau di bawah nilai erosi yang diperbolehkan atau Tolerable Soil Loss (TSL). Upaya yang dapat dilakukan yakni melakukan pengelolaan tanaman dan tindakan konservasi yang dapat memberikan nilai faktor C yang rendah Dalam penelitian ini, pengelolaan tanaman kakao dilakukan dengan tiga perlakuan tindakan konservasi, yaitu T 1 (kakao + gulma dengan penyiangan hanya pada piringan kakao), T 2 (tanaman kakao dengan padi gogo ditanam berurutan dengan kedelai di antara tanaman kakao), T 3 (tanaman kakao dengan padi gogo ditanam berurutan dengan kedelai di antara tanaman kakao + strip A. pintoi). Penanaman tanaman padi gogo dan kedelai dilakukan dengan sistem pengelolaan tanaman yang sesuai dengan kaidah-kaidah konservasi, di antaranya jarak tanam yang lebih rapat pada barisan searah kontur dan pengembalian sisa panen dan hasil pangkasan tanaman sebagai mulsa dan bahan organik. Sistem ini diharapkan dapat meningkatkan produktivitas lahan dan pendapatan petani di satu sisi dan di sisi lain aliran permukaan (AP) dan erosi tetap dapat ditekan sampai di bawah nilai TSL, serta dapat memperbaiki sifat fisik dan kimia tanah. Perlakuan tindakan konservasi T 3 dengan penanaman tanaman padi gogo dan kedelai secara berurutan di antara tanaman kakao yang disertai dengan strip tanaman A. pintoi sebagai penghambat AP merupakan alternatif terbaik yang dapat diterapkan oleh petani, karena selain dapat menekan erosi sampai di bawah TSL dan memperbaiki sifat fisik dan kimia tanah, juga dapat memberikan tambahan pendapatan kepada petani yang bersumber dari tanaman padi gogo dan kedelai sebelum tanaman kakao berproduksi.

5 @ Hak Cipta Milik IPB, tahun 2009 Hak Cipta dilindungi Undang-undang 1. Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan atau menyebutkan sumber a. Pengutipan hanya boleh untuk kepentingan pendidikan penelitian, penulisan karya ilmiah, penyusunan laporan, penulisan kritik atau tinjauan suatu masalah, b. Pengutipan tidak merugikan kepentingan yang wajar IPB 2. Dilarang mengumumkan dan memperbanyak sebagian atau seluruh karya tulis dalam bentuk laporan apapun tanpa izin IPB

6 KEEFEKTIFAN TINDAKAN KONSERVASI TANAH DAN AIR DENGAN METODE VEGETATIF DALAM MENEKAN ALIRAN PERMUKAAN DAN EROSI TANAH PADA PERTANAMAN KAKAO (Theobroma cacao L.) NURMI Disertasi sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Doktor pada Program Studi Ilmu Tanah SEKOLAH PASCASARJANA INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2009

7 Penguji luar komisi pada Ujian Tertutup, Kamis 18 Desember Dr. Ir. Komaruddin Idris, M.Sc. Departemen Ilmu Tanah dan Sumberdaya Lahan, Faperta IPB, Bogor Penguji luar komisi pada Ujian Terbuka, Kamis 22 Januari Dr. Ir. Undang Kurnia, M.Sc., APU Balai Penelitian Tanah, Pusat Penelitian dan Pengembangan Tanah dan Agroklimat, Bogor 2. Dr. Ir. Suwarno, M.Sc. Departemen Ilmu Tanah dan Sumberdaya Lahan, Faperta IPB, Bogor

8 Judul Disertasi : Keefektifan Tindakan Konservasi Tanah dan Air dengan Metode Vegetatif dalam Menekan Aliran Permukaan dan Erosi Tanah pada Pertanaman Kakao (Theobroma cacao L.) Nama : Nurmi Nomor Pokok : A Program Studi : Ilmu Tanah Disetujui, Komisi Pembimbing Dr. Ir. H. Oteng Haridjaja, M.Sc. Ketua Prof. Dr. Ir. H. Sitanala Arsyad, M.Sc. Anggota Prof. Dr. Ir. H. Sudirman Yahya, M.Sc. Anggota Diketahui, Ketua Program Studi Ilmu Tanah Dekan Sekolah Pascasarjana Dr. Ir. Atang Sutandi, M.Si Prof. Dr. Ir. Khairil Anwar Notodiputro, MS. Tanggal Ujian: 22 Januari 2009 Tanggal Lulus:

9 PRAKATA Puji syukur penulis haturkan kehadirat Allah SWT. yang telah melimpahkan ramat dan karunia-nya sehingga karya ilmiah ini dapat diselesaikan. Tema yang dipilih dalam penelitian yang dilaksanakan sejak Desember 2006 sampai September 2007 (lapangan) yang dilanjutkan dengan analisis tanah di laboratorium adalah tindakan konservasi dengan judul Keefektifan Tindakan Konservasi Tanah dan Air dengan Metode Vegetatif dalam Menekan Aliran Permukaan dan Erosi Tanah pada Pertanaman Kakao (Theobroma cacao L.) di Kabupaten Konawe Provinsi Sulawesi Tenggara. Penelitian ini dilaksanakan untuk mempelajari efektifitas padi gogo, kedelai, dan tanaman A. pintoi sebagai tindakan konservasi vegetatif dalam mengendalikan AP dan erosi tanah pada pertanaman kakao, serta pengaruhnya terhadap nilai C tanaman kakao dan sifat-sifat tanah. Pengusahaan kakao yang banyak dilakukan pada topografi berlereng di Sulawesi Tenggara, khususnya di Kabupaten Konawe menjadi dasar penelitian ini dilakukan. Hasil yang diperoleh menunjukkan bahwa penanaman tanaman padi gogo dan kedelai di antara tanaman kakao yang disertai strip tanaman A. pintoi dengan sistem pengelolaan tanaman yang sesuai dengan kaidah-kaidah konservasi, dapat menekan erosi sampai di bawah nilai erosi yang diperbolehkan sehingga menurunkan nilai C tanaman kakao serta memperbaiki sifat fisik dan kimia tanah. Di samping itu, sistem pengelolaan tersebut memberikan tambahan pendapatan kepada petani yang bersumber dari tanaman padi gogo dan kedelai. Penelitian ini terlaksana atas dukungan dari berbagai pihak, terutama komisi pembimbing yang telah memberikan arahan dan bimbingan sejak perencanaan penelitian sampai penulisan disertasi. Untuk itu, penghargaan dan ucapan terima kasih yang setinggi-tingginya penulis sampaikan kepada Bapak Dr. Ir. H. Oteng Haridjaja, M.Sc. (Ketua komisi pembimbing), Bapak Prof. Dr. Ir. H. Sitanala Arsyad, M.Sc. (anggota), dan Bapak Prof. Dr. Ir. H. Sudirman Yahya, M.Sc. (anggota) atas segala bimbingan, pengarahan, dan saran yang telah diberikan kepada penulis. Ucapan terima kasih juga disampaikan kepada Direktorat Jenderal Pendidikan Tinggi yang telah memberikan dana untuk mengikuti Program Doktor

10 di Sekolah Pascasarjana Institut Pertanian Bogor (SPs-IPB). Demikian pula ucapan terima kasih disampaikan kepada SPs-IPB dengan segala fasilitasnya selama penulis mengikuti Program Doktor pada Program Studi Ilmu Tanah. Ucapan yang sama disampaikan kepada Rektor dan Dekan Fakultas Pertanian Universitas Lakidende Unaaha-Kendari atas segala bantuan dan dukungannya. Penghargaan dan ucapan terima kasih yang tak terhingga penulis sampaikan kepada Ayahanda H. Abd. Hafid dan ibunda Hj. Hasnah atas segala pengorbanan, motivasi, dan do a yang senantiasa teriring untuk penulis. Kepada Kakak Hj. Hanisa Hafid, adik Suryani Hafid, ST., Yaya Hafid S.Km., dan adik cantik Wahyuni Hafid, terima kasih atas segala bantuan, motivasi, dan do a yang telah diberikan. Kepada Bapak Mansyur yang telah membantu pelaksanaan penelitian di lapangan, Bapak Darwis dan rekan-rekan yang telah mengizinkan penulis melaksanakan penelitian pada lahan unsahataninya, diucapkan terima kasih. Akhirnya kepada semua pihak yang telah membantu yang tidak sempat penulis sebut satu persatu, diucapkan terima kasih. Akhir kata, semoga karya ilmiah ini dapat memberi manfaat kepada berbagai pihak, khususnya untuk tujuan konservasi tanah dan air. Bogor, Januari 2009 Nurmi

11 RIWAYAT HIDUP Penulis dilahirkan di Pinrang Sulawesi Selatan 10 April 1971 sebagai anak kedua dari pasangan H. Abd. Hafid dan Hj. Hasnah. Pendidikan sarjana ditempuh di Fakultas Pertanian Universitas Muslim Indonesia (UMI) Makassar, lulus pada tahun Pada tahun 1999, penulis diterima di Program Studi Sistem-Sistem Pertanian pada Program Pascasarjan Universitas Hasanuddin (UNHAS) Makassar dan menamatkannya pada tahun Kesempatan untuk melanjutkan ke Program Doktor pada Program Studi Ilmu Tanah pada Sekolah Pascasarjana Institut Pertanian Bogor (SPs-IPB) diperoleh pada tahun Beasiswa pendidikan pascasarjana (S 3 ) diperoleh dari Direktorat Jenderal Pendidikan Tinggi. Penulis bekerja sebagai Dosen Tetap Yayasan Universitas Lakidende pada Fakultas Pertanian sejak tahun 2001 sampai sekarang.

12 DAFTAR ISI Halaman DAFTAR TABEL... iii DAFTAR GAMBAR... vi PENDAHULUAN... 1 Latar Belakang... 1 Rumusan Masalah dan Kerangka Pikir Penelitian... 4 Tujuan Penelitian... 7 Kegunaan Penelitian... 7 Hipotesis Penelitian... 7 TINJAUAN PUSTAKA... 8 Pengertian, Proses, serta Dampak yang Ditimbulkan oleh Erosi... 8 Penutupan Permukaan Tanah oleh Vegetasi dan Mulsa Topografi Strip Rumput Keuntungan Tumpangsari Kakao dengan Tanaman Semusim Budidaya Kakao METODOLOGI PENELITIAN Tempat dan Waktu Bahan dan Alat Metode Penelitian Tahapan Penelitian Penentuan lokasi penelitian Pembuatan petak erosi Pemberian perlakuan Pemeliharaan Pengamatan Analisis Data Analsis Usahatani HASIL DAN PEMBAHASAN Aliran permukaan dan erosi Nilai faktor C Bulk density dan ruang pori total Indeks stabilitas agregat Kemampuan tanah mengikat air Distribusi ukuran pori Infiltrasi Tekstur Korelasi antara sifat fisik tanah dengan erosi Nitrogen yang terbawa erosi dan aliran permukaan... 59

13 Fosfor yang terbawa erosi dan aliran permukaan Kalium yang terbawa erosi dan aliran permukaan C-organik yang terbawa erosi dan aliran permukaan Korelasi antara kehilangan N, P, K, C-organik dengan erosi dan AP Kadar N, P, K, dan C-organik tanah, sedimen, dan AP Enrichment ratio (ER) Kapasitas tukar kation dan ph tanah Pertambahan diameter batang, tajuk, dan tinggi tanaman kakao Pertumbuhan dan hasil padi gogo dan kedelai Analisis neraca air untuk penentuan pola tanam Analisis usahatani Pembahasan Umum KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan Saran DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN

14 DAFTAR TABEL No. Teks Halaman 1. Pengamatan dan pengukuran di lapangan Pengamatan dan pengukuran di laboratorium Volume aliran permukaan dan erosi tanah pada berbagai perlakuan umur tanaman/kemiringan dan perlakuan tindakan konservasi Rasio erosi/hasil tanaman pada berbagai perlakuan umur tanaman/kemirngan dan perlakuan tindakan konservasi Erosi tanah pada setiap pengamatan Nilai faktor C tanaman kakao pada berbagai perlakuan umur tanaman dan perlakuan tindakan konservasi Bulk density dan ruang pori total pada berbagai perlakuan umur tanaman/ kemiringan dan perlakuan tindakan konservasi Indeks stabilitas agregat pada berbagai perlakuan umur tanaman/kemiringan dan perlakuan tindakan konservasi Persentase pasir, debu, dan liat, pada berbagai perlakuan umur tanaman/ kemirngan dan perlakuan tindakan konservasi Matrik korelasi antara peubah sifat fisik tanah dengan erosi pada berbagai perlakuan umur tanaman/kemirngan dan perlakuan tindakan konservasi N total yang terbawa erosi pada berbgai perlakuan umur tanaman/ kemiringan dan perlakuan tindakan konservasi Nitrogen yang terbawa AP pada berbagai interaksi perlakuan umur tanaman/kemiringan dengan tindakan konservasi Fosfor yang terbawa erosi dan AP pada berbagai perlakuan umur tanaman tanaman/kemirngan dan tindakan konservasi Kalium yang terbawa erosi dan AP pada berbagai perlakuan umur tanaman/kemiringan dan tindakan konservasi C-organik yang terbawa erosi dan AP pada berbagai perlakuan umur tanaman/kemiringan dan tindakan konservasi Matrik korelasi antara kehilangan N, P, K, dan C-organik dengan erosi dan AP berbagai perlakuan umur tanaman/kemiringan dan tindakan konservasi Kadar N total, P, K, dan C-organik tanah dan sedimen+ap pada berbagai perlakuan umur tanaman/kemiringan dan tindakan konservasi Enrichment ratio pada berbagai perlakuan umur tanaman/kemiringan dan perlakuan tindakan konservasi Kapasitas tukar kation dan ph tanah pada berbagai perlakuan umur

15 tanaman/kemiringan dan perlakuan tindakan konservasi Pertambahan diameter batang, diameter tajuk, dan tinggi tanaman kakao pada berbagai perlakuan umur tanaman/kemiringan dan tindakan konservasi Anakan produktif padi gogo, hasil kedelai dan hasil padi gogo pada berbagai perlakuan umur tanaman/kemiringan dan tindakan konservasi Hasil analisis usahatani kedelai dan padi gogo sebagai tanaman sela diantara tanaman kakao pada lahan berlereng Lampiran 1. Data sifat fisik dan kimia profil tanah pada awal penelitian Data curah hujan stasiun Kendari ( ) Deskripsi profil pewakil (profil 1) pada kemiringan 15 % dengan umur tanaman kakao bulan Deskripsi profil pewakil (profil 2) pada kemiringan % dengan umur tanaman kakao 5 7 bulan Deskripsi varietas padi gogo (situ bagendit) Deskripsi varietas kedelai (wilis) Nilai koefisien tanaman (Kc) padi gogo dan kedelai pada setiap fase pertumbuhannya Klasifikasi indeks stabilitas agregat Data curah hujan lokasi penelitian selama penelitian berlangsung Nilai EI 30 lokasi penelitian pada saat penelitian Rata-rata curah hujan harian stasiun Kendari sepuluh tahun terakhir ( ) Nilai EI 30 bulanan Perhitungan nilai tolerable soil loss (TSL) Nilai faktor kedalaman tanah 30 sub order tanah Erosi tanah pada setiap pengamatan Data persentase penutupan tajuk kakao dan penutupan mulsa jerami Data biomas segar pangkasan Arachis pintoi, jerami padi gogo, sisa tanaman kedelai dan gulma Data aliran permukaan (AP), persentase hujan yang mengalir sebagai AP, erosi, nilai C, bulk density, porositas total, indeks stabilitas agregat, dan kadar air pf pada akhir penelitian

16 19. Data distribusi ukuran pori, infiltrasi, dan tekstur tanah pada akhir penelitian Data kehilangan N, P, K, dan C-organik melalui erosi dan aliran permukaan Data kadar N, P, K, dan C-organik tanah, sedimen, dan aliran permukaan pada akhir penelitian Data enrichment ratio, kapasitas tukar kation, ph tanah, pertumbuhan tanaman kakao, data pertumbuhan dan hasil padi gogo dan kedelai Suhu harian stasiun Kendari Curah hujan efektif stasiun Kendari 10 tahun terakhir ( ) Neraca air tanaman padi gogo (CH > ETc) Neraca air tanaman kedelai (CH > ETc) Hasil analisis ragam terhadap variabel pengamatan Hasil analisis ragam terhadap variabel pengamatan Hasil analisis usahatani untuk menentukan kelayakan usahatani berdasarkan standar kebutuhan hidup layak minimum Hasil analisis usahatani untuk menentukan kelayakan usahatani berdasarkan B/C ratio Perhitungan nilai erodibilitas tanah (nilai K)

17 DAFTAR GAMBAR No. Teks Halaman 1. Bagan alir kerangka pikir penelitian Skema pelaksanaan penelitian Bagan alir kegiatan penelitian Erosi tanah pada setiap pengamatan pada berbagai perlakuan umur tanaman/kemiringan Erosi tanah pada setiap pengamatan pada berbagai perlakuan tindakan konservasi Regresi antara aliran permukaan (X) dengan erosi tanah (Y) pada perlakuan tindakan konservasi T 1, T 2, dan T Kurva kadar air pada berbagai perlakuan umur tanaman/ kemiringan Kurva kadar air pada berbagai perlakuan tindakan konservasi Distribusi ukuran pori pada berbagai perlakuan umur tanaman/kemiringan dan perlakuan tindakan konservasi Kapasitas infiltrasi konstan pada berbagai perlakuan umur tanaman/ kemiringan dan tindakan konservasi Kapasitas infiltrasi tanah pada setiap waktu pengukuran Regresi antara erosi (X) dengan kehilangan N total (Y) pada berbagai perlakuan tindakan konservasi Regresi antara erosi (X) dengan kehilangan P (Y) pada perlakuan tindakan konservasi T 1, T 2, dan T Regresi antara aliran permukaan (X) dengan kehilangan P (Y) pada perlakuan tindakan konservasi T 1, T 2, dan T Regresi antara erosi (X) dengan kehilangan K (Y) pada perlakuan tindakan konservasi T 1, T 2, dan T Regresi antara aliran permukaan (X) dengan kehilangan K (Y) pada perlakuan tindakan konservasi T 1, T 2, dan T Regresi antara erosi (X) dengan kehilangan C-organik (Y) pada perlakuan tindakan konservasi T 1, T 2, dan T Regresi antara aliran permukaan (X) dengan kehilangan C-organik (Y) pada perlakuan tindakan konservasi T 1, T 2, dan T Surplus dan defisit untuk tanaman padi gogo Surplus dan defisit untuk tanaman kedelai... 89

18 21. Ketersediaan air untuk padi gogo dan kedelai Pola tanam alternatif pada lokasi penelitian Lampiran 1. Diagram segitiga tekstur USDA dengan 12 nama kelas tekstur