III. BAHAN DAN METODE PENELITIAN

13 III. BAHAN DAN METODE PENELITIAN 3.1. Waktu dan Tempat Penelitian dilaksanakan pada bulan Desember 2010 sampai Desember 2011 dan terbagi menjadi 2 tempat yakni lapang dan laboratorium. Kegiatan penelitian lapang berlokasi di Afdeling Cikopo Selatan Perkebunan Teh PTPN VIII Gunung Mas (Gambar 2), sedangkan kegiatan analisis laboratorium dilakukan di Laboratorium Konservasi Tanah dan Air, Departemen Ilmu Tanah dan Sumberdaya Lahan, Fakultas Pertanian, Institut Pertanian Bogor. Desa Citeko Gambar 2. Lokasi Penelitian: a) Lokasi Lahan Penelitian di PTPN VIII Gn.Mas Afdeling Cikopo Selatan, b) Letak Desa Citeko, Kecamatan Cisarua Lokasi penelitian berada pada DAS (Daerah Aliran Sungai) Ciliwung Hulu (Gambar 2) dengan topografi berbukit hingga bergunung dan berada pada ketinggian 900-1200 mdpl. Secara administratif, lahan kebun teh Afdeling Cikopo Selatan berada di wilayah Desa Citeko, Kecamatan Cisarua. Menurut Peta Tanah Semi Detail skala 1 : 50.000, tanah di Desa Citeko Kecamatan Cisarua tergolong jenis tanah Andosol (Puslittanak, 1992). 3.2. Bahan dan Alat a) b) Bahan yang digunakan pada penelitian adalah lahan perkebunan teh berumur 40 45 tahun yang berada pada ketinggian ± 1000-1100 mdpl dengan lereng antara 16 18%. Bahan lain yang digunakan adalah data pias hujan harian selama 1 tahun yang dikumpulkan dari Stasiun Klimatologi Citeko. Peralatan yang digunakan berupa seng, bonet, paku, drum kaleng, drum plastik, pipa pralon,

14 gelas ukur, ember, double ring infiltrometer, palu, ring sampel, kayu balok, botol plastik, dan lain-lain. 3.3. Metode Penelitian Aliran permukaan dan erosi tanah diukur dari petak ukur aliran permukaan berukuran 2m x 8m yang ditempatkan secara acak pada 3 blok kebun berbeda (Gambar Lampiran 1). Petak ukur T1 terdapat pada blok 2, petak ukur T2 terdapat pada blok 3 dan petak ukur T3 terdapat pada blok 6. Pemilihan blok kebun didasarkan pada perbedaan umur pemangkasan tanaman teh dengan jenis umur pemangkasan : 1. T1 : tanaman teh umur tahun ke-1 setelah pemangkasan (lereng 17 %) 2. T2 : tanaman teh umur tahun ke-3 setelah pemangkasan (lereng 18 %) 3. T3 : tanaman teh umur tahun ke-4 setelah pemangkasan (lereng 16 %) Pada penelitian kali ini ketiga nilai kemiringan lereng tersebut diasumsikan termasuk kedalam satu kelompok. Sehingga pengaruhnya terhadap nilai aliran permukaan dan erosi tanah menjadi tidak ada dan hasil pengukuran menjadi dapat dibandingkan. 3.3.1. Pembuatan Petak Ukur Aliran Permukaan dan Erosi Petak ukur dibuat dengan arah memotong kontur dan terbuat dari plat seng berukuran 50 cm yang dimasukkan ke dalam tanah secara vertikal hingga setengah bagian (25 cm) seng tertanam (Gambar Lampiran 2). Bagian bawah petak merupakan daerah outlet aliran permukaan yang akan tertampung pada bak penampung. Pada lereng bawah setiap petak dipasang bak penampung utama dan drum penampung tambahan (Gambar Lampiran 2). Bak penampung utama terbuat dari drum berkapasitas ± 210 liter yang dipotong menjadi dua bagian. Bagian dekat mulut drum yang mengarah lereng bawah dibuatkan lubang sebanyak 11 buah mengelilingi drum. Lubang-lubang tersebut berkedudukan horizontal, masingmasing berdiameter ±3 cm dan berjarak ±8 cm. Permukaan bak dilapisi dengan penutup berbahan kain kasa. Kain pelapis tersebut mampu ditembus oleh air namun tidak diharapkan mampu ditembus oleh sedimen tanah hasil erosi terkecuali partikel tanah yang berbentuk suspensi dan menyatu dengan aliran

permukaan yang ditampung. Bak penampung utama diberikan penutup yang terbuat dari seng. Hal demikian dilakukan agar aliran permukaan dan erosi yang tertampung tidak lain berasal dari daerah tangkapan petak erosi dan bukan berasal dari air hujan langsung dan erosi di luar petak ukur Bak penampung tambahan merupakan tong berbahan plastik berkapasitas ±60 liter yang ditempatkan pada ketinggian yang lebih rendah dari bak penampung utama. Fungsi dari bak penampung tambahan adalah untuk menampung kelebihan air yang diterima oleh bak penampung utama. Bak penampung utama dan penampung tambahan dihubungkan oleh pipa plastik. Pipa plastik tersebut dipasang pada lubang tengah bak utama dan ujung lainnya dipasang pada lubang tunggal bak penampung tambahan. 3.3.2. Peralatan yang Dipergunakan untuk Membuat Petak Erosi dan Cara Pengukuran Aliran Permukaan dan Erosi A. Peralatan 1. Bak penampung aliran permukaan 2. Alat pengambil contoh tanah ring sampel, pacul, sekop, pisau cutter, kertas label, kantong plastik 3. Alat pengukur dan pengambilan contoh aliran permukaan teko piala plastik ukuran 1 liter, ember, gelas plastik, gayung, spons 4. Alat untuk mengukur sedimen erosi alat penyaring, kertas saring, gelas ukur, oven, timbangan 5. Alat-alat lain : abney level untuk mengukur kelerengan lahan, double ring infiltrometer untuk mengukur infiltrasi dan pengukur waktu (stop watch). B. Pengukuran Aliran Permukaan Pengukuran aliran permukaan dilakukan dengan mengukur volume keseluruhan air yang tertampung pada bak penampung utama (sebagai aliran permukaan) menggunakan teko piala plastik berskala liter. Pengukuran volume air juga dilakukan pada tong penampung tambahan jika terdapat air berlebih dari bak penampung utama dan mengalir mengisi tong penampung tambahan. Volume air 15

16 yang terukur pada bak penampung tambahan, nilainya dikalikan dengan banyak lubang yang terdapat pada bak penampung utama (11 lubang). Contoh aliran permukaan sebanyak 0,5 liter dibawa ke laboratorium dan dilakukan analisis pemisahan suspensi tanah. Pengambilan contoh air dilakukan bersamaan dengan waktu pengukuran aliran permukaan. Jumlah aliran permukaan yang tertampung dihitung dengan menggunakan rumus : Vap = V I + 11V II dimana : Vap = Volume aliran permukaan (m 3 ) V I = Volume air bak penampung utama (m 3 ) V II = Volume air bak penampung tambahan (m 3 ) Komponen rumus perhitungan V II diatas hanya digunakan kedalam rumus Vap jika terdapat aliran permukaan berlebih yang mengisi tong penampung tambahan. Jika tidak ada, aliran permukaan hanya dihitung berdasarkan volume air yang tertampung pada bak penampung utama saja (V I ). Pada penelitian kali ini, aliran permukaan yang terjadi pada perkebunan bernilai kecil dan tidak menghasilkan air pada bak penampung tambahan sehingga perhitungan aliran permukaan total (Vap) hanya menggunakan komponen rumus V I. C. Pengukuran Erosi Erosi yang dihasilkan pada petak pengukuran relatif kecil dan hanya berasal dari suspensi tanah yang tercampur pada aliran permukaan. Pengukuran erosi dilakukan dengan mengambil 0,5 liter sampel aliran permukaan yang mengandung suspensi tanah dari bak penampung utama. Pengambilan sampel dilakukan dengan terlebih dahulu mengaduk seluruh air di dalam bak penampung sampai merata dan homogen. Tahap tersebut dilakukan bersamaan pada saat melakukan pengukuran aliran permukaan. Sampel air dimasukkan pada botol plastik berukuran 600 ml. Sampel air dibawa ke Laboratorium untuk selanjutnya dilakukan analisis pemisahan suspensi tanah terhadap aliran permukaan.

17 Kegiatan pemisahan suspensi tanah dilakukan di Laboratorium Konservasi Tanah dan Air, Departemen Ilmu Tanah dan Sumberdaya lahan. Tahap pemisahan suspensi tanah dilakukan dengan langkah-langkah sebagai berikut : 1. Pengukuran terhadap bobot masing-masing kertas saring yang akan digunakan 2. Penyaringan suspensi tanah terhadap sampel aliran permukaan menggunakan kertas saring yang telah diketahui bobotnya. Pencatatan bobot air (ml) yang lolos dari proses penyaringan. 3. Proses pengeringan terhadap kertas saring yang digunakan saat penyaringan menggunakan oven pada suhu 105 0 C selama ± 24 jam 4. Penimbangan kembali terhadap bobot kertas + tanah setelah oven. 5. Selisih bobot antara kertas sebelum penyaringan dengan kertas + suspensi (setelah oven) merupakan jumlah bobot kering dari sedimen tanah yang tersuspensi dalam aliran permukaan. Jumlah suspensi tanah tererosi pada penelitian kali ini merupakan erosi total yang terjadi pada perkebunan teh dan jumlahnya dihitung dengan rumus : E = V x B, dimana : E = erosi total (kg ha -1 th -1 ) V = volume aliran permukaan (m 3 ha -1 th -1 ) B = bobot kering sedimen yang tersuspensi dalam aliran permukaan 3.3.3. Analisis Sifat Fisik Tanah Sifat-sifat fisik tanah yang dianalisis meliputi kadar air, menentukan nilai pf, tekstur tanah (4 fraksi), bobot isi, kadar bahan organik, dan permeabilitas tanah. Analisis bobot isi dan tekstur tanah dilakukan untuk mengetahui kapasitas meloloskan air pada tanah penelitian dan analisis kadar bahan organik dilakukan untuk mengetahui kondisi kadar bahan organik tanah pada lahan penelitian. Jenis analisis tanah dan metode analisisnya tertera pada Tabel 1.

18 Tabel 1. Jenis Analisis Sifat Fisik Tanah dan Metode Analisisnya Sifat Fisik Tanah Kadar Air Kurva pf Tekstur (4 fraksi) Bobot Isi C organik Permeabilitas Metode Analisis Gravimetrik Membrane/plate apparatus Pipet Gravimetrik Walkley and Black De boodt (1974) berdasarkan Hukum Darcy 3.3.4. Pengukuran Infiltrasi Tanah Pengukuran infiltrasi tanah pada lahan penelitian dilakukan untuk mengukur kapasitas tanah dalam menyerap dan meneruskan air yang masuk melalui permukaan tanah. Kegiatan pengukuran dilakukan dengan menggunakan alat double ring infiltrometer seperti yang tertera pada Gambar 3. Pengukuran dilakukan sebanyak 3 kali ulangan pada masing-masing petak dimana satu ulangan dilakukan didalam petak dan 2 kali ulangan disekitar petak. Gambar 3. Alat Pengukur Infiltrasi Tanah Double ring infiltrometer terdiri dari 2 ring dimana masing-masing ring memiliki ukuran diameter yang berbeda (diameter kecil dan diameter besar). Salah satu bagian mulut ring berbentuk lebih pipih dan bagian lainnya lebih tebal. Mulut ring yang lebih pipih diarahkan ke tanah agar lebih mudah masuk menembus tanah ketika dipatok. Sedangkan mulut ring yang lebih tebal digunakan sebagai alas untuk mematok. Instalasi alat dilakukan dengan mematok

19 kedua ring menggunakan palu hingga tertanam ± 5 dari permukaan tanah seperti yang terlihat pada Gambar 3. 3.3.5. Analisis Data Hujan Analisis data hujan meliputi penentuan klasifikasi iklim wilayah menurut Schmidth-Ferguson dan penentuan nilai EI 30. Pada sistem klasifikasi Schmidth Ferguson kriteria yang digunakan adalah penentuan bulan kering, bulan lembab dan bulan basah dengan pengertian sebagai berikut : Bulan Kering (BK) : bulan dengan hujan < 60 mm Bulan Lembab (BL) : bulan dengan hujan antara 60 100 mm Bulan Basah (BB) : bulan dengan hujan > 100 mm Penentuan tipe iklim mempergunakan nilai Q yaitu : Rata-rata Bulan Kering (BK) Q = X 100 % Rata-rata Bulan Basah (BB) EI 30 ditentukan dengan menganalisis data curah hujan harian berupa data pias hujan. Sifat-sifat hujan dianalisis dari grafik hujan kertas pias. Garis ordinat (Y) menyatakan jumlah hujan, sedangkan garis absis (X) menyatakan waktu. Kurva hujan yang didapat dari penakar hujan automatik dengan faktor konversi sendiri yang melekat pada alat tersebut. Sifat-sifat hujan yang ditetapkan terdiri dari : a). Jumlah hujan harian, b). Intensitas maksimum selama 30 menit (I 30 ), c). Energi kinetik total (KE), d). Satuan interaksi energi - intensitas hujan maksimum selama 30 menit (EI 30 ) sebagai indeks erosi hujan. Untuk menghitung energi kinetik hujan digunakan rumus : E = 210,3 + 89 log I Sedangkan indeks erosi hujan dari satuan interaksi energi-interaksi maksimum selam 30 menit dihitung dengan rumus : EI 30 = E x I 30 x 10-2

20 dimana : EI 30 E = indeks erosi hujan dengan intensitas maksimum selama 30 menit, = total energi kinetik hujan untuk satu hari hujan, dalam joule per meter persegi I 30 = intensitas maksimum selama 30 menit, dalam cm jam -1 3.3.6. Pengukuran Persentase Tutupan Lahan Analisis untuk menentukan persentase tutupan lahan dilakukan pada setiap petak pengamatan. Data yang digunakan adalah foto terhadap kondisi tutupan kanopi tanaman teh pada awal dan akhir pengamatan di ketiga petak pengamatan. Foto diambil menggunakan kamera digital. Softcopy foto dirubah ke dalam format.jpeg kemudian diolah menggunakan bantuan software Adobe Photoshop CS 5 untuk mengetahui berapa persen tutupan kanopi tanaman teh terhadap lahan pada masing-masing petak. 3.3.7. Pengukuran Lolosan Tajuk Pengukuran lolosan tajuk pada lahan penelitian dilakukan dengan menggunakan alat sederhana yang terbuat dari jerigen minyak, corong, selang plastik, vaselin, dan alat perkakas. Seperti yang terlihat pada Gambar 4. Alat tersebut terdiri dari dua bagian utama, yakni bagian penangkap air hujan dan bagian penampung air hujan yang tertangkap. Dalam hal ini, corong minyak digunakan sebagai bagian alat yang berfungsi sebagai penangkap air hujan dan jerigen minyak berfungsi sebagai alat penampungnya. Ujung corong minyak dihubungkan dengan jerigen minyak menggunakan selang plastik. Pada bagian sambungan di kedua ujung selang, digunakan vaseline untuk menutupi rongga pada kedua sambungan baik sambungan antara selang dan corong maupun antara selang dan jerigen. Hal demikian dilakukan supaya air hujan tidak mengalir menembus rongga persambungan dan air hujan yang tertampung hanya berasal dari hujan yang masuk melalui mulut corong penangkap. Alat ditempatkan persis di bawah tajuk sehingga air yang tertangkap merupakan air hujan yang lolos melewati tajuk tanaman teh. Selanjutnya dilakukan pengukuran terhadap volume air yang tertampung.

21 ± 1 m Corong Penangkap Wadah Penampung Gambar 4. Sketsa Alat Pengukur Lolosan Tajuk Pengukuran dilakukan sesaat setelah hujan bersamaan dengan pengukuran aliran permukaan. Volume air hujan yang tertampung pada alat pengukuran selanjutnya dilakukan konversi terhadap satuan luas lahan penelitian dan dibandingkan terhadap curah hujan (persen hujan). Rumus yang digunakan untuk menghitung nilai lolosan tajuk dan perbandingan nilai lolosan tajuk terhadap curah hujan (CH) adalah sebagai berikut P x Q Lolosan Tajuk = R dimana : P = volume air hujan yang tertampung jerigen Q = jumlah pohon teh dalam 1 petak pengamatan erosi, R = luas petak