KAJIAN LAJU INFILTRASI PADA BERBAGAI PENGGUNAAN LAHAN DI KEBUN PERCOBAAN KWALA BEKALA USU DESA DURIN TONGGAL KECAMATAN PANCUR BATU KABUPATEN DELI SERDANG (Study of Soil Infiltration in Various Fields in Durin Tonggal Village Experimental Plots Pancur Batu Subdistrict Deli Serdang District) Andrean Hendratmo Hutabarat 1, Sumono 1, Nazif Ichwan 1 1) Program Studi Keteknikan Pertanian, Fakultas Pertanian USU Jl. Prof. Dr. A. Sofyan No. 3 Kampus USU Medan 20155 email :hendratmo91@gmail.com Diterima: 2 Maret 2015 / Disetujui: 13 April 2015 ABSTRACT Infiltration is one of very important element in the hydrological cycle as it relates to the intensity of rainfall that will affect the water storage in the soil and erosion. This study was aimed to determine the rate of infiltration in the fields of rubber, cassava, maize and cacao in subdistrict Pancur Batu using Philips equation model. The results showed that in the field of rubber with argillaceous sand texture the infiltration rate was fp = 0.460006 + 2,24274t -0,5 cm / min, in the cassava fields with sandy loam texture the infiltration rate was fp = 0.018388 + 2, 40156t -0,5 cm / min, in maize field with sandy clay loam soil texture the infiltration rate was fp = 0.08988 + 1,95682t -0,5 cm / min, and cacao field with sandy clay loam texture the infiltration rate was fp = 0.05513 + 0,44371t -0,5 cm / min. Keywords: Cacao Field, Cassava Field, Infiltration rate, Maize Field, Rubber Field PENDAHULUAN Infiltrasi merupakan salah satu unsur yang sangat penting dalam daur hidrologi karena berkaitan dengan intensitas hujan yang akan berpengaruh terhadap penyimpanan air dalam tanah dan erosi. Proses terjadinya infiltrasi ketika air hujan menyentuh permukaan tanah, sebagian atau seluruh air hujan tersebut masuk kedalam tanah melalui pori-pori permukaan tanah. Proses masuknya air hujan kedalam tanah ini disebabkan oleh tarikan gaya gravitasi dan kapiler tanah. Laju infiltrasi yang dipengaruhi oleh gaya gravitasi dibatasi oleh besarnya diameter pori-pori tanah. Dibawah pengaruh gaya gravitasi, air hujan mengalir tegak lurus kedalam tanah melalui profil tanah. Pada sisi yang lain, gaya kapiler bersifat mengalirkan air tersebut tegak lurus keatas, kebawah, dan kearah horizontal. Gaya kapiler tanah ini bekerja nyata pada tanah dengan pori-pori yang relatif kecil. Pada tanah dengan pori-pori besar, gaya ini dapat diabaikan pengaruhnya, dan air mengalir ke tanah yang lebih dalam oleh pengaruh gaya gravitasi. Dalam perjalanannya tersebut, air juga mengalami penyebaran kearah lateral akibat tarikan gaya kapiler tanah, terutama ke arah tanah dengan pori-pori yang lebih sempit (Seyhan, E, 1990). Laju infiltrasi akan dipengaruhi oleh berbagai faktor seperti, jenis tanah, kandungan air tanah, kandungan bahan organik, jenis tanaman penutup tanah, topografi, faktor cuaca terutama curah hujan. Apabila intensitas hujan lebih besar dari laju infiltrasi maka akan terjadi limpasan yang pada gilirannya akan menyebabkan erosi. Besarnya erosi akan lebih besar terjadi pada lahan yang mempunyai kemiringan atau topografi yang curam, salah satu lahan yang banyak ditanami komoditi pertanian dengan kemiringan 3% - 30% adalah lahan kampus USU di kwala bekala yang topografinya datar hingga berlereng (Munawar, 2010). Oleh karena itu perlu dilakukan penelitian lebih lanjut terhadap berbagai aspek yang mempengaruhi proses masuknya air ke dalam tanah dan kemampuan tanah untuk melewatkan air pada berbagai penggunaan Lahan. BAHAN DAN METODE Bahan-bahan yang digunakan adalah Ladang (karet, jagung, Cokelat, dan ubi kayu), air pengisian double ring infiltrometer, dan aquadest. Alat-alat yang digunakan adalah, double ring infiltrometer untuk mengukur laju infiltrasi tanah, ring sample untuk mengambil 503
sampel tanah, tensiometer untuk mengukur potensial air tanah, stopwatch untuk menunjukkan waktu, timbangan untuk menimbang tanah, oven untuk mengeringkan tanah, ember sebagai wadah tempat air, cangkul untuk membersihkan permukaan tanah dari rumput, alat tulis untuk mencatat hasil pengamatan, mistar untuk mengukur ketinggian air dalam ring infiltrometer. Metode penelitian yang digunakan pada ke empat Ladang tersebut (karet, jagung, kelapa sawit, dan ubi kayu) adalah metode eksperimen dengan cara mengukur parameter-parameter yang diteliti dengan menentukan atau mengukur jenis tanah, tekstur tanah, bahan organik tanah, kerapatan massa tanah, kerapatan partikel tanah, porositas tanah, kadar air tanah, pengukuran laju infiltrasi dan potensial matriks tanah dan selanjutnya dilakukan evaluasi. Penelitian dimulai dengan melakukan survey di lapangan dengan mengadakan tinjauan di lokasi dan pengambilan titik untuk masingmasing tata guna Lahan yang memiliki potensial air tanah yang sama. Pada setiap Ladang ditentukan tiga titik untuk melakukan pengukuran infiltrasi dengan double ring infiltrometer. Dihitung nilai laju infiltrasi tanah, diukur dengan cara : - Menanamkan kedua ring infiltrometer ganda ke dalam tanah dengan kedalaman 10 cm - Menancapkan ke dalam tanah penggaris pada sisi dalam ring yang pertama (kecil) - Memasukkan air kedalam kedua ring infiltrometer setinggi 15 cm secara merata. - Mengukur penurunan muka air setiap selang waktu 5 menit, 10 menit, 20 menit, 30 menit, 45 menit, 60 menit, 90 menit, 120 menit, 180 menit, dan 240 menit. - Menghitung laju infiltrasi dengan menggunakan metode Philips menggunakan persamaan fp =C+Dt -0,5 (1) - Mengambil sampel tanah untuk mendapatkan tekstur dan bahan organik tanah, kadar air sebelum dan sesudah pengukuran, kerapatan massa tanah, kerapatan partikel tanah, dan porositas tanah. Parameter Penelitian Tekstur dengan metode Hidrometer - Menimbang 25 g tanah kering udara yang telah diayak dengan ayakan 10 mesh, kemudian dimasukkan ke dalam Erlenmeyer 250 ml. - Menambahkan 50 ml larutan Natrium Pyrofosfat, kemudian dikocok sampai rata, dibiarkan semalam.menggoncang selama 10 menit pada alat penggoncang - Memindahkan ke dalam silinder 500 ml dan menambahkan air aquadest sampai tanda garis. - Mengocok 20 kali sebelum pembacaan. - Memasukkan hydrometer lagi setelah tiga jam untuk pembacaan kedua untuk memperoleh liat. %Liat+Debu= %Liat= %Bacaan hidrometer yg tlh dikoreksi stlh wkt 40 Berat contoh tanah 100%..(2) x100%.(3) % Debu = % (Liat + Debu ) - % Liat...(4) % Pasir =100% - % (Liat + debu)...(5) Bahan Organik - Menimbang 0,5 g tanah kering udara, kemudian masukkan ke dalam erlenmeyer 500 cc. - Menambahkan 5 ml K2Cr2O7 1 N (pergunakan pipet) goncang dengan tangan. - Menambahkan 10 ml H2SO4 pekat, kemudian menggoncangnya selama 3-4 menit, selanjutnya mendiamkan selama 30 menit. - Menambahkan 100 ml air suling dan 5 ml H3PO4 85%, NaF 4% 2,5 ml, kemudian ditambahkan 5 tetes diphenylamine, goncang hingga larutan berwarna biru tua. - Menitrasi dengan Fe(NH4)2(SO4)2 0,5 N untuk blanko. - Menghitung dengan rumus : dimana: T S % C = 5 (1- ) 0,78...(6) = volume titrasi Fe(NH4)2(SO4)2 0,5N dengan tanah = volume titrasi Fe(NH4)2(SO4)2 0,5N tanpa tanah maka, % BO = 1,72 x % C...(7) Kadar Air - Menimbang berat ring - Menimbang berat tanah + ring sampel yang diambil dari daerah pengamatan sebelum dan sesudah pengamatan. - Memperoleh berat tanah. - Mengovenkan tanah dari ring sampel selama 24 jam kemudian menimbang berat tanah kering oven sesudah dan sebelum pengamatan. 504
- Menghitung kadar air tanah dengan rumus: % KA = x 100%...(8) dimana: KA = Kadar air (%) BTKU= Berat tanah saat pengamatan(g) BTKO= Berat tanah kering oven (g) Kerapatan Massa (Bulk Density) - Mengambil tanah dalam ring sampel sebelum dan sesudah pengamatan. - Mengovenkan selama 24 jam dan ditimbang berat tanah kering oven. - Mengukur diameter dan tinggi ring. - Menghitung volume ring = π r 2.t - Menghitung kerapatan massa tanah yaitu berat tanah kering oven dibagi volume total (volume ring). Kerapatan Massa (ρb) = =...(9) Kerapatan Partikel (Particel Density) - Memasukkan tanah kering oven ke dalam gelas ukur sebanyak 55 ml. - Memadatkan tanah dengan cara mengetukngetukkan hingga volumenya tetap, dan mencatat hasilnya sebagai volume tanah dalam ml. - Mengeluarkan tanah dan menimbang hasilnya sebagai berat tanah. - Mengisi gelas ukur dengan air sebanyak 70 ml dan mencatatnya sebagai volume air. - Memasukkan tanah ke dalam gelas ukur dan mencatat hasilnya sebagai volume air tanah. - Menghitung kerapatan partikel dengan rumus Kerapatan Partikel (ρs) =...(10) Volume partikel tanah = (Volume air tanah + volume partikel tanah) - Volume air tanah...(11) Porositas Porositas tanah dapat dihitung dengan menggunakan persamaan f = = 1-..(12) Potensial Matriks - Memilih lokasi yang akan diukur potensial air tanahnya dengan menggunakan alat tensiometer yang pada awalnya memiliki potensial air tanah yang sama. - Melubangi tanah tersebut dengan coring tool sedalam 5 cm, 15 cm, dan 25 cm. - Memasukkan tensiometer ke dalam lubang yang telah dibuat yang sebelumnya telah dimasukkan aquadest melalui handle tensiometer dan jarum pada manometer telah dinolkan sebelumnya. - Melihat angka yang tertera pada manometer dan mencatatnya sebagai potensial matrik. HASIL DAN PEMBAHASAN Kondisi Daerah Penelitian Lahan percobaan Kwala Bekala USU secara administratif tepatnya berada di desa Kwala Bekala, Kecamatan Pancur Batu, Kabupaten Deli Serdang. Secara geografis lahan ini terletak pada 3 29' 18,6" LU dan 98 37' 26,3" BT. Iklim di lokasi ini berdasarkan klasifikasi Schmidt dan Ferguson termasuk iklim tipe A (14,3-33,3 %) dengan curah hujan rata-rata adalah 130 mm/hari dan hari hujan terbesar terjadi pada bulan Oktober sampai dengan April. Suhu udara minimum adalah 22 C dan maksimum adalah 34 C (Munawar, 2010). Jenis Tanah Menurut Islami dan Utomo (1995) Jenis tanah merupakan salah satu faktor penting dalam pertumbuhan tanaman karena perbedaan jenis tanah mempengaruhi sifat sifat dari tanah tersebut. Beberapa jenis tanah yang terdapat di Lahan Percobaan Kwala Bekala USU di antaranya Andepts, Entisol, Inceptisol, dan Ultisol. Jenis tanah pada lokasi penelitian adalah tanah Andepts dan Ultisol karena memiliki tekstur tanah cenderung liat dan kandungan bahan organiknya cenderung rendah. Jenis tanah pada ladang jagung dan karet adalah tanah Andepts sementara pada ladang ubi kayu dan cokelat adalah tanah ultisol. Dari masing masing jenis tanah tersebut terdapat 3 lapisan tanah yakni, lapisan pertama adalah tanah pada lapisan ini mempunyai konsistensi rendah sampai medium berwarna cokelat kekuningan sampai cokelat gelap. Pada lapisan ini terkadang terdapat sedikit pasir halus yang merupakan tanda-tanda proses pelapukan dari batuan induknya. Lapisan kedua adalah pasir berlempung yang berwarna coklat sampai abu-abu dengan kadar air yang rendah sampai sedang/menengah. Pada lapisan ini terkadang terdapat hanya lapisan pasir murni dengan tingkat kepadatan yang rendah. Lapisan ketiga adalah batuan yang berwarna cokelat gelap sampai abu-abu dan kadar air yang rendah dengan tingkat kepadatan yang rendah sampai sedang (Islami dan Utomo, 1995). 505
Analisa Sifat Fisik Tanah Tekstur Tanah Hasil pengukuran tekstur tanah dari Laboratorium Sentral Fakultas Pertanian USU dapat dilihat pada Tabel 1. Dari Tabel 1 dapat dilihat bahwa tanah pada Ladang jagung memiliki tekstur lempung liat berpasir, tanah pada Ladang karet memiliki tekstur Pasir berlempung, tanah pada Ladang ubi kayu memiliki tekstur lempung berpasir, dan tanah pada Ladang cokelat memiliki tekstur lempung liat berpasir yang dapat ditentukan dengan menggunakan segitiga USDA. (Foth, 1994). Tabel 1. Hasil analisa tekstur tanah Fraksi Pasir (%) Debu (%) Liat (%) Tekstur tanah 1. Ladang Karet 85,28 4,56 10,16 Pasir berlempung 2. Ladang Jagung 58,56 17,28 24,16 Lempung liat berpasir 60,56 58,56 21,28 13,28 18,16 28,16 Lempung berpasir Lempung liat berpasir Bahan Organik Tanah Pengukuran kadar C-Organik tanah di Laboratorium Sentral Fakultas Pertanian USU dapat dilihat pada Tabel 2. Dari Tabel 2 didapat hasil pengukuran kandungan bahan organik dari keempat ladang, di mana kandungan bahan organik yang terbesar adalah pada ladang Karet sebesar 9,73 % dan kandungan bahan organik yang terkecil adalah pada ladang Cokelat sebesar 3,74 %. Dengan kandungan bahan organik yang lebih besar pada ladang Karet maka kemampuan menahan air lebih kecil dibandingkan pada ketiga ladang yang lain. Hal ini sesuai dengan pernyataan Susanto (2005) bahwa adanya bahan organik dalam tanah akan memperbaiki sifat fisik, kimia dan biologi tanah seperti meningkatkan aktivitas mikroorganisme, meningkatkan total ruang pori tanah, menurunkan kepadatan tanah yang dapat menyebabkan kemampuan mengikat air dalam tanah rendah. Tabel 2. Hasil analisa kandungan bahan organik tanah %Corganik Bahan organik(%) 1. Ladang Karet 5,66 9,73 2. Ladang Jagung 2,38 4,09 3,83 2,18 6,58 3,74 Kerapatan Massa (Bulk Density) Pengukuran kerapatan massa tanah di Laboratorium Keteknikan Pertanian Fakultas Pertanian USU dapat dilihat pada Tabel 3. Dari Tabel 3 dapat dilihat hasil pengukuran kerapatan massa yang berbeda di antara keempat lokasi pengukuran, di mana setelah pengukuran infiltrasi nilai kerapatan massa yang terbesar terdapat pada ladang Cokelat sebesar 1,12 g/cm 3 diikuti pada ladang Jagung sebesar 1,06 g/cm 3 dan nilai kerapatan massa yang terkecil terdapat pada ladang Karet yaitu 1,03 g/cm 3 diikuti pada ladang Ubi kayu sebesar 1,05 g/cm 3. Hal ini menunjukkan ladang Cokelat lebih padat dibandingkan dengan ketiga ladang. Hal ini sesuai dengan yang terlihat pada Tabel 2 yang menyatakan bahwa fraksi Pasir lebih kecil terlihat pada ladang Jagung dan Cokelat sedangkan fraksi liat pada ladang Cokelat lebih besar dengan ladang lainnya yang menjelaskan bahwa tanah liat memiliki kapasitas yang lebih tinggi. Hal ini sesuai dengan pernyataan Hardjowigeno (1993) yang menyatakan bahwa tanah lebih padat mempunyai bulk density yang lebih besar daripada tanah mineral yang bagian atasnya mempunyai kandungan bulk density yang lebih rendah dibandingkan tanah di bawahnya. Tabel 3. Hasil analisa kerapatan massa tanah (Bulk density) Kerapatan Massa (Bulk Density) Sebelum Pengukuran Infiltrasi (g/cm 3 ) Setelah Pengukuran Infiltrasi (g/cm 3 ) 1. Ladang Karet 0,9 1,03 2. Ladang Jagung 0,98 0,96 1,01 1,06 1,05 1,12 Dapat dilihat hasil analisa kerapatan massa (bulk density) sebelum dan setelah pengukuran infiltrasi adalah berbeda, dimana kerapatan massa (bulk density) setelah infiltrasi lebih besar dibandingkan sebelum infiltrasi. Pemberian air secara terus menerus ke dalam tanah akan 506
mengakibatkan pemadatan tanah dan ruang pori yang semakin sedikit (Januar dan Nora, 1999). Kerapatan Partikel Tanah Pengukuran kerapatan partikel tanah di Laboratorium Keteknikan Pertanian Fakultas Pertanian USU dapat dilihat pada Tabel 4. Dari Tabel 4 dapat dilihat hasil pengukuran kerapatan partikel pada keempat ladang, di mana data baik sebelum pengukuran infiltrasi dan setelah infiltrasi menunjukkan perubahan yang kecil. Untuk pengukuran kerapatan partikel seharusnya tidak ada perubahan saat pengukuran sebelum infiltrasi dan sesudah infiltrasi. Perubahan ini terjadi kemungkinan disebabkan karena sampel tanah yang diambil sebelum infiltrasi dari luar ring infiltrometer dan setelah infiltrasi dari dalam ring infiltrometer. Tabel 4. Hasil analisa kerapatan partikel tanah (Particle density) Kerapatan Partikel (Particle density) Sebelum Pengukuran Infiltrasi (g/cm 3 ) Setelah Pengukuran Infiltrasi (g/cm 3 ) 1. Ladang Karet 2,40 2,44 2. Ladang Jagung 1,98 2,34 1,96 2,03 2,41 2,01 Kerapatan partikel adalah massa padatan per unit volume partikel tanah (kerapatan tanah). Menurut Sarief (1986), kerapatan partikel tanah (particle density) pada umumnya berkisar antara 2,6 2,7 g/cm 3. Dengan adanya kandungan bahan organik pada tanah maka nilai tersebut menjadi lebih rendah Dari Tabel 4 terlihat bahwa kerapatan partikel pada ladang Cokelat paling rendah, karena memiliki kandungan bahan organik yang paling rendah (Tabel 2) Hal ini sesuai dengan pernyataan Hanafiah (2005) dimana pada tanah memiliki kandungan bahan organik yang besar sehingga nilai kerapatan partikelnya lebih besar. Kerapatan partikel tanah juga tidak hanya pengaruhi oleh bahan organik tetapi pada faktor-faktor lain yang mempengaruhi seperti tekstur tanah. Porositas Tanah Analisa porositas tanah sebelum dan sesudah infiltrasi pada berbagai penggunaan lahan di Kwala Bekala dapat dilihat pada Tabel 5. Besar nilai porositas dapat diperoleh dari persamaan (11) yaitu kerapatan massa tanah dan kerapatan partikel tanah. Di mana berdasarkan persamaan tersebut dapat dijelaskan bahwa semakin besar kerapatan partikel maka semakin besar pula porositasnya. Tanah yang lebih padat tentunya memiliki kerapatan massa yang lebih besar. Bahan organik juga berpengaruh terhadap kerapatan massa tanah, di mana keduanya memiliki hubungan yang berbanding terbalik. Tabel 5. Hasil analisa porositas tanah Porositas Tanah Sebelum Pengukuran Infiltrasi (%) Setelah Pengukuran Infiltrasi (%) 1. Ladang Karet 59,64 57,78 2. Ladang Jagung Ladang Cokelat 50,50 58,63 48,46 47,86 56,43 44,27 Dari Tabel 5 dapat disimpulkan bahwa ruang pori atau porositas tanah sebelum infiltrasi lebih besar dibandingkan setelah pengukuran infiltrasi. Hal ini disebabkan karena pemberian air secara terus menerus selama proses infiltrasi yang mengakibatkan pada pemampatan dan penutupan pori-pori tanah. Dilihat dari pengukuran kerapatan massa tanah setelah infiltrasi lebih besar dibandingkan sebelum infiltrasi karena pori-pori tanah telah terisi air seperti yang dilihat pada Tabel 3. Dari Tabel 3 nilai kerapatan massa terendah yaitu pada ladang Karet dan yang tertinggi adalah ladang Cokelat dan dari Tabel 5 nilai porositas tanah tertinggi yaitu pada ladang Karet dan yang terendah pada ladang Cokelat. Ini membuktikan bahwa porositas berbanding terbalik dengan kerapatan massa, ini disebabkan karena kerapatan massa merupakan petunjuk dari kepadatan tanah. Semakin tinggi nilai kerapatan massa maka akan semakin padat pula tanah tersebut. Apabila tanah semakin padat maka ruang pori tanah akan semakin kecil 507
dengan begitu nilai porositas tanah semakin rendah. Hal ini sesuai dengan pernyataan Nurmi, dkk (2009) nilai bulk density berbanding terbalik dengan ruang pori total tanah. Nilai bulk density yang tinggi menunjukkan bahwa tanah tersebut lebih padat dibandingkan dengan tanah-tanah yang memiliki nilai bulk density yang lebih rendah. Semakin padat suatu tanah, volume pori pada tanah tersebut semakin rendah. Kadar Air Tanah Pengukuran kadar air tanah sebelum dan sesudah infiltrasi pada berbagai penggunaan Ladang di Lahan Percobaan Kwala Bekala,dapat dilihat pada Tabel 6 berikut. Tabel 6. Hasil Analisa Kadar air Tanah Kadar Air Tanah Sebelum Pengukuran Infiltrasi (%) Setelah Pengukuran Infiltrasi (%) 1. Ladang Karet 19,73 28,16 2. Ladang Jagung 28,3 26,86 31,46 49,02 46,31 50,07 Dari Tabel 6 diketahui bahwa kadar air tanah setelah infiltrasi memiliki nilai yang lebih besar dibandingkan sebelum pengukuran infiltrasi. Hal ini dikarenakan pemberian air secara terus menerus sehingga mengakibatkan kadar air tanah meningkat. (Sari, 2012) Dari Tabel 6 juga dapat diketahui bahwa kadar air terkecil terdapat pada ladang Karet hal ini disebabkan karena bahan organik tanah pada ladang Karet paling besar sehingga menyebabkan massa tanah menjadi lebih berat yang menyebabkan kerapatan massa menjadi lebih kecil sehingga porositas menjadi lebih besar. Hal ini sesuai dengan pernyataan Israelsen and Hansen (1992) yang menyatakan bahwa bahan organik dalam tanah sangat mempengaruhi nilai kerapatan massa dan kerapatan partikel tanah, semakin besar kandungan bahan organik maka kerapatan massa akan semakin kecil, begitu juga sebaliknya. Hal tersebut dikarenakan kandungan bahan organik yang besar akan meningkatkan volume tanah menjadi lebih besar, mengakibatkan nilai porositas tanah pada ladang karet menjadi yang paling besar. Laju Infiltrasi Data infiltrasi untuk lokasi Ladang jagung, karet, ubi kayu dan cokelat dapat dilihat pada Tabel 7. Tabel 7. Laju infiltrasi pada lokasi penelitian penelitian Laju Infiltrasi (cm/menit) 1. 2. 3. 4. Ladang Karet Ladang Jagung Ladang Ubi Kayu Ladang Cokelat fp=0,460006 + 2,24274 t -0,5 fp=0,08988 + 1,95682 t -0,5 fp=0,018388 + 2,40156 t -0,5 fp=0,05513 + 0,44371 t -0,5 Dari Tabel 7 dapat kita lihat bahwa ladang karet memiliki laju infiltrasi paling besar yang diikuti dengan ladang ubi kayu kemudian ladang jagung kemudian yang terkecil terdapat pada ladang cokelat. Hal itu dikarenakan dari setiap lokasi dari keempat ladang memiliki faktor C dan D yang jika nilai C dan D tersebut dimasukkan ke dalam persamaan Philips akan menghasilkan laju infiltrasi yang paling tinggi pada ladang Karet yang dapat dilihat lebih jelas lagi pada gambar 1. Evaluasi Laju Infiltrasi Hasil pengukuran laju infiltrasi pada penggunaan ladang jagung, karet, ubi kayu dan cokelat di Kebun percobaan Kwala Bekala dapat dilihat seperti pada Gambar 1. Dari Gambar 1, laju infiltrasi paling besar ditunjukkan di lokasi ladang karet sebesar fp = 0,460006 + 2,24274 t -0,5 cm/menit. Hal ini dikarenakan tanah di kebun karet bertekstur pasir berlempung, dimana dapat dilihat juga pada Tabel 5 tanah di kebun karet memiliki porositas total tanah yang besar. Hal ini sesuai dengan pernyataan Asdak (1995) yang menyatakan bahwa tanah dengan kepadatan berbeda mempunyai laju infiltrasi yang berbeda pula, makin padat makin kecil laju infiltrasinya. Tanah remah akan memberikan kapasitas infiltrasi lebih besar dari tanah liat, tanah dengan pori-pori jenuh akan mempunyai kapasitas infiltrasi lebih kecil dibandingkan dengan tanah dalam keadaan tidak jenuh. Dari Gambar 1 dapat diketahui bahwa laju infiltrasi tidak hanya dipengaruhi satu 508
faktor saja, dapat dilihat di lokasi ladang cokelat yang memiliki kadar air awal paling besar, namun menunjukkan laju infiltrasi paling kecil yaitu sebesar fp = 0,05513 + 0,44371 t -0,5 cm/menit dan pada 2 lokasi lainnya memiliki laju infiltrasi lebih baik dari pada di lokasi ladang cokelat yang pada Tabel 5 dapat dilihat bahwa lokasi ladang jagung dan ubi kayu memiliki total porositas lebih besar dibandingkan pada ladang cokelat. Hal ini sesuai dengan pernyataan Januar dan Nora (1999) yang menyatakan nilai porositas tanah yang besar menyebabkan laju infiltrasi yang besar pula, dan sebaliknya porositas tanah yang kecil menyebabkan laju infiltrasi yang kecil. Disamping itu laju infiltrasi dipengaruhi oleh fraksi teksturnya. Laju infiltrasi lebih rendah pada tanah yang mengandung fraksi liat yang lebih besar. Tabel 1 menunjukkan kandungan fraksi liat pada ladang cokelat yang tertinggi kemudian diikuti pada ladang jagung, ladang ubi kayu, dan ladang karet. Potensial Matriks Tanah penelitian setiap lokasi memiliki potensial matriks Nilai potensial matriks pada beberapa yang sama. Hubungan potensial matriks penggunaan lahan di Kebun percobaan Kwala terhadap kadar air pada penggunaan ladang Bekala dapat dilihat seperti pada Tabel 8. Dari jagung, karet, ubi kayu, dan cokelat di Kebun Tabel 8, dapat dilihat nilai potensial matriks pada percobaan Kwala Bekala dapat dilihat seperti beberapa kedalaman di empat lokasi penelitian pada Gambar 2, Gambar 3 dan Gambar 4. yang telah ditentukan dimana pada awal Tabel 8. Nilai potensial matriks tanah pada beberapa penggunaan ladang Suction (cbar) No Lokasi Sebelum Infiltrasi pada Kedalaman Setelah Infiltrasi pada edalaman 5 cm 15 cm 25 cm 5 cm 15 cm 25 cm 1 Ladang Jagung 22 20 18 14 10 7 2 Ladang Karet 22 21 19 18 13 10 3 Ladang Ubi kayu 22 20 19 16 11 8 4 Ladang Cokelat 22 21 18 12 8 5 Gambar 2 menunjukkan bahwa dengan potensial matriks yang sama berbeda kadar airnya. Hal ini akan bergantung pada tekstur tanah. Pada gambar dapat dilihat bahwa pada ladang Jagung dan Cokelat yang mempunyai tekstur lempung liat berpasir dengan kandungan liat yang lebih besar dibandingkan tekstur tanah pada ladang karet dan ubi kayu, menunjukkan kadar air lebih tinggi. Hal ini sesuai dengan pernyataan Pairunan,et al. (1985) bahwa pada potensial matriks yang sama untuk semua kedalaman pengamatan, makin halus tekstur tanah makin besar kandungan airnya. Tanah bertekstur halus (liat) yang mempunyai pori-pori berukuran kecil yang lebih banyak sehingga memiliki total ruang pori yang lebih besar mampu menyimpan air dalam jumlah yang lebih besar. Dengan ukuran pori yang lebih kecil dan dengan sifat yang dimiliki oleh tanah liat, ikatan matriksnya lebih kuat dibandingkan dengan tanah yang mempunyai ruang pori yang lebih besar (pasir), sehingga dengan potensial matriks yang sama kadar air pada tanah liat lebih besar daripada tanah pasir. Semakin besar kandungan 509
air yang disimpan tanah maka semakin rendah ikatan matriksnya. Hal ini dapat dilihat dari kadar air tanah setelah infiltrasi. Gambar 2. Hubungan potensial matriks terhadap kadar air pada kedalaman 5 cm Gambar 3. Hubungan potensial matriks terhadap kadar air pada kedalaman 15 cm Gambar 4. Hubungan potensial matriks terhadap kadar air pada kedalaman 25 cm. KESIMPULAN 1. Persamaan laju infiltrasi dengan metode Philips adalah sebagai berikut: - Ladang jagung : fp = 0,08988 + 1,95682 t -0,5 cm/menit - Ladang karet : fp = 0,460006 + 2,24274 t -0,5 cm/menit - Ladang Ubi kayu : fp = 0,018388 + 2,40156 t -0,5 cm/menit - Ladang Cokelat : fp = 0,05513 + 0,44371 t -0,5 cm/menit 2. Kapasitas infiltrasi yang paling besar terdapat pada ladang karet, kemudian pada ladang ubi kayu, ladang jagung, dan yang terkecil pada ladang cokelat. 3. Keempat ladang di kwala bekala memiliki kandungan bahan organik sebagai berikut ladang karet sebesar 9,73 %, ladang jagung sebesar 4,09 %, ladang ubi kayu sebesar 6,58 %, ladang cokelat sebesar 3,74 %. 4. Ladang karet memiliki bulk density sebesar 0,9 g/cm 3 sebelum infitrasi dan sebesar 1,03 g/cm 3 setelah infiltrasi, ladang jagung memiliki bulk density sebesar 0,98 g/cm 3 sebelum infiltrasi dan sebesar 1,06 g/cm 3 setelah infiltrasi, ladang ubi kayu memiliki bulk density sebesar 0,96 g/cm 3 sebelum 510
infiltrasi dan sebesar 1,05 g/cm 3 setelah infiltrasi, ladang cokelat memiliki bulk density sebesar 1,01 g/cm 3 sebelum infiltrasi dan sebesar 1,12 g/cm 3 setelah infiltrasi. 5. Ladang karet memiliki particle density sebesar 2,4 g/cm 3 sebelum infiltrasi dan sebesar 2,44 g/cm 3 setelah infiltrasi, ladang jagung memiliki particle density sebesar 1,98 g/cm 3 sebelum infiltrasi dan sebesar 2,03 % setelah infiltrasi, ladang ubi kayu memiliki particle density sebesar 2,34 g/cm 3 sebelum infiltrasi dan sebesar 2,41 g/cm 3 setelah infiltrasi, ladang cokelat memiliki particle density sebesar 1,96 g/cm 3 sebelum infiltrasi dan sebesar 2,01 g/cm 3 setelah infiltrasi. 6. Ladang karet memiliki porositas sebesar 59,64 % sebelum infiltrasi dan sebesar 57,78% setelah infiltrasi, ladang jagung memiliki porositas sebesar 50,50 % sebelum infiltrasi dan sebesar 47,86 % setelah infiltrasi, ladang ubi kayu memiliki porositas sebesar 58,63 % sebelum infiltrasi dan sebesar 56,43 % setelah infiltrasi, ladang cokelat memiliki porositas sebesar 48,46 % sebelum infiltrasi dan sebesar 44,27 % setelah infiltrasi. DAFTAR PUSTAKA Asdak,C. 2002. Hidrologi dan Pengelolaan Daerah Aliran Sungai. Gajah Mada University Press, Yogyakarta. Foth, D. H., 1994. Dasar-dasar Ilmu Tanah. Gadjah Mada University Press, Yogyakarta. Hanafiah, K.A., 2005. Dasar-dasar Ilmu Tanah. Penerbit PT Raja Grafinda, Persada, Jakarta. Hansen, V. E., Israelsen, O.W., dan Stringham, 1992. Dasar-Dasar Praktek Irigasi. Erlangga, Jakarta. Hardjowigeno, S. 1993. Klasifikasi Tanah dan Pedogenesis, Edisi Pertama, Penerbit Akademika Pressindo, Jakarta. Islami dan Utomo, W. H., 1995. Hubungan Tanah, Air, dan Tanaman. IKIP. Semarang Press, Semarang. Januar, R. Dan Nora, H.P., 1999. Evaluasi Persamaan Infiltrasi Kostiakov dan Philip secara Empirik untuk Tanah Regosol Coklat keabuan, Buletin Keteknikan, Vol 13 (3): hal 1-9, Fakultas Teknologi Pertanian IPB, Bogor. Munawar, R. 2010. Kwalabekala USU. http://www.kwalabekala.usu.ac.id. [Di akses 4 Desember 2014] Nurmi, O. Haridjaja, S. Arsyad dan S. Yahya, 2009. Perubahan Sifat Fisik Tanah Sebagai Respon Perlakuan Konservasi Vegetatif Pada Pertanaman Kakao. Forum Pascasarjana Vol. 32, No. 1. Pairunan, A.K., Nanere, J.L., Arifin, Solo S R Samosir, R. Tangkaisari, J R Lalopua,B Ibrahim, dan Asmadi, H. 1985. Dasar-dasar Ilmu Tanah. Badan Kerjasama Perguruan Tinggi Negeri Indonesia Bagian Timur, Makassar. Sari, S.P., 2012. Kajian Laju Infiltrasi Tanah Pada Berbagai Penggunaan Lahan di Desa Tanjung Putus Kecamatan Padang Tualang Kabupaten Langkat. Universitas Sumatera Utara, Medan. Sarief, S., 1986. Ilmu Tanah Pertanian. Penerbit Pustaka Buana, Bandung. Seyhan, E., 1990. Dasar-dasar Hidrologi. Gadjah Mada University Press,Yogyakarta. Susanto, 1994. Pelestarian Sumber Daya Tanah dan Air. Penerbit Andi Offset. Yogyakarta. 511