III. METODOLOGI PENELITIAN 3.1 Waktu dan Tempat Penelitian Penelitian dilakukan di kebun percobaan Cikabayan Fakultas Pertanian, Institut Pertanian Bogor, Desa Babakan, Kecamatan Dramaga, Kabupaten Bogor, Jawa Barat pada bulan April sampai September 2011. Pengamatan terhadap beberapa sifat hidrologi tanah dilakukan langsung di lapang dan pengamatan sifat fisik dan kimia tanah dilakukan di Laboratorium Departemen Ilmu dan Sumber Daya Lahan, Fakultas Pertanian, Institut Pertanian Bogor. 3.2 Pelaksanaan Penelitian Penelitian terhadap sifat fisik dan hidrologi tanah dilaksanakan di kebun Percobaan Cikabayan Fakultas Pertanian, Institut Pertanian Bogor, Desa Babakan, Kecamatan Dramaga, Kabupaten Bogor, Jawa Barat. Lokasi ini dipilih karena pada lokasi tersebut terdapat beberapa lahan yang telah menerapkan teknik pengolahan tanah baik pengolahan tanah konservasi atau pun pengolahan tanah intensif. Sifat tanah yang diamati adalah sifat fisik tanah meliputi bobot isi, tekstur, kadar air lapang, air tersedia, kurva pf, C-organik, tahanan penetrasi tanah, dan sifat hidrologi tanah meliputi kapasitas infiltrasi, hantaran hidrolik dan permeabilitas. Pengukuran/pengamatan terhadap tahanan penetrasi tanah, kapasitas infiltrasi dan hantaran hidrolik dilakukan langsung di lapang, sedangkan pengamatan terhadap bobot isi, C-organik, air tersedia, pori drainase, kurva pf, kadar air lapang dan permeabilitas tanah dilakukan di laboratorium dengan menggunakan contoh tanah. Pada lahan pengolahan tanah konservasi dan pengolahan tanah intensif masing-masing dipilih 3 petak sebagai ulangan. Pengamatan/pengukuran langsung dan pengambilan contoh tanah dilakukan di setiap petak pada kedua lahan tersebut. Contoh tanah yang digunakan pada penelitian ini adalah contoh tanah utuh dan contoh tanah terganggu. 12
Pengambilan contoh tanah utuh dilakukan pada tiga titik yang berdekatan di setiap petak dengan menggunakan ring sampler pada kedalaman tanah 0-20 cm dan 20 40 cm, sehingga jumlah total contoh tanah utuh yang diambil setiap lahan berjumlah 36 contoh tanah. Contoh tanah utuh yang diambil selanjutnya dianalisis di laboratorium untuk menentukan beberapa sifat fisik dan hidrologi tanah. Pada pengukuran kadar air lapang, pengambilan contoh tanah dilakukan dengan menggunakan alumunium foil untuk menjaga agar kadar air menyerupai kondisi di lapang. Pengambilan contoh tanah dilakukan di setiap petak pada kedalaman tanah 0 10 cm dan 10 20 cm dan dilakukan pengulangan sebanyak 3 kali setiap kedalaman tanah. Sehingga jumlah contoh tanah untuk penentuan kadar air lapang sebanyak 18 contoh tanah setiap lahan. Pengambilan contoh tanah untuk kadar air lapang ini dilakukan selama 5 hari berturut-turut dimulai sejak hari setelah tidak terjadinya hujan. Pengambilan contoh tanah terganggu dilakukan secara komposit di setiap petak pada masing-masing lahan dan dilakukan pada kedalaman tanah 0-30 cm dan 30-60 cm, sehingga jumlah contoh tanah terganggu yang diambil pada setiap lahan sebanyak 12 contoh tanah. Contoh tanah terganggu yang diambil selanjutnya dianalisis di laboratorium untuk menentukan tekstur dan kandungan bahan organik tanah. Semua contoh tanah yang diperoleh dari lapang dianalisis di laboratorium dengan menggunakan metode seperti yang ditampilkan pada Tabel 3. Alat-alat yang digunakan untuk analisis tanah di laboratorium disesuaikan dengan metode yang digunakan untuk setiap sifat fisik dan hidrologi tanah. Tabel 3. Parameter pengamatan dan metode analisis Parameter sifat fisik dan hidrologi tanah Metode analisis Bobot isi Gravimetri Tekstur Pipet Bahan organik Walkley and Black Kadar air lapang Gravimetri Tahanan penetrasi tanah Penetrometer Permeabilitas Permeameter Lab Infiltrasi Double ring infiltrometer Hantaran hidrolik Permeameter 13
Pengukuran yang dilakukan langsung di lapang meliputi tahanan penetrasi tanah, serta sifat hidrologi tanah yaitu kapasitas infiltrasi dan hantaran hidrolik. Pengukuran tahanan penetrasi tanah dilakukan di setiap petak dengan menggunakan alat penetrometer pada kedalaman tanah 0-10 cm dan 10-20 cm dan dilakukan pengulangan sebanyak 9 kali pada setiap kedalaman tanah, sehingga jumlah pengukuran nilai tahanan penetrasi tanah di setiap lahan berjumlah 54. Pengukuran kapasitas infiltrasi dilakukan di setiap petak dengan menggunakan alat double ring infiltrometer, sehingga jumlah pengukuran yang dilakukan setiap lahan sebanyak 3 amatan. Nilai kapasitas infiltrasi yang diukur adalah nilai kapasitas infiltrasi minimum yang merupakan laju masuknya air ke dalam tanah secara vertikal yang paling minimum dan konstan. Pengukuran hantaran hidrolik dilakukan di setiap petak dengan menggunakan alat permeameter, sehingga jumlah pengukuran yang dilakukan setiap lahan sebanyak 3 amatan. Nilai hantaran hidrolik diperoleh dari hasil pengukuran yang kemudian diolah untuk mendapatkan nilai K (hantaran hidrolik) dengan menggunakan rumus: Keterangan: K = hantaran hidrolik r = jari-jari lubang h = tinggi muka air Q = debit air (AxV) A = luas tabung permeameter V = laju penurunan air konstan (jenuh) π = 3,14 K = {In(h/r + [(h/r) 2 +1] 1/2 )-1}Q 2πh 2 Hasil nilai kapasitas infiltrasi, permeabilitas, dan hantaran hidrolik tanah yang diperoleh kemudian diklasifikasikan berdasarkan laju kecepatan air yang bergerak menurut Uhland dan O Neal (Sitorus et al., 1983) yang terlihat pada Tabel 4. 14
Tabel 4. Klasifikasi Laju Kecepatan Pergerakan Air Masuk ke dalam Tanah (Uhland dan O Neal dalam Sitorus et al., 1980) Kelas Laju Kecepatan Air (cm/jam) Sangat lambat < 0.125 Lambat 0.125-0.5 Agak lambat 0.5 2 Sedang 2-6.25 Agak cepat 6.25-12.5 Cepat 12.5 25 Sangat cepat > 25 3.3 Analisis data Data sifat-sifat fisik dan hidrologi tanah hasil pengamatan diolah dengan menggunakan Microsoft Office Excell dan selanjutnya hasil data tersebut dianalisis secara statistik menggunakan Analisis of Varian (Anova) dan uji lanjut Duncan dengan alat bantu software SAS 9.1. Analisis of Varian pada penelitian ini digunakan untuk melihat faktor (pengolahan tanah) yang mempengaruhi respon (parameter). Kemudian faktor yang berpengaruh terhadap respon diuji lanjut menggunakan uji Duncan. Uji Duncan digunakan untuk melihat nilai respon (parameter) yang memiliki perbedaan nyata pada taraf 5% (α = 0.05). Bagan alur penelitian dapat dilihat pada gambar 2. 15
Penetapan Lokasi OTK OTI Pengambilan Contoh Tanah Contoh Tanah Utuh Contoh Tanah Terganggu Pengukuran Lapang Infiltrasi Hantaran Hidrolik Tahanan Penetrasi Tanah Analisis Lab Bobot Isi Tekstur C Organik Permeabilitas KA Lapang Kurva pf Pengolahan Data Hasil Gambar 2. Bagan Alur Penelitian 16