% liat = [ H,( T 68),] BKM % debu = 1 % liat % pasir 1% Semua analisis sifat fisik tanah dibutuhkan untuk mengetahui karakteristik tanah dalam mempengaruhi infiltrasi. 3. 3... pf pf ialah logaritma dari tegangan air tanah yang dinyatakan dalam sentimeter tinggi kolom air. Pori-pori dalam suatu masa tanah merupakan rongga-rongga diantara partikel-partikel tanah yang dapat berisi air atau udara. Proporsi antara air dan udara dalam pori-pori tanah tergantung dari kadar air tanah. Semakin tinggi kadar air tanah, maka semakin rendah pori-pori yang dapat diisi oleh udara atau sebaliknya. Untuk mengetahui distribusi pori dalam tanah di tetapkan kurva pf, yaitu suatu kurva yang menyatakan hubungan antara kandungan air tanah dengan pf. Tahap pekerjaannya sebagai berikut: a. Mengambil tanah dari lapang dalam ring setebal 1, cm di bagian tengah ring b. Kemudian membaginya menjadi 3, masing-masing untuk pf 1 (tekanan 1 cm air), pf (tekanan 1 cm air), dan pf,4 (tekanan 1/3 atm). Untuk pf 4, (tekanan 1 atm) digunakan contoh tanah kering udara berukuran < mm. c. Tanah untuk penetapan pf 1, dan,4 diletakan diatas piringan (plate) dalam pressure plate apparatus, kan tanah untuk penetapan pf 4, diletakan diatas piringan dalam pressure membrane apparatus. d. Memenuhi contoh tanah ini dengan air sampai berlebihan. dibiarkan selama 48 jam. e. Menutup alat rapat-rapat, kemudian diberikan tekanan sesuai dengan pf yang dikehendaki. f. Keseimbangan tercapai setelah kira-kira 48 jam tekanan-tekanan tersebut bekerja. g. Setelah keseimbangan tercapai keluarkan contoh tanah tersebut untuk ditetapkan kadar airnya. h. Terakhir membuat kurva pf pada excel, kandungan air sebagai absis dan pf sebagai ordinat. IV. HASIL DAN PEMBAHASAN 4. 1. Parameter dan Kurva Infiltrasi Parameter Infiltrasi Dari hasil pengukuran laju infiltrasi selama 4 fase pertumbuhan tanaman padi, dapat diduga parameter-parameter infiltrasinya (Tabel 8.). Nilai setiap parameter sangat dipengaruhi oleh sifat fisik tanah sawah terutama permeabilitas, porositas dan tekstur. Pada setiap fase laju infiltrasi juga akan bergantung dari kondisi lahan dan pertumbuhan sistem perakaran tanaman padi. Dari data pengukuran dapat diketahui laju infiltrasi rata-rata terbesar terjadi pada fase 3 di teras tengah sebesar 16, mm/jam (Tabel 8.) kondisi lahan pada fase ini dalam keadaan kering dan umur tanaman padi sudah mencapai 49 hari. Selain lahan yang kering, perakarannya pun sudah cukup untuk membuka ruang pori dalam tanah. Tabel 8. Parameter infiltrasi Teras fo mm/jam fc mm/jam t jam A 37,3 14,7 6173,61 T 1,6 191 B 179, 76, 3383,98 A 3,3 66 T 1,9 93 B 16,7 436 A 743, 367, 13,44 T 886, 16, 166,8 B 3,3 1,9 49,784 A 19,3 183 T 7,4,1 91 1,61 B 1,1 1819 Catatan: t adalah waktu pada saat laju infiltrasi konstan. Laju infiltrasi rata-rata terkecil terjadi pada fase sebesar 1,9 mm/jam (Tabel 8.) masih di teras tengah dimana pada fase ini kondisi lahan dalam keadaan tergenang dan dalam masa pelumpuran, pertumbuhan padi masih dalam masa pematangan dan pemanjangan batang. Padi baru berumur ± hari setelah semai. Pada fase ini padi dalam pemupukan. K 11
Dengan adanya pemupukan pori-pori tanah akan terisi oleh pupuk dan terjadi pemampatan tanah oleh pupuk sehingga proses infiltrasi menjadi lebih terganggu dan menghasilkan laju infiltrasi yang kecil dibandingkan dengan fase-fase yang lain. Pada Tabel 8. ada beberapa kolom yang kosong. Kosongnya kolom tersebut dikarenakan infiltrasi sudah dalam keadaan konstan atau sudah mencapai kapasitas infiltrasi, sehingga f = fo = fc. Konstannya nilai infiltrasi disebabkan oleh lahan yang sudah jenuh. Pada saat infiltrasi sudah dalam keadaan konstan, maka dapat ditentukan juga kelas infiltrasinya. Tabel 9. Kelas infiltrasi konstan rata-rata pada 4 fase Laju & Kelas infiltrasi konstan Level (mm/jam) Sangat Cepat Lambat Atas Cepat Lambat Sangat Lambat Sedang Tengah Lambat Cepat Bawah Cepat Lambat Cepat Lambat pelumpuran dan kejenuhan lahan. Di level atas dan bawah pelumpuran tidak begitu dalam, yaitu ± 1 cm pada teras atas dan ± cm pada teras bawah, kan pada infiltrasi (mm/jam) 3 1 Teras Atas U1 1 3 4 6 7 3 1 waktu (dtk) Teras Tengah U 1 3 4 6 7 3 Teras Bawah U3 Liu (1) menyebutkan bahwa laju infiltrasi awal di lahan sawah pada kondisi kering akan lebih besar dan perbedaannya akan signifikan pada saat lahan sawah itu berada dalam kondisi yang lain, seperti penggenangan dan pelumpuran. Kondisi teras yang berbeda pada tiap ketinggian membuat pergerakan air dari teras atas ke teras tengah lalu ke teras bawah tidak terlihat, sehingga laju infiltrasi tiap teras tidak saling berhubungan. Hal ini disebabkan posisi bawah pada masingmasing teras. Posisi bawah di teras atas dan tengah diisi oleh batuan-batuan yang padat membuat pergerakan air di dalam tanah terhambat akibatnya air bergerak ke teras bawah hanya melalui limpasan permukaan. 1 1 3 4 6 7 Gambar 4. Infiltrasi pada fase 1 Teras Atas U 4 6 8 1 1 Kurva infiltrasi Untuk mengetahui lebih jelas laju infiltrasi di tiap teras dan fase disajikan melalui kurva infiltrasi pada Gambar 4,, 6, dan 7. yang mewakili teras dan fasenya. Gambar 4. merupakan kurva infiltrasi terhadap waktu pada fase 1, di tiap teras. Pada fase ini terlihat variasi dari tiap teras, infiltrasi terbesar pada teras atas diikuti teras bawah kemudian teras tengah. Variasi ini disebabkan oleh faktor Teras Bawah U3 4 6 8 1 1 Gambar. Infiltrasi pada fase 1
Teras Atas U3 Teras Atas U1 Infiltrasi (m m/j am ) 16 1 14 13 1 11 1 9 8 7 6 4 3 1 1 3 4 Infiltrasi (m m /jam ) 1 3 4 6 7 8 9 1 11 Teras Tengah U1 Teras Tengah U3 Infiltrasi (m m/j am ) 16 1 14 13 1 11 1 9 8 7 6 4 3 1 1 3 4 Infiltrasi (m m /jam ) 1 3 4 6 7 8 9 1 11 Infiltrasi (m m/j am ) Teras Bawah U1 16 1 14 13 1 11 1 9 8 7 6 4 3 1 1 3 4 Infiltrasi (m m /jam ) Teras Bawah U 1 3 4 6 7 8 9 1 11 Gambar 6. Infiltrasi pada teras tengah pelumpuran mencapai 6 cm. Pelumpuran menyebabkan lahan menjadi basah, semakin berlumpur lahan semakin jenuh karena kandungan air pada lahan semakin besar. Pada Gambar. infiltrasi yang terukur hanya pada dua teras, yaitu teras atas dan bawah. Pada pengukuran infiltrasi fase, proses pengukuran lebih lama dari proses pengukuran infiltrasi fase 1. Pada fase satu kali ulangan membutuhkan waktu 4- jam itupun pemberian air pada ring dalam tidak lebih dari 4 kali. Dari Gambar. tidak lebih dari 4 data yang bisa diambil. Hal ini menunjukan tanah sudah mencapai kapasitas infiltrasi. Gambar 7. Infiltrasi pada Pada pengukuran infiltrasi fase 3, padi pada lahan sawah sudah berumur kurang lebih 49 hari setelah semai dimana biji-biji pada tanaman padi sudah terbentuk namun masih hijau dengan jarak tanam padi cm. Data yang dihasilkan dari pengukuran ini terlihat pada Gambar 6. dimana laju infiltrasi terbesar terjadi di teras tengah diikuti teras atas kemudian bawah. Perlakuan pada lahan di teras atas sama dengan teras bawah, yaitu sebagian kering, sebagian basah dan sebagian lagi tergenang. Sedangkan pada teras tengah lahan sebagian besar kering. Secara kebetulan titik-titik pengukuran pada teras atas dan tengah mewakili semua kondisi lahan tapi untuk teras tengah titik pengukuran tepat berada pada lahan yang kering. 13
Pada fase ini perakaran tanaman padi sudah bisa membuka ruang pori tanah sehingga air bisa dengan mudah terinfiltrasi. (Gambar 7.) merupakan fase pengukuran terkahir. Pada fase ini data yang dihasilkan dari masing-masing teras tidak berbeda jauh dengan fase 1 dan fase. Pengukuran infiltrasi fase 4 dilakukan setelah sawah panen dengan asumsi keadaan lahan kering kerontang. Namun yang terjadi adalah kondisi lahan basah seperti pada pengukuran fase 1. Pada fase 4 ini sawah oleh petani setelah panen langsung diairi dengan alasan agar keadaan lahan tetap basah dan mudah untuk diolah, hal ini dilakukan karena air yang setiap saat tersedia. lahan sawah menyisakan sisa-sisa perakaran dan jerami padi sehingga mengganggu proses pengukuran infiltrasi Variasi infiltrasi pada setiap fase dan level di salah satu lahan sawah di wilayah mikro DAS Cibojong memperlihatkan bahwa infiltrasi dapat dipengaruhi oleh masa pertumbuhan tanaman khususnya sistem perakaran, kondisi lahan (pelumpuran) dan sisa-sisa perakaran dan jerami setelah panen. Data hasil pengukuran infiltrasi selama 4 fase terlampir. 4.. Pengaruh Sifat Fisik Tanah terhadap Laju Infiltrasi Porositas, permeabilitas, dan tekstur Sifat fisik tanah yang paling dominan dalam mempengaruhi proses infiltrasi adalah porositas, permeabilitas, dan tekstur. Ruang pori yang terdapat dalam tanah sangat menentukan pergerakan air dalam tanah, ukuran ruang pori yang dapat meloloskan air dengan kean sampai dengan berukuran diatas 8,8 µm (Rachim, ). Ruang pori ini akan bertambah besar apabila terdapat sistem perakaran tanaman. Pada fase 3 pertumbuhan sistem perakaran tanaman padi pada kondisi lahan yang kering mampu meningkatkan laju infiltrasi yang signifikan pada tiap teras. Sedangkan tiga fase yang lain, yaitu 1,, dan 4 tidak begitu terpengaruh dikarenakan lahan sudah jenuh air dimana tanahnya sudah mencapai kapasitas infiltrasi. Sifat fisik tanah lain yang mempengaruhi laju infiltrasi adalah permeabilitas. Permeabilitas ini merupakan ukuran yang menunjukkan kemudahan air di dalam tanah untuk bergerak atau mengalir. Penentuan permeabilitas ini sangat tergantung dari kondisi sampel. Sampel yang baik adalah sampel pada kondisi tanah yang stabil. Dari data hasil analisis pada Tabel 1. nilai permeabilitas berada pada kisaran kelas permeabilitas dan. Nilai permeabilitas terbesar pada fase 3 dimana rata-rata kisaran nilainya seragam untuk tiap teras sebesar 111.8 mm/jam. Permeabilitas juga dipengaruhi oleh ruang pori dalam tanah. Sehingga baik permeabilitas maupun laju infiltrasi yang terukur pada fase 3 memberikan nilai yang besar. Sebagai pembanding pada Tabel 1. dapat dilihat kelas permeabilitas dan kelas laju infiltrasi pada tiap teras dan fase. Besar kecilnya laju infiltrasi akan selalu mengikuti permeabilitas tanahnya dalam meloloskan air. Tabel 1. Perbandingan kelas infiltrasi dengan kelas permeabilitas Fase Level Atas Tengah P I lambat P I lambat P Bawah I lambat Catatan: P: Permeabilitas; I: Infiltrasi Sangat sangat lambat lambat Kelas tekstur pada lahan sawah hampir sama di setiap teras dan fase, yaitu didominasi oleh kelas lempung pada teras atas dan tengah dan sedikit kelas tekstur lempung liat pada teras bawah. Tabel 11. Tekstur dan kelas tekstur Tekstur (%) Level Pasir Debu Liat Kelas Atas 4,63 48,79 6,9 Lempung Tengah 7, 41,3 3,4 Lempung Bawah 39, 3,81 4,67 Lempung berliat Apabila dikaitkan dengan kelas permeabilitas, kelas tekstur ini menunjukan permeabilitas. Permeabilitas merupakan karakter tanah bertekstur atau tanah berlempung. Tekstur pada lahan sawah yang terukur termasuk tanah bertekstur tetapi halus dan 14
masuk ke dalam kelas tekstur lempung pada level atas dan tengah dan kelas lempung berliat pada level bawah. Pengaruh tekstur terhadap laju infiltrasi akan terlihat pada waktu tektsur tanah pada kondisi kering. Kelas teksur lempung akan mudah pecah atau retak-retak apabila dalam kondisi kering. Pada saat itulah laju infiltrasi akan besar selain itu beda potensi kapiler lapisan tanah atas dan bawah pada kondisi kering akan menyebabkan air jatuh di permukaan tanah akan diserap dengan. Sedangkan pada fase 1,, dan 4 walaupun masih memiliki kelas tekstur yang sama namun penggenangan lahan telah membuat pengaruh sifat fisik tanah tidak terlihat berpengaruh pada laju infiltrasi. Data lengkap hasil pengukuran baik untuk nilai porositas, permeabilitas, dan tekstur terlampir. pf 4 3 1 Kurva pf 4 Fase pada Teras Atas 1 3 4 6 4 3 1 Kadar Air (%vol) Kurva pf 4 Fase pada Teras Tengah 1 3 4 6 4 3 1 Kadar Air (%vol) Kurva pf 4 Fase pada Teras Bawah 1 3 4 6 7 Kadar Air (%vol) Gambar 8. Kurva pf pada setiap fase Rachim () menyebutkan bahwa pori-pori dalam suatu masa tanah merupakan rongga-rongga diantara partikelpartikel tanah yang dapat berisi air atau udara. Proporsi antara air dan udara dalam pori-pori tanah tergantung dari kadar air tanah. Semakin tinggi kadar air tanah, maka semakin rendah pori-pori yang dapat diisi oleh udara atau sebaliknya. Agar tanaman dapat tumbuh dengan baik diperlukan proporsi atau perimbangan antara pori-pori yang terisi air dan udara Untuk mengetahui distribusi pori dalam tanah ditetapkan kurva pf, yaitu logaritma dari tegangan air tanah yang dinyatakan dalam sentimeter tinggi kolom air. (Gambar 8.). Kadar air pada tiap-tiap teras di tiap fase memberikan variasi yang kecil jumlahnya, namun nilai kadar airnya menurun dari fase 1 ke fase 4. Penurunan nilai ini menunjukkan kadar air yang dibutuhkan oleh tanaman akan semakin berkurang selama proses pertumbuhan tanaman berlangsung. 4 fase pertumbuhan tanaman padi memberikan pengaruh terhadap ketersediaan air pada lahan, menjelang panen air pada lahan akan dikurangi untuk memper pematangan biji dan untuk mencegah kelebihan air yang bisa menyebabkan biji padi membusuk. Tabel 1. Kadar air tanah pada berbagai nilai pf (mm) Teras AT pf 1 pf pf.4 pf4. A 7 49 44 3 1 T 4 41 37 17 B 6 49 44 4 A 46 4 7 13 T 1 46 31 1 B 7 4 4 3 8 Fae 3 A 46 34 1 T 3 41 33 3 1 B 3 4 31 18 13 A 49 44 34 4 1 T 7 49 37 1 B 49 41 31 11 Catatan: AT (air tersedia) 1
yang penting bagi pertumbuhan tanaman, yaitu pf,4 dan pf 4,. Karena air tersedia berada diantara kedua nilai ini. pf,4 sebagai nilai kapasitas lapang dan pf 4, sebagai nilai titik layu permanen, kan air tersedia dilapangan didapatkan dari selisih antara kapasitas lapang dan titik layu permanen. Sedangkan untuk pf 1 dan pf tidak terlalu berpengaruh karena keduanya pemegang pori drainase dan, air tidak akan tersimpan dalam tanah melainkan diloloskan. Jumlah air tersedia hasil pengukuran mengindikasikan pada lahan sawah itu cukup air dan bahkan lebih dari cukup sehingga resiko cekaman air untuk tanaman kecil. Laju infiltrasi terlihat terpengaruh oleh besarnya kadar air pada lahan. Laju infiltrasi meningkat seiring dengan berkurangnya kadar air pada lahan sawah (fase 3) walaupun penurunan kadar airnya tidak terlalu signifikan. Data lengkap nilai pf terlampir. 4. 3. Berat Isi dan Kedalaman serta Peranan Lapisan Kedap Air Sawah di kampung Cikalong menurut petani setempat telah di buka belasan tahun yang lalu (informasi dari hasil wawancara). Awal mulanya lahan sawah merupakan areal hutan yang kemudian digunduli untuk dijadikan areal persawahan. Dikarenakan tanahnya yang miring, maka petani setempat mengisi lapisan tanah dengan batu sungai agar tidak terjadi erosi. Dari data hasil analisis nilai berat Isi untuk teras atas dan tengah semakin dalam semakin besar (Gambar 9.) karena lapisan di bawahnya merupakan batuan. Sedangkan untuk teras bawah sampai dengan kedalaman 3-4 cm nilai berat isi meningkat namun pada kedalaman 4- cm nilai berat isi berkurang. Susilowati (4) menyatakan pada umumnya setelah sawah mencapai umur lebih dari 4 atau tahun, kekedapan tanah di sawah semakin stabil, karena telah terbentuk lapisan kedap air yang sempurna. Suganda (199) juga menyatakan lapisan kedap dapat ditemukan pada lahan yang telah lama disawahkan. Lapisan ini tebalnya kira-kira cm, nilai berat isi lebih besar daripada lapisan tanah di atas dan di bawahnya. Nilai berat isi pada teras bawah menunjukkan ada lapisan dimana lapisan itu lebih padat dibandingkan lapisan di atas maupun di bawahnya, yang berada pada kedalaman 3-4 cm. Data ini mengindikasikan pada lahan sawah tersebut terdapat suatu lapisan yang ciri-cirinya mirip dengan lapisan kedap air. Kedalaman (cm) Kedalaman (cm) Kedalaman (cm) 3 4 6 Berat Isi 4 Fase Teras Atas...4.6.8 1. 1. 1.4 1 Berat Isi (g/cm3) Berat Isi 4 Fase pada Teras Tengah.. 1. 1. 1 1 3 3 Berat Isi (g/cm3) Berat Isi 4 Fase pada Teras Bawah.. 1. 1.. 1 3 4 6 Berat Isi (g/cm3) Gambar 9. Berat Isi pada setiap fase Peranan lapisan kedap air dalam proses infiltrasi ini adalah sebagai penahan air agar air yang terinfiltrasi tidak langsung terpekolasi ke lapisan jenuh, sehingga air akan tetap tersedia untuk dimanfaatkan oleh tanaman. Apabila air terpekolasi ke lapisan jenuh, maka air tersedia akan mendekati nilai titik layu permanen dan akan menyebabkan lahan kekurangan air dan perlu diberi tambahan air. Dengan adanya lapisan kedap air tersedia untuk tanaman akan tetap dipertahankan hingga mencapai nilai kapasitas lapang, dengan demikian pada lahan tersebut tidak perlu ditambahkan air. Namun dampak dari lapisan kedap akibat pengolahan tanah sawah yang terus menerus tanpa memperhatikan perbaikan kedalaman zone perakaran, mengakibatkan lapisan tersebut akan semakin dangkal (< 16