program studi ilmu tanah fakultas pertanian …/pengaruh...bahan organik tanah dalam konservasi...
TRANSCRIPT
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
i
PENGARUH JENIS POHON TERHADAP KANDUNGAN FRAKSI
BAHAN ORGANIK TANAH DALAM KONSERVASI HIDROLOGIS
DI SUB DAS SAMIN, DAS BENGAWAN SOLO HULU,
KABUPATEN KARANGANYAR
SKRIPSI
Untuk memenuhi sebagian persyaratan
guna memperoleh derajat sarjana S1 pertanian
di Fakultas pertanian Universitas Sebelas Maret
Disusun oleh :
AHMAD ARI NUGROHO
H 0205018
PROGRAM STUDI ILMU TANAH
FAKULTAS PERTANIAN
UNIVERSITAS SEBELAS MARET
SURAKARTA
2011
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
ii
PENGARUH JENIS POHON TERHADAP KANDUNGAN FRAKSI
BAHAN ORGANIK TANAH DALAM KONSERVASI HIDROLOGIS
DI SUB DAS SAMIN, DAS BENGAWAN SOLO HULU,
KABUPATEN KARANGANYAR
Telah dipertahankan di depan Dewan Penguji
Pada tanggal : 2011
dan dinyatakan telah memenuhi syarat
Susunan Tim Penguji
Ketua Anggota I Anggota II
Dr. Ir. Widyatmani Sih Dewi, MP NIP. 19631123198703-2-002
Ir. Sumarno, MS. NIP. 19540518198505-1-002
Komariah, STP., M.Sc., P.hD. NIP. 19630704198803-2-001
Surakarta, November 2011
Mengetahui,
Universitas Sebelas Maret
Fakultas Pertanian
Dekan
Prof. Dr. Ir. Bambang Pujiasmanto, M.S. NIP. 19560225 198601-1-001
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
iii
KATA PENGANTAR
Puji syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT yang telah melimpahkan
rahmat dan karunia-Nya sehingga penelitian dan penyusunan skripsi ini dapat
terselesaikan ini dengan baik. Penelitian dan penyusunan skripsi ini dapat
terlaksana, tidak terlepas dari bantuan berbagi pihak. Untuk itu pada kesempatan
ini penulis menyampaikan terima kasih kepada :
1. Dekan Fakultas Pertanian UNS Prof. Dr. Ir. Bambang Pujiasmanto, M.S.,
2. Dr. Ir. Widyatmani Sih Dewi, MP., selaku pembimbing utama atas segala
bimbingan dan ilmu yang diberikan kepada penulis, serta kesabaran yang
luar biasa dalam memimbing dan menuntun penulis. Jika ada kata syukur
yang lebih bermakna dari ucapan ‘terima kasih’, dan kata yang bermakna
lebih dalam dari permohonan ‘ maaf ’, mungkin hanya kata itu yang bisa
penulis sampaikan kepada beliau,
3. Ir. Sumarno, MS., selaku pembimbing pendamping I atas segala ilmu,
bimbingan, arahan, kesabaran, keikhlasan, dan keramahan beliau, sehingga
penulis termotivasi untuk menyelesaikan skripsi ini,
4. Komariah, STP., M.Sc., P.hD., selaku pembimbing pendamping II, terima
kasih atas ilmu, bimbingan, saran dan segala yang diberikan selama
penyusunan skripsi,
5. Ir. Sutopo MP., selaku pembimbing akademik atas arahan, bimbingan, dan
nasehat bapak, sehingga penulis senantiasa termotivasi dan optimis dalam
menyelesaikan skripsi ini,
6. My best parrent (mami Sri Wahyuni and abi Zubaidi) , my lovely brother
(Bayu Arif Nugroho), “Belahan Jiwaku” ( Lady Noor Ayni ), dan Keluarga
besarku atas segala kasih sayang, perhatian, inspirasi dan motivasi serta
pengorbanan yang diberikan untuk penulis,
7. Tim “LAWU” : Lady, Sistha, dan Louhan (Joko M.) terima kasih atas kerja
samanya selama ini, tak ada kata selain maaf dari penulis apabila selama kita
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
iv
bersama terdapat banyak kesalahan, kekurangan, dan kekhilafan yang
penulis lakukan,
8. Sahabat dan adik yang sangat berjasa : Lintang Cahyaningtyas, yang telah
bersedia mengorbankan waktunya untuk menemani dan memotivasi penulis
agar segera menyelesaikan skripsi ini,
9. Keluarga besar MIT’05 ( special thank’s bwt Rian T, Bos Edo, dan Bang
Buzz) atas dukungan dan pengorbanan yang akan selalu penulis kenang
seumur hidup serta KMIT atas kekompakan, kekeluargaan, solidaritas, kasih
sayang, dan perhatian, yang diberikan selama ini.
10. Sahabat terbaikku Toby, Fendy, Ganden, Triyono beserta segenap Edelweis
dan Nominolima Family, kalian adalah sahabat sekaligus keluarga yang luar
biasa. Thanks atas segala perhatian, semangat, dan motivasi yang diberikan
untukku,
11. Keluarga besar FORMAT (khususnya AGT 2008) yang telah menjadi
keluarga baru yang tak henti memberi semangat serta motivasi untuk segera
menjadi alumni,
12. Semua pihak yang tidak dapat penulis sebutkan satu per satu atas bantuan
dan dorongan serta pengorbanan yang tidak ringan dari awal hingga
terwujudnya skripsi ini.
Penulis menyadari bahwa penyusunan skripsi tidak lepas dari kekurangan,
untuk itu saran dan kritik yang membangun sangat penulis harapkan. Semoga
skripsi ini dapat bermanfaat bagi penulis khususnya dan bagi pembaca pada
umumnya. Amin.
Surakarta, 2011
Penulis
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
v
DAFTAR ISI
Halaman
HALAMAN JUDUL ................................................................................. i
HALAMAN PENGESAHAN.................................................................... ii
KATA PENGANTAR ............................................................................... iii
DAFTAR ISI .............................................................................................. v
DAFTAR TABEL ..................................................................................... vii
DAFTAR GAMBAR ................................................................................ viii
DAFTAR LAMPIRAN .............................................................................. ix
RINGKASAN ............................................................................................ x
SUMMARY ............................................................................................... xi
I. PENDAHULUAN ............................................................................... 1
A. Latar Belakang ............................................................................... 1
B. Rumusan Masalah .......................................................................... 3
C. Tujuan Penelitian ........................................................................... 3
D. Kerangka Berpikir .......................................................................... 3
E. Manfaat Penelitian ......................................................................... 6
II. TINJAUAN PUSTAKA ...................................................................... 7
A. Degradasi Fungsi Hidrologi Tanah di Sub DAS Samin, DAS
Bengawan Solo Hulu, Kabupaten Karanganyar ............................ 7
B. Peran Pohon Dalam Mempengaruhi Kandungan Bahan Organik
Tanah .............................................................................................. 8
C. Peran Bahan Organik Tanah Dalam Mempengaruhi Sifat-sifat
Tanah ............................................................................................. 9
III. METODE PENELITIAN ..................................................................... 12
A. Tempat dan Waktu ......................................................................... 12
B. Bahan dan Alat ............................................................................... 12
C. Perancangan Penelitian .................................................................. 13
D. Tata Laksana Penelitian ................................................................. 13
1. Penentuan Jenis Pohon ............................................................. 13
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
vi
2. Penentuan Lokasi Pohon Terpilih ............................................ 14
3. Variabel Pengamatan ............................................................... 14
4. Pengambilan Contoh Tanah ..................................................... 16
5. Produkasi Seresah ................................................................... 17
6. Bahan Organik Tanah .............................................................. 17
E. Analisis Data .................................................................................. 18
IV. HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN ................................... 19
A. Deskripsi Lokasi Penelitian ........................................................... 19
B. Kuantitas dan Kualitas Seresah Individu Pohon ............................ 22
C. Pengaruh Jenis Pohon terhadap Kandungan Fraksi
Bahan Organik Tanah .................................................................... 26
D. Hubungan antara Jenis Pohon dan Kandungan Bahan Organik Tanah
dengan Sifat-sifat Tanah ................................................................ 33
V. KESIMPULAN DAN SARAN ............................................................ 40
1. Kesimpulan .................................................................................... 40
2. Saran............................................................................................... 41
DAFTAR PUSTAKA ................................................................................ 42
LAMPIRAN
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
vii
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 3.1 Metode Variabel Tanah ............................................................ 16
Tabel 4.1 Deskripsi Lokasi Penelitian Berdasarkan Wilayah, Posisi
Astronomi, dan Ketinggian Tempat ......................................... 21
Tabel 4.2 Ringkasan Hasil Uji F Pengaruh Jenis Pohon terhadap
Kuantitas dan Kualitas Seresah ................................................ 22
Tabel 4.3 Ringkasan Hasil Uji Jarak Berganda Duncant (DMRT)
Kuantitas dan Kualitas Seresah ................................................ 23
Tabel 4.4 Ringkasan Hasil Uji F Pengaruh Jenis Pohon terhadap
Kandungan Fraksi Bahan Organik Tanah ................................ 29
Tabel 4.5 Ringkasan Hasil Uji F Pengaruh Jenis Pohon terhadap
Sifat Fisika, Biologi, dan Kimia Tanah.................................... 34
Tabel 4.6 Ringkasan Hasil Uji Jarak Berganda Duncant (DMRT)
Sifat Fisika Tanah .................................................................... 35
Tabel 4.7 Ringkasan Hasil Uji Jarak Berganda Duncant (DMRT)
Sifat Kimia Tanah .................................................................... 38
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
viii
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 1.1 Diagram Alur Pikir Hubungan antara Jenis Pohon Dengan
Produksi Seresah dan Bahan Organik Tanah ........................... 5
Gambar 3.1 Diagram Alur Fraksionasi Bahan Organik .............................. 18
Gambar 4.1 Peta Satuan Lahan wilayah Sub DAS Samin Hulu .................. 20
Gambar 4.2 Model Struktur Asam Fulvat berdasarkan Buffle et al. (1977) 27
Gambar 4.3 Model Struktur Asam Humat berdasarkan Stevenson (1982) . 28
Gambar 4.4 Rerata Persentase Fulvat pada Sembilan Jenis
Pohon Terpilih.......................................................................... 29
Gambar 4.5 Rerata Persentase Humat pada Sembilan Jenis
Pohon Terpilih.......................................................................... 30
Gambar 4.6 Rerata Persentas Humin pada Sembilan Jenis
Pohon Terpilih.......................................................................... 31
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
ix
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1. Peta Lokasi
Lampiran 2. Foto Kegiatan
Lampiran 3. Analisis Statistik
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
x
ABSTRAK
PENGARUH JENIS POHON TERHADAP KANDUNGAN FRAKSI BAHAN ORGANIK TANAH DALAM KONSERVASI HIDROLOGI
DI SUB DAS SAMIN, DAS BENGAWAN SOLO HULU, KABUPATEN KARANGANYAR
Penelitian ini dilaksanakan di beberapa lokasi di Sub DAS Samin Hulu Kabupaten Karanganyar pada bulan Maret 2009 sampai oktober 2009. Laju erosi tanah di DAS Samin mencapai > 250 ton/ha/tahun (sangat berat) disebabkan oleh alih fungsi lahan (Nugraha dkk., 2007). Untuk menopang fungsi hidrologi, dapat diestimasi berdasarkan fraksi bahan organik tanah yang dipengaruhi oleh karakter pohon. Penelitian ini difokuskan pada 9 jenis pohon yang baik untuk konservasi fungsi hidrologi tanah di Sub DAS Samin Hulu (Pinus, Surian, Mahoni, Jati, Alpukat, Cengkeh, Durian, Duku, dan Rambutan). Penelitian ini bertujuan untuk mengestimasi hubungan antara jenis pohon dengan fraksi bahan organik tanah di sub DAS Samin.
Penelitian ini merupakan penelitian deskriptif-eksploratif-kuantitatif yang pendekatan variabelnya dilakukan melalui survei lapang dan didukung data hasil analisis laboratorium. Analisis statistika yang digunakan adalah Uji F, Uji Jarak Berganda Duncan (DMRT) dilanjutkan dengan Uji Korelasi dan regresi.
Hasil penelitian menunjukkan bahwa jenis pohon memberikan pengaruh beragam terhadap kandungan fraksi bahan organik tanah. Pinus memberikan kandungan fraksi bahan organik tanah (fulvat, humat, humin) tertinggi (0,89%;1,07%;1,29%), karena tumbuh di daerah hutan lindung dataran tinggi yang relatif tidak terusik oleh kegiatan manusia. Kondisi ini mendukung kontribusi positif terhadap sifat fisik dan kimiawi tanah, dimana permeabilitas sangat tinggi, BV tanah relatif rendah, dan pH relatif tinggi. Sebaliknya, Rambutan memberikan kandungan fraksi bahan organik tanah (fulvat, humat, humin) terendah, yaitu sebesar (0,30%;0,37%;0,40%) karena tumbuh di lingkungan budidaya tanaman semusim dataran rendah yang terusik oleh manusia.
Fraksi bahan organik memberikan dampak terhadap perbedaan sifat fisik dan kimiawi tanah. Permeabilitas merupakan sifat tanah yang dipengaruhi oleh karakter pohon dan kandungan fraksi bahan organik tanah. Pemeliharaan fungsi hidrologi dapat dilakukan dengan penanaman jenis pohon yang memiliki karakter pohon (ketebalan seresah) dan kandungan fraksi organik yang tinggi.
Kata kunci : Sub DAS Samin, karakter pohon, kandungan fraksi bahan
organik tanah, permeabilitas tanah
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
xi
ABSTRACT
INFLUENCE OF SPECIES OF TREES ON SOIL ORGANIC FRACTION MATTER IN HIDROLOGIC CONSERVATION SIDE
AT SAMIN SUB WATERSHED, UPSTREAM PART OF WATERSHED BENGAWAN SOLO, KARANGANYAR REGENCY
The research was conducted at several locations in the upstream part of
Samin,sub watershed Karanganyar Regency in March 2009 to October 2009. The rate of soil erosion at Samin sub-watershed reached > 250 tons/ha/year (very severe) caused by non-proper land convertion (Nugraha et al., 2007). To restore and support the hydrologic function of the area, can be estimated by Soil Organic Matter (SOM) fraction that influenced by the tree’s character. This research focused on 9 species of trees that have good character in hidrologic conservation function of the upstream part of Samin sub-watershed (Pine, Surian, Mahogany, Teak, Avocado, Clove, Durian, Duku, and Rambutan). The purpose of this research is estimating the relation between species of trees and the SOM fraction in Samin sub-watershed. This is a descriptive-exploratory-quantitative research that variables approachment get by field survey and supported by data from the soil laboratory analyze. Statistical analysis used was the F test, Duncan Multiple Range Test (DMRT), continued by Correlation test and Stepwise Regression test. The results showed that different species of trees causes diferrent SOM fraction. Pine have the highest SOM fraction (0.89% fulvic, 1.07% humate, and 1.29% humin), because it lives in highland forest that human activity doesn’t influence. This condition gives a positive contribution to the soil physic and soil chemical (high permeability, low volume density, and high soil reaction). On the otherside, Rambutan has the lowest SOM fraction (0.30%fulvic, 0.37% humate, and 0.40% humin), because it lives in lowland that influenced by human activities.
SOM fraction gives a contribution to soil phisycs and soil chemical. The permeability is one of the soil physics variable that influenced by the charácter of trees and SOM fraction. To keep the hidrologic function, we should combine some species of trees that have good character and high SOM fraction.
Key word : Samin sub watershed, character individual of trees, soil organic
matter fraction, soil permeability
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
1
I. PENDAHULUAN
A. Latar Belakang Masalah
Hutan adalah suatu ekosistem yang memiliki peran penting sebagai
penjaga keseimbangan fungsi hidrologis dan pengendali erosi. Apabila hutan
mengalami degradasi dalam menjalankan fungsi tersebut, maka akan terjadi
kerusakan lingkungan yang berdampak buruk bagi daerah tersebut. Kondisi
tersebut saat ini sedang terjadi di DAS Samin yang terletak di lereng barat
Gunung Lawu yang termasuk wilayah Kabupaten Karanganyar dan
Kabupaten Sukoharjo. Degradasi fungsi hidrologis di daerah DAS Samin
ditunjukkan dengan tingginya erosi dan longsor tanah. Laju erosi yang
mencapai > 250 ton ha-1 th-1 termasuk dalam kategori sangat berat. Selain itu
juga banyak ditemukan tebing-tebing yang longsor di beberapa tempat di
Kabupaten Karanganyar pada bulan Desember 2007 hingga Maret 2008
(Nugraha dkk., 2006 cit. Dewi dkk., 2008; Nugraha dkk., 2007 cit Dewi
dkk., 2008).
Penyebab utama degradasi fungsi hidrologis pada kawasan sub DAS
Samin adalah maraknya penebangan pohon secara liar di kawasan hutan
lindung yang diikuti kegiatan perambahan lahan hutan untuk usaha budidaya
tanaman semusim dan tanaman sayuran. Kegiatan tersebut tidak dapat
dibenarkan karena melakukan penggunaan lahan secara intensif dan tidak
memperhatikan peran pohon (tanaman tahunan) pada kawasan lindung.
Peran pohon dalam menjamin keberlangsungan keberadaan tanah dan
air antara lain: akar pohon memelihara kestabilan struktur tanah dengan
memperbesar granulasi tanah, seresah dan tajuk pohon menutupi permukaan
tanah sehingga mengurangi evaporasi, seresah dan tajuk pohon juga
mempengaruhi iklim mikro dan menyediakan pakan bagi biota sehingga
meningkatkan populasi dan aktifitasnya mengakibatkan peningkatan
porositas tanah, sehingga memperbesar jumlah infiltrasi dan mencegah
terjadinya erosi (Suhardi, 2003).
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
2
Peran pohon yang tidak kalah pentingnya adalah dalam
menyumbangkan seresah sebagai sumber utama pembentuk bahan organik
tanah. Banyaknya seresah dan kualitas seresah yang dihasilkan oleh pohon
mempengaruhi fraksi penyusun bahan organik tanah yang akan terbentuk.
Kualitas dari seresah ditentukan dari mudahnya seresah tersebut
terdekomposisi. Seresah kualitas tinggi lebih mudah terdekomposisi karena
kandungan lignin yang rendah dan kandungan N yang tinggi sehingga lebih
cepat dapat termanfaatkan oleh tanaman. Seresah sebaiknya terdiri dari
seresah kualitas tinggi dan rendah karena tidak langsung semuanya terurai
dan dapat terus tersedia. Seresah juga merupakan bahan utama yang
membentuk bahan organik.
Bahan organik memiliki fungsi penting dalam menopang konservasi
tanah agar fungsi produksinya berkelanjutan. Bahan organik tanah
merupakan bahan (sisa jaringan tanaman/hewan) yang telah mengalami
perombakan/dekomposisi baik sebagian atau seluruhnya, dan telah
mengalami humifikasi maupun yang belum. Fraksionasi tanah secara fisik
menurut ukuran partikel telah digunakan secara ekstensif untuk mempelajari
bahan organik tanah (Cambardella and Elliot, 1993). Anderson and Ingram
(1989) memilahkan bahan organik tanah menjadi: (a) fraksi kasar yang
berukuran 2 – 0,25 mm, terdiri dari biomasa mikroorganisme dan bahan
organik yang sebagian telah terlapukkan, dan (b) fraksi halus, berukuran
lebih halus (< 0,25 mm) dan terdiri dari bahan organik yang terhumifikasi
dan resisten terhadap pelapukan. Sedangkan secara kimiawi, bahan organik
tanah juga tersusun menjadi 3 (tiga) yaitu fraksi asam humat, asam fulvat,
dan humin.
Bahan organik berperan penting dalam perubahan sifat-sifat tanah,
yaitu sifat fisik, biologis, dan kimiawi tanah. Secara fisik, bahan organik
tanah meningkatkan agregasi (granulasi tanah) dan urobilitas agregat, aerasi
(penghawaan) lebih baik, drainase perembihan, pelulusan) lebih baik, lebih
tahan terhadap erosi, serta mampu mengurangi plastisitas pada tanah
lempung (liat-clay), tanah lebih mudah diolah (lebih gembur) dan menaikkan
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
3
kemampuan mengikat/menyimpan air. Secara kimia, bahan organik tanah
mampu meningkatkan KPK (Kapasitas Pertukaran Kation), merupakan
cadangan unsur hara utama N,P, dan S dalam bentuk organik dan unsur hara
mikro. Secara biologi, keberadaan bahan organik tanah dapat meningkatkan
aktivitas, jumlah serta populasi mikro dan makro organisme tanah (BO
merupakan sumber energi/makanan bagi bakteri, fungi, actinomycetes,
cacing, serangga, dll)
Berdasarkan pada landasan ilmiah tersebut, maka dipandang penting
untuk diadakan penelitian guna mengestimasi hubungan antara jenis pohon
dengan produksi dan kualitas seresah serta fraksi bahan organik tanah.
Penelitian ini akan difokuskan pada sembilan jenis pohon yaitu: pinus,
surian, mahoni, jati, alpukat, cengkeh, durian, duku, dan rambutan.
Berdasarkan hasil penelitian Dewi dkk (2008), sembilan jenis pohon ini
memiliki karakter tajuk dan akar yang ideal untuk memelihara fungsi
hidrologis tanah di sub DAS Samin. Hasil penelitian ini diharapkan dapat
melengkapi data pemilihan jenis pohon yang ideal untuk konservasi fungsi
hidrologis tanah di sub DAS Samin.
B. Rumusan Masalah
Apakah jenis pohon yang berbeda berpengaruh terhadap fraksi bahan
organik tanah dalam menopang konservasi fungsi hidrologis ?
C. Tujuan Penelitian
Penelitian ini bertujuan untuk :
Mengestimasi hubungan antara jenis pohon dengan kandungan fraksi
bahan organik tanah di sub DAS Samin, DAS Bengawan Solo Hulu, Kab.
Karanganyar.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
4
D. Kerangka Berpikir
Pohon memiliki peran penting dalam memelihara fungsi hidrologis
suatu lingkungan. Jenis pohon berbeda akan memberikan pengaruh yang
berbeda dalam memelihara fungsi hidrologis sesuai dengan karakter yang
dimiliki jenis pohon tersebut. Karakter yang dimaksud antara lain adalah
kemampuan suatu pohon menghasilkan seresah, karena seresah pohon
adalah sumber utama bahan organik. Seresah pohon akan menjadi bahan
organik tanah (BOT) setelah mengalami perombakan. Proses perombakan
seresah menjadi bahan organik dipengaruhi oleh iklim mikro (curah hujan,
lengas tanah dan suhu) yang secara tidak langsung juga berpengaruh
terhadap mikroorganisme yang melakukan perombakan. Apabila seresah
berasal dari jenis pohon yang berbeda maka jumlah produksi seresah dan
kualitas seresahnya juga akan berbeda. Hal tersebut akan berpengaruh juga
terhadap penyusunan bahan organik (C, asam humat, dan asam fulvat) serta
fraksi (ukuran) bahan organik tersebut.
Manfaat bahan organik tanah (BOT) secara fisik adalah sebagai
granulator (memperbaiki struktur tanah) di antaranya dalam pembentukan
agregat dan struktur, serta dalam memperbaiki porositas tanah. Hal ini tidak
lepas dari fungsi biologi BOT tanah yang mempengaruhi aktifitas, jumlah,
serta populasi dari mikroorganisme dan makrofauna tanah. Dan fungsi
biologi ini juga berkaitan dengan fungsi kimia BOT yang mempengaruhi
kondisi lingkungan sebagai habitat organisme tanah.
Berdasarkan pemikiran tersebut, seresah memberikan pengaruh
terhadap fungsi BOT secara fisik, kimia, dan biologi tanah yang mengacu
pada perbaikan fungsi hidrologis suatu lingkungan.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
5
Gambar 1.1 Diagram alur pikir hubungan antara jenis pohon dengan
produksi seresah dan bahan organik tanah
Produksi Di Atas Permukaan Tanah
Porositas
PERBAIKAN FUNGSI HIDROLOGIS
Sifat Fisika Tanah
Sifat Biologi Tanah
Sifat Kimia Tanah
Makrofauna Tanah
pH H2O N C
KPK
Stabilitas Agregat
Asam Humat Asam Fulfat
Humin
JENIS POHON
Produksi Seresah
Produksi Per Satuan Waktu
BOT Bahan Organik Tanah
IKLIM MIKRO: Curah Hujan Suhu Lengas Tanah
C Seresah N Seresah
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
6
E. Manfaat Penelitian
Penelitian ini bermanfaat untuk mendapatkan jenis pohon yang
memberikan kandungan fraksi BOT yang mendukung fungsi BOT dalam
menjaga fungsi hidrologis di SUB DAS Samin, DAS Bengawan Solo Hulu,
Kab. Karanganyar. Selain itu, hasil penelitian ini diharapkan dapat
melengkapi data pemilihan jenis pohon yang ideal untuk konservasi fungsi
hidrologis tanah di sub DAS Samin.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
7
II. TINJAUAN PUSTAKA
A. Degradasi Fungsi Hidrologis Tanah di sub DAS Samin, DAS Bengawan Solo Hulu, Kabupaten Karanganyar
Alih fungsi hutan menjadi lahan pertanian akan memberikan dampak
negatif terhadap fungsi hidrologis DAS. Kemampuan suatu ekosistem dalam
menjaga fungsi hidrologis tanah merupakan interaksi dari komponen-
komponennya, meliputi tajuk vegetasi yang rapat dan berlapis, perakaran
tanaman yang dalam dan intensif, penutupan lapisan seresah yang tebal pada
permukaan tanah, serta aktivitas fauna tanah (Dewi dkk., 2008).
Kerusakan lingkungan yang diakibatkan oleh eksploitasi lahan yang
berlebihan, perluasan areal tanam, dan penggundulan hutan, telah berdampak
pada keberlangsungan hidup biota yang berada di bumi ini. Kerusakan ini
dapat berupa degradasi lapisan tanah (erosi), kesuburan tanah, longsor dan
sedimentasi yang tinggi dalam sungai, bencana banjir, distribusi dan jumlah
atau kualitas aliran air sungai akan menurun. Bila kondisi tersebut terus
berlangsung dan tidak terkendali, maka dikhawatirkan jumlah lahan kritis dan
kerusakan dalam suatu wilayah daerah aliran sungai (DAS) akan bertambah
(Sawitri, 2008).
Posisi DAS Bengawan Solo Hulu secara geografis adalah: sebelah
barat dibatasi puncak Gunung Merapi dan Gunung Merbabu, sebelah Timur
dibatasi puncak gunung Lawu, sebelah utara dibatasi puncak pegunungan
Kendeng, dan sebelah Selatan dibatasi puncak pegunungan selatan di wilayah
Kabupaten Wonogiri. Secara administrasi DAS Bengawan Solo Hulu
meliputi: sebagian wilayah Kabupaten Wonogiri, wilayah Kabupaten
Klaten,sebagian wilayah Kabupaten Boyolali, Kabupaten Sukoharjo, wilayah
Kota Surakarta, wilayah Kabupaten Karanganyar, sebagian wilayah
Kabupaten Sragen, dan sebagian wilayah Kabupaten Ngawi
(Ahmad, 2008 cit. Dewi dkk., 2008).
Sub DAS Samin merupakan anak sungai Bengawan Solo Hulu,
Propinsi Jawa Tengah, dan merupakan salah satu contoh daerah yang
Formatted
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
8
mengalami kerusakan lingkungan yang serius (Nugraha dkk., 2006 cit. Dewi
dkk., 2008; Nugraha dkk., 2007 cit Dewi dkk., 2008). Sub DAS Samin
merupakan salah satu dari 8 (delapan) sub DAS lain yang memberi input air
ke badan sungai Bengawan Solo Hulu (Ahmad, 2008 cit. Dewi dkk., 2008).
Sub DAS Samin meliputi wilayah seluas 32.378,79 ha, dengan bagian hulu
dari lereng Gunung Lawu sebelah barat, melalui wilayah Kabupaten
Karanganyar, dan bagian hilir di sebagian wilayah Sukoharjo (Nugraha dkk.,
2006 cit. Dewi dkk., 2008). Sebagian besar daerahnya merupakan kawasan
hutan lindung yang terletak di bagian barat Gunung Lawu, namun telah
banyak mengalami konversi menjadi lahan pertanian dan pemukiman.
Sebagian besar penduduk di sekitar sub DAS Samin mengandalkan
sumberdaya alam sebagai sumber mata pencahariannya.
B. Peran Pohon Dalam Mempengaruhi Kandungan Bahan Organik Tanah
Sistem agroforestri pada umumnya memiliki kanopi yang menutupi
sebagian atau seluruh permukaan tanah dan sebagian akan melapuk secara
bertahap. Adanya seresah yang menutupi permukaan tanah dan penutupan
tajuk pepohonan menyebabkan kondisi di permukaan tanah dan lapisan tanah
lebih lembab, temperatur dan intensitas cahaya lebih rendah. Kondisi iklim
mikro yang sedemikian ini sangat sesuai untuk perkembangbiakan dan
kegiatan organisme. Kegiatan dan perkembangan organisme ini semakin cepat
karena tersedianya bahan organik sebagai sumber energi. Kegiatan organisme
makro dan mikro berpengaruh terhadap beberapa sifat fisik tanah seperti
terbentuknya pori makro (biopore) dan pemantapan agregat. Peningkatan
jumlah pori makro dan kemantapan agregat pada gilirannya akan
meningkatkan kapasitas infiltrasi dan sifat aerasi tanah (Edwards, 1998).
Peran pohon dalam menjamin keberlangsungan keberadaan tanah dan
air melalui beberapa komponennya : (1) akar pohon memelihara kestabilan
struktur tanah dengan memperbesar granulasi tanah, (2) seresah dan tajuk
pohon menutupi permukaan tanah sehingga mengurangi evaporasi, (3) seresah
dan tajuk pohon juga mempengaruhi iklim mikro dan menyediakan pakan bagi
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
9
biota sehingga meningkatkan populasi dan aktifitasnya mengakibatkan
peningkatan porositas tanah, sehingga memperbesar jumlah infiltrasi dan
mencegah terjadinya erosi (Suhardi, 2003).
Tegakan pohon dapat mempengaruhi fungsi hidrologis tanah melalui
intersepsi air hujan, lolos tajuk (troughfall), dan aliran batang (stemflow),
masukan seresah serta distribusi akar (Dewi dkk., 2008). Masukan seresah
yang diberikan oleh pohon merupakan bahan utama yang akan dirombak
menjadi bahan organik tanah.
Populasi dan diversitas pohon yang banyak seperti di hutan, pada
umumnya konsumsi air atau laju evapotranspirasinya tinggi, namun
terkompensasi oleh pengembalian seresah yang berperan sebagai filter air dan
sedimen, sehingga dapat memperbesar kapasitas infiltrasi, dan mengurangi
limpasan permukaan serta erosi (Hairiah et al., 2004 cit. Dewi dkk., 2008).
Pengembalian seresah yang dimaksud adalah melalui daun-daun yang gugur
dan terdekomposisi menjadi bahan organik tanah. Bahan organik tanah inilah
yang mampu berperan sebagai filter air atau sedimen.
C. Peran Bahan Organik Tanah Dalam Perbaikan Sifat-sifat Tanah
Bahan organik mampu meningkatkan kemampuan tanah menahan air.
Hal ini dapat dikaitkan dengan sifat polaritas air yang bermuatan negatif dan
positif yang selanjutnya berkaitan dengan partikel tanah dan bahan organik.
Air tanah mempengaruhi mikroorganisme tanah dan tanaman di atasnya.
Kadar air optimal bagi tanaman dan mikroorganisme adalah 0,5 bar/ atmosfer.
Stevenson (1982) menyajikan proses dekomposisi BO dg urutan sbb:
1. Fase perombakan bahan organik segar.
2. Fase perombakan lanjutan.
Fase ini dibagi menjadi beberapa tahap:
a. tahap awal: dicirikan oleh kehilangan secara cepat bahan-bahan
yang mudah terdekomposisi akibat pemanfaatan BO sebagai
sumber karbon dan energi oleh mikroorganisme, terutama bakteri.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
10
b. Tahap tengah: terbentuk senyawa organik tengahan/antara
(intermediate products) dan biomasa baru sel organisme.
c. Tahap akhir: dicirikan oleh terjadinya dekomposisi secara
berangsur bagian jaringan tanaman/hewan yang lebih resisten.
Peran fungi dan Actinomycetes pada tahap ini sangat dominan
3. Fase perombakan dan sintesis ulang senyawa-senyawa organik
(humifikasi) yang akan membentuk humus.
Salah satu peran bahan organik yaitu sebagai granulator, yaitu
memperbaiki struktur tanah. Menurut Arnev (2011) peranan bahan organik
dalam pembentukan agregat yang stabil terjadi karena mudahnya tanah
membentuk kompleks dengan bahan organik. Hal ini berlangsung melalui
mekanisme: penambahan bahan organik dapat meningkatkan populasi
mikroorganisme tanah, diantaranya jamur dan cendawan, karena bahan
organik digunakan oleh mikroorganisme tanah sebagai penyusun tubuh dan
sumber energinya. Miselia atau hifa cendawan tersebut mampu menyatukan
butir tanah menjadi agregat, sedangkan bakteri berfungsi seperti semen yang
menyatukan agregat.
Dari segi kimia, bahan organik tanah meningkatkan daya jerap dan
kapasitas tukar kation (KTK). Sekitar setengah dari kapasitas tukar kation
(KTK) tanah berasal dari bahan organik. Bahan organik dapat meningkatkan
kapasitas tukar kation dua sampai tiga puluh kali lebih besar daripada koloid
mineral yang meliputi 30 sampai 90% dari tenaga jerap suatu tanah mineral.
Peningkatan KTK akibat penambahan bahan organik dikarenakan pelapukan
bahan organik akan menghasilkan humus (koloid organik) yang mempunyai
permukaan dapat menahan unsur hara dan air sehingga dapat dikatakan bahwa
pemberian bahan organik dapat menyimpan pupuk dan air yang diberikan di
dalam tanah. Peningkatan KTK menambah kemampuan tanah untuk menahan
unsur- unsur hara.
Pemberian bahan organik dapat meningkatkan pertumbuhan dan
aktivitas mikroorganisme, oleh karena itu bahan organik tanah disebut
memiliki fungsi penting dalam perbaikan sifat biologi tanah. Disamping itu,
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
11
bahan organik merupakan sumber energi dan bahan makanan bagi
mikroorganisme yang hidup di dalam tanah. Mikroorganisme tanah saling
berinteraksi dengan kebutuhannya akan bahan organik karena bahan organik
menyediakan karbon sebagai sumber energi untuk tumbuh (Taufik, 2005).
Bahan organik tanah lebih mengacu pada bahan (sisa jaringan makhluk
hidup) yang telah mengalami humifikasi maupun yang belum. Kelompok
yang telah mengalami humifikasi lebih dikenal dengan istilah “humus”.
Humus merupakan hasil akhir proses dekomposisi bahan organik yang bersifat
stabil dan tahan terhadap proses bio-degradasi. Humus dapat dipilah menjadi
fraksi asam humat, asam fulvat, dan humin. Bahan organik yang tidak
terhumifikasi meliputi senyawa-senyawa organik seperti karbohidrat, asam
amino, peptide, lemak, lilin, lignin, asam nukleat, dan protein. Bahan organik
tersebut dikenal dengan istilah Non-humic Subtances (Tan, 2005).
Zat aktif atau kandungan utama dalam humus yang berperan terhadap
kesuburan tanah adalah senyawa asam humat dan asam fulvat. Senyawa-
senyawa tersebut merupakan zat organik stabil dan merupakan hasil akhir dari
proses dekomposisi bahan organik. Asam humat dan asam fulvat berbeda
dengan zat organik yang terkandung dalam bahan organik lain seperti kompos
dan pupuk kandang yang umumnya mudah terurai oleh mikroba tanah dan
akhirnya akan habis. Kandungan asam humat dalam humus umumnya lebih
tinggi dari pada asam fulvat. Oleh karena itu komponen utama humus
seringkali disebut hanya asam humat saja, walaupun sebenarnya mengandung
asam fulvat juga. (Arnev, 2011).
Asam fulvat sebenarnya merupakan produk yang berasal dari senyawa
asam humat. Asam fulvat membantu melarutkan mineral hadir di tanah
sehingga membantu pertumbuhan tanaman yang lebih baik. Sejak beberapa
tahun orang telah menggunakan asam fulvat dan pupuk organik lainnya untuk
pertumbuhan akar yang sehat. Asam ini meningkatkan metabolisme dalam
tanah dan membantu dalam respirasi. Metabolisme protein dirangsang dengan
bantuan asam ini bersama dengan meningkatkan aktivitas enzim dalam akar
tanaman ( Anonim, 2010).
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
12
III. METODE PENELITIAN
A. Tempat dan Waktu
Penelitian ini dilaksanakan di beberapa lokasi di sub DAS Samin, Kab.
Karanganyar. Lokasi dipilih pada fungsi kawasan penyangga dan kawasan
budidaya tanaman tahunan sub DAS Samin, DAS Bengawan Solo Hulu, Kab.
Karanganyar. Untuk analisis tanah akan dilaksanakan di Laboratorium Biologi
Tanah, Laboratorium Fisika Tanah serta Laboratorium Kimia dan Kesuburan
Tanah, Jurusan Ilmu Tanah Fakultas Pertanian Universitas Sebelas Maret
Surakarta. Penelitian dimulai pada bulan Juli 2009 sampai selesai, sedangkan
pra survei dilakukan pada bulan Maret 2009.
B. Bahan dan Alat
1. Bahan
a. Contoh tanah terusik dan tidak terusik
b. Seresah dari jenis pohon berbeda
c. Kemikalia untuk analisis tanah.
2. Alat
a. Peta Rupa Bumi Indonesia
b. Peta Administrasi DAS Samin bagian hulu di wilayah Kabupaten
Karanganyar
c. Peta Fungsi Kawasan DAS Samin bagian hulu di wilayah Kabupaten
Karanganyar
d. Peta Jenis Tanah DAS Samin bagian hulu di wilayah Kabupaten
Karanganyar
e. Data curah hujan 10 tahun terakhir
f. Litter Trap
g. Frame kayu berukuran 50 cm x 50 cm
h. Meteran
i. Ember
j. Balok kayu
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
13
k. Palu
l. Penggaris
m. Cangkul
n. Ring sampel
o. Pengayak tanah
C. Rancangan Penelitian
Penelitian menggunakan metode survei dan analisis laboratorium,
dengan pendekatan deskriptif-eksploratif-kuantitatif. Survei bertujuan untuk
memperoleh data jenis pohon.
Analisis laboratorium dilakukan untuk menentukan produksi dan
kualitas seresah, fraksi BOT, pH, C, N, KPK, total populasi mikroorganisme
dan beberapa sifat tanah yang berkorelasi dengan fungsi hidrologis tanah,
seperti: kadar lengas tanah, tekstur tanah, stabilitas agregat, bahan organik
tanah, porositas total, BV, dan BJ. Analisis dilakukan di Laboratorium Biologi
Tanah, Laboratorium Fisika Tanah serta Laboratorium Kimia dan Kesuburan
Tanah Jurusan Ilmu Tanah Fakultas Pertanian UNS.
D. Tata Laksana Penelitian
1. Penentuan jenis pohon
Penelitian ini menggunakan sembilan jenis pohon yaitu Pinus,
Surian, Mahoni, Jati, Alpukat, Cengkeh, Durian, Duku, dan Rambutan.
Sembilan jenis pohon tersebut memiliki karakter tajuk dan akar yang ideal
untuk memelihara fungsi hidrologis tanah di sub DAS Samin, data ini
diperoleh dari hasil penelitian Dewi dkk. (2008). Oleh karena itu
penelitian ini hanya memfokuskan pada ke sembilan jenis pohon tersebut.
Sembilan jenis pohon tersebut ditentukan berdasarkan jenis pohon yang
dominan dari setiap lokasi, berumur lebih dari 5 tahun serta memiliki nilai
ekonomi yang tinggi dan banyak dibudidayakan oleh masyarakat di
wilayah sub DAS Samin, Kab. Karanganyar.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
14
2. Penentuan lokasi pohon terpilih
Cara menentukan lokasi untuk pengukuran karakter pohon terpilih
dilakukan dengan overlay peta fungsi kawasan dengan peta jenis tanah sub
DAS Samin Bagian Hulu. Kemudian dari hasil overlay tersebut dapat
ditentukan peta satuan lahan wilayah sub DAS Samin. Berdasarkan peta
satuan lahan tersebut, maka ditentukan sembilan jenis individu pohon
terpilih. Kemudian dilakukan pengecekan kondisi di lapangan terkait
dengan keberadaan sembilan jenis pohon terpilih sesuai dengan peta
satuan lahan yang telah ditentukan sebelumnya. Pada lokasi pewakil yang
dipilih, selanjutnya dibuat transek berukuran 40 m x 5 m. Tiap kombinasi
perlakuan diulang tiga kali pada lokasi yang sama namun disesuaikan
dengan kondisi di lapangan.
3. Variabel pengamatan
Variabel yang akan diamati dalam penelitian ini meliputi :
a. Variabel Bebas : Jenis pohon
b. Variabel Terikat :
Bahan Organik Tanah
b.1. C organik
b.2. Asam humat
b.3. Asam fulfat
b.4. Humin
c. Variabel Pendukung :
c.1. Produksi seresah pohon
c.1.1. Produksi seresah per satuan waktu
· C organik seresah
· N total seresah
c.1.2. Produksi seresah di permukaan tanah
· C organik seresah
· N total seresah
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
15
c.2. Sifat fisik tanah
c.2.1. Tekstur tanah
c.2.2. Kemantapan agregat
c.2.3. BV
c.2.4. BJ
c.2.5. Porositas
c.2.6. Permeabilitas
c.3. Sifat biologi tanah
Makrofauna tanah
c.3.1. Kepadatan populasi makrofauna Epigeik
c.3.2. Kepadatan populasi makrofauna Endogeik
c.4. Sifat kimia tanah
c.4.1. pH H2O
c.4.2. N total tanah
c.4.3. C organik tanah
c.4.4. Kapasitas Pertukaran Kation (KPK)
c.5. Suhu tanah
c.6. Kadar lengas
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
16
Metode-metode yang akan digunakan dalam pengukuran variabel
pengamatan dapat dilihat dalam tabel 3.1.
Tabel 3.1 Metode Variabel Pengamatan
No. Variabel Pengamatan Metode 1.
2.
3.
Variabel bebas : - Jenis pohon
Variabel terikat : BOT - C organik - N - Asam humat - Asam fulfat - Humin Variabel pendukung :
- Produksi seresah persatuan waktu
- Produksi seresah di permukaan tanah
Sifat-sifat Tanah :
- Tekstur tanah - Kemantapan Agregat - BV - BJ - Porositas - Permeabilitas - Makrofauna - pH - N - C tanah - KPK
- Suhu tanah
Pengamatan langsung di lapangan Walkey and Black (Tan. K. H., 2005) Kjeldahl (Balai Penelitian Tanah, 2005) Pengasaman (Stevenson et al., 1965) Pengasaman (Stevenson et al., 1965) Extract basa alkali (Stevenson et al., 1965) Litter trap (Hairiah et. al, 2007 cit. Dewi dkk., 2008) Standing litter (Hairiah et. al, 2007 cit. Dewi dkk., 2008) Pemipetan (Balai Penelitian Tanah, 2005) Pengayakan basah dan kering (Balai Penelitian Tanah, 2005) Volumetri (Balai Penelitian Tanah, 2005) Gravimetri (Balai Penelitian Tanah, 2005) Core (Tan. K. H., 2005) Constan head (Hidayah, 2000) Pengamatan di laboratoium pH meter (Balai Penelitian Tanah, 2005) Kjeldahl (Balai Penelitian Tanah, 2005) Walkey and Black (Tan. K. H., 2005) NH4Oac pH 7.0 (Balai Penelitian Tanah, 2005) Pengukuran langsung di lapangan
4. Pengambilan contoh tanah
Pengambilan contoh tanah (sampel) untuk tanah tidak terusik
dilakukan di bawah tegakan individu pohon, tanah tidak terusik ini
digunakan untuk menganalisis sifat fisika tanah di laboratorium.
Pengambilan sampel dilakukan dibawah tegakan pohon dimaksudkan agar
mengetahui pengaruh dari tegakan pohon tersebut terhadap sifat tanahnya,
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
17
sedangkan untuk contoh tanah terusik akan dilakukan pengambilan contoh
tanah dengan metode simple random sampling atau pengambilan contoh
tanah acak sederhana dengan tujuan untuk menganalisis sifat kimia
tanahnya.
5. Produksi Seresah
Ø Produksi per satuan waktu
Jenis pohon yang berbeda akan menghasilkan jumlah seresah
yang berbeda per satuan waktu. Untuk mengestimasi produksi seresah
tiap individu pohon akan digunakan pendekatan berdasarkan
banyaknya guguran seresah per minggu. Pengukuran dilakukan selama
16 kali minggu, dengan menggunakan frame penangkap seresah (Litter
trap) yang berukuran 3 x 1 x 1 m. Selanjutnya data yang diperoleh
akan digunakan untuk mengestimasi banyaknya produksi seresah per
jenis pohon per tahun.
Ø Seresah di atas permukaan tanah (Ketebalan seresah)
Tutupan seresah di permukaan tanah dapat melindungi tanah
dari bahaya erosi. Pengukuran ketebalan seresah di permukaan tanah
akan dilakukan dengan mengukur tebal seresah yang terdapat di bawah
tegakan individu pohon terpilih dengan alat yang berupa frame kayu
yang berukuran 50 cm x 50 cm (standing litter), untuk masing-masing
pohon dilakukan pengulangan sebanyak tiga kali.
6. Bahan Organik Tanah (BOT)
Secara kimiawi bahan organik dapat diklasifikasikan menjadi 3
fraksi yaitu : humin, asam humat, dan asam fulvat. Ketiga fraksi ini dapat
dipisahkan dengan cara fraksionasi menggunaan larutan asam dan basa.
Untuk humin, tidak dapat larut dalam larutan basa maupun asam, untuk
asam humat dapat larut dalam larutan basa namun tidak larut dalam
larutan asam, sedangkan untuk asam fulvat dapat larut dalam larutan basa
maupun larutan asam. Untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada gambar di
berikut ini:
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
18
Gambar 3.1 Diagram alur fraksionasi bahan organik.
E. Analisis Data
Perangkat lunak yang digunakan untuk analisis data adalah minitab 14.
Analisis statistika yang digunakan adalah Uji F untuk mengetahui pengaruh
jenis pohon terhadap karakter pohon (kuantitas dan kualitas seresah),
kandungan fraksi bahan organik (humat, fulvat,dan humin), dan sifat-sifat
tanah ; Uji Jarak Berganda Duncan (DMRT) untuk membandingkan
perbedaan rerata jenis pohon terhadap karakter pohon dan sifat tanah ; Uji
Korelasi untuk mengestimasi keeratan hubungan antara fraksi bahan organik
tanah (humat, fulvat, dan humin) dengan karakter pohon dan sifat tanah ; dan
Uji Stepwise Regression untuk mengetahui karakter pohon yang paling
berpengaruh terhadap permeabilitas tanah dan mengestimasi hubungan antara
karakter pohon dengan permeabilitas tanah di Sub DAS Samin, DAS
Bengawan Solo Hulu, Kabupaten Karanganyar.
Humus
Humin Fraksionasi larutan asam
Asam fulvat Asam humat
terlarut mengendap
terlarut mengendap
Fraksionasi larutan basa
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
19
IV. HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN
A. Deskripsi dan Lokasi Penelitian
Penelitian ini merupakan penelitian yang difokuskan pada 9 jenis
pohon meliputi Pinus (Pinus mercusii), Surian (Toona surenii), Mahoni
(Swietenia mahagony), Jati (Tectona grandis), Alpukat (Parsea americana),
Cengkeh (Syzygium aromatica), Durian (Durio zibethinus), Duku (Lansium
domesticum), dan Rambutan (Nephelium lappaceum). Hal tersebut
berdasarkan penelitian Dewi dkk (2008) yang menyatakan bahwa ke-9 jenis
pohon tersebut berperan baik dalam menjaga fungsi hidrologis di
lingkungannya.
Penelitian ini dilaksanakan di daerah fungsi kawasan penyangga dan
kawasan budidaya tanaman tahunan Sub DAS Samin hulu, Kabupaten
Karanganyar. Terdapat 27 titik lokasi yang tersebar pada daerah tersebut
dimana penetapan titik lokasinya berdasarkan Peta Satuan Lahan (SL) Sub
DAS Samin. Dari hasil overlay peta fungsi kawasan dengan peta jenis tanah
Sub DAS Samin Bagian Hulu, terdapat 13 SL di wilayah Sub DAS Samin.
Namun demikian, penelitian tidak dilakukan pada semua satuan lahan. Hal ini
dikarenakan tidak semua satuan lahan memiliki jenis pohon yang ditetapkan
untuk diteliti. Sembilan jenis pohon yang ditetapkan untuk diteliti terdapat
pada SL 1, 4, 6, 9, dan 11 seperti yang disajikan pada Gambar 4.1., sehingga
pelaksanaan penelitian difokuskan pada 5 SL tersebut.
Dari peta satuan lahan yang disajikan, dapat diketahui pula bahwa ke-
27 titik lokasi berada di sembilan desa yang berada di empat wilayah
Kecamatan, meliputi Kecamatan Tawangmangu, Karangpandan, Matesih dan
Jumantono. Lokasi pelaksanaan penelitian tersebut apabila dilihat dari letak
astronominya berada pada kisaran antara 07o37’42,6” hingga 07o40’12.9”
Lintang Selatan dan 110o57’39.2” hingga 111o10’38.5” Bujur Timur, dengan
ketinggian tempat yang bervariasi 213 hingga 1741 meter di atas permukaan
air laut. Penjelasan lebih lengkap tentang deskripsi lokasi disajikan pada Tabel
4.1, yang meliputi nama desa lokasi, kecamatan, fungsi dan ketinggian tempat.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
20
Gambar 4.1. Peta Satuan Lahan
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
21
Tabel 4.1 Deskripsi Lokasi Penelitian Berdasarkan Wilayah, Fungsi Lahan dan
Ketinggian Tempat
No. Jenis pohon
Ulangan SL Lokasi Pewakil
Kecamatan Fungsi Lahan Ketinggian
tempat, mdpl
1 Pinus 1 1 Kalisoro Tawangmangu Hutan lindung 1253 2 Pinus 2 1 Gondosuli Tawangmangu B. T. Tahunan 1737 3 Pinus 3 1 Gondosuli Tawangmangu Hutan lindung 1741 4 Surian 1 6 Nglebak Tawangmangu Daerah penyangga 913 5 Surian 2 6 Nglebak Tawangmangu Daerah penyangga 911 6 Surian 3 6 Krangean Tawangmangu Daerah penyangga 920 7 Mahoni 1 9 Ngadiluwih Matesih B. T. Semusim 282 8 Mahoni 2 9 Bangsri Karangpandan B. T. Semusim 358 9 Mahoni 3 9 Bangsri Karangpandan B. T. Semusim 354 10 Jati 1 4 Sambirejo Jumantono Hutan lindung 205 11 Jati 2 4 Sambirejo Jumantono Hutan lindung 215 12 Jati 3 4 Sambirejo Jumantono B. T. Semusim 213 13 Cengkeh 1 6 Krangean Tawangmangu Daerah penyangga 887 14 Cengkeh 2 9 Ngemplak Tawangmangu Daerah penyangga 529 15 Cengkeh 3 9 Ngemplak Karangpandan B. T. Semusim 514 16 Duku 1 9 Ngadiluwih Matesih B. T. Semusim 288 17 Duku 2 9 Plosorejo Matesih B. T. Semusim 395 18 Duku 3 9 Plosorejo Matesih B. T. Semusim 393 19 Rambutan 1 4 Sambirejo Jumantono B. T. Semusim 223 20 Rambutan 2 4 Ngunut Jumantono B. T. Semusim 273 21 Rambutan 3 4 Ngunut Jumantono B. T. Semusim 275 22 Durian 1 9 Ngemplak Karangpandan B. T. Semusim 487 23 Durian 2 9 Ngemplak Karangpandan B. T. Semusim 464 24 Durian 3 9 Plosorejo Matesih B. T. Semusim 389 25 Alpukat 1 11 Kalisoro Tawangmangu Hutan lindung 1245 26 Alpukat 2 9 Ngemplak Karangpandan B. T. Semusim 488 27 Alpukat 3 9 Ngemplak Karangpandan B. T. Semusim 465
Keterangan: SL = Satuan Lahan, B. T. = Budidaya Tanaman
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
22
B. Kuantitas dan Kualitas Seresah Individu Pohon
Seresah adalah bagian mati tanaman berupa daun, cabang, ranting,
bunga dan buah yang gugur dan tinggal di permukaan tanah baik yang masih
utuh ataupun telah sebagian mengalami pelapukan. Hasil pangkasan tanaman
atau sisa-sisa penyiangan gulma yang biasanya dikembalikan ke dalam lahan
pertanian juga dapat disebut sebagai seresah. Seresah merupakan bahan dasar
utama dalam proses pembentukan bahan organik tanah (BOT) melalui proses
alihrupa yang disebut dekomposisi. Perbedaan jenis pohon akan menghasilkan
seresah yang berbeda baik dari segi kuantitas maupun kualitasnya. Kuantitas
seresah dapat diukur dari produksi yang dihasilkan per satuan luas per satuan
waktu serta ketebalan seresah di bawah naungan pohon tersebut, sedangkan
untuk kualitas seresah ini dapat dilihat dari besarnya nisbah C/N.
Untuk mengetahui pengaruh jenis pohon terhadap kuantitas dan
kualitas seresah maka dilakukan analisis statistik Uji F. Ringkasan hasil uji F
pengaruh jenis pohon terhadap produksi seresah, ketebalan seresah, dan
nisbah C/N disajikan pada Tabel 4.2.
Tabel 4.2 Ringkasan Hasil Uji F Pengaruh Jenis Pohon terhadap Kuantitas dan Kualitas Seresah
No. Seresah F hitung 1. Produksi (ton/ha/tahun) 1,05ns 2. Ketebalan (cm) 8,25** 3. C seresah 7,44** 4. N seresah 6,21** 5. Nisbah C/N 70,42**
Keterangan : ** = Highly significant (berpengaruh sangat nyata), ns = non significant (berpengaruh tidak nyata)
Untuk mengetahui perbedaan rerata masing-masing seresah pohon
dilakukan Uji Jarak Berganda Duncan (DMRT). Hasil uji rerata data kuantitas
dan kualitas seresah pohon disajikan pada Tabel 4.3.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
23
Tabel 4.3 Ringkasan Hasil Uji Jarak Berganda Duncan (DMRT) Kuantitas dan Kualitas Seresah
No.
Jenis Pohon
Kuantitas Seresah Kualitas Seresah
Produksi (ton/ha/tahun)
Ketebalan (cm)
C (%) N (%) Nisbah C/N
1. Pinus 0,04a 2,40b 0,86a 0,007ab 37,87b 2. Surian 0,06a 0,18a 0,49a 0,014b 15,57ab 3. Mahoni 0,08a 0,46a 0,56a 0,002a 93,21c 4. Jati 0,12a 0,53a 2,48b 0,009ab 14,54ab 5. Alpukat 0,08a 0,48a 1,18ab 0,009ab 79,82c 6. Cengkeh 0,10a 0,15a 0,72a 0,009ab 47,71b 7. Durian 0,10a 0,19a 1,89b 0,007ab 17,12ab 8. Duku 0,07a 0,62a 0,82a 0,003a 9,85a
26,35b 9. Rambutan 0,22a 0,14a 0,75a 0,019b
Keterangan : angka pada kolom yang sama diikuti huruf yang berbeda menunjukkan berbeda nyata (p < 0,05).
Dari hasil penelitian, diketahui bahwa jenis pohon tidak berpengaruh
nyata (p > 0,05) terhadap produksi seresah per satuan waktu dan per satuan
luas (Tabel 4.3). Hal ini berhubungan dengan waktu pengambilan seresah
yang melewati 2 musim. Beberapa jenis pohon memiliki adaptasi berupa
pengguguran daun di musim kemarau sedangkan yang lain tidak, seperti pada
Jati, Mahoni, dan Duku. Jenis pohon tersebut jarang sekali menggugurkan
daun di musim penghujan, sehingga setelah dilakukan perhitungan (dalam
ton/ha/tahun) tidak terdapat perbedaan yang nyata.
Hasil Uji Jarak Berganda Duncan (DMRT) untuk ketebalan seresah 9
jenis pohon menunjukkan bahwa ketebalan seresah Pinus adalah yang paling
tinggi (2,4 cm) berbeda sangat nyata (p < 0,01) dengan ketebalan seresah
pohon lain. Perbedaan tersebut dipengaruhi oleh lingkungan tempat pohon
tersebut tumbuh dan kecepatan pelapukan seresah (khususnya daun) dari
masing-masing jenis pohon. Pohon yang tumbuh di ekosistem hutan
cenderung memiliki seresah dengan ketebalan lebih tinggi daripada pohon
yang tumbuh di ekosistem lahan pertanian. Kecepatan pelapukan daun juga
memberi pengaruh terhadap ketebalan seresah. Daun yang cepat melapuk
keberadaannya di permukaan tanah semakin singkat, dan daun yang lambat
melapuk keberadaan di permukaan tanah semakin lama. Hal tersebut
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
24
menunjukkan bahwa semakin lambat proses pelapukan daun, maka semakin
tebal seresahnya (Van Noordwijk et al., 2004).
Kecepatan pelapukan seresah (khususnya daun), pada prinsipnya
didasarkan pada ciri morfologi dan sifat daun. Ciri morfologi yang dimaksud
antara lain pada ketebalan dan penampakan permukaan daun. Daun yang tebal
akan semakin sulit melapuk, demikian pula bila daun memiliki permukaan
yang mengkilat dan berminyak, daun tersebut akan semakin lambat melapuk.
Bentuk dan ukuran daun tidak berpengaruh terhadap kecepatan pelapukan
daun. Kecepatan pelapukan daun ditentukan pula oleh sifat daun itu sendiri
( Hairiah et al., 2004). Sifat yang dimaksud antara lain:
· Pada kondisi segar, bila daun diremas atau dipirit di antara jari dan telapak
tangan maka daun akan menjadi licin ‘berlendir’. Daun yang
menghasilkan lendir lebih banyak saat dipirit mencirikan bahwa daun
tersebut lebih cepat lapuk.
· Pada kondisi kering, bila daun diremas menjadi pecah dengan sisi-sisi
yang tajam, maka daun tersebut lambat lapuk. Namun bila daun tersebut
tetap lemas setelah diremas, maka daun tersebut cepat lapuk.
· Pada kondisi kering, bila daun dikibaskan namun tetap lentur berarti daun
tersebut mudah lapuk, dan bila daun kaku saat dikibaskan, daun tersebut
tergolong lambat lapuk.
Pada pengukuran ketebalan seresah dalam penelitian ini (Tabel 4.3),
Pinus memiliki tingkat ketebalan seresah paling tinggi yaitu setebal 2,4 cm.
Untuk jenis pohon yang lain, ketebalan seresahnya bervariasi antara 0,14 cm
(Rambutan) sampai dengan 0,62 cm (Duku). Perbedaan angka yang cukup
besar pada pohon Pinus dengan jenis pohon yang lain dipengaruhi oleh habitat
hidup, kecepatan pelapukan seresah, dan pengolahan lahan. Pada penelitian
ini, pohon Pinus tumbuh di area hutan industri yang relatif tidak banyak
terusik oleh manusia. sehingga ketebalan seresah tidak dipengaruhi aktifitas
manusia. Untuk 8 jenis pohon yang lain, merupakan tanaman yang
dibudidayakan oleh manusia sehingga besar kemungkinan ketebalan
seresahnya juga dipengaruhi oleh aktifitas manusia sebagai dampak dari
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
25
pengolahan pada lahan tersebut. Ketebalan seresah pohon Pinus juga
dipengaruhi oleh kecepatan pelapukan seresah Pinus yang tergolong lambat.
Hal ini dapat diketahui dari ciri morfologi daun Pinus. Berdasarkan Hairiah
dkk. (2004), seresah Pinus dapat dikatakan lambat lapuk karena memiliki daun
yang tebal dengan permukaan agak mengkilat seperti berminyak. Hal lain
yang menunjukkan bahwa Pinus lambat lapuk adalah sifatnya yang agak kaku
saat kering dan bila daun Pinus kering diremas akan pecah dengan sisi yang
cukup tajam.
Berdasarkan hasil uji F (Tabel 4.2), jenis pohon berpengaruh sangat
nyata (p < 0,01) terhadap nisbah C/N. Data tersebut mencerminkan bahwa
jenis pohon yang berbeda akan memberikan sumbangan nisbah C/N yang
berbeda pula. Besar nisbah C/N digunakan sebagai indeks mudah tidaknya
bahan organik mengalami peruraian. Masing-masing jenis pohon dalam
penelitian ini memiliki nisbah C/N berbeda yang dipengaruhi oleh ketahanan
seresah (sumber bahan organik) yang dimiliki oleh masing-masing pohon
tersebut dalam mengalami proses peruraian. Ketahanan seresah terhadap
pelapukan dipengaruhi oleh kandungan gula, pati, protein, hemiselulosa serta
lignin (non-humic substances) yang dimiliki oleh tumbuhan. Untuk
memudahkan pengamatan tentang perbedaan pengaruh jenis pohon terhadap
nisbah C/N, dapat digunakan acuan yang sama seperti pada ketebalan seresah
dengan didasarkan pada ciri morfologi dan sifat daun yang dimiliki.
Dari Hasil Uji Jarak Berganda Duncan (DMRT), nisbah C/N pada
Mahoni (93,21) dan Alpukat (79,82) berbeda tidak nyata. Bila
membandingkan ciri morfologi dan sifat daun, keduanya memiliki kesamaan.
Daun Mahoni dan Alpukat tergolong tebal dan tidak lentur saat dikibaskan,
serta tidak memiliki lendir saat diremas dalam keadaan masih segar.
Perbedaan hasil yang tidak nyata juga terjadi pada Cengkeh (47,71), Pinus
(37,87), dan Rambutan (26,35), serta pada Durian (17,12), Surian (15,57), dan
Jati (14,54). Untuk Cengkeh, Pinus, dan Rambutan, kesamaannya adalah pada
permukaan daun yang mengkilat dan tergolong cukup tebal serta sifat ketiga
daun tersebut yang mudah patah saat diremas dalam kondisi kering. Untuk
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
26
Durian, Surian, dan Jati, ciri morfologi daunnya hampir serupa dengan
Mahoni dan Alpukat, perbedaannya ada pada sifat daun saat diremas. Durian,
Surian, dan Jati mudah sekali patah dalam kodisi kering dan patahan daun
kering tersebut lebih tajam daripada Mahoni dan Alpukat. Hasil yang paling
berbeda terjadi pada pohon Duku (9,85). Pohon ini memiliki kandungan C/N
paling rendah dan ciri morfologi yang berbeda dengan jenis pohon yang lain.
C. Pengaruh Jenis Pohon terhadap Kandungan Fraksi Bahan Organik Tanah
Jenis pohon berpengaruh terhadap kandungan fraksi bahan organik
tanah. Hal ini disebabkan oleh perbedaan kuantitas dan kualitas seresah pohon
sebagai sumber bahan primer pembentukan bahan organik tanah. Bahan
organik dihasilkan oleh tumbuhan melalui proses fotosintesis sehingga unsur
karbon merupakan penyusun utama dari bahan organik tersebut. Unsur karbon
ini berada dalam bentuk senyawa-senyawa polisakarida, seperti selulosa,
hemiselulosa, pati, dan bahan-bahan pektin dan lignin. Setiap jenis pohon
memiliki pengaruh yang berbeda terhadap kandungan fraksi bahan organiknya
karena senyawa karbon yang terdapat dalam tiap pohon tidaklah sama.
Bahan organik mencakup semua bahan yang berasal dari jaringan
tanaman dan hewan, baik yang hidup maupun yang telah mati, pada berbagai
tahapan dekomposisi (Millar, 1995). Bahan organik tanah lebih mengacu pada
bahan (sisa jaringan makhluk hidup) yang telah mengalami humifikasi
maupun yang belum. Kelompok yang telah mengalami humifikasi lebih
dikenal dengan istilah “humus”. Humus merupakan hasil akhir proses
dekomposisi bahan organik yang bersifat stabil dan tahan terhadap proses bio-
degradasi. Humus dapat dipilah menjadi fraksi asam humat, asam fulvat, dan
humin. Bahan organik yang tidak terhumifikasi meliputi senyawa-senyawa
organik seperti karbohidrat, asam amino, peptide, lemak, lilin, lignin, asam
nukleat, dan protein. Bahan organik tersebut dikenal dengan istilah Non-humic
Subtances (Tan, 2005).
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
27
Seresah dari berbagai jenis pohon mengalami proses peruraian oleh
mikroorganisme menjadi molekul dan ion, atau mengalami proses alihrupa
menjadi humus oleh proses humifikasi. Humus merupakan bahan organik
yang bersifat stabil dan tahan terhadap proses bio-degradasi, sedangkan
senyawa-senyawa organik lain yang termasuk dalam kategori Non-humic
Subtances cenderung lebih mudah mengalami bio-degradasi. Urutan fraksi
bahan organik mulai dari yang paling mudah mengalami bio-degradasi adalah
Non-humic Subtances, asam fulvat, asam humat dan humin.
Asam fulvat merupakan fraksi humus yang berwarna terang dengan
berat molekul 1000-5000 g/mol. Asam fulvat dapat larut dalam seluruh daerah
pH dan rentan terhadap serangan mikroorganisme. Fraksi humus ini
merupakan molekul ionik kecil yang membantu melarutkan mineral dalam
tanah sehingga dapat digunakan oleh sel tanaman.
Gambar 4.2. Model struktur asam fulvat berdasarkan Buffle et al. (1977).
Asam humat adalah asam yang dibentuk oleh polimerisasi asam fulvat
melalui rantai ester. Berat molekulnya berkisar 10.000-100.000 g/mol.
Strukturnya terdiri dari campuran senyawa organik alifatik dan aromatik
(diantaranya ditunjukkan dengan adanya gugus aktif asam karboksilat dan
quinoid). Fraksi humus ini dapat larut dalam larutan alkali tapi tidak larut
dalam asam. Asam humat memiliki kemampuan untuk menstimulasi dan
mengaktifkan proses biologi dan fisiologi pada organisme hidup didalam
tanah. Salah satu peran dari asam humat adalah meningkatkan masukan
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
28
(uptake) nutrisi melalui konversi hara menjadi bentuk tersedia dan
meningkatkan permeabilitas membran tanaman.
Gambar 4.3. Model struktur asam humat berdasarkan Stevenson (1982)
Kandungan humat dalam humus umumnya lebih tinggi dari pada
fulvat, oleh karena itu komponen utama humus seringkali disebut hanya
humat saja, walaupun sebenarnya mengandung fulvat juga. Perbandingan
antara humat dan fulvat (nisbah H/F) biasanya digunakan untuk mensifatkan
bahan organik. Nisbah H/F ini dapat digunakan sebagai indikasi ketahanan
bahan organic terhadap perombakan.
Humin merupakan koloid organik berwarna gelap dengan berat
molekul > 100.000 g/mol yang mempunyai permukaan spesifik tinggi, serta
mampu mengikat dan melepaskan molekul air dan ion (Sutanto, 2005). Proses
pembentukan senyawa humin tersebut melalui proses alihrupa senyawa
organik yang telah mempunyai struktur (lignin, protein, dll.). Senyawa ini
berperan dalam mengikat air, pembentukan struktur, dan penjerapan hara.
Berdasarkan penelitian ini, jenis pohon memberikan pengaruh terhadap
kandungan fraksi bahan organik baik humat, fulvat, humin, maupun nisbah
H/F. Ringkasan hasil uji F mengenai pengaruh jenis pohon terhadap
kandungan fraksi bahan organik tersebut disajikan pada tabel 4.4.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
29
0,89b
0,61b
0,37ab
0,70b
0,40ab 0,49ab 0,43ab
0,58ab
0,30a
00.10.20.30.40.50.60.70.80.9
1
Fu
lvat
(%
)
Jenis Pohon
Tabel 4.4 Ringkasan Hasil Uji F Pengaruh Jenis Pohon terhadap Kandungan Fraksi Bahan Organik Tanah
No. Kandungan Fraksi BOT F hitung 1. Asam Humat 6,39** 2. Asam Fulvat 6,57** 3. Humin 6,47** 4. Nisbah H/F 6,58**
Keterangan : ** = Highly significant (berpengaruh sangat nyata), ns = non significant (berpengaruh tidak nyata)
Hasil uji DMR pengaruh jenis pohon terhadap fulvat disajikan pada
Gambar 4.4., yang menunjukkan perbedaan pengaruh jenis pohon terhadap
fulvat.
Gambar 4.4 Rerata Persentase Fulvat pada Sembilan Jenis Pohon Terpilih
Diagram pada Gambar 4.4 menunjukkan bahwa kandungan fulvat pada
sembilan jenis pohon terpilih dapat dikelompokkan menjadi tiga kelompok
dimana masing-masing pohon menunjukkan berbeda tidak nyata dalam satu
kelompok dan berbeda nyata dengan kelompok lain. Pinus (0,89%), Surian
(0,61%), dan Jati (0,70%) merupakan pohon yang berada dalam kelompok
pertama yang mengandung fulvat tinggi. Ketiga pohon ini memiliki kesamaan
fisik berupa batang berkayu yang menjulang tinggi dengan ukuran cabang
jauh lebih kecil dari batang utama dan memiliki permukaan batang yang tidak
rata. Kelompok kedua adalah Mahoni (0,37%), Alpukat (0,40%), Cengkeh
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
30
1,07b
0,74ab
0,44a
0,85b
0,48a0,59ab
0,52ab
0,71ab
0,37a
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
1.2
Huma
t (%)
Jenis Pohon
(0,49%), Durian (0,43%), dan Duku (0,58%). Kelompok ini memiliki
persamaan dalam hal ukuran batang yang umumnya sedikit lebih kecil dari
batang utama. Pohon Rambutan (0,30%) merupakan pohon yang memiliki
kandungan fulvat paling rendah. Hal ini dikarenakan Rambutan merupakan
tanaman budidaya yang perawatannya lebih diperhatikan dari delapan jenis
pohon lain, sehingga masukan seresah dari pohon tersebut tidak semuanya
masuk ke dalam tanah.
Hasil uji DMR pengaruh jenis pohon terhadap humat disajikan pada
Gambar 4.5, yang menungjukkan pengaruh jenis pohon terhadap humat adalah
berbeda-beda. Hal tersebut dipengaruhi oleh karakter individu pohon yang
berbeda keadaan lingkungan tempat pohon tersebut tumbuh serta jenis
pengolahan lahan.
Gambar 4.5 Rerata Persentase Humat pada Sembilan Jenis Pohon Terpilih
Dari diagram yang disajikan pada Gambar 4.5, diperoleh keterangan
bahwa Pinus memiliki kandungan humat yang tertinggi yaitu sebesar 1,07% di
ikuti oleh Jati dengan kandungan humat sebesar 0,85%. namun berbeda tidak
nyata secara statistik. Surian (0,74%), Cengkeh (0,59%), Durian (0,52%), dan
Duku (0,71%) juga menunjukkan hasil yang berbeda tidak nyata. Kelompok
lain yang memiliki kandungan humat yang berbeda tidak nyata adalah Mahoni
(0,44%), Alpukat (0,48%), dan Rambutan (0,37 %). Hal ini disebabkan oleh
kuantitas dan kualitas seresah masing-masing pohon.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
31
1,29b
0,89b
0,53ab
1,02b
0,58ab0,71ab0,62ab
0,84ab
0,45a
00.20.40.60.81
1.21.4
Hum
in (%
)
Jenis Pohon
Gambar 4.6 Rerata Persentase Humin pada Sembilan Jenis Pohon Terpilih
Besarnya kandungan humin pada setiap jenis pohon (Gambar 4.6)
menunjukkan pengelompokan yang hampir sama seperti pada fulvat. Pinus
(1,29%), Surian (0,89%), dan Jati (1,02%) merupakan pohon yang berada
dalam kelompok pertama yang mengandung humin tinggi. Rambutan (0,45%)
menjadi pohon yang kandungan huminnya paling rendah, serta pohon lain
berada pada kelompok menengah yang kandungan huminnya antara 0,53%-
0,84%. Pohon tersebut adalah : Mahoni (0,53%), Alpukat (0,58%), Cengkeh
(0,71%), Durian (0,62%), dan Duku (0,84%).
Berdasarkan hasil pengukuran ketiga fraksi bahan organik dan nisbah
H/F, diperoleh keterangan bahwa sembilan jenis pohon terpilih memiliki pola
yang sama dalam memberikan masukan fulvat, humat, maupun humin. Pinus
memiliki kandungan fraksi bahan organik yang tertinggi dan Rambutan
memiliki kandungan fraksi bahan organik yang terendah. Hal tersebut
dipengaruhi oleh lingkungan tempat pohon tersebut tumbuh. Dampak dari
perbedaan lingkungan tempat tumbuh adalah adanya perbedaan pengelolaan
lahan oleh manusia yang secara langsung maupun tidak langsung, yang akan
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
32
mempengaruhi besarnya kandungan fraksi bahan organik. Dalam penelitian
ini Pinus yang hidup di wilayah hutan memiliki kandungan fraksi bahan
organik yang tertinggi karena kondisi lingkungannya relatif tidak terusik oleh
manusia. Pada Rambutan yang tumbuh di lahan pertanian memiliki hasil yang
paling rendah karena kondisi lingkungan tersebut lebih banyak dipengaruhi
oleh aktifitas manusia.
Pada uji korelasi, ketiga fraksi bahan organik tersebut berkorelasi
positif satu sama lain (r =1,00**) dan nisbah H/F (r = 0,02**). Hal ini
disebabkan karena fraksi bahan organik terbentuk dari prombakan bahan yang
sama. Dalam penelitian ini juga didapatkan bahwa fraksi bahan organik dan
nisbah H/F juga berkorelasi positif terhadap beberapa variabel sifat tanah,
diantaranya : tekstur debu, pH tanah, dan kadar lengas (KL). Seresah yang
dihasilkan oleh pohon tidak berkorelasi terhadap kandungan fraksi bahan
organik. Penyebabnya adalah adanya faktor lain yang menyebabkan seresah
pohon tidak berada di bawah naungan pohon penghasil seresah. Faktor yang
berpengaruh adalah iklim mikro, contohnya: angin dapat menerbangkan
seresah ke tempat lain, dan aliran air hujan yang membawa seresah ke tempat
yang lebih rendah.
Pada tekstur debu, nilai r berturut-turut adalah fulvat (0,47**), humat
(0,47**), humin (0,47**), dan nisbah H/F (0,35**). Data ini mencerminkan
bahwa tekstur debu yang semakin banyak akan meningkatkan kandungan
fraksi bahan organik tanah. Secara umum tekstur tanah yang mempengaruhi
penambahan bahan organik tanah adalah lempung, namun yang perlu
diketahui adalah bahwa keadaan yang demikian terjadi pada kondisi
lingkungan yang sama. Dalam hal ini faktor iklim mikro sangat berpengaruh.
Faktor iklim yang dimaksud adalah suhu dan curah hujan (Anonim, 2009).
Dalam penelitian ini, tekstur debu lebih dominan dibanding lempung sehingga
debu lebih mempengaruhi kandungan fraksi bahan organik, dan tekstur debu
juga lebih baik daripada tekstur pasir yang dapat menyebabkan oksidasi
berlangsung dengan cukup baik sehingga bahan organik tanah cepat habis.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
33
Data hasil uji korelasi antara fraksi bahan organik dan pH
menunjukkan adanya peningkatan pH seiring meningkatnya kandungan fraksi
bahan organik pada sembilan jenis pohon yang diamati. Nilai r-nya berturut-
turut adalah : fulvat (0,45**), humat (0,44**), humin (0,45**), dan nisbah H/F
(0,42**). Peningkatan pH H2O tersebut disebabkan oleh terjadinya reaksi
pertukaran ligan (molekul sederhana yang dalam senyawa kompleks bertindak
sebagai donor pasangan elektron) antara anion-anion organik hasil
dekomposisi bahan organik terhadap –OH bebas pada daerah pertukaran,
sehingga berpengaruh pada peningkatan ion –OH pada larutan tanah
(Hue dan Amin, 1989 cit Minardi, 2006).
Kandungan fraksi bahan organik dan nisbah H/F berkorelasi positif
dengan kadar lengas tanah. Nilai r berturut-turut adalah : fulvat (0,55**),
humat (0,54**), humin (0,54**), dan nisbah H/F (0,48**). Kadar lengas yang
semakin tinggi seiring dengan tingginya fraksi bahan organik dipengaruhi oleh
kemampuan fraksi bahan organik dalam menyerap dan menahan air. Apabila
semakin tinggi kandungan bahan organik di dalam tanah maka semakin tinggi
pula kadar air dan ketersediaan air di dalam tanah. Hal ini dikarenakan bahan
organik tanah memiliki pori-pori mikro yang lebih banyak dibandingkan
partikel mineral tanah sehingga luas permukaan penyerap air juga lebih
banyak (Juanda et al., 2003).
D. Hubungan antara Jenis Pohon dan Fraksi Bahan Organik Tanah dengan
Sifat-sifat Tanah
Pohon berperan penting bagi pembentukan bahan organik. Bahan
organik penting untuk menciptakan kondisi tanah yang baik untuk fungsi
hidrologis. Hal ini berhubungan dengan kemampuannya dalam mempengaruhi
sifat fisik, biologi, dan kimia tanah. Bahan organik merupakan pembentuk
granulasi dalam tanah dan sangat penting dalam pembentukan agregat tanah
yang stabil. Melalui penambahan bahan organik, tanah yang tadinya berat
menjadi berstruktur remah yang relatif lebih ringan. Pergerakan air secara
vertikal atau infiltrasi dapat diperbaiki dan tanah dapat menyerap air lebih
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
34
cepat sehingga aliran permukaan dan erosi diperkecil. Demikian pula dengan
aerasi tanah yang menjadi lebih baik karena ruang pori tanah (porositas)
bertambah akibat terbentuknya agregat. Selain itu, bahan organik tanah akan
menjaga suhu tanah tetap optimum bagi organisme tanah serta menyediakan
unsur hara N yang dibutuhkan sebagai sumber energi bagi mikroorganisme
dalam proses dekomposisi.
Ringkasan hasil uji F tentang pengaruh jenis pohon terhadap beberapa
variabel tanah yang disajikan dalam tabel 4.5.
Tabel 4.5 Ringkasan Hasil Uji F Pengaruh Jenis Pohon terhadap Sifat Fisik, Kimia, dan Bilogi Tanah
No. Sifat Tanah F hitung Sifat Fisik Tanah
1. Kemantapan Agregat 1,02ns 2. Berat Volume 4,99** 3. Berat Jenis 11,30** 4. Porositas 1,95ns 5. Permeabilitas 7,88** 6. Suhu tanah 16,82** 7. Kadar lengas 14,30**
Sifat Kimia Tanah 8. pH H2O 9. C
4,14** 1,15ns
10. N 1,04ns 11. KPK 0,87ns
Sifat Biologi Tanah 12. Kepadatan Populasi Epigeik 0,98ns 13. Kepadatan Populasi Endogeik 1,29ns
Keterangan : ** = Highly significant (berpengaruh sangat nyata), ns = non
significant (berpengaruh tidak nyata)
Data yang diperoleh dari penelitian ini menunjukkan bahwa
keragaman jenis pohon berpengaruh sangat nyata terhadap berat volume tanah
(BV), berat jenis tanah (BJ), reaksi tanah (pH), suhu tanah, dan kadar lengas
tanah (Tabel 4.5). Dari data tersebut dapat diperoleh informasi bahwa jenis
pohon berbeda akan memberikan pengaruh yang berbeda pada tanah dalam
menjaga kestabilan fungsi hidrologis. Perbedaan tersebut disebabkan oleh
perbedaan karakter individu pohon. Karakter individu pohon memiliki peran
dalam konservasi fungsi hidrologis tanah. Karakteristik individu pohon yang
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
35
berpengaruh signifikan terhadap konservasi fungsi hidrologis tanah meliputi:
bentuk tajuk, tinggi tajuk, lebar tajuk, dan jumlah percabangan
( Budiastuti, 2006). Sembilan jenis pohon yang digunakan dalam penelitian ini
memiliki karakter individu yang beragam sehingga berpengaruh terhadap
keragaman hasil pengukuran variabel pengamatan. Faktor lain yang
mempengaruhi adalah lingkungan tempat hidup pohon tersebut. Hal ini
berkaitan dengan sistem penggunaan lahan dan segala aktifitas manusia pada
lingkungan tersebut.
Pohon berperan sebagai penyumbang sumber bahan organik tanah.
Bahan organik tanah yang tinggi menyebabkan berat volume tanah menjadi
ringan. Keberadaan pohon akan mengurangi evaporasi tanah, sehingga dapat
mempertahankan kondisi kelengasan tanah. Jenis pohon yang berbeda
memiliki karakter tajuk yang berbeda sehingga luas daerah naungan tajuk juga
berbeda, hal ini menyebabkan perbedaan kemampuan jenis pohon dalam
mengurangi evaporasi dan mempertahankan kondisi kelengasan tanah.
Berdasarkan Tabel 4.5 , telah diketahui bahwa jenis pohon memiliki pengaruh
terhadap beberapa sifat tanah. Untuk mengetahui perbedaan rerata dari
masing-masing jenis pohon, dilakukan analisis data dengan uji jarak berganda
Duncan (DMRT). Hasilnya disajikan dalam bentuk tabel sebagai berikut:
Tabel 4.6 Ringkasan Hasil Uji Jarak Berganda Duncan (DMRT) terhadap Sifat Fisika Tanah
No. Jenis
Pohon Permeabilitas
tanah (cm2/ jam)
Berat Volume (g/cm3)
Kemantapan Agregat
(%)
Porositas total (%)
1. Pinus 38,49c 0,59a 41,7a 49.81a 2. Surian 17,13b 0,75ab 53,1a 19.88a 3. Mahoni 7,64ab 1,21b 49,5a 23.69a 4. Jati 5,46ab 1,01ab 103,6a 25,42a 5. Alpukat 10,1ab 1,2b 595,2a 32,72a 6. Cengkeh 7,21ab 1,39b 292,8a 25,73a 7. Durian 5,03ab 1,34b 258a 33,06a 8. Duku 5,55ab 1,25b 30a 35,07a 9. Rambutan 1,33a 1,21b 31a 45,03a
Keterangan : angka pada kolom yang sama diikuti huruf yang berbeda menunjukkan berbeda nyata (p < 0,05).
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
36
Tabel 4.6 menunjukkan bahwa jenis pohon memberikan perbedaan
nyata terhadap sifat fisik tanah, dalam hal ini adalah BV tanah, dan
permeabilitas tanah. Tabel tersebut juga memberikan informasi bahwa
sembilan jenis pohon dalam penelitian ini memberikan kontribusi yang hampir
sama (berbeda tidak nyata) terhadap kemantapan agregat dan porositas total
tanah.
Tanah di bawah tegakan Pinus memiliki BV paling rendah
(0,59 g/cm3) namun tidak berbeda nyata dengan Jati (1,01 g/cm3) dan Surian
(0,75 g/cm3). Pada pohon Cengkeh BV paling tinggi(1,39 g/cm3) namun tidak
berbeda nyata dengan pohon selain Pinus. Nilai BV pada tanah di bawah
tegakan pohon lain adalah : Mahoni (1,21 g/cm3), Alpukat (1,2 g/cm3), Durian
(1,34 g/cm3), Duku (1,25 g/cm3), dan Rambutan (1,21 g/cm3). Salah satu faktor
yang menyebabkan antara Pinus dengan pohon lain adalah karakter perakaran
pohon. Setiap pohon memiliki perakaran yang berbeda dimana hal tersebut
menyebabkan perbedaan ukuran partikel tanah yang ditembusnya. Merujuk
pada penelitian Lady (2010), Pinus memiliki diameter akar vertikal dan
diameter akar horizontal paling kecil diantara sembilan jenis pohon terpilih
(lampiran) sehingga memberikan pengaruh terhadap daya tembus akar dan
menjadikan tanah di bawah tegakan Pinus memiliki BV paling rendah.
Pertumbuhan akar ini secara tidak langsung juga dipengaruhi
kandungan humat, karena humat juga berperan dalam merangsang dan
mempercepat pertumbuhan akar atau tunas muda sehingga tanaman lebih
cepat tumbuh serta menambah hasil dan kualitas tanaman. Pengaruh langsung
yang diberikaan humat dalam mempengaruhi BV tanah adalah dalam
memudahkan tanah membentuk kompleks dengan humat, kemudian diikuti
dengan peningkatan populasi mikroorganisme tanah. Akibat dari aktifitas
mikroorganisme tersebut tanah menjadi lebih gembur berstruktur remah dan
relatif lebih ringan (Arnev, 2011). Hasil uji korelasi antara humat dengan BV
menunjukkan korelasi yang negatif (r = - 0,47**).
Pada Tabel 4.6, besarnya permeabilitas pada sembilan jenis pohon
menunjukkan hasil yang berbeda nyata. Pinus (38,49 cm2/jam) memberikan
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
37
kontribusi terhadap permeabilitas yang paling tinggi dan berbeda nyata
dengan jenis pohon lain. Surian (17,13 cm2/jam) berbeda nyata dengan Pinus
dan Rambutan namun tidak berbeda nyata dengan jenis pohon lain, sedangkan
Rambutan (1,33 cm2/jam) adalah pohon yang kontribusinya paling sedikit
terhadap permeabilitas meskipun tidak berbeda nyata dengan enam jenis
pohon yang lain. Enam jeins pohon menunjukkan hasil permeabilitas yang
berbeda tidak nyata yaitu dengan nilai permeabilitas : Mahoni (7,64 cm2/jam),
Jati (5,46 cm2/jam), Alpukat (10,1 cm2/jam), Cengkeh (7,21 cm2/jam), Durian
(5,03 cm2/jam), dan Duku (5,55 cm2/jam).
Permeabilitas yang demikian disebabkan oleh bentuk morfologi Pinus
yang berdiameter kecil dengan jumlah cukup banyak sehingga menjadi jalan
untuk meloloskan air. Ketebalan seresah Pinus juga memberi pengaruh
terhadap permeabilitasnya. Seresah Pinus yang tebal memberi ruang/rongga
pada lapisan tanah sehingga mempengaruhi resapan air ke dalam tanah dan
mempengaruhi kecepatan meresap antar lapisan tanah Hasil uji korelasi
menunjukkan adanya korelasi positif antara besarnya permeabilitas dengan
ketebalan seresah (r=0,73**),kandungan humat (r=0,65**), fulvat (r=0,65**),
dan humin (r=0,65**).
Dari hasil uji korelasi, permeabilitas tanah berkorelasi dengan
kandungan bahan organik (humat, fulvat, dan humin), indeks H/F serta dengan
ketebalan seresah dan beberapa sifat tanah (tekstur debu, lempung, berat jenis
tanah dan berat volume tanah). Untuk mendapatkan fraksi bahan organik yang
paling berpengaruh, dilakukan uji stepwise regression terhadap semua
variable yang berkorelasi dengan permeabilas tersebut. Hasilnya adalah nisbah
H/F, humin, persen debu dan ketebalan seresah, dengan model persamaan
regresi yaitu :
Permea = + 4.88 H/F + 10.4 HUMIN + 5.04 TS + 0.262 Dbu- 16.4
Persamaan tersebut mencerminkan bahwa semakin banyak persen
debu dalam tanah dan ditunjang dengan karakter pohon berupa ketebalan
seresah yang semakin tinggi serta fraksi humin yang semakin tinggi dapat
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
38
menyebabkan permeabilitas tanah menjadi semakin tinggi. Permeabilitas
tanah yang tinggi adalah salah satu ciri bahwa fungsi hidrologis suatu kawasan
masih terjaga dengan baik.
Secara statistik, perbedaan jenis pohon memberikan pengaruh yang
tidak nyata terhadap kemantapan agregat dan porositas total (Tabel 4.6).
Dengan kata lain, perbedaan jenis pohon memberikan pengaruh yang hampir
sama terhadap kedua variabel tersebut. Pengaruh yang demikian diakibatkan
oleh banyaknya faktor yang mempengaruhi. Kemantapan agregat dan
porositas total juga tidak berkorelasi dengan permeabilitas. Hal ini disebabkan
karena permeabilitas bergantung pada beberapa faktor sekaligus. Secara
umum, aktifitas makrofauna akan menyebabkan porositas meningkat dan
kemantapan agregat menurun, sehingga permeabilitas tanah meningkat.
Perbedaan jenis pohon tidak hanya memberikan pengaruh terhadap
sifat fisik tanah, tetapi juga memberikan peran terhadap perbedaan sifat kimia
pada tanah tersebut. Hasil analisis uji DMR untuk mengetahui perbedaan
rerata jenis pohon terhadap sifat kimia tanah disajikan pada Tabel 4.7.
Tabel 4.7 Ringkasan Hasil Uji Jarak Berganda Duncan (DMRT) terhadap Sifat Kimia Tanah
No. Jenis Pohon pH H2O KPK (me/100 g)
1. Pinus 7,33b 22,83a 2. Surian 6,85b 19,3a 3. Mahoni 6,12ab 20,77a 4. Jati 6,06ab 16,33a 5. Alpukat 6,21ab 21,43a 6. Cengkeh 6,05ab 12,68a 7. Durian 5,64a 25,26a 8. Duku 5,79ab 23,53a 9. Rambutan 5,47a 18,87a
Keterangan : angka pada kolom yang sama diikuti huruf yang berbeda menunjukkan berbeda nyata (p < 0,05).
Hasil uji DMR yang disajikan pada Tabel 4.7 menunjukkan bahwa
perbedaan jenis pohon memberikan perbedaan nyata terhadap pH H2O. Pinus
(7,33) memiliki pH paling tinggi namun berbeda tidak nyata terhadap pohon
selain Durian dan Rambutan. Rambutan (5,47) yang memiliki pH H2O paling
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
39
rendah berbeda nyata terhadap Pinus dan Surian namun berbeda tidak nyata
dengan pohon lain. Hasil pH pada pohon lain yaitu: Durian (5,64), Mahoni
(6,12), Jati (6,06), Alpukat (6,21), Cengkeh (6,05), dan Duku (5,79). Data ini
memiliki kemiripan pola dengan variabel lain yaitu yang tertinggi adalah
Pinus dan terendah adalah Rambutan. Hal tersebut disebabkan karena pH juga
dipengaruhi oleh besarnya humat.
Hasil uji korelasi menunjukkan bahwa pH H2O berkorelasi positif
dengan humat (r = 0,44**), artinya peningkatan humat akan berpengaruh pula
terhadap peningkatan pH. Peningkatan pH H2O tersebut disebabkan oleh
terjadinya reaksi pertukaran ligan (molekul sederhana yang dalam senyawa
kompleks bertindak sebagai donor pasangan elektron) antara anion-anion
organik hasil dekomposisi bahan organik terhadap –OH bebas pada daerah
pertukaran, sehingga berpengaruh pada peningkatan ion –OH pada larutan
tanah (Hue dan Amin, 1989 cit Minardi, 2006). Reaksi tanah (pH) juga
memiliki korelasi positif dengan ketebalan seresah (r = 0,52**), kadar lengas
(r = 0,86**), dan permeabilitas (r = 0,73**).
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
40
V. KESIMPULAN DAN SARAN
A. Kesimpulan
1. Dalam fungsi konservasi hidrologis, jenis pohon yang berbeda
mempengaruhi fraksi BOT yang berbeda, sehingga mempengaruhi
perbedaan pada sifat fisik dan kimiawi tanahnya.
2. Secara umum Pinus, Surian dan Jati memberikan fraksi BOT yang relatif
tinggi dibanding yang lain. Khususnya Pinus yang memberikan fraksi
BOT (fulvat, humat, humin) tertinggi, sebesar (0,89%;1,07%;1,29%)
karena tumbuh di hutan lindung dataran tinggi yang relatif tidak terusik
oleh kegiatan manusia. Habitat Pinus yang demikian membuat ketebalan
seresah Pinus paling tinggi yaitu 2,4 cm. Kondisi ini mendukung
kontribusi positif terhadap sifat fisik dan kimiawi tanah, dimana
permeabilitas sangat tinggi (38,49 cm2/jam), BV tanah relatif rendah
(0,59 g/cm3),dan pH relatif tinggi.
3. Rambutan memberikan fraksi BOT (fulvat, humat, humin) terendah, yaitu
sebesar (0,30%;0,37%;0,40%) karena tumbuh di lingkungan budidaya
tanaman semusim dataran rendah yang terusik oleh aktifitas manusia.
4. Alpukat, Mahoni, Cengkeh, Durian, dan Duku memberikan fraksi BOT
sedang, dengan fulvat antara 0,37% -0,58%, humat antara 0,44% - 0,71 %,
dan humin antara 0,53% - 0,84% .
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
41
B. Saran
Perlu dilakukan penelitian lanjutan mengenai pengaruh karakter pohon
terhadap kandungan fraksi bahan organik tanah pada jenis tanah yang sama
dan fungsi lahan (land use) yang sama agar diperoleh pengaruh karakter
pohon yang lebih rinci.