8 Agihan Pori Regosol [PDF]

Citation preview

KARAKTERISTIK LENGAS DAN AGIHAN PORI TANAH REGOSOL YANG DIBERI PUPUK KANDANG DENGAN INKUBASI YANG BERBEDA A.Z. Purwono Budi Santosa Jurusan Ilmu Tanah Fakultas Pertanian UPN “Veteran” Yogyakarta Jl. SWK 104 (Lingkar Utara) Condong Catur Yogyakarta ABSTRACT Soil Moisture Characteristics and Pores Distribution in Regosol Resulted from the Adding Manure and Different of the Incubation Time (A.Z. Purwono Budi Santosa): A study of the soil moisture characteristics and pores distribution in Regosol resulted from the adding manure and the different of the incubation time was carried out in the Laboratory of Soil Science of Agricultural Faculty of Pembangunan Nasional “Veteran” University. The experiment was conducted using a Split Plot Design consisting of kind of manure (PK1 = cow manure and PK2 = poultry manure) as a main plot. And five incubation times as a sub plot (M0 = 0 week, M1 = 6 weeks, M2 = 9 weeks, M4 = 12 weeks, M5 = 15 weeks). The experiment used Regosols top soil, every treatment was repeated three times. The soil properties which were observed included particle size distributions, bulk density, particle density, soil moisture characteristic, organic carbon, nitrogen total, pore distribution, C/N ratio. The result of this experiment, generally speaking, showed that the manure adding with the different incubation time influence soil moisture characteristic and increases the pore distribution. The poultry manure more significantly different than cow manure to increases pore distribution. Keywords: Soil moisture characteristic, pore distribution, manure, incubation time



PENDAHULUAN Tingkat energi lengas tanah dipengaruhi oleh potensial matrik dan potensial osmotik yang dalam pengertian lain dapat dinyatakan dalam satuan daya hisap atau tegangan yang dialami air. Tingkat energi lengas tanah dapat pula dinyatakan dengan tinggi kolom air atau dalam logaritma tinggi kolom air dan dikenal dengan pF. Jika tingkat energi lengas tanah pada berbagai tingkat kadar lengas ditetapkan, maka didapatkan kurva hubungan tegangan



(energi lengas tanah) dengan kadar lengas tanah. Hubungan fungsional digambarkan dalam bentuk kurva yang dikenal dengan kurva retensi lengas tanah, atau kurva pF (karena tegangan lengasnya dinyatakan dalam pF) atau karakteristik lengas tanah. Disebut karakteristik lengas tanah karena kurva tersebut khas atau spesifik untuk tiap jenis tanah dan terutama ditentukan oleh tekstur tanah dan struktur tanahnya. Bahan organik merupakan salah satu komponen utama tanah. Untuk menjamin pertumbuhan tanaman, proporsi ideal bahan organik adalah 5%.



____________________________________ J. Tanah dan Air, Vol. 7, No. 1, 2006: 67 - 75 ISSN 1411-5719



67



A.Z. Purwono Budi Santosa: Karakteristik Lengas dan Agihan Pori Tanah



Walau proporsinya kecil dibandingkan dengan komponen lainnya yaitu udara, air dan bahan mineral/anorganik, tetapi peranannya sangat penting. Salah satu fungsi bahan organik adalah sebagai pembenah tanah. Sebagai pembenah tanah, telah banyak hasil penelitian yang menunjukkan bahwa bahan organik akan memperbaiki sifat fisik, kimia dan biologi tanah. Kandungan bahan organik tanah-tanah mineral umumnya rendah. Rendahnya bahan tersebut di dalam tanah disebabkan karena sumbernya memang sedikit atau dapat juga hasil dekomposisi bahan organik dialihtempatkan atau dialihrupakan bersamaan dengan proses perkembangan tanahnya. Tanah Regosol mempunyai kandungan bahan organik rendah karena sumber bahan organiknya memang sedikit, hasil dekomposisi bahan organik sebagian terlindi dan termineralisasi karena sifat tanah Regosol yang mudah melewatkan air dan mengoksidasikan bahan yang ada. Sisa hasil panen, seresah, sampah kota, kotoran ternak merupakan sumber bahan organik yang banyak dijumpai. Bahan tersebut mudah didapatkan dan mudah dimanfaatkan sebagai sumber bahan organik. Penggunaan pupuk buatan dan bahan sintetis secara intensif menyisihkan pemanfaatan sumber bahan organik. Saat ini mulai dilirik lagi manfaat bahan organik karena adanya dampak negatif dari pemakaian pupuk buatan dan bahan sintetis yang dilaporkan dari berbagai hasil penelitian. Permasalahan yang dihadapi dalam pemanfaatan bahan organik adalah dibutuhkan dalam jumlah yang besar, kandungan unsur hara tidak seimbang karena berasal dari alam, dan dekomposisinya. Laju dekomposisi bahan organik ditentukan oleh faktor dakhil bahan organiknya sendiri dan faktor luar atau faktor lingkungan (Notohadiprawiro, 2000). Disebut lebih lanjut, faktor lingkungan bertindak melalui pengaruhnya atas 68



pertumbuhan dan metabolisme mikro organisme/jasad renik pengurai. Faktor tersebut antara lain suhu, kelembaban, pH. Faktor dakhil ialah susunan kimia bahan organik. Bahan organik yang lebih banyak mengandung lignin lebih sulit terombak, bahan organik yang lebih banyak mengandung selulosa, hemiselulosa, dan senyawa-senyawa larut air mudah terombak. Berdasarkan hal tersebut telah diteliti pengaruh bahan organik yang berasal dari kotoran hewan terhadap karakteristik lengas tanah Regosol dengan waktu inkubasi yang berbeda. Hasil penelitian diharapkan dapat digunakan sebagai bahan pertimbangan penggunaan kotoran hewan dan aplikasinya dalam tanah yang tepat. BAHAN DAN METODE Penelitian menggunakan tanah Regosol, diambil secara komposit dari Kebun Percobaan Fakultas Pertanian UPN “Veteran” Wedomartani Ngemplak Sleman Yogyakarta, sedalam lapis olah (0 – 20 cm). Pupuk kandang sapi dan pupuk kandang ayam diambil dari peternakan di daerah Sleman. Sifat-sifat tanah dan pupuk kandang yang digunakan dalam penelitian disajikan pada Tabel 1. Analisis tanah dan pupuk kandang dilakukan di Laboratorium Jurusan Ilmu Tanah UPN “Veteran” Yogyakarta. Lingkungan tempat percobaan diasumsikan seragam, sumber keragaman berasal dari perlakuan yang dicobakan. Penelitian merupakan percobaan yang disusun dalam rancangan petak terbagi (Split Plot Design) dan diulang 3 (tiga) kali. Petak utama terdiri dari 2 (dua) macam pupuk kandang yaitu: 1) Pupuk kandang sapi (PK1) dan 2) Pupuk kandang ayam (PK2). Takaran pupuk kandang yang diberikan adalah 40 ton/ha. Anak petak terdiri dari 5 (lima) waktu pendiaman/inkubasi dalam satuan minggu adalah M0 = 0, M1 = 6, M2 = 9, M4 = 12, M5 = 15. Data yang terkumpul dari hasil analisis laboratorium diolah secara statistik.



J. Tanah dan Air, Vol. 7, No. 1, 2006: 67 - 75



Analisis keragaman dilakukan untuk mengetahui perbedaan antar perlakuan. Untuk membedakan rerata antar perlakuan dilakukan Uji Jarak Berganda Duncan (Duncan’s Multiple Range Test) pada aras nyata 5%. Analisis regresi dan korelasi digunakan untuk mengetahui keeratan hubungan antara tolok ukur yang diteliti, atau atau antar sesama tolok ukur (Hanafiah, 1993).



Sifat-sifat tanah dan pupuk kandang yang digunakan dalam penelitian diketahui berdasarkan analisis ukuran fraksi tanah dengan metode pipet, kerapatan bongkah (berat volume) tanah dengan metode air raksa ditentukan dengan sand box apparatus dan pressure membrane apparatus, karbon organik tanah dan pupuk kandang dengan metode Walkley dan Black, nitrogen total tanah dan pupuk kandang dengan metode Kjeldahl.



Tabel 1. Beberapa sifat tanah dan sifat pupuk kandang yang digunakan dalam penelitian Sifat Tanah dan Pupuk A. Tanah Fraksi pasir (%) Fraksi debu (%) Fraksi lempung (%) Lengas tanah (% volume)



pF 1,00 pF 2,00 pF 2,54 pF 3,00 pF 3,70 pF 4,20 Lengas tanah halus kering angin (% berat) Pori Drainase Cepat (PDC) (% volume) Pori Drainase Lambat (PDL) (% volume) Pori Penyimpan Air (PPA) (% volume) Berat volume (Mg.m-3) Berat jenis (Mg.m-3) Porositas (%) Karbon organik (%) Bahan organik tanah (%) Nitrogen total (%) Nisbah C/N B. Pupuk Kandang Karbon organik pupuk kandang sapi (%) Karbon organik pupuk kandang ayam (%) Nitrogen total pupuk kandang sapi (%) Nitrogen total pupuk kandang ayam (%) Nisbah C/N pupuk kandang sapi Nisbah C/N pupuk kandang ayam



Kandungan/Kadar 79,23 16,46 4,13 32,03 20,59 16,75 12,12 9,03 7,49 2,15 11,44 3,84 9,26 1,25 2,36 47,03 1,98 3,41 0,08 24,75 28,57 18,09 1,05 1,18 27,21 15,33



69



A.Z. Purwono Budi Santosa: Karakteristik Lengas dan Agihan Pori Tanah



HASIL DAN PEMBAHASAN Tanah Regosol yang digunakan dalam penelitian bertekstur kasar, kadar bahan organik tanah rendah, pori drainase lebih besar daripada pori penyimpan air, daya simpan lengas rendah. Karbon organik tanah regosol meningkat setelah diberi pupuk kandang sejalan dengan semakin lama waktu inkubasinya. Tabel 2. menunjukkan kandungan karbon organik, nitrogen total dan nisbah C/N tanah regosol yang diberi pupuk kandang pada berbagai waktu inkubasi/pendiaman. Kadar karbon organik meningkat nyata sebesar 0,25% setelah inkubasi 12 minggu, macam pupuk kandang tidak berpengaruh nyata terhadap kandungan karbon organik tanah. Kandungan karbon organik tanah akan mencapai maksimum sebesar 1,67% pada minggu ke 14,6 menurut persamaan karbon organik = -86,44 x2 + 290,36 x – 229,17 (R2 = 0,90)*. Hasil ini sesuai dengan pendapat Theng (1986), bahwa perombakan pupuk kandang memerlukan waktu lebih lama (dalam hitungan bulan) bila dibandingkan dengan pupuk hijau atau kompos (dalam hitungan



minggu). Hal ini disebabkan adanya perbedaan bahan penyusunnya. Bahan penyusun pupuk kandang masih banyak mengandung bahan yang relatif lebih sulit terombak dibandingkan bahan penyusun pupuk hijau. Kadar lengas tanah pada berbagai tegangan lengas disajikan pada Tabel 3. Kurva karakteristik lengas tanah yang diberi pupuk kandang dapat dilihat pada Gambar 1 dan Gambar 2. Tampak bahwa kadar lengas tanah pada tegangan yang sama semakin besar dengan semakin lama pupuk kandang diaplikasikan, baik untuk pupuk kandang sapi maupun pupuk kandang ayam. Pemberian pupuk kandang sebagai sumber bahan organik meningkatkan kemampuan tanah untuk mengikat air. Lebih lanjut bila dilihat Gambar 1 dan Gambar 2 tampak bahwa dengan semakin lama waktu aplikasi/inkubasinya kurva bergeser ke kanan. Pergeseran terjadi karena meningkatnya kadar lengas tanah. Peningkatan kadar lengas karena peningkatan kadar bahan organik (Tabel 2, 100 × C organik). Bahan organik = 58



Tabel 2. Karbon organik, nitrogen total dan nisbah C/N tanah yang diberi pupuk kandang pada berbagai inkubasi Perlakuan



C organik (%)



N total (%)



C/N



Pupuk kandang sapi



1.43 a



0,28 a



8,11 a



Pupuk kandang ayam



1,45 a



0,29 b



7,51 a



Inkubasi 0 minggu



1,30 b



0,22 c



9,58 a



Inkubasi 6 minggu



1,32 b



0,28 b



7,90 b



Inkubasi 9 minggu



1,42 b



0,29 b



7,64 b



Inkubasi 12 minggu



1,55 a



0,31 ab



7,05 b



Inkubasi 15 minggu



1,61 a



0,33 a



6,87 b



Keterangan: Angka yang diikuti huruf sama pada kolom yang sama menunjukkan tidak berbeda nyata pada uji jarak berganda Duncan pada aras nyata 5% 70



J. Tanah dan Air, Vol. 7, No. 1, 2006: 67 - 75



Tabel 3. Lengas tanah pada berbagai tegangan lengas dinyatakan dalam pF setelah diberi pupuk kandang Perlakuan



Pupuk kandang sapi



Pupuk kandang ayam



Waktu pendiaman/ inkubasi 0 minggu 6 minggu 9 minggu 12 minggu 15 minggu 0 minggu 6 minggu 9 minggu 12 minggu 15 minggu



pF 1,00



2,00



2,54



3,00



3,70



4,20



30,83 37,77 39,17 39,67 41,90 31,43 34,97 37,53 39,23 42,23



20,17 23,77 23,77 24,20 25,17 18,73 20,23 22,07 23,47 25,47



11,23 12,95 13,00 13,17 14,10 12,10 12,43 13,73 14,07 14,53



10,03 10,23 10,77 11,13 12,13 9,80 10,30 10,43 10,77 11,10



7,70 8,17 8,87 9,40 9,87 7,77 8,03 8,37 9,00 9,37



5,30 6,20 6,23 6,33 6,63 5,10 5,23 6,23 6,43 6,77



Keterangan: Angka yang diikuti huruf sama pada kolom yang sama menunjukkan tidak berbeda nyata pada uji jarak berganda Duncan pada aras nyata 5%



Banyaknya lengas yang dipegang oleh tanah pada tegangan rendah tergantung pada efek/prinsip kapilaritas dan agihan ukuran pori yang dipengaruhi oleh struktur tanah, sebaliknya pada tegangan tinggi disebabkan oleh luas permukaan spesifik tanah yang dipengaruhi oleh tekstur tanah (Santoso, 1995 cit Hillel, 1980). Pergeseran kurva ke kanan pada tegangan rendah (pF 1) lebih besar bila dibandingkan pada tegangan tinggi (pF 4,2) menunjukkan telah terjadi perubahan struktur tanah dengan bertambahnya waktu pendiaman/inkubasi pupuk kandang, sebaliknya tekstur tanah relatif tidak berubah dengan bertambahnya waktu inkubasi. Kenyataan ini menunjukkan manfaat kurva karakteristik lengas tanah sebagai salah satu indikator baik buruknya struktur tanah. Dengan diketahui kurva karakteristik lengas tanah dapat dihitung agihan ukuran pori yang ada dalam tanah tersebut. Perhitungan didasarkan pada prinsip kapilaritas yang menyatakan bahwa pada suatu nilai potensial matrik lengas tanah tertentu, hanya pori-pori dengan ukuran sama dengan atau lebih kecil garis tengah tertentu yang terisi air. Macam dan ukuran



pori tanah adalah: 1. Pori-pori berguna meliputi: a. Pori Drainase dengan garis tengah ≥ 0,86 µm, dan dipilahkan menjadi 1). Pori Drainase Cepat (PDC) dengan garis tengah pori terkecil ialah 28,80 µm, yang setara dengan tegangan lengas pada pF 2,00. 2). Pori Drainase Lambat (PDL) dengan garis tengah pori antara 28,80 µm 8,60 µm, atau berada pada tegangan lengas anta-ra pF 2,00 – pF 2,54 dan b. Pori Pemegang Air (PPA) dengan garis tengah antara 8,60 µm - 0,20 µm, atau pada tegangan lengas antara pF 2,54 – pF 4,20. 2. Pori tak berguna dengan garis tengah ≤ 0,20 µm (Kertonegoro, 1996). Perubahan agihan pori tanah, porositas tanah disajikan pada Tabel 4 dan Gambar 3 sampai dengan Gambar 5. Tampak bahwa waktu inkubasi nyata meningkatkan pori drainase cepat, pori drainase lambat dan pori penyimpan air. Peningkatan volume pori disebabkan oleh meningkatnya bahan organik sejalan dengan semakin lama waktu inkubasi/pendiamannya.



71



A.Z. Purwono Budi Santosa: Karakteristik Lengas dan Agihan Pori Tanah



Gambar 1. Kurva karakteristik lengas tanah diberi pupuk kandang sapi dengan variasi pendiaman (inkubasi)



Gambar 2. Kurva karakteristik lengas tanah diberi pupuk kandang ayam dengan variasi pendiaman (inkubasi)



72



J. Tanah dan Air, Vol. 7, No. 1, 2006: 67 - 75



Tabel 4. Porositas dan agihan pori tanah yang diberi pupuk kandang sapi dan pupuk kandang ayam pada berbagai waktu pendiaman/inkubasi Perlakuan



BV (Mg.m-3)



BJ (Mg.m-3)



n (%)



PDC (% vol)



PDL (% vol)



PPA (% vol)



Ppk kandang sapi



1.19 a



2,49 a



51,86 a



14,45 a



10,53 a



6,75 a



Ppk kandang ayam



1,20 a



2,53 a



52,65 a



15,09 b



8, 62 b



7,42 b



Inkubasi 0 minggu



1,25 a



2,57 a



51,68 a



11,69 a



7,79 a



6,46 a



Inkubasi 6 minggu



1,22 b



2,54 ab



52,04 a



14,37 b



9,31 b



6,97 b



Inkubasi 9 minggu



1,20 c



2,51 ab



52,04 a



15,44 c



9,55 b



7,14 b



Inkubasi 12 minggu



1,19 c



2,49 ab



52,38 a



15,62 c



10,22 c



7,24 b



Inkubasi 15 minggu



1,14 d



2,43 b



53,14 a



16,75 d



11,01 d



7,62 c



Keterangan: Angka yang diikuti huruf sama pada kolom yang sama menunjukkan tidak berbeda nyata pada uji jarak berganda Duncan pada aras nyata 5% Peningkatan pori drainase cepat, pori drainase lambat dan pori pemegang air berturut-turut adalah: 5,06% (r = 0,84), 3,22% (r = 0,90) dan 1,16%. (r = 0,89). Penelitian Zhang et al., (1997) melaporkan hasil yang mirip untuk tanah bertekstur pasir (kadar pasir 85,5%) lengas tersedia meningkat 1% ketika diberi bahan organik dengan takaran 30 g.kg −1 , dan meningkat 4% ketika diberi bahan organik 8 g.kg −1 . Hasil yang sama dilaporkan oleh Santoso (1998). Peningkatan pori berguna memberbaiki aerasi dan daya simpan lengas tanah. Perombakan bahan organik sangat ditentukan oleh aktivitas mikro organisme yang ada didalamnya. Aktivitas ditentukan oleh kondisi aerasi dan kelembaban. Tanah dengan sirkulasi udara dan air yang baik memacu aktivitas mikro organisme. Adanya ruang pori yang mempunyai ukuran besar meningkatkan aktivitasnya sehingga volume ruang pori drainase cepat > volume ruang pori drainase lembat > volume ruang pori penyimpan air.



Waktu inkubasi nyata menurunkan berat volume sebesar 0,11 poin. Bahan organik mempunyai massa yang lebih ringan dibandingkan dengan partikel tanah. Pada satuan volume yang sama, massa partikel tanah > massa bahan organik. Berat volume partikel tanah > berat bolume bahan organik. Dalam tanah yang sama, semakin besar kandungan bahan organik tanah, nilai berat volume tanah semakin kecil. Macam pupuk kandang berpengaruh nyata terhadap pori-pori di dalam tanah. Volume pori drainase cepat dan volume pori penyimpan air tanah yang diberi pupuk kandang ayam > tanah yang diberi pupuk kandang sapi. Nitrogen tanah merupakan sumber energi mikro organisme. Aktivitas mikro organisme ditentukan oleh tersedianya energi. Nitrogen tanah yang diberi pupuk kandang ayam nyata berbeda dan lebih besar dibandingkan dengan tanah yang diberi pupuk kandang sapi (Tabel 2). Walau tidak nyata karbon organik tanah yang diberi pupuk kandang ayam > karbon organik tanah yang diberi pupuk kandang sapi. 73



Gambar 3. Agihan pori tanah diberi pupuk Gambar 4. Agihan pori tanah diberi Gambar 5. Perbandingan agihan pori tanah kandang sapi dengan berbagai pupuk kandang ayam dengan diberi pupuk kandang sapi dan variasi pendiaman (inkubasi) berbagai variasi pendiaman pupuk kandang ayam (inkubasi)



74



J. Tanah dan Air, Vol. 7, No. 1, 2006: 67 - 75



Masih diperlukan kajian lebih mendalam mengenai peranan bahan organik di dalam tanah, terutama bahan mana yang berperanan dalam pembenah struktur tanah dan bahan mana yang berperanan terhadap alih rupa dan alih bentuk bahan organik. KESIMPULAN 1. Terjadi perubahan kurva karakteristik lengas tanah pada tegangan rendah dengan bertambahnya waktu inkubasi pupuk kandang. Perubahan kurva karakteristik lengas tanah pada tegangan rendah menunjukkan adanya perubahan struktur tanah. 2. Perubahan struktur tanah ditunjukkan dengan meningkatnya volume pori-pori di dalam tanah. 3. Pupuk kandang ayam lebih berpengaruh nyata terhadap volume pori-pori di dalam tanah. UCAPAN TERIMA KASIH Ucapan terimakasih disampaikan kepada Heru Nugroho Trifajar Febrianto atas beberapa datanya. DAFTAR PUSTAKA



Hanafiah K.A. 1993. Rancangan Percobaan, Teori dan Aplikasi. PT Raja Grafindo Persada, Jakarta. Kertonegoro, B.D.K. 1996. Struktur Tanah, Gerakan Air, dan Sifat Mekanik Tanah. Jurusan Ilmu Tanah Fakultas Pertanian Universitas Gadjah Mada. Notohadiprawiro, T. 2000. Tanah dan Lingkungan. Pusat Studi Sumberdaya Lahan Universitas Gadjah Mada. Santoso, P.B., 1995. Peranan Mulsa dan Pembenah Tanah pada Dinamika dan Pengawetan Lengas Tanah. Program Pasca Sarjana Universitas Gadjah Mada Yogyakarta (Tesis. Tidak dipublikasikan). Santoso, P.B., 1998. Kurva Karakteristik Lengas Tanah Beberapa Jenis Tanah yang Diberi Kompos Sampah Kota. Agrivet. Theng, B.K.G. 1986. Clay-Humic Interactions and Soil Aggregate Stability. In: Soil Structure and Aggregate Stability (Ed. P. Rengasamy), pp. 33 – 73. Institute for Irrigation and Salinity Research, Tatura, 3616. Australia. Zhang, H., K.H. Hartge and H. Ringe. 1997. Effectiveness of Organic Matter Incorporation in Reducing Soil Compatibility. Soil Sci. Soc. Am. J. 61: 239 – 245.



75