BAHAN KULIAH KONSERVASI TANAH DAN AIR (2) - intan.ac.id TANAH DAN AIR (5).pdf · kuliah konservasi...
Transcript of BAHAN KULIAH KONSERVASI TANAH DAN AIR (2) - intan.ac.id TANAH DAN AIR (5).pdf · kuliah konservasi...
KULIAH KONSERVASI TANAH DAN AIR (5)FAKTOR FAKTOR YANG MEMPENGARUHI EROSI
ACHMAD KASIYANI
INSTITUT PERTANIAN (INTAN)
YOGYAKARTA
BAB VI. FAKTOR YANG MEMPENGARUHI EROSI
A. IKLIM (R )
B. TOPOGRAFI (LS)
C. VEGETASI ( C )
D. TANAH (K)
E. MANUSIA (P)
EROSI MERUPAKAN FUNGSI
EROSIVITAS
CURAH HUJAN
ERODIBILTAS
PENGELOLAAN/MANAJEMENSIFAT FISIKA TANAH
ENERGI PENGELOLAAN LAHAN PENGELOLAAN TANAMAN
A = R x K x LS x P x C
A = ƒ (R K LS C P)
A = f (R, K, LS, C, P)
PERSAMAAN UNIVERSAL KEHILANGAN TANAH TERSEROSI
A = besarnya tanah tererosi (t/ha/th)
R = faktor curah hujan dan aliran permukaanK = faktor erodibilitas tanah, butir tanah lepas
L = faktor panjang lereng, menumpuknya air dipermukaan
S = faktor kecuraman lereng, kecepatan aliran air
C = faktor vegetasi penutup tanah, menghambat aliran air
P = faktor tindakan khusus konservasi tanah, menghambat aliran
PENJELASAN
A Banyaknya tanah tererosi dalam ton/ha/th laju erosi
R Faktor curah hujan dan aliran permukaan, yaitu jumlah satuan indeks erosi hujan, yang
merupakan perkalian antara energi hujan total dengan intensitas hujan maksimum 30 menit
(I30) tahunan
K Faktor erodibilitas tanah, yaitu laju erosi per indeks erosi hujan ® untuk suatu tanah yang
didapat dari petak percobaan standar (uk 22,1 m terletak pada lereng 9% tanpa tanaman
(K = A/R)
L Faktor panjang lereng, yaitu nisbah antara besarnya erosi dari tanah dengan suatu panjang
lereng tertentu terhadap erosi dari tanah dengan panjang lereng 22,1 m di bawah keadaan
yang identik
S Faktor kecuraman lereng, yaitu nisbah antara besarnya erosi yang terjadi dari suatu tanah
dengan kecuraman lereng tertentu terhadap besarnya lereng 9% dibawah keadaan yang
identik
C Faktor vegetasi penutup tanah dan pengelolaan tanaman, yaitu nisbah antara besarnya
erosi dari suatu areal dengan vegetasi penutup dan pengelolaan tanaman tertentu
terhadap besarnya erosi tanah yang identik dengan tanpa tanaman
P Faktor tindakan-tindakan khusus konservasi tanah (pengolahan dan penanaman menurut
kontur, penanaman dalam strip,guludan, teras) yaitu nisbah antara besarnya erosi dari tanah yang
diberi perlakuan tindakan konservasi khusus, seperti pengolahan mnrt kontur, penanaman strip atau
teras, terhadap besarnya erosi dari tanah yang diolah searah lereng, dalam keadaan yang identik
FAKTOR PENYEBAB EROSI
Kehilangan tanah akibat erosi dipercepat menurut USLE (Univ. Soil Loss Eqn):
A = RKLSCP
A = prediksi kehilangan tanah dalam metrik ton/ha/th
R = CH intensitas lebih penting dari jumlah, terutama intensitas tertinggi selama30 menit I Ek↑, R= rainfall erosion index
K = sifat tanahnya, nilainya: 0-0,6.
K < 0.2 normal untuk tanah pasir & tanah pasir
K = 0.2-0.3 KI sedang, stabilitas aggregat sedang
K > 0.3 KI rendah, mudah terserosi
Karakteristik tanah yang paling mempengaruhi erosi:
Stabilitas aggregat
Kapasitas infiltrasi, dipengaruhi oleh:
Tekstur - BO
Jenis dan jlh liat mengembang - Kedalaman tanah
………………………….……….sambungan penyebab erosi
LS : panjang dan kecuraman slope atau lereng (faktor topografi). Bila slope curamkecepatan runoff >>. Secara teori : bila V double kemampuan air bawa partikel 64 kali >>, bawa suspensi 32 kali >>, dan tenaga erosive 4 kali >>. Bila panjang slope 2 kali >> tanah hilang jadi 2.6 kali >>
C : Cropping system dan management factor. Penutupan tanah oleh hutan dan padangrumput > legume dan rumput makanan hewan > gandum dan oat > jagung, kedelai, kentang > tanah bera. Nilai C untuk lokasi tertentu tergantung pada:
Tanaman yang sedang tumbuh
Fase pertumbuhan tanaman
Penolahan tanah
Management lainnya
Nilai C berkisar dari 0.1 (hutan dengan residu tanaman yajg banyak di permukaan tanah) sampai ~ 1.0 ( sangat sedikit residu atau hampir bera)
P: faktor penyangga eg. Contouring till, strip cropping, terracesing, grassed waterways. Nilai P meningkat dengan kelerengan (slope)
R INTENSITAS CURAH HUJAN
Intensitas hujan
(mm/jam)
Klasifikasi intensitas hujan
0 – 5 Sangat rendah
6 – 10 Rendah
11 – 25 Sedang
26 – 50 Agak tinggi
51 – 75 Tinggi
> 75 Tinggi
Lamanya hujan (mnt) Intensitas rata-rata
(mm/jam)
Jumlah air yang jatuh
(mm)
8 150 20
20 60 20
40 30 20
60 20 20
120 17,50 35
180 16,75 50
IKLIM –SIFAT-SIFAT MINIMUM SUATU CURAH HUJAN LEBIH
Tabel klasifikasi
intensitas hujan
Intensitas hujan (mm/jam) Diameter median butir hujan
(mm)
0,25 0,75 – 1,00
1,25 1,00 – 1,25
2,50 1,25 – 1,50
12,50 1,75 – 2,00
25,00 2,00 – 2,25
50,00 2,25 – 2,50
100,00 2,75 – 3,00
150,00 3,00 – 3,25
Diameter butir (mm) Kecepatan jatuh(m/dt)
1,25 4,85
1,50 5,51
2,00 6,58
3,00 8,06
4,00 8,86
5,00 9,25
6,00 9,30
Hubungan antara intensitas
hujan dengan diameter
median butir hujan
Kecepatan jatuh berbagai
ukuran butir hujan setelah jatuh
dari ketinggian 20 m
K PROSES TERJADINYA EROSI AIR
PERENDAMAN OLEH
AIR HUJAN
(TERGENANG)PEMINDAHAN BUTIR
PRIMER OLEH PERCIKAN
AIR HUJAN
ENERGI TUMBUK BUTIR
HUJAN KE TANAH PENGHANCURAN STRUKTUR BUTIR
TANAH, AGREGAT
PENGANGKUTAN BUTIR
OLEH ALIRAN AIR
STRUKTUR TANAH
TERDISPERSI
PERMUKAAN TANAH
TERJADI EROSI AIR
LS TOPOGRAFI
Ada dua sifat topografi yang sangat berpengaruh terhadp erosi
1. Kemiringan lereng
Dinyatakan dalam derajat atau persen. Dua titik berjarak 100m yang mempunyai
selisih tinggi 10 m, membentuk lereng 10%. Kecuraman lereng 100 % sama dengan
kecuraman lereng 45o
Zingg (1940) mendapatkan rumus hubungan antara kemiringan lereng dengan
ebsarnya erosi ;
X = CSm
X = berat tanah tererosi
S = kemiringan lereng dalam %
m = konstanta lereng
2. Panjang lereng
Dihitung dari titik pangkal terjadinya aliran permukaan sampai suatu titik di manaair masuk kedalam saluran atau sungai. Atau di mana kemiringan lereng berubahsedemikian rupa. Semakin panjang lereng , pada ujung lereng akan terkumpul airdan mempunyai kekuatan /energi yang besar
3. Konfigurasi lereng
Bentuk cembung, cekung. Erosi lembar lebih hebat pada pertmukaan cembung,sedang pada permukaan cekung cenderung terbentuk erosi alur atau parit.
4. Keseragaman lereng
Yang tidak seragam akan berpengaruh banyak pada kecepatan, kekuatan merusak
5. Arah lereng
Lereng yang mengarh ke selatan akan mengalami erosi yang lebih besar daripada yang menghadap ke utara.
C PERAN VEGETASI
1. Distribusi air hujan yang jatuh
2. Intersepsi hujan oleh tumbuhan, (1). akan mengurangi jumlah air yang
sampai ke tanah sehingga mengurangi aliran permukaan, (2). Mengurangi
kekuatan merusak butir hujan yang jatuh menimpa tanah
3. Aliran batang
Besarnya energi air hujan yang jatuh melalui batang tergantung pada
besarnya sudut yang dibentuk antara batang dan tanah
4. Tetesan tajuk
Volume tetesan tajuk adalah jumlah air hujan yang tertampung
sementara di tajuk dikurangi dengan air aliran batang.
5. Lolosan tajuk
Air hujan yang meninpa tajuk dan sampai ke permukaan tanah secara
langsung
6. Erosivitas hujan setelah melalui tajuk fungsi tajuk mengurangi energi
hujan yang akan jatuh ke atas permukaan tanah
7. Pengaruh vegetasi untuk mengurangi aliran permukaan dan kekuatan
perusak tanah
8. Pengaruh akar tumbuhan pola perakaran tumbuhan
9. Kegiatan biologi tanah pernaikan porositas dan stabilitas agregat tanah
Mechanism of rainfall interseption through tree canopy
6
5
4
3
2
11
7
hujan
2
3
4
5
Intersepsi hujan
Aliran batang
Jatuhan air hujan
Aliran cabang
6
7
Air tersimpan di seresah
Air disimpan di permukaan tanah
Sistem pengelolaan tanaman untuk
pengendalian erosi metode vegetatif
Metode vegetatif menggunakan
tanaman kayu (pohon) dan
cover crops
P PENGELOLAAN TANAMAN
AKTIVITAS MANUSIA UNTUK KONSERVASI
Peran manusia terhadap alamdan lingkungan pada erosi
longsor
Pengendalian erosi dengan
metode vegetatif
Pengendalian erosi dengan
metode mekanis
BAB III. MASALAH EROSI DAN AKIBATNYA (Sitanala)
A. SIFAT DAN FUNGSI TANAH
B. KERUSAKAN TANAH DAN BADAN AIR
C. DAMPAK EROSI
D. SEDIMEN DAN NISBAH PELEPASAN SEDIMEN
E. SELEKTIVITAS EROSI DAN NISBAH PENGKAYAAN TANAH
F. UPAYA PENYELAMATAN SUMBERDAYA ALAM (TANAH, AIR DAN
HUTAN
G. PENGELOLAAN TANAH DAN SISTEM USAHATANI
H. PEMBUKAAN TANAH DAN EROSI
I. TINDAKAN KONSERVASI TANAH DAN AIR UNTUK MENGATASI BANJIR
DAN KEKERINGAN
SIFAT DAN FUNGSI TANAH
Ilmu Tanah : memandang tanah menjadi dua konsep utama :
1. Sebagai hasil pelapukan bahan induk melalui proses biofisika-kimia
Tanah sebagai benda alami yang berproses dan bereaksi biofisika-kimia yang
berperan dalam proses tersebut, kandungan senyawa dan unsur di dalamnyadan jenis serta penyebarannya kemudian dikenal ilmu fisika tanah, kimia
tanah, biologi tanah, mineralogi dan genesis tanah
2. Sebagai habitat tanaman
Tanah sebagai tempat tumbuh dan penyedia unsur hara bagi tumbuhan.
Dari sini dapat dikenali adanya perbedaan produktivitas, perbedaan
kesesuaian atau kemampuan penggunaan tanah, mengembangkan cara cara
meningkatkan produktivitas, memelihara kelestarian fungsi tanah danmemperbaiki tanah yang rusak.
TANAH
T = f (I, O, B, R, W) – S =ƒ(C,O,M,R,T)
I = iklim
O = jasad hidup/organisme
B = batuan/bahan induk
R = relief/topografi
E = waktu
Horizonisasi tanah dibawah
savanah/padang rumput
Pembentukan Horizon tanah di alam
KERUSAKAN TANAH DAN BADAN AIR
KERUSAKAN TANAH
1. Kehilangan unsur hara dan bahan organik tanah, di daerah perakaran
tanaman
2. Terakumulasinya garam didaerah perakaran (permukaan tanah) tanaman
atau terungkapnya unsur atau senyawa racun bagi tanaman
3. Penjenuhan tanah oleh air (water logging)
4. Terjadi erosi tanah
KERUSAKAN BADAN AIR
1. Badan air adalah wadah tempat berkumpulnya air yang dibentuk
berdasarkan kekuatan alam atau buatan manusia yang kesemuanya untuk
kepentingan bagi manusia dan makhluk hidup lainnya.
2. Badan air dapat berbentuk sungai, danau (terbentuk oleh dan atau karena
proses alamiah) waduk, reservoir (terbentuk oleh campur tangan manusia)
PENYEBAB KERUSAKAN TANAH DAN BADAN AIR
KERUSAKAN TANAH
1. Hilangnya unsur hara dari dalam tanah menurunnya tingkat kesuburan tanah,
tanah tidak mampu lagi menyediakan unsur hara yang dibutuhkan oleh
tanaman, tidak mampu mnyediakan unsur hara secara seimbang untuk
mendukung tumbuh tanaman secara normal.
2. Terombaknya bahan organik tanah dan pelapukan bahan mineral yang
kemudian diikuti oleh pencucuian unsur hara tanaman
3. Terangkutnya sejumlah unsur hara bersamaan dengan saat panen, yang
kemudian tidak mengembalikan limbah ke dalam lahan pertanaman.
Prosesnya akibat perombakan BO dan pelapukan mineral diikuti oleh pencucian
unsur hara melalui run off dan proses infiltrasi air ke dalam tanah
4. Rusaknya struktur tanah menyebabkan tanah mudah tererosi. Erodibilitas tanah
meningkat (lihat setelah penebangan hutan).
KERUSAKAN BADAN AIR
1. Hilang atau mengeringnya mata air serta menurunnya kualitas
air
2. Terjadinya sedimentasi pada dasar badan air (waduk, sungai)
selain mengakibatkab rusaknya badan air juga rusaknya mutu air
karena proses sedimentasi
DAMPAK EROSI
Bentuk dampak Dampak di tempat kejadian erosi Dampak diluar tempat kejadian
Langsung Hilangnya lap. Tanah yang kaya unsur
hara tanaman
Pelumpuran atau sedimentasi badan air
Meningkatnya penggunaan energi unt
produksi
Tertimbunnya lahan, bangunan
Kemerosotan prduktivitas tanah bahkan
infertile
Hilangnya mata air dan kualitas air
Rusaknya bangunan konservasi Rusaknya ekosistem perairan
Pemiskinan petani penggarap Kehilangan nyawa, kerusakan fisik dan
kerugian
Meningkatknya areal banjir dan frekuensi
Ancaman kekeringan pada musim
kemarau
Tidak langsung Berkurangnya alternatif penggunaaan
lahan
Memendeknya umur guna lahan
Timbulnya dorongan untuk membuka
lahan baru
Timbulnya penyediaan dana untuk
rehabilitasi/rekonstruksi
PENGELOLAAN TANAH
DAN SISTEM USAHATANI PRODUKTIVITAS
TANAMAN
SISTEM USAHATANI
TANAH MEDIA TUMBUH TANAMAN
PEMUPUKAN POTENSI TANAMAN
PERBAIKAN STRUKTUR/AGREGAT
TANAH
PERBAIKAN PORI (UDARA DAN AIR) TANAH
PENGELOLAAN TANAH/MEDIA TUMBUH
PENCEGAHAN EROSI
PERBAIKAN DRAINASE
PENAMBAHAN BAHAN ORGANIK TANAH
MEKANIS/FISIK
BIOLOGI
PENGELOLAAN TANAH DAN SISTEM USAHATANI
Pengelolaan Tanah = kegiatan penyusunan rencana penggunaan tanah,
konservasi tanah dan air, pengolahan tanah dan pemupukan tujuan untuk
mempersipakan media tumbuh yang sesuai bagi tanaman untuk bisa
menghasilkan secara optimal secara berkelanjutan
Tanah sebagai media tumbuh bukan tak terbatas
Sistem usahatani dan ancaman erosi, dapat diklasifikasikan berdasarkan
berbagai kriteria seperti jenis komoditi yang diusahakan, cara penyediaan air,
pergiliran tanaman, intensitas penggunaan tanah, dan sebagainya
Joosten (1962) membuat klasifikasi sistem usahatani berbasis tanaman,
didasarkan pada siklus penggunaan tanah
R = N X 100
N + M
R = Sistem usahatani
N = Jumlah tahun ber turut-turut sebidang tanah yang digunakan untuk usahatani
M = jumlah tahun tanah yang tidak digunakan untuk usahatani/bera
Apabila nilai R > 66 = sistem usahatani menetap
Apabila nilai R < 66 = sistem usahatani tidak menetap/bera
Pada sistem usahatani menetap dengan R antara 66 – 300
Nilai R = 150 menunjukkan bahwa 50% areal ditanami 2 kali /tahun
Nilai R = 300 menunjukkan bahwa seluruh bidang tanah ditanami 3 kali/tahun
Nilai R = 33 menunjukkan bahwa usahatni tidak menetap (shifting cultivation) = (slash and burn agriculture)
KLASIFIKASI USAHATANI
Berdasarkan atas ketersediaan air
Lahan sawah (lowland)
Lahan kering (upland)
Berdasarkan atas siklus penggunaan lahan dan ketersediaan air
Usahatani menetap yang terdiri atas sawah dan usahatani lahan kering
Usahatani tidak menetap yang dapat berupa ladang atau usahatani
bera
PENGARUH CARA PEMBUKAAN TANAH TERHADAP EROSI
DAN HASIL PANEN JAGUNG (LAL 1981)
Cara pembukaan tanah
Cara pengolahan tanah
Besarnya erosi ton/ha/th
Hasil jagung ton/ha/th
Erosi/hasil jagung ton/ton
Nilai nisbi
Tradisional Tanpa olah, penanaman tradisonal
0,001 0,50 0,02 1
Manual Tanpa olah 0,40 1,56 0,25 13
Diolah konvensional
4,60 1,59 2,09 105
Traktor rantai/pisau pemotong
Tanpa olah 3,80 1,98 1,92 96
Traktor rantai, pendorong pohon
Tanpa olah 15,40 1,36 11,32 566
Traktor rantai, pendorong pohon
Diolah konvensional
19,60 1,75 11,20 560
Rata-rata produksi gabah pada berbagai lama
penggunaan lahan (Lanya, 1996)
Hubungan produktivitas dengan kedalaman tanah
tererosi (Shah, 1982
Hubungan laju erosi dengan dengan curah hujan tahunan (Hudson,
1973)
PREDIKSI JUMLAH (VOLUME) ALIRAN PERMUKAAN
1. Digunakan untuk merencanakan saluran-saluran air, bendung, teras dan saluran penyalur air lainnya
2. Metode maksimum hujan-infiltrasi,
V = A (I – F)
V = Volume aliran permukaan
A = Luas daerah tampung
I = Curah hujan kumulatif, yang diambil dari curah hujan maksimum yang diharapkan akan terjadi dalam suatu interval tertentu, misalnya 50 tahun
F = Infiltrasi kumulatif
1. Metode Dinas Konservasi Tanah USA (US-SCS)
Volume aliran permukaan (Q) besarnya tergantung pada curah hujan © dan volumesimpanan yang tersedia untuk menahan air (S). Penahanan aktual (F) adalah perbedaanantara curah hujan dan aliran perrmukaan. Sementara Ia adalah volume air hujan padapermulaan hujan.
F = Q
SP-Ia
1. Metode Pengukuran Debit
Q = A V
Q = debit air (m3/dt)
A = Luas Penampang saluran ( m2)
V = Kecepatan air (m/dt)
TUGAS MAHASISWA
MK KTA
1. Konservasi tanah diartikan sebagai penempatan setiap bidang tanah pada
cara penggunaan yang sesuai dengan kemampuan tanah dan
memperlakukannya sesuai dengan syarat syarat yang diperlukan agar
tidak terjadi kerusakan tanah.
Uraikan apa saja indikator kemampuan tanah yang bisa menurunkan
kemampuan tanah untuk mendukung pertumbuhan tanaman
2. Apa yang dimaksud dengan badan air dalam konteks dengan konservasi
air ? Sebutkan bentuknya ?
3. Uraikan apa saja jenis kerusakan yang mungkin terjadi pada masing
masing badan air? Bagaimana proses terjadinya kerusakan pada masingmasing badan air di atas ?