perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id KAJIAN ... · Bapak Ibu Dosen Program Studi S2 Ilmu...

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

KAJIAN EFEKTIVITAS JUMLAH RORAK DAN JENIS MULSA SEBAGAI UPAYA

KONSERVASI KESUBURAN TANAH PADA LAHAN KAKAO

TESIS

Disusun untuk memenuhi sebagian persyaratan mencapai derajat Magister

Program Studi Ilmu Lingkungan

Oleh

Sri Wahyuni

NIM A.131308008

PROGRAM PASCASARJANA

UNIVERSITAS SEBELAS MARET

SURAKARTA

2016



TESIS



Oleh

Sri Wahyuni

NIM A.131308008



SURAKARTA

2016



TESIS



Oleh

Sri Wahyuni

NIM A.131308008



SURAKARTA

2016


commit to user

ii

Lembar Pengesahan


commit to user

iii


commit to user

iv

PERNYATAAN KEASLIAN DAN PERSYARATAN PUBLIKASI


commit to user

v

KATA PENGANTAR

Puji syukur ke hadirat Allah SWT yang telah memberikan rahmat dan karunia Nya

sehingga penulis dapat menyelesaikan tesis yang berjudul “Kajian Efektivitas Jumlah Rorak

Dan Jenis Mulsa Sebagai Upaya Konservasi Kesuburan Tanah Pada Lahan Kakao”. Shalawat

serta salam senantiasa tercurah kepada Rasulullah Muhammad SAW. Tesis ini disusun dan

diajukan sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Master di Program Pascasarjana

Universitas Sebelas Maret.

Penyusunan tesis ini tidak lepas dari bantuan, bimbingan dan dukungan berbagai

pihak, sehingga dengan segala kerendahan hati, penulis mengucapkan terima kasih kepada:

1. Prof. Dr. M Furqon Hidayatullah, M. Pd selaku Direktur Program Pascasarjana UNS,

2. Prof. Dr. Ir. MTh. Sri Budiastuti, M.Si. selaku Ketua Program Studi Ilmu Lingkungan

Program Pascasarjana UNS serta ketua dewan penguji yang banyak memberikan bantuan

selama proses administrasi penelitian,

3. Prof. Dr. Ir. Purwanto, M.S. selaku Pembimbing Utama yang banyak memberi bimbingan,

masukan dan saran kepada penulis,

4. Dr. Ir. John Bako Baon, MSc., APU. selaku Pembimbing Pendamping yang dengan sabar

dan ikhlas telah membimbing dan mengarahkan penulis serta memberi semangat untuk

segera menyelesaikan tesis ini,

5. Komariah, STP., M.Sc., Ph.D. selaku dosen serta penguji yang memberikan ilmu,

bimbingan, teladan dan semangat dari awal hingga akhir penulisan tesis,

6. Bapak Ibu Dosen Program Studi S2 Ilmu Lingkungan Program Pascasarjana UNS yang

telah memberikan ilmu yang bermanfaat,

7. Keluarga besar Direktorat Tanaman Rempah dan Penyegar, Direktorat Jenderal Perkebunan

Kementerian Pertanian,

8. Suami tercinta, Sholihuddin, S.HI serta ketiga buah hatiku tersayang Muhammad Haydar El

Hakim, Muhammad Irfan Al Faruqi serta Muhammad Fakhri Jabir yang telah memberikan

kekuatan, cinta, semangat, pengertian dan dukungan serta adik iparku Nur Fitriyati, S.HI

yang telah mengulurkan tangan dan penuh keikhlasan membantu penulis,

9. Ibuku Ngatpi’ah dan Bapakku Djasmin terimakasih atas doa dan kasih sayang yang tidak

henti tercurahkan. Mertuaku (Siti Fatmah dan Alm. Safi’an) serta keluarga besar di Tuban,

Surabaya, Jakarta, Cikarang, terima kasih atas doa, dukungan dan bantuan yang diberikan,


commit to user

vi

10. Keluarga besar Laboratorium Tanah Puslitkoka: Bapak Soetanto Abdullah, Bapak

Sugiyanto, Pak Ari Wahono, Pak Wagiyanto, Bu Sumiyati, Bu Enny, Pak Jiran, dan lainnya

yang tidak dapat penulis sebutkan satu persatu. Pak Suliyono beserta istri dan keluarga besar

KP. Kaliwining (Pak Heri, Pak Wayan, Pak Lulus, Mas Sugeng, Mas Salim, Mas Sugi, Mas

Wawan, Mas Naryo) dan pihak-pihak terkait yang tidak dapat penulis sebutkan satu per

satu, terima kasih telah membantu dan menerima kami selama melakukan penelitian di

Pusat Penelitian Kopi dan Kakao Jember,

11. Pak Muzayyin Laboratorium Kimia & Kesuburan Tanah UNS, Bu Tumisih Laboratorium

Fisika Tanah UNS, Yudhi P dan Ely Istiana Maulida yang banyak memberikan bantuan dan

kemudahan kepada penulis,

12. Teman-teman S2 Ilmu Lingkungan angkatan 2013,

13. Semua pihak yang telah membantu dalam kelancaran penelitian ini yang tidak dapat penulis

sebutkan satu per satu.

Penulis menyadari bahwa dalam penyusunan tesis ini pasti masih terdapat

kekurangan dan kelemahan, oleh karena itu penulis mengharapkan saran, kritik dan

masukan demi perbaikan karya ini di masa mendatang. Penulis berharap tesis ini dapat

memberi manfaat bagi penulis pribadi maupun bagi siapapun yang membacanya. Amin.

Surakarta, Januari 2016

Penulis


commit to user

vii

DAFTAR ISI

Halaman

Lembar Pengesahan ........................................................................................................................ii

KATA PENGANTAR ....................................................................................................................v

DAFTAR ISI................................................................................................................................vii

DAFTAR TABEL ........................................................................................................................ix

DAFTAR GAMBAR.....................................................................................................................x

DAFTAR LAMPIRAN ...............................................................................................................xii

ABSTRAK ..................................................................................................................................xiii

ABSTRACT.................................................................................................................................xiv

BAB I. PENDAHULUAN..............................................................................................................1

A. Latar Belakang Masalah..........................................................................................1

B. Rumusan Masalah ...................................................................................................3

C. Tujuan Penelitian.....................................................................................................4

D. Manfaat Penelitian...................................................................................................4

BAB II. LANDASAN TEORI........................................................................................................5

A. Tinjauan Pustaka .....................................................................................................5

1. Kerusakan Lingkungan dan Degradasi Kesuburan Tanah .................................5

2. Hujan dan Kehilangan Hara ...............................................................................7

3. Klasifikasi Iklim .................................................................................................9

4. Konservasi Tanah, Rorak dan Mulsa................................................................10

5. Bahan Organik dan Unsur Hara Tanah............................................................16

6. Perkebunan Kakao............................................................................................23

7. Azas-azas Ilmu Lingkungan .............................................................................28

B. Penelitian yang Relevan ........................................................................................30

C. Kerangka Berpikir .................................................................................................31

D. Hipotesis................................................................................................................32

BAB III. METODE PENELITIAN ..............................................................................................33

A. Tempat dan Waktu Penelitian ...............................................................................33

B. Tatalaksana Penelitian...........................................................................................33

1. Jenis dan Rancangan Penelitian........................................................................33

2. Alat dan Bahan Penelitian ................................................................................34


commit to user

viii

3. Macam Perlakuan .............................................................................................35

4. Populasi dan Sampel Penelitian........................................................................36

5. Variabel Penelitian ...........................................................................................36

6. Prosedur Pengumpulan Data ............................................................................36

7. Teknik Analisis Data ........................................................................................39

C. Deskripsi Lokasi Penelitian...................................................................................41

1. Kondisi curah hujan..........................................................................................41

2. Jenis Tanah dan Unsur Hara............................................................................42

3. Teknik Budidaya Kakao ...................................................................................44

4. Varietas dan Umur Tanaman Kakao ................................................................45

BAB IV. HASIL DAN PEMBAHASAN .....................................................................................46

A. Hasil ......................................................................................................................46

1. Curah Hujan pada Lokasi Plot Penelitian.........................................................46

2. Luas Plot dan Ketinggian Sedimen ..................................................................51

3. Aliran Permukaan (runoff)................................................................................52

4. Sedimen ............................................................................................................62

5. Kandungan Hara dalam Tanah .........................................................................73

6. Efektivitas Rorak dan Mulsa ............................................................................75

7. Konservasi Kesuburan Tanah...........................................................................77

BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN ......................................................................................82

A. Kesimpulan............................................................................................................82

B. Saran......................................................................................................................82

DAFTAR PUSTAKA ...................................................................................................................83

LAMPIRAN..................................................................................................................................88


commit to user

ix

DAFTAR TABEL

Tabel Halaman

1. Unsur Hara Mikro pada Tanah dan Tanaman .......................................................................6

2. Areal, Produksi dan Produktivitas Kakao 2008-2012 ...........................................................7

3. Kriteria Pembagian Tipe Iklim Menurut Schmidth – Ferguson..........................................10

4. Tingkat Produksi Kakao pada Berbagai Kesesuaian Lahan................................................24

5. Kriteria Teknis Kesesuaian Lahan Kakao ...........................................................................25

6. Parameter Pengamatan dan Metode Analisis ......................................................................40

7. Kandungan Beberapa Unsur Hara Sebelum Perlakuan pada Dua Kedalaman di Petak-

Petak Kombinasi Perlakuan Rorak dan Mulsa ....................................................................43

8. Hujan Menurut Data Klimatologi, Luar Tajuk dan Dalam Tajuk Selama Periode Penelitian

(Februari-April 2015) ..........................................................................................................46

9. Kandungan Unsur Hara pada Curah Hujan di Luar dan di Dalam Tajuk Kakao ................49

10. Perbedaan Unsur Hara pada Sedimen di Awal dan Akhir Penelitian .................................73

11. Kandungan Beberapa Unsur Hara dan Bahan Organik Tanah di Awal dan Akhir Penelitian

pada Dua Lapisan Kedalaman .............................................................................................74

12. Efektivitas Perlakuan Berdasarkan Volume Runoff dan Berat Kering Sedimen.................76

13. Sedimen dan Unsur Hara yang Hilang Selama Periode Penelitian (Februari- April 2015) 79


commit to user

x

DAFTAR GAMBAR

Gambar Halaman

1. Ilustrasi Penampang Melintang Rorak (Got Buntu) ............................................................14

2. Penempatan Rorak Secara Berselang-seling .......................................................................15

3. Skematis Peranan Bahan Organik Tanah dalam Perbaikan Kesuburan Tanah (Hairiah et

al., 2002)..............................................................................................................................18

4. Siklus Nitrogen (Yudipriyanto, 2010). ................................................................................20

5. Siklus Fosfor (Yudipriyanto, 2010).....................................................................................21

6. Siklus Kalium (Yulipriyanto, 2010) ....................................................................................22

7. Grafik Perbandingan Luas Areal Perkebunan Rakyat, Perkebunan Negara, Perkebunan

Swasta dan Luas Areal Kakao Nasional Selama 30 Tahun (Sumber: Direktorat Jenderal

Perkebunan, 2014). ..............................................................................................................23

8. Produksi Kakao dari Perkebunan Rakyat, Perkebunan Negara, Perkebunan Swasta dan

Produksi Kakao Nasional Tahun 1983- 2013 (Sumber: Direktorat Jenderal Perkebunan,

2014). ...............................................................................................................................24

9. Kerangka Pemikiran Penelitian ...........................................................................................32

10. Alat Penakar Hujan yang Berada di Lokasi Penelitian a) Luar Tajuk, b) Dalam Tajuk .....38

11. Sebaran Curah Hujan Tahunan di Kaliwining Selama 30 Tahun Terakhir .........................41

12. Perbandingan Curah Hujan Rata-Rata Menurut Data Stasiun Klimatologi KP Kaliwining

(Jarak Sekitar 100 meter dari Lokasi Penelitian), Curah Hujan di Luar Tajuk dan Curah

Hujan di Dalam Tajuk .........................................................................................................47

13. Sebaran Curah Hujan Selama Periode Penelitian Tanggal 19 Februari – 19 April 2015....48

14. Pengaruh Hujan Terhadap Akumulasi Runoff Selama Periode Penelitian pada Perlakuan

Rorak yang Berbeda (a) Perlakuan Tanpa Rorak (b) Perlakuan 9 Rorak per 16 Pohon (c)

Perlakuan 16 Rorak per 16 Pohon. ......................................................................................52

15. Pengaruh Hujan Terhadap Akumulasi Runoff Selama Periode Penelitian pada Perlakuan

Mulsa yang Berbeda (a) Tanpa Mulsa (b) Mulsa Daun Kakao (c) Mulsa Daun Kakao dan

Jerami Padi. .........................................................................................................................54

16. Pengaruh Perlakuan Rorak dan Mulsa Terhadap Total Runoff Selama Periode Penelitian 55

17. Beberapa kondisi tampungan rorak saat percobaan a) penuh terisi air, meluap saat terjadi

hujan b) penuh terisi air, setelah kejadian hujan c) terangkat oleh air tanah (tidak mendapat

data). ...............................................................................................................................56


commit to user

xi

18. Pengaruh Perlakuan Rorak (Tanpa Rorak, 9 Rorak per Plot, 16 Rorak per Plot) Terhadap

Runoff ...............................................................................................................................57

19. Pengaruh Perlakuan Mulsa (Tanpa Mulsa, Mulsa Daun Kakao, Mulsa Daun Kakao dan

Jerami Padi) Terhadap Runoff .............................................................................................58

20. Runoff pada Blok-Blok Ulangan ........................................................................................58

21. Runoff pada Variasi Curah Hujan Selama Periode Penelitian............................................59

22. Grafik Hubungan Antara Runoff dan Curah Hujan pada Perbedaan Perlakuan Rorak

Selama Periode Penelitian (a) Tanpa Rorak (b) 9 Rorak per Plot (c) 16 Rorak per Plot. ..60

23. Grafik Hubungan Antara Runoff dan Curah Hujan pada Perbedaan Perlakuan Mulsa

Selama Periode Penelitian (A) Tanpa Mulsa (B) Mulsa Daun Kakao (C) Mulsa Daun

Kakao dan Jerami Padi. .......................................................................................................62

24. Pengaruh Hujan terhadap Akumulasi Berat Kering Sedimen Selama Periode Penelitian

pada Perlakuan Rorak yang Berbeda (A) Tanpa Rorak (B) 9 Rorak per 16 Pohon (C) 16

Rorak per 16 Pohon .............................................................................................................64

25. Pengaruh Hujan Terhadap Akumulasi Berat Kering Sedimen Selama Periode Penelitian

pada Perlakuan Mulsa yang Berbeda (A) Tanpa Mulsa (B) Mulsa Daun Kakao (C) Mulsa

Daun Kakao Dan Jerami Padi..............................................................................................66

26. Pengaruh Beberapa Kombinasi Perlakuan Rorak dan Mulsa Terhadap Sedimen Selama

Periode Penelitian (Februari-April 2015)............................................................................67

27. Pengaruh Perlakuan Rorak (Tanpa Rorak, 9 Rorak per Plot, 16 Rorak 16 per Plot)

Terhadap Berat Kering Sedimen .........................................................................................68

28. Pengaruh Perlakuan Mulsa (Tanpa Mulsa, Mulsa Daun Kakao, Mulsa Daun Kakao dan

Jerami Padi) Terhadap Berat Kering Sedimen ....................................................................69

29. Berat Kering Sedimen pada Variasi Curah Hujan Selama Periode Penelitian....................70

30. Grafik Hubungan Antara Sedimen dan Curah Hujan pada Perbedaan Perlakuan Rorak

Selama Periode Penelitian (A) Tanpa Rorak (B) 9 Rorak per 16 Pohon (C) 16 Rorak Per

16 Pohon..............................................................................................................................71

31. Grafik Hubungan Antara Sedimen dan Curah Hujan pada Perbedaan Perlakuan Mulsa

Selama Periode Penelitian (A) Tanpa Mulsa (B) Mulsa Daun Kakao (C) /Mulsa Daun

Kakao dan Jerami Padi. .......................................................................................................72


commit to user

xii

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran Halaman

1. Rancangan Percobaan dan Denah Plot ................................................................................88

2. Prosedur Analisis Tekstur Tanah (Metode Pipet) ...............................................................89

3. Prosedur Analisis pH Tanah (1:2,5) ....................................................................................92

4. Prosedur Analisis C-organik................................................................................................93

5. Prosedur Analisis N total (metode Kjdahl) .........................................................................95

6. Prosedur Analisis P tersedia (Bray I) ..................................................................................99

7. Prosedur Analisis K tertukar .............................................................................................101

8. Data Sebaran Hujan yang Tertampung Dalam Penakar Hujan pada Luar Tajuk, Dan

Dalam Tajuk Dibandingkan Dengan Data Klimatologi. ...................................................105

9. Luas Plot Perlakuan...........................................................................................................106

10. Data Volume Air Limpasan Permukaan yang Tertampung Dalam Rorak (L m-2) ...........107

11. Data Berat Sedimen yang Tertampung Dalam Rorak (gram/m2)......................................108

12. Rata-Rata Ketinggian Tanah (Sedimen) yang Tertampung Dalam Rorak ........................109

13. Hasil Uji F (Fisher test).....................................................................................................110

14. Hasil Uji Duncan’s Multiple Range Test (DMRT) ............................................................111

15. Dokumentasi Kegiatan Penelitian .....................................................................................112


commit to user

xiii

ABSTRAK

Sri Wahyuni. A131308008. 2015. Kajian Efektivitas Rorak Dan Mulsa SebagaiUpaya Konservasi Kesuburan Tanah Pada Lahan Kakao. Tesis. Pembimbing 1 : Prof. Dr.Ir. Purwanto, M.S. Pembimbing 2 : Dr. Ir. John Bako Baon, M.Sc., APU. Program StudiIlmu Lingkungan, Program Pascasarjana, Universitas Sebelas Maret, Surakarta.

Erosi tanah merupakan permasalahan serius di bidang ekologi dan lingkungan. Erosidapat menimbulkan kehilangan unsur hara tanah dan mempengaruhi kesuburan tanah. Perlakuanrorak dan mulsa diharapkan sebagai upaya meminimalkan kehilangan unsur hara bersama proseserosi. Tujuan penelitian: 1) Mengkaji peran rorak dan mulsa dalam mengendalikan aliranpermukaan dan akumulasi sedimen pada lahan kakao, 2) Mempelajari efektivitas rorak danmulsa dalam mengurangi kehilangan unsur hara dan bahan organik. Lokasi penelitian berada diKebun Percobaan Kaliwining milik Pusat Penelitian Kopi dan Kakao dari bulan Februari hinggaApril 2015. Penelitian menggunakan Rancangan Pola Tersarang (Nested) yang didalamnyaterdapat Rancangan Acak Kelompok Lengkap (RAKL) faktorial diulang 3 kali. Hasil penelitianmenunjukkan bahwa 9 rorak per 16 pohon lebih baik dalam mengurangi aliran permukaan dansedimen dibandingkan 16 rorak per 16 pohon dan kontrol. Mulsa daun kakao dan jerami padilebih efektif dalam mengendalikan aliran permukaan dan sedimen dibandingkan mulsa daunkakao maupun kontrol. Perlakuan 16 rorak per 16 pohon dikombinasikan dengan mulsa daunkakao 3 Mg ha-1 dan jerami padi 5 Mg ha-1 mampu mengurangi aliran permukaan sebesar 82,8%dari 2.770.694 L m-2 menjadi 477.110 L m-2 dan mengurangi sedimen dari 420 g m-2 menjadi 2 gm-2 atau sebesar 99,53% dibandingkan kontrol. Rorak sejumlah 16 per 16 pohon kakao danmulsa daun kakao 3 Mg ha-1 ditambah jerami padi 5 Mg ha-1 paling efektif dalam mengurangikehilangan unsur N sebesar 99,54% dari 13,02 kg ha-2 (tanpa rorak tanpa mulsa) menjadi 0,06kg ha-2, mengurangi kehilangan unsur P sebesar 99,55% dari 0,0880 kg ha-2 (tanpa rorak tanpamulsa) menjadi 0,0004 kg ha-2, mengurangi kehilangan unsur K sebesar 99,56% dari 0,4278 kgha-2 (tanpa rorak mulsa daun kakao) menjadi 0,0019 kg ha-2 serta mengurangi kehilangan bahanorganik sebesar 99,42% dari 53,67 kg ha-2 (tanpa rorak mulsa daun kakao) menjadi 0,31 kg ha-2.Besarnya runoff berkorelasi positif dan berhubungan erat dengan sedimen (0,542**).

Keywords: runoff, sedimen, unsur hara, bahan organik tanah


commit to user

xiv

ABSTRACT

Sri Wahyuni. A131308008. 2015. Effectiveness of Closed Ditch And Mulch For SoilFertility Conservation On Cocoa Plantation. Thesis. Supervisor 1 : Prof. Dr. Ir. Purwanto,M.S. Supervisor 2 : Dr. Ir. John Bako Baon, M.Sc., APU. Study Program EnvironmentalScience, Graduated School, Sebelas Maret University, Surakarta.

Soil erosion was serious problem of ecology and enviroment. Soil erosion can causenutrient loss and effect to soil fertility (Li et al., 2012). Closed ditch and different mulch typesused in this study are expected can minimize the nutrient loss within soil erosion. The objectiveof this study is: 1) to investigated the role of closed ditch and mulch type on managing runoffand sediment accumulation on cocoa plantation, 2) to determine the effectiveness of closed ditchand mulch type on minimizing nutrient and soil organic matter loss. This study was conducted inKaliwining experimentation field that belong to Indonesia Coffee and Cocoa Research Institute(ICCRI) from February to April 2015. The experiment was Nested Design which arranged inComplete Randomize Factorial Design with three replication. The results indicated thattreatment of 9 closed ditch in 16 cocoa trees produced less runoff and sediment accumulationthan treatment of 16 closed ditch in 16 cocoa trees and control. The treatment combinating 16closed ditch in 16 cocoa trees with 3 Mg ha-1 cocoa leaf mulch and 5 Mg ha-1 paddy straw mulchdecrease runoff 82,8% from 2.770.694 L m-2 to 477.110 L m-2 and decrease sedimentaccumulation 99,5% from 420 g m-2 to 2 g m-2 compare to control. The treatment combinating16 closed ditch in 16 cocoa trees with 3 Mg ha-1 cocoa leaf mulch and 5 Mg ha-1 paddy strawmulch also effective in decrease N losses 99,54% from 13,02 kg ha-2 to 0,06 kg ha-2, decrease Plosses 99,55% from 0,0880 kg ha-2 to 0,0004 kg ha-2, decrease K losses 99,56% from 0,4278 kgha-2 to 0,0019 kg ha-2 and decrease soil organic matter losses 99,42% from 53,67 kg ha-2 to 0,31kg ha-2. Overall, runoff were positively and strongly correlates with sediment (p=0,542**).

Keywords: runoff, sediment, soil nutrient, soil organic matter

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id KAJIAN ... · Bapak Ibu Dosen Program Studi S2 Ilmu...

Documents

Transcript of perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id KAJIAN ... · Bapak Ibu Dosen Program Studi S2 Ilmu...