BAB
I
PENDAHULUAN
1.1. Latar
Belakang
Noveras (2004) menjelaskan bahwa data
laju infiltrasi dapat dimanfaatkan untuk menduga kapan suatu limpasan permukaan
(run-off) akan terjadi bila suatu jenis tanah telah menerima sejumlah
air tertentu, baik melalui curah hujan ataupun irigasi dari suatu tandon air di
permukaan tanah. Oleh karena itu, informasi besarnya kapasitas infiltrasi tanah
tersebut berguna, baik dalam pengelolaan irigasi maupun dalam perencanaan
konservasi tanah dan air. Dengan mengamati atau menguji sifat ini dapat
memberikan gambaran tentang kebutuhan air irigasi yang diperlukan bagi suatu
jenis tanah untuk jenis tanaman tertentu pada suatu saat.
Banyaknya air yang masuk ke dalam
tanah melalui proses infiltrasi dipengaruhi oleh beberapa faktor, antara lain
tekstur dan struktur tanah, kelembaban tanah awal, kegiatan biologi dan unsur
organik, jenis dan tebal serasah, tipe vegetasi dan tumbuhan bawah (Asdak, 2006).
Faktor-faktor tersebut berinteraksi
sehingga mempengaruhi besarnya infiltrasi dan limpasan permukaan. Semakin besar
air hujan yang masuk ke dalam tanah, berarti semakin kecil limpasan permukaan
yang terjadi, sehingga besarnya banjir dapat ditekan. Dengan semakin besarnya
air yang masuk ke dalam tanah (bumi) diharapkan semakin besar aliran air dasar
(base flow) yang ke luar dari aliran bawah tanah, dan berfungsi menjaga
kontinuitas aliran sungai melalui mata air (Asdak, 2006).
Proses infiltrasi
pada umumnya terjadi
cepat pada awalnya,
yang kemudian melambat dan
disusul oleh kondisi
yang konstan. Dengan
demikian dapat diduga seberapa besar kebutuhan air yang diperlukan oleh
suatu jenis tanah pada suatu luasan
tertentu untuk membasahinya
dari kondisi kering
lapang hingga keadaan kelembaban airnya menjadi konstan (Indratmo, 2004).
Proses infiltrasi yang merupakan bagian dari siklus
hidrologi mempunyai peranan yang sangat penting dalam kelestarian sumberdaya
alam. Kapasitas infiltrasi tanah rendah, akan menyebabkan sebagian besar curah
hujan yang jatuh pada suatu daerah akan
mengalir sebagai aliran permukaan dan hanya sebagian kecil yang masuk ke dalam
tanah yang menjadi simpanan air tanah. Efeknya pada musim hujan besar
kemungkinan terjadi banjir dan pada musim kemarau akan terjadi kekeringan.
Sebaliknya kapasitas infiltrasi tanah tinggi akan merugikan karena dapat
menurunkan produktivitas lahan pertanian atau perkebunan karena kapasitas
infiltrasi yang besar dapat menyebabkan meningkatnya proses pencucian unsur
hara tanah (Sudarman, 2007).
1.2.
Tujuan
1.
Untuk
menentukan nilai parameter infiltrasi : fo, fc. dan K
2.
Unuk
menetapkan persamaan penduga dan membuat kurva infiltrasi model horton.
3.
Untuk
menghitung volume infiltrasi total selama waktu (t) tertentu.
BAB
II
TINJAUAN
PUSTAKAN
2.1. Siklus
Hidrologi
Siklus hidrologi adalah reprensentasi atau gambaran dari
suatu keadaan (states), obyek (objects), dan kejadian (events).
Representasi tersebut harus diungkapkan dalam bentuk yang sederhana, yaitu
dengan mengeliminasi atau meminimalkan variabel-variabel lain yang rumit dan
tidak terkait secara langsung dengan model tersebut. Representasi tersebut
dinyatakan dalam bentuk sederhana yang dapat dipergunakan untuk berbagai macam
tujuan penelitian. Penyederhanaan dilakukan secara representatif terhadap
perilaku proses yang relevan dari keadaan yang sebenarnya (Hidayat, 2003).
Soemarto (2005), menjelaskan bahwa karakteristik siklus Hidrologi yaitu :
a.
Daur hidrologi dapat berupa daur pendek,
misalnya hujan yang jatuh di laut, danau ataupun sungai yang segera dapat
mengalir kembali ke laut.
b.
Tidak adanya keseragaman waktu
yang diperlukan oleh suatu daur. Pada musim
kemarau terlihat kegiatan daur berhenti, sedangkan pada musim penghujan daur
berjalan kembali.
c.
Intensitas dan frekuensi daur tergantung pada keadaan geografis dan iklim. Hal ini diakibatkan adanya letak matahari yang berubah-ubah
terhadap meridian bumi sepanjang tahun (pada kenyataannya yang berubah-ubah
adalah letak planet bumi terhadap matahari).
d.
Berbagai bagian dari daur dapat
menjadi sangat kompleks, sehingga kita
hanya dapat mengamati bagian akhirnya saja dari suatu hujan yang jatuh di
permukaan tanah dan kemudian mencari jalan untuk kembali ke laut.
Gambar 4. (Siklus Hidrologi Sumber
: Soemarto, 2005)
Adapun penjelasan dari siklus
hidrologi tersebut yaitu :
Terjadi penguapan yang bersumber dari
matahari, penguapan (evaporasi)
terjadi dari air laut, air sungai, permukaan tanah maupun penguapan dari permukaan tanaman (transpirasi).
Uap air tersebut akan naik dan terbawa oleh angin. Pada ketinggian tertentu uap
air tersebut akan berubah menjadi awan yang kemudian berubah menjadi awan
penyebab hujan. Jika kondisi alam memungkinkan maka akan terjadi presipitasi
baik itu berupa hujan, hujan salju dan sebagainya. Sebagian kecil air akan
diuapkan kembali sebelum sampai ke permukaan bumi. Air yang jatuh di permukaan
tanah sebagian akan mengalir sebagai “overland flow” yang kemudian menjadi “surface
run-off”, sedangkan yang
lainnya akan meresap ke dalam tanah (infiltrasi)
dan menguap (Soemarto, 2005).
Apabila kondisi tanah memungkinkan
sebagian air terinfiltrasi akan mengalir
secara horisontal sebagai “interflow”, sebagian lagi akan tinggal di dalam massa tanah sebagai “soil
moisture content” dan sisanya akan mengalir secara vertikal yang
kemudian menjadi air tanah (Soemarto,
2005).
2.2. Presifitasi
Presipitasi adalah
peristiwa jatuhnya air/es dari atmosfer ke permukaan bumi dan atau laut dalam
bentuk yang berbeda. Hujan di daerah tropis (termasuk Indonesia) umumnya dalam
bentuk air dan sesekali dalam bentuk es pada suatu kejadian ekstrim, sedangkan
di daerah subtropis dan kutub hutan dapat berupa air atau salju/es. Besarnya
curah hujan adalah volume air yang jatuh pada suatu areal tertentu. Besarnya
curah hujan dapat dimaksudkan untuk satu kali hujan atau untuk masa tertentu
seperti perhari, perbulan, permusim atau pertahun (Soemartono, 2012).
Curah hujan yang diperlukan untuk
penyusunan suatu rancangan pemanfaatan air dan rancangan pengendalian banjir
adalah curah hujan rata-rata diseluruh daerah yang bersangkutan. Distribusi
curah hujan adalah berbeda-beda sesuai dengan jangka waktu yang ditinjau dari
curah hujan tahunan, curah hujan bulanan, curah hujan harian dan curah hujan
perjam. Harga-harga yang diperoleh ini dapat digunakan untuk menentukan prospek
dikemudian hari dan akhirnya perancangan sesuai dengan tujuan yang dimaksud
(Sosrodarsono, 2007).
2.3. Infiltrasi
Infiltrasi adalah proses aliran air masuk ke dalam tanah yang
umumnya berasal dari curah hujan,
sedangkan laju infiltrasi merupakan jumlah air yang masuk ke dalam tanah persatuan
waktu. Proses ini merupakan bagian yang sangat penting dalam daur hidrologi
yang dapat mempengaruhi jumlah air yang terdapat dipermukaan tanah, dimana air
yang terdapat dipermukaan tanah akan masuk ke dalam tanah kemudian mengalir ke
sungai. Air yang dipermukaan tanah tidak semuanya mengalir ke dalam tanah,
melainkan ada sebagian air yang tetap tinggal di lapisan tanah bagian atas (top
soil) untuk kemudian diuapkan kembali ke atmosfer melalui permukaan tanah
atau soil evaporation (Asdak,2007).
Infiltrasi adalah air hujan atau air
irigasi yang melalui permukaan tanah dan membasahi bagian tanah yang relatif
kering merupakan salah satu proses alamiah dasar (Marsall, 2005).
Proses masuknya air secara vertikal kedalam tanah atau
Infiltrasi sangat mempengaruhi ketersediaan sumber daya air dalam tanah.
Banyaknya air persatuan waktu yang masuk melalui permukaan tanah disebut laju
infiltrasi (infiltration rate) dinyatakan dalam mmh-1 atau cmh-1 dimana laju
Infiltrasi dapat diperbesar dengan mempengaruhi salah satu dari faktor-faktor yang
mempengaruhi laju infiltrasi (Arsyad, 2006).
Aryono (2004), menjelaskan bahwa infiltrasi
air hujan biasanya
diikuti genangan air di permukaan tanah. Banyaknya air yang
terinfiltrasi dalam satu hari hanya
beberapa sentimeter dan
jarang sampai membuat
tanah pada lapisan
yang dalam menjadi jenuh
semua. Ketika hujan
berhenti, air gravitasi
yang tersisa di dalam
tanah terus bergerak
ke bawah dan
waktu tersebut air
diambil di dalam ruang pori secara kapiler. Hal ini
dikuatkan oleh Asdak (2006) yang
menyatakan bahwa proses terjadinya infiltrasi disebabkan oleh tarikan gaya
gravitasi bumi dan gaya kapiler tanah.
Laju air infiltrasi dipengaruhi oleh gaya
gravitasi dan dibatasi oleh
diameter pori tanah.
Di bawah pengaruh
gaya gravitasi, air
hujan mengalir tegak lurus ke
dalam tanah melalui profil tanah. Gaya kapiler bersifat mengalirkan air tersebut
tegak lurus ke
atas, ke bawah,
dan ke arah
horisontal. Pada tanah dengan pori-pori berdiameter besar,
gaya ini dapat diabaikan pengaruhnya dan air mengalir ke
tanah yang lebih
dalam yang dipengaruhi
gaya gravitasi. Dalam perjalanannya, air mengalami penyebaran
ke arah lateral akibat gaya tarik kapiler tanah, terutama ke arah pori-pori
yang lebih sempit. Secara teoritis, air
dapat mengisi semua
pori-pori dalam tanah.
Oleh karena itu, porositas
adalah potensi maksimum
volumetrik suatu tanah.
Pada prakteknya kelembaban tanah volumetrik dapat mencapai nilai porositas
jika gaya gravitasi mencapai batas drainase dengan kecepatan tinggi dan
kelembaban berada di bawah batas porositas (Davie, 2008).
Subagyo (2008) menyatakan bahwa infiltrasi
beragam, secara terbalik dengan lengas tanah. Hal ini terjadi dalam tiga cara
yaitu :
a.
Kandungan air yang meningkat mengisi ruang pori dan mengurangi
kapasitas tanah untuk infiltrasi air selanjutnya,
b.
bila hujan membasahi suatu permukaan tanah yang kering, gaya
kapiler yang kuat diciptakan yang cenderung untuk menarik air kedalam tanah
dengan laju yang jenuh lebih tinggi dibandingkan laju yang dihasilkan dari gaya
gravitasi saja,
c.
meningkatkan air tanah yang
menyebabkan pengembangan koloid dan mengurangi ruang pori-pori.
2.4. Faktor-faktor yang mempengaruhi infiltrasi
Adapun faktor-faktor yang mempengaruhi yaitu :
a.
Tekstur tanah
Tekstur tanah menunjukkan
perbandingan butir-butir pasir (2mm-50µ), debu (50-2µ), dan liat (<2µ)
didalam tanah. Kelas tekstue tanah dibagi kedalam dua belas kelas: pasir, pasir
berlempung, lempung berpasir lempung liat berdebu, liat berpasir, liat berdebu,
liat (Hardjowigeno, 2008).
Berdasaran ukurannya bahan
padatan tanah digolongkan menjadi tiga partikel atau juga disebut sebagai
pesarat penyusun tanah yaitu pasir, debu dan liat, tanah berpasir yaitu tanah
yang kandungan pasir >70 % porositasnya rendah (<40 %), sebagian besar
ruang pori berukuran besar, sehingga aerasenya baik, daya hantar air cukup
tetapi kemampuan menahan air dan zat hara rendah. Tanah disebut bertekstur liat
jika kandungan liatnya >35%, porositasnya relatif tinggi (60 %), tetapi
sebagian merupakan pori-pori kecil daya hantar air sangat lambat dan sirkulasi
udara kurang lancar (Islami, 2009).
Pada tekstur tanah pasir
laju infiltrasi akan sangat cepat, pada tekstur lempung laju infiltrasi adalah
sedang sehingga cepat dan pada tekstur liat laju infiltrasi tanah akan lambat
(Sarief,2009)
Hasibuan (2005) menyatakan
ada beberapa kelas klasifikasi tekstur tanah yaitu :
|
Nama Tekstur
|
Pasir (%)
|
Debu (%)
|
Liat (%)
|
|
Pasir
Lempung liat berpasir
Pasir berlempung
Lempung berpasir
Lempung
Lempung
berdebu
Debu
Lempung
liat berdebu
Lempung
berliat
Liat
berpasir
Liat
berdebu
Liat
|
85-100
45-80
70-90
43-80
23-52
0-50
0-20
0-20
20-45
45-65
0-20
0-45
|
0-15
0-28
0-39
0-50
28-50
50-80
88-100
40-73
15-53
0-20
40-60
0-40
|
0-10
20-35
10-15
0-20
7-27
0-27
0-12
27-40
27-40
35-45
40-60
40-100
|
b.
Kerapatan massa (Bulk Dencity Tanah)
Kerapatan massa adalah suatu ukuran
berat yang memperhitungkan suatu volume tanah. Kerapatan massa ditentukan, baik
oleh banyaknya pori, maupun oleh butir-butir tanah padat. Tanah yang lepas dan
bergumpal mempunyai berat persatuan volume (kerapatan massa) rendah dan tanah
yang lebih tinggi kerapatan massanya (Buckman, 2008).
Semakin tinggi kepadatan tanah maka
infiltrasi semakin kecil, Kepadatan tanah ini dapat disebabkan oleh adanya
pengaruh benturan-benturan hujan pada permukaan tanah. Tanah yang ditutupi oleh
tanaman biasanyamempunyai laju infiltrasi lebih besar dari pada tanah yang
terbuka (Sarief, 2005).
Hakim (2007) menyatakan bahwa kerapatan
isi adalah berat persatuan volume tanah kering oven biasanya ditetapka sebagai
g/m3. Contoh tanah yang ditetapkan untuk menentukan berat jenis
palsu harus diambil secara hati-hati dari dalam tanah, tidak boleh merusak
struktur asli tanah.
Kerapatan
isi = berat tanah kering oven (gr)
Volume tanah (cm3)
c.
Vegetasi
Arsyad (2006), menjelaskan bahwa penutupan tanah dengan
vegetasi dapat meningkatkan laju infiltrasi suatu lahan, hal ini didukung pula
dalam penelitian Utaya (2008), dimana perbedaan kapasitas infiltrasi pada
berbagai penggunaan lahan menunjukkan bahwa faktor vegetasi memiliki peran
besar dalam menentukan kapasitas infiltrasi. Dengan demikian dapat dikatakan bahwa
kapasitas infiltrasi pada tanah bervegetasi akan cenderung lebih tinggi
dibanding tanah yang tidak bervegetasi.
d.
Struktur
tanah
Struktur tanah adalah suatu
agregat-agregat primer tanah secara alami menjadi bentuk yang dibatasi oleh
bidang-bidang. Struktur tanah dapat dinilai dari stabilitas agregat, kerapatan
lindak, dan porositas tanah. Struktur tanah ditentukan oleh mineral-mineral
liat, oksida-oksida besi dan mangan serta bahan organik koloidal gum yang
dihasilkan oleh jasad renik (Adiningsih, 2004).
Bentuk struktur tanah yang membulat (granular
dan remah) menghasilkan tanah dengan daya serap yang tinggi sehingga air muda
meresap kedalam tanah. Struktur tanah remah (tidak mantap), sangat muda hancur
oleh pukulan air hujan menjadi butir-butir halus, sehingga menutupu pori-pori
tanah. Akibatnya air infiltrasi terhambat dan aliran permukaan meningkat (Adiningsih,
2004).
e.
Barat
Isi
Berat
isi tanah merupakan salah satu sifat fisik tanah yang sering ditetapkan karena
berkaitan erat dengan perhi-tungan penetapan sifat-sifat fisik tanah lainnya,
seperti retensi air (pF), ruang pori total (RPT), coefficient of
linierextensibility (COLE), dan kadar air tanah. Data sifat-sifat fisik tanah
tersebut diperlukan dalam perhitungan penambahankebutuhan air, pupuk, kapur,
dan pembenah tanah padasatuan luas tanah sampai kedalaman tertentu. Berat isi
tanahjuga erat kaitannya dengan tingkat kepadatan tanah dan kemampuan akar
tanaman menembus tanah (Agus, 2006).
Agus (2006) mengemukakan bahwa,
definisi berat isi tanah adalah berat tanah utuh (undisturbed) dalam keadaan
kering dibagi dengan volume tanah, dinyatakan dalam g/cm3 (g/cc). Nilai berat
isi tanah sangat bervariasi antara satu titik dengan titik lainnya karena
perbedaan kandungan bahan organik, tekstur tanah, kedalaman tanah, jenis fauna
tanah, dan kadar air tanah. Metode untuk menetapkan berat isi tanah yang
digunakan dilaboratorium fisika tanah Balai Penelitian Tanah (Balit tanah), bogor
adalah metode gravimetri melalui pengambilan contoh tanah utuh menggunakan ring
sample (tabung kuningan) dan bongkahan tanah utuh (clod) dengan berat kurang
lebih 100 g.
Penetapan berat isi tanah dilakukan
dengan menggunakan tanah utuh yang berasal dari ring sample dan agregat tanah
utuh berupa bongkahan. Bila menggunakan tanah dari ring sample maka metodenya
disebut dengan metode ring, sedangkan bila tanah berasal dari bongkahan tanah
utuh disebut metode bongkahan tanah. Kedua metode penetapan berat isi tanah
tersebut menggunakan bahan dan alat yang sedikit berbeda (Agus, 2006).
f. Bahan
organik tanah
Bahan
organik yang terkandung oleh tanah hanya sedikit, kurang lebih hanya 3 % sampai
5 % dari berat tanah dari topsoil tanah minelar yang mewakili. Bahan organik
berperan sebagai pembentuk butir (granulator) dari butir-butir mineral yang
menyebabkan terjadinya keadaan gembur pada tanah produktif. Bahan ini biasaya
berwarna hitam atau coklat bersifat koloida. Daya menahan air dari ion-ion hara
jauh lebih besar dari pada lempung (Buckman, 2008).
2.5. Lahan Kering
Lahan kering pada
umumnya identik dengan
kemiskinan atau daerah
tertinggal. Lahan kering dapat menjadi
karunia dan dapat
pula menjadi suatu
bencana jika tidak
disikapi dengan arif. Keterbatasan
harus menjadi faktor
pendorong untuk kreatif
dan inovatif agar diperoleh teknologi yang mampu mengatasi
masalah, agar masalah tersebut menjadi tidak
berkepanjangan. Faktor pembatas
pengembangan pertanian di
lahan kering adalah ketersediaan
air tanah yang disebabkan oleh pola
iklim dan pemilihan jenis yang terbatas.
Faktor pembatas tersebut harus disikapi dengan arif melalui inovasi
teknologi yang bersifat
jangka pendek dan
jangka panjang. Misal
menghasilkan galur-galur lahan kering dan menggunakan teknologi biocharcoal
(Minardi, 2009).
Lahan kering merupakan salah satu
agroekosistem yang mempunyai potensi besar untuk usaha pertanian, baik tanaman
pangan, hortikultura (sayuran dan buah-buahan) maupun tanaman tahunan dan
peternakan. Tidak semua lahan kering sesuai untuk pertanian, terutama karena
adanya faktor pembatas tanah seperti lereng yang sangat
curam atau solum tanah dangkal dan berbatu, atau termasuk kawasan hutan. Dari
total luas 148 juta ha, lahan kering yang sesuai untuk budi daya pertanian
hanya sekitar 76,22 juta ha (52%), sebagia besar terdapat di dataran rendah
(70,71 juta ha atau 93%) dan sisanya di dataran tinggi (Agus, 2006).
2.6. Lahan Sawah
Pengelolaan air sangat penting dan merupakan salah satu
kunci keberhasilan peningkatan produksi padi di lahan sawah. Produksi padi
sawah akan menurun jika tanaman padi menderita cekaman air (Water Stress). Gejala umum akibat kekurangan air antara lain daun
padi menggulung, daun terbakar, anakan padi berkurang,tanaman kerdil, pembungaan
tertunda dan biji hampa (Korten, 2005).
McCaskill (2005) menyatakan bahwa pengelolaan air dilahan
sawah tidak hanya menyangkut sistem irigasi, tetapi juga mencamput sistem
drainase pada saat tertentu dibutuhkan. Baik untuk mengurangi kuantitas air
maupun mengganti air yang lama dengan air irigasi baru sehingga memberikan
peluang terjadinya sirkulasi oksigen dan hara. Pengelolaan
air untuk sawah lama dengan sawah baru harus dibedakan, pada sawah lama umumnya
telah terbentuk lapisan kadar air dibawah zona pengolahan tanah yang sering
disebut dengan lapisan tapak bajak (plow
Pan). Sedangkan pada sawah baru lapisan ini belum terbentuk, dari segi
kebutuhan air untuk irigasi, sawah lama akan lebih efisien dibanding sawah
bukaan baru karena sedikit terjadi kehilangan air melalui perkolasi. Di
indonesia, sawah dapat dikatagorikan menjadi tiga antara lain, sawah
beririgasi, sawah tadah hujan dan sawah rawa (lebak dan pasang surut). Pengolaan
air pada ketiga sawah tersebut sangat berbeda, karena perbedaan kondisi
hidrologi dan kebutuhan air.
2.7.
Model Horton
Horton
menggambarkan keadaan infiltrasi, ketika hujan berhenti, perbaikan kapasitas infiltrasi
dimulai. Reaksi angin dan suhu yang berbeda disekitar permukaan tanah membantu
dalam proses membuka kembali pori-pori tanah, penyusutan partikel koloid mendominasi,
pelubangan atau perbaikan pori-pori tanah yang dilakukan oleh cacing tanah dan
serangga dan kapasitas infiltrasi kembali kenilai maksimumnya, biasanya membutuhkan
waktu satu hari atau kurang untuk tanah berpasir, meskipun beberapa hari dapat
diperlukan untuk tekstur liat dan tanah dengan tekstur halus (Beven, 2004).
Metode infiltrasi Horton mempunyai tiga paremeter yang
menentukan proses infiltrasi dalam tanah yaitu parameter K, infiltrasi awal (fo)
dan infiltrasi konstan (fc). Nilai parameter fc ini bisa diprediksi dari nilai
Konduktivitas Hidrolik Jenuh (Beven, 2004).
Beven (2004) menjelaskan bahwa setelah
diketahui semua parameter yang digunakan dalam metode infiltrasi Horton, maka
laju infiltrasi untuk berbagai waktu t dapat dihitung dengan menggunakan
persamaan.
ft=fc+(f0-fc)*e-Kt....................................................................................... (1)
Ket :
f(t) : Kapasits infiltrasi pada waktu t (mm/menit)
f0 : Kapasits infiltrasi awal (mm/menit)
fc : Kapasits infiltrasi final (mm/menit)
k : Konstanta (menit -1)
t : Waktu (menit)
f
= fc + (f0 – fc) e –Kt................................................................................. (2)
f
- fc += (f0 – fc) e –Kt............................................................................... (3)
sisi kanan dan kiri dilogaritmakan,
log
(f – fc) = log (f0 –fc) – kt log e................................................................. (4)
log
(f – fc) - log (f0 –fc) = - kt log e........................................................... (5)
t
=(
)[(f0 –fc) – log
(f0 –fc)].............................................................. (6)
t
=(
)
log(f –fc) (
) log (f0 –fc) ............................................... (7)
diubah dalam bentuk linier
y
= mx + c............................................................................................... (8)
y
= t ....................................................................................................... (9)
m
=
............................................................................................... (10)
x
= log (f0 – fc)......................................................................................... (11)
Untuk mengetahui apakah metode infiltrasi yang digunakan
benar-benar mendekati daerah yang diteliti harus diketahui hubungan antara laju
infiltrasi aktual dengan laju infiltrasi Horton dengan uji korelasi dengan
p<0.05 (menunjukkan keeratan hubungan) dan uji regresi (menunjukkan pengaruh
sebab akibat) (Beven, 2004).
2.8.
Tanaman Padi (Oryza sativa L.)
Padi (Oryza sativa L.) merupakan tanaman pangan
rumput berumpun. Tanaman pangan menyebar hampir secara merata di seluruh
wilayah Indonesia meskipun sentra beberapa jenis tanaman pangan terdapat di
daerah tertentu. Hal ini disebabkan oleh kesesuaian lahan dan kultur masyarakat
dalam mengembangkan jenis tanaman pangan (Purwono, 2007).
Faktor yang mempengaruhi karakteristik dari tanaman
padi adalah varietas unggul. Varietas unggul merupakan salah satu komponen
teknologi yang andal dan cukup besar sumbangannya dalam meningkatkan produksi
padi nasional, baik dalam kaitannya dengan ketahanan pangan maupun peningkatan
pendapatan petani. Varietas unggul telah memberikan kontribusi besar terhadap
peningkatan produksi padi nasional. Hingga saat ini varietas unggul tetap lebih
besar sumbangannya dalam peningkatan produktivitas dibandingkan dengan komponen
teknologi lainnya (Sembiring, 2011).
2.9.
Tanaman Ubi Kayu (Manihot esculenta)
Ubi kayu (Manihot esculenta) merupakan sumber bahan
makanan ketiga di
Indonesia setelah padi dan jagung.
Dengan perkembangan teknologi, ubi kayu dijadikan bahan dasar pada industri
makanan seperti sumber utama pembuatan pati. Selama ini produksi ubi kayu yang
berlimpah sebagian besar digunakan sebagai bahan baku industri tapioka.
Industri tapioka merupakan industri skala besar yang paling berkembang di
Lampung (Sajilata, 2007).
Berdasarkan sifat fisik dan kimia, ubi kayu merupakan umbi
atau akar pohon yang panjang dengan rata-rata bergaris tengah 2-3 cm dan
panjang 50-80 cm, tergantung dari jenis ubi kayu yang ditanam. Sifat fisik dan
kimia ubi kayu sangat penting artinya untuk pengembangan tanaman yang mempunyai
nilai ekonomi tinggi. Karakterisasi sifat fisik dan kimia ubi kayu ditentukan
olah sifat pati sebagai komponen utama dari ubi kayu. Ubi kayu tidak memiliki
periode matang yang jelas karena ubinya terus membesar (Rubatzky, 2010).
Akibatnya, periode panen dapat beragam sehingga dihasilkan
ubi kayu yang memiliki sifat fisik dan kimia yang berbeda – beda. Sifat fisik
dan kimia pati seperti bentuk dan ukuran granula, kandungan amilosa dan
kandungan komponen non pati sangat dipengaruhi oleh faktor genetik, kondisi
tempat tumbuh dan umur tanaman (Moorthy, 2003).
BAB
III
PMETEDOLOGI
PENELITIAN
3.1. Tempat Dan
Waktu
Praktikum ini telah dilakukan di Uma Beringin,
Kerato dan di Desa Pelat Kecamatan Unter Iwes pada hari Sabtu-Minggu tanggal 14-15
Juni 2014.
3.2. Alat Dan Bahan
a. Alat
Ø double ring
infiltrometer
Ø polpen
Ø Buku
Ø Ember
Ø Meteran
Ø stopwatch
b. Bahan
Ø Air
Ø tanah
3.3.
Metode Pengambilan Sampel
Prosedur pemasangan infiltrometer
meliputi langkah-langkah sebagai berikut :
a. Meletakkan
salah satu cincin dengan ujung runcing dibagian bawah dan pastikan penampang
cincin pada level datar,
b. Memasang
piringan tutup diatas cincin dan memastikan tepat dipusat cincin, pukul tutup
cincin dengan martil sampai kedalaman tertentu sehingga dapat mencegah
kebocoran air keluar cincin,
c. Meletakkan
cincin silinder lainnya secara tepat pada pusat yang sama dengan cincin
pertama,
d. Usahakan
cincin silinder tetap tegak dengan level penampang datar, setelah ditancapkan
keadaan cincin miring, cincin yang telah terpasang dicabut kembali,
e. Setelah
ditancapkan cincin infiltrometer berubah bentuk, mencabut cincin infiltrometer
dari tanah, melakukan kalibrasi dan mengulangi langkah-langkah pemasangannya,
f. Setelah
pengukuran selesai lalu pengeluarkan cincin dari tanah dengan memukul bagian
samping secara perlahan.
3.3.1. Metode Pengukuran Infiltrasi (Double Ring Infiltrometer)
Pengukuran infiltrasi dari
infiltrometer cincin ganda dapat dilakukan dengan memilih salah satu cara
sebagai berikut :
Ø
Pengukuran volume
a.
Mencatat
posisi waktu pada saat mulai pengukuran pada t =0, dan mengisikan pada kolom 1
formulir pengukuran infiltrasi cincin ganda,
b.
Mengukur
volume air yang ditambahkan pada cincin dalam untuk menjaga tinggi muka air
pada tiap selang waktu,
c.
Mengukur
volume air yang ditambahkan pada ruang antar cincin untuk menjaga tinggi muka air pada tiap selang waktu,
d.
Mencatat
waktu sejak mulai pengukuran (t = 0), selang waktu ditentukan. Umumnya tiap 1
menit pada 10 menit pertama, tiap 2 menit
pada menit ke 10 sampai dengan menit ke 30, tiap 5 menit sampai dengan
10 menit pada menit ke 30 sampai dengan menit ke 60. Selanjunya tiap 15 menit
sampai dengan 30 menit sampai diperoleh laju yang relatif konstan. Selang waktu
ditentukan juga berdasarkan laju infiltrasi
yang terukur atau berdasarkan pengalaman lapangan pelaksananya,
e.
Bagian
atas cincin ditutup untuk menghindari penguapan
selama selang pengukuran,
f.
Menghitng
nilai f dari data volume air yang ditambahkan pada cincin infiltrometer tiap
selang waktu pengukuran menjadi laju infiltrasi dengan persamaan,
f =
.......................................................... (1)
Ket :
f =
Laju infiltrasi (cm/jam)
C =
Volume air yan ditambahkan pada cincin infiltrometer
untuk menjaga muka air konstan tiap selang waktu
(cm3)
C = Luas bidang cincin
dalam atau bidang antar cincin (cm2)
= Selang waktu pengukuran (menit)
g.
Mencatat
hasil perhitungan laju infiltrasi dari cincin dalam pada formulir pengukuran.
Ø
Pengukuran tinggi muka air
a.
Mencatat
posisi waktu pada saat mulai pengukuran pada t =0, dan mengisikan pada kolom 1
formulir pengukuran infiltrasi cincin ganda,
b.
Mengukur
perubahan tinggi muka air pada cincin dalam tiap selang waktu, mencatat pada
formulir pengukuran kolom ke 6,
c.
Mengukur
perubahan tinggi muka air pada ruang antar cincin tiap selang waktu, mencatat
pada formulir pengukuran kolom ke 7,
d.
Setelah
perubahan tinggi muka air dicacat dan menambahkan air sampai mencapai penanda
tinggi muka air,
e.
Mencatat waktu sejak mulai pengukuran (t = 0),
selang waktu ditentukan. Umumnya tiap 1 menit pada 10 menit pertama, tiap 2 menit pada menit ke 10 sampai dengan menit ke 30,
tiap 5 menit sampai dengan 10 menit pada menit ke 30 sampai dengan menit ke 60.
Selanjunya tiap 15 menit sampai dengan 30 menit sampai diperoleh laju yang
relatif konstan. Selang waktu ditentukan juga berdasarkan laju infiltrasi yang terukur atau berdasarkan pengalaman
lapangan pelaksananya,
f.
Bagian
atas cincin ditutup untuk menghindari penguapan selama selang penguuran,
g.
Menghitug
nilai f dari data perubahan tinggi muka air tiap selang waktu pengukuran menjadi
laju infiltrasi dengan persamaan,
f =
...................................................... (2)
Ket :
f =
Laju infiltrasi (cm/jam)
C = Perubah tinggi muka air taip selang waktu
(cm)
= Selang waktu pengukuran (menit)
h.
Mencatat
hasil perhitungan laju infitrasi dari cincin dalam ,
i.
Untuk
mengetahui nilai kapasitas infiltrasi dalam satua m/s, nilai f diperoleh dari
persamaan (1) dan (2) dikalikan nilai konversi sebagai berikut,
F(m/s) =
)*10-4
*f (cm/jam)............................................................... (3)
3.3.2. Metode Pengukuran Contoh Tanah
Pengambilan contoh tanah dimaksud
untuk memperoleh data karakteristik tanah yang tidak dapat diperoleh langsung
dari pengamatan lapangan. Lokasi pengambilan contoh tanah harus dipilih
sedemikian rupa sehingga dapat mewakili area yang diambil contoh tanahnya.
Penetapan sifat fisik dan kimia
tanah dilaboratorium memerlukan tiga macam contoh tanah yaitu : Contoh Tanah
Utuh (undisturbed soil sample) untuk penetapan bobot isi (bulk density),
susunan pori tanah, pF, dan permeabilitas tanah,
3.3.2.1.
Pengambilan Contoh Tanah Utuh
Contoh Tanah
Utuh (undisturbed soil sample) untuk penetapan bobot isi (bulk density),
susunan pori tanah, pF, dan permeabilitas tanah.
Cara kerja
dari pengambilan contoh tanah utuh yaitu :
a. Meratakan dan membersihkan lapisan
permukaan tanah yang akan diambil contohnya,
b. Kemudian mencangkul tanah tersebut
dengan menggunakan cangkul dan membiarkan tanah hasil cangkulan dalam bentuk
bongkahan yang utuh,
c. Mengambil bongkahan yang masih utuh,
kemudian membersihkan dengan menggunakan kuas,
d. Bongkahan yang telah dibersihkan
kemudian dimasukkan kedalam kantong plastik dan mengikat plastik menggunakan
karet tali.
BAB
IV
HASIL
DAN PEMBAHASAN
4.1.
Karakteristik Fisik Tanah
Tabel 1. Persentasi Karakteristik
Fisik Tanah
|
Titik Sampel
|
Persentase
|
Tekstur
|
Berat Isi
|
||
|
Pasir
|
Debu
|
Liat
|
|||
|
LS
1
|
15
%
|
25%
|
70%
|
Liat
|
0,04
|
|
LS
2
|
25%
|
10%
|
65%
|
||
|
LK
1
|
15%
|
60%
|
25%
|
Lempung
Berdebu
|
0,05
|
|
LK 2
|
25%
|
75%
|
10%
|
||
4.1.1.
Tekstuk
Tanah
Tekstur
tanah mempengaruhi laju infiltrasi suatu lahan. Tekstur tanah pada dasarnya
berhubungan dengan keadaan pori tanah. Jumlah dan ukuran pori yang menetukan
adalah jumlah pori-pori yang berukuran besar. Makin banyak pori-pori besar maka
kapasitas infiltrasi makin besar pula. Atas dasar ukuran pori tersebut, liat
kaya akan pori halus dan miskin akan pori besar. Sebaliknya fraksi pasir banyak
mengandung pori besar dan sedikit pori halus, dengan demikian kapasitas
infiltrasi pada tanah pasir jauh lebih besar dari pada tanah liat. Pengaruh kadar air tanah dan angka pori
merupakan besarnya kadar air tanah dan angka pori tanah sangat
mempengaruhi laju infiltrasi. Besarnya kadar air tanah akan mengurangi
kapasitas infiltrasi, besarnya angka pori akan mempercepat laju infiltrasi
(Achmad, 2011).
4.1.2.
Struktur
Tanah
Struktur tanah adalah suatu
agregat-agregat primer tanah secara alami menjadi bentuk yang dibatasi oleh
bidang-bidang. Struktur tanah dapat dinilai dari stabilitas agregat, kerapatan
lindak, dan porositas tanah. Struktur tanah ditentukan oleh mineral-mineral
liat, oksida-oksida besi dan mangan serta bahan organik koloidal gum yang
dihasilkan oleh jasad renik (Adiningsih, 2004).
4.2.
Laju Inltrasi
4.2.1. Pengukuran
Hasil Tabel 2. Analisis Terhadap
Pengukuran Infiltrasi dilapangan dapat diduga Parameter-Paramer Laju Infiltrasi
sebagai berikut :
Rata-Rata
Parameter Pengukuran Laju Infiltrasi
|
Titik Sampel
|
Parameter
|
|||
|
Fo
|
Fc
|
T
|
K
|
|
|
LS
|
168,5
|
157,5
|
138,15
|
3,83
|
|
LK
|
705,5
|
231,5
|
4,5
|
1,525
|
Hasil Tabel 3. Rata—rata
pengukuran lapangan dan pendugaan laju infiltrasi menggunakan model Horton.
|
Titik Sampel
|
Besar laju infiltrasi (cm/jam)
|
Volume (cm3)
|
Klasifikasi infiltrasi
|
|
|
Observasi lapangan
|
Model
horton
|
|
|
|
|
LS
|
169,5
|
230,13
|
186,44
|
Lambat
|
|
LK
|
705,5
|
743,25
|
594,255
|
Cepat
|
4.3.
Kurva
Infiltrasi
Kurva
kafasitas infiltrasi merupakan kurva hubungan antara infiltrability dan waktu.
Infiltrabilitas tunak (stedy state)
tercapai saat infiltrasi konstan (fc) menunjukkan banyaknya air yang dapat
terinfiltrasi ke dalam tanah per satuan waktu.
Kurva
Infiltrasi Lahan Basah Blok 1
Kurva Infiltrasi Lahan Basah Blok
2
Kurva Infiltrasi Lahan Kering
Blok 1
Kurva Infiltrasi Lahan Kering
Blok 2
4.4. Pembahasan
Dari hasil pengamatan yang telah
dilakukan dapat dilihat pada (Tabel.1) tentang persentasi karakteristik fisik
tanah. Dimana pada lahan sawah (LS) memiliki tekstur liat dan memiliki berat
isi (BI) sebanyak 0,04. Sedangkan pada lahan kering (LK) memilik tekstur
lempung berdebu dan memiliki berat isi (BI) sebanyak 0,05 dan memiliki
pori-pori besar sehingga
air dapat bergerak lebih cepat yang dapat menyebabkan laju infiltrasi cepat.
Pada (Tabel. 2) hasil rata-rata
pengukuran parameter tentang laju infiltrasi dimana pada lahan sawah (LS)
memiliki F Observasi sebanyak 168,5 mm/jam, Fc sebanyak 157,5 cm/jam, waktu
yang diperlukan (t) adalah 138,15 jam dan K sebanyak 3,83. Pada lahan kering
(LK) memiliki F Observasi sebanyak 705,5 mm/jam, Fc sebanyak 231,5 cm/jam,
waktu yang diperlukan (t) adalah 4,5 jam dan K sebanyak 1,525.
Berdasarkan parameter-parameter
pengukuran laju infiltrasi dapat diketahui pendugaan besar laju infiltrasi dan
volume infiltrasi (Tabel.3) rata-rata besar laju infiltrasi menurut pendugaan
horton pada lahan sawah (LS), obserpasi lapangan sebesar 169,5, model horton sebesar 230,13
dengan volume air infiltrasi 186,44 cm3. Sedangkan pada lahan kering
(LK), obserpasi lapangan sebesar 705,5,
model horton sebesar 743,25 dengan volume air infiltrasi 594,255 cm.
Berdasarkan jenis penggunaan lahan maka
laju infiltrasi tertinggi berada pada lahan kering (LK) dengan klasifikasi laju infiltrasi yang cepat
dan penggunaan lahan terendah berada pada lahan sawah (LS) dengan klasifikasi
laju infiltrasi yang lambat.
Pada kurva infiltrasi lahan basah
blok 1 pertemuan laju
infitrasi berada pada
K4 dengan f observasi 4,00 mm/jam dan model Horton 7,52 mm/jam, pada lahan basah blok 2 pertemuan
laju infiltrasi berada pada K4 dengan f observasi 2,00 mm/jam dan model Horton
6,39 mm/jam. Sedangkan
pada lahan kering blok 1 pertemuan laju infiltrasi berada pada K4 dengan
f observasi 119,00 mm/jam dan model Horton 115,52 mm/jam, dan lahan kering blok 2 pertemuan
laju infiltrasi berada pada K4 dengan f observasi 90,00 mm/jam dan model Horton 95,83
mm/jam.
Dari hasil analisa terhadap laju
infiltrasi, menunjukkan bahwa nilai laju infiltrasi bertambah. Laju infiltrasi
diawali dengan nilai yang rendah kemudian menjadi nilai tertinggi dan nilai
tetap (konstan), dan setelah mencapai nilai konstan yang menandai peralihan
dari permukaan bumi yang bergerak cepat kedalam air dan bergerak lambat kedalam
tanah.
Hal ini sejalan pendapat (Suripin,
2004) yang menyatakan bahwa laju infiltrasi terjadi akibat tarikan hisapan
matrik dan gravitasi, dengan masukknya air lebih dalam dan makin dalam profil
tanah yang basah maka semakin lemah tarikan hisapan matrik sebagai gaya gravitasi.
BAB
V
KESIMPULAN
DAN SARAN
5.1. Kesimpulan
Dari hasil pembahasan diatas dapat
disimpulkan bahwa karakteristik fisik tanah pada lahan sawah (LS) memiliki
tekstur liat dan memiliki berat isi (BI) sebesar 0,04 dan pada lahan kering
(LK) memiliki tekstur lempung berdebu dan memiliki berai isi (BI) sebesar 0,05. Sedangkan pada laju infitrasi pada
lahan sawah (LS) memiliki klasifikasi yang lambat, dan pada lahan kering (LK)
memiliki klasifikasi yang cepat.
5.2. Saran
Saran saya dalam praktikum ini yaitu
asisten dosen (Coas) harus terlebih
dahulu memberi tahu pada mahasiswa tentang tata cara pembahasan yang harus
dibahas oleh mahasiswa, agar mahasiswa tidak terlalu sibuk dengan laporan ini
terus.
BAB
V
KESIMPULAN
DAN SARAN
5.1. Kesimpulan
Dari hasil pembahasan diatas dapat
disimpulkan bahwa karakteristik fisik tanah pada lahan sawah (LS) memiliki
tekstur liat dan memiliki berat isi (BI) sebesar 0,04 dan pada lahan kering
(LK) memiliki tekstur lempung berdebu dan memiliki berai isi (BI) sebesar 0,05. Sedangkan pada laju infitrasi pada
lahan sawah (LS) memiliki klasifikasi yang lambat, dan pada lahan kering (LK)
memiliki klasifikasi yang cepat.
5.2. Saran
Saran saya dalam praktikum ini yaitu
asisten dosen (Coas) harus terlebih
dahulu memberi tahu pada mahasiswa tentang tata cara pembahasan yang harus
dibahas oleh mahasiswa, agar mahasiswa tidak terlalu sibuk dengan laporan ini
terus.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar