KAJIAN PERUBAHAN FISIK-MEKANIK LAPISAN TANAH PADA KEDALAMAN 20-40 CM DI LAHAN SAWAH SETELAH PEMADATAN DENGAN KOMPAKTOR 12 KG

Abstrak

Penelitian ini ditujukan untuk mendapatkan perubahan aktual karakteristik fisik-mekanik tanah lapisan bajak 20-40 cm dibawah lapisan lumpur lahan padi sawah akibat pemadatan menggunakan kompaktor tangan 12 kg. Penelitian dilaksanakan di kampung Bojong, desa Cikuya, kecamatan Cicalengka, kabupaten Bandung. Tanah penelitian teridentifikasi sebagai lempung anorganik dengan plastisitas tinggi. Penelitian dilaksanakan menggunakan metode percobaan dengan analisis deskriptif untuk menggambarkan perubahan parameter yang diamati yakni; berat volume kering (BD), porositas (n), tahanan penetrasi (CI), kekuatan geser tanah (T), permeabilitas (hc), dan perkolasi (P) akibat beberapa tingkatan energi pemadatan menggunakan jatuhan kompaktor tangan 12 kg pada lapisan bajak. Hasil penelitian menunjukkan terjadi beberapa kisaran peningkatan; BD dari 1,05 hingga 1,31 g/cm3, CI dari 3,28 hingga 4,26 kgf./cm2, dan T dari 0,1647 hingga 0,2006 kgf./cm2, sedangkan porositas, permeabilitas dan perkolasi menurun dengan kisaran dari 0,57 hingga 0,47, 7,6 hingga 3,6 mm/hari dan 8,7 hingga 3,5 mm/hari.

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Lapisan padat (plow sole) berfungsi sebagai lapisan pijak dan lapisan penahan laju perkolasi vertikal pada lahan sawah. Berdasarkan fungsinya tersebut, lapisan padat harus memiliki sifat yang relatif kedap air dan mampu mendukung beban di atasnya. Menurut Motomura dalam Sapei (1990) lapisan padat yang yang baik memiliki tahanan penetrasi di atas 6 kgf/cm2.

Lapisan padat tanah sawah secara alami terbentuk oleh kegiatan pengolahan tanah yang dilakukan pada awal setiap musim tanam. Proses pemadatan pada kegiatan pengolahan diakibatkan oleh injakan manusia, hewan, alat dan mesin pengolahan, penyumbatan pori-pori tanah karena proses pelumpuran, dan pengendapan zat besi dan mangan. Penggunaan bajak singkal lahan kering (tipe Eropa) yang selama ini digunakan oleh sebagian petani untuk mengolah lahan sawah merusak terbentuknya lapisan tersebut. Hal tersebut menimbulkan masalah yang terjadi pada sebagian lahan sawah di Indonesia, diantaranya rendahnya daya dukung tanah, perkolasi tinggi, dan lapisan padat yang terlalu dalam (Kramadibrata, 2000).

Salah satu upaya pengkondisian agar tercapai kondisi lapisan padat yang baik yaitu dengan melakukan pemadatan tanah pada kedalaman tertentu di bawah lapisan olah (top soil). Pemadatan pada lahan sawah ditujukan untuk meningkatkan daya dukung tanah terhadap beban seperti manusia, ternak dan mesin, menghindari perkolasi yang berlebihan dari air irigasi, dan memperbaiki struktur lapisan kedap pada lahan basah (Sakai et.al., 1998).

Besar kecilnya perubahan yang terjadi karena pemadatan ditentukan oleh faktor luar dan faktor dalam. Faktor luar merupakan faktor yang memberikan energi pemadatan. Faktor dalam merupakan faktor yang menerima energi pemadatan tersebut, yaitu sifat tanah itu sendiri.  

1.2 Identifikasi Masalah

Berdasarkan uraian di atas dapat diidentifikasi masalah, sebesar apakah perubahan karakteristik fisik-mekanik lapisan padat tanah sawah setelah dilakukan kegiatan pemadatan tanah pada kedalaman tertentu lahan sawah dengan jumlah tumbukan mewakili tingkatan energi pemadatan.  

1.3 Tujuan Penelitian

Penelitian ini bertujuan untuk memperoleh gambaran mengenai perubahan fisik-mekanik lapisan padat tanah sawah di kedalaman 20-40 cm pada berbagai tingkat energi pemadatan menggunakan kompaktor 12 kg. Parameter perubahan fisik-mekanik tanah yang diamati sebelum dan sesudah pemadatan yaitu; berat volume kering, porositas, permeabilitas, perkolasi, tahanan penetrasi, dan tegangan geser.  

1.4 Kegunaan Penelitian

Diharapkan hasil penelitian ini dapat memberikan sebuah gambaran hubungan energi pemadatan dengan perubahan fisik-mekanik lapisan padat tanah sawah. Sebagai pedoman atau referensi akan kondisi aktual lapisan padat tanah sawah hasil pemadatan dengan kompaktor tangan, dan dapat menjadi acuan penggunaan alat dan mesin pertanian.  

1.5 Kerangka Pemikiran

Penggunaan alat dan mesin pertanian untuk budidaya tanaman padi akan lebih efektif, bila didukung oleh keadaan lahan yang memungkinkan untuk dilalui alat-alat tersebut. Untuk itu lahan harus memiliki daya dukung yang memadai sehingga mampu menahan beban alat yang melewatinya. Kegiatan pemadatan pada lapisan padat lahan sawah bertujuan untuk meningkatkan daya dukung tanah terhadap beban, mengurangi perkolasi air irigasi, dan memperbaiki struktur lapisan kedap (Sakai et. al., 1998). Besar kecilnya perubahan yang terjadi karena pemadatan ditentukan oleh faktor luar dan faktor dalam. Faktor luar merupakan faktor yang memberikan energi, dapat berupa tetesan hujan, injakan manusia dan hewan ternak, atau lintasan mesin-mesin pertanian. Faktor dalam merupakan faktor yang menerima energi, yaitu sifat tanah itu sendiri, seperti tekstur dan struktur tanah.

Pemadatan tanah pada lahan pertanian penyebab utamanya adalah gaya eksternal (Cohron, 1971). Semakin besar energi pemadatan diterima tanah, semakin besar kemungkinan terjadinya perubahan karakteristik tanah. Perlu dilaksanakan penelitian untuk mendapatkan nilai aktual perubahan fisik-mkanik tanah setelah diberikan beberapa tingkat energi pemadatan. Perubahan fisik-mekanik tanah ditunjukkan oleh terdapatnya perbedaan nilai parameter pengukuran setelah pemadatan yaitu peningkatan berat volume kering, tahanan penetrasi dan kekuatan geser tanah, dan penurunan porositas, permeabilitas dan perkolasi tanah.

Anggara (2000), dalam penelitiannya menyimpulkan hubungan energi pemadatan terhadap karakteristik fisik tanah. Berat volume kering meningkat sebanding dengan energi pemadatan, tahanan penetrasi meningkat sebanding dengan energi pemadatan, permeabilitas menurun berbanding terbalik dengan energi pemadatan. Hasil penelitian Taryoni (1999) pada jenis tanah lempung organic menggunakan alat pemadat stamper Mikasa 80 kg, menunjukkan peningkatan berat volume kering dari 1,09 g/cm2 menjadi 1,12 g/cm2. Porositas menurun dari 0,49 menjadi 0,38. dan permeabilitas menurun dari 8,61 mm/hari menjadi 1,01 mm/hari.

Hasil penelitian Ohu (1985) pada tanah lempung berliat dengan jumlah tumbukkan 5, 15 dan 25 kali, menunjukkan peningkatan kekuatan geser tanah sebanding dengan pemberian tumbukan. Perubahan fisik-mekanik tanah setelah pemadatan diakibatkan terjadinya kompresi partikel padat, kompresi cairan dan gas pada ruang pori, dan berubahnya ukuran struktur tanah (Harris, 1971).  

1.6 Hipotesis

Berdasarkan uraian di atas dirumuskan hipotesis:

1. Secara kuantitatif terjadi proses pemadatan di kedalaman 20-40 cm setelah perlakuan pemadatan menggunakan kompaktor 12 kg.

2. Terjadi peningkatan berat volume kering, tahanan penetrasi dan kekuatan geser tanah, dan penurunan porositas, permeabilitas dan perkolasi tanah setelah diberikan perlakuan pemadatan.

3.Terdapat peningkatan efek pemadatan pada berbagai tingkat energi pemadatan.