12
EVALUASI MODEL INFILTRASI HORTON DENGAN TEKNIK CONSTANT HEAD MELALUI PENDUGAAN BEBERAPA SIFAT FISIK TANAH PADA BERBAGAI PENGELOLAAN LAHAN Evaluation of Horton's Infiltration Model Used Constant Head Technique by Estimating Some Fisical Characteristic of Soil on Varieties Land Management Nur Hidayah 1 , Bambang Suharto 2 , Widianto 3 ABSTRAK Teori infiltrasi tanah menjelaskan bahwa pengelolaan lahan yang berbeda dapat mempengaruhi proses infiltrasi tanah. Studi ini dilakukan untuk menggambarkan infiltrasi pada berbagai pengelolaan lahan , mengkaji kapabilitas model infiltrasi Horton (ft = fc +(fo - fc)e -Kt ) dan mengevaluasinya. Pengukuran infiltrasi di lapangan menggunakan infiltrometer ring tunggal dengan metode teknik constant head. Jika parameter K dan fo ditentukan dengan persamaan dua (2) titik yaitu K = 1/(t n+1 - tn). ln {(fn -fc)/(fn+1-fc)} , fo = fc + (f1 -fc).e -Kt dan parameter fc diestimasi dari nilai konduktivitas hidrolik jenuh tanah, hasilnya cukup sesuai dengan infiltrasi yang diukur. Berdasarkan nilai R 2 dan kesesuaian antara infiltrasi yang diukur dan dihitung, model infiltrasi Horton memberikan prediksi dan kesesuaian yang baik dengan hasil pengukuran infiltrasi. Kesesuaian yang baik dari nilai laju infiltrasi yang dihitung dan data pengukuran diperoleh dengan merata-ratakan nilai parameter K dan fo yang didapat. Hubungan antara parameter K dan kandungan liat, kandungan liat dan debu, pori makro dan berat isi tanah adalah nyata pada berbagai pengelolaan lahan, tetapi tidak nyata untuk diameter massa rata-ratanya. Selain itu hubungan antara parameter K dan kombinasi sifat fisik tanah yaitu struktur tanah seperti porositas tanah, pori makro, berat isi tanah dan diameter massa rata-rata juga nyata. Hubungan antara parameter fo dan kadar air tanah awal, kandungan liat, kandungan liat dan debu, pori makro , berat isi tanah dan porositas adalah nyata pada berbagai pengelolaan lahan. Persamaan ft = f(Ks) +[ (0.837 - f(Ks)].e -(0.093 t) merupakan estimasi dari model infiltrasi Horton untuk menduga laju infiltrasi dengan hasil yang cukup dapat dipercaya pada lahan yang memiliki tekstur lempung berpasir sampai lempung berliat. Kata Kunci: infiltrasi model horton, land management ABSTRACT Soil infiltration theory explained which difference of land management can influenced soil infiltration process. This study was conducted to describe general infiltration on varieties of land management, to investigate capability of Horton’s infiltration model (ft = fc + ( fo - fc). e -Kt ) and evaluate it. Field measurement of infiltration was conducted by constant head technique used single ring infiltrometer. If the K and fo parameters were determined by using two (2) point of equation K = 1/(t n+1 - tn). ln {(fn -fc)/(fn+1-fc)} , fo = fc + (f1 -fc).e -Kt and the fc parameter was determined by using saturated conductivity (Ks), the result will be agreement with measured infiltration sufficiently. Based on R 2 values and goodness of fit between measured and calculation infiltration, Horton model provided good prediction and agreement with measured infiltration. Excellent fit of calculated values of infiltration rates with experimental data was obtaining by mean K and fo parameters. The relation between K parameter and the clay content, the clay and silt content, macropore and bulk density were 1 Balai Latihan Pegawai Pertanian Ketindan, Lawang 2 Fakultas Tehnologi Pertanian ,Universitas Brawijaya, Malang 3 Fakultas Pertanian, Universitas Brawijaya, Malang

Evaluasi Model Infiltrasi

  • Upload
    leboy96

  • View
    136

  • Download
    5

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: Evaluasi Model Infiltrasi

EVALUASI MODEL INFILTRASI HORTON DENGAN TEKNIK CONSTANT HEAD MELALUI PENDUGAAN BEBERAPA SIFAT FISIK TANAH

PADA BERBAGAI PENGELOLAAN LAHAN

Evaluation of Horton's Infiltration Model Used Constant Head Technique by Estimating Some Fisical Characteristic of Soil on Varieties Land Management

Nur Hidayah1, Bambang Suharto2, Widianto3

ABSTRAK

Teori infiltrasi tanah menjelaskan bahwa pengelolaan lahan yang berbeda dapat mempengaruhi proses infiltrasi tanah. Studi ini dilakukan untuk menggambarkan infiltrasi pada berbagai pengelolaan lahan , mengkaji kapabilitas model infiltrasi Horton (ft = fc +(fo - fc)e-Kt) dan mengevaluasinya. Pengukuran infiltrasi di lapangan menggunakan infiltrometer ring tunggal dengan metode teknik constant head. Jika parameter K dan fo ditentukan dengan persamaan dua (2) titik yaitu K = 1/(t n+1 - tn). ln {(fn -fc)/(fn+1-fc)} , fo = fc + (f1 -fc).e-Kt dan parameter fc diestimasi dari nilai konduktivitas hidrolik jenuh tanah, hasilnya cukup sesuai dengan infiltrasi yang diukur. Berdasarkan nilai R2 dan kesesuaian antara infiltrasi yang diukur dan dihitung, model infiltrasi Horton memberikan prediksi dan kesesuaian yang baik dengan hasil pengukuran infiltrasi. Kesesuaian yang baik dari nilai laju infiltrasi yang dihitung dan data pengukuran diperoleh dengan merata-ratakan nilai parameter K dan fo yang didapat. Hubungan antara parameter K dan kandungan liat, kandungan liat dan debu, pori makro dan berat isi tanah adalah nyata pada berbagai pengelolaan lahan, tetapi tidak nyata untuk diameter massa rata-ratanya. Selain itu hubungan antara parameter K dan kombinasi sifat fisik tanah yaitu struktur tanah seperti porositas tanah, pori makro, berat isi tanah dan diameter massa rata-rata juga nyata. Hubungan antara parameter fo dan kadar air tanah awal, kandungan liat, kandungan liat dan debu, pori makro , berat isi tanah dan porositas adalah nyata pada berbagai pengelolaan lahan. Persamaan ft = f(Ks) +[ (0.837 - f(Ks)].e-(0.093 t) merupakan estimasi dari model infiltrasi Horton untuk menduga laju infiltrasi dengan hasil yang cukup dapat dipercaya pada lahan yang memiliki tekstur lempung berpasir sampai lempung berliat. Kata Kunci: infiltrasi model horton, land management

ABSTRACT

Soil infiltration theory explained which difference of land management can influenced soil infiltration process. This study was conducted to describe general infiltration on varieties of land management, to investigate capability of Horton’s infiltration model (ft = fc + ( fo - fc). e-Kt) and evaluate it. Field measurement of infiltration was conducted by constant head technique used single ring infiltrometer. If the K and fo parameters were determined by using two (2) point of equation K = 1/(t n+1 - tn). ln {(fn -fc)/(fn+1-fc)} , fo = fc + (f1 -fc).e-Kt and the fc parameter was determined by using saturated conductivity (Ks), the result will be agreement with measured infiltration sufficiently. Based on R2 values and goodness of fit between measured and calculation infiltration, Horton model provided good prediction and agreement with measured infiltration. Excellent fit of calculated values of infiltration rates with experimental data was obtaining by mean K and fo parameters. The relation between K parameter and the clay content, the clay and silt content, macropore and bulk density were

1 Balai Latihan Pegawai Pertanian Ketindan, Lawang 2 Fakultas Tehnologi Pertanian ,Universitas Brawijaya, Malang 3 Fakultas Pertanian, Universitas Brawijaya, Malang

Page 2: Evaluasi Model Infiltrasi

31

significant on varieties of land management, but not significant for mean weight diameter. Beside the relation between K parameter and soil physic properties combination from soil structure as soil porosity, macropore, bulk density and mean weight diameter were significant. The relation between fo parameter and initial soil moisture content, the clay content, the clay and silt content, macro pore, bulk density and soil porosity were significant on varieties of land management. ft = f(Ks) +[ (0.837 - f(Ks)].e-(0.093 t) equation that estimated Horton infiltration model for infiltration rates predicted, the result will be credible for sandy loam - clay loam of land. Key Words: horton's infiltration model, land management

PENDAHULUAN

Ketersediaan air yang cukup merupakan salah satu syarat pertumbuhan tanaman yang sehat. Namun kondisi yang demikian tidak selamanya dapat terkondisikan di lapangan secara ideal. Pada suatu keadaan kekeringan dapat menjadi pembatas pertumbuhan tanaman dan di sisi lain kondisi jenuh air juga memperburuk perakaran tanaman yang mengakibatkan dapat menurunkan produktivitasnya. Masalah tersebut tidak dapat terlepas dari salah satu sifat fisik tanah yang berhubungan dengan kemampuan daya serap air, daya hantar air dan infiltrasi tanah. Infiltrasi tanah dapat dipakai sebagai dasar pengelolaan pertanian ,misalnya untuk menentukan besarnya recharge (pengisian kembali) air tanah yang bermanfaat untuk pertumbuhan dan produksi tanaman, menghitung limpasan permukaan dan run off serta dalam pengelolaan air irigasi. Oleh karena itu infiltrasi tanah sudah seharusnya menjadi salah satu pertimbangan dalam menjaga kestabilan produktivitas pertanian.

Pengukuran infiltrasi di lapang selain membutuhkan waktu, tenaga, dan biaya yang tidak sedikit, juga terkadang terlalu memberatkan sehingga sering terabaikan. Untuk itu diperlukan transformasi data empiris di lapangan menjadi suatu pendekatan model yang tepat dengan kondisi di suatu daerah sebagai dasar estimasi dalam menentukan besarnya infiltrasi tanah. Model-model matematis yang dihasilkan telah pesat perkembangannya dengan diiringi dan dipersyaratkan alat dan fasilitas tertentu yang kadang-kadang sukar ditemukan di suatu daerah, sehingga model yang mutakhirpun belum tentu cocok dipergunakan di suatu wilayah apalagi jika persyaratannya tidak dapat terpenuhi. Untuk itu perlu dikembangkan model infiltrasi sederhana yang tidak memerlukan alat dan fasilitas terlalu mahal namun akurat, aplikabel dan cepat.

Berbagai sifat fisik tanah selama ini telah banyak diteliti dan diharapkan dapat memberikan gambaran tentang hubungannya dengan infiltrasi. Umumnya sifat fisik tanah yang permanen seperti distribusi ukuran partikel (tekstur) tanah sudah banyak direkomendasikan sebagai dasar estimasi infiltrasi tanah. Namun sifat fisik tanah yang mudah berubah seperti struktur tanah masih perlu dipelajari lebih lanjut. Sifat fisik tanah yang mudah berubah tersebut dapat diakibatkan oleh sistem pengolahan tanah , sistem tata guna lahan, sistem pengelolaan lahan, pola penanaman dan lain-lain.

Untuk itu dipandang perlu melakukan penelitian tentang sifat fisik tanah yang mempengaruhi laju infiltrasi tanah akibat pengelolaan lahan yang berbeda melalui pengujian model infiltrasi Horton. Menurut Wilson (1974) model infiltrasi Horton didasarkan pada pertimbangan bahwa model tersebut memasukkan pengelolaan lahan sebagai salah satu parameter model empiris yang dikembangkan, dimana nilai parameter tersebut mengontrol laju infiltrasi suatu tanah.

METODOLOGI PENELITIAN

Tempat dan Waktu Penelitian Penelitian pendahuluan telah

dilaksanakan di Kecamatan Pacet, Kutorejo, Gondang dan Mojosari, Kabupaten Mojokerto dan hasilnya dipakai dasar dalam menetapkan kriteria model yang dibutuhkan. Waktu penelitian mulai Desember 1999 sampai April 2000.

Alat

Alat pengukur infiltrasi yang dipergunakan adalah infiltrometer tunggal. Penggunaan alat tersebut dengan pertimbangan bahwa penelitian dilaksanakan pada saat musim hujan sehingga pengaruh aliran lateral dari air yang terdapat pada ring

Page 3: Evaluasi Model Infiltrasi

32

dapat dieliminir. Infiltrometer terbuat dari plat silinder dengan ukuran diameter 30 cm dan tinggi ring 25 cm. Perlengkapan lainnya adalah ember , stop watch, buku catatan, alat tulis, palu, mistar, ring sampel, pipa plastik, tabung penyuplai air, dan alat-alat laboratorium untuk penetapan konduktivitas hidrolik jenuh , tekstur dengan metode pipet , kemantapan agregat metode ayakan basah , kadar air tanah secara gravimetri , porositas total pada pF = 0, porositas dalam keadaan kapasitas lapangan pada pF = 2, serta berat isi tanah dengan metode silinder.

Pemilihan Lokasi

Pemilihan lokasi dilakukan melalui survei dan wawancara langsung dengan petani setempat. Lahan yang akan dijadikan lokasi penelitian adalah lahan yang telah dikelola dengan cara yang sama selama minimal 6 kali musim tanam di wilayah Kecamatan Pacet, Kutorejo, Gondang dan Mojosari, Kabupaten Mojokerto. Pertimbangan penetapan daerah penelitian didasarkan pada tingginya keragaman dan frekuensi pengelolaan lahan dengan cara yang sama. Jenis - jenis pengelolaan lahan yang akan diukur infiltrasi tanahnya adalah:

a. Lahan berumput (R) b. Lahan terbuka (L) c. Lahan tebu (T) d. Lahan ketela pohon (KP) e. Lahan garut (G) f. Lahan jagung (J)

Untuk mendapatkan gambaran yang jelas, perilaku infiltrasi sebagai akibat pengelolaan lahan maka dilakukan pengukuran infiltrasi pada pengelolaan lahan yang sama pada lokasi yang berbeda. Masing-masing pengelolaan lahan ditetapkan 3 lokasi yang berbeda. Pengambilan Contoh Tanah

Pengambilan contoh tanah dilakukan waktunya sebelum pengukuran infiltrasi di lapangan. Pengambilan contoh tanah utuh untuk penetapan konduktivitas hidrolik tanah, porositas total, porositas dalam keadaan kapasitas lapang dan berat isi tanah. Sedangkan pengambilan contoh tanah terganggu untuk penetapan tekstur dan pengambilan contoh agregat utuh untuk penetapan kemantapan agregat tanah.

Penetapan Sifat Fisik Tanah

Analisa distribusi ukuran partikel tanah menggunakan metode pipet, penetapan kadar air dilaksanakan secara gravimetri dan

penetapan konduktivitas hidrolik jenuh ditetapkan secara constan head. Adapun kemantapan agregat menggunakan metode ayakan basah dengan kecepatan 70 rpm , selama 5 menit , dengan ukuran agregat 8 – 4.75 mm seberat 50 gram pada kondisi kering udara.Penetapan porositas total mnggunakan sand box pada pF = 0 dan porositas dalam kondisi kapasitas lapangan pada pF = 2. Sedangkan berat isi tanah menggunakan metode silinder. Untuk mengetahui sifat fisik tanah lainnya juga dilakukan pengamatan melalui pembuatan minipid.

Pengukuran Laju Infiltrasi

Pengukuran infiltrasi di lapangan menggunakan infiltrometer ring tunggal dengan metode genangan secara constan head.

Infiltrometer yang digunakan mempunyai ukuran lebar 30 cm dan tinggi 25 cm , yang dimasukkan ke dalam tanah sedalam 5 cm, lalu ring diisi dengan air setinggi 18 cm dan dipertahankan konstan dengan adanya aliran air dari tabung penyuplai air. Pengamatan infiltrasi dilakukan dengan melihat penurunan air pada skala di tabung penyuplai air yang mempunyai diameter sama dengan ring infiltrometer. Waktu pengamatan dilakukan dalam jangka waktu 2,5 jam pada tiap-tiap titik pengamatan berdasarkan hasil penelitian pendahuluan. Pengamatan dilakukan pada 5 menit pertama dengan interval 1 menit, setelah itu interval pengamatan ditetapkan 5 menit selama 25 menit (I) dan 15 menit selama 30 menit (II). Setelah konstan interval pengamatan dapat diperpanjang hingga 30 menit. Setiap pengukuran infiltrasi dilakukan ulangan sebanyak 3 kali.

Analisa Data

Analisa data yang dilakukan adalah penetapan parameter model infiltrasi Horton, evaluasi model infiltrasi Horton melalui uji kecocokan, uji sensivitas, uji validitas dan estimasi model infiltrasi Horton.

Penetapan Parameter Model Infiltrasi Horton

Harga parameter model infiltrasi ditetapkan dengan cara pendekatan sebagai berikut : 1. Analisa hubungan eksponensial dari

model infiltrasi Horton dengan rumus sebagai berikut :

ft = fc + ( fo – fc ) . e –Kt

Page 4: Evaluasi Model Infiltrasi

33

2. Analisa fc diestimasi dari nilai konduktivitas hidrolik jenuh. Sedangkan nilai K dan fo dihitung dengan metode 2 titik, yaitu : K = 1/ (tn + 1 - tn) ln (fn – fc)/(fn + 1 – fc)

fo = fc + (( f1 – fc) / (e- Ktn ))

Setelah nilai K dan fo semuanya terhitung, maka laju infiltrasi ( f ) untuk berbagai waktu dapat dihitung.

Uji Kecocokan Uji kecocokan dilakukan dengan

melihat besarnya nilai koefisien determinasi (R2) dari pemakaian model tersebut dan simpangan serta kesalahan relatif hasil perhitungan model laju infiltrasi dengan hasil pengukuran pada berbagai pengelolaan laha

Uji Sensivitas

Uji sensivitas dilakukan dengan merubah nilai parameter yang diperoleh kemudian dihitung perubahan besarnya infiltrasi kumulatif dengan waktu Uji Validitas

Uji validitas dilakukan dengan menganalisa hasil perhitungan parameter-parameter model Horton dengan faktor-faktor yang mempengaruhi hasil yang diperoleh dan mengkorelasikannya. Estimasi Model Infiltrasi Horton

Estimasi model dilakukan dengan menghubungkan nilai porositas total, pori makro , berat isi dan kemantapan agregat sebagai manifestasi kondisi struktur tanah untuk memprediksi besarnya nilai parameter K sebagai fungsi pengelolaan lahan yang berbeda. Hubungan antara parameter– parameter terduga dengan sifat fisik tanah dipergunakan untuk mengestimasi model infiltrasi Horton.

HASIL DAN PEMBAHASAN

Pengujian dan Evaluasi Model Infiltrasi Horton Model infiltrasi Horton mempunyai tiga (3) parameter yang menentukan proses infiltrasi air di dalam tanah yaitu parameter K , infiltrasi awal (fo) dan infiltrasi konstan (fc). Nilai parameter fc dapat diprediksi dari nilai konduktivitas hidrolik jenuh tanah (Childs, 1969), sedangkan nilai parameter K dan fo dapat dihitung dengan metode dua (2) titik dengan rumus yaitu K = 1/(tn+1 – tn ). ln ((fn –

fc)/(fn+1 –fc)) dan fo = fc + ((f1 –fc)/(e-Ktn)). Satuan nilai parameter K dinyatakan dalam 1/menit sedangkan fo dan fc dalam cm/menit. Nilai parameter K dan fo yang digunakan untuk menduga laju infiltrasi didapat dari nilai rata – ratanya. Hal ini didasarkan pada hasil perhitungan bahwa dengan nilai rata–rata dari parameter K dan fo memberikan nilai prediksi laju infiltrasi mendekati hasil pengukuran di lapangan yang ditunjukkan dengan tingginya nilai R2 . Nilai R2 dapat dipakai untuk mengevaluasi apakah model yang digunakan bisa diterapkan pada daerah yang diteliti. Semakin tinggi nilai R2 maka laju infiltrasi dapat diprediksi secara valid dengan memasukkan nilai parameter K dan fo yang didapat pada persamaan infiltrasi Horton. Sebaliknya jika nilai R2 rendah berarti nilai parameter K dan fo yang didapat kurang dapat menggambarkan kondisi infiltrasi sesungguhnya di lapangan, karena nilai prediksi infiltrasi dan pengukuran berbeda terlalu jauh.. Parameter K pada lahan yang bervegetasi mempunyai nilai yang lebih rendah daripada lahan terbuka (Wilson, 1974). Artinya bahwa lahan yang dikelola berbeda akan menentukan nilai parameter K. Hasil perhitungan nilai parameter K seperti pada Tabel 1 menunjukkan bahwa pada lahan yang dikelola dengan tanaman yang sama maupun berbeda mempunyai nilai parameter K yang hampir seragam dengan ditunjukkan oleh nilai simpangan sebesar 0.0084. Kenyataan tersebut menjelaskan bahwa pengelolaan lahan yang berbeda dari penelitian ini mempunyai nilai parameter K yang sama. Tabel 1.Harga parameter K dan fo pada

berbagai pengelolaan lahan yang diteliti

No Kode Lahan

K (1/menit)

fo ( cm/menit) R2(%)

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18

G1 G2 G3

KP1 KP2 KP3 T1 T2 T3 R1 R2 R3 L1 L2 L3 J1 J2 J3

0.086 0.102 0.080 0.090 0.102 0.103 0.085 0.095 0.080 0.101 0.081 0.090 0.100 0.096 0.096 0.088 0.101 0.103

0.976 0.664 0.974 0.872 0.772 0.664 0.867 0.767 0.972 0.771 1.079 0.872 0.770 0.767 0.767 0.973 0.771 0.771

93.19 90.44 98.22 99.48 97.42 94.57 99.60 92.77 98.73 99.18 95.40 99.03 99.73 95.24 94.58 98.82 99.23 99.35

Page 5: Evaluasi Model Infiltrasi

34

Uji Kecocokan Model Infiltrasi Horton dengan persamaan umum ft = fc + ( fo –fc ). e-Kt diuji penerapannya pada berbagai pengelolaan lahan yang berbeda. Perhitungan harga parameter model infiltrasi Horton menggunakan data empirik hasil pengukuran di lapangan yang diestimasi dengan metode 2 titik, yaitu 1/ ( tn+1 – tn ).ln (( fn-fc) / (f n+1 – fc ) untuk penetapan parameter K dan fc+ ((f1-fc)/(e-Kt) untuk penetapan harga parameter fo. Hasil perhitungan K dan fo serta nilai koefisien determinasi (R2) seperti terlihat pada Tabel 1. Harga R 2 menunjukkan model infiltrasi Horton dapat dipakai untuk menduga laju infiltrasi pada berbagai pengelolaan lahan.

Gambar 1. Infiltrasi terukur vs terhitung yang dipasang pada garis 1:1 pada berbagai pengelolaan lahan.

Hubungan antara infiltrasi terukur

dan terhitung dari model infiltrasi Horton pada lahan yang dipasang pada garis 1:1 seperti tersaji pada Gambar 1. Dari Gambar 1 terlihat bahwa model infiltrasi Horton cukup dapat dipercaya untuk menduga laju infiltrasi . Kesalahan relatif yang didapat dari selisih laju infiltrasi terukur dan terhitung dibagi dengan simpangan dari pemakaian model tersebut dipergunakan untuk analisa sisaan. Suatu data dapat dipergunakan jika nilai ei/s berada diantara nilai (-3;3) sebesar 99,7%. Hasil analisa data menunjukkan bahwa semua lahan yang diteliti mempunyai nilai ei/s di antara (-3;3) sebesar 100%, artinya bahwa data dari laju infiltrasi terukur dan terhitung tersebar secara normal dan dapat dipergunakan. Dengan demikian model infiltrasi Horton dapat dipakai untuk menduga laju infiltrasi pada tanah dengan sifat-sifat fisik yang berbeda pada berbagai pengelolaan lahan.

Uji Sensivitas Pengelolaan yang sama ternyata memberikan nilai parameter K dan fo yang berbeda. Begitu pula dengan pengelolaan

yang berbeda , maka nilai parameter K dan fo berbeda pula. Dengan adanya perubahan harga parameter tersebut maka akan berubah pula nilai infiltrasi kumulatifnya pada waktu tertentu. . Perubahan nilai parameter K sangat berpengaruh terhadap infiltrasi kumulatif seperti tersaji pada Gambar 2. Kenaikan 28,75 % nilai parameter K pada 5 menit pertama dapat menurunkan infiltrasi kumulatif sebesar 0.173 cm. Makin lama waktu infiltrasi maka penurunannya semakin besar. Pada saat laju infiltrasi telah konstan maka penurunan infiltrasi kumulatifnya juga konstan yaitu sebesar 1.644 cm. Perubahan nilai parameter fo juga berpengaruh terhadap besarnya nilai infiltrasi kumulatif seperti tersaji pada Gambar 2. Kenaikkan 28.75 % nilai parameter fo dapat meningkatkan infiltrasi kumulatif sebesar 0.722 cm pada 5 menit pertama. Kenaikan infiltrasi kumulatif mencapai konstan ketika laju infiltrasinya juga konstan yaitu sebesar 2.917 cm. Ternyata kenaikan 28.75 % nilai parameter fo mempunyai pengaruh yang lebih besar bila dibandingkan dengan perubahan 28.75 % nilai parameter K. Untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada Gambar 2 di bawah ini.

Keterangan : F(1) dihitung pada K = 0.080; fo = 0.664; fc = 0.04 F(2) dihitung pada K = 0.103; fo = 0.664; fc = 0.04 F(3) dihitung pada K = 0.080; fo = 0.855; fc = 0.04 Gambar 2. Infiltrasi kumulatif vs waktu pada

3 harga parameter yang berbeda Evaluasi Perbedaan Pengelolaan Lahan terhadap Parameter Model Infiltrasi Horton

Macam pengelolaan lahan yang berbeda dalam jangka panjang dapat menyebabkan perubahan pada beberapa sifat fisik tanah. Menurut Utomo (1994), adanya tanaman dapat memperbesar kapasitas infiltrasi tanah karena adanya perbaikan sifat fisik tanah seperti pembentukan struktur dan peningkatan porositas. Selain itu juga

00.20.40.60.8

11.2

0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2

Infiltrasi terhitung (cm/menit)

Infil

trasi

teru

kur

(cm

/men

it)

0

5

10

15

20

0 50 100 150

Waktu (menit)

Infil

tras

i kum

ulat

if (c

m) F(1)

F(2)F(3)

Page 6: Evaluasi Model Infiltrasi

35

berfungsi dalam pembentukan dan pemantapan agregat tanah. Tanaman dengan sistem perakaran yang luas dan padat seperti rumput – rumputan sangat membantu pembentukan dan pemantapan agregat tanah serta pori tanah. Tanah – tanah yanag mempunyai agregat mantap, struktur baik dan ruang pori yang mantap menjamin lalu lintas air tetap lancar tanpa terganggu oleh hancuran massa tanah ketika kandungan air tanah meningkat.

Parameter K seperti telah tersaji pada Tabel 1 menunjukkan bahwa kisaran nilainya diantara 6 macam pengelolaan lahan tidak terlalu besar. Berdasarkan hasil perhitungan nilai simpangan sebesar 0.0084 menunjukkan hal yang sama, yaitu nilai parameter K relatip seragam di antara berbagai pengelolaan lahan yang diteliti. Untuk lahan yang dikelola dengan tanaman garut (G) mempunyai rata – rata nilai parameter K sebesar 0.089 ; ketela pohon (KP) sebesar 0.098 ; tebu (T) sebesar 0.087 ; rerumputan (R) sebesar 0.091 ; lahan terbuka (L) sebesar 0.097 dan jagung (J) sebesar 0.097.

Secara umum dari rata – rata nilai parameter K terlihat bahwa lahan yang ditanami tebu mempunyai nilai K terendah, sedangkan lahan yang ditanami ketela pohon mempunyai nilai parameter K tertinggi. Hal ini kemungkinan disebabkan oleh adanya akar-akar tanaman tebu yang cukup efektif bekerja di dalam tanah membentuk channel dan menghasilkan bahan organik yang berfungsi untuk memantapkan agregat dan memperbaiki sifat fisik tanah terutama strukturnya. Menurut Hairiah (1996) aktivitas akar tanaman akan menambah jumlah pori – pori tanah sehingga perkolasi akan semakin membaik. Selain itu melalui retakan – retakan yang terbentuk oleh aktivitas akar tanaman secara tidak langsung melalui ikatan mekanis atau biologis dan kimia oleh humus dapat memantapkan agregat tanah, akibatnya laju infiltrasi akan meningkat (Utomo, 1994). Parameter K pada lahan G1 dan G3 mempunyai nilai yang lebih rendah bila dibandingkan dengan lahan G2, padahal pada lahan tersebut terdapat hambatan infiltrasi pada G1 dan G3. Hal tersebut dapat dilihat dari Gambar 3 dan 4 di bawah ini.

Gambar 3. Hubungan antara waktu dengan laju infiltrasi pada lahan G1

Gambar 4. Hubungan antara waktu dengan laju infiltrasi pada lahan G3

Kondisi demikian menjelaskan

bahwa laju infiltrasi yang tidak lancar bisa diakibatkan oleh adanya udara yang terjebak karena pembasahan yang tiba – tiba dari atas atau kondisi profil tanahnya. Selain itu mungkin juga disebabkan oleh sifat fisik tanah lainnya seperti kandungan liat tanah. Pada lahan G1 dan G3 mempunyai kandungan liat masing – masing sebesar 12 % dan 13 % sedangkan pada lahan G3 kandungan liatnya 35 %. Tanah dengan kemampuan menahan air tinggi terjadi pada tanah dengan kandungan liat yang tinggi, akibatnya dapat menghambat laju infiltrasi karena daya hantar airnya rendah (Soepardi, 1983). Tanah dengan nilai parameter K tinggi akan mempunyai laju infiltrasi yang rendah.

Pada lahan yang ditanami dengan ketela pohon nilai parameter K diantara 3 lahan yang diteliti hampir sama nilainya. Nilai tertinggi dicapai pada lahan KP3 yang mempunyai kandungan liat 40 %, lalu KP2 dengan kandungan liat 28 % dan KP1 dengan kandungan liat 22%. Namun bila dibandingkan dengan pengelolaan lahan lainnya nilai rata – ratanya tertinggi. Nilai parameter K tinggi menjelaskan bahwa laju infiltrasi tanahnya rendah. Kondisi tersebut disebabkan kandungan liat tanah yang relatif tinggi sehingga lalu lintas air menjadi

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

0 50 100 150

Wak tu (m e nit)

Laju

infil

tras

i (cm

/men

it)0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

0 50 100 150

Wak tu (m e n it)

Laju

infil

tras

i (cm

/men

it)

Page 7: Evaluasi Model Infiltrasi

36

terhambat karena pori mikro lebih berperan. Lahan R2 yang mempunyai kandungan liat 8 %, pasir 70 % dan debu 22 % mempunyai nilai parameter K terendah dengan laju infiltrasi tertinggi. Tingginya kandungan pasir dalam tanah menyebabkan laju infiltrasi meningkat karena porositas tanah didominasi oleh pori makro yang berfungsi sebagai lalu lintas air.

Pada lahan yang ditanami jagung dan lahan terbuka mempunyai rata – rata nilai parameter K yang sama yaitu sebesar 0.097. Hal tersebut menjelaskan bahwa pengelolaan lahan yang berbeda tidak mempengaruhi nilai parameter K tetapi nilainya lebih dipengaruhi oleh sifat fisik tanahnya.

Nilai rata – rata parameter fo untuk garut (G) sebesar 0.871 cm/ menit ; ketela pohon (KP) sebesar 0.769 cm/menit; tebu (T) sebesar 0.869 cm/menit ; rerumputan (R) sebesar 0.907 cm/menit; lahan terbuka (L) sebesar 0.768 cm/menit dan jagung (J) sebesar 0.838 cm/menit. Nilai parameter fo tertinggi dicapai oleh lahan yang ditanami rerumputan sedang terendah oleh lahan terbuka lalu disusul oleh ketela pohon. Tingginya nilai parameter fo pada lahan yang ditanami rerumputan disebabkan oleh akar tanaman yang mempunyai jelajah luas dalam tanah sehingga dapat memantapkan agregat, meningkatkan pori – pori dalam tanah dan menambah jumlah bahan organik. Akibat selanjutnya struktur tanah menjadi lebih baik dan lalu lintas air akan lebih lancar.

Sementara itu kondisi struktur tanah sebagai manifestasi dari pengelolaan lahan yang diwakili oleh sifat dari porositas tanah, pori makro dan diameter massa rata-rata nilainya sangat bervariasi baik dari pengelolaan lahan yang sama maupun dari lahan yang dikelola berbeda. Hal ini mungkin disebabkan oleh kandungan bahan organik dan kandungan liat yang berbeda dari berbagai pengelolaan lahan yang diteliti. Bahan organik dan liat bagi agregat tanah berfungsi sebagai pengikat untuk kemantapan agragat tanah. Menurut Gollany et al. (1991), hubungan antara kemantapan agregat dengan bahan organik, kandungan liat dan kandungan air bersifat kompleks.

Berdasarkan kenyataan tersebut jelas bahwa perlakuan pengelolaan lahan yang berbeda belum dapat menunjukkan adanya perbedaan kondisi struktur tanah. Hal tersebut mungkin disebabkan oleh waktu pengelolaan yang masih pendek jangka waktunya kecuali tanaman tebu yang sudah diusahakan selama

20 tahun dengan cara Reynoso sehingga dampaknya belum dapat dilihat dan diukur.

Uji Validitas

Tabel 1 menunjukkan variasi harga parameter K dan fo dari lahan yang dikelola dengan tanaman berbeda maupun dari tanaman yang sama. Nilai parameter K dan fo menunjukkan bahwa variasi nilainya tidak terlalu berbeda diantara berbagai pengelolaan lahan yang ditunjukkan dengan rendahnya nilai simpangan, masing - masing sebesar 0.0084 dan 0.117. Di sisi lain strukrtur tanah sebagai manifestasi dari pengelolaan lahan yang diwakili oleh kondisi porositas tanah (%), diameter massa rata - rata (mm) dan berat isi tanah (g/cm3) menunjukkan nilai yang hampir seragam pada 6 macam pengelolaan lahan yang diteliti dengan ditunjukkan oleh rendahnya nilai keragamannya seperti tersaji pada Tabel 2, kecuali untuk pori makro tanah. Hal tersebut mungkin disebabkan oleh pengelolaan jangka pendek pada waktu pengolahan tanah dengan cara memecah agregat yang lebih besar menjadi lebih kecil. Selain itu jelajah akar dari keenam pengelolaan lahan telah membuat kondisi pori - pori tanah yang berbeda pula. Tabel 2. Nilai keragaman struktur tanah dari 6

macam pengelolaan lahan yang diteliti.

No Struktur tanah Nilai keragaman ( s2)

1 2 3 4

Diameter massa Rata - rata (mm) Berat isi tanah (g/cm3) Pori makro (%) Porositas tanah (%)

0.5215

0.0005

3.8180 0.3745

Sementara itu di antara satu macam

pengelolaan lahan terlihat adanya variasi nilai struktur tanah yang besar terutama diwakili oleh kondidi porositas tanah dan pori makro yang ditunjukkan oleh nilai keragaman yang besar seperti tersaji pada Tabel 3, tetapi tidak berbeda untuk berat isi tanah dan diameter massa rata - ratanya.

Page 8: Evaluasi Model Infiltrasi

37

Tabel 3. Nilai keragaman 6 macam pengelolaan lahan dari kondisi struktur tanahnya.

No Pengelolaan lahan

DMR (mm)

Berat isi tanah

g/cm3)

Porositas tanah (%)

Pori makro

(%) 1 2 3 4 5 6

Garut Ketela pohon Tebu Rumput Lahan terbuka Jagung

0.0345 1.1460 0.0138 0.0155 0.0710 0.1140

0.0037 0.0012 0.0017 0.0063 0.0565 0.0015

4.1498 1.9876 0.8449 3.5342 0.2383 1.9651

39.248 27.390 11.432 27.325 3.889 21.307

Hal tersebut menjelaskan bahwa

jenis pengelolaan lahan belum dapat menunjukkan adanya perbedaan kondisi struktur tanahnya. Hal ini ternyata lebih berhubungan dengan kondisi tekstur tanah dari lahan yang diteliti, yang sifatnya permanen dan tidak dapat dirubah oleh perbedaan pengelolaan lahan. Kenyataan ini menjelaskan bahwa nilai parameter K dan fo tidak dipengaruhi oleh jenis pengelolaan lahan tetapi lebih dipengaruhi oleh sifat-sifat fisik tanah. Sifat-sifat fisik tanah yang diukur pada penelitian ini adalah kadar air tanah awal, porositas total, tekstur, kemantapan agregat, berat isi tanah, porositas pada pF 2, pori makro, dan konduktivitas hidrolik jenuh (KHJ).

Penetapan Parameter Model Infiltrasi Horton

Parameter K Variasi harga parameter K di antara

berbagai lahan yang diamati seperti tersaji pada Tabel 1. Nilai simpangan yang kecil (0.0084) menunjukkan bahwa pengelolaan yang berbeda belum dapat mengindikasikan bahwa lahan akan mempunyai nilai parameter K yang berbeda pula. Hal ini menjelaskan makna bahwa terdapat hubungan erat antara sifat fisik tanah seperti pori makro, berat isi tanah dan tekstur dengan nilai parameter K. Hubungan tekstur tanah dalam hal ini kandungan liat (%) dan kandungan liat + debu (%) seperti terlihat pada Gambar (5) dan (6).

Hasil korelasi menunjukkan bahwa terdapat kontribusi yang cukup besar dari kandungan liat ( %) dan kandungan liat + debu (%) terhadap nilai K dengan nilai korelasi masing-masing sebesar 0.8486 dan 0.8154.

Gambar 5. Hubungan antara kandungan liat (%) dengan nilai K (1/menit)

Gambar 6. Hubungan antara kandungan liat + debu (%) dengan nilai parameter K (1/menit)

Hubungan antara kandungan liat dan

nilai parameter K mempunyai kecenderungan positip, artinya bahwa semakin tinggi kandungan liat tanah maka semakin tinggi nilai parameter K. Hal ini disebabkan ukuran pori mikro dalam tanah meningkat sejalan dengan peningkatan kandungan liat tanah, akibatnya menghambat gerakan air menjadi gerakan kapiler yang lambat (Buckman dan Brady, 1982).

Fraksi debu sebagaimana fraksi liat merupakan fraksi halus tanah yang dapat mengontrol laju infiltrasi tanah, tetapi pengaruhnya terhadap nilai parameter K tidak setinggi pengaruh fraksi liat. Hal tersebut dapat dilihat dari nilai koefisien determinasi (R2) antara hubungan fraksi liat dengan nilai parameter K lebih tinggi dari pada hubungan fraksi liat + debu dengan nilai parameter K. Kondisi ini terjadi karena fraksi debu tidak mempunyai kemampuan mengikat air sekuat fraksi liat dan pori - pori yang mengikutinya biasanya berukuran meso yang relatif lebih mudah melalukan air. Selain faktor tektur tanah, nilai parameter K juga dipengaruhi oleh jumlah pori makro (jari jari = 0.14 – 0.0014 cm (Naney et al., 1983) ). Secara umum pada semua jenis lahan yang diteliti semakin besar jumlah pori makro maka nilai K akan menurun . (Gambar 7). Hal ini menjelaskan bahwa pori makro merupakan

y = 0 .0 0 0 9 x + 0 .0 7 2 5R 2 = 0 .7 2 0 1

0

0 .0 2

0 .0 4

0 .0 6

0 .0 8

0 .1

0 .1 2

0 2 0 4 0 6 0

K a n d u n g a n lia t ( % )

Nila

i par

amet

er K

(1/m

enit)

y = 0 .0 0 0 5 x + 0 .0 5 8 9R 2 = 0 .6 6 4 8

0

0 .0 2

0 .0 4

0 .0 6

0 .0 8

0 .1

0 .1 2

0 2 0 4 0 6 0 8 0

Ka n d u n g a n lia t + d e b u ( % )N

ilai p

aram

eter

K (1

/men

it)

Page 9: Evaluasi Model Infiltrasi

38

pori yang berfungsi memudahkan infiltrasi tanah dan perkolasi air (Buckman dan Brady, 1982). Nilai korelasi (r) yang nyata yaitu 0.9472 membuktikan bahwa dengan mengetahui jumlah pori makro tanah sudah dapat dipakai untuk menduga nilai parameter K dari suatu lahan melalui persaman infiltrasi model Horton.

Gambar 7. Hubungan antara jumlah pori makro (%) dengan nilai parameter K (1/menit)

Nilai parameter K jika dihubungkan dengan diameter massa rata – rata ternyata tidak terdapat hubungan yang erat (Gambar 8). Mungkin disebabkan oleh jenis lahan yang diteliti tidak memiliki perbedaan yang terlalu ekstrim. Hal ini karena pada semua lahan yang diteliti selalu terdapat tanaman yang secara otomatis dapat mempengaruhi kemantapan agregat melalui retakan -–retakan karena aktivitas perakaran, ikatan kimia dengan bahan organik tanah yang terdapat di dalam dan di atas permukaan tanah. Selain itu kandungan liatnya juga tidak terlalu berbeda.

Gambar 8. Hubungan antara diameter massa rata – rata ( mm) dengan nilai parameter K (1/menit)

Dari Gambar 8 dapat dilihat adanya

kecenderungan bahwa dengan semakin meningkatnya ukuran diameter massa rata – ratanya maka nilai parameter K juga meningkat. Meningkatnya kemantapan agregat berhubungan dengan kandungan liat dan

bahan organik tanah sebagai sementasi dengan pola hubungan yang kompleks (Gollany et al., 1991).

Kombinasi beberapa sifat fisik tanah pengaruhnya terhadap nilai K juga bervariasi seperti terlihat pada Tabel 4.

Tabel 4. Nilai korelasi dan persamaan dari beberapa kombinasi sifat fisik tanah terhadap parameter K.

No Kombinasi sifat fisik tanah Persamaan R2

1 2 3 4 5 6 7 8

BI; Porositas Pori makro; Porositas DMR;pori makro BI; DMR Porositas: DMR DMR; BI; Porositas

Pori makro;Porositas; DMR DMR; Pori makrio; BI

Y=-0.0218X1-0.00658X2+0.464 Y=-0.00131X1 -0.0017X2+0.2098 Y=0.00156X1 -0.00182X2+0.128 Y=0.165X1+0.00014X2-0.114 Y=-0.00579X1+0.00128X2+0.395 Y=0.00198X1-0.0977X2-0.009X3+ 0.684 Y=-0.0016X1-0.0006X2 +0.00153X3+0.156 Y=0.00158X1-0.00184X2-0.00197X3+0.131

0.889 0.899 0.919 0.827 0.902

0.914

0.919

0.919 Persamaan di atas menjelaskan bahwa nilai parameter K dipengaruhi oleh kondisi struktur tanah, yang dibuktikan dengan nilai koefisien determinasi (R2) yang besar. Struktur tanah dalam hal ini dijelaskan dengan kombinasi sifat fisik tanah seperti porositas total, pori makro, diameter massa rata-rata (DMR) dan berat isi tanah. Secara umum terlihat bahwa semakin besar nilai porositas total dan pori makro maka nilai parameter K akan menurun, sedangkan semakin besar DMR tanah maka nilai parameter K semakin meningkat. Menurut Utomo (1984) laju infiltrasi tidak ditentukan porositas total tetapi oleh distribusi ukuran pori. Menurunnya pori-pori makro tanah dapat menurunkan laju infiltrasi yang dikontrol oleh nilai K tanah. Sedangkan tanah dengan diameter massa rata-rata tinggi tidak dapat menjelaskan secara langsung kondisi infiltrasi tanah. Menurut Amezketa el al. (1996), distribusi ukuran DMR tanah lebih menentukan besarnya laju infiltrasi tanah daripada besarnya ukuran diameter massa rata-ratanya. Parameter infiltrasi awal ( fo)

Variasi nilai parameter fo dari lahan yang diteliti seperti tersaji pada Tabel 1. Nilai keragaman yang kecil yaitu 0.013 menunjukkan bahwa variasi nilai parameter fo yang hampir seragam . Keragaman nilai parameter fo lebih dipengaruhi oleh sifat fisik tanah seperti kadar air tanah awal , berat isi tanah, tekstur, porositas dan pori makro.

y = -0 .00 1 8 x + 0 .1 3 0 4R2 = 0 .8 9 7 2

0

0 .0 2

0 .0 4

0 .0 6

0 .0 8

0 .1

0 .1 2

0 1 0 2 0 3 0

P o r i m a k r o ( % )

Nila

i par

amet

er K

(1/m

enit)

y = 0 .0 0 2 1 x + 0 .0 9 0 6R 2 = 0 .0 3 8 5

0

0 .0 2

0 .0 4

0 .0 6

0 .0 8

0 .1

0 .1 2

0 1 2 3 4

Dia m e t e r m a s s a r a t a - r a t a ( m m )

Nila

i par

amet

er K

(1/m

enit)

Page 10: Evaluasi Model Infiltrasi

39

Hasil penelitian menunjukkan bahwa kadar air tanah awal mempunyai kontribusi yang cukup besar terhadap laju infiltrasi awal (Gambar 8). Hal tersebut ditunjukkan dengan nilai korelasi (r ) = 0.9678. Semakin tinggi kadar air tanah awal maka laju infiltrasi akan semakin menurun. Menurut Arsyad (1989), laju infiltrasi terbesar terjadi pada saat kandungan air tanah rendah dan sedang. Makin tinggi kadar air tanah hingga keadaan jenuh air, laju infiltrasi menurun sehingga mencapai minimum dan konstan. Penurunan ini disebabkan oleh penurunan potensi kapiler tanah akibat peningkatan kandungan air tanah.

Gambar 9. Hubungan kadar air tanah awal dengan nilai parameter fo (cm/menit).

Sifat fisik tanah lainnya yang

berpengaruh adalah berat isi tanah. Hubungan antara keduanya menghasilkan nilai korelasi (r) = 0.9418. Semakin besar berat isi tanah maka tanah semakin masif sehingga semakin sedikit ruang pori makro yang terbentuk, akibatnya laju infiltrasi menurun (Hillel, 1980).

Gambar 10. Hubungan berat isi tanah (g/cm3) dengan nilai parameter fo (cm/menit).

Pengaruh tekstur tanah terhadap

infiltrasi terjadi akibat adanya perbedaan gaya matrik yang ditimbulkan oleh tanah yang memiliki ukuran partikel yang berbeda (Soepardi, 1983). Tanah dengan kandungan

liat tinggi mengakibatkan gaya matrik tinggi pula , sehingga menghambat laju infiltrasi. Selain itu tanah dengan kandungan liat tinggi mengakibatkan tersumbatnya saluran penghubung kecil atau pori-pori yang lebih besar ketika terjadi pembengkakan akibat meningkatnya kadar air tanah, juga dimungkinkan adanya udara yang terkurung akibatnya laju infiltrasi akan menurun. Hubungan yang erat antara kandungan liat (%) dan kandungan liat + debu (%) dapat dilihat pada Gambar 11 dan 12 dengan nilai korelasi (r) masing-masing sebesar 0.9427 dan 0.9007.

Gambar 11. Hubungan antara kandungan liat (%) dengan nilai parameter fo (cm/menit)

Gambar 12. Hubungan antara kandungan liat + debu (%) dengan nilai parameter fo (cm/menit)

Rasio ruang pori lebih banyak

mempengaruhi laju infiltrasi tanah. Tanah- tanah dengan pori makro yang tinggi dan diikuti dengan kontinyuitas yang tinggi pula akan memiliki laju infiltrasi yang besar (Edwards, 1985). Pori-pori makro tersebut dikenal sebagai pori aerasi yang pengaruhnya lebih banyak terhadap gerakan air ke bawah karena pengaruh gravitasi. Hal tersebut dapat dilihat dari hubungan antara pori makro dengan infiltrasi awal yang mempunyai nilai korelasi (r) = 0.9249. Kenaikkan pori makro 10 % dapat meningkatkan laju infiltrasi awal sebesar 0.58 cm/menit.

y = -0.0996x + 5.0192R2 = 0.9366

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

39 40 41 42 43 44

Kad ar air tanah aw al (% vol )

Nila

i par

amet

er fo

(c

m/m

enit)

y = -2.3887x + 3.8377R2 = 0.887

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

1.1 1.15 1.2 1.25 1.3 1.35

Be r at is i tan ah (g /cm ^3)

Nila

i par

amet

er fo

(c

m/m

enit)

y = -0 .0142x + 1.1598R2 = 0.8887

0

0.5

1

1.5

0 20 40 60

Kan d u n g an lia t (%)

Nila

i par

amet

er fo

(c

m/m

enit)

y = -0.0085x + 1.3671R2 = 0.8113

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

0 20 40 60 80

Kandungan liat + de bu (%)

Nila

i par

amet

er fo

(c

m/m

enit)

Page 11: Evaluasi Model Infiltrasi

40

Gambar 13. Hubungan antara pori makro (%) dengan lnilai parameter fo (cm/menit)

Selain itu dengan semakin tingginya porositas ternyata dari hasil penelitian menunjukkan bahwa infiltrasi awalnya semakin tinggi. Hal ini dibuktikan oleh nilai R2 sebesar 0.9047 dengan persamaan Y = 0.0824 X – 3.4729. Tingginya nilai porositas tanah yang diikuti oleh tingginya kontinyuitas dan dominasi pori makro akan menyebabkan laju infiltrasi meningkat karena tidak terdapat hambatan, baik dari udara terjebak maupun penutupan pori oleh partikel halus tanah. Estimasi Model Infiltrasi Horton

Pengukuran infiltrasi di lapangan selain membutuhkan tenaga yang besar juga waktu dan biaya yang tidak sedikit. Untuk itu diperlukan suatu pendekatan model. Model infiltrasi Horton mempunyai beberapa parameter yang nilainya dapat diduga dari sifat-sifat fisik tanah. Nilai fc (infiltrasi konstan) nilainya diduga dari nilai konduktivitas hidrolik tanah (Childs, 1969).

Nilai parameter K merupakan fungsi dari pengelolaan lahan yang berbeda (Wilson, 1974). Pernyataan tersebut mengisyaratkan bahwa lahan yang dikelola berbeda dalam jangka panjang akan mempunyai sifat fisik yang berbeda terutama strukturnya. Sifat-sifat fisik tanah yang berhubungan dengan struktur tanah adalah porositas, distribusi pori, kemantapan agregat dan berat isi tanah. Namun dalam penelitian ini didapat hasil bahwa macam pengelolaan lahan yang berbeda tidak menyebabkan kondisi struktur tanah berbeda, begitu pula bahwa lahan yang dikelola sama ternyata stukturnya juga berbeda. Walau demikian apabila nilai parameter K dihubungkan dengan struktur tanah ternyata menghasilkan nilai korelasi yang tinggi. Persamaan dari hubungan tersebut adalah , Y= 0.00158X1- 0.00184X2 – 0.00197X3 + 0.131 (r =0.959) dimana X1=

diameter massa rata – rata (mm), X2= pori makro (%), X3= berat isi (g/cm3), atau dengan persamaan Y= – 0.00163X1 - 0.0006X2 - 0.00153X3 + 0.156 (r=0.959) di mana X1=Pori makro (%), X2=Porositas (%), X3=diameter massa rata – rata (mm).

Sedangkan parameter fo dapat diduga dari sifat fisik tanah secara individual seperti dengan kandungan liat (%), kandungan liat + debu (%), kadar air awal (% vol.), berat isi tanah (g/cm3), maupun pori makro (%) yang mempunyai jari-jari 0.14 - 0.0014 cm (Naney et al., 1983)

KESIMPULAN DAN SARAN

Kesimpulan Berdasarkan hasil penelitian ini dapat diambil kesimpulan sebagai berikut: 1. Model infiltrasi Horton mempunyai

kecocokan dan ketelitian tinggi untuk diterapkan pada lahan yang mempunyai tekstur lempung berpasir sampai lempung berliat di Kecamatan Kutorejo, Mojosari, Gondang dan Pacet Kabupaten Mojokerto.

2. Parameter K dan fo pada model infiltrasi Horton dalam konteks penelitian ini dipengaruhi oleh sifat fisik tanah yaitu tekstur, berat isi tanah, pori makro dan porositas tanah bukan oleh perbedaan pengelolaan lahan.

3. Estimasi parameter model infiltrasi Horton dalam konteks penelitian ini dapat diprediksi dengan persamaan sebagai berikut:

ft = f(Ks) + [(0.837 - f(Ks)].e-(0.093.t)

Saran 1. Hasil penelitian ini hendaknya

dipergunakan pada kisaran pengelolaan lahan yang sempit dengan tekstur tanah lempung berpasir sampai lempung berliat.

2. Penelitian semacam ini hendaknya dilakukan pada jenis tanah yang sama dengan kisaran yang lebih luas dan pengelolaan lahan yang lebih beragam dengan waktu pengelolaan yang lebih lama, agar hubungan antara nilai parameter K dan fo dari model infiltrasi Horton pada penelitian ini yang tidak nyata dapat diuji kembali.

y = 0.025x + 0.3308R2 = 0.8555

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

0 10 20 30

Po r i m ak r o (%)

Nila

i par

amet

er fo

(c

m/m

enit)

Page 12: Evaluasi Model Infiltrasi

41

DAFTAR PUSTAKA Amezketa, E, M.J Singer and Y Le Bissonnais.

1996 . Testing a New Procedure for Measuring Waters Table Agregation. Soil Sci. Soc.Am.J: 60.

Arsyad ,S . 1989 . Konservasi Tanah dan Air. Penerbit IPB. Bogor.

Buckman,H.O dan N.C.Brady. 1982. Ilmu Tanah. Bhratara Karya Aksara.Jakarta

Childs, E.C. 1969. An Introduction to the Physical Basic of Soil Water Phenomena. Wiley Interscience. New York.

Edwards, W.M. 1985 . Predicting Effects on Infiltration. In Predicting Tillage Effect on Soil Physical Properties and Processes. ASA. Saaa. Madison.

Gollany, H.T, T.E. Schumacher and P.D. Evenson , M.J. Lindstrom and G.D. Lemme. 1991. Agregate Stability of an Eroded and Desurfaced Typic Argiustoll. Soil Sci. Soc. Am. J: 55.

Hairiah, K. 1996. Akar sebagai Sumber Bahan Organik. Bahan Kuliah Biologi Tanah. Fakultas Pertanian. Unibraw. Malang.

Hillel,D. 1980. Fundamentals of Soil Physics. Academic Press. New York.

Naney, J.W, L.R Ahuja and B.B Barnes. 1983. Variability and Interrelation of Soil - Water and Some Related Soil Properties in A Small Watershed. Proceedings of the National Conference on Advances in Infiltration. December 12 – 13, 1983. Chicago. Illionis

Soepardi, G. 1983 . Sifat dan Ciri Tanah. IPB. Bogor.

Utomo,W.H. 1994. Erosi dan Konservasi Tanah. Penerbit IKIP Malang. Malang.

Wilson, E.M. 1974. Engineering Hydrology. 2rd edition.The MacMillan. London.