disertasi yazid tep s3 cover

ABSTRACT
YAZID ISMI INTARA. Strip Tillage Water Movement in Clay Loam Soil to
Fulfill Plant Water Requirement. Under Supervision of ASEP SAPEI, M. H.
BINTORO DJOEFRIE, ERIZAL and E NAMAKEN SEMBIRING.
Dry land is one of the land resources having the possibility for the
development of food crop agriculture especially on lands with light and medium
technical constraints. The development of technology for the utilization of
marginal land by turning it into productive land is still a big opportunity in
agricultural development in Indonesia. Improvement of planting media by means
of soil tillage method and appropriate plant irrigation technology is one of the
efforts in solving the problem in clay loam land. The objective of this research
was to develop water movement model in clay loam soil with minimum tillage
and subsurface irrigation. Concept used in the model development was minimum
tillage method with subsurface irrigation at the base of the tillage and irrigation
method to fulfill crop water requirement. The concept was part of the dissertation
research strengthened by scientific analyses as the basis for advanced research
development. The analyses among others resulted in data of soil physical
properties and making of interface for measurement together with a set of water
movement testing apparatus. At the final stage this dissertation research was
supported by analysis of water movement in a laboratory test and field validation
on the performance of subsurface irrigation as well as test of cultivation technique
on chili plant (Capsicum annuum L.) growth. The results showed that the
movement pattern displayed on the contour indicated that the wetting process
could reach a depth of -5 cm for the rooting zone of annual crop seedling. The
result of the irrigation performance showed that effective wetting by using
minimum strip tillage could only be developed by means of short irrigation path
of less than 5 cm; so that it was suitable to be applied on limited land management
or improvement in traditional form. The test result of cultivation technique on
annual crop (Capsicum annuum L.) using minimum strip tillage with subsurface
irrigation showed that the soil moisture for plant growth could be maintained
where the plant was able to grow in accordance with the treatment used until the
end of the research period. The developed model showed that the wetting pattern
required time for distributing balanced moisture. This confirmed that the system
developed in the form of research novelty was subsurface water movement to
maintain the moisture at the strip tillage soil in order to give water availability for
plant.
Keywords: minimum tillage, subsurface irrigation, unsaturated, moisture
movement model, irrigation performance, plant water requirement
ii
RINGKASAN
YAZID ISMI INTARA. Pergerakan Air pada Tanah Liat yang Diolah secara Strip
untuk Memenuhi Kebutuhan Air Tanaman. Dibimbing oleh ASEP SAPEI, M. H.
BINTORO DJOEFRIE, ERIZAL, dan E NAMAKEN SEMBIRING.
Penelitian ini merupakan pengembangan konsep alternatif teknik budidaya
tanaman pada lahan kering dengan tanah bertekstur lempung liat berdebu. Konsep
berupa metode olah tanah terbatas beririgasi bawah permukaan pada dasar
olahannya serta cara pemberian air untuk kebutuhan air tanaman. Konsep yang
dikembangkan dibagi menjadi tiga bagian utama, yaitu: (a) tanaman semusim dan
media tanam; (b) parit atau strip; dan (c) sistem pengairan (irigasi) dan drainase.
Konsep tersebut merupakan bagian dari penelitian disertasi ini yang dikuatkan
dengan analisa-analisa ilmiah sebagai dasar pengembangan penelitian lanjutan.
Analisa-analisa tersebut di antaranya pembangunan model pergerakan air pada
suatu tanah liat yang diolah terbatas dengan irigasi bawah permukaan. Sejalan
dengan hal tersebut dihasilkan informasi data-data analisa sifat fisik tanah serta
pembuatan suatu alat ukur (interface) beserta rangkaian apparatus uji pergerakan
air. Penelitian ini pada tahapan akhir dikuatkan dengan penelitian analisa
pergerakan air dalam suatu pengujian di laboratorium serta validasi di lapangan
terhadap kinerja irigasi bawah permukaan di lapangan dan pengujian teknik
budidaya terhadap pertumbuhan tanaman uji.
Penelitian utama ditujukan guna merealisasikan pendekatan novelti
penelitian dengan konsep pengembangan teknik budidaya tanaman merupakan
pengelolaan kelembaban tanah di zona perakaran. Hal tersebut dimaksudkan
untuk mempertahankan kelembaban atau kadar air tanah agar tersedia pada saat
dibutuhkan oleh tanaman.
Hasil fitting by eyes terhadap grafik difusifitas dan kadar air didapatkan
nilai-nilai parameter yang dibutuhkan dalam memenuhi sifat fisik tanah penelitian
yang selanjutnya disimulasikan pada model pergerakan air horizontal pada strip
olah tanah terbatas beririgasi bawah permukaan. Data yang dihasilkan tersebut
diaplikasikan pada pembangunan konsep simulasi pergerakan air pada strip olah
tanah terbatas beririgasi bawah permukaan menggunakan konsep untuk
kuantifikasi jumlah air dalam tanah, yang terdiri dari 2 pendekatan yaitu
volumetric water content, θ (volume air) dan besaran hisapan matriks (matrix
suction (cm)) atau pressure head, h (-cm). Langkah selanjutnya mengkonversi
data hasil simulasi ke bentuk kontur setelah diolah menggunakan software Surfer
8 menjadikan tampilan lebih mudah dipelajari pola pergerakan yang terjadi.
Pola pergerakan yang ditampilkan pada pola kontur menunjukan proses
pembasahan dapat mencapai zona kedalaman (– 5 cm) untuk zona perakaran bibit
tanaman semusim. Hal tersebut menjadi temuan penting guna pengembangan
konsep strip olah tanah terbatas beririgasi bawah permukaan. Proses pergerakaan
iii
air yang terjadi menurut model dalam bentuk kontur dapat dijelaskan sebagai
berikut; pada celah akan mengalami turbulensi desakan air di sekitar daerah
pangkal sesuai tekanan penuangan air. Selanjutnya terjadi proses penyebaran,
penyimpanan dan penipisan kadar air.
Hasil kinerja irigasi menunjukkan pembasahan efektif dengan menggunakan
strip olah tanah terbatas hanya dapat dikembangkan dengan lintasan pengairan
irigasi yang pendek < 5 m, sehingga cocok diaplikasikan pada pegelolaan lahan
subsistem atau perbaikan bentuk tradisional. Pada penelitian menggunakan
tanaman uji cabai menunjukkan hasil rekapitulasi data rancangan percobaan
bahwa perlakuan penambahan bahan organik dinilai berpengaruh nyata terhadap
pertumbuhan tanaman cabai akan tetapi untuk perlakuan pemberian air
menunjukkan tidak berpengaruh nyata terhadap pertumbuhan tanaman cabai
sebagai tanaman uji. Hal tersebut menunjukkan bahwa perhitungan statistik
secara kuantitatif menunjukkan kearah penjelasan lebih luas bersifat agronomis.
Bertolak belakang terhadap pengamatan grafik pertumbuhan tanaman yang
secara kualitatif menunjukkan bahwa pada level pemberian air satu kali
memberikan pengaruh lebih baik terhadap kondisi air tersedia bagi tanaman. Hal
lainnya adalah penambahan bahan organik terbanyak (K3) yang tampak
meyebabkan air terikat lebih banyak sehingga dapat memberikan pegaruh negatif
ketika pertumbuhan akar tanaman mencapai zona pembasahan aliran air.
Fenomena lain yang tampak adalah tanaman-tanaman pada perlakuan
kontrol (K0) tanpa penambahan bahan organik menunjukkan kondisi stagnasi
pertumbuhan sangat berbeda dengan perlakuan penambahan bahan organik (K2
dan K3) tampak tumbuh normal baik batang maupun perakarannya. Namun
selanjutnya pada dengan perlakuan penambahan bahan organik (K2 dan K3)
kondisi tanaman menunjukkan pertumbuhan yang kurang baik. Kondisi
penurunan kualitas pertumbuhan menerangkan bahwa tanaman cabai sebagai
tanaman uji pada teknik budidaya strip olah tanah terbatas beririgasi bawah
permukaan memiliki karakteristik tanaman semusim yang sensitif terhadap
kelebihan pemberian air.
Gabungan antara analisa simulasi model dan uji terhadap tanaman cabai di
lahan menunjukkan prediksi model dalam pembasahan ruang olah tanah (ruang
pertumbuhan tanaman) adalah sesuai, dimana tanaman uji dapat tumbuh. Pada
sistem model yang dibangun tersebut menunjukkan pola pembasahan air
membutuhkan waktu untuk penyebaran kadar air yang seimbang, hal ini
menegaskan bahwa sistem yang dikembangkan dalam bentuk novelti penelitian
adalah pergerakan kadar air bawah permukaan untuk menjaga kelembaban pada
strip tanah olahan sehingga memberikan ketersediaan air bagi tanaman.
Kata kunci: strip olah tanah, irigasi, model pergerakan kelembaban, tanah berliat
iv