1

UPAYA PERBAIKAN SIFAT FISIK BAHAN LETUSAN GUNUNG KELUD DENGAN BAHAN ORGANIK DAN TANAMAN PIONIR SEBAGAI MEDIA

TANAM BIBIT POHON PINUS DAN PISANG

Oleh

AVIANDI PRASETYA

UNIVERSITAS BRAWIJAYA

FAKULTAS PERTANIAN

MALANG

2017

2

UPAYA PERBAIKAN SIFAT FISIK BAHAN LETUSAN GUNUNG KELUD

DENGAN BAHAN ORGANIK DAN TANAMAN PIONIR SEBAGAI MEDIA

TANAM BIBIT POHON PINUS DAN PISANG

Oleh

AVIANDI PRASETYA

135040200111065

PROGRAM STUDI AGROEKOTEKNOLOGI

MINAT MANAJEMEN SUMBERDAYA LAHAN

SKRIPSI

Diajukan sebagai salah satu syarat untuk memperoleh Gelar Sarjana

Pertanian Strata Satu (S-1)

UNIVERSITAS BRAWIJAYA

FAKULTAS PERTANIAN

JURUSAN TANAH

MALANG

2017

3

PERNYATAAN

Penelitian ini adalah bagian dari penelitian unggulan perguruan

tinggi, yang berjudul “Pemulihan Lahan Terkena Dampak Letusan Gunung

Kelud dengan Amandemen Bahan Organik dan Tanaman Pionir” SK Rektor

UB No.33/SP2H/LT/DPRM/II/2016, yang didanai oleh Kementerian Riset

Teknologi dan Pendidikan Tinggi No.07/Add/SP2H/PL/ DIT.LITBMAS/

V/2015. Sebagian data yang digunakan dalam skripsi merupakan data

bersama yang dianalisa oleh tim peneliti.

Saya menyatakan bahwa segala pernyataan dalam skripsi ini

merupakan hasil penelitian saya sendiri, dengan bimbingan komisi

pembimbing. Skripsi ini tidak pernah diajukan untuk memperoleh gelar di

perguruan tinggi manapun dan sepanjang pengetahuan saya juga tidak

terdapat karya atau pendapat yang pernah ditulis atau diterbitkan oleh orang

lain, kecuali dengan jelas ditunjukkan rujukannya dalam naskah dan

disebutkan dalam daftar pustaka.

Malang, 7 Juli 2017

Aviandi Prasetya

NIM. 135040200111065

iv

LEMBAR PERSETUJUAN

Judul penelitian

: Upaya Perbaikan Sifat Fisik Bahan Letusan Gunung Kelud

Dengan Bahan Organik dan Tanaman Pionir Sebagai Media

Tanam Bibit Pohon Pinus dan Pisang

Nama : Aviandi Prasetya

NIM : 135040200111065

Jurusan : Tanah

Program Studi : Agroekoteknologi

Tanggal Pesetujuan :

Disetujui

Pembimbing Utama, Pembimbing Pendamping,

Ir. Sri Rahayu Utami, M.Sc. Ph.D Christanti Agustina, SP. MP.

NIP. 19611028 198701 2 001 NIK. 820826 04 32 0025

Diketahui,

a.n Dekan

Ketua Jurusan Tanah

Prof. Dr. Ir, Zaenal Kusuma, SU

NIP. 19540501 198103 1 006

v

LEMBAR PENGESAHAN

Mengesahkan

MAJELIS PENGUJI

Penguji I, Penguji II,

Prof. Dr. Ir. Sugeng Prijono, SU Ir. Sri Rahayu Utami, M.Sc. Ph.D

NIP. 19580214 198503 1 003 NIP. 19611028 198701 2 001

Penguji III, Penguji IV,

Christanti Agustina, SP. MP. Syahrul Kurniawan, SP. MP. Ph.D

NIK. 820826 04 32 0025 NIP. 19791018 200501 1 002

Tanggal Lulus :

vi

Skripsi ini ku persembahkan untuk kedua orang tua tercinta Endang Susilowati dan (Alm)Ahmad Setiayadi Serta adikku tersayang Arya Mulyana Kusuma

“Sesungguhnya bersama kesulitan ada kemudahan, sesungguhnya bersama kesulitan ada kemudahan maka apabila telah selesai dari suatu urusan tetaplah bekerja keras untuk urusan yang lain” (QS 94:4-7)

vii

RINGKASAN

Aviandi Prasetya. 135040200111065. Upaya Perbaikan Sifat Fisik Bahan

Letusan Gunung Kelud Dengan Bahan Organik dan Tanaman Pionir Sebagai

Media Tanam Bibit Pohon Pinus dan Pisang. Dibawah bimbingan Sri Rahayu

Utami dan Christanti Agustina.

Gunung Kelud merupakan salah satu gunung berapi aktif di Indonesia.

Letusan gunung Kelud terakhir Februari 2014. Bahan letusan belum memiliki

struktur karena didominasi fraksi pasir dan abu yang bersifat mudah lepas. Oleh

karena itu, material letusan rawan mengalami masalah erosi, kekeringan dan

pencucian hara serta sementasi pada lapisan tanah yang tertimbun bahan letusan.

Selain itu material letusan memiliki kepadatan yang tinggi, kapasitas menahan air

yang rendah serta ketersediaan hara yang rendah. Penambahan bahan organik yang

dikombinasikan dengan penanaman pionir diharapkan mampu memperbaiki sifat

fisik bahan letusan, sehingga dapat menunjang bagi pertumbuhan bibit pohon pinus

dan pisang.

Penelitian ini dilaksanakan di Dusun Kutut Desa Pandansari Kec. Ngantang,

Kab. Malang. Penelitian Lapang dimulai bulan Februari sampai Desember 2016

dengan dilanjutkan analisis sifat fisik pada bulan September sampai Februari 2017.

Analisis sifat fisik dilakukan di Laboratorium Fisika Tanah Jurusan Tanah Fakultas

Pertanian Universitas Brawijaya. Rancangan penelitian menggunakan petak

tersarang dengan lama perlakuan [6 bulan setelah tanam pohon (K1), 6 bulan

dengan 2 bulan non pangkasan (K2), dan 6 bulan dengan 4 bulan non pangkasan

(K3)] sebagai petak utama ditambah adanya kombinasi bahan organik [daun paitan

(BTd), daun ubi jalar (BUB), pupuk kandang (BPK)] dan tanaman pionir [kacang hias

(TAp) dan paitan (TTd)] sebagai anak petak. Bahan letusan diayak dengan ayakan 2

cm, sehingga diperoleh ukuran butir yang seragam. Bahan letusan dimasukkan

dalam plot yang berukuran 1 m2 sampai ketebalan lapisan 25 cm. Bahan organik

dicacah, kemudian dicampurkan merata dengan bahan letusan. Setelah 2 minggu

inkubasi, TTd dan TAp ditanam empat bibit pada plot, bibit pohon pisang dan pinus

ditanam satu bulan kemudian. Pengambilan contoh tanah untuk analisis sifat fisik

dilakukan sesuai perlakuan (6 BST pada K1, 8 BST pada K2, dan 10 BST pada K3).

Sifat fisik yang dianalisa adalah berat isi, berat jenis, porositas, retensi air,

kemantapan agregat, dan permeabilitas. Dampak perlakuan terhadap pertumbuhan

bibit pohon diperkirakan dari tinggi pohon yang diukur pada 10 bulan setelah tanam

(BST).

Penambahan bahan organik dengan penanaman tanaman pionir terdapat

indikasi yang mengarah pada perbaikan sifat fisik yaitu penurunan berat isi,

peningkatan porositas dan kemantapan agregat tanah. Perubahan sifat fisik bahan

letusan semakin baik seiring dengan semakin lama perlakuan dengan pembenaman

paitan. Penurunan berat isi pada bahan letusan (0.09-0.2 g cm-3) dibandingkan

kontrol. Porositas meningkat (5.7-11.3%) dan kemantapan agregat (0.05-0.3 mm)

bila dibandingkan dengan kontrol. Aplikasi bahan organik dengan kombinasi

penanaman paitan, menurunkan berat isi (0.18 g cm-3), meningkatkan porositas

(8.81%) dan kemantapan agregat (0.31 mm) dibandingkan dengan penanaman

kacang hias pada 10 BST bibit pohon. Lama perlakuan enam bulan dengan empat

bulan non pangkasan mampu menurunkan berat isi, meningkatkan porositas dan

kemantapan agregat lebih besar dibanding lama perlakuan 6 bulan dan 6 bulan

dengan 2 bulan non pangkasan. Pemberian kombinasi bahan organik dan tanaman

pionir pada bahan letusan menurunkan berat isi (0.05-0.22 g cm-3), meningkatkan

porositas (0.4-13.05%), kadar air tersedia (1.57-9.31%) dan kemantapan agregat

(0.32-0.52 mm) pada tanah tertimbun. Adanya perlakuan pada bahan letusan

berpengaruh pada tinggi bibit pohon pinus akibat perbaikan sifat fisik (porositas

dan permeabilitas).

viii

SUMMARY

Aviandi Prasetya. 135040200111065. Using Organic Matter and wild plants to

improve pyroclastic materials from Mt. Kelud as growing media for pine and

banana trees. Supervised by Sri Rahayu Utami and Christanti Agustina.

Kelud is one of the active volcanoes in Indonesia. Kelud’s last eruption

occured on February 2014. The eruption materials is structureless as it is dominated

by a loose sand and ash fraction. Therefore, eruption materials are prone to erosion

problems, drought, nutrient leaching, and cementation in the soil layer buried under

the eruption materials. moreover, eruption materials have high density, low water

holding capacity and low nutrient availability. The addition of organic materials

combined with wild planting is expected to improve the physical properties of the

eruption materials, so it can support the growth of pine (Pinus merkusi) and banana

(Musa paradisiaca) seedlings.

The research was experimentanlly conducted in Pandansari village,

Ngantang Disstrict, Malang, from February 2016 to desember 2017. Plot

experiments (each 1m x 1m size) were covered with 25 cm thick pyroclastic

materials. The research used nested plot design consisted of three main plot (6

months application Td pruned biomass (K1), 6 months application Td pruned

biomass + 2 months without prunning (K2), and 6 months application Td pruned

biomass + 4 months without prunning (K3). Three types of organic matter (Tithonia

diversifolia’s leaves (BTd), sweet potato leaves (BUB), and cow dang manures (BPK)

in combination with two wild plant, [Arachis pintoi (TAp) and Tithonia diversifolia

(TTd)] were applied. All treatment were replicated three times. Pyrocalstic material

mixed and incubated with organic matter, than Ttd and Tap were planted two weeks

after. Soil samples were taken from treated pyrocalstic material and burried soil

layer in accordence to K1, K2, and K3 period. At the same time Pinus merkusi and

Musa paradisiaca were measured. Soil physical properties such as bulk density,

particle density, porosity, water retention and permeability were determine in

Laboratory-Soil Department Faculty of Agriculture, University of Brawijaya.

The result showed that organic matter with wild planting (Tap and Ttd)

decrease of bulk density (0.09-0.2 g cm-3), increase of porosity (5.7-11.3%),

stability of soil aggregate (0.05-0.3 mm) (Siqnificanly in K2 but not in K1 and K3).

The changes of the physical properties were following the length of treatment

period. Combination of organic matter and TTd planting, led to lower bulk density

0.18 g cm-3, increase porosity 8.81%, and aggregate stability 0.31 mm compared to

Tap. Combination of organic matter and wild plants treatment in pyrocalstic

material resulted in decrease bulk density 0.05-0.22 g cm-3, higher total porosity

0.4-13.05%, available water content 1.57-9.31% and higher aggregate stability

0.32-0.52 mm in the burried soil layer. The height of Pinus merkusi and Musa

paradisiaca were apparently correlated to the increasing of total porosity and

permeability.

ix

KATA PENGANTAR

Puji syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT yang selalu melimpahkan

rahmat dan karunia-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi yang

berjudul Upaya Perbaikan Sifat Fisik Bahan Letusan Gunung Kelud Dengan Bahan

Organik dan Tanaman Pionir Sebagai Media Tanam Bibit Pohon Pinus dan Pisang

dengan lancar.

Penulis menyadari skripsi ini tidak akan selesai tanpa bantuan dari berbagai

pihak. Oleh karena itu, pada kesempatan ini penulis ingin mengucapkan terima

kasih kepada beberapa pihak :

1. Kedua Orang tua tercinta yang selalu memberikan dukungan, motivasi dan do’a

serta beasiswa seumur hidup yang tidak mampu terbalaskan oleh penulis.

2. Ir. Sri Rahayu Utami, M. Sc. Ph. D. selaku pembimbing utama penulis sekaligus

ketua proyek dengan payung penelitian “Pemulihan Lahan Terkena Dampak

Letusan Gunung Kelud dengan Amandemen Bahan Organik dan Tanaman

Pionir”. SK Rektor UB No.33/SP2H/LT/DPRM/II/2016, yang didanai oleh

Kementerian Riset Teknologi dan Pendidikan Tinggi No.07/Add/SP2H/PL/

DIT.LITBMAS/ V/2015.

3. Ibu Christanti Agustina, SP, MP., selaku pembimbing pendamping penulis yang

memberikan arahan serta masukkan secara teknis maupun non teknis

pelaksanaan di lapangan.

4. Prof. Dr. Ir. Zaenal Kusuma, SU, selaku ketua jurusan yang telah memberikan

pesan moral dan dukungan kepada penulis.

5. Bapak Sarkam dan Mas Murdiono yang telah membantu mempersiapkan alat dan

bahan yang dibutuhkan dalam penelitian.

6. Seluruh dosen, karyawan, staff, dan civitas lain di Jurusan Tanah.

7. Teman-teman proyek penelitian Kelud II, (Mba mimi, Mba mila, Mas Yanuar,

Mas Topek, Nelis, Ryan, Ezar, Dodo, Tober, Intan, dan Rami) atas dukungan dan

kebersamaan selama menjalani penelitian.

8. Keluarga HMIT 2016 serta teman-teman SOI13R yang turut memberikan

dukungan dan membantu selama pelaksanaan penelitian.

Skripsi ini tidak luput dari berbagai kekurangan, untuk itu penulis

mengharapkan saran dan kritik yang membangun demi kesempurnaan dan

perbaikan skripsi ini untuk kedepannya. Semoga skripsi ini dapat bermanfaat untuk

semua yang membutuhkannya.

Malang, Mei 2017

Aviandi Prasetya

x

RIWAYAT HIDUP

Penulis bernama lengkap Aviandi Prasetya. Penulis dilahirkan di Tangerang

pada tanggal 2 November 1995 sebagai putra pertama dari Bapak Ahmad Setiyadi

dan Ibu Endang Susilowati. Penulis merupakan anak pertama dari dua bersaudara.

Saudara kedua seorang laki-laki bernama Arya Mulyana Kusuma.

Penulis menempuh pendidikan Sekolah Dasar di SDN Karang sari I pada

tahun 2001-2007. Kemudian melanjutkan pendidikan ke Sekolah Menengah

Pertama di SMPN 2 Tangerang pada tahun 2007-2010. Penulis menempuh

pendidikan Sekolah Menengah Atas di SMAN 6 Tangerang pada tahun 2010-2013.

Pada tahun 2013 penulis menempuh pendidikan di Universitas Brawijaya

mengambil konsentrasi Jurusan Ilmu Tanah Fakultas Pertanian.

Selama menjadi mahasiswa penulis aktif sebagai asisten praktikum

beberapa mata kuliah. Diantaranya adalah Dasar Ilmu Tanah (2014-2015), Survei

Tanah dan Evaluasi Lahan (2015-2016), Manajemen Agroekosistem (2016-2017),

Analisis Landskap dan GALIFU (2016-2017). Selain itu penulis juga aktif

dibeberapa organisasi dan kepanitiaan. Penulis aktif sebagai ketua komisi

perundang-undangan DPM FP UB 2015, Sekretaris umum MPM FP UB 2015,

Anggota divisi Keprofesian Departemen PSDM HMIT 2016, Volunteer pengajar

Brawijaya Mengajar 2014-2015, staff muda FORSIKA 2013. Penulis juga pernah

aktif pada organisasi ekstra kampus yaitu mengikuti KAMMI. Kepanitiaan yang

pernah diikuti oleh penulis adalah Qurban ASIQ FORSIKA sebagai ketua

pelaksana (2014), anggota divisi Acara POSTER 2014, Steering Commite

Legislator Training (2015), Steering Commite PEMILWA FP UB (2015),

kordinator lapang Olimpiade Ilmu Tanah (2016), Steering Commite GATRAKSI

2016.

xi

DAFTAR ISI

RINGKASAN.................................................................................................... vii

SUMMARY....................................................................................................... viii

KATA PENGANTAR...................................................................................... ix

DAFTAR ISI. ................................................................................................... xi

DAFTAR TABEL............................................................................................. xiii

DAFTAR GAMBAR........................................................................................ xiv

DAFTAR LAMPIRAN.................................................................................... xv

I. PENDAHULUAN………………………………...………………………. 1

1.1. Latar Belakang ...................................................................................... 1

1.2. Rumusan Masalah…………………………………………………….. 3

1.3. Tujuan ................................................................................................... 3

1.4. Hipotesis ................................................................................................ 4

1.5. Manfaat................................................................................................... 4

II. TINJAUAN PUSTAKA ………………………………………..………... 5

2.1. Karakteristik Bahan Letusan Gunung Kelud.......................................... 5

2.2. Dampak Bahan Letusan Terhadap Lahan Pertanian…........................... 6

2.3. Peran Bahan Organik Pada Perbaikan Sifat Fisik Lahan

Berpasir.................................................................................................. 7

2.3.1. Pupuk Kandang…………………………………………..…….. 8

2.3.2. Pupuk Hijau Daun Ubi Jalar dan Daun Paitan…………………. 9

2.4. Peran Tanaman Pionir Pada Perbaikan Bahan Letusan…………….… 11

2.4.1. Tanaman Kacang Hias (Arachis pintoi)…………………...…… 11

2.4.2. Tanaman Paitan (Tithonia diversifolia)…………………..……. 12

2.5. Jenis Pohon Yang Potensial Dikembangkan Pasca-Erupsi…………… 13

2.6. Pengaruh Sifat Fisik Tanah Terhadap Pertumbuhan Pohon…………... 15

III. BAHAN DAN METODE PENELITIAN…………….……………..….. 16

3.1. Lokasi dan Waktu Penelitian ................................................................. 16

3.2. Alat dan Bahan....................................................................................... 16

3.3. Metode Penelitian................................................................................... 17

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN…………………………...……………. 21

4.1. Sifat Fisik Material Letusan dan Tanah Tertimbun................................ 21

4.1.1. Berat Isi........................................................................................ 21

4.1.2. Berat Jenis.................................................................................... 25

4.1.3. Porositas....................................................................................... 27

4.1.4. Kadar Air Tersedia....................................................................... 32

4.1.5. Kemantapan Agregat.................................................................... 36

4.1.6. Permeabilitas................................................................................ 39

4.2. Pengaruh Kombinasi Bahan Organik dan Tanaman Pionir Terhadap

Tinggi Bibit Pohon Pisang dan Pinus..................................................... 42

4.3. Pembahasan Umum……………………………………….................... 43

4.3.1. Hubungan Antar Sifat Fisik……………………………………. 43

4.3.2.

Hubungan C-organik dengan Sifat Fisik……………………….. 44

Halaman

xii

4.3.3. Hubungan sifat fisik dengan tinggi tanaman…………………... 45

V. KESIMPULAN DAN SARAN................................................................... 47

5.1. Kesimpulan............................................................................................. 47

5.2. Saran....................................................................................................... 47

DAFTAR PUSTAKA……………………………..………………………… 48

Lampiran.......................................................................................................... 53

xiii

DAFTAR TABEL

Nomor Teks

Halaman

1. Kombinasi perlakuan dalam penelitian.......................................................... 18

2. Parameter yang akan dianalisis...................................................................... 20

3. Nilai koefisien korelasi.................................................................................. 20

4. Kadar Air Tersedia pada bahan letusan……………………………………... 33

5. Kadar Air Tersedia pada tanah tertimbun……………………………………

35

xiv

DAFTAR GAMBAR

Nomor Teks

Halaman

1. Hutan yang terpapar letusan Gunung Kelud.................................................. 6

2. Bahan letusan Gunung Kelud........................................................................ 6

3. Sketsa ukuran plot.......................................................................................... 17

4. Berat isi bahan letusan................................................................................... 22

5. Berat isi tanah tertimbun ............................................................................... 24

6. Berat jenis bahan letusan................................................................................ 25

7. Berat jenis tanah tertimbun ........................................................................... 27

8. Porositas bahan letusan.................................................................................. 28

9. Ruang pori total pada bahan letusan.............................................................. 29

10. Porositas tanah tertimbun .............................................................................. 31

11. Ruang pori total pada tanah tertimbun........................................................... 32

12. DMR bahan letusan........................................................................................ 37

13. DMR tanah tertimbun .................................................................................... 39

14. Permeabilitas bahan letusan........................................................................... 40

15. Permeabilitas tanah tertimbun........................................................................ 41

16. Tinggi Bibit Tanaman Pisang dan Pinus pada 10 BST.................................. 43

17. Hubungan Tinggi tanaman dengan porositas dan Permeabilitas................... 44

xv

DAFTAR LAMPIRAN

Nomor Teks

Halaman

1. Denah petak percobaan.................................................................................. 53

2. Perhitungan kebutuhan bahan organik........................................................... 54

3. Analisis sidik ragam pengaruh perbedaan waktu pengambilan sampel,

dengan kombinasi bahan organik dan tanaman pionir terhadap sifat fisik

bahan letusan dan tanah tertimbun................................................................. 54

4. Dokumentasi penelitian.................................................................................. 58

5. Korelasi antar parameter................................................................................ 59

6. Analisis Tekstur............................................................................................... 60