Kamis, 13 Oktober 2011

KAJIAN KARAKTERISTIK FISIK -MEKANIK TANAH SAWAH (STUDI KASUS) DESA MUNJUL KECAMATAN PAGADEN KABUPATEN SUBANG SETELAH APLIKASI BERBAGAI DOSIS KOMPOS


Tanah sawah memiliki porositas, permeabilitas, dan aerasi yang rendah, sehingga akan mengakibatkan pemadatan tanah. Hal ini dapat dirubah, dengan cara menambahkan Soil Conditioner atau Pemantap Tanah, salah satnya adalah kompos. Penelitian telah dilaksanakan di lahan sawah Desa Munjul, Kecamatan Pagaden, Kabupaten Subang dan di laboratorium Fisika Tanah, Jurusan Ilmu Tanah Universitas Padjadjaran dari tanggal 17 Juli sampai dengan 30 September 2007. Penelitian ini bertujuan untuk melihat pengaruh dosis kompos terhadap perubahan karakteristik fisik dan mekanik tanah sawah setelah aplikasi berbagai dosis kompos(7 ton/ha; 7,5 ton/ha; 8 ton/ha; 8,5 ton/ha; 9 ton/ha; 9,5 ton/ha; 10 ton/ha). Penelitian ini dilakukan dengan menggunakan metode deskriptif. Deskripsi kondisi fisik tanah didasarkan pada pengujian terhadap kondisi fisik tanah sawah (kadar air, bobot isi, porositas, permeabilitas, WHC, indeks kerucut dan kekuatan gesek) sebelum dan sesudah pemberian berbagai dosis kompos. Hasil penelitian menunjukan bahwa terdapat hubungan polynomial antara pemberian kompos pada berbagai dosis terhadap perubahan karakteristik fisik-mekanik. Berdasarkan analisis regresi yang dilakukan dapat dilihat bahwa setelah pemberian kompos terjadi peningkatan tertinggi kadar air sebesar 46,07%(dosis 5,0 Kg/m3), menurunkan bobot isi hingga 0,98 g/cm3(dosis 5,0 Kg/m3), menaikan porositas hingga 61,79%(dosis 5,0 Kg/m3), menaikan permeabilitas hingga 9,70 Cm/jam (dosis 4,75 Kg/m3), menurunkan nilai tahanan penetrasi (cone indeks), menurunkan nilai tahanan gesek tanah.

Deskripsi Lahan Penelitian
            Lahan  tempat dilakukannya penelitian terletak di lahan sawah Desa Munjul, Kecamatan Pagaden, Kabupaten Subang. Tanah di lahan tersebut, memiliki warna coklat kemerah-merahan, kadar air tanahnya rendah  (ukuran tanah sawah), yaitu berkisar antara 35-39 persen, bobot isinya 1,23 g/cm3, porositas rendah yaitu 54,60 persen, permeabilitasnya agak lambat. Rendahnya kadar air dipengaruhi oleh suhu di daerah tersebut yang relatif tinggi, dan curah hujan yang rendah sepanjang tahun, sehingga tingkat evaporasi tinggi. Kondisi irigasi yang buruk, dan minimnya saluran air, juga mempengaruhi terhadap kondisi lahan. 
4.2 Sifat Fisik Tanah
4.2 1 Kadar Air
            Perubahan kadar air akan mengakibatkan perubahan nilai bobot isi dan kemampuan tanah untuk menahan gaya penetrasi. Kadar air sangat berpengaruh pada ketahanan dan kemampuan tanah melawan gaya yang diberikan, semakin tinggi kadar air, maka semakin rendah kekuatan tanah tersebut sehingga tanah mudah ditembus oleh akar tanaman.
            Gambaran secara grafis nilai kadar air pada berbagai dosis kompos, dapat dilihat pada gambar dibawah ini :
Gambar 4. Grafik nilai kadar air terhadap dosis kompos
            Gambaran secara grafis perubahan kadar air pada berbagai dosis kompos, dapat dilihat pada gambar dibawah ini :
Gambar 5. Grafik perubahan kadar air terhadap dosis kompos
Hasil analisa Gambar 5 terlihat bahwa kadar air relatif mengalami peningkatan seiring dengan pemberian kompos, peningkatan terjadi  diawali pada dosis kompos 7 ton/ha, dimana besarnya perubahan kadar air pada dosis tersebut adalah 2,22 persen, dosis 7 ton/ha sekaligus merupakan perubahan kadar air terkecil, dibandingkan dengan dosis lainnya. Sedangkan peningkatan kadar air tertinggi tercapai pada dosis 10 ton/ha  sebesar 23,21 persen.
Kenaikan kadar air tersebut, salah satunya diakibatkan oleh adanya bahan organik di dalam sampel tanah. Dimana bahan organik bersifat menyimpan air di dalam tanah. Disamping itu, penambahan bahan organik ke dalam tanah menyebabkan terbentuknya pori – pori tanah dengan ukuran pori yang kecil (0,2 – 8,7 mikron) akibat bahan – bahan yang dihasilkan dari proses dekomposisi bahan organik seperti humus, senyawa kompleks, dan unsur – unsur hara yang berfungsi sebagai bahan perekat partikel tanah (Bohn et al 1985 dalam Hidayati, 2004); Thamrin, 2000). Dengan peningkatan jumlah pori tanah yang diakibatkan kemampuan bahan tersebut, maka kemampuan tanah menyimpan air meningkat pula. Peningkatan kadar air akibat aplikasi dosis kompos, berdasarkan literatur yang ada, dapat dilihat pada keterangan dibawah ini :


Tabel.6 Measured soil parameters after different rates of compost application
                                         Sumber : Galabi M.H., 2003.
            Berdasarkan keterangan diatas, dapat dilihat bahwa kadar air meningkat seiring bertambahnya dosis kompos. Pada dosis 10 ton/ha, kadar air meningkat dengan perubahan 8 persen. Dibandingkan dengan persentase perubahan pada penelitian ini dengan perubahan 23,21 persen, perubahan pada literatur jauh jauh lebih kecil. Artinya pada penelitian ini, dosis kompos sangat berpengaruh terhadap perubahan kadar air.
Peningkatan kadar air tanah yang relatif besar tersebut sangat baik untuk pertumbuhan tanaman padi, karena kebutuhan air tanaman akan tercukupi.
4.2.2 Bobot isi (Bulk Density)
            Bobot isi menunjukan bobot tanah kering per satuan volume tanah (termasuk pori tanah).
            Gambaran secara grafis nilai bobot isi pada berbagai dosis kompos, dapat dilihat pada gambar dibawah ini:
Gambar 6. Grafik nilai bobot isi terhadap dosis kompos
Gambaran secara grafis perubahan bobot isi pada berbagai dosis kompos, dapat dilihat pada gambar dibawah ini:
Gambar 7. Grafik perubahan bobot isi terhadap dosis kompos
            Hasil analisa Gambar 7 memperlihatkan terjadi peningkatan persentase penurunan bobot isi tanah sawah  akibat penambahan dosis kompos. Penurunan bobot isi terjadi pada setiap perlakuan dosis kompos, sehingga seiring bertambahnya dosis, maka persentase perubahannya semakin besar.  Perubahan bobot isi terkecil terjadi pada dosis 7 ton/ha dengan perubahan 13,45 persen. Perubahan bobot isi terbesar tercapai pada pemberian kompos 10 ton/ha dengan persentase 20.33 persen.
            Berdasarkan Tabel.6, bobot isi mengalami penurunan seiring bertambahnya dosis kompos. Pada dosis 10 ton/ha, bobot isi adalah 0,98 gram/cm3. Artinya sama persis dengan bobot isi pada penelitian ini, dengan dosis yang sama. Dari Tabel.5, perubahan yang terjadi pada dosis 10 ton/ha adalah 17 persen. Hal itu tidak jauh berbeda dengan perubahan yang terjadi pada penelitian ini, yakni 20,33 persen.
            Penurunan bobot isi dipengaruhi oleh adanya pengolahan tanah ketika pemberian kompos dan peningkatan bahan organik (Sarief, 1986). Pupuk organik dapat menurunkan bobot isi karena pupuk organik memiliki sifat porous, ketika diberikan kedalam tanah akan menciptakan ruang pori dalam tanah sehingga bobot isi menurun (Thamrin, 2000).
            Pada saat pencampuran tanah dan kompos dengan menggunakan cangkul terjadi perubahan struktur tanah, ikatan antar butir primer tanah berubah. Ketika tanah dan kompos tersebut tercampur dan diinkubasi selama  30 hari  agar terjadi mineralisasi dan humifikasi (pembentukan humus), maka terbentuk struktur baru yang menggabungkan agregat–agregat primer yang lebih renggang. Ikatan baru terjadi disebabkan oleh terjadinya peristiwa gabungan ikatan secara kimia dengan perantaraan pertautan kation (Ca, Mg, Fe)  dan ikatan hidrogen  yang bergabung dengan koloid berflokulasi yaitu liat dan humus (Sarief, 1989; Notohadiprawiro 1998).
            Terlibatnya humus dalam merekatkan butir primer tanah maka akan banyak terdapat pori diantara ikatan pembentuk agregat tanah, dengan demikian karena banyaknya pori yang dibentuk oleh humus akibatnya tanah menjadi tidak padat dan bobot isi berkurang. Selain itu humus memiliki kerapatan partikel paling kecil diantara sejumlah bahan penyusun tanah yaitu: 1,3-1,5 g/cm3 (Kohnke, 1968 dalam Notohadiprawiro, 1998).
4.2.3 Porositas
            Porositas didefinisikan sebagai perbandingan antara volume ruang pori dengan volume tanah total. Porositas tanah dipengaruhi oleh kandungan bahan organik, struktur tanah serta tekstur. Porositas tanah meningkat, kalau bahan organik tinggi. Tanah-tanah dengan struktur granulasi atau remah mempunyai porositas yang lebih tnggi daripada tanah-tanah dengan struktur massive (pejal).
Gambaran scara grafis nilai porositas pada berbagai dosis kompos, dapat dilihat dibawah ini:
Gambar 8. Grafik nilai porositas terhadap dosis kompos
Gambaran secara grafis perubahan porositas pada berbagai perlakuan, dapat dilihat dibawah ini:
Gambar 9. Grafik perubahan porositas terhadap dosis kompos
            Hasil analisa Gambar 9 terlihat bahwa porositas meningkat seiring dengan pemberian dosis kompos. Peningkatan porositas terkecil terjadi pada dosis 7 ton/ha  dengan perubahan 13.47 persen. Porositas relatif meningkat setiap peningkatan dosis, peningkatan tertinggi terjadi pada dosis terbesar 10 ton/ha dengan perubahan 15.63 persen.
            Distribusi pori penting untuk diketahui karena menggambarkan tata air dan udara tanah untuk pertumbuhan dan perkembangan tanaman (Thamrin,2000). Pori mikro merupakan pori tanah dimana akar tanaman akan mampu menyerap air yang berada di dalam poripori tanah (Baver et al,1983 dalam Tamrin, 2000).         Peningkatan porositas berbanding lurus dengan penambahan jumlah pupuk kompos hal ini disebabkan pupuk organik memiliki sifat porous, ketika diberikan ke dalam tanah akan menciptakan ruang dalam tanah. Faktor lain adalah aktivitas mikroorganisme, akar tanaman, humus, polisakarida, senyawa kompleks sederhana, bahan semen, ion Ca++ dan Mg++, dan pertumbuhan hifa oleh fungi dan aktinomisetes yang merupakan bahan perekat dalam mengikat partikel tanah pembentuk agregat. Diantara ikatan tersebut akan membentuk ruang pori sehingga porositas meningkat (Stevenson, 1981 dalam Thamrin, 2000; Chen et al, 1982 dalam Thamrin, 2000).
            Perubahan porositas juga disebabkan oleh kegiatan jasad renik dan kelompok fauna tanah (Tan, 1994 dalam Notohadiprawiro, 1998). Kegiatan jasad renik dan kelompok fauna meningkat disebabkan  bertambah banyaknya bahan organik, dimana dalam bahan organik tersedia polisakarida yang merupakan sumber pakan dan energi bagi jasad renik dan fauna tanah. Selain polisakarida berfungsi sebagai sumber pakan dan energi, juga polisakarida mempunyai peran dalam memajukan agregasi tanah dan kemantapan struktur, menaikkan daya simpan air dan kemampuan tukar ion, serta pengkompleksan logam (Schitzer, 1991 dalam Notohadiprawiro, 1998).
4.2.4 Permeabilitas
            Permeabilitas adalah kemampuan fluida(air,udara) untuk mengalir melalui medium berpori. Koefisien permeabilitas dipengaruhi oleh distribusi ukuran partikel, bentuk partikel dan struktur tanah.
            Gambaran secara grafis nilai permeabilitas terhadap berbagai dosis kompos, dapat dilihat dibawah ini:
Gambar 10. Grafik nilai permeabilitas terhadap dosis kompos
Gambaran secara grafis perubahan permeabilitas terhadap berbagai dosis kompos dari penelitian ini, dapat dilihat dibawah ini:
Gambar 11. Grafik perubahan permeabilitas terhadap dosis kompos
Pada Gambar.11  dapat dilihat bahwa permeabilitas meningkat pada setiap peningkatan dosis kompos. Peningkatan terkecil terjadi pada pemberian dosisi 7 ton/ha dengan persentase perubahan 19,83 persen. Sedangkan peningkatan tertinggi terjadi pada pemberian dosis 9,5 ton/ha  dengan persentase perubahan 438.89 persen.
Perubahan permeabilitas tanah sangat ditentukan oleh pemberian pupuk organik ke dalam tanah, serta aktivitas mikroorganisme tanah (Sarief, 1989). Peningkatan laju permeabilitas pada tanah dikarenakan penyebaran pori pada tanah meningkat seiring dengan perubahan struktur tanah yang menjadi lebih gembur (sarief, 1986). Peningkatan sebaran pori yang merupakan implikasi dari perubahan struktur tanah menjadi gembur  disebabkan adanya pengolahan tanah ketika melakukan pencampuran tanah dan kompos, selain itu sebaran pori meningkat  karena kompos sebagai  pupuk organik memiliki sifat porous.
4.3 Sifat Mekanik Tanah
4.3.1 Tahanan Geser (Shear Strength)
            Tahanan geser diukur secara langsung dengan menggunakan alat Shearing Penetrometer yang ditekan pada kedalaman 0 Cm dan 15 Cm, dengan 4 gaya yang berbeda, yaitu 10N, 20N, 30N, 40N. Tahanan geser (Shear Strength) dalam tanah terjadi akibat gerak relatif antara butirnya, bukan karena butirnya sendiri yang hancur. Oleh karena itu tahanan geser tanah tergantung kepada gaya-gaya yang bekerja antara butirnya.
            Gambaran secara grafis hubungan antara besarnya nilai shear strength pada berbagai dosis kompos dapat dilihat pada grafik dibawah ini :
Gambar 12. Grafik Nilai Shear Strength Terhadap Perubahan Dosis   Kompos
            Gambaran secara grafis hubungan antara besarnya perubahan shear strength pada berbagai dosis kompos dapat dilihat pada grafik dibawah ini :
Gambar 13. Kurva Hubungan Perubahan Shear Strength Tanah Terhadap Perubahan Dosis   Kompos
Dari Gambar 13 terlihat bahwa perubahan tahanan geser mengalami peningkatan seiring dengan penurunan angka tahanan. Persentase perubahan  terkecil terjadi pada pemberian dosis kompos 7 ton/ha yaitu 13.33 persen. Sedangkan persentase perubahan tertinggi terjadi pada pemberian dosis 10 ton/ha yaitu 31.11 persen.
            Pemberian pupuk kompos secara tidak langsung dapat menurunkan kekuatan gesek tanah, hal ini disebabkan bahan organik yang terkandung pada kompos memiliki kemampuan memegang air dengan jumlah yang besar dan kemampuan menciptakan pori pada tanah. Sehingga menyebabkan kadar air meningkat dalam tanah. Dengan meningkatnya kadar air tanah akan mengakibatkan turunnya kekuatan gesek tanah. Menurunnya kekuatan gesek tanah dikarenakan meningkatnya kadar air tanah  disebabkan air dalam tanah sawah tersebut berubah menjadi pelumas terutama pada tanah yang memiliki kandungan liat tinggi (Islami et al, 1995).
4.3.2 Tahanan Penetrasi (Cone Indeks)
            Tahanan penetrasi tanah adalah sebuah parameter gabungan yang menggambarkan bebarapa sifat tanah yang berlainan, tetapi secara umum dapat mencerminkan kekuatan tanah. Pengukuran tahanan penetrasi dilakukan dengan menggunakan Eijkelkamp penetrometer, prinsipnya menekan alat secara vertikal sehingga cone tertekan oleh poros penekan dan masuk ke dalam tanah dengan kecepatan yang telah ditentukan yaitu antara 0,1 – 0,3 cm / detik. Pembacaan alat  dilakukan pada empat kedalaman tanah yang berbeda, yaitu 5, 10, 15, dan 20 Cm.
            Gambaran secara grafis hubungan antara besarnya nilai cone index pada berbagai dosis kompos dapat dilihat pada grafik dibawah ini:
Gambar 14. Grafik Nilai Tahanan Penetrasi Terhadap Dosis   Kompos.
            Gambaran secara grafis hubungan antara besarnya perubahan cone index pada berbagai dosis kompos dapat dilihat pada grafik dibawah ini:
Gambar 15. Grafik Perubahan Tahanan Penetrasi Terhadap Dosis Kompos
            Dari Gambar 15 terlihat perubahan tahanan penetrasi yang semakin meningkat, seiring bertambahnya dosis kompos. Persentase perubahan terkecil terjadi pada pemberian dosis kompos 7 ton/ha dengan yaitu 3,6 persen. Sedangkan persentase perubahan tahanan penetrasi tertinggi terjadi pada pemberian dosis kompos 10 ton/ha yaitu 43.5 persen.
            Berdasarkan hasil penelitian di lapangan, nilai tahanan penetrasi semakin menurun seiring bertambahnya dosis. Penurunan nilai tahanan penetrasi secara tidak langsung disebabkan oleh penambahan dosis kompos yang menyebabkan bertambahnya kandungan air. Karena bahan organik memiliki kemampuan memegang air 20 kali lipat dari bobotnya sendiri. Lebih lanjut Baver et al (1978) dalam Astika, (1988) menyatakan bahwa tahanan penetrasi meningkat dengan menurunnya kadar air tanah. Dari hasil pengukuran sifat mekanika tanah, disimpulkan bahwa tanah akan semakin menurun kekuatannya dalam menerima beban dengan meningkatnya kadar air tanah (Agung dan Salokhe, 2008). Selain kadar air tanah, tahanan penetrasi juga cenderung menurun dengan menurunnya kohesi tanah. Hal ini sesuai dengan pengamatan yang dilakukan Lumintang (1984) dan Syarief (1984) dalam  Astika (1988) yang menyatakan bahwa berat isi tanah menunjukkan pola sama dengan pola tahanan penetrasi tanah. Tetapi harus diketahui bahwa hubungan kohesi tanah dengan penetrasi tanah merupakan hubungan tanah yang khas pada masing– masing tanah, sebab tahanan penetrasi tanah dan kohesi tanah dipengaruhi oleh kadar air, tekstur  dan tipe mineral liat (Astika, 1988).
            Berikut adalah data hasil penelitian di lapangan :
            Tabel.7 Data Hasil pengukuran Cone Index
Dosis Kompos
(ton/ha)
Tahanan Penetrasi rata - rata (Kgf/cm2)

0
7,3
7
7,0
7,5
6,9
8
6,7
8,5
5,6
9
5,4
9,5
5,2
10
4,1
            Dibawah ini adalah data tentang hubungan antara kemampuan lahan untuk trafficability) dengan cone index tanah sawah pada kedalaman 0-15 Cm :
Tabel.8 Relation between trafficability of farm machine and cone index(Kgf/Cm2)
Trafficability
Plowing tractor
Combine harvester
Semi-crawler
Rubber tires
With gridles
Easy to work
Somewhat difficult to work
Difficult to work
Impossible to work
>4
3-4
2-3
<2
>3
2-3
1-2
<1
>3
2-3
1-2
<1
Sumber: Kiyoshi Koga, 1992.
            Dari Tabel 8 dapat dilihat bahwa batas nilai cone index, supaya  alat mesin pertanian bekerja dengan mudah adalah 4 Kgf/Cm2. Sementara itu dari Tabel 7, dapat dilihat perubahan cone index yang terjadi pada penelitian ini. Dimana pada dosis tertinggi, cone index berada pada angka >4 Kgf/Cm2. Artinya perubahan yang terjadi akibat penambahan dosis kompos, masih berda pada angka yang diharapkan dan menguntungkan pada saat pengolahan tanah dengan mesin pertanian.
            Berikut ini data lebih lengkap tentang kemudahan operasi alat mesin dengan cone index :
Tabel.9 Difficulties of machine operation and cone index
Difficulties of machine
Operation
Machine type
Possible but difficult to operate
Easy to operate
Tractor with wheels
Tractor with caterpillar
Tractor with half wheels
Combine with wheels
Combine with half track
4,5-6,0
2,5-3,0
2,0-2,5
2,6-3,6
1,5-3,0
>6,0
>3,0
>2,5
>3,6
>3,0
Sumber : Kiyoshi Koga, 1992.

4.4 Penentuan Nilai Optimum
            Penentuan nilai optimum dilakukan dengan cara menentukan dosis yang memberikan perubahan terbesar dari kurva perubahan sifat fisik-mekanik tanah. Kurva perubahan sifat fisik-mekanik tanah tersebut di gambarkan dengan disertakan “gridline”, tujuannya agar memiliki tingkat ketelitian yang tinggi.
4.4.1 Kadar Air
Gambar 16. Grafik Penentuan Titik Optimum Kadar Air
            Dari Gambar 16. dapat dilihat bahwa garis tegak lurus yang menghubungkan antara dosis 8ton/ha dengan 8,5 ton/ha, memiliki ukuran panjang terbesar. Itu berarti dosis 8 ton/ha memberikan efek yang optimal terhadap perubahan kadar air.









4.4.2 Bobot Isi
 Gambar 17. Grafik Penentuan Titik Optimum Bobot Isi
            Dari Gambar 17. dapat dilihat bahwa garis tegak lurus yang menghubungkan antara dosis 8 ton/ha dengan 8,5 ton/ha, memiliki ukuran panjang terbesar. Itu berarti dosis 8 ton/ha memberikan efek yang optimal terhadap perubahan bobot isi.
4.4.3 Porositas
Gambar 18. Grafik Penentuan Titik Optimum Porositas
            Dari Gambar 18. dapat dilihat bahwa garis tegak lurus yang menghubungkan antara dosis 7,5  ton/ha dengan 8 ton/ha, memiliki ukuran panjang terbesar. Itu berarti dosis 7,5 ton/ha memberikan efek yang optimal terhadap perubahan porositas.
4.4.4 Permeabilitas
Gambar 19. Grafik Penentuan Titik Optimum Permeabilitas
            Dari gambar 19. dapat dilihat bahwa garis tegak lurus yang menghubungkan antara dosis 7 ton/ha dengan 7,5 ton/ha, memiliki ukuran panjang terbesar. Itu berarti dosis 7 ton/ha memberikan efek yang optimal terhadap perubahan permeabilitas.







Gambar 20. Grafik Penentuan Titik Optimum Shear Strength
            Dari Gambar 20. dapat dilihat bahwa garis tegak lurus yang menghubungkan antara dosis 7 ton/ha dengan 7,5 ton/ha, memiliki ukuran panjang terbesar. Itu berarti dosis 7 ton/ha memberikan efek yang optimal terhadap perubahan shear strength.
4.4.6 Tahanan Penetrasi (Cone Indeks)
Gambar 21. Grafik Penentuan Titik Optimum Tahanan Penetrasi
            Dari gambar 21. dapat dilihat bahwa garis tegak lurus yang menghubungkan antara dosis 8  ton/ha dengan 8,5 ton/ha, memiliki ukuran panjang terbesar. Itu berarti dosis 8 ton/ha memberikan efek yang optimal terhadap perubahan cone index.
4.4.7 Nilai Optimum
    Tabel 10. Nilai Optimum Parameter
No
Parameter yang diamati
Nilai Optimum (ton/ha)
1
Kadar Air
8
2
Bobot Isi
8
3
Porositas
7,5
4
Permeabilitas
7
5
Tahanan Geser
7
6
Tahanan Penetrasi
8
Latar Belakang
Tanah sawah (wetland   paddy soil), umumnya memiliki kadar liat tinggi, dengan porositas, permeabilitas dan aerasi rendah yang menghambat sirkulasi udara, air, dan unsur hara tanah, sehingga produktivitas lahan menurun. Disamping itu, faktor manusia juga dapat menyebabkan kerusakan terhadap kesuburan tanah sawah, misalnya pengolahan tanah secara intensif dan pemupukan dengan pupuk anorganik mengakibatkan tanah menjadi padat dan keras. Menurut Simarmata (2007) penggenangan sawah menyebabkan kerusakan pada jaringan perakaran karena terbatasnya pasokan oksigen yang sangat diperlukan dalam proses respirasi akar, akibatnya hanya sekitar 30 % akar yang dapat tumbuh dan berkembang dengan baik.
Untuk menanggulangi masalah diatas dibutuhkan suatu upaya untuk memperbaikinya, yaitu dengan cara menambahkan soil conditioner, antara lain dengan penggunaan pupuk organik(kompos).
Pemberian pupuk organik ke dalam tanah dapat memperbaiki sifat fisik tanah melalui proses dekomposisi. Pupuk organik menghasilkan humus dan bahan semen dari mikroorganisme yang sangat berperan dalam meningkatkan kemantapan agregat tanah serta dapat meningkatkan daya tahan tanah terhadap erosi, sehingga memperbaiki struktur tanah, meningkatkan ruang pori tanah, menurunkan bobot isi tanah serta meningkatkan porositas (Sutedjo dan Kartasaputra, 1991 dalam Thamrin 2000).
            Upaya untuk meningkatkan produktivitas tanah sawah dengan tidak menyebabkan dampak negatif terhadap kesehatan tanah dan padi dikenal dengan istilah SRI (System Rice Intensification). SRI adalah cara budidaya padi yang intensif dan efisien dengan proses manajemen sistem perakaran yang berbasis pada pengelolaan yang seimbang terhadap: tanah, tanaman dan air (Herwanto, 2006).
            Menurut Joy (2006) SRI mempunyai material paling utama yaitu bahan organik, bahan organik tersebut diperoleh dari kompos dimana kompos tersebut digunakan sebagai pupuk organik. Pupuk kompos adalah merupakan material pupuk yang sengaja dibuat dari bahan organik seperti pupuk kandang, pupuk hijau, jerami, sampah kota, limbah organik  dan lain-lain. Bahan organik yang terdapat dalam kompos merupakan salah satu komponen tanah yang sangat penting ditinjau dari sifat fisik, kimia dan biologi.
            Hasil penelitian Simarmata (2007), menunjukkan bahwa metode budidaya padi secara SRI dengan padi Varietas Ciherang dan IR 64 pada beberapa lokasi di Jawa Barat dan Jawa Timur dengan dosis kompos 7 – 10 ton/ha kemungkinan mampu menghasilkan padi 12 – 18 ton/ha. Selain itu pupuk organiknya (kompos) berpengaruh positif terhadap kondisi kesuburan tanah ditandai dengan adanya peningkatan beberapa indikator kesuburan tanah seperti kandungan N-Total, P2O5, K2O, Kapasitas Tukar Kation(KTK), Kejenuhan Basa, C-organik, dan C/N ratio dibandingkan dengan kondisi tanah awal dan dan budidaya padi sistem konvensional.
            Berdasarkan penelitian Simarmata (2007) diatas, dapat diketahui bahwa pupuk kompos dengan dosis 7 – 10 ton/ha  memberikan hasil yang baik dari segi produktivitas padi dan kesuburan tanah, namun penelitian terhadap sifat fisik dan mekanik tanah tidak dilakukan, padahal penting sebagai indikator produktivitas tanah. Oleh karena itu perlu dilakukan penelitian terhadap perubahan sifat fisik dan mekanik tanah sawah setelah aplikasi berbagai dosis kompos terhadap perubahan sifat fisik-mekanik tanah sawah.
            Lahan sawah yang digunakan untuk melakukan penelitian lahan sawah di Desa Munjul, Kecamatan Pagaden, Kabupaten Subang, dimana lahan sawah yang digunakan untuk penelitian adalah tanah sawah yang belum pernah diberi bahan organik (kompos). Tanah tersebut memiliki tekstur liat yang tinggi, hal itu terlihat pada saat tanah berada pada kondisi kering, tanah membentuk bongkahan yang keras. Disamping itu, kondisi irigasi yang kurang baik, cuaca yang panas, evaporasi tinggi, curah hujan rendah, menyebabkan tanah tersebut sering dilanda kekeringan.

1.2 Identifikasi masalah
Identifikasi masalah dari penelitian ini adalah, bagaimana kecenderungan perubahan sifat fisik-mekanik tanah sawah setelah aplikasi berbagai dosis kompos.
1.3  Tujuan Penelitian
Tujuan penelitian ini adalah, mendeskripsikan kecenderungan perubahan sifat fisik dan mekanik tanah sawah setelah aplikasi berbagai dosis kompos.
1.4  Kegunaan Penelitian
Diharapkan penelitian ini menghasilkan kurva perubahan sifat fisik-mekanik tanah terhadap berbagai dosis kompos  yang bisa dijadikan acuan untuk mengetahui dosis kompos yang tepat untuk tanah sawah sehingga dapat dijadikan informasi dalam usaha perbaikan karakteristik fisik dan mekanik tanah sawah.
1.5 Kerangka Pemikiran
   Kompos merupakan hasil proses pengomposan yang dibuat dari limbah organik  pertanian, sampah rumah tangga maupun sampah kota. Menurut LIPI (2007) pengomposan adalah proses perombakan bahan organik yang melibatkan sejumlah mikroorganisme dalam keadaan terkontrol. Proses perombakan bahan organik tersebut dilakukan oleh berbagai macam organisme baik dari kelompok bakteri, fungi, aktinomisetes. Organisme tersebut memperoleh energi dan karbon dari hasil bahan organik yang dirombaknya. Kompos yang dihasilkan dari penguraian bahan organik oleh mikro organisme tidak menimbulkan bahaya bagi lingkungan .
   Pupuk kompos sebagai bahan organik merupakan penting dalam menciptakan kesuburan tanah, baik secara fisika, kimia maupun biologi. Pemberian kompos dalam jangka waktu yang lama selain menyediakan unsur hara juga memberikan pengaruh yang baik terhadap sifat fisik tanah yaitu: akan memperbaiki struktur tanah, meningkatkan suplai humus tanah, meningkatkan daya serap air, kemampuan menahan air dan meningkatkan aerasi (bekti dan Surdianto, 2001; Supardi 1983; Maryam 1992).
   Liat dari tanah dan humus hasil dekomposisi bahan organik dari kompos bergabung membentuk agregat tanah dan juga menyebabkan perubahan beberapa sifat fisik tanah. Bagian dari bahan organik yang akan membentuk agregat tanah yang stabil antar lain senyawa polisakarida, asam humat dan asam fulvat (Padusung, 2000 dalam Yuliawati, 2004; Baver et al, 1982 dalam Yuliawati, 2004). Lamanya waktu yang digunakan untuk pembentukan agregat tanah adalah 20 – 40 hari (Stailling, 1957 dalam Yuliawati, 2004).  
   Pupuk organik yang diberikan terhadap tanah  dapat menurunkan bobot isi tanah karena pupuk organik sifatnya porous ketika diberikan kedalam tanah akan menciptakan ruang pori pada tanah sehingga bobot isi tanah menurun (Thamrin, 2000). Faktor lain  aktifitas mikroorganisme dan akar tanaman serta humus, polisakarida, senyawa kompleks sederhana, bahan semen dan ion Ca++, Mg++ serta adanya pertumbuhan hifa oleh fungi dan aktinomisetes yang merupakan bahan perekat dalam mengikat partikel tanah pembentuk agregat tanah. Diantara ikatan tersebut  akan terbentuk ruang pori sehingga bobot isi tanah menjadi turun. (Stevenson, 1981 dalam Thamrin 2000; Chen, et al., 1982 dalam Thamrin 2000).
   Perubahan permeabilitas tanah sangat ditentukan oleh pemberian pupuk organik ke dalam tanah, serta pemberian aktivitas mikro organisme tanah (Sarief, 1989 dalam Thamrin, 2000). Permeabilitas juga dipengaruhi struktur dan tekstur tanah (Baver et al, 1983 dalam Thamrin, 2000). Pengolahan yang baik disertai dengan pengikatan fraksi liat membentuk agregat tanah yang stabil akibat pemberian pupuk organik, akan menciptakan permeabilitas yang baik pula (Thamrin, 2000).
   Bahan organik yang melapuk selain menambah unsur hara pada tanah juga dapat menyerap air sebesar 2 – 3 kali besarnya (Stailling, 1957 dalam Hidayati, 2004), selain itu menurut Stevenson (1994) dalam Notohadiprawiro (1998) bahan organik mampu mengikat air sampai 20 kali bobotnya sendiri. Sehingga kandungan air dalam tanah dan kapasitas penyimpanan air (water holding capacity) akan meningkat.
   Menurut Gerard, (1985) dalam Hudaya dan Herwanto, (1997), bahwa besarnya nilai tahanan penetrasi ditentukan kadar air, tanah, berat isi tanah, tekstur dan struktur tanah. Dengan meningkatnya  kadar air yang disebabkan oleh kemampuan bahan organik menyerap air, maka dapat mempengaruhi tahanan penetrasi, tahanan penetrasi akan menurun seiring dengan meningkatnya kadar air (Kasim, 1992 dalam Utomo, 2003). Begitu juga dengan tahanan gesek akan menurun diakibatkan oleh kadar air yang meningkat, pada jenis tanah yang dominan liat air dapat berfungsi sebagai pelumas (Titik et al, 1995). 
1 Tanah
            Tanah adalah suatu benda alami yang terdapat di permukaan kulit bumi, yang tersusun dari bahan-bahan mineral sebagai hasil pelapukan batuan dan bahan organik sebagai pelapukan sisa tumbuhan dan hewan, yang merupakan medium pertumbuhan tanaman dengan sifat-sifat tertentu yang terjadi akibat gabungan dari faktor-faktor iklim, bahan induk, jasad hidup, bentuk wilayah dan lamanya waktu (Sarief, 1984).
            Dalam pengertian teknik secara umum, tanah didefinisikan sebagai material yang terdiri dari agregat (butiran) mineral-mineral padat yang tidak tersementasi (terikat secara kimia) satu sama lain dan dari bahan-bahan organik yang telah melapuk (yang berpartikel padat) disertai dengan zat cair dan gas yang mengisi ruang-ruang kosong diantara partikel-partikel padat tersebut (Das, 1995).
2.2.2 Tanah Sawah (Wetland Paddy Soil)
            Lahan sawah merupakan lahan basah dimana penggenangan air sering terjadi, setidaknya 4-5 bulan selama siklus tanaman padi. Pada kondisi ini terjadi proses perkolasi yang menyebabkan partikel halus tanah (mineral dan fraksi liat) mengendap dan terakumulasi pada lapisan-lapisan dibawahnya (subsoil) mengisi ruang pori antara partikel tanah mendesak udara pori-pori tanah keluar sehingga terbentuk suatu lapisan yang kedap air (hardpan).
            Lapisan padat ini selain berfungsi menyangga bobot unit pengolah tanah selama operasi, juga mampu mengurangi perkolasi berlebihan pada saat kekurangan air di musim kemarau, dan mampu mencegah suplai air berlebihan dari naiknya permukaan air tanah pada musim penghujan.
            Di negara kita, salah satu dari jenis tanah hidrosol ada yang menyebut dengan tanah sawah atau Paddy Soil. Meskipun demikian sebagian besar para ahli tanah masih meragukan atau sama sekali tidak menyetujui untuk menempatkan jenis tanah ini sebagai jenis tersendiri, karena sifatnya yang berbeda-beda dan hanya merupakan perkembangan dari pada jenis-jenis tanah: Aluvial, Grumusol, Latosol, dan Regosol, Podzolik merah kuning, Hidromirfik Kelabu, Planosol dan tanah Podzolik (Dudal, 1957 dalam Darmawijaya, 1992).
            Tanah sawah terjadi akibat penggenangan dalam waktu yang agak lama selama pertumbuhan padi, sehingga terjadi proses: (1) pemindahan senyawa besi dan mangan dari lapisan atas dan diendapkan di lapisan bawah, (2) pendataran (teracering), (3) permukaan tanah yang miring, dan (4) akumulasi debu (silt) oleh air irigasi pada pemukaan tanah (Darmawijaya, 1992). Faktor-faktor penting yang mempengaruhi Paddy Soil adalah: (a) cuaca reduksi yang menyebabkan drainase buruk, pH rendah dan ketersediaan bahan organik untuk diserap, (b) adanya sejumlah senyawa besi dan mangan, dan (c) kemampuan perkolasi ke bawah. Hal ini menyebabkan terbentuknya tanah permukaan yang banyak mengandung lapisan debu dan berwarna cerah/muda yang tebalnya sejajar dengan permukaan tanah sawah setelah di teras. Di bawahnya terdapat akumulasi besi lalu mangan berupa coretan-coretan, becak-becak, selaput-selaput, agregat, konkresi atau bahan lapisan padas tegantung lamanya di persawahan (Darmawijaya, 1992).
2.2 Parameter Sifat Fisik dan Mekanik Tanah
2.2.1 Tekstur Tanah
            Tekstur tanah menunjukan kasar atau halusnya suatu tanah. Tekstur merupakan perbandingan relatif pasir, debu dan liat atau kelompok patikel dengan ukuran lebih kecil dari kerikil (diameternya kurang dari 2 milimeter). Pada beberapa tanah, kerikil, batu dan batuan induk dari lapisan-lapisan tanah yang ada juga mempengaruhi tekstur dan mempengaruhi penggunaan tanah.
            Menurut Das (1995), tekstur dipengaruhi oleh ukuran tiap-tiap butir yang ada di dalam tanah. Berdasarkan system klasifikasi USDA (departemen Pertanian Amerika) ukuran butir-butir tanah dibagi kedalam beberapa kelompok kerikil (gravel),pasir (sand),lanau (silt), dan lempung (clay). Sistem ini didasarkan pada ukuran baas dari butiran tanah, yaitu :
1.    Pasir : butiran dengan diameter 2,0 sampai dengan 0,05 mm.
2.    Lanau : butiran dengan diameter 0,05 sampai dengan 0,002 mm.
3.    Lempung : butiran dengan diameter lebih kecil dari 0,002 mm.
Soepardi (1983) dalam Afrial (2000) menyatakan bahwa dalam waktu singkat sifat tanah tidak banyak berubah, walaupun proses yang berlangsung dalam tanah sangat aktif. Dengan demikian tanah berpasir atau tanah berliat akan tetap menjadi tanah berpasir atau tanah berliat untuk waktu yang cukup lama. Untuk itu, nisbah antara beberapa kelompok ukuran suatu tanah (tekstur) merupakan cirri khas dan tidak mudah berubah, dan dianggap sebagai ciri dasar.
2.2.2 Struktur Tanah
            Struktur tanah merupakan gumpalan kecil dari butir-butir tanah (Hardjowigeno, 2003). Struktur tanah juga dapat didefinisikan sebgai susunan gometrik butiran tanah (Das, 1988). Dapun factor-faktor yang mempengaruhi struktur tanah adalah bentuk, ukuran, dan komposisi mineral dari buturan tanah serta sifat dan komposisi dari air tanah. Secara umum, tanah di gololongkan kedalam dua jenis struktur yaitu : tanah tak berkohesif (Cohesionless soil) dan tanah kohesif (Cohesive soil).
            Struktur tak berkohesi dibagi kedalam dua kategori, yaitu struktur butir-tunggal (single grained) dan struktur sarang lebah (honeycombed). Pada struktur butir tunggal, butiran tanah berada pada posisi stabil dan tiap-tiap butir bersentuhan satu terhadap yang lain. Bentuk dan pembagian ukuran butiran tanah serta kedudukannya memepengaruhi sifat kepadatan tanah. Pada struktur saang lebah, pasir halus dan lanau membentuk lengkungan–lengkungan kecil hingga merupakan rantai butiran. Tanah yang mempunyai struktur sarang lebah, mempunyai angka pori yang besar. Tapi apabila tanah tersebut dikenai beban bobot, atau apabila dikenai beban getar, struktur tanah akan mudah rusak dan mengalami penurunan yang besar.
Pada struktur tanah kohesif, ada gaya tarik-menarik antara butian tanah yang disebabkan gaya Van Der Wall, yang tidak tergantung pada sifat air. Gaya taik menarik dan tolak menolak akan bertambah besar, seiring dengan berkurangnya jarak antar butiran partikel, tetapi kecepatan dari kedua gaya terebut tidak sama. Bilamana jarak antar partikel sangat kecil, maka gaya tarik menarik akan lebih besar dari gaya tolak-menolaknya. Gaya-gaya ini dianalisis dengan menggunakan teori koloid (koloidal analisis).
Menurut Hardjowigeno (1993), struktur tanah merupakan gumpalan-gumpalan kecil dari tanah, akibat melekatnya butir-butir tanah satu sama lain. Satu unit struktur disebut ped (terbentuk karena proses alami). Clod juga merupakan unit gumpalan tanah, tetapi terbentuknya bukan karena prose s alami (misalnya karena pencangkulan, pembajakan dan sebagainya).
            Menurut bentuknya, struktur tanah dibedakan menjadi :
1.      Bentuk Lempeng : sumbu vertical lebih kecil daripada sumbu horizontal, ditemukan di Horizon E atau pada lapisan padas liat.
2.      Prisma : Simbu vertikal lebih besar daripada sumbu horizontal, bagian atasnya rata. Di horizon B tanah iklim kering.
3.      Tiang : Sumbu vertikal lebih besar dari simbu horizontal, bagian atasnya membulat. Di horizon B tanah daerah iklim kering.
4.      Gumpal bersudut : seperti kubus dengan sudut-sudut tajam. Sumbu vertical sama dengan sumbu horizontal. Di horizon B tanah daerah iklim basah.
5.      Gumpal membulat : seperti kubus dengan sudut-sudut membulat. Sumbu vertical sama dengan sumbu horizontal. Di horizon B tanah daerah iklim basah.
6.      Granuler : bulat-porous. Di horizon A.
7.      Remah : bulat sangat porous. Di horizon A.
Struktur tanah menentukan kekuatan dari tanah tersebut. Tanah yang berstruktur baik mampunyai kekuatan tanah yang lebih rendah dari tanah yang berstruktur massive (pejal). Kekuatan tanah sangat mempengaruhi perkenbangan akar tanaman; semakin baik struktur tanah, maka kekuatan tanah semakin rendah sehingga perkembangan akar akan lebih baik dibandingkan tanah-tanah yang berstruktur pejal. Pada tanah yang berstruktur baik, akan membantu factor-faktor pertumbuhan tanaman secara optimal, sedangkan tanah yang berstruktur jelek, akan mengakibatkan terhambatnya pertumbuhan tanaman karena akar sangat peka terhadap kenaikan kekuatan tanah. Dengan demikian, kekuatan tanah sangat menentukan perkembangan akar tanaman.

2.2.3 Kadar Air tanah
            Kadar air tanah dapat dinyatakan dalam beberapa cara, antara lain dengan cara dibandingkan dengan padatan tanah, total volume, massa total tanah, volume padatan, terhadap volume pori tanah. Kadar air tanah tidak hanya penting bagi pertumbuhan tanaman, tetapi juga penting bagi konsistensi tanah (plasticity dll), soil strength, compatibility, traffic ability, dan proses pertukaran gas (Singer dan Munns, 1987 dalam Kuncoro, 2001).
            Menurut Das (1995), kadar air didefinisikan sebagai perbandingan antara bobot air dan bobot butiran padat dari volume tanah yang diselidiki. 
            Kadar air tanah dapat dinyatakan dengan bermacam-macam cara, yaitu perbandingan berat air tanah terhadap berat tanah basah, perbandingan berat air tanah terhadap berat tanah kering, dan perbandingan volume air tanah terhadap volume tanah. Persamaan untuk menghitung kadar air yaitu:
            Perbandingan berat kandungan air tanah terhadap berat tanah kering (U), atau gravimetric water content.
2.2.4 Bobot Isi
            Bobot isi menunjukan bobot tanah kering per satuan volume tanah (termasuk pori tanah). Bobot isi (γ) dapat digunakan untuk menghitung ruang total (total porosity) tanah dengan dasar bahwa kerapatan partikel (partikel density) tanah = 2,65 g/cc.
                   bahan padat tanah ……….………  (2)
                   % porositas total = % bahan padat tanah…………………… …..   (3)              
            Metode penentuan bobot isi yang paling sering dilakukan adalah dengan ring sample atau metode clod (gumpalan). Pada metode clod, gumpalan tanah dicelupkan kedalam cairan plastik, kemudian ditimbang biasa (di udara) dan di dalam air untuk mengetahui bobot dan volume dari clod tersebut (Hardjowigeno, 1993).
            Bobot isi dapat dinyatakan dengan bobot isi kering ataupun sebagai bobot isi basah, bobot isi kering merupakan hasil bagi antara bobot tanah kering  dengan volume total tanah, sedangkan bobot isi basah merupakan hasil bagi antara bobot tanah basah dengan volume total tanah.
            Bobot isi kering adalah bobot per unit dari tanah kering, dinyatakan dalam g/cm3. Bobot isi kering dihitung dengan persamaan :
                      .....................................................................(4)
            dimana :     = bobot isi kering (g/cm3)
                               = bobot tanah kering (g)
                                 = volume total tanah (cm3)
            Nilai bobot isi kering biasanya dipengaruhi oleh beberapa faktor antara lain : pengolahan tanah, bahan organik, pemadatan, tekstur, struktur, kandungan air tanah, dan lain-lain. Nilai bobot isi beberapa jenis tanah adalah sebagai berikut
 Tabel 1. Nilai Bobot Isi Beberapa Tanah di Indonesia
No
Jenis Tanah
Bobot Isi kering (g/cm3)
1
Podsolik merah kuning
1,10 – 1,35
2
Regosol
1,07 – 1,48
3
Alluvial
1,02 – 1,42
4
Grumosol
0,98 – 1,37
5
Mediteran
0,97 – 1,48
6
Inceptisol
0,93 – 1,11
7
Gley humus rendah
0,90 – 1,22
8
Andosol
0,69 – 0,90
9
Organosol
0,14 – 0,21
Sumber : Saefudin Sarief (1992)
2.2.5 Bobot Jenis Tanah (Specific Gravity)
            Bobot jenis tanah merupakan rasio antar bobot isi butiran tanah dan bobot isi air (Bowles, 1989). Bobot jenis tanah bisa dihitung dengan persamaan :
                      .....................................................................(5)
            dimana :           = bobot jenis tanah
                         ρs  = bobot isi butiran (g/cm3)            
                                     = bobot isi air (g/cm3)
2.2.6 Kekuatan Gesek Tanah
          Menurut Baver, 1979, kekuatan gesek tanah adalah tahanan dalam maksimal dari tanah untuk pergerakan partikel-partikelnya, atau tahanan tanah untuk meluncur di atas tanah. Gaya yang menghasilakn gesekan adalah gesekan dan kohesi. Empat tipe keruntuhan gesek tanah dapat didefinisikan dalam pengertian tingkah laku tegangan-regangan yaitu, gesek, tegangan, tekanan dan aliran plastis. Bila tegangan gesek suatu tubuh tanah melebihi suatu titik kritis tertentu, tanah akan runtuh. Tergantung pada keadaan pendukung tanah dan pembebanan, keruntuhan dapat menyebabkan suatu luncuran, kerubuhan dinding penahan, atau jejak penurunan tanah (Terzaghi dan Peck, 1948, dalam Gill dan Vandenberg, 1968).
          Dasar dari pengetahuan kekuatan mekanis tanah dianggap berasal dari Coulomb pada 1776. Bekerja dengan bahan bangunan dan tanah, Coulomb mencatat bahwa ada dua proses mekanis yang bereaksi menentukan puncak kekuatan gesek (ultimate stress). Satu proses disebut gesekan dan yang satunya lagi kohesi. Total kekuatan gesek adalah penjumlahan dari kedua komponen tersebut yang dinyatakan dalam persamaan :
          ................................................................(6)
          dimana :     = kekuatan gesek ( N/cm2)
                           = kohesi (N/cm2)
                           = tekanan normal pada permukaan gesek (N/cm2)
                            = sudut gesek luncur (°)
            Pengukuran kekuatan gesek tanah dapat dilakukan dengan menggunakan
alat Cone Penetromer SR-02. Berikut ini gambar Cone Penetrometer SR-02 yang
digunakan dalam pengukuran kekuatan Gesek Tanah :
Gambar 2. Cone Penetrometer SR-02
Dengan alat gesek langsung kekuatan gesek dapat diukur secara langsung sampel tanah yang akan dicoba dipasang dalam alat lalu diberikan tergangan vertikal (yaitu tegangan normal) yang konstan kemudian sampel tanah diberikan tegangan gesek sampai tercapai nilai maksimum. Tegangan gesek ini diberikan dengan kecepatan bergerak yang konstan sehingga tegangan air pori selalu tetap nol (Wesley, 1977 dalam Yuliawati 2004).
            Nilai sudut gesek menjadi semakin kecil dengan bertambahnya ukuran partikel (Lambe dan Whitman, 1969 dalam Titiek, 1995). Nilai sudut gesek menjadi semakin kecil dengan bertambahnya kandungan air tanah. (Titiek et al, 1995).
            Berdasarkan penelitian yang dilakukan oleh Kisu (1972) dengan menggunakan alat shear strength resistance, nilai kekuatan gesek tanah dapat dirumuskan dengan persamaan sebagai berikut:
dimana: S = tegangan gesek (N/cm2)
              T = torsi (N/cm2)
              r 1= jari-jari ring luar (cm)
              r 2= jari-jari ring dalam (cm)
2.2.7 Tahanan Penetrasi Tanah(Cone Index)
            Tahanan penetrasi merupakan kemampuan tanah untuk menahan gaya yang bekerja tegak lurus terhadap permukaan. Besarnya tahanan penetrasi ini tergantung pada bulk density tanah. Nilai tahanan penetrasi ini menunjukkan adanya kepadatan tanah yang dipengaruhi oleh kadar air tanah, tekstur dan mineral liat yang ada di dalam tanah. Tahanan penetrasi meningkat dengan cepat seiring dengan menurunnya kadar air tanah, dimana tahanan penetrasi ini meningkat menurut selang kedalaman pengukuran. Sedangkan apabila kadar air meningkat, maka tahanan penetrasi akan menurun. Tahanan penetrasi tanah diukur dengan menggunakan peneterometer dengan berbagai tipe.  Nilai satuan tahanan penetrasi tanah (N/cm2 atau kgf/cm2).
Tahanan tanah terhadap penetrasi sebuah alat pasak merupakan indeks gabungan dari kepadatan tanah, kadar air, tekstur dan tipe mineral liat. Dengan kata lain, tahanan penetrasi adalah suatu indeks kekuatan tanah dalam suatu kondisi pengukuran. Pengaturan tersebut mencakup konsistensi dan struktur tanah (Baver et al., 1978 dalam Astika, 1988). Alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah Proctor Penetrometer dengan standar ASTM D 1558.
Nilai tahanan penetrasi tanah sangat diperlukan sehubungan dengan adanya traficabilitas peralatan mekanis yang dioperasikan pada tanah. Selain hal tersebut, kekuatan gesek tanah diperlukan untuk mengetahui mudah tidaknya akar menembus tanah (Hudaya dkk, 1997).
Nilai tahanan penetrasi tanah diukur dengan menggunakan Cone Penetrometer Eijelkemp dan dapat dikonversikan ke dalam bentuk nilai indeks kerucut (C.I). Gambar Cone Penetrometer Eijelkemp dapat dilihat pada gambar berikut ini :
Gambar 3. Cone Penetrometer Eijelkemp
Prinsip pada pengukuran indeks kerucut menggunakan cone penetrometer adalah menekan alat tersebut secara vertikal sehingga cone tertekan oleh poros penekan dan masuk ke dalam tanah dengan laju penekan 3 cm/det. Pengukuran indeks kerucut tanah dilakukan pada tiap kedalaman 5 cm. Nilai indeks kerucut dapat dihitung dengan menggunakan persamaan berikut:
CI = (F + w) / A ……………………….. …………………………(8)
dimana:
CI = indeks kerucut (kgf/cm2)
F = gaya penetrasi yang terukur pada penetrometer (kgf)
w = berat penetrometer
A = luas penampang kerucut (cm2)    
2.2.8 Porositas  
            Pori-pori adalah bagian yang tidak terisi bahan padat tanah. Pori-pori tanah dapat dibedakan menjadi pori-pori kasar (macro pore) dan pori-pori halus (micro pore). Pori-pori kasar berisi udara atau air gravitasi (air yang mudah hilang karena gravitasi),sedang pori-pori halus berisi kapiler atau udara. Tanah-tanah pasir mempunyai pori-pori kasar lebih banyak daripada tanah liat. Tanah dengan pori-pori kasar sulit menahan air sehingga tanaman mudah kekeringan. Tanah-tanah liat mempunyai pori-pori total (jumlah pori-pori makro dan mikro) lebih tinggi daripada pasir. Porositas tanah dipengaruhi oleh kandungan bahan organik, struktur tanah serta tekstur.
            Porositas tanah meningkat, kalau bahan organik tinggi. Tanah-tanah dengan struktur granulasi atau remah mempunyai porositas yang lebih tnggi daripada tanah-tanah dengan struktur massive (pejal). Tanah dengan tekstur pasir banyak mempunyai pori-pori makro sehingga sulit menahan air (Hardjowigeno, 1995).
            Porositas dicari dengan persamaan :
            ........................................................(8)
            dimana :      = porositas (%)
                               = isi pori (cm3)
                                = isi total tanah (cm3)
Angka pori adalah perbandingan antara volume pori dan volume butiran padat, dan dapat dihitung dengan persamaan :
               .............................................(9)
            dimana :          = angka pori
                                  = bobot isi air (g/cm3)
                                    = bobot jenis
                                    = kadar air (%)  
                                     = bobot isi tanah (g/cm3)
Angka pori bisa dihitung juga dengan persamaan :
                      ….............................................................(10)
Porositas didefinisikan juga sebagai perbandingan antara volume air dengan volume tanah total, dan dicari dengan persamaan :
                     ..............................................................(11)
Nilai porositas pada tanah pertanian bervariasi dari 40 – 60 persen, sedang nilai rasio rongga dari 0,3 – 2,0. Porositas dipengaruhi oleh ukuran partikel dan struktur. Tanah berpasir mempunyai porositas rendah (40 persen) dan tanah lempung mempunyai porositas tinggi, jika strukturnya baik, dapat mencapai porositas 60 persen (Titiek dkk, 1995).
2.2.9 Permeabilitas (Permeability)
            Permeabilitas adalah sifat yang menyatakan laju pergerakan suatu zat cair melalui suatu media yang berpori-pori, dan disebut pula sebagai konduktivitas hidraulik. Dalam hal ini, cairan adalah air tanah dan media berpori adalah tanah itu sendiri.
            Menurut Bowles (1989), permeabilitas adalah kemampuan fluida untuk mengalir melalui medium berpori. Koefisien permeabilitas dipengaruhi oleh distribusi ukuran partikel, bentuk partikel dan struktur tanah.
            Departemen pertanian Amerika Serikat (USDA) membagi kisaran permeabilitas tanah ke dalam beberapa kelas yang disusun berdasarkan kecepatan air untuk mengalir dalam massa tanah.
                        Tabel 2. Kelas Permeabilitas Berdasarkan USDA
Kelas
Permeabilitas(cm/jam)
Simbol
Sangat lambat
0,13
1
Lambat
0,13 – 0,51
2
Agak lambat
0,51 – 2,00
3
Sedang
2,00 – 6,35
4
Agak cepat
6,35 – 12,70
5
Cepat
12,70 – 25,40
6
Sangat cepat
>25,40
7
                     Sumber : Sarief (1993)
2.2.10 Kapasitas Penyimpanan Air (Water Holding Capacity)
            Kapasitas penyimpanan air (Water holding capacity) adalah jumlah air maksimum yang dapat disimpan oleh suatu tanah. Keadaan ini dapat kita capai jika kita memberi air pada tanah sampai terjadi kelebihan air, setelah itu kelebihan airnya dibuang. Jadi pada keadaan ini semua rongga pori terisi air. Karena itu kandungan air volume maksimum menggambarkan porositas total tanah, dan jika dihubungkan dengan status energi air tanah, potensial matriksnya, Ψm = 0 (Titiek et al, 1995).
            Setelah semua pori terisi udara (tercapai kapasitas penyimpanan air maksimum), pemberian air dihentikan. Karena adanya gaya gravitasi, gerakan air tanah tetap berlangsung. Gerakan ini makin lambat, dan setelah ± 2 – 3 hari gerakan tersebut praktis berhenti. Pada keadaan ini air tanah dalam keadaan kapasitas lapang. Jika dihubungkan dengan energi air tanah pada keadaan ini potensial matriks air tanah, Ψm ≈ 30 – 50 kPa dengan harga rata-rata -33 kPa atau dinyatakan dalam skala pF = 2,47 sampai dengan 2,70 dengan rata-rata 2,52 (Titiek et al, 1995).
Tabel 3. Kelas Kapasitas Penyimpanan Air(Water Holding Capacity) (mm/cm kedalaman tanah)
Tekstur
Kapasitas Lapang
Titik Layu Permanen
Air Tersedia
Coarse sand
0,5
0,2
0,4
Fine sand
1,0
0,4
0,6
Loamy sand
1,4
0,6
0,8
Sandy loam
2,0
0,8
1,2
Light sandy clay loam
2,3
1,0
1,3
Loam
2,7
1,2
1,5
Sandy clay loam
2,8
1,3
1,5
Clay loam
3,2
1,4
1,8
Clay
4,0
2,5
1,5
Self-mulching clay
4,5
2,5
2,0
Sumber: Departemen Pertanian Amerika Serikat
2.3 Peranan Bahan Organik dalam Memperbaiki Sifat Fisik Tanah
            Bahan organik berperan sebagai pembentuk butir (granulator) dan butir-butir mineral yang menyebabkan terjadinya keadaan gembur pada tanah produktif. Disamping itu bahan organik merupakan sumber pokok dari dua unsur utama, fosfor dan sulfur, dan merupakan satu-satunya sumber nitrogen. Pengaruhnya tehadap sifat fisik tanah, bahan organik mendorong meningkatkan daya menahan air tanah dan mempertinggi jumlah air yang tersedia untuk kehidupan tumbuhan.
            Bahan organik tidak hanya mengikat, tetapi juga memperingan dan memperbesar kemungkinan penggumpalan yang mencirikan pada agregat individual (Buckman dan Brady, 1982).
            Pemberian pupuk organik ke dalam tanah dapat memperbaiki sifat fisik tanah melalui proses dekomposisi. Pupuk organik menghasilkan humus dan bahan semen dari mikroorganisme yang sangat berperan dalam meningkatkan kemantapan agregat tanah sehingga dapat meningkatkan daya tahan tanah terhadap erosi, sehingga memperbaiki struktur tanah, meningkatkan ruang pori tanah, menurunkan bobot isi tanah serta meningkatkan porositas (Sutedjo dan Kartasaputra, 1991 dalam Thamrin 2000).
            Menurut Buckman dan Brady (1982), sifat-sifat elektrokimia, baik dari humus maupun dari lempung mungkin efektif dalam pengaturan terbentuknya agregat dan nanti dalam memantapkannya. Lagipula lender dan semacamnya berasal dari mikroba mungkin juga mendorong pembentukan remah dan memberikan pengaruh pada kemantapannya.
Keefektifan penggunaan bahan organik dalam memperbaiki sifat fisik tanah sangat bergantung pada macam bahan organik, takaran, dan dekomposisinya. Macam bahan organik akan mempengaruhi kecepatan dekomposisi antara lain tergantung pada takaran bahan organik yang diberikan, kemasaman tanah, dan nilai nisbah C/N (Soepardi, 1983 dalam Padusung 200).
2.3.1 Kompos
Kompos atau sering disebut juga pupuk kompos adalah pupuk organik yang sengaja dibuat dari bahan-bahan seperti pupuk kandang, pupuk hijau, jerami, sampah kota, limbah organik dan lain-lain (Joy, 2006). Cara untuk membuat kompos itu sendiri dengan cara pengomposan bahan-bahan organik dari sampah kota dan limbah organik. Menurut LIPI (2007) pengomposan adalah proses perombakan bahan organik yang melibatkan sejumlah mikroorganisme dalam keadaan terkontrol. Proses perombakan bahan organik tersebut dilakukan oleh berbagai macam organisme baik dari kelompok bakteri, fungi, aktinomisetes. Organisme tersebut memperoleh energi dan karbon dari hasil bahan organik yang dirombaknya.
Menurut Moon (1997), kompos merupakan tanah yang kaya akan nutrien hasil dekomposisi dari bahan-bahan organik seperti tanaman dan limbah organik. Sependapat dengan pernyataan diatas, Indriani (2002) mendefinisikan kompos sebagai hasil fermentasi atau dekomposisi dari bahan-bahan organik seperti tanaman, hewan, atau limbah organik lainnya. Sedangkan menurut Santoso (1998), pengomposan merupakan proses penguraian senyawa-senyawa yang terkandung dalam bahan organik (seperti jerami, daun-daunan, sampah rumah tangga, dan sebagainya) dengan satu perlakuan khusus. Tujuannya adalah agar lebih mudah dimanfaatkan oleh tanaman. Hasil pengomposan inilah yang bisanya disebut sebagai pupuk kompos.
Pupuk kompos sebagai bahan organik merupakan penting dalam menciptakan kesuburan tanah, baik secara fisika, kimia maupun biologi. Pemberian kompos dalam jangka waktu yang lama selain menyediakan unsur hara juga akan memperbaiki struktur tanah, meningkatkan suplai humus tanah, meningkatkan daya serap air, kemampuan menahan air dan meningkatkan aerasi (bekti dan Surdianto, 2001; Supardi (1983); Maryam (1992)).
                Menurut Hanafiah (2005) secara fisik bahan organik berperan :
  1. mempengaruhi warna tanah menjadi coklat-hitam,
  2. menurunkan plastisitas dan kohesi tanah,
  3. merangsang granulasi,
  4. memperbaiki struktur tanah menjadi lebih remah, dan
  5. meningkatkan daya tanah menahan air sehingga drainase tidak berlebihan, kelembaban dan temperatur tanah menjadi stabil.
Dibawah ini adalah gambar pupuk kompos:
Gambar 3. Pupuk Kompos
2.3.2 Prinsip Pengomposan
            Prinsip dari proses pengomposan adalah menurunkan C/N rasio bahan organik hingga sama dengan C/N tanah(<20). Dengan semakin tingginya C/N, maka pengoomposan akan semakin lama karena C/N harus diturunkan. Waktu yang dibutuhkan untuk menurunkan C/N tersebut bermacam macam, dari tiga bulan hingga tahunan.
            Faktor yang mempengaruhi proses pengomposan :
a.       Pemisahan bahan; bahan-bahan yang sekiranya lambat atau sukar untuk didegradasi/diurai, harus dipisahkan. Bahan-bahan yang bersifat toksik serta dapat menghambat pertumbuhan mikroba, harus benar-benar dipisahkan, misalnya residu pestisida.
b.      Bentuk bahan; semakin kecil dan homogen bentuk bahan, semakin cepat dan baik pula proses pengomposan. Karena dengan bentuk bahan yang lebih kecil homogen, maka luas permukaan bahan yang dapat dijadikan substrat akan semakin besar. Selain itu, bentuk bahan berpengaruh pula terhadap kelancaran difusi oksigen yang diperlukan serta pengeluaran CO2 yang dihasilkan.
c.       Nutrien; seperti pula jasad hidup lainnya, untuk ktivitas mikroba didalam tumpukan bahan, diperlukan sumber nutrien karbohidrat, misalnya, antara 20% - 40% yang digunakan akan diasimilasikan menjadi komponen sel dan CO2. Perbandingan antara Karbohidrat dengan Nitrogen dinamakan C/N-rasio. Nilai C/N yang optimum adalah 25:1, dan maksimum adalah 10:1.
Waktu dan Tempat
            Penelitian dilakukan di desa Munjul, kecamatan Pagaden, kabupaten Subang, dan di Laboratorium Fisika Tanah, jurusan Ilmu Tanah, pada bulan Juli – September 2007.
3.2 Alat dan Bahan
3.2.1 Alat
   Alat yang digunakan terbagi atas dua bagian, yaitu untuk keperluan di lapangan dan di laboratorium.
1.      Peralatan lapangan
a.  Cangkul atau sekop, digunakan untuk mengambil contoh tanah di lapangan
b. Ring sample tanah, digunakan untuk mengambil contoh tanah undisturbed
c.  Eijkelkamp penetrometer untuk mengukur nilai cone index (CI)
d.  Cone dengan luas (3,3 cm2)
e.  Cone PenetrometerSR-2 untuk mengukur kekuatan geser tanah
f.  Pisau pemotong yang tipis dan tajam untuk meratakan tanah pada ring sample
g. Palu dari kayu atau papan, digunakan untuk menancapkan ring sampel
h. Tangkai penekan ring sampel.
2.      Peralatan laboratorium
a.  Wadah tanah
b. Timbangan digital untuk mengukur berat sampel
c.  Neraca analitis
d.   Pisau dempul
e.  Oven pengering untuk mengeringkan tanah pada suhu 105oC
f.  Alat pendingin deksikator
g. Tube gelas 20 cm dengan diameter 5 cm
h. Gabus berlubang untuk sumbat tube gelas
i.   Wool
3.2.2 Bahan
Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah :
a.       Tanah sawah yang berasal dari desa Munjul, kecamatan Pagaden, kabupaten Subang.
b.      Pupuk kompos sebanyak ±45 Kg.
3.3 Metode Penelitian dan Percobaan
3.3.1 Metode Penelitian
            Metode penelitian yang digunakan adalah metode deskriptif. Deskripsi didasarkan pada pengujian tanah yang diberi pupuk kompos berdasarkan dosis terhadap tanah tanpa pemberian kompos. Dalam penelitian ini pemberian dosis kompos diberikan dengan 7 taraf perlakuan dengan 3 kali ulangan. Kemudian data dianalisis secara statistik non linier sederhana (polynomial). Data dianalis dengan model non linier (polinomial) karena model ini menghasikan koefisien determinasi (R2) besar dibandingkan dengan model linier.
Penelitian ini menggunakan  perlakuan sebagai berikut:
A1 = 0 ton/ha = 0 kg/m2 dibagi 0,2 m (kedalaman lapisan olah tanah)  = 0 kg/m3
A2 = 7 ton/ha = 0,7 kg/m2 dibagi 0,2 m = 3,5 kg/m3
A3 = 7,5 ton/ha = 0,75 kg/m2 dibagi 0,2 m = 3,75 kg/m3
A4 = 8 ton/ha = 0,8 kg/m2 dibagi 0,2 m = 4 kg/m3
A5 = 8,5 ton/ha = 0,85 kg/m2 dibagi 0,2 m = 4,25 kg/m3
A6 = 9 ton/ha = 0,9 kg/m2 dibagi 0,2 m = 4,5 kg/m3
A7 = 9,5 ton/ha = 0,95 kg/m2 dibagi 0,2 m = 4,75 kg/m3
A8 = 10 ton/ha =  1 kg/m2 dibagi 0,2 m = 5 kg/m3
Keterangan : A = Dosis
            Lamanya waktu yang digunakan penelitian ini didasarkan atas pernyataan Stalling. Menurut Stalling (1957 dalam Mertikawati (1999), agregat yang stabil akan dibentuk setelah 20 – 30 hari setelah pemberian bahan organik kedalam tanah. Waktu 30 hari tersebut,, dibagi menjadi 2 kali pengamatan, yaitu :
            1. T1 = Sebelum pemberian kompos.
            2. T2 = 30 hari setelah pemberian kompos.
            Model regresi linier menurut Boediono (2001) yaitu :
                        Y = a +bX ………………………………. (13)
Dimana :          Y = Nilai-nilai taksiran untuk variabel tak bebas Y
                        X = Nilai-nilai variabel bebas
                        a = intersep (pintasan) apabila X = 0
                        b = koefisien arah atau slope dari garis regresi tersebut.
            Ketika regresi linier terlihat jauh menyimpang dari titik2 yang ada (R2 memiliki nilai yang kecil), maka dibutuhkan metode lain untuk menentukan persamaan, yaitu metode non linier sederhana (polynomial). Metode polynomial yang digunakan adalah parabola kuadratik.
            Parabola kuadratik memiliki bentuk persamaan sebagai berikut:
Y = a + bX + cX2 ......................................... (14)
dengan koefisien-koefisien a, b dan c harus ditentukan berdasarkan data hasil pengamatan (Sudjana, 1996).
             Parabola kubik memiliki persamaan umum sebagai berikut:
            Y = a + bx + cX2 + dX3 ....................................... (15)
dengan koefisien-koefisien a, b, c, dan d dihitung dari data hasil penelitian. Makin tinggi pangkat X didalam persamaan regresi, makin banyak sistem persaman yang harus diselesaikan.
            Metode non-linier yang digunakan adalah metode yang memiliki persamaan dengan koefisien determinasi (R2) terbesar (0 ≤ R2 ≥ 1). Semakin besar R2, maka semakin baik model regresi tersebut.
Dari hasil analisis, dapat menghasilkan kecenderungan setiap fenomena yang ada pada berbagai pengamatan dengan berbagai dosis yang berbeda.
3.3.2 Parameter  Yang Diamati
            Parameter yang diukur meliputi dua tahapan kerja, yaitu sebelum diberi kompos dan setelah diberi kompos.
Tabel 4. Parameter yang diamati
No
Parameter yang diukur
Sebelum
Sesudah
1
Kadar Air (%)
Ya
Ya
2
Bobot Isi tanah kering (g/cm3)
Ya
Ya
3
Permeabilitas tanah (cm/jam)
Ya
Ya
4
Porositas (%)
Ya
Ya
5
Kekuatan geser tanah
Ya
Ya
6
Cone Indeks
Ya
Ya
3.4 Prosedur Pelaksanaan Penelitian
            Peneletian dilakukan pada lahan sawah desa Munjul dengan ukuran  15 m x  4 m, dengan jumlah petak 24, dan ukuran tiap petak 1 m x 1 m. Pelaksanaan penelitian meliputi tahap pengambilan contoh tanah awal di lapangan, persiapan lahan, pemberian kompos, pengukuran sifat mekanik dan pengambilan contoh tanah akhir untuk dianalisis sifat fisiknya. Analisis sifat fisik sampel tanah dilakukan di Laboratorium Fisika Tanah-Unpad.
3.4.1 Pengambilan Contoh Tanah Awal
   Pengambilan contoh tanah untuk mengetahui sifat fisik tanah awal, dilakukan dengan cara tidak terganggu (undisturbed) dan terganggu (disturbed). Pengambilan sampel tanah dengan  tidak terganggu menggunakan ring sampel, dimana sampel tanah ini digunakan untuk mengukur besarnya bobot isi, porositas dan permeabilitas. Pengambilan sampel tanah untuk kondisi terganggu digunakan cangkul, dimana sampel tanah ini digunakan untuk kadar air.

3.4.2 Pemberian Bahan Kompos
            Pemberian bahan kompos dilakukan dengan cara mencampur dengan tanah secara merata hingga kedalaman 20 cm pada petak tanah dengan luasan 1m x 1m pada tingkat kemiringan tertentu.
            Kompos yang digunakan dalam penelitian ini adalah kompos dengan bahan baku utama dari arang sekam. Kompos ini diproduksi oleh kelompok tani “Mekar Sari”, Desa Jati, Kecamatan Cipunagara, Kabupaten Subang. Adapun kandungan dari pupuk kompos tersebut, berdasarkan hasil uji dari Laboratorium Kimia Agro di Dinas Tanaman Pangan Lembang-Bandung, adalah sebagai berikut:
Tabel 5. Hasil Pengujian Kompos di Laboratorium Kimia Agro Dinas Pertanian Tanaman Pangan Lembang-Bandung
No.
Parameter
Satuan
Hasil Pemeriksaan
SNI
Minimal
Maksimal
1
Kadar Air
%
33,22
-
50
2
Ph (1:5)

8,08
6,80
7,49
3
N Total
%
1,39
0,40

4
C-Organik
%
21,87
-
-
5
P-Total
%
0,79
0,10
-
6
K-Total
%
0,581
9,80
32
7
Ca-Total
%
0,1422
-
25,50
8
Mg-Total
%
0,0048
-
0,60
9
S-Total
%
Tidak terukur
-
-
10
Fe
ppm
6158,3
-
-
11
Cu
ppm
9,3
-
-
12
Zn
ppm
38,1
-
-
13
B-Total
ppm
424,8
-
-
14
Logam Berat(Pb)
ppm
4,6
-
-
15
KTK
cmol/kg
-
-
-
16
C/N Rasio

16
-
-
3.4.3 Pengambilan Sampel Tanah Akhir
            Pengambilan sampel tanah dilakukan dua kali yaitu pada sebelum pemberian kompos dan sesudah pemberian dosis kompos. Berdasarkan parameter yang akan diukur pengambilan sampel dibagi menjadi  dua yaitu sampel tanah tidak terganggu (undisturbed soil sample) dan sampel tanah terganggu (disturbed soil sample).
            Pengambilan sampel tanah tidak terganggu (undisturbed soil sample)  digunakan untuk pengamatan bobot isi tanah, porositas dan permeabilitas. Sedangkan untuk pengambilan tanah terganggu (disturbed soil sample) digunakan untuk pengamatan kadar air.
            Prosedur pengambilan sampel tanah tidak terganggu (undisturbed soil sample) dengan ring sample yaitu (Aisyah, D. S, 1983):
1.      Pertama-tama permukaan tanah dibersihkan dahulu dari rerumputan dan sampah-sampah lainnya.
2.      Ring sampel (core sampler) diletakkan pada tanah dengan bagian yang runcingnya dibawah, kemudian buat lingkaran dengan pusat yang sama dengan ring sampel dengan garis tengah 2 – 3 kali lebih besar.
3.      Lingkaran di luar ring sampel ini kemudian digali sehingga terbentuk lubang lingkaran sedalam ± 30 cm, dengan maksud untuk memudahkan ring ini ditekan kedalam tanah.
4.      Dengan menggunakan tangkai penekan ring sampel yang terbuat dari besi, maka ring sampel ini ditekan dengan hati-hati secara vertikal, kalau ternyata sudah keras sedang ring masih harus dimasukkan terus maka biasa dipukul dengan palu dari kayu perlahan-lahan.
5.      Setelah tanah yang berada di dalam ring sampel kira-kira sudah muncul di atas bibir ring bagian atas maka penekanan dihentikan kemudian bawahnya dipotong baik dengan pisau atau dengan skop.
6.      Ring yang sudah berisi tanah tersebut kemudian diratakan dengan pisau tajam dan tipis sehingga kedua permukaan tanah betul rata dengan permukaan bibir ring tadi, setelah itu kedua permukaan tanah ini ditutup.
7.      Ring sampel yang sudah berisi tanah utuh ini kemudian dimasukan ke dalam kotak agar aman dalam pengangkutan dan sedapat mungkin dapat dianalisa.
3.5 Cara Pengukuran Parameter yang Diamati
3.5.1 Kadar Air Tanah
            Pengukuran kadar air dilakukan dengan menimbang contoh tanah yang telah dipanaskan dalam oven pada keadaan kering mutlak yang dapat dicapai pada temperatur 1050C selama 24 jam. Diatas persyaratan suhu dan waktu itu , kadar air tanah dianggap nol dan mutlak tidak akan berubah lagi.
Prosedur selengkapnya dapat ditulis sebagai berikut :
-        Tanah yang akan diperiksa ditempatkan dalam cawan yang bersih, kering dan telah diketahui beratnya.
-        Cawan dan isinya kemudian ditimbang dan beratnya dicatat.
-        Tutup cawan kemudian ditimbang/dibuka dan cawan ditempatkan di oven pengering sampai berat contoh tanah konstan.
-        Cawan dan isinya ditutup, kemudian didinginkan dalam desikator.
-        Setelah dingin, ditimbang dan beratnya dicatat.
Perhitungan kadar air :
w = w1-w2/ w2-w3 x 100% ……………………………………………… (16)
    dimana :    w = kadar air (%)
w1 = berat cawan + tanah basah (g)
w2 = berat cawan + tanah kering (g)
w3 = berat cawan kosong (g)    
w1-w2 = berat air (g)
w2-w3 = berat tanah kering (g)


3.5.2 Bobot Isi Tanah Kering
Untuk mengukur bobot isi tanah, sample tanah yang diambil di lapangan harus dalam keadaan alami dan struktur tanah tidak terganggu (undisturbed). Sample tanah yang diambil dengan ring sampel akan memudahkan perhitungan bobot isi tanah. Prosedur perhitungan dari bobot isi tanah  yaitu:
  1. Sample tanah utuh (tanah + tutup + ring) yang diambil di lapangan ditimbang secara keseluruhan, kemudian dikurangi  dengan berat ring sampel dan tutup maka akan diperoleh berat tanah  kering udara.
  2. Dengan mengetahui kandungan air tanah (%) maka akan dapat dihitung berat tanah kering mutlak.
3.      Setelah diketahui berat kering mutlak, maka didapat bobot isi tanah dengan menggunakan persamaan.
3.5.3 Permeabilitas Tanah
1.      Contoh tanah diambil dari lapang dengan ring sampel kemudian direndam dalam baki selama 24 jam.
2.      Setelah perendaman selesai, contoh tanah yang sudah jenuh air dengan ringnya dipindahkan ke alat penetapan permeabilitas, kemudian dialiri air.
3.      Pengukuran jumlah air yang tertampung pertama dilakukan  setelah 5 jam,  selanjutnya setiap hari sampai 4 kali pengukuran. Terakhir diamati volume air yang keluar setelah melalui masa tanah selama 1 jam lagi. Ambil rata-rata pengukuran tadi.
                     Rumus untuk mengukur permeabilitas menggunakan rumus Darcy:
Permeabilitas (K) = Q/t x l/h x 1/A cm/jam .................................................. (17)
Q  =  banyaknya air yang mengalir setiap pengukuran (ml)
t    = waktu pengukuran (jam)
l    = tebal contoh tanah (cm)
h   = tinggi permukaan air dari permukaan contoh tanah (cm)
A  = luas permukaan contoh tanah (cm2

3.5.4 Porositas Tanah
            Ruang pori total adalah volume dari tanah yang ditempati oleh udara dan air. Persentase volume ruang pori disebut porositas. Porositas didefinisikan juga sebagai perbandingan antara isi pori tanah dan isi total tanah (Das, 1995). Porositas dicari dengan persamaan :
            Prosedur pengukuran porositas yaitu:
  1. Tentukan bobot isi tanah seperti prosedur sebelumnya.
  2. Dengan mengetahui nilai kepadatan partikel yaitu 2,65 (real density)3.      Besarnya nilai porositas diperoleh dengan menggunakan persamaan (2).
3.5.5 Kekuatan Gesek Tanah
Untuk mengukur kekuatan gesek digunakan alat cone penetrometer SR – 2. Prosedurnya yaitu (Muhaemin et al, 2004):
  1. Pasanglah shearing ring pada ujung spindle.
  2. Alat ini ditekan dengan beban 0 kg, 10 kg, 20 kg, 30 kg, 40 kg, 50 kg.
  3. Dengan menggunakan lengan torsi putarlah ring tadi secara perlahan-lahan. Selain 0 cm.
  4. Lakukan hal ini pada kedalaman 0 cm, 5cm, 10 cm, 15 cm, 20 cm, 25 cm. untuk kedalaman selain 0 cm, galilah dulu tanah dengan cangkul. Usahakan supaya penggalian dilakukan dengan hati-hati sehingga tanah yang akan diukur relatif tidak terganggu.
  5. Nilai tahanan gesek untuk perhitungan torsi spesifik adalah rata-rata dari enam kedalaman itu.     
3.5.6 Tahanan Penetrasi Tanah (Cone Indeks)
            Dalam mengukur tahanan penetrasi digunakan alat eijkelkamp penetrometer. Prosedurnya yaitu (Muhaemin et al, 2004):
  1. Pasangkan penetrometer dengan benar.
  2. Tentukan lokasi pengukuran. Usahakan agar posisi dan lokasi ini mewakili keadaan lahan yang akan diukur. Makin lunak tanahnya, makin rendah indeks kerucut tanah yang diperoleh. Pada dasarnya, makin banyak lokasi pengukuran, maka makin teliti hasil yang diperoleh.
  3. Letakkan penetrometer pada titik pengukuran. Tekanlah bagian atas penetrometer sehingga kerucutnya masuk ke dalam tanah dengan kecepatan tetap sebesar  ±  1 m/menit.
  4. Catatlah gaya yang diterima dalam tabel.
  5. Perbandingan antara gaya tekan yang diterima dengan luasan dasar kerucut adalah tahanan penetrasi (cone index)
  6.  
    Kesimpulan
    1. Pada uji kadar air terjadi perubahan maksimum sebesar 23,21 persen dengan nilai kadar air 46,07 persen pada dosis 10 ton/ha. Perubahan tersebut menunjukkan hubungan polynomial dengan koefisien determinasi R2 = 0,955.
    2. Pada bobot isi kering terjadi perubahan maksimum sebesar 20.33 persen dengan nilai bobot isi 0,98 gr/cm3 pada dosis 10 ton/ha. Perubahan tersebut menunjukkan hubungan polynomial dengan koefisien determinasi R2 = 0,990.
    3. Pada uji porositas terjadi perubahan maksimum sebesar 15,63 persen dengan nilai porositas 61,79 persen pada dosis 10 ton/ha. Perubahan tersebut menunjukkan hubungan polynomial dengan koefisien determinasi R2 = 0,992.
    4. Pada uji permeabilitas terjadi perubahan maksimum sebesar 359,44persen dengan nilai permeabilitas 8.27 cm/jam (agak cepat) pada dosis 10 ton/ha. Perubahan tersebut menunjukkan hubungan polynomial dengan koefisien determinasi R2 = 0.997.
    5. Pada uji kekuatan gesek tanah (shear stress) terjadi perubahan maksimum sebesar 31,11 persen dengan nilai kekuatan gesek tanah (shear stress)            0.0775 kgf/cm2 pada dosis 10 ton/ha. Perubahan tersebut menunjukkan hubungan polynomial dengan koefisien determinasi R2 = 0,995.
    6.      Pada uji tahanan penetrasi tanah terjadi perubahan maksimum sebesar  43,5 persen dengan nilai tahanan penetrasi tanah 40,39 N/cm2 pada dosis 10 ton/ha. Perubahan tersebut menunjukkan hubungan polynomial  dengan koefisien determinasi  R2 = 0,988.
    5.2 Saran
                                    Untuk mencegah evaporasi yang tinggi dari tanah sawah, pada saat penelitian sebaiknya digunakan peneduh, sehingga suhu pada tanah penelitian akan lebih terjaga. Disamping itu, dibutuhkan penyiraman berkala pada tanah.
                                Supaya didapat nilai optimum dari penelitian dengan menggunakan metode titik singgung dari kurva, sebaiknya digunakan range dosis kompos yang lebih besar (misalnya : 0 – 15 ton/ha), sehingga data yang dihasilkan akan lebih banyak dan lebih beragam. Data yang lebih beragam akan memudahkan pada saat analisis nilai optimum, karena kurva yang dihasilkan akan cenderung naik-turun (sinusoidal), sehingga akan didapatkan titik singgung antara dua kurva(linear dan polinomial), yang merupakan titik optimum dari tiap-tiap parameter sifat fisik dan mekanik tanah. Disamping itu, dibutuhkan parameter lain yang akan dijadikan pembanding dalam menentukan nilai optimum.

Tidak ada komentar:

Posting Komentar