KULIAH KONSERVASI TANAH DAN AIR (5)FAKTOR FAKTOR YANG MEMPENGARUHI EROSI

ACHMAD KASIYANI

INSTITUT PERTANIAN (INTAN)

YOGYAKARTA

BAB VI. FAKTOR YANG MEMPENGARUHI EROSI

A. IKLIM (R )

B. TOPOGRAFI (LS)

C. VEGETASI ( C )

D. TANAH (K)

E. MANUSIA (P)

EROSI MERUPAKAN FUNGSI

EROSIVITAS

CURAH HUJAN

ERODIBILTAS

PENGELOLAAN/MANAJEMENSIFAT FISIKA TANAH

ENERGI PENGELOLAAN LAHAN PENGELOLAAN TANAMAN

A = R x K x LS x P x C

A = ƒ (R K LS C P)

A = f (R, K, LS, C, P)

PERSAMAAN UNIVERSAL KEHILANGAN TANAH TERSEROSI

A = besarnya tanah tererosi (t/ha/th)

R = faktor curah hujan dan aliran permukaanK = faktor erodibilitas tanah, butir tanah lepas

L = faktor panjang lereng, menumpuknya air dipermukaan

S = faktor kecuraman lereng, kecepatan aliran air

C = faktor vegetasi penutup tanah, menghambat aliran air

P = faktor tindakan khusus konservasi tanah, menghambat aliran

PENJELASAN

A Banyaknya tanah tererosi dalam ton/ha/th laju erosi

R Faktor curah hujan dan aliran permukaan, yaitu jumlah satuan indeks erosi hujan, yang

merupakan perkalian antara energi hujan total dengan intensitas hujan maksimum 30 menit

(I30) tahunan

K Faktor erodibilitas tanah, yaitu laju erosi per indeks erosi hujan ® untuk suatu tanah yang

didapat dari petak percobaan standar (uk 22,1 m terletak pada lereng 9% tanpa tanaman

(K = A/R)

L Faktor panjang lereng, yaitu nisbah antara besarnya erosi dari tanah dengan suatu panjang

lereng tertentu terhadap erosi dari tanah dengan panjang lereng 22,1 m di bawah keadaan

yang identik

S Faktor kecuraman lereng, yaitu nisbah antara besarnya erosi yang terjadi dari suatu tanah

dengan kecuraman lereng tertentu terhadap besarnya lereng 9% dibawah keadaan yang

identik

C Faktor vegetasi penutup tanah dan pengelolaan tanaman, yaitu nisbah antara besarnya

erosi dari suatu areal dengan vegetasi penutup dan pengelolaan tanaman tertentu

terhadap besarnya erosi tanah yang identik dengan tanpa tanaman

P Faktor tindakan-tindakan khusus konservasi tanah (pengolahan dan penanaman menurut

kontur, penanaman dalam strip,guludan, teras) yaitu nisbah antara besarnya erosi dari tanah yang

diberi perlakuan tindakan konservasi khusus, seperti pengolahan mnrt kontur, penanaman strip atau

teras, terhadap besarnya erosi dari tanah yang diolah searah lereng, dalam keadaan yang identik

FAKTOR PENYEBAB EROSI

Kehilangan tanah akibat erosi dipercepat menurut USLE (Univ. Soil Loss Eqn):

A = RKLSCP

A = prediksi kehilangan tanah dalam metrik ton/ha/th

R = CH intensitas lebih penting dari jumlah, terutama intensitas tertinggi selama30 menit I Ek↑, R= rainfall erosion index

K = sifat tanahnya, nilainya: 0-0,6.

K < 0.2 normal untuk tanah pasir & tanah pasir

K = 0.2-0.3 KI sedang, stabilitas aggregat sedang

K > 0.3 KI rendah, mudah terserosi

Karakteristik tanah yang paling mempengaruhi erosi:

Stabilitas aggregat

Kapasitas infiltrasi, dipengaruhi oleh:

Tekstur - BO

Jenis dan jlh liat mengembang - Kedalaman tanah

………………………….……….sambungan penyebab erosi

LS : panjang dan kecuraman slope atau lereng (faktor topografi). Bila slope curamkecepatan runoff >>. Secara teori : bila V double kemampuan air bawa partikel 64 kali >>, bawa suspensi 32 kali >>, dan tenaga erosive 4 kali >>. Bila panjang slope 2 kali >> tanah hilang jadi 2.6 kali >>

C : Cropping system dan management factor. Penutupan tanah oleh hutan dan padangrumput > legume dan rumput makanan hewan > gandum dan oat > jagung, kedelai, kentang > tanah bera. Nilai C untuk lokasi tertentu tergantung pada:

Tanaman yang sedang tumbuh

Fase pertumbuhan tanaman

Penolahan tanah

Management lainnya

Nilai C berkisar dari 0.1 (hutan dengan residu tanaman yajg banyak di permukaan tanah) sampai ~ 1.0 ( sangat sedikit residu atau hampir bera)

P: faktor penyangga eg. Contouring till, strip cropping, terracesing, grassed waterways. Nilai P meningkat dengan kelerengan (slope)

R INTENSITAS CURAH HUJAN

Intensitas hujan

(mm/jam)

Klasifikasi intensitas hujan

0 – 5 Sangat rendah

6 – 10 Rendah

11 – 25 Sedang

26 – 50 Agak tinggi

51 – 75 Tinggi

> 75 Tinggi

Lamanya hujan (mnt) Intensitas rata-rata

(mm/jam)

Jumlah air yang jatuh

(mm)

8 150 20

20 60 20

40 30 20

60 20 20

120 17,50 35

180 16,75 50

IKLIM –SIFAT-SIFAT MINIMUM SUATU CURAH HUJAN LEBIH

Tabel klasifikasi

intensitas hujan

Intensitas hujan (mm/jam) Diameter median butir hujan

(mm)

0,25 0,75 – 1,00

1,25 1,00 – 1,25

2,50 1,25 – 1,50

12,50 1,75 – 2,00

25,00 2,00 – 2,25

50,00 2,25 – 2,50

100,00 2,75 – 3,00

150,00 3,00 – 3,25

Diameter butir (mm) Kecepatan jatuh(m/dt)

1,25 4,85

1,50 5,51

2,00 6,58

3,00 8,06

4,00 8,86

5,00 9,25

6,00 9,30

Hubungan antara intensitas

hujan dengan diameter

median butir hujan

Kecepatan jatuh berbagai

ukuran butir hujan setelah jatuh

dari ketinggian 20 m

K PROSES TERJADINYA EROSI AIR

PERENDAMAN OLEH

AIR HUJAN

(TERGENANG)PEMINDAHAN BUTIR

PRIMER OLEH PERCIKAN

AIR HUJAN

ENERGI TUMBUK BUTIR

HUJAN KE TANAH PENGHANCURAN STRUKTUR BUTIR

TANAH, AGREGAT

PENGANGKUTAN BUTIR

OLEH ALIRAN AIR

STRUKTUR TANAH

TERDISPERSI

PERMUKAAN TANAH

TERJADI EROSI AIR

LS TOPOGRAFI

Ada dua sifat topografi yang sangat berpengaruh terhadp erosi

1. Kemiringan lereng

Dinyatakan dalam derajat atau persen. Dua titik berjarak 100m yang mempunyai

selisih tinggi 10 m, membentuk lereng 10%. Kecuraman lereng 100 % sama dengan

kecuraman lereng 45o

Zingg (1940) mendapatkan rumus hubungan antara kemiringan lereng dengan

ebsarnya erosi ;

X = CSm

X = berat tanah tererosi

S = kemiringan lereng dalam %

m = konstanta lereng

2. Panjang lereng

Dihitung dari titik pangkal terjadinya aliran permukaan sampai suatu titik di manaair masuk kedalam saluran atau sungai. Atau di mana kemiringan lereng berubahsedemikian rupa. Semakin panjang lereng , pada ujung lereng akan terkumpul airdan mempunyai kekuatan /energi yang besar

3. Konfigurasi lereng

Bentuk cembung, cekung. Erosi lembar lebih hebat pada pertmukaan cembung,sedang pada permukaan cekung cenderung terbentuk erosi alur atau parit.

4. Keseragaman lereng

Yang tidak seragam akan berpengaruh banyak pada kecepatan, kekuatan merusak

5. Arah lereng

Lereng yang mengarh ke selatan akan mengalami erosi yang lebih besar daripada yang menghadap ke utara.

C PERAN VEGETASI

1. Distribusi air hujan yang jatuh

2. Intersepsi hujan oleh tumbuhan, (1). akan mengurangi jumlah air yang

sampai ke tanah sehingga mengurangi aliran permukaan, (2). Mengurangi

kekuatan merusak butir hujan yang jatuh menimpa tanah

3. Aliran batang

Besarnya energi air hujan yang jatuh melalui batang tergantung pada

besarnya sudut yang dibentuk antara batang dan tanah

4. Tetesan tajuk

Volume tetesan tajuk adalah jumlah air hujan yang tertampung

sementara di tajuk dikurangi dengan air aliran batang.

5. Lolosan tajuk

Air hujan yang meninpa tajuk dan sampai ke permukaan tanah secara

langsung

6. Erosivitas hujan setelah melalui tajuk fungsi tajuk mengurangi energi

hujan yang akan jatuh ke atas permukaan tanah

7. Pengaruh vegetasi untuk mengurangi aliran permukaan dan kekuatan

perusak tanah

8. Pengaruh akar tumbuhan pola perakaran tumbuhan

9. Kegiatan biologi tanah pernaikan porositas dan stabilitas agregat tanah

Mechanism of rainfall interseption through tree canopy

6

5

4

3

2

11

7

hujan

2

3

4

5

Intersepsi hujan

Aliran batang

Jatuhan air hujan

Aliran cabang

6

7

Air tersimpan di seresah

Air disimpan di permukaan tanah

Sistem pengelolaan tanaman untuk

pengendalian erosi metode vegetatif

Metode vegetatif menggunakan

tanaman kayu (pohon) dan

cover crops

P PENGELOLAAN TANAMAN

AKTIVITAS MANUSIA UNTUK KONSERVASI

Peran manusia terhadap alamdan lingkungan pada erosi

longsor

Pengendalian erosi dengan

metode vegetatif

Pengendalian erosi dengan

metode mekanis

BAB III. MASALAH EROSI DAN AKIBATNYA (Sitanala)

A. SIFAT DAN FUNGSI TANAH

B. KERUSAKAN TANAH DAN BADAN AIR

C. DAMPAK EROSI

D. SEDIMEN DAN NISBAH PELEPASAN SEDIMEN

E. SELEKTIVITAS EROSI DAN NISBAH PENGKAYAAN TANAH

F. UPAYA PENYELAMATAN SUMBERDAYA ALAM (TANAH, AIR DAN

HUTAN

G. PENGELOLAAN TANAH DAN SISTEM USAHATANI

H. PEMBUKAAN TANAH DAN EROSI

I. TINDAKAN KONSERVASI TANAH DAN AIR UNTUK MENGATASI BANJIR

DAN KEKERINGAN

SIFAT DAN FUNGSI TANAH

Ilmu Tanah : memandang tanah menjadi dua konsep utama :

1. Sebagai hasil pelapukan bahan induk melalui proses biofisika-kimia

Tanah sebagai benda alami yang berproses dan bereaksi biofisika-kimia yang

berperan dalam proses tersebut, kandungan senyawa dan unsur di dalamnyadan jenis serta penyebarannya kemudian dikenal ilmu fisika tanah, kimia

tanah, biologi tanah, mineralogi dan genesis tanah

2. Sebagai habitat tanaman

Tanah sebagai tempat tumbuh dan penyedia unsur hara bagi tumbuhan.

Dari sini dapat dikenali adanya perbedaan produktivitas, perbedaan

kesesuaian atau kemampuan penggunaan tanah, mengembangkan cara cara

meningkatkan produktivitas, memelihara kelestarian fungsi tanah danmemperbaiki tanah yang rusak.

TANAH

T = f (I, O, B, R, W) – S =ƒ(C,O,M,R,T)

I = iklim

O = jasad hidup/organisme

B = batuan/bahan induk

R = relief/topografi

E = waktu

Horizonisasi tanah dibawah

savanah/padang rumput

Pembentukan Horizon tanah di alam

KERUSAKAN TANAH DAN BADAN AIR

KERUSAKAN TANAH

1. Kehilangan unsur hara dan bahan organik tanah, di daerah perakaran

tanaman

2. Terakumulasinya garam didaerah perakaran (permukaan tanah) tanaman

atau terungkapnya unsur atau senyawa racun bagi tanaman

3. Penjenuhan tanah oleh air (water logging)

4. Terjadi erosi tanah

KERUSAKAN BADAN AIR

1. Badan air adalah wadah tempat berkumpulnya air yang dibentuk

berdasarkan kekuatan alam atau buatan manusia yang kesemuanya untuk

kepentingan bagi manusia dan makhluk hidup lainnya.

2. Badan air dapat berbentuk sungai, danau (terbentuk oleh dan atau karena

proses alamiah) waduk, reservoir (terbentuk oleh campur tangan manusia)

PENYEBAB KERUSAKAN TANAH DAN BADAN AIR

KERUSAKAN TANAH

1. Hilangnya unsur hara dari dalam tanah menurunnya tingkat kesuburan tanah,

tanah tidak mampu lagi menyediakan unsur hara yang dibutuhkan oleh

tanaman, tidak mampu mnyediakan unsur hara secara seimbang untuk

mendukung tumbuh tanaman secara normal.

2. Terombaknya bahan organik tanah dan pelapukan bahan mineral yang

kemudian diikuti oleh pencucuian unsur hara tanaman

3. Terangkutnya sejumlah unsur hara bersamaan dengan saat panen, yang

kemudian tidak mengembalikan limbah ke dalam lahan pertanaman.

Prosesnya akibat perombakan BO dan pelapukan mineral diikuti oleh pencucian

unsur hara melalui run off dan proses infiltrasi air ke dalam tanah

4. Rusaknya struktur tanah menyebabkan tanah mudah tererosi. Erodibilitas tanah

meningkat (lihat setelah penebangan hutan).

KERUSAKAN BADAN AIR

1. Hilang atau mengeringnya mata air serta menurunnya kualitas

air

2. Terjadinya sedimentasi pada dasar badan air (waduk, sungai)

selain mengakibatkab rusaknya badan air juga rusaknya mutu air

karena proses sedimentasi

DAMPAK EROSI

Bentuk dampak Dampak di tempat kejadian erosi Dampak diluar tempat kejadian

Langsung Hilangnya lap. Tanah yang kaya unsur

hara tanaman

Pelumpuran atau sedimentasi badan air

Meningkatnya penggunaan energi unt

produksi

Tertimbunnya lahan, bangunan

Kemerosotan prduktivitas tanah bahkan

infertile

Hilangnya mata air dan kualitas air

Rusaknya bangunan konservasi Rusaknya ekosistem perairan

Pemiskinan petani penggarap Kehilangan nyawa, kerusakan fisik dan

kerugian

Meningkatknya areal banjir dan frekuensi

Ancaman kekeringan pada musim

kemarau

Tidak langsung Berkurangnya alternatif penggunaaan

lahan

Memendeknya umur guna lahan

Timbulnya dorongan untuk membuka

lahan baru

Timbulnya penyediaan dana untuk

rehabilitasi/rekonstruksi

PENGELOLAAN TANAH

DAN SISTEM USAHATANI PRODUKTIVITAS

TANAMAN

SISTEM USAHATANI

TANAH MEDIA TUMBUH TANAMAN

PEMUPUKAN POTENSI TANAMAN

PERBAIKAN STRUKTUR/AGREGAT

TANAH

PERBAIKAN PORI (UDARA DAN AIR) TANAH

PENGELOLAAN TANAH/MEDIA TUMBUH

PENCEGAHAN EROSI

PERBAIKAN DRAINASE

PENAMBAHAN BAHAN ORGANIK TANAH

MEKANIS/FISIK

BIOLOGI

PENGELOLAAN TANAH DAN SISTEM USAHATANI

Pengelolaan Tanah = kegiatan penyusunan rencana penggunaan tanah,

konservasi tanah dan air, pengolahan tanah dan pemupukan tujuan untuk

mempersipakan media tumbuh yang sesuai bagi tanaman untuk bisa

menghasilkan secara optimal secara berkelanjutan

Tanah sebagai media tumbuh bukan tak terbatas

Sistem usahatani dan ancaman erosi, dapat diklasifikasikan berdasarkan

berbagai kriteria seperti jenis komoditi yang diusahakan, cara penyediaan air,

pergiliran tanaman, intensitas penggunaan tanah, dan sebagainya

Joosten (1962) membuat klasifikasi sistem usahatani berbasis tanaman,

didasarkan pada siklus penggunaan tanah

R = N X 100

N + M

R = Sistem usahatani

N = Jumlah tahun ber turut-turut sebidang tanah yang digunakan untuk usahatani

M = jumlah tahun tanah yang tidak digunakan untuk usahatani/bera

Apabila nilai R > 66 = sistem usahatani menetap

Apabila nilai R < 66 = sistem usahatani tidak menetap/bera

Pada sistem usahatani menetap dengan R antara 66 – 300

Nilai R = 150 menunjukkan bahwa 50% areal ditanami 2 kali /tahun

Nilai R = 300 menunjukkan bahwa seluruh bidang tanah ditanami 3 kali/tahun

Nilai R = 33 menunjukkan bahwa usahatni tidak menetap (shifting cultivation) = (slash and burn agriculture)

KLASIFIKASI USAHATANI

Berdasarkan atas ketersediaan air

Lahan sawah (lowland)

Lahan kering (upland)

Berdasarkan atas siklus penggunaan lahan dan ketersediaan air

Usahatani menetap yang terdiri atas sawah dan usahatani lahan kering

Usahatani tidak menetap yang dapat berupa ladang atau usahatani

bera

PENGARUH CARA PEMBUKAAN TANAH TERHADAP EROSI

DAN HASIL PANEN JAGUNG (LAL 1981)

Cara pembukaan tanah

Cara pengolahan tanah

Besarnya erosi ton/ha/th

Hasil jagung ton/ha/th

Erosi/hasil jagung ton/ton

Nilai nisbi

Tradisional Tanpa olah, penanaman tradisonal

0,001 0,50 0,02 1

Manual Tanpa olah 0,40 1,56 0,25 13

Diolah konvensional

4,60 1,59 2,09 105

Traktor rantai/pisau pemotong

Tanpa olah 3,80 1,98 1,92 96

Traktor rantai, pendorong pohon

Tanpa olah 15,40 1,36 11,32 566

Traktor rantai, pendorong pohon

Diolah konvensional

19,60 1,75 11,20 560

Rata-rata produksi gabah pada berbagai lama

penggunaan lahan (Lanya, 1996)

Hubungan produktivitas dengan kedalaman tanah

tererosi (Shah, 1982

Hubungan laju erosi dengan dengan curah hujan tahunan (Hudson,

1973)

PREDIKSI JUMLAH (VOLUME) ALIRAN PERMUKAAN

1. Digunakan untuk merencanakan saluran-saluran air, bendung, teras dan saluran penyalur air lainnya

2. Metode maksimum hujan-infiltrasi,

V = A (I – F)

V = Volume aliran permukaan

A = Luas daerah tampung

I = Curah hujan kumulatif, yang diambil dari curah hujan maksimum yang diharapkan akan terjadi dalam suatu interval tertentu, misalnya 50 tahun

F = Infiltrasi kumulatif

1. Metode Dinas Konservasi Tanah USA (US-SCS)

Volume aliran permukaan (Q) besarnya tergantung pada curah hujan © dan volumesimpanan yang tersedia untuk menahan air (S). Penahanan aktual (F) adalah perbedaanantara curah hujan dan aliran perrmukaan. Sementara Ia adalah volume air hujan padapermulaan hujan.

F = Q

SP-Ia

1. Metode Pengukuran Debit

Q = A V

Q = debit air (m3/dt)

A = Luas Penampang saluran ( m2)

V = Kecepatan air (m/dt)

TUGAS MAHASISWA

MK KTA

1. Konservasi tanah diartikan sebagai penempatan setiap bidang tanah pada

cara penggunaan yang sesuai dengan kemampuan tanah dan

memperlakukannya sesuai dengan syarat syarat yang diperlukan agar

tidak terjadi kerusakan tanah.

Uraikan apa saja indikator kemampuan tanah yang bisa menurunkan

kemampuan tanah untuk mendukung pertumbuhan tanaman

2. Apa yang dimaksud dengan badan air dalam konteks dengan konservasi

air ? Sebutkan bentuknya ?

3. Uraikan apa saja jenis kerusakan yang mungkin terjadi pada masing

masing badan air? Bagaimana proses terjadinya kerusakan pada masingmasing badan air di atas ?