peningkatan kualitas tanah sawah dan air buangan di saluran drainase pada tanah sulfat masam

127 Pages·2007·0.81 MB·Indonesian

PENINGKATAN KUALITAS TANAH SAWAH DAN
AIR BUANGAN DI SALURAN DRAINASE
PADA TANAH SULFAT MASAM

KHAIRIL ANWAR

SEKOLAH PASCA SARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2006
2
PERNYATAAN MENGENAI DISERTASI DAN
SUMBER INFORMASI

Dengan ini saya menyatakan bahwa disertasi “Peningkatan Kualitas Tanah
Sawah dan Air Buangan di Saluran Drainase pada Tanah Sulfat Masam” adalah
karya saya sendiri dan belum diajukan dalam bentuk apapun kepada perguruan
tinggi manapun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang
diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks
dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir disertasi ini.

Bogor, Mei 2006

Khairil Anwar
NRP.A226010031
3
ABSTRAK

KHAIRIL ANWAR. Peningkatan Kualitas Tanah Sawah dan Air Buangan di
Saluran Drainase pada Tanah Sulfat Masam. (Dibimbing oleh Supiandi Sabiham
sebagai ketua; dan Basuki Sumawinata, Asep Sapei, dan Trip Alihamsyah
sebagai anggota).

Oksidasi pirit pada tanah sulfat masam menurunkan kualitas tanah dan air
buangan dari sawah. Peningkatan kualitas tanah pada pertanaman padi dapat
dilakukan dengan pemberian bahan organik disertai dengan pengaturan air agar
selalu dalam keadaan reduktif. Perbaikan kualitas air petakan dilakukan dengan
pemberian air berkualitas baik (pH = 5,0) melalui pemanfaatan pasang besar
dimusim kemarau dan air hujan pada musim hujan, sedangkan untuk
memperbaiki kualitas air buangan dikembangkan sebuah sistem saluran
drainase.
Tujuan penelitian ini untuk mengetahui: (1) kemampuan kompos jerami padi
dalam meningkatkan kualitas tanah dan produksi padi; dan (2) kemampuan
biofilter dalam memperbaiki kualitas air buangan di saluran drainase; serta (3)
periode waktu drainase air petakan sawah yang tepat.
Penelitian dilakukan pada tanah sulfat masam (Typic Sulfaquept), terluapi
pasang besar (tipe B), di Kebun Percobaan Belandean, Balai Penelitian
Pertanian Lahan Rawa (BALITTRA), Kalimantan Selatan, pada musim kemarau
2003 dan musim hujan 2003/2004. Perlakuan untuk peningkatan kualitas tanah
berupa takaran pemberian kompos jerami padi, sedangkan perlakuan untuk
peningkatan kualitas air buangan berupa biofilter purun tikus (Eleocharis dulcis),
bulubabi (Eleocharis retroflaxa), dan kombinasinya dengan batu kapur kalsit atau
zeolit. Media filter tersebut ditempatkan pada saluran drainase.
Hasil penelitian menunjukkan bahwa pemberian kompos jerami mampu
memperbaiki kualitas tanah pada fase vegetatif, berupa peningkatan pH dan
bahan organik tanah serta penurunan Al-dd. pH tanah pada fase tersebut
merupakan indikator produksi padi pada musim kemarau dan hujan. Pemberian
kompos jerami sebesar 2,7 t/ha (setara berat kering) mampu meningkatkan hasil
gabah sebesar 48% pada musim kemarau dan 132% pada musim hujan.
Kualitas air buangan sangat ditentukan oleh kualitas air petakan sawah yang
akan dibuang. Kualitas air buangan dapat ditingkatkan setelah dialirkan melalui
biofilter purun tikus dan bulubabi seluas 6,25% dari luas tanam padi, dilanjutkan
melalui batu kapur kalsit (diameter 0,5-1,0 cm) seberat 78,125 kg/ha.
Sifat kimia tanah pada fase vegetatif sangat menentukan produksi padi,
karena itu air petak sawah pada pertanaman musim hujan perlu dibuang secara
intensif pada fase tersebut.
4
ABSTRACT

KHAIRIL ANWAR. Quality Improvement of Paddy Soil and Discharged Water in
Drainage Channel at Acid Sulphate Soil. (Under academic advisory of Supiandi
Sabiham as chairman, and Basuki Sumawinata, Asep Sapei, and Trip
Alihamsyah as members of advisory committee).

Oxidation of pyrite in acid sulphate soil reduced the quality of soil and
discharged water from paddy field. Improvement of soil quality in paddy
cultivation could be managed by addition of organic matter together with
regulating water to maintain its reductive condition. Water quality improvement
in the paddy field was conducted by addition of good quality water (pH= 5,0)
through utilization of high tide water in dry season and rain water during rainy
season while for improvement of discharged water, a system of drainage channel
was developed.
The objective of this research was to obtain information on: (1) the ability of
rice straw compost in improving soil quality and rice production; (2) the ability of
biofilter in improving the quality of discharged water in drainage channel; and (3)
the appropriate period for water drainage in rice field plot.
The research was conducted in acid sulphate soil (Typic Sulfaquept), with
flooding during high tide (B type) at experimental field Belandean, Research
Institute for Swamp Land Agriculture (BALITTRA), South Kalimantan, during dry
season of 2003 and rainy season of 2003/2004. Treatment for improving soil
quality was in the form of the rate of application of rice straw compost whereas
treatment for improving discharged water quality was in the form of biofilters
using purun tikus (Eleocharis dulcis), bulubabi (Eleocharis retroflaxa), and their
combination with calcite limestone and zeolite. Those media filters were placed
in drainage channel.
Research results indicated that the application of rice straw compost was
capable of improving soil quality during vegetative phase substantiated by
increasing soil pH and organic matter content, and decreasing exchangeable Al.
Soil pH in that phase constituted an indicator of rice production during dry and
rainy seasons. Application of rice straw compost as much as 2.7 t/ha (dry
weight equivalent) was capable of increasing the yield of rice by 48% in dry
season and 132% in rainy season.
Quality of discharged water was determined mostly by quality of water in the
plot of paddy field which would be discharged. Quality of discharged water could
be improved after being flowed through biofilter of purun tikus and bulubabi as
wide as 6.25% of the rice planting area and continued by flowing through calcite
limestone (diameter 0.5-1.0 cm) of as much as 78.125 kg/ha.
Soil chemical properties during vegetative phase highly affected rice
production. Therefore water in experimental plot of paddy field during rainy
season should be discharged intensively during that phase.
5
ABSTRACT

KHAIRIL ANWAR. Quality Improvement of Paddy Soil and Drained Water at
Acid Sulphate Soil. (Under academic advisory of Supiandi Sabiham as chairman,
and Basuki Sumawinata, Asep Sapei, and Trip Alihamsyah as members of
advisory committee).

Oxidation of pyrite in acid sulphate soil reduced the quality of soil and
drained water from paddy field. Improvement of soil quality in paddy cultivation
could be managed by addition of organic matter together with regulating of water
to maintain its reductive condition. Water quality improvement in the paddy field
was conducted by addition of good quality water (pH= 5,0) through utilization of
high tide water in dry season and rain water during rainy season while for
improvement of drained water, a system of drainage canal was developed.
The objective of this research was to obtain information on: (1) the ability of
rice straw compost in improving soil quality and rice production; (2) the ability of
biofilter in improving the quality of drained water, and (3) the appropriate period
for drained water in rice field plot.
This research was conducted in acid sulphate soil (Typic Sulfaquept), with
flooding during high tide (B type) at experimental field Belandean, Research
Institute for Swamp Land Agriculture (BALITTRA), South Kalimantan, during dry
season of 2003 and rainy season of 2003/2004. Treatment for improving soil
quality was in the form of the rate of application of rice straw compost whereas
treatment for improving drained water quality was in the form of biofilters using
purun tikus (Eleocharis dulcis), bulubabi (Eleocharis retroflaxa), and their
combination with calcite limestone and zeolite. Those media filters were placed
in drainage canal.
Research results indicated that the application of rice straw compost was
capable of improving soil quality during vegetative phase substantiated by
increasing soil pH and organic matter content, and decreasing exchangeable Al.
Soil pH in that phase constituted an indicator of rice production during dry and
rainy seasons. Application of rice straw compost as much as 2.7 t/ha (dry
weight equivalent) was capable of increasing the yield of rice by 48% in dry
season and 132% in rainy season.
Quality of drained water was determined mostly by quality of water in the
plot of paddy field, which would be drained. Quality of drained water could be
improved after being flowed through biofilter of purun tikus and bulubabi as wide
as 6.25% of the rice planting area and continued by flowing through calcite
limestone (diameter 0.5-1.0 cm) of as much as 78.125 kg/ha.
Soil chemical properties during vegetative phase highly affected rice
production. Therefore, water in experimental plot of paddy field during rainy
season should be drained intensively during that phase.
6
PENINGKATAN KUALITAS TANAH SAWAH DAN
AIR BUANGAN DI SALURAN DRAINASE
PADA TANAH SULFAT MASAM

KHAIRIL ANWAR

Disertasi
sebagai salah satu syarat memperoleh gelar
Doktor pada
Departemen Ilmu Tanah dan Sumber Daya Lahan

SEKOLAH PASCA SARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2006
7
Judul Disertasi : Peningkatan Kualitas Tanah Sawah dan Air Buangan
di Saluran Drainase pada Tanah Sulfat Masam

Nama : Khairil Anwar
NRP : A226010031
Program Studi : Ilmu Tanah

Disetujui
Komisi Pembimbing

Prof. Dr. Ir. Supiandi Sabiham, M.Agr. Dr. Ir. Basuki Sumawinata, M.Agr.
Ketua Anggota

Prof.Dr. Ir. Asep Sapei, M.S. Dr.Ir. Trip Alihamsyah, M.Sc.
Anggota Anggota

Diketahui
Ketua Program Studi Ilmu Tanah Dekan Sekolah Pasca Sarjana

Dr, Ir. Komaruddin Idris, M.S. Dr. Ir. Khairil Anwar Notodiputro, MSc.

Tanggal Ujian: 5 Mei 2006 Tanggal Lulus :
8
PRAKATA

Penelitian yang berjudul “Peningkatan Kualitas Tanah Sawah dan Air
Buangan di Saluran Drainase pada Tanah Sulfat Masam” dipersiapkan dan
dilaksanakan di KP. Belandean, dan Laboratorium tanah, air dan tanaman Balai
Penelitian Pertanian Lahan Rawa (Balittra), Banjarbaru, Kalimantan Selatan,
sejak Maret 2003 hingga April 2004.
Pada kesempatan ini, dengan segala ketulusan hati, penulis
mengucapkan terima kasih atas segala bimbingan, nasehat, dorongan dan
fasilitas, kepada Bapak Prof. Dr. Supiandi Sabiham, M.Agr. selaku Ketua Komisi
Pembimbing; dan Bapak Dr. Ir. Basuki Sumawinata, M.Agr.; Bapak Prof. Dr. Ir.
Asep Sapei, M.S; dan Bapak Dr. Ir. Trip Alihamsyah M.Sc. sebagai anggota
komisi pembimbing.
Ucapan terima kasih juga penulis sampaikan kepada Dr.Ir. Achmadi
Jumberi M.S. dan kepala Balittra (Dr. Ir. Trip Alihamsyah M.Sc.) yang telah
memberikan fasilitas penelitian, saran-saran dan dorongan dalam penelitian dan
penyelesaian disertasi ini. Kepada staf laboratorium tanah dan staf KP.
Belandean, yang telah membantu penelitian di lapangan dan laboratorium
diucapkan terima kasih. Kepada teman-teman peneliti Balittra dan rekan-rekan
mahasiswa Pasca Sarjana Program Studi Ilmu Tanah IPB yang senantiasa
memberi bantuan dan doa, serta dorongan dalam penyelesaian disertasi
diucapkan terima kasih.
Kepada orang tua yang selalu mendoakan, dan ibu mertua, saudara ipar
dan keluarga besar isteri yang membantu tenaga dan materi kepada anak dan
isteri penulis yang ditinggalkan di Banjarmasin, diucapkan banyak terima kasih.
Mudah-mudahan semua amal baik yang telah diberikan kepada penulis
tersebut mendapat balasan dari Allah SWT. Semoga hasil penelitian ini dapat
dijadikan informasi dan bermanfaat bagi peningkatan produktivitas tanah sulfat
masam.

Bogor, Mei 2006

Khairil Anwar
9
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Negara, sebuah kota kecil yang berdiri diatas lahan
rawa lebak, di Kalimantan Selatan, pada 4 Juni 1960 sebagai anak ketiga dari
enam bersaudara dari Ibu Bastiah (alm.) dan ayah Mursid.
Pendidikan sarjana pertanian bidang keahlian ilmu tanah ditempuh di Institut
Pertanian Bogor (IPB), dan lulus pada tahun 1983. Pada tahun 1986 mendapat
kesempatan sekolah S2 di Universitas Padjadjaran Bandung dengan bidang
kajian utama kesuburan tanah dan gizi tanaman, lulus tahun 1989.
Penulis adalah Peneliti Madya bidang peningkatan produktivitas lahan pada
Balai Penelitian Pertanian Lahan Rawa (Balittra) yang berkedudukan di
Banjarbaru, Kalimantan Selatan. Ia bekerja di Balai tersebut sejak Januari 1984.
Kegiatan berkaitan dengan keilmuan yang telah dilakukan, antara lain sebagai
kepala Laboratorium tanah, air dan tanaman (1984-1986 dan 1995-2001),
melakukan penelitian pemupukan dan tata air, serta penelitian pengembangan
teknologi tata air skala hamparan tersier untuk tanaman pangan di lahan sulfat
masam, sebagai asisten surveyor pada survei lahan rawa Delta Pulau Petak
(kerjasama Belanda-Indonesia) dan survei lahan kering di Pulau Laut,
Kalimantan Selatan. Dalam periode tahun 1994-2005 telah melakukan survei
kesesuaian lahan rawa pasang surut, rawa lebak dan lahan kering untuk
Rencana Tata Ruang Satuan Pemukiman (RTSP) Transmigrasi Kalimantan
Selatan sebanyak 28 lokasi UPT (Unit Pemukiman Transmigrasi).
Pada tahun 2001 ia ditugaskan oleh Badan Litbang Pertanian dengan biaya
PAATP untuk mengikuti Program Doktor di IPB, mengambil bidang kajian ilmu
tanah. Penelitian pada S1, S2 dan S3 semuanya mengenai tanah sulfat
masam.
Penulis menikah dengan Ir. Trisnawati pada tahun 1989 dan dikaruniai dua
orang puteri, yaitu Khairina Nadya dan Andini Rezeki.
10
DAFTAR ISI

Halaman
DAFTAR TABEL............................................................................................... ix
DAFTAR GAMBAR ......................................................................................... x
DAFTAR LAMPIRAN....................................................................................... xiii
PENDAHULUAN.............................................................................................. 1
Latar belakang............................................................................................ 1
Tujuan Penelitian ...................................................................................... 3
Manfaat Penelitian .................................................................................... 3
Hipotesis..................................................................................................... 3
TINJAUAN PUSTAKA...................................................................................... 5
Tanah sulfat masam................................................................................... 5
Proses Kimia Tanah Sulfat Masam pada Suasana Oksidasi Reduksi .... 6
Dampak Oksidasi – Reduksi pada Tanah Sulfat Masam. ........................ 12
Upaya Penanggulangan Dampak Oksidasi Pirit....................................... 15
Peranan Bahan Organik sebagai Bahan Ameliorasi Tanah .................... 17
Khemofilter................................................................................................. 19
Biofilter........................................................................................................ 21
KARAKTERISTIK LOKASI PENELITIAN ....................................................... 23
Rasional .................................................................................................... 23
Bahan dan Metode..................................................................................... 23
Hasil dan Pembahasan.............................................................................. 24

KEMAMPUAN BIOFILTER TERHADAP AKUMULASI Fe DAN S, DAN
KHEMOFILTER TERHADAP PENINGKATAN pH AIR................................... 33
Rasional .................................................................................................... 33
Bahan dan Metode .................................................................................... 34
Hasil dan Pembahasan ............................................................................. 35

PENGARUH KOMPOS JERAMI TERHADAP KUALITAS TANAH,
KELARUTAN Fe2+ , SO 2-, DAN PRODUKSI PADI ........................................ 44
4
Rasional .................................................................................................... 44
Bahan dan Metode .................................................................................... 45
Hasil dan Pembahasan ............................................................................. 48

PERBAIKAN KUALITAS AIR BUANGAN DARI PETAKAN SAWAH YANG
DIALIRKAN MELALUI BIOFILTER.................................................................. 75
Rasional .................................................................................................... 75
Bahan dan Metode .................................................................................... 75
Hasil dan Pembahasan ............................................................................. 77

PEMBAHASAN UMUM ................................................................................... 87
KESIMPULAN DAN SARAN............................................................................ 93
Kesimpulan ................................................................................................. 93
Saran ...................................................................................................…....94
DAFTAR PUSTAKA......................................................................................... 96