INDEKS PRODUKTIVITAS TANAH

INDEKS PRODUKTIVITAS

TANAH

PRODUCTIVITY INDEX RATING OF SOILS

Sumber: Productivity index rating of some soils in the Tolon/Kumbungu district of the Northern region of Ghana . Imoro Abukari Ziblim, Daniel Okai-Anti and E. Augustine Asmah. Journal of Soil Science and Environmental Management Vol. 3(6), pp. 154-163, 2012

Indeks Produktivitas (PI) dapat digunakan untuk menilai (rating) tanah-tanah menurut kesesuaiannya untuk produksi

tanaman. Beberapa serie tanah dinilai (diuji) potensi produksinya, yaitu Serie Nyankpala (NS), Serie Changnayili (CS) dan Serie Kpelesawgu (KS), dievaluasi kesesuaiannya saat sekarang dan di masa mendatang , serta untuk memperkirakan tindakan apa saja untuk memperbaiki

produktivitasnya.

Tanaman uji dapat digunakan jagung, kedelai dan kac tanah.

Soil samples were taken from 0 to 20 cm and 20 to 40 cm depths, and soil and crop data were rated and scaled using 100% as the optimum and the

Productivity index (PI) ratings for the series were computed.


Sumber: Productivity index rating of some soils in the Tolon/Kumbungu district of the Northern region of Ghana . Imoro Abukari Ziblim, Daniel Okai-Anti and E. Augustine Asmah. Journal of Soil Science and Environmental Management Vol. 3(6),

pp. 154-163, 2012

Seri tanah KS mempunyai nilai PI lebih tinggi, sedengkan seri tanah NS nenounyai nilai PI paling

rendah.This might mean that KS has higher productivity

potential than both CS and NS. All three soil series showed low current suitability for crop production, however, given prudent soil

management practices, the soils would be potentially suitable for crop production.

Direkomendasikan pengelolaan tanah dilakukan untuk memperbaiki pH tanah dan memasukkan

bahan organik untuk meningkatkan produktivitasnya.



pp. 154-163, 2012

Produktivitas tanah merupakan kemampuan tanah menghasilkan suatu jenis tanaman pada kondisi pengelolaan tertentu.

Produktivitas menekankan kapasitas tanah untuk memproduksi tanaman dan harus dinyatakan dalam bentuk “hasil tanaman” (Brady

and Weil, 1999).

To quantify soil productivity, there have been several attempts at devising systems that provide a productivity index, or rating, by means of numerical or parametric methods or approach (Delgado and Lopez,

1998). Model Indeks Produktivitas (PI) merupakan ukuran

produktivitas tanah.

1. Brady NC, Weil RR (1999). The nature and properties of soil. 12th ed. Prentice Hall, New Jersey, USA. p. 852. 2. Delgado F, Lopez R (1998). Evaluation of soil degradation impact on the productivity of Venezuelan soils. Adv. GeoEcol.,

31:133-142.



pp. 154-163, 2012

Productivity index is an algorithm based on the assumption that crop yield is a function of root-growth, including rooting

depth, which is controlled by the soil environment (Lindstrom et al., 1992).

1. Lindstrom MJ, Schumacher TF, Jones AJ, Gantzer CJ (1992). Productivity index model comparison for selected soils in North Central United States. J. Soil and Water Conserv., 47(6): 491-494.

Indeks Produktivitas

Tanah

Pertumbuhan akar

Kedalaman perakaran

Lingkungan Tanah



Indeks productivitas didasarkan pada sifat-sifat tanah yg mudah diukur untuk memprediksi efek lingkungan tanah

terhadap pertumbuhan tanaman.

Penilaian IP biasanya terdiri atas persamaan matematis yg diturunkan secara empirik, untuk menghubungkan

produktivitas dengan nilai-nilai parametrik dari sifat-sifat tanah.

Setiap sifat tanah mempunyai kiisaran nilai numerik tertentu, dan kemudian nilai-nilai ini dimasukkan ke dalam persamaan matematik

untuk menghitung IP (Ilaco, 1981).

1. Ilaco BV (1981). Agricultural compendium for rural development in the tropics and sub-tropics. Elsevier, Amsterdam. p. 739



pp. 154-163, 2012

Efek kombinasi dari berbagai faktor (parameter) lebih bersifat multiplikatif (perkalian) dan bukan adetif

(penjumlahan).

IP mempunyai keuntungan karena tidak terlalu terpengaruh oleh perubahan teknologi, dibandingkan dnegan model

produktivitas yang berdasarkan hasil tanaman.

Akan tetapi metode evaluasi IP ini lebih sesuai untuk aplikasi lokal, dan kurang sesuai untuk maplikasi universal (Russell,

1988).

1. Russell EW (1988). Soil conditions and plant growth. Wild, A. (ed.), 11th edition. Longman Group UK Ltd. Reino Unido. ISBN 0-582-44677-5. pp. 357- 991.



pp. 154-163, 2012

Metode-metode untuk evaluasi Produktivitas Tanah

Ada berbagai macam teknik dan filosofi evaluasi produktivitas tanah. Beberapa metode lebih berkonsentrasi pada derajat kesesuaian sifat-

sifat tanah, dan metode lainnya lebih mneekankan pada faktor pembatas tanah untuk penggunaan tertentu.

Beberapa metode mengelompokkan tanah menjadi beberapa (order, class dan tipe tanah), sedangkan metode lainnya menggunakan

pendekatan hierarkhis.

Other systems have one category, and these are frequently parametric. In these later systems, mathematical formulae are applied such that

the final result is expressed in numerical terms. These can be additive or with a multiplicative scheme, the latter

offering better results.



pp. 154-163, 2012

Metode-metode parametrik yang dikembangkan oleh McRae dan Burnham (1981), dianggap sederhana, objective, quantitatif, dapat

dipercaya, mudah dipahami dan diaplikasikan, dan mudah dimodifikasi dan disessuaikan dengan penggunaan baru.

Pierce et al. (1983) menggunakan model indeks produktivitas untuk memprediksi produksi tanaman berdasarkan data-data tentang WHC (water-holding capacity) tanah, pH, dan resistensi thd pertumbuhan

akar.

Wilson et al. (1991) menggunakan model matematik untuk estimasi hasil tanaman berdasarkan data BOT dan kandungan CaCO3 dalam

tanah.

1. McRae SG, Burnham CP (1981). Land evaluation, Monogr. Soil Survey. Clarendon Press. p. 239. 2. Pierce FJ, Larson WE, Dowdy RH, Graham WAP (1983). Productivity of soils: Assessing long-term changes due to

erosion. J. Soil Water Conserv., pp. 38, 39-44.



Biasanya PI dihitung dengan menggunakan rumus multifaksional berikut (Delgado, 1998).

dimana :PI = Productivity index;Ai = Kondisi yg mengendalikan relasi lengas tanah horison ke-i.Bi = Kondisi yg menentukan resistensi mekanis (impedances) terhadap

eksplorasi akar tanaman dalam horison ke-i. Ci = Kondisi yg mengendalikan kesuburan potensial horison ke-i.Ki = Kepentingan relatif horison ke-i. dan juga kedalaman tanah.

1. Delgado F, Lopez R (1998). Evaluation of soil degradation impact on the productivity of Venezuelan soils. Adv. GeoEcol., 31:133-142.



pp. 154-163, 2012

The soil stores the water and air used by plants to sustain life. The amount of soil water that can be used by the plant varies, due to the characteristics of the soil, for example, soil texture of the plant, root

distribution and depth (Tolk, 2003). These models use physical and chemical soil parameters such as bulk

density, soil moisture content, and soil texture, depth to iron pan/concretions, effective rooting depth, Soil Organic Matter (SOM),

Effective Cation Exchange Capacity (ECEC) and pH to quantify the productivity of soils.

Model-model ini belum mempertimbangkan semua faktor fisik dan lingkungan yg mempengaruhi Produktivitas Tanah.

1. Tolk JA (2003). Plant Available Soil Water. United States Department of Agriculture (USDA), Bushland, Texas, U. S. A. Marcel Dekker pp. 669-672.



pp. 154-163, 2012

Model yang dipakai

Model Storie (1978) dimodifikasi sedikit. Parameter terukur berikut ini dipilih dan ditentukan:

PI = H × T x B × D × E × O × A × S, Dimana: H = kandungan lengas tanah; T = tekstur tanah; B = bobot isi; D =

kedalaman cadas besi; E = kedalaman efektif perakaran; O = kandungan bahan organik; A = Kapasitas tukar kation (CEC); S = reaksi tanah (pH).

Pemilihan parameter tersebut berdasarkan pada kondisi lingkungan tanah di lokasi penelitian.

1. Storie RE (1978). Storie index rating (revised). Special Publication 3203, Division of Agricultural Sciences, University of California, Berkley, California.



pp. 154-163, 2012

Jenis Tanaman yang Diuji

Untuk evaluasi produktivitas tanah (hasil tanaman) pada kondisi aktual , dapat digunakan empat jenis tanaman; yaitu jagung, kedelai,

kac. Tunggak dan kac. tanah. Tanaman ditanam secara monokultur pada setiap serie tanah dan

diamati pola pertumbuhannya. Parameter pertumbuhan yg diamati: tinggi tanaman, jumlah daun/tanaman, lebar daun, dan panjang daun.

The yield was then determined after the crops were harvested.

Measurements started three weeks after germination and continued every two weeks till maturity/harvesting.

Setelah panen tanaman, 1000 biji setiap jenis tanaman ditimbang untuk menentukan hasil-tanaman.



pp. 154-163, 2012

Efek Lengas Tanah thd Karakteristik Tanah

Hasil penelitian menunjukkan bahwa kandungan lengas tanah beragam dnegan kedalaman tanah. Lapisan tanah pd kedalaman 20 -

40 cm mempunyai kandungan lengas lebih tinggi dibandingkan dengan kedalaman 0 - 20 cm.

Rawls et al. (2003) melaporkan bahwa pada tanah-tanah kasar, peningkatan C-organik dapat meningkatkan retensi air. Dalam tanah-tanah yg kaya liat (>19% liat) , daya retensi airnya meningkat dnegan

meningkatnya kandungan liat. Rendahnya kandungan lengas tanah pd kedalaman 0 - 20 cm mungkin

disebabkan oleh rendahnya kandungan liat dan BOT.

1. Rawls WJ, Pachepsky YA, Ritchie JC, Sobecki TM, Bloodworth H (2003). Effect of soil organic carbon on soil water retention. Geoderma, 116: 61– 76.



pp. 154-163, 2012

Tanah CS dan KS pada kedalaman 20-40 cm mempunyai kandungan lengas lebih tinggi, hal ini

ada hubungannya dengan tingginya kandungan liat dan BOT.

Hudson (1994) menemukan bahwa kemampuan tanah menyimpan air-tersedia dipengaruhi oleh

kandungan BOT nya.

1. Hudson B (1994). Soil Organic Matter and Available Water Capacity. J. Soil and Water Conserv., pp. 189-193.



Kedalaman tanah berpengaruh terhadap kemampuan tanah menyimpan lengas-tanah.

Menurut Webster and Wilson (1980), tanah-tanah yang dalam (tebal)

menyimpan lebih banyak air dibandingkan dengan tanah-tanah

yang dangkal (tipis).

1. Webster CC, Wilson PN (1980). Agriculture in the tropics. Longman, London, UK. p. 640.



pp. 154-163, 2012

Tabel 2. Some physical properties of Nyankpala, Changnayili and Kpelesawgu series at 0 to 20 and 20 to 40 cm sampling depths.



pp. 154-163, 2012

Tekstur dan Karakteristik Tanah

Tanah-tanah yang diteliti ternyata teksturnya lempung berpasir pada kedalaman 0 - 20 cm dan 20 - 40 cm.

Persen liat dan persen debu menurun dnegan kedalaman, sedangkan persen pasir meningkat.

Persen pasir pada dua lapisan tanah tersebut ternyata “tinggi”, diikuti oleh persen debu dan kemudian persen liat

paling rendah. (Table 2).



pp. 154-163, 2012

Tanah-tanah berpasir yang diteliti diduga mempunyai kesuburan yang terbatas dan tidak mampu menahan banyak air tersedia dan hara

tersedia.

Menurut Bruand et al. (2007), tanah-tanah berpasir berbeda dnegan tanah lainnya, agregasinya mudah digemburkan dnegan pengolahan

tanah, sehingga dihasilkan porositas yng lebih besar tetapi stabilitasnya sangat lemah.

Hal ini mengakibatkan penurunan sifat-sifat retensi air.

1. Bruand A, Hartmann C, Lesturgez G (2007). Physical properties of tropical sandy soils: A large range of behaviours. FAO Corporate Document Repository, Physical properties of tropical sandy soils. http://www.fao.org/docrep/010/ag125e/ag125e00.htm Retrieved: 14/02/2012.



pp. 154-163, 2012

Temuan Tsimba et al. (1999) bahwa , bobot isi tanah meningkat dnegan kedalaman tanah, mungkin karena

rendahnya kandungan BOT, kurangnya agregasi dan terbatasnya penetrasi

tanah, serta adanya tekanan dari lapisan tanah di atasnya.

1. Tsimba R, Hussein J, Ndlovu LR (1999). Relationships between depth of tillage and soil physical characteristics of sites farmed by smallholders in Mutoko and Chinyika in Zimbabwe. Published in: Kaumbutho PG, Simalenga TE (1999). Conservation tillage with animal traction. A resource book of the Animal Traction Network for Eastern and Southern Africa (ATNESA). Harare. Zimbabwe. p. 173 http://www.atnesa.org/contil/contil-tsimba-depth-ZW.pdf Retrieved: 13/02/2012.


Bobot Isi dan Karakteristik Tanah

The bulk density range of 1.53 to 1.59 g cm-3 in the 0 to 20 cm and 1.60 to 1.67 g cm-3 in the 20 to 40 cm depth are both below the critical

value of 2.1 g cm-3, beyond which plant root growth is severely limited.

The bulk density values presented in Table 2 are within the limits given by Bowen (1981) and Kar et al. (1976), beyond which root growth is

impeded and crop production is reduced.

Umumnya nilai-nilai BI yang tinggi pd kedalaman 20 - 40 cm mungkin ada hubungannya dengan tekstur dan pengolahan tanah yg kontinyu

dan dibarengi oleh aktivitas “grazing animals”.

Rendahnya kandungan BOT menyebabkan nilai BI yang tinggi.

1. Bowen HD (1981). Alleviating mechanical impedance. In: Arkin G.F. and Taylor, H.M. (eds.). Modifying the root environment to reduce crop stress, ASAE, pp. 21-57.

2. Kar S, Varade SB, Subramanyan TK, Ghildyal BP (1976). Soil physical conditions affecting rice root growth: bulk density and submerged soil temperature regime effects, Agro. J., 68:23-26.


Kedalaman Cadas BesiAdanya cadas-besi dalam zone perakaran dapat menghalangi

pertumbuhan akar tanaman dan hal ini mempengaruhi potensial produktivitas tanah.

The mean depths of 39.0, 32.6 and 61.2 cm to iron concretions of NS, CS and KS soils respectively, show the development of iron pan

towards the soil surface especially, the NS and CS soils and this can have strong resistance to root penetration and development.

Adanya cadas-besi pd lapisan yg dangkal mungkin karena pelapukan bahan induk tanah dan pengolahan tanah yg kontinyus pada

kedalaman yang sama (Waddington, 1991; Unger and Kasper, 1994).

1. Unger PW, Kasper TC (1994). Soil compaction and root growth: A review. Agro. J., 86: 759-766. 2. Waddington SR (1991). Agronomic problems related to tillage on small holder cereal production and some research

opportunities. Proceedings of a Workshop held at the Institute of Agricultural Engineering on tillage. Past and future. Harare 14 and 15 November 1989, pp. 46-57.



pp. 154-163, 2012

HUBUNGAN KEDALAMAN PERAKARAN DG SIFAT-SIFAT TANAH

The mean rooting depths of 51.0, 47.6 and 55.2 cm for NS, CS and KS soils respectively, showed that the soils are

shallow (Table 2). KS soils appeared to be relatively deeper.

Solum tanah yang dangkal mungkin ada hubungannya dnegan sifat bahan induk tanah dan sejarah budidaya

tanaman di lokasi.

Erosi tanah dapat menjadi faktor penting , karena tanah dibiarkan begitu saja setelah panen tanaman.



Kandungan BOT

The results of the study indicated low organic matter content in all the three series in the 0 to 20 cm and 20 to 40

cm sample depths (Table 3).

Beberapa faktor mempengaruhi tinggi-rendahnya kandungan BOT, misalnya, kandungan BOT topsoil di daerah semi-arid sebesar 0.5 - 1.0% (Young, 1976) dan tanah-tanah berpasir biasanya mempunyai

kandungan BOT lebih rendah dibandingkan dnegan tanah-tanah berliat (Biswas and Mukherjee, 1994).

1. Biswas TD, Mukherjee SK (1994). Textbook of soil science (2nd ed.) New Delhi India: Tale McGraw Hill Publishing Company Limited. pp. 414-422.

2. Young A (1976). Tropical soils and soil survey. Cambridge Geographical Studies, London, New York. p. 468.


Kandungan BOT

The low organic matter content may be due to the fact that the study sites have been intensively cultivated or are young fallow areas (2 to 5 years), where basically organic matter production or accumulation is

low. Rendahnya kandungan BOT tanah juga disebabkan oleh panen

biomasa tanaman secara kontinyu dan sedikitnya pengembalian BO sisa panen ke lahan. Faktor lainnya adalah tingginya kehilangan respirasi tanah akibat suhu tinggi (Brady and Weil, 1999), dan

kehilangan erosi-tanah akibat tingginya intensitas hujan. Menurut Atkinson and Wright (1968), kandungan BOT biasanya

menurun dengan penanaman yang terus-menerus. Dalal and Mayer (1990) juga melaporkan hal yang serupa.

1. Atkinson H, Wright K (1968). Comparative effect of keeping soil under continuous cultivation and keeping it under continuous grass. Soil Sci., 28: 30-42.

2. Dalal RC, Mayer RJ (1990). Long term trends in soil fertility under continuous cultivation and cereal cropping in Southern Queensland. Australian J., Soil Res., 24: 563-575.



pp. 154-163, 2012

Korelasi positif antara kandungan BOT dengan kandungan liat dalam suatu tanah, menyatakan bahwa jumlah liat

mempengaruhi kandungan BOT karena efek ikatan organic-inorganic dalam tanah.

The mean CEC range of 8.04 to 15.36 cmolc kg-1 in the 0 to 20 cm depth and 3.33 to 4.92 cmolc kg-1 in the 20 to 40 cm

depth fall within the range of 3 to 15 cmolc kg-1 (Müller-Sämann and Kotschi, 1994).

1. Müller-Sämann KM, Kotschi J (1994). Sustaining growth: Soil fertility management in tropical smallholders. Margraf Verlag, Weikersheim, Germany. pp. 81-138



pp. 154-163, 2012

The range of 3.33 to 4.92 cmolc kg-1 is low when compared to the lower limit of average CEC at 5 cmolc kg-1 (Landon, 1991) but within

the range 1 to 10 cmolc kg-1 (Foth and Ellis, 1997), which are common for kaolinitic clays.

Mineral liat dalam tanah di lokasi penelitian adalah kaolinit. Nilai KTK rendah pada semua serie tanah. Analisis ragam menyatakan tidak ada

efek perlakuan terhadap KTK tanah. Rataan KTK lebih tinggi pada serie tanah KS untuk kedalaman tanah 0 -

20 cm dan 20 - 40 cm, yang diikutui dengan seri tanah CS.

1. Foth HD, Ellis BG (1997). Soil fertility. Second edition. CRC Press Boca Raton, Florida, p. 290.2. Landon JR (1991). Booker Tropical Soil Mannual. A Handbook for soil survey and agriculture land evaluation in the

tropics and subtropics. Landon, J. R. (ed). Booker Tate, Thame, Oxon, UK, pp.58-125.



pp. 154-163, 2012

Blanchart et al. (2007) reported that tropical sandy soils (or upper sandy horizons of tropical soils) have low cation

exchange capacity. Rendahnya nilai KTK suatu tanah dapat disebabkan oleh

beberapa faktor.

Rendahnya kandungan BOT dan Liat dapat menyebabkan rendahnya nilai KTK tanah.

1. Blanchart E, Albrecht A, Bernoux M, Brauman A, Chotte JL, Feller C, Ganry F, Hien E, Manlay R, Masse D, Sall S, Villenave C (2007). Organic matter and biofunctioning in tropical sandy soils and implications for its management. FAO Corporate Document Repository, Management of tropical sandy soils for sustainable agriculture http://www.fao.org/docrep/010/ag125e/AG125E19.htm. Retrieved: 13/02/2012.



pp. 154-163, 2012

Menurut Landon (1991), KTK merupakan sifat dari fraksi koloid tanah, terutama liat dan bahan organik. Hal ini mengakibatkan bahwa tanah-tanah yang miskin liat dan miskin BOT biasnaya mempunyai KTK yang rendah. Selain itu, tipe mineral liat juga berpengaruh terhadap nilai

KTK tanah.

Landon (1991) reported that kaolinite clay minerals tend to have very low CEC values and consequently, most tropical soils are basically kaolinitic as indicated earlier. Furthermore, the low CEC could be

ascribed to the low pH values of the soils. At low pH values, the CEC is also generally low.

1. Landon JR (1991). Booker Tropical Soil Mannual. A Handbook for soil survey and agriculture land evaluation in the tropics and subtropics. Landon, J. R. (ed). Booker Tate, Thame, Oxon, UK, pp.58-125.



pp. 154-163, 2012

pH TanahThe mean soil pH across the three series varies from very

strongly acidic to strong acid in reaction in the 20 to 40 cm depth (4.4 to 5.0) and 0 to 20 cm depth (5.0 to 5.2) (Table 3).

Kisaran pH ini berada di bawah nilai rata-rata 6.5 (Foth and Ellis, 1997) yang dianggap ideal bagi ketersediaan hara

dalam tanah. Brady dan Weil (2002) menyatakan bahwa pH tanah

mempengaruhi semua sifat-sifat kimia, fisika dan biologi tanah.

1. Brady NC, Weil RR (2002). The nature and properties of soil, 13th ed. Springer Netherlands, p. 249.2. Foth HD, Ellis BG (1997). Soil fertility. Second edition. CRC Press Boca Raton, Florida, p. 290.



pp. 154-163, 2012

Table 3. Some chemical properties of the soil series investigated within the sample depths of 0 to 20 cm and 20 to 40 cm.



pp. 154-163, 2012

SERIE TANAH DAN INDEKS PRODUKTIVITAS (PI)

Nilai PI suatu tanah menjadi indikator potensi produksi tanah itu. Nilai PI yang tinggi berarti potensi produktifnya juga tinggi.

Misalnya, nilai PI tanah yang tinggi sebesar 8.32 x 10-4 pada serie tanah KS , dan nilai PI yang rendah pada serie tanah NS sebesar 0.72 ×

10-4 (Table 4). These results presuppose that KS soils have higher productive

potential. Productivity indices of 3.2 × 10-4, 3.2 × 10-4 and 19.2 × 10-4 for the 0 to 20 cm depth and 0.4 ×10-4, 1.6 x 10-4 and 1.6 × 10-4 for

the 20 to 40 cm depth indicate that productivity potential of the soils decrease with depth.

Lebih tingginya nilai PI pada tanah KS disebabkan oleh sifat-sifat tanah yg “baik” karena kandungan BOT , KTK dan kedalaman perakarannya

lebih besar dibandingkan dnegan serie tanah lainnya.



pp. 154-163, 2012

Table 4. Hasil perhitungan Indeks Produktif Serie Tanah dan Hasil Tanaman.



pp. 154-163, 2012

Figure 1. The yield (Kg/ha) of maize in the soil series.



pp. 154-163, 2012

KESIMPULAN

Sifat-sifat fisika dan kimia tanah dapat digunakan untuk mengkuantifikasikan produktivitas tanah.

Indeks Produktivitas Storie (1978) cukup efektif untuk mengkuantifikasikan produktivitas tanah, modifikasinya ternyata juga

lebih efisien terutama dnegan memasukkan parameter kandungan BOT, pH tanah dan KTK , serta menggunakan berbagai jenis tanah.

This study therefore, increased the validity of the model. Hence, it is recommended that soil management practices such as amendment of acid soils through liming, incorporation of organic residue into the soil

to improve upon the organic matter status, addition of inorganic fertilizers and crop rotation could be adopted.



pp. 154-163, 2012



pp. 154-163, 2012

Date post:	23-Feb-2016
Category:	Documents
Upload:	garson
View:	61 times
Download:	1 times

INDEKS PRODUKTIVITAS TANAH

Documents