Karakteristik Sensor dan Wahana Penginderaan Jauh

Dalam mempelajari penginderaan jauh sangat terkait sumber energi, interaksi energi di atmosfer, interaksi energi dengan permukaan bumi. Hal lain yang harus dipahami adalah proses perekaman energi itu sendiri. Proses perekaman energi dilakukan dengan menggunakan sensor peka energi-energi tersebut. Seperti tubuh manusia, masing-masing sensor seperti mata dan telinga memiliki kepekaan yang berbeda-beda terhadap energi yang diterimanya. Informasi yang diterima oleh sensor ini akan saling mendukung menjadi informasi yang utuh.
Seperti diketahui pada bab terdahulu, energi yang diterima oleh sensor berasal dari energi yang dipancarkan obyek ataupun energi matahari yang dipantulkan obyek. Agar sensor dapat merekam energi-energi tersebut, sensor harus dipasang pada suatu wahana bergerak dengan jarak yang stabil antara obyek dengan wahana. Wahana yang membawa sensor ini dapat berupa wahana yang bergerak didarat melalui cara terestrial, pesawat udara, balon, ataupun satelit.
Sensor terestrial sering digunakan untuk merekam berbagai informasi detil tentang permukaan bumi sebagai pelengkap informasi yang dikumpulkan melalui pesawat udara ataupun satelit. Dalam banyak hal perekaman menggunakan cara ini lebih memberikan pemahaman yang mendalam dan lengkap tentang suatu obyek hasil identifikasi melalui foto udara atau citra satelit. Sensor melalui cara terestrial ini dapat diletakkan pada suatu gedung yang tinggi, crane, atau mobil.
Sensor dengan menggunakan pesawat udara memberikan hasil berupa foto udara. Citra foto udara memberikan informasi citra yang cukup detil. Cakupan dari citra ini lebih luas dari pada metode terestrial. Sensor untuk merekam informasi diletakkan pada tubuh atau sayap pesawat.
Perekaman melalui satelit menghasilkan informasi berupa citra satelit. Satelit diluncurkan dan bergerak pada orbitnya dengan membawa beberapa sensor. Masing-masing sensor memiliki kepekaan yang berbeda-beda terhadap gelombang elektromagetik. Hasil dari masing-masing sensor ini selanjutnya sering dikenal dengan istilah saluran (band). Contoh citra satelit Landsat TM dengan 7 saluran (band) yang masing-masing band memiliki kemampuan ”melihat” yang berbeda-beda.

ORBIT DAN CAKUPAN
Penginderaan jauh pada saat ini banyak menggunakan citra satelit sebagai dasar analisisnya. Citra penginderaan jauh dengan menggunakan satelit memberikan cakupan yang luas atas permukaan bumi. Sejalan dengan kemajuannya citra satelit dengan resolusi tinggi memberikan informasi yang tidak kalah detil dengan foto udara.
Dalam merekam informasi satelit bergerak pada suatu jalur terbangnya. Jalur terbang satelit ini disebut dengan Orbit. Orbit dari satelit disesuaikan dengan kemampuan sensor dan tujuan perekamannya. Orbit satelit memiliki variasi pada ketinggian, orientasi, ataupun rotasi relatifnya terhadap bumi.
Geostationary Orbit
Satelit dengan orbit Geostasioner memiliki ketinggian sekitar 36000 kilometer. Kecepatan gerak rotasi sama dengan gerak rotasi bumi. Dengan ketinggian dan kecepatan yang sama dengan rotasi bumi ini, maka satelit tersebut dapat mengamati suatu wilayah secara terus-menerus di setiap waktu. Satelit ini dapat mengamati berbagai perubahan yang terjadi setiap saat untuk wilayah yang diamatinya. Satelit ini seakan-akan selalu berada ditempatnya (geostasioner). Satelit yang menggunakan orbit ini biasanya adalah satelit komunikasi dan satelit cuaca.
Near Polar Orbit
Satelit dengan orbit Near Polar mengelilingi bumi dengan arah utara – selatan tegak lurus dengan perputaran bumi. Orbit. Satelit merekam permukaan bumi dari utara ke selatan, dan pada bagian lain merekam dari selatan ke utara. Pada saat satelit berada pada bagian muka bumi yang berhadapan dengan matahari, sensor merekam pantulan energi matahari yang mengenai muka bumi. Sedang pada saat satelit berada pada area bayang-bayang (malam) satelit hanya merekan permukaan yang terkena pantulan sinar matahari. Satelit penginderaan jauh biasanya memiliki orbit ini Orbit ini dapat meliput sebagian besar wilayah muka bumi dalam periode tertentu.

RESOLUSI SPEKTRAL DAN UKURAN PIKSEL
Ketinggian wahana perekam dengan permukaan bumi yang direkamnya memainkan peranan dalam data hasil penginderaan ini. Jarak yang tinggi dari wahana perekam memungkinkan merekam area permukaan bumi yang lebar. Dengan kata lain, satelit ini memiliki area cakupan (swat) yang luas. Tetapi disisi lain, dengan semakin tingginya wahana perekam ini akan berakibat pada kedetilan obyek yang dapat direkamnya. Obyek individual seperti rumah, pohon, dan berbagai obyek lain sulit dipisahkan satu persatu secara individual.
Wahana perekam seperti pesawat udara yang menghasilkan foto udara memiliki ketinggian terbang yang rendah dibandingkan satelit. Oleh karenanya, data foto udara lebih memungkinkan pemisahan dan identifikasi obyek secara individual.
Kemampuan merekam obyek ini juga dipengaruhi oleh sensor. Sensor sebuah satelit memiliki kemampuan merekam obyek terkecilnya berbeda-beda. Satelit Landsat TM mampu merekam obyek terkecil dilapangan sebesar 30 x 30 meter. Satelit Ikonos merekam dengan obyek terkecilnya 1 x 1 meter. QuickBird dengan ukuran obyek terkecilnya 0,6 x 0,6 meter. Kemampuan sensor dalam merekam obyek terkecil pada tiap pikselnya ini disebut dengan resolusi spasial. Resolusi spasial pada sensor pasif terutama dipengaruhi oleh sudut pandangnya yang disebut dengan Instantaneous Field of View (IFOV). Area dipermukaan bumi yang tercakup dalam sebuah luasan IFOV disebut dengan sel resolusi (Resolution Cell).
Citra satelit terbentuk dari serangkaian matrik elemen gambar yang disebut dengan piksel. Piksel merupakan unit terkecil dari sebuah citra. Piksel sebuah citra pada umumnya berbentuk segi empat dan mewakili suatu area tertentu pada citra. Jika sebuah sensor memiliki resolusi spasial 20 meter dan citra dari sensor tersebut menampilkannya secara penuh, maka masing-masing piksel akan mewakili area seluas 20 x 20 meter. Citra yang menampilkan area dengan cakupan yang luas biasanya memiliki resolusi spasial yang rendah. Hal ini banyak terdapat pada citra-citra dari satelit komersial. Citra dengan resolusi tinggi akan menampilkan obyek secara detil. Satelit militer biasanya didesain untuk hal ini. Citra dari satelit ini mampu menampilkan obyek secara detil.

RESOLUSI SPEKTRAL
Resolusi spektral adalah adalah kemampuan sensor untuk membedakan interval sebuah panjang gelombang. Semakin halus resolusi spektral sensor, semakin pendek panjang gelombang dapat dipisahkan menjadi saluran-saluran (band) yang terpisah. Sebagai contoh, citra satelit Landsat TM memiliki 7 saluran. Satelit Landsat TM memiliki sensor dengan kepekaan pada masing-masing rentang interval panjang gelombang hingga sebanyak 7 saluran. Masing-masing sensornya hanya merekam energi panjang gelombang dengan rentang tertentu.
Film hitam putih merekam panjang gelombang dari 0,4 mm hingga 0,7 meter. Film ini menghasilkan citra yang berwarna hitam dan putih saja, karena seluruh panjang gelombang yang terrentang pada interval tersebut terrekam pada satu titik. Seperti telah diketahui, rentangan 0,4 mm hingga 0,7mm terdiri dari banyak warna yang diantaranya adalah warna primer yaitu biru, hijau, dan merah. Perpaduan dari ketiga warna tersebut menghasilkan gradasi warna keabuan (greyscale).
Pada film berwarna, interval panjang gelombang dari 0,4 mm hingga 0,7 mm tersebut dipisahkan menjadi beberapa saluran yaitu saluran biru (0,4 – 0,5mm), saluran hijau (0,5 – 0,6 mm) dan saluran merah (0,6 – 0,7 mm). Film ini akan menghasilkan citra yang berwarna karena masing-masing saluran terrekam oleh pada salurannya masing-masing.

Read more »»  

Kesuburan Tanah Menjelang Abad Ke-19

Setelah kehancuran bangsa Romawi hanya sedikit publikasi-publikasi berkaitan dengan perkembangan pertanian, hingga Pietro de Crescenzi (1230 – 1307) mendobrak kesunyian itu dengan menerbitkan buku mengenai masalah pertanian lokal, dengan judul “Opusruralium commodorum”. Oleh banyak orang de Crescenzi dianggap sebagai pendiri agronomi moderen, kendatipun beberapa diantara manuskrip itu kelihatan seperti dibatasi pada hasil kerja penulis sebelumnya, Homer. Kontribusinya sebagian besar dari meringkaskan bahan-bahan yang telah ada. Beliau juga menganjurkan peningkatan jumlah pupuk dari rekomendasi yang sudah ada ketika itu. Setelah pemunculan de Crescenzi ini hanya sedikit pertumbuhan ilmu pengetahuan kesuburan tanah untuk masa yang lama berikutnya, meskipun Palissy dalam tahun 1563 tercatat dengan observasinya yang mengemukakan, bahwa kandungan abu tanaman adalah merupakan bahan yang diangkut dari dalam tanah. Di sekitar abad ke XVII Francis Bacon (1561-1624) berpendapat, bahwa makanan utama tumbuhan adalah air. Beliau percaya, bahwa tujuan utama tanah adalah agar tumbuh-tumbuhan berdiri tegak sempurna di atasnya dan melindungi tanah itu dari suhu panas dan dingin, sehingga setiap tanaman mengambil sejumlah zat yang unik dari dalam tanah, digunakan untuk makanannya.
Selama periode yang sama, Jan Baptiste van Helmont yang hidup antara tahun 1577-1644M, seorang ahli fisika dan kimia bangsa Belanda, melaporkan hasil percobaannya yang dipercayainya telah membuktikan, bahwa airlah hara yang digunakan tanaman untuk pertumbuhannya. Dalam percobaannya ia memasukkan 200 lb (lb sama dengan pound) tanah ke dalam suatu kontainer, kemudian dilembahkan dan disusul dengan penanaman pohon willow muda seberat 5 lb. Percobaan ini dijaganya hati-hati dari pengaruh benda-benda luar, dan hanya diberikan air hujan, air suling. Setelah 5 tahun, Van Helmont mengakhiri percobaannya. Tanaman ditimbang dan mempunyai berat 169 lb 3 oz. Sedangkan berat tanah kehilangan 2 oz dari 200 lb yakni berat tanah semula. Beliau menyimpulkan bahwa oleh karena hanya air yang ditambahkan maka pertambahan berat tanaman adalah air melulu, dan airlah makanan satu-satunya dari tanaman. Beliau berpendapat kekurangan 2 oz dari berat tanah adalah disebabkan kesalahan percobaan (exsperimental error).
Dewasa ini kita telah mengetahui, bahwaa CO2 maupun unsur-unsur hara tanah diperlukan untuk nutrisi tanaman. Haruslah diingat bahwa percobaan ini dilakukan pada saat belum banyak hal-hal telah diketahui mengenai seluk beluk nutrisi hara ataupun fotosintesa. Hasil kerja Van Helmont beserta kesalahan konklusinya secara nyata amat bernilai untuk pengetahuan kita, meskipun beliau salah, namun kesalahannya itu telah menstimulir lahirnya penelitian-penelitian lainnya yang menghasilkan pengertian-pengertian lebih luas dari seluk beluk nutrisi tanaman. Pekerjaan Van Helmont ini diulang kembali oleh Robert Boyle (1627-1691) dari Inggris. Boyle dikenal sebagai ahli fisika di zamannya mengenai hubungan volume gas dan tekanannya. Beliau juga menaruh perhatian pada biologi serta percobaan-percobaan yang berkaitan dengan ilmu ini. Beliaulah orang pertama tercatat mengemukakan: observasi adalah satu-satunya jalan menuju kebenaran. Boyle dalam percobaannya sependapat dengan Van Helmont, tetapi beliau melangkah lebih maju. Dari hasil analisa kimia yang dilakukannya pada contoh-contoh tanaman, beliau menandaskan, bahwa tumbuh-tumbuhan itu mengandung sejumlah garam-garam, spiritus, minyak yang semuanya terbentuk dari molekul air.
Pada waktu yang bersamaan Glauber (1604-1668), seorang ahli kimia berbangsa Jerman berpendapat, bahwa sendawa atau kalium nitratlah yang bertanggung jawab sebagai penyusun utama vegetasi dan bukan air. Beliau mengumpulkan garam yang berasal dari tanah kandang lembu dan memberikan bukti, bahwa garam-garam itu mestilah berasal dari kotoran maupun air seni binatang. Seterusnya beliau mengemukakan, bahwa oleh karena binatang itu memakan rumput, maka sendawa yang terdapat di dalam contoh tanah dianalisakan haruslah sendawa itu berasal dari rumput makanan ternak itu. Seterusnya beliau mencoba menggunakan bahan ini untuk mempengaruhi pertumbuhan tanaman. Hasil observasinya menyimpulkan, bahwa memang terjadi peningkatan besar pertumbuhan tanaman; dengan kejadian ini beliau yakin, bahwa kesuburan tanah serta nilai pupuk kandang itu amat ditentukan oleh sendawa. Pendapat ini disokong oleh John Mayow (1643 – 1679), seorang ahli kimia berbangsa Inggris.
Teknik percobaan masih amat kasar pada periode waktu itu. Teknik percobaan yang dilakukan oleh Mayow, Glauber, Boyle dan Bacon masih jauh di bawah penelitian baku yang kita kenal saat ini. Kira-kira pada tahun 1700, studi telah dijalankan lebih intensif dan kelihatan tendensi peningkatan mutu, sehingga terlihat kemajuan dalam bidang ilmu pertanian (agricultural sciences). John Woodward seorang Inggris mencoba pekerjaan yang pernah dilakukan oleh Boyle dan Van Helmont. Beliau menanam spearmint dalam contoh air yang berasal dari air hujan, air sungai, air limbah, dan campuran air limbah dengan serasah. Dengan hati-hati beliau mengukur jumlah air yang ditransfirasikan tanaman dan mencatat berat tanaman pada awal dan akhir percobaan. Beliau menemukan, bahwa pertumbuhan spearmint itu sebanding dengan jumlah zat tidak murni yang terdapat di dalam air dan menyimpulkan bahan terrestrial atau bahan tanah adalah penyusun utama vegetasi di samping air sendiri. Meskipun kesimpulannya secara keseluruhan belum benar, namun hasil penelitiannya itu telah memberi andil besar untuk kemajuan ilmu pengetahuan. Teknik percobaan yang diterapkannya jauh lebih maju dari rekan seprofesinya.
Menjelang akhir abad ke XVIII perlu dicatat seorang ahli pertanian bangsa Inggris Arthur Young (1741 – 1820). Young membuat percobaan pot untuk menyelidiki bahan mana yang lebih mampu meningkatkan hasil tanaman. Dalam percobaan ini beliau menanam barley (sejenis padi-padian) pada medium pasir yang kedalamannya ditambahkan bahan-bahan seperti arang, minyak kereta api (train oil), kotoran ayam, spiritus dari anggur, nitrat, mesiu senjata (gun powder), empelur, kulit kerang dan berbagai bahan lainnya. Beberapa dari bahan ini dapat menghasilkan pertumbuhan tanam-tanaman, sedang beberapa bahan lainnya tidak dapat tumbuh. Young menuangkan hasil-hasil penelitiannya ke dalam “Annals of Agriculture” sebanyak 46 volume yang berpengaruh bagi kemajuan pertanian Inggris.
Kebanyakan tulisan-tulisan yang disiarkan pada abad ke XVII dan XVIII merefleksikan gagasan, bahwa tetumbuhan itu dibangun oleh satu zat (substance) saja. Pada umumnya selama periode ini peneliti-peneliti itu menitik beratkan risetnya terhadap apa sebenarnya yang menyusun tanaman dan dari mana asalnya. Barulah menjelang penutupan abad ke XVIII, Francis Home mengemukakan, bahwa bukan satu seperti air tanah, zat berasal dari udara, garam-garam dan minyak. Home merasa, masalah pertanian adalah masalah hara yang esensial untuk pertumbuhan tanam-tanaman. Beliau juga melakukan percobaan-percobaan pot dalam usaha mengukur pengaruh penggunaan zat-zat yang berbeda terhadap pertumbuhan tanaman dan melakukan analisa kimia bahan tanaman. Hasil penelitiannya dianggap sebagai batu loncatan menuju ke pertanian ilmiah.
Penemuan oksigen oleh Priestly di sekitar tahun 1775 merupakan kunci pembuka rahasia dari sejumlah pertanyaan yang menyelubungi “Mystery of plant life”. Jan Ingenhousz (1730 – 1799) menunjukkan, bahwa penjernihan udara terjadi jika adanya cahaya, tetapi dalam ruangan gelap, udara tidak dapat dijernihkan. Bersamaan dengan penemuan ini statemen Jean Senebier (1742-1809) berbangsa Swiss yang berpendapat, bahwa peningkatan berat pohon willow dari percobaan Van Helmont disebabkan oleh pengaruh udara.

Read more »»  

Sejarah Perkembangan Penelitian Kesuburan tanah

Setelah tahun berganti tahun, maka suatu saat mulailah manusia meninggalkan pola hidup berpindah dan mulai menetap pada suatu tempat. Keluarga-keluarga, clan-clan, dan kampung-kampung berkembang dan bersamaan dengan perkembangan ini mulailah mereka mencoba bercocok tanam, yang akhirnya kita sebut sebagai pertanian (agriculture). Telah lama kita sepakati, bahwa salah satu daerah di permukaan bumi yang memperlihatkan permukaan perkembangan civiliasi ialah Mesopotamia, terletak di antara sungai-sungai Tigris dan Euphrat yang sekarang kita kenal dengan nama Irak. Dicatat kira-kira 2500 tahun sebelum masehi daerah ini sangat makmur penduduknya, tanah cukup subur dan dilaporkan setiap satu biji tanaman yang ditanamkan pada tanah ini memberikan hasil panen antara 86 hingga 300 biji. Dua ribu tahun kemudian daerah ini pernah dikunjungi oleh Herodotus, seorang ahli sejarah bangsa Yunani dan melaporkan kemakmuran petani di daerah itu dengan produksi tanaman yang tertinggi. Tingginya produksi ini mungkin disebabkan rakyat petani telah mengenal irigasi di samping tanahnya sendiri memang subur akibat endapan berasal dari banjir tahunan sungai-sungai di sekitarnya. Tahun 300 sebelum Masehi Theoprastus menulis tentang daerah ini dan melaporkan kesuburan tanah aluvial sungai Tigris dibentuk dari endapan debu yang berasal dari genangan sungai yang kadang-kadang cukup lama.
Pada suatu saat manusia itu mempelajari suatu kenyataan di lapangan, bahwa suatu tanah tang ditanami terus-menerus suatu saat akan menghasilkan produksi yang tidak lagi memuaskan. Usaha penambahan pupuk kandang ataupun pupuk hijau ke tanah ini untuk perbaikan kesuburan tanahnya, sebenarnya berkembang sebagai akibat hal tersebut di atas tadi, tetapi bagaimana dan kapan mulainya pemberian atau pemakaian bahan organik itu hingga kini belum diketahui. Xenophon yang hidup antara tahun 434-355 SM melaporkan, bahwa suatu usaha perkebunan akan mengalami kegagalan kalau dalam usaha pertaniannya itu pupuk kandang sama sekali tidak dilibatkan. Xenophon menganggap tidak ada sesuatunya sebaik pupuk kandang.
Theophrastus (372-287 SM) merekomendasikan pemakaian bahan kompos sebanyak-banyaknya untuk memupuk tanah yang tidak subur. Sebaliknya ia menganjurkan agar hati-hati dalam penggunaan kompos terhadap tanah yang subur. Beliau juga menasihatkan perlunya pembuatan lobang penampungan kotoran dan air seni binatang yang jika disimpan lama, lambat laun bahan ini meningkat mutunya. Theophrastus pulalah yang mula-mula berpendapat, bahwa tetumbuhan yang memerlukan makanan yang banyak membutuhkan pula sejumlah air yang banyak. Kebun buahan maupun sayuran di sekitar kota Athena dipersubur tanahnya dengan penggunaan sampah kota. Pada saat itu sistem kanal di tengah kota telah dikenal dan ada bukti bahwa aliran air dan kotoran di kanal itu diberi sistem pengatur untuk mendapatkan output yang berguna bagi pertanian sekitarnya. Pada saat itu petani telah pula menggunakan air yang mengandung pupuk kandang terlarut di dalamnya untuk memupuk tanaman anggur. Pupuk kandang (manure) diklassifikasikan menurut kesuburannya atau konsentrasinya. Theophrastus misalnya membuat suatu deretan pupuk kandang yang berkurang nilainya sebagai berikut: manusia, babi, kambing, biri-biri, lembu betina, lembu jantan dan kuda. Belakangan Varro, penulis pemula mengenai pertanian di zaman Romawi, melaporkan hal yang sama, tetapi menempatkan kotoran ayam dan burung lebih subur dibandingkan dengan tinja manusia. Columella menganjurkan agar lembu diberi makan “snail clover” (sejenis tanaman kacangan dari genus Trifolium), oleh karena beliau menganggap hal ini akan mempersubur ekskremen lembu.
Beberapa waktu sebelum ini, orang mulai mengobservasi pengaruh tubuh-tubuh mati dan berpendapat, bahwa bahan-bahan ini dapat pula dipakai sebagai bahan untuk membantu pertumbuhan tanaman. Bagaimana pentingnya nilai pupuk hijau tanaman, terutama leguminosa telah mulai diketahui orang. Theophrastus mencatat, bahwa sisa-sisa tanaman kacang (Vicia faba) telah dibenamkan orang ke dalam tanah ketika pengolahan tanah berlangsung yang dilakukan oleh petani-petani di Macedonia dan Thessalia. Beliau mengobservasi dan melaporkan, bahwa kendati tanaman berikutnya ditanam rapat dan menghasilkan biji-bijian cukup memuaskan, namun tanah tetap subur. Beliau belum lagi mengetahui adanya peranan bakteri bintil akar.
Cato (234-149 SM) menganjurkan penanaman tanaman sela acinum pada lahan tanaman anggur yang rendah kesuburan tanahnya. Hingga kini masih belum diketahui jenis tanaman apa yang dimaksud Cato dengan acinum, tetapi mungkin sejenis kacangan. Namun yang jelas penanaman campuran (mix-cropping) telah dikenal orang sebagai suatu cara untuk meningkatkan produktifitas tanah. Beliau juga mengemukakan, bahwa jenis leguminosa yang terbaik adalah kacang-kacangan, lupina dan vetch (Astragallus). Tanaman lupina merupakan jenis leguminosa yang amat populer di zaman ini. Seterusnya Columella mendaftarkan beragam leguminosa yang kesemuanya amat berpengaruh bagi peningkatan kesuburan tanah. Banyak penulis ketika itu memuji tanaman lupina sebagai pupuk hijau yang bagus. Di samping itu tanaman ini juga dapat tumbuh sempurna di bawah kondisi tanah yang berbeda-beda, dapat menghasilkan makanan untuk manusia serta binatang dan mudah menyemaikannya cepat tumbuh dan berkembang.
Penggunaan apa yang kita kenal sekarang sebgaai pupuk mineral (buatan) atau “soil amendment” (suatu masukan tanah) belum lagi dikenal di zaman ini. Theophrastus telah menganjurkan mencampur tanah yang berbeda sifatnya dalam usaha memperbaiki kekurangan sesuatu tanah. Cara ini memungkinkan perolehan keuntungan dari beberapa sudut. Penambahan tanah subur kepada tanah yang tidak subur akan menambah kesuburan tanah yang disebutkan terakhir, dan usaha pencampuran suatu jenis tanah lainnya dapat pula memungkinkan inokulasi bakteri bintil akar ke tanah lainnya. Pencampuran tanah tertekstur kasar dengan tanah bertekstur halus atau sebaliknya dapat pula meningkatkan hubungan antara air dan udara dalam tanah yang diperlakukan.
Nilai napal (marl) yakni bahan yang mengandung kapur, telah pula dikenal orang di Aegina dan di Yunani dan dianggap pertama sekali menggunakan bahan kapur untuk lahan pertanian. Cara ini belakangan dipelajari oleh bangsa Romawi dan mengembangkannya. Bahkan oleh ahli-ahli bangsa Romawi telah mengklassifikasikan berbagai bahan kapur itu dan membuat rekomendasi yang berbeda-beda untuk tanaman biji-bijian dan rumput makanan ternak. Plinneus (62-113 SM) mengemukakan bahwa bahan kapur sebaiknya ditebar merata di atas permukaan tanah dan perlakuan ini cukup untuk waktu yang agak lama. Sendawa atau KNO3 telah diutarakan oleh Plinneus sebagai bahan yang berguna untuk memupuk tanaman. Pada waktu itu juga diketahui tanaman palma membutuhkan garam asin dalam jumlah yang banyak. Petani-petani ketika itu telah pula menggunakan air garam pekat (bruin) disekitar batang pohon-pohonan. Kendati ahli tanah dimasa sekarang terus aktif mencari metoda untuk memprediksi kesegaran tanah untuk produksi tanaman-tanaman, demikian pula hal itu telah dilakukan oleh para ahli filosofi pertanian di zaman ini, dan penulis-penulis pun melakukan hal yang sama.
Warna tanah juga mendapat perhatian dalam menentukan kesuburan suatu tanah. Kebanyakan peneliti-peneliti pertanian di zaman dulu maupun di zaman sekarang mengemukakan bahwa, warna tanah dapat dipakai sebagai kriteria kesuburan suatu tanah. Pendapat umum peneliti ketika itu ialah tanah-tanah hitam adalah subur, sedangkan yang berwarna pucat atau kelabu adalah tidak subur atau rendah kesuburannya. Namun Columella tidak sependapat dengan hal ini. Ia menunjuk kepada ketidaksuburan tanah-tanah gambut dan tingginya kesuburan tanah yang berwarna pucat di Lybia. Beliau menduga, bahwa faktor-faktor lainnya seperti struktur, tekstur dan keasaman tanah merupakan petunjuk yang berguna untuk mengestimasi kesuburan tanah. Kebanyakan tulisan-tulisan yang berkenaan dengan kesuburan tanah tempo dulu sebagian besar hanya menyangkut prihal latihan pertanian saja. Hanya sedikit ditemukan bukti-bukti yang pendekatannya melalui percobaan-percobaan mengenai problematik usaha tani. Walaupun begitu umumnya manuskrip-manuskrip itu telah merefleksikan secara konprehensip berbagai faktor yang dewasa ini dikenal mempengaruhi pertumbuhan tanaman. Beberapa diantara tulisan-tulisan di zaman dulu itu sampai sekarang masih terus ditelusuri. Rencana penelitian masih amat sederhana dan belum mengenal metoda-metoda statistik seperti masa kini.
Zaman bangsa Yunani antara 800-200 SM pada hakekatnya merupakan zaman emas. Banyak ditemukan orang-orang genius di periode zaman ini, kendatipun suara-suara itu acapkali ditekan oleh yang berkuasa. Tulisan-tulisan mereka, peradaban dan corak pertaniannya telah banyak dikopi oleh bangsa Romawi dan pola pikiran orang-orang Yunani ini telah pula mendominasi pikiran dunia selama lebih dari 2000 tahun.

Read more »»  

PEMBENTUKAN GAMBUT

Lahan gambut adalah lahan yang memiliki lapisan tanah kaya bahan organik
(C-organik > 18%) dengan ketebalan 50 cm atau lebih. Bahan organik penyusun
tanah gambut terbentuk dari sisa-sisa tanaman yang belum melapuk sempurna
karena kondisi lingkungan jenuh air dan miskin hara. Oleh karenanya lahan gambut
banyak dijumpai di daerah rawa belakang (back swamp) atau daerah cekungan yang
drainasenya buruk.
Gambut terbentuk dari timbunan sisa-sisa tanaman yang telah mati, baik
yang sudah lapuk maupun belum. Timbunan terus bertambah karena proses
dekomposisi terhambat oleh kondisi anaerob dan/atau kondisi lingkungan lainnya
yang menyebabkan rendahnya tingkat perkembangan biota pengurai. Pembentukan
tanah gambut merupakan proses geogenik yaitu pembentukan tanah yang
disebabkan oleh proses deposisi dan tranportasi, berbeda dengan proses
pembentukan tanah mineral yang pada umumnya merupakan proses pedogenik
(Hardjowigeno, 1986).
Pembentukan gambut diduga terjadi antara 10.000-5.000 tahun yang lalu
(pada periode Holosin) dan gambut di Indonesia terjadi antara 6.800-4.200 tahun
yang lalu (Andriesse, 1994). Gambut di Serawak yang berada di dasar kubah
terbentuk 4.300 tahun yang lalu (Tie and Esterle, 1991), sedangkan gambut di Muara
Kaman Kalimantan Timur umurnya antara 3.850 sampai 4.400 tahun (Diemont and
Pons, 1991). Siefermann et al. (1988) menunjukkan bahwa berdasarkan carbon
dating (penelusuran umur gambut menggunakan teknik radio isotop) umur gambut di
Kalimantan Tengah lebih tua lagi yaitu 6.230 tahun pada kedalaman 100 cm sampai
8.260 tahun pada kedalaman 5 m. Dari salah satu lokasi di Kalimantan Tengah,
Page et al. (2002) menampilkan sebaran umur gambut sekitar 140 tahun pada
kedalaman 0-100 cm, 500-5.400 tahun pada kedalaman 100-200 cm, 5.400-7.900
tahun pada kedalaman 200-300 cm, 7.900-9.400 tahun pada kedalaman 300-400
cm, 9.400-13.000 tahun pada kedalaman 400-800 cm dan 13.000-26.000 tahun
pada kedalaman 800-1.000 cm.
Dari gambaran tersebut dapat dipahami bahwa pembentukan gambut
memerlukan waktu yang sangat panjang. Gambut tumbuh dengan kecepatan antara
0-3 mm tahun-1. Di Barambai Delta Pulau Petak, Kalimantan Selatan laju
pertumbuhan gambut sekitar 0,05 mm dalam satu tahun, sedangkan di Pontianak
sekitar 0,13 mm tahun-1. Di Sarawak Malaysia, laju pertumbuhan berjalan lebih cepat
yaitu sekitar 0,22 –0,48 mm per tahun (Noor, 2001 dari berbagai sumber).
Proses pembentukan gambut dimulai dari adanya danau dangkal yang
secara perlahan ditumbuhi oleh tanaman air dan vegetasi lahan basah. Tanaman yang mati dan melapuk secara bertahap membentuk lapisan yang kemudian menjadi
lapisan transisi antara lapisan gambut dengan substratum (lapisan di bawahnya)
berupa tanah mineral. Tanaman berikutnya tumbuh pada bagian yang lebih tengah
dari danau dangkal ini dan secara membentuk lapisan-lapisan gambut sehingga
danau tersebut menjadi penuh.
Bagian gambut yang tumbuh mengisi danau dangkal tersebut disebut
dengan gambut topogen karena proses pembentukannya disebabkan oleh topografi
daerah cekungan. Gambut topogen biasanya relatif subur (eutrofik) karena adanya
pengaruh tanah mineral. Bahkan pada waktu tertentu, misalnya jika ada banjir besar,
terjadi pengkayaan mineral yang menambah kesuburan gambut tersebut.
Tanaman tertentu masih dapat tumbuh subur di atas gambut topogen. Hasil
pelapukannya membentuk lapisan gambut baru yang lama kelamaan membentuk
kubah (dome) gambut yang permukaannya cembung. Gambut yang
tumbuh di atas gambut topogen dikenal dengan gambut ombrogen, yang
pembentukannya ditentukan oleh air hujan. Gambut ombrogen lebih rendah
kesuburannya dibandingkan dengan gambut topogen karena hampir tidak ada
pengkayaan mineral.

Read more »»  

METODE PENDUGAAN CADANGAN KARBON BAWAH PERMUKAAN LAHAN GAMBUT

Untuk menduga kandungan cadangan karbon (C) di bawah permukaan lahan gambut terlebih
dahulu harus diketahui volume gambut pada wilayah tertentu dan kelas tingkat
kematangannya. Volume gambut dapat diketahui dengan mengalikan ketebalan lapisan
gambut dengan luas wilayah lahan gambutnya. Ketebalan gambut diukur pada beberapa
titik/lokasi berbeda (agar datanya mewakili) dengan cara menusukkan tongkat kayu atau bor
tanah (gambut) ke dalam lapisan gambut hingga mencapai/ mengenai lapisan tanah
mineralnya, sedangkan luas lahan gambut dapat diketahui dari peta sebaran gambut yang
diperoleh dari hasil analisis dan interpretasi citra satelit dengan bantuan informasi dari peta
topografi dan peta geologi. Tingkat kematangan/ pelapukan gambut dapat diukur langsung di
lapangan dengan metoda sederhana seperti diuraikan di bawah ini. Sedangkan penentuan
bobot isi (bulk density) dan %-C-organik selain berasal dari pengukuran contoh gambut di
laboratorium juga merujuk kepada bebagai laporan yang berisikan hasil analisis beberapa
contoh tanah gambut (Tabel A) pada beberapa lokasi di Kalimantan.
Prosedur dalam pendugaan cadangan karbon bawah permukaan adalah sebagai berikut :
1. Pengukuran luas lahan
Pada prinsipnya, pengukuran luas lahan secara sederhana di lapangan dapat dilakukan
dengan mengalikan panjang dan lebar lahan. Namun pada kenyataan di lapangan,
pengukuran ini tidak semudah yang dibayangkan karena bentuk dan topografi lahan
bervariasi. Sehingga untuk mengatasinya dapat digunakan peta sebaran gambut dengan
segala kelengkapan informasinya pada skala besar (1:25.000 – 1:50.000) sebagai dasar
untuk membatasi (delineation) dan menghitung luas areal lahan gambut. Penentuan batas
dilakukan dengan mengacu kepada delineasi hasil interpretasi sedangkan penghitungan luas
areal lahan gambut dilakukan di peta, baik secara manual ataupun digital.
2. Pengukuran Ketebalan Gambut
Pengukuran ketebalan gambut dilakukan pada sebuah titik/lokasi pengukuran (boring, minipit)
yang dilakukan pada beberapa plot (Gambar A). Tahapan-tahapan yang harus dilakukan
adalah sebagai berikut :
• Masukan bor tanah gambut atau bor Eijkelkamp yang dimodifikasi (Gambar B) secara
bertahap, angkat bor untuk dicatat kedalamannya dan diambil contoh tanahnya, apabila
bor belum mencapai lapisan tanah mineral maka sambungkan dengan batang bor
berikutnya, ulangi pencatatan pada setiap penyambungan bor sampai mencapai tanah
mineral. (untuk praktisnya, bor biasa diganti dengan tongkat kayu atau besi begel panjang
yang ujungnya diruncingkan dan sebagian sisi ujungnya di sudet agar contoh tanah mineral
dapat sedikit terambil dan terlihat jelas sebagai tanda telah mencapai lapisan tanah
mineral. Tapi dengan alat semacam ini, contoh tanah gambut dari berbagai kedalaman
tidak dapat terambil).
• Disamping mencatat ketebalan, juga catat sifat lainnya seperti:perubahan warna (untuk
mengetahui kematangan gambut secara cepat), kelembaban lapisan atas (kering/
basah/lembab diamati secara visual), konkresi arang (ada tidaknya gambut bekas
terbakar), dan sebagainya.
• Untuk keperluan analisa kematangan tanah gambut (juga untuk analisa parameter fisik
dan kimia lainnya), ambil contoh tanah seberat 1-1,5 kg. Contoh diambil secara komposit,
yaitu dari campuran tanah gambut yang berasal dari berbagai lapisan kedalaman pada
titik bor yang sama. Simpan contoh dalam kantung plastik dan diberi label agar tidak
keliru dengan contoh tanah yang lainnya. Contoh tanah ini nantinya dapat digunakan
untuk mengetahui tingkat kematangan gambut, seperti diuraikan di bawah ini.
3. Penentuan Tingkat Kematangan
Dalam Keys to Soil Taxonomy (Soil Survey Staff, 1998) tingkat kematangan/ pelapukan tanah
gambut dibedakan berdasarkan tingkat dekomposisi dari bahan (serat) tanaman asalnya. Ketiga
macam tingkat kematangan tersebut adalah: (1) fibrik, (2) hemik dan (3) saprik. Karena
pentingnya tingkat kematangan ini untuk diketahui, maka untuk memudahkan pencirian di
lapangan, definisi tentang serat-serat ini harus ditetapkan terlebih dahulu.
Serat-serat diartikan sebagai potongan-potongan dari jaringan tanaman yang sudah mulai
melapuk (tidak termasuk akar-akar yang masih hidup) dengan memperlihatkan adanya struktur
sel dari tanaman asalnya. Potongan-potongan serat mempunyai ukuran diameter ≤ 2 cm,
sehingga dapat diremas dan mudah dicerai – beraikan dengan jari.
Potongan-potongan kayu berdiameter > 2 cm dan belum melapuk sehingga sulit untuk diceraiberaikan
dengan jari, seperti potongan-potongan cabang kayu besar, batang kayu dan tunggul
tidak dianggap sebagai serat-serat, tetapi digolongkan sebagai fragment kasar.
Penetapan tingkat kematangan/ pelapukan tanah gambut di lapangan sebagai berikut :
Ambil segenggam tanah gambut (hasil kegiatan No.2 di atas) kemudian diperas dengan telapak
tangan secara pelan-pelan, lalu lihat sisa-sisa serat yang tertinggal dalam telapak tangan :
• Bila kandungan serat yang tertinggal dalam telapak tangan setelah pemerasan adalah tiga
perempat bagian atau lebih (≥ ¾), maka tanah gambut tersebut digolongkan kedalam jenis
fibrik.
Bila kandungan serat yang tertinggal dalam telapak tangan setelah pemerasan adalah
antara kurang dari tiga perempat sampai seperempat bagian atau lebih (<3/4 - ≥ ¼), maka tanah gambut tersebut digolongkan kedalam jenis hemik. • Bila kandungan serat yang tertinggal dalam telapak tangan setelah pemerasan adalah kurang dari seperempat bagian (<1/4) maka tanah gambut tersebut digolongkan kedalam jenis saprik. Cara lain untuk mendukung penggolongan tingkat kematangan/ pelapukan tanah gambut tersebut adalah dengan memperhatikan warnanya. Jenis tanah gambut fibrik akan memperlihatkan warna hitam muda (agak terang), kemudian disusul hemik dengan warna hitam agak gelap dan seterusnya saprik berwarna hitam gelap. 4. Bobot Isi dan C-organik Sebetulnya penetapan bobot isi (Bulk Density/BD) tanah gambut dapat dilakukan secara langsung di lapangan dengan menggunakan metode bentuk bongkahan atau clod (Notohadiprawiro, 1983), tetapi kedua metode ini menghasilkan angka-angka BD yang lebih besar karena kandungan air di dalam bongkahan gambut masih tinggi. Sementara itu, pengukuran bobot isi tanah gambut, lebih banyak dilakukan di laboratorium dengan menggunakan ring core. Dalam metode ring core, untuk menghilangkan kandungan air dalam contoh, maka tanah gambut dikeringkan dalam oven (suhu 105o C selama 12 jam) dan diberi tekanan 33 – 1500 kPa, sehingga tanah menjadi kompak dan stabil. Dalam buku ini, metode penentuan nilai bobot isi (BD) pada tanah gambut mengikuti metode ring core seperti yang juga dilakukan oleh laboratorium Puslitbang Tanah dan Agroklimat (Staf Laboratorium Kimia, 1998). Kandungan C-organik dalam tanah gambut tergantung tingkat dekomposisi-nya. Umumnya pada tingkat dekomposisi lanjut seperti hemik dan saprik akan memperlihatkan kadar C-organik lebih rendah dibanding dengan fibrik. Proses dekomposisi menyebabkan berkurangnya kadar C dalam tanah gambut. Wahyunto et al., (2004), telah mentabulasikan nilai-nilai BD dan C-organik di Kalimantan pada berbagai tingkat kematangan/pelapukan tanah gambut seperti terlihat pada Tabel A. Nilai-nilai yang dikumpulkan ini berasal dari hasil analisis langsung beberapa contoh tanah pewakil di seluruh Kalimantan, serta dari berbagai data hasil penelitian tanah gambut di Kalimantan beberapa tahun sebelumnya (diantaranya oleh IPB dan Puslitbang Tanah & Agroklimat). Nilainilai tersebut dapat digunakan untuk menghitung kandungan cadangan karbon (lihat rumus) pada tanah gambut di Kalimantan atau mungkin juga lokasi-lokasi lainnya di Indonesia. 5. Rumus Perhitungan Pendugaan Cadangan Karbon Bawah Permukaan Parameter yang digunakan untuk menghitung cadangan karbon bawah permukaan (below ground) adalah luas lahan gambut, kedalaman atau ketebalan tanah gambut, bobot isi (BD) dan kandungan karbon (C-organik) pada setiap jenis tanah gambut. Rumus yang digunakan tersebut adalah : Kandungan karbon (KC) = B x A x D x C Dimana : KC = Kandungan karbon dalam ton B = Bobot isi (BD) tanah gambut dalam gr/cc atau ton/m3 A = Luas tanah gambut dalam m2 D = Ketebalan gambut dalam meter C = Kadar karbon (C-organik) dalam persen (%)

Read more »»