Laporan ini membahas pengukuran laju infiltrasi di tiga desa di NTB dengan jenis penggunaan lahan yang berbeda, yaitu tegalan, ladang dan sawah tadah hujan. Hasil pengukuran menunjukkan bahwa laju infiltrasi tertinggi ditemukan di sawah tadah hujan dan terendah di tegalan, seiring dengan semakin intensifnya pengolahan lahan. Model Horton digunakan untuk memprediksi laju infiltrasi dan hasilnya sesuai dengan penguk

1. ASSESSMENT OF INFILTRATION RATE
(STUDI KASUS DI LAHAN KERING)
Ieke Wulan Ayu
Prodi Agroteknologi
Fakultas Pertanian
2013

2. Agriculture
Pengelolaan
Kurang Bijak
Alih Fungsi Lahan
Degradasi lahan
Lahan marjinal meluas
Jenuh bahan kimia
effects
Decreasing
productivity
Intensive
LanduseLAND
Unrewable
resources
Pembangunan
Fisik
Budidaya
Tanaman Pangan:
Basah dan Kering
Pada periode 1999-2002 terjadi pengurangan lahan sawah
sebesar 563.156 ha di seluruh Indonesia,karena alih fungsi dan
30% (157.150 ha) di antaranya terjadi di pulau Jawa. Untuk
memenuhi kebutuhan pangan luas lahan sawah yang diperlukan
pada tahun 2010 sekitar 9,29 jt ha (Nasution, 2004).

3. Policy Maker
Improving
productivity of
Sawah
Intensification of
irrigation systems, and
field development
Realisasi Program Pencentakan 1000 Ha Sawah:
Lahan itu tersebar sebagian besar di Pulau Sumbawa sebanyak 600 hektar
dan Sumbawa Barat 300 hektar serta di Dompu seluas 200 hektar. (Suara
NTB, Senin 19/12/2011 ) Sementara untuk program 2012, ditargetkan
akan dicetak sekitar 4.700 hektar sawah dari target 5.000 hektar lebih.
Dari 4.700 hektar di Pulau Lombok 700 hektar yakni 200 hektar di KLU,
500 hektar di Lotim, KSB 1.400 hektar dan Sumbawa 2.000 hektar serta
sisanya di Dompu seitar 500 hektar serta Bima seluas 100 hektar (NTB
prov.go.id12 Sep 2012)
Drylands optimization
Pengertian Lahan Kering (Soil Survey Staff, 1998; Notohadinegoro, 2000; Rukmana,
2001; Abdurachman et al., 2008; Minardi; 2009).
Salah satu isu lingkungan utama dari abad kedua puluh satu adalah degredasi lahan di
lahan kering, memiliki implikasi pada kemanan pangan dunia dan kualitas lingkungan

4. Increase food
production
Constraints
Keterbatasan Biofisik
dan Sumber air:
limitied rainfall
Low soil quality
Low soil fertility
High soil erobility
Drylands
Management
Land Utilization
Variability of
Productivity
Soil & water
conservation
Run Off <
Infiltration>
Soil Infiltration:
Database
Drylands Constraints

5. Infiltrasi bagian Siklus Hidrologi
Infiltrasi merupakan bagian dari siklus hidrologi
yang mempunyai peranan penting yang berkaitan
dengan ketersediaan lengas.
Sebagian dari presipitasi yang membasahi permukaan
tanah berinfiltrasi ke dalam tanah dan membentuk
cadangan lengas tanah (soil water storage) yang
kapasitasnya bergantung pada tekstur, jenis tanah dan
kedalaman perakaran tanaman. Sebagian lengas-
tanah bergerak ke arah bawah sebagai perkolasi-
dalam memasuki zone jenuh-air di bawah muka air-
tanah dan menjadi air-tanah (groundwater).

6. Definisi
• Kapasitas simpan air akan bergantung dengan laju
infiltrasi yang terjadi. Infiltrasi didefinisikan
sebagai proses masuknya aliran air ke dalam
profill tanah secara vertikal melalui permukaan
tanah (Jury dan Horton, 2004; Asdak, 2004;
Soemarno, 2011; Dagadu dan Nimbalkar, 2012;
Diamond, dan Thomas, 2013), komponen penting
dalam pemodelan dan memprediksi aliran
(Suresh, 2008), salah satu parameter hidrologi
yang paling sulit untuk dievaluasi atau diukur
secara akurat (Ildefonso Pla-Sentís, 2013).

7. • Pada tanah-tanah yang memiliki kapasitas
infiltrasi tanah yang rendah, sebagian besar
curah hujan berubah menjadi aliran
permukaan dan hanya sebagian kecil air hujan
yang masuk ke dalam tanah melalui
permukaan tanah. Akibatnya jumlah air yang
menjadi simpanan air tanah menurun.
Infiltrasi juga dapat dimanfaatkan untuk
pertimbangan perkiraan potensi kekeringan,
aliran permukaan, erosi dan pertimbangan
kegiatan-kegiatan tertentu (Haridjaya et al.,
1991).

8. Infiltrasi kumulatif-laju infiltrasi-
kapasitas infiltrasi
• Infiltrasi tanah meliputi infiltrasi kumulatif,
laju infiltrasi dan kapasitas infiltrasi.
• Infiltrasi kumulatif adalah jumlah air yang
meresap ke dalam tanah pada suatu periode
infiltrasi. Laju infiltrasi merupakan jumlah air
yang masuk ke dalam tanah per satuan waktu
dan menentukan ketersediaan lengas (air)
bagi tanaman

9. Parameter Penting
• Kegiatan konservasi tanah dan air, laju infiltrasi bersama
evaporasi merupakan dua parameter yang sangat penting
dan kapasitas infiltrasi adalah laju infiltrasi maksimum air
meresap ke dalam tanah (Haridjaja dkk., 1991; Asdak, 2004;
Mawardi 2011a; Mawardi, 2012b), laju maksimal gerakan air
masuk ke dalam tanah terjadi ketika intensitas hujan
melebihi kemampuan tanah dalam menyerap kelembaban
tanah.
• Sebaliknya apabila intensitas hujan lebih kecil dari pada
kapasitas infiltrasi, maka laju infiltrasi sama dengan laju
curah hujan (Asdak, 2004), infiltrability menyatakan flux
diamana profil tanah menyerap air dan menjaga hubungan
dalam kondisi tekanan atmosfer (Mawardi, 2012).

10. Sumber:Ministry Natural Resources, 2013
Infiltrasi merupakan proses aliran air
masuk ke dalam tanah (Asdak, 2002).
Kapasitas infiltrasi adalah kemampuan
tanah dalam merembeskan sejumlah air
ke dalam tanah. Besarnya kapasitas
infiltrasi dapat memperkecil
berlangsungnya aliran permukaan
tanah.
Infiltration
HorizonA,yang teratas,sebagian bahanorganik
tanaman
Horizon B,merupakan akumulasi dari bahan koloidal A, ketebalan
permeabilitas sangat menentukan laju infiltrasi
HorizonC, kadang2disebut sub soil, terbentukdari
pelapukanbahaninduk
HorizonD,merupakanbahaninduk (bed rock)
Transmission properties of soil
layers

11. Infiltration rate
Horton : f = ft + (f0-ft) e(-kt)
f = laju infiltrasi pada waktu t
fc = laju infiltrasi pada saat
konstan
f0 = laju infiltrasi awal
k = tetapan untuk tanah
t = 2,718
K = 1/(t2 –t1) ln (f1-fc)/(f2-fc)

12. I > fp
I < fp
fc
f0
lajuinfiltrasi(cm/jam)
Waktu (menit)
Infiltration rate (f)  infiltration capacity (fp).
It is affected by the rain intensity.
Jika Intensitas Hujan < kapasitas infiltrasi maka laju infiltrasi akan <
kapasitas infiltrasi, dan jika > maka laju infiltrasi akan = kapasitas
infiltrasi.
Infiltration Rate

13. Jenuhair
Jenuhair
Jika kapasitas perkolasi  kapasitas
infiltrasi maka lapisan di bawah
lapisan permukaan tidak akan jenuh
air dan laju infiltrasi ditentukan oleh
infiltrasi
Jika kapasitas perkolasi  kapasitas
infiltrasi maka lapisan bawah akan
jenuh air dan laju infiltrasi
ditentukan oleh laju perkolasi
Kapasitas infiltrasi adalah kemampuan tanah dalam merembeskan sejumlah air ke dalam
tanah. Besarnya kapasitas infiltrasi dapat memperkecil berlangsungnya aliran permukaan
tanah.
Infiltration Capacity

14. Physical properties of soil and Infiltration rate

15. Research Location
P1 terletak pada 833.539’ LS dan
11727.779’ BT dengan ketinggian 27 mdpl
P2 terletak pada 833.563’ LS dan
11727.047’ BT dengan ketinggian 27 mdpl
P3 terletak pada 833.539’ LS dan
11727.779’ BT dengan ketinggian 32 mdp
Sumber: GPS Goggle earth)

16. Field Instruments
Field Infiltration measurement:
Double ring infiltrometer dengan tinggi 500 mm,
diameter cincin dalam 300 mm dan diameter cincin
luar antara 50 mm, mistar, gelas ukur 500 cm3, ember,
stopwatch, sekop, ring, kantong plastik, pisau, dan
alat tulis.
Sampel Tanah:
Ring sampel, tempat menyimpan tabung-tabung ,
sekop atau cangkul, Pisau yang tajam dan tipis,
kantong plastik, Karet gelang, botol semprot, sendok,
Labu Erlenmeyer 500 ml, gelas piala , gelas Ukur 10
ml, 50 ml dan 1.000 ml , Pengaduk listrik dan
pengaduk kayu , ayakan 0.05 mm dan pengocoknya,
pipet , timbangan (dengan ketelitian sampai 0.1 g) ,
Hot Plate, Oven dan Kaleng timbang,thermometer ,
gambar segitiga tekstur.
Double ring infiltrometer)

17. Field observation and soil sampling
Sumber: Penelitian (2012)

19. Desa Titik
Sampel
Parameter Laju Infiltrasi
fo
(mm/menit)
fc
(mm/menit)
t
(jam)
K
1 5,5 1,1 1,25 2,95
Desa 2 5,5 1,0 1,25 2,49
Krekeh 3 5,6 1,0 0,75 2,45
4 5,4 1,1 1,25 3,00
5 5,6 1,1 1,25 3,01
6 5,6 1,2 1,75 2,38
1 5,5 1,3 1,50 1,75
Desa 2 5,2 1,0 1,50 1,50
Boak 3 5,1 1,0 1,50 2,24
4 5,5 1,2 1,50 1,82
5 5,5 1,1 1,50 1,64
6 5,5 1,1 1,50 1,91
1 11,5 1,9 1,00 2,08
Desa 2 11,5 1,7 0,75 2,49
Kerato 3 12,3 1,3 1,50 1,78
4 11,5 1,8 1,25 2,20
5 11,2 1,2 1,25 2,34
6 11,0 1,1 1,50 2,33
Tiga paremeter yang
menentukan proses infiltrasi
dalam tanah
Waktu untuk yang diperlukan
tercapainya infiltrasi konstan
masing-masing ulangan berbeda
pada setiap lokasi 0,75 jam
sampai 1,50 jam
Laju maksimum infiltrasi
(kapasitas infiltrasi) saat tercapai
infiltrasi konstan (fc)
menunjukkan banyaknya air yang
dapat terinfiltrasi ke dalam tanah
per satuan waktu.
Parameter of Soil Infiltration
Sumber: Penelitian (2012)
fo tertinggi pada lahan sawah
tadah hujan
fo awal terendah pada ladang

20. Field measurement & Horton Simulation
Desa
Titik
Besar Laju Infiltrasi (mm/jam) Volume (cm3) Klasifikasi Infiltrasi Fase
Sampel
Observasi Lapang Model Horton
K1 18,60 17,21 16,78 Cepat 1
K2 17,70 17,65 17,58 Cepat 1
Desa K3 18,40 17,96 17,95 Cepat 1
Krekeh
K4
18,80 16,94 16,94 Cepat 1
K5 19,00 17,29 16,83 Cepat 1
K6 19,50 19,34 19,12 Cepat 1
B1 24,70 21,91 21,74 Cepat 1
B2 25,53 20,89 20,98 Cepat 1
Desa B3 22,73 17,63 17,56 Cepat 1
Boak B4 24,60 21,05 21,00 Cepat 1
B5 23,40 21,41 21,50 Cepat 1
B6 22,85 19,86 19,98 Cepat 1
KR 1 42,18 38,21 38,78 Sangat Cepat 2
KR 2 41,70 34,58 34,93 Sangat Cepat 2
Desa KR 3 45,10 40,15 41,82 Sangat Cepat 2
Kerato KR 4 44,30 37,08 37,61 Sangat Cepat 3
KR 5 38,50 31,95 33,00 Sangat Cepat 3
KR 6 38,20 31,00 32,15 Sangat Cepat 3

21. • Rata-rata besar laju infiltrasi di lapangan pada titik sampel K sebesar
18,58 mm/jam, sampel B 23, 92 mm/jam dan KR 41,66 mm/jam dan
rata-rata besar laju infiltrasi menurut pendugaan Horton sebesar17,73
mm/jam, sampel B 20,45 mm/jam, dan sampel KR 35,49 mm/jam
• Berdasarkan jenis penggunaan lahan maka pengukuran laju infiltrasi
tertinggi hingga terendah adalah sawah tadah hujan-ladang-ladang-
tegalan, dengan klasifikasi laju infiltrasi rata-rata tertinggi adalah sangat
cepat dan terendah adalah cepat.
• Nilai laju infiltrasi berkurang sejalan dengan bertambahnya waktu
• Batas maksimum kemampuan tanah menyerap air yaitu ketika aliran
kapasitas infiltrasi semakin besar, maka aliran air di permukaan tanah
makin berkurang

22. Desa Krekeh (tegalan) Desa Kerato
(sawah tadah hujan)
• Pada penggunaan lahan yang berbeda dengan jenis
vegetasi dan pengolahan yang berbeda sehingga
menyebabkan terjadinya laju infiltrasi yang berbeda-beda.
• Pengukuran laju infiltrasi yang dilakukan pada sawah
tadah hujan dengan kondisi lahan yang ditanami tanaman
jagung pada masa vegetatif 1 dengan umur tanaman 25-
40 hari lebih besar dibandingkan dan pengukuran laju
infiltrasi di Desa Krekeh dilakukan pada tegalan yang
hanya dibudidayakan pada satu musim tanam.
Desa Boak (ladang)

23. • Hasil pengukuran dilapangan menjelaskan bahwa kerapatan
vegetasi berhubungan dengan laju infiltrasi pada
penggunaan jarak tanam tanaman.
• Penggunaan jarak tanam (50x25 cm) dan (75x50 cm)
menentukan populasi tanaman dengan tingkat pengaruh
infiltrasi yang berbeda sesuai jenis dan sifat tumbuhan
• Umur tanaman dan Kedalaman perakaran berpengaruh
terhadap daya menahan air.
• Berkurangnya laju infiltrasi K2, disebabkan oleh
bertambahnya kelembapan tanah
Fase 1 Fase 2 Fase 3

24. 0.00
1.00
2.00
3.00
4.00
5.00
6.00
0.00 0.20 0.40 0.60 0.80 1.00 1.20 1.40 1.60 1.80 2.00
LajuInfiltrasi(mm/jam)
Waktu (jam)
f Observasi (cm/jam)
f (model Horton)
Volume Infiltrasi (cm)
Infiltration curve
Laju Infiltrasi Konstan dan Waktu Mencapai Infiltrasi Konstan K2 Pada Desa Krekeh

25. 0.00
2.00
4.00
6.00
8.00
10.00
12.00
14.00
0.00 0.20 0.40 0.60 0.80 1.00 1.20 1.40 1.60 1.80 2.00
LajuInfiltrasi(mm/jam)
Waktu (jam)
f Observasi (cm/jam)
f (model Horton)
Volume Infiltrasi (cm)
Infiltration Curve
Laju Infiltrasi Konstan dan Waktu Mencapai Infiltrasi Konstan KR 3 Pada Desa Kerato

26. Desa
Titik
Persamaan Kurva
Infiltrasi
Nilai Persamaan Kurva
Berdasarkan Garis Eksponen (R2)
Sampel f Lapangan Model Horton
K1 y = 1+(4,4)e2,95t 0,703 0,802
Desa
K2 y = 1+(4,5)e2,49t 0,757 0,768
Krekeh
K3 y = 1+(4,6)e2,45t 0,761 0,799
K4 y = 1,1+(4,3)e3t 0,698 0,838
K5 y = 1,1+(4,5)e3,01t 0,696 0,823
K6 y = 1,2+(4,4)e2,38t 0,771 0,807
B1 y = 1,3+(4,2)e1,75t 0,852 0,969
Desa
B2 y = 1+(4,2)e1,5t 0,884 0,987
Boak
B3 y = 1+(4,1)e2,24t 0,788 0,79
B4 y = 1,2+(4,3)e1,82t 0,843 0,975
B5 y = 1,1+(4,4)e1,64t 0,867 0,96
B6 y = 1,1+(4,4)e1,91t 0,831 0,965
KR 1 y = 1,9+(9,6)e2,08t 0,808 0,858
Desa
KR 2 y = 1,7+(9,8)e2,49t 0,756 0,844
Kerato
KR 3 y = 1,3+(11)e1,78t 0,848 0,904
KR 4 y = 1,8+(9,7)e2,2t 0,794 0,94
KR 5 y = 1,2+(10)e2,34t 0,775 0,921
KR 6 y = 1,1+(9,9)e2,33t 0,776 0,942
Exponential model of Infiltration rate
Nilai R2 yang didapat mendekati
nilai angka 1 (satu),sehingga
model Horton dapat digunakan
sebagai model yang baik dan tepat
(fiting) dengan lapangan dalam
menduga kapasitas infiltrasi
Fleming (1975) menyatakan bahwa
nilai persamaan yang dibuat dikatakan
benar dan mendekati pada ketepatan
sesuai pengamatan lapangan, jika nilai
R2 yang didapat dari persamaan yang
dibuat mendekati nilai angka 1 (satu).

27. Titik Persentase Tekstur
Sampel Pasir Debu Liat
K1 57 18 25 Lempung berpasir
K2 58 15 27 Lempung berpasir
K3 56 27 17 Lempung berpasir
K4 58 26 16 Lempung berpasir
K5 56 26 18 Lempung berpasir
K6 55 27 18 Lempung berpasir
B1 63 20 17 Lempung berpasir
B2 66 16 18 Lempung berpasir
B3 64 19 17 Lempung berpasir
B4 62 23 15 Lempung berpasir
B5 64 20 16 Lempung berpasir
B6 63 23 14 Lempung berpasir
KR 1
61 9 30 Lempung Liat berpasir
KR 2
54 11 35 Lempung Liat berpasir
KR 3
58 10 32 Lempung Liat berpasir
KR 4
60 5 35 Lempung Liat berpasir
KR 5
56 12 32 Lempung Liat berpasir
KR 6
62 11 27 Lempung Liat berpasir
Soil textural classes in
each sampling sites
Soil physical properties effects of the Infiltration rate
Jenis tanah yang didominasi
oleh fraksi pasir, mempunyai
laju infiltrasi yang tinggi,
sedangkan pada tanah
lempung mempunyai laju
infiltrasi rendah.
Perbedaan nilai infiltrasi pada
setiap ulangan pengukuran
infiltrasi disebabkan oleh
persentase penyusun tekstur
tanah di lapangan

28. Titik
Agregat Bentuk Ukuran Kelas Kemantapan
Pengukuran
Struktur
K
Besar Sudut 18,41 Sedang Lemah
Sedang Butir 5,94 Kasar Lemah
Kecil Remah 2,65 sedang Lemah
B
Besar Gumpal 15,4 Sedang Lemah
Sedang Sudut 8,9 Halus Lemah
Kecil Butir 5,67 Halus Lemah
KR
Besar Gumpal 211,67 Sangat Kasar Mantap
Sedang Sudut 105,33 Sangat Kasar Mantap
Kecil Butir 77 Sangat Kasar Mantap
Soil aggregates: Shape & Stability
• Titik sampel pada sawah tadah hujan yang
mendapatkan aplikasi pemupukkan pada
tiap fasenya yaitu, pada fase 2 yaitu pada
saat tanaman berumur genjah (80-90 hari)
dan fase 3 yaitu tanaman berumur (90-100
hari),

29. Titik
Sampel
Bahan
Organik
(%)
C-Organik
(%)
Porositas
(%)
Bobot
Isi
(g/cm3)
Bobot
Jenis
(g/cm3)
K1 0,36 0,21 42,8 1,27 2,37
K2 0,34 0,20 43,4 1,26 2,35
K3 0,52 0,30 46,2 1,25 2,35
K4 0,32 0,19 42,4 1,25 2,36
K5 0,33 0,18 43,4 1,27 2,35
K6 0,32 0,19 40,5 1,26 2,37
B1 0,36 0,21 46,6 1,19 2,34
B2 0,34 0,20 48,5 1,20 2,30
B3 0,52 0,30 46,4 1,24 2,35
B4 0,32 0,19 46,7 1,19 2,34
B5 0,36 0,21 48,2 1,21 2,35
B6 0,35 0,22 49,4 1,22 2,38
KR 1 2,35 1,20 49,0 1,15 2,25
KR 2 2,51 1,25 48,0 1,03 2,34
KR 3 2,71 2,31 47,4 1,14 2,29
KR 4 1,90 2,10 46,2 0,99 2,14
KR 5 1,39 1,15 45,6 1,03 2,35
KR 6 1,27 1,18 44,0 1,21 2,36
Soil characteristics and infiltration rate in the field
Titik Kadar Air Air Tersedia
Sampel (%Vol)
K1 43 18
K2 43 18
K3 43 18
K4 43 18
K5 43 18
K6 43 18
B1 75 16
B2 75 16
B3 75 16
B4 75 16
B5 75 16
B6 75 16
KR 1 44 12
KR 2 44 12
KR 3 44 12
KR 4 44 9
KR 5 44 9
KR 6 44 9

30. Landuse types based on physical properties of soil
• Soil Texture :Sawah tadah hujan, ladang, tegalan
• Soil structure: Tegalan, ladang dan sawah tadah
hujan
• Soil Organic matter: Sawah tadah hujan, tegalan
dan ladang
• Soil Porosity: Sawah tadah hujan, tegalan dan
ladang
• Bulk density: Sawah tadah hujan, tegalan dan
ladang
• Soil moisture: Sawah tadah hujan, ladang, tegalan

31. 1. Pendugaan kapasitas infiltrasi menggunakan model
Horton mendekati pada nilai kebenaran atau
ketepatan persamaan dengan nilai–nilai yang
dihasilkan berdasarkan pengamatan langsung di
lapangan.
2. Sifat fisik tanah mempengaruhi pendugaan
ketersediaan lengas tanah pada berbagai jenis
penggunaan lahan memberikan nilai yang berbeda.
3. Laju infiltrasi tertinggi pada penggunaan lahan
sawah tadah hujan dan terendah pada penggunaan
lahan tegalan.

32. ……. Toward sustainable drylands in the
future…..