METODE USLE

Metode USLE (Universal Soil Loss Equation)

Erosi tanah adalah masalah yang berkembang terutama di bidang kegiatan pertanian di mana erosi tanah tidak hanya menyebabkan produktivitas pertanian menurun tetapi juga mengurangi ketersediaan air. Universal Soil Loss Equation (USLE) adalah model berbasis empiris  yang paling populer digunakan secara global untuk prediksi erosi dan kontrol. Teknik penginderaan jauh dan GIS telah menjadi alat yang berharga khususnya ketika menilai erosi pada skala yang lebih besar karena jumlah data yang diperlukan dan cakupan area yang lebih besar. (Reshma Parveen dan Uday Kumar, 2012)

USLE adalah model erosi yang dirancang untuk memprediksi rata-rata erosi tanah dalam jangka waktu panjang dari suatu areal usaha tani dengan  sistem pertanaman dan pengelolaan tertentu (Wischmeier dan Smith, 1978).

Bentuk erosi yang dapat diprediksi adalah erosi lembar atau alur, tetapi tdak dapat memprediksi pengendapan dan tidak memperhitungkan hasil sedimen dari erosi parit, tebing sungai dan dasar sungai (Wischmeier dan Smith, 1978 dalam Arsyad, 200). Wischmeier dan Smith (1978) juga menyatakan bahwa metode yang umum diunakan untuk menghitung laju erosi adalah metode Universal Soil Loss Equation (USLE). Adapun persamaan ini adalah:

A = R . K . L . S . C . P

Keterangan:

A         : Banyaknya tanah tererosi dalam t ha-1 tahun-1

R         : Faktor curah hujan, yaitu jumlah satuan indeks erosi hujan, yang merupakan perkalian antara energi hujan total (E) dengan intensitas hujan maksimul 30 menit (I30)

K          : Faktor erodibilitas tanah, yaitu laju erosi per unit indeks erosi untuk suatu tanah yang diperoleh dari petak homogen percobaan standar, dengan panjang 72,6 kaki (22m) terletak pada lereng 9% tanpa tanaman

L         : Faktor panjang lereng 9% yaitu nisbah erosi dari tanah dengan panjang lereng tertentu dan erosi dari tanah dengan panjang lereng

72,6 kaki (22 m) dibawah keadaan yang identik

S           : Faktor kecuraman lereng, yaitu nisbah antara besarnya erosi dari suatu tanah dengan kecuraman lereng tertentu, terhadap besarnya erosi dari tanah dengan lereng 9% dibawah keadaan yang identik

C         : Faktor vegetasi penutup tannah dan pengelolaan tanaman, yaitu nisbah antara besarnya erosi dari suatu areal dengan vegetasi penutup dan pengelolaan tanaman tertentu terhadap besarnya erosi dari tanah yang identik tanpa tanaman.

P           : Faktor tindakan konservasi tanah, yaitu nisbah antara besarnya erosi dari tanah yang diberi perlakuan tindakan konservasi tanah seperti pengelolaan menurut kontur, penanaman dalam strip atau teras terhadap besarnya erosi dari tanah yang diolah searah lereng dalam keadaan yang identik.

Dengan menggunakan kriteria erosi dapat diketahui tingkat bahaya erosi yang terjadi di suatu daerah, dengan kriteria erosi. Data-data yang perlu dalam pendugaan besarnya erosi menggunakan metode USLE ini adalah :

1.  Data curah hujan

Data curah hujan dari stasiun pengamatan hujan terdekat dengan lokasi penelitian, sekurang-kurangnya 10 tahun terakhir. Data curah hujan ini digunakan untuk mengetahui faktor erosivitas hujan (R) melalui persamaan Bols (1978):

Dimana :

Rain    = rerata curah hujan bulan (cm) Days   = jumlah hari hujan per bulan

Max    =  curah  hujan  maksimum  selama  24  jam  pada  bulan  yang bersangkutan.

Perhitung  faktor  erosivitas  hujan  (R)  yang  lain  dapat  dihitung dengan menggunakan rumus dibawah ini.

R = (0,41 x H)1,09

Dimana H = curah hujan (mm/th).

2.  Erosivitas Hujan (R)

Erosivitas   hujan   adalah       jumlah   satuan   indeks   erosi   hujan,   yang merupakan perkalian antara energi hujan total (E) dengan intensitas hujan maksimum 30 menit (I30), tahunan (Arsyad, 2010). Menurut Bols (1978, dalam Arsyad 2010),

Erosivitas merupakan kemampuan hujan untuk menimbulkan  atau menyebabkan erosi. Indeks erosivitas hujan yang digunakan  adalah EI30. Erosivitas hujan sebagian terjadi karena pengaruh jatuhan  butir-butir hujan langsung di atas permukaan tanah. Kemampuan air  hujan sebagai penyebab terjadinya  erosi adalah  bersumber dari laju  dan   distribusi tetesan air  hujan, dimana keduanya mempengaruhi besar  energi kinetik air hujan. Dengan demikian, dapat dikatakan bahwa erosivitas hujan sangat berkaitan dengan energi kinetis atau momentum, yaitu parameter yang berasosiasi dengan laju curah hujan atau  volume  hujan  (Asdak,  1995). Persamaan  yang  umum  digunakan  untuk menghitung erosivitas  adalah persamaan yang dikemukakan oleh Bols (1978) dalam Hardjowigeno (1995). Persamaan tersebut adalah :

Keterangan :

EI30 = 6,119 R1,21 x D-0,47 x M0,53

EI30    : Erosivitas curah hujan bulanan rata-rata

R12     : Jumalh E130 selama 12 bulan

R         : Curah hujan bulanan (cm) D         : Jumlah hari hujan

M        : Hujan maksimum pada bulan tersebut (cm)

Cara  menentukan  besarnya  indeks  erosivitas  hujan  yang  lain   dapat menggunakan rumus yang dikemukakan oleh Lenvain (DHV, 1989) sebagai berikut

keterangan :

R : Indeks erosivitas

P : Curah Hujan Bulanan (cm)

R = 2,221 P 1,36

Cara  menentukan  besarnya  indeks  erosivitas  hujan  yang   terakhir  ini  lebih sederhana karena hanya memanfaatkan data curah hujan bulanan.

3. Erodibilitas Tanah (K)

Erodibilitas tanah (kepekaan erosi tanah), yaitu laju erosi per indeks erosi hujan (R) untuk suatu tanah, yang didapat dari petak percobaan standar, yaitu petak percobaan yang panjangnya 22,1 m terletak pada lereng 9 %, tanpa tanaman (K = A/R) (Arsyad, 2010). Kepekaan erosi tanah ini sangat dipengaruhi oleh tekstur, kandungan bahan organik, permeabilitas dan kemantapan struktur tanah.

Erodibilitas tanah merupakan jumlah tanah yang hilang rata-rata  setiap tahun per satuan indeks daya erosi curah hujan pada sebidang tanah tanpa tanaman (gundul), tanpa usaha pencegahan erosi,  lereng 9% (5°), dan panjang lereng 22 meter (Hardjowigeno, 1995).  Faktor erodibilitas tanah menunjukan kekuatan partikel  tanah   terhadap  pengelupasan  dan  transportasi  partikel-partikel  tanah oleh  adanya energi kinetik air hujan. Besarnya erodibilitas tanah ditentukan  oleh karakteristik  tanah  seperti  tekstur  tanah,  stabilitas  agregat  tanah,   kapasitas infiltrasi, dan kandungan bahan organik serta bahan kimia tanah. Metode penetapan nilai faktor K secara cepat dapat dilihat pada  Tabel 2 dengan terlebih dahulu mengetahui informasi jenis tanah. Nilai  faktor K juga dapat diperoleh dengan

menggunakan nomograf erodibilitas tanah seperti yang ditunjukan pada Gambar 1. Nomograf   ini  disusun  oleh  lima  parameter  yaitu  %  fraksi  debu  dan  pasir sangat  halus, % fraksi pasir, % bahan organik, struktur tanah, dan permeabilitas tanah (Purwowidodo,1999).

Besarnya nilai K ditentukan oleh tekstur, struktur, permeabilitas, danbahan organik tanah (Wischmeier et al., 1971). Penentuan besarnya nilai Kdapat dilakuk an dengan menggunakan nomograph ataurumus

Wischmeier etal. (1971) sebagai berikut:

Keterangan :

100 K = 1,292[2,1M1,14(10-4)(12-a)+3,25(b-2)+2,5(c-3)]

M : parameter ukuran butir diperoleh dari (% debu +

% pasir sangat halus)(100 - % liat)

a  : % bahan organik (% C x 1,724)

b  : kode struktur tanah

c  : kode kelas permeabilitas penampang tanah

Untuk kadar bahan organik > 6% (agak tinggi - sangat tinggi),angka 6% tersebut digunakan sebagai angka maksimum. Penilaian strukturdan permeabilitas tanah masing-masing menggunakan Tabel 1 dan 2.

Tabel 1. Penilaian struktur tanah

No	Tipe struktur tanah	Kode penilaian
1	Granular sangat halus (very fine granular)	1
2	Granular halus (fine granular)	2
3	Granular sedang dan besar (medium, coarse granular)	3
4	Gumpal, lempeng, pejal (blocky, platty, massif)	4

Sumber: Wischmeier et al., 1971

Tabel 2. Penilaian kelas permeabilitas tanah

No.	Kelas permeabilitas tanah	Kode penilaian
1	Cepat (rapid)	1
2	Sedang sampai cepat (moderate to rapid)	2
3	Sedang (moderate)	3
4	Sedang sampai lambat (moderate to slow)	4
5	Lambat (slow)	5
6	Sangat lambat (very slow)	6

Sumber: Wichmeser et al. (1971)

4. Faktor Panjang Lereng (L) dan Kemiringan Lereng (S)

Faktor lereng (LS) merupakan rasio antara tanah yang hilang  dari suatu petak dengan panjang dan curam lereng tertentu dengan  petak baku (tanah gundul,curamlereng 9%, panjang 22 meter, dan  tanpa usaha pencegahan erosi) yang  mempunyai  nilai  LS  =  1. Menurut  Weismeier  dan  Smith  (1978)  dalam Hardjoamijojo dan Sukartaatmadja (1992), faktor lereng dapat ditentukan dengan

persamaan :

keterangan :

LS = │  │m (0,065 + 0,045 S + 0,0065 S2)

LS = Faktor panjang dan kemiringan lereng

L = Panjang lereng (meter) S = Kemiringan lahan (%)

m = Nilai eksponensial yang tergantung dari kemiringan

S < 1% maka nilai m = 0.2

S = 1 – 3 % maka nilai m = 0.3

S = 3 – 5 % maka nilai m = 0.4

S > 5% maka nilai m = 0.5

Menurut  Morgan  (1979)  faktor  panjang  dan  kemiringan  lereng  dapat dihitung menggunakan rumus berikut:

Keterangan :

dengan LS adalah faktor panjang dan kemiringan lahan;

S adalah kemiringan lahan (%) L adalah panjang lereng (m)

Rumus tersebut berlaku untuklahan dengan kemiringan <22%,sedangkan untuk lahan dengan kemiringan lebih curam digunakan rumusGregory et al. (

1977) sebagai berikut:

dengan:

T = faktor topografi/ LS

λ = panjang lereng, dalam meter

m = 0,5 untuk lereng 5% atau lebih; 0,4 untuk lereng 3,5% -

4,9%; 0,3 untuklereng < 3,4% C = 34,7046 α = sudut kemiringan lahan, dalam derajat.

Selain menggunakan rumus di atas, nilai LS dapat juga ditentukan menurut kemiringan lerengnya seperti ditunjukan pada Tabel 3 berikut .

Tabel 3. Penilaian kelas kelerengan (LS)

Kelas lereng	Kemiringan lereng (%)	Nilai LS
A	0 - 5	0.25
B	5 – 15	1.20
C	15 – 35	4.25
D	35 – 50	9.50
E	> 50	12.00

Sumber : Petuntuk Pelaksanaan Penyusunan RTL-RLKT Jakarta (1986)

5. Faktor Tanaman (C)

Faktor pengelolaan tanaman merupakan rasio tanah yang  tererosi pada suatu jenis pengelolaan tanaman terhadap tanah yang tererosi dengan pada kondisi permukaan lahan yang sama tetapi tanpa  pengelolaan tanaman atau diberakan tanpa tanaman. Pada tanah yang  gundul (diberakan tanpa tanaman/petak baku) nilai C = 1.0. Untuk  mendapatkan nilai C tahunan perlu diperhatikan perubahan- perubahan  penggunaan tanah dalam setiap tahun. Terdapat sembilan parameter sebagai faktor penentu besarnya nilai C, yaitu konsolidasi tanah, sisa-sisa tanaman, tajuk vegetasi,  sistem perakaran, efek sisa perakaran dari kegiatan pengelolaan lahan,  faktor kontur, kekasaran permukaan tanah, gulma, dan rumputrumputan (Asdak, 1985).

Tabel 4. Perkiraan Nilai Faktor C Berbagai Jenis Penggugaan Lahan

NO	Pengelolaan tanaman	Nilai C
1	Ubi kayu + kedelai	0,181
2	Ubi kayu + kacang tanah	0.195
3	Padi + sorgum	0,345
4	Padi + kedelai	0,417
5	Kacang tanah+ gude	0,495
6	Kacang tanah + mulsa jerami 4 ton/ ha	0,049
7	Kacang tanah +kacang tunggak	0,571
8	Padi + mulsa jerami 4 ton/ha	0,096
9	Kacang tanah + mulsa jagung 3 ton/ha	0,120
10	Kacang tanah+mulsa crotalaria 3 ton/ha	0.136
11	Kacang tanah+mulsa kacang tanah	0,259
12	Kacang tanah + mulsa jerami	0,377
13	Padi + mulsa crotalaria 3 ton / ha	0.387
14	Pola tanam numpang gilir 1 ] + mulsa jerami 6 ton /ha	0,079
15	Pola tanam berurutan 2 ]+ mulsa sisa tanam	0,347
16	Pola berurutan	0,498
17	Pola tanaman tumpang gilir + mulsa sisa tanaman	0.357
18	Pola tanam tumpang gilir	0,588

Sumber   :   Abdukrahman,   dkk.   (1981)   di   dalam   Hardjoamidjojo,   S.   dan

Sukartaatmadja S. (1992)

6. Faktor Usaha-usaha Pencegahan Erosi atau Konservasi (P)

Faktor praktik konservasi tanah adalah rasio tanah yang hilang  bila usaha konservasi tanah dilakukan (teras, tanaman, dan sebagainya) dengan tanpa adanya usaha konservasi tanah. Tanpa konservasi tanah  nilai P = 1 (petak baku). Bila diteraskan, nilai P dianggap sama dengan  nilai P untuk strip cropping, sedangkan nilai LS didapat dengan  menganggap panjang lereng sebagai jarak horizontal dari masingmasing    teras.   Konservasi   tanah   tidak   hanya   tindakan   konservasi secara  mekanis dan fisik, tetapi termasuk juga usaha-usaha yang bertujuan  untuk mengurangi erosi tanah. Penilaian faktor P di lapangan lebih  mudah apabila digabungkan dengan faktor C, karena dalam  kenyataannya kedua faktor tersebut

berkaitan erat.. Pemilihan atau penentuan nilai faktor CP  perlu dilakukan dengan hati-hati karena adanya variasi keadaan lahan dan variasi teknik konservasi yang dijumpai di lapangan.

Tabel 5. Perkiraan Nilai Faktor Berbagai Jenis Penggunaan Lahan

No.	Teknik Konserfasi Tanah	Nilai p
1	Teras bangku Sempurna Sedang Jeleh	0.04 0.15 0.35
2	Teras tradisional	0.40
3	Padang rumput (permant grass field) a. bagus b. jelek	0,04 0,40
4	Hill side ditch atau field pits	0,3
5	Countur croping kemiringan 0-8% kemiringan 9-20% kemiringan 20%	0,5 0,75 0,9
6	Limbah jerami yang digunakan 6 ton/ha/tahun 3 ton/ha/tahun 1 ton/ha/tahun	0,3 0,5 0,8
7	Tanaman perkebunan Penutupan tanah rapat Penutupan tanah sedang	0,1 0,5
8	Reboisasi dengan penutupan pada tahun awal	0,3
9	Strip cropping jagung- kacang tanah,sisa tanaman dijadikan mulsa	0.5
10	Jagung-kedelai, sisa tanaman dijadikan mulsa	0,087
11	Jagung- mulsa jerami padi	0,008
12	Padi gogo-kedelai. Mulsa jerami padi	0,193
13	Kacang tanah-kacang hijau	0,730

Sumber   :   Abdukrahman,   dkk.   (1981)   di   dalam   Hardjoamidjojo,   S.   dan

Sukartaatmadja S. (1992)