## Perilaku Konduktivitas Tanah (EC) Terhadap Pemberian Kadar Air dan Kadar NPK Khususnya Tanah Lempung

## The Behavior of Soil Conductivity (EC) Toward Water Content and
NPK Levels Especially Clay Soil
Angga Defrian 1) , Zulfakri 2) , Agus Susanto Ginting 3) , Hasbi Mubarak Suud 4)
1) Program Studi Mekanisasi Pertanian, Politeknik Pertanian Negeri Payakumbuh, 50 Kota, Indonesia
2) Program Studi Tata Air Pertanian, Politeknik Pertanian Negeri Payakumbuh, 50 Kota, Indonesia
3) Program Studi Agroteknologi, Universitas Quality Berastagi, Sumatera Utara, Indonesia
4) Program Studi Ilmu Pertanian, Fakultas Pertanian, Universitas Jember, Jember, Jawa Timur, Indonesia
* Email Korespondensi : anggadefrian@gmail.com

## Abstrak
Penelitian sebelumnya telah membuat alat ukur EC pada kesuburan tanah berbasis Arduino UNO mikrokontroler ATmega328. Guna pembuatan alat tersebut adalah sebagai pengembangan ilmu pengetahuan  khususnya  EC.  Penelitian  ini  dibuat  untuk  melihat  perilaku  EC  terhadap  pemberian kadar  air  dan  kadar  NPK.  Metoda  penelitian  yaitu  dengan  pengambilan  sample  tanah  1000g  yang dimasukan kedalam polybag sebanyak 9 polybag. Kemudian diberikan tambahan kadar air 8%, dan selanjutnya  perlakuan  pemberian  NPK  dengan  kadar  masing masing 0%,  6%,  dan  8%.  Didapatkan hasil EC maksmial pada masing masing perlakuan yaitu 0.08 mS -1 , 0.11 mS -1 , dan 0.14 mS -1 . Sedangkan nilai  minimal  masing  masing  adalah  0.05  mS -1 ,  0.08  mS -1 ,  dan  0,09  mS -1 .  Hasil  penelitian memperlihatkan  bahwa  perilaku  EC  dari  masing-masing  perlakuan  memiliki  trend  menurun  pada perubahan waktu. Kadar air sangat mempengaruhi pengukuran sensitifitas EC. Ternyata tidak hanya kadar  air  yang  mempengaruhi  sensitivitas  EC tetapi  perubahan  waktu  juga  mempengaruhi  hal  ini diperlihatkan trend pada perilaku hubungan EC dengan kadar air 8%. Dengan begitu penelitian ini membuktikan bahwa nilai EC memiliki trend menurun pada perubahan waktu.
Kata kunci: mikrokontroler ATMega328; data logger; EC; kadar air; kadar NPK

## Abstract
Previous research has made an EC measuring instrument for soil fertility based on the Arduino UNO ATmega328 microcontroller. The purpose of making this tool was as the development of science, especially EC. This study was made to see the behavior of EC on the provision of water content and NPK content. The research method was by taking a 1000g soil sample which was put into polybags as many as 9 polybags. Then given an additional 8% water content, and then treated with NPK with levels of 0%, 6%, and 8% respectively. The maximum EC results were obtained for each treatment, namely 0.08 mS-1, 0.11  mS-1,  and  0.14  mS-1.  While  the  minimum  values  were  0.05  mS-1,  0.08  mS-1,  and  0.09  mS-1 respectively. The results showed that the EC behavior of each treatment had a downward trend with time changes.  Water  content  greatly  affects EC  sensitivity  measurements.  It  turns out  that  not  only  water content affects the sensitivity of EC but changes in time also affect this. This was shown by the trend in
the behavior of the relationship between EC and 8% water content. In this way, this study proved that the EC value had a downward trend with time changes.
Keywords: ATMega328 microcontroller; data logger; EC; water content; NPK level

## PENDAHULUAN
Perkembangan  sistem  pertanian yang  presisi  pada  informasi  dari  kondisi lahan biasanya melakukan pengukuran nilai soil electrical conductivity (EC). Soil electrical conductivity adalah tanah yang mampu untuk menghantarkan  arus  listrik.  Dikarenakan kandungan garam bebas terdapat pada kadar air  tanah  dan  kandungan  ion-ion  (Rhoades, Lesch, Shouse, & Alves, 1989)
Pengukuran  EC  tanah  merupakan sebagai  pengukuran  pendukung  untuk menduga  kondisi  tanah.  Dengan  cara pengukuran EC tanah ini maka mempermudah  petani  untuk  menduga kebutuhan pupuk pada tanah, biaya rendah, dan  lebih  cepat  (Farahani,  Buchleiter,  & Brodahl, 2005).
Dari  penelitian  sebelumnya  telah berhasil dilakukan rancang bangun prototype alat ukur Ec berbasis Arduino UNO mikrokontroler  ATmega328  (Defrian,  Melly, Irwan, Laksmana, & Syafri, 2022) . Penelitian ini  merupakan  penelitian  lanjutan  dari Rancang  Bangun  Prototipe  Sistem  Data Logger  Alat  Ukur  Ec  Berbasis  Arduino  UNO Mikrokontroler ATmega328 Pada Kesuburan Tanah.  Penelitian  ini  dilakukan  sebagai
pengembangan ilmu pengetahuan khususnya alat  EC  yang  telah  dibuat.  Sebagai pengembangan  tersebut  maka  perlunya mengetahui hubungan EC pada kadar air dan NPK.  Dengan  demikian  judul  penelitian  ini adalah  “Perilaku  Konduktivitas  Tanah  (EC) Terhadap  Pemberian  Kadar  Air,  Kadar  NPK Khususnya Tanah Lempung”.

## METODE PENELITIAN
Bahan yang digunakan adalah polibag, karung,  Tanah,  pupuk  NPK.  Alat  yang digunakan  adalah  Timbangan,  Alat  Ukur  Ec Berbasis  Arduino  UNO  Mikrokontroler ATmega328.  Persiapan  perangkat  keras berupa  rangkaian  keseluruhan  yang  telah dibuat  penelitian  sebelumnya  yaitu  rancang bangun  prototype  alat  ukur  Ec  berbasis Arduino  UNO  mikrokontroler  ATmega328 (Defrian,  Melly,  Irwan,  Laksmana,  &  Syafri, 2022).  rangkaian  keseluruhan  adalah diagram  blok  sistem  dapat  diperlihatkan pada  Gambar  1.  Tahapan  setelah  diagram blok  rancangan  perlu  pembuatan  skematik rangkaian,  sebagai  peran  dasar    membuat rangkaian  perangkat  keras.  hal  ini  dapat dilihat pada Gambar 2.
Gambar 1. Diagram Blok
Input Volt, Ampere,
Proses: UNO Mikrokontroler
ATMega328 Output
LCD
Indikator LED
Loger RTC

## Gambar 2. Rangkaian perangkat keras
Tahapan  selanjutnya  pembuatan diagram alir sistem untuk merancang sistem perangkat lunak. Hal ini dapat diperlihatkan pada  Gambar  3.  Saat  sistem  menyala  maka mikrokontroler  ATMega328  melakukan inisialisasi,  jenis  mikrokontroler,  RTC,  I2C setelah itu membaca Volt, dan Ampere, yang kemudian dikonversi ke mS, kemudian hasil pengukuran tersimpan SD Card.
Perancangan dan pembuatan perangkat sistem ini telah berhasil dilakukan pada  sample  tanah  yaitu  lempung.  Hasil pengujian dapat merekam data volt , ampere dan EC secara realtime .
Persiapan Sampel Tanah
Persiapan  sampel  tanah  yaitu  pada lahan yang bersih dari gulma, datar, memiliki kelembaban, EC dan pH. Tanah yang diambil adalah lapisan top soil pada kedalaman 0 - 20 cm.  Kemudian  sampel  dikeringkan  dengan sinar  matahari  sehingga  kadar  air  nya seragam. Sampel tanah yang telah diayak dan dikeringkan,  Tanah ditempatkan ke polybag dengan takaran 1000 gr. Tahapan lanjutnya sampel  tanah  tersebut dimasukkan  dalam  9 buah  kantung  polybag.  Sampel  tanah tersebut  diberi  variasi  kadar  air  dengan tambahan  air  aquades.  Setiap  sample ditambahkan  kadar air 8%. Kemudian pada kadar  air  tersebut  diberikan  NPK  dengan rasio 0%, 6%, dan 8%.

## START
Inisialisasi Mikro, Serial, LCD, I2C Port, Deklarasi Variabel Start = 0? Membaca data Volt Membaca data Ampere Menghitung EC Simpan data volt, ampere, dan EC ke SD Card

## Gambar 3. Diagram alir sistem
Kotak Ukur Resistivitas Tanah
Penelitian  Mcmiller  2012  membuat kotak  ukur  resistivitas  tanah  yaitu  ukuran (30 x 24  x 111) mm dan ukuran (40 x 34 x 210)  mm.  (Ahmad,  2006)  membuat  kotak ukur  resistivitas  tanah  ukuran  (25.4  x  38  x 216) mm. (Suud, 2015) dengan ukuran (30 x 20  x  38)  mm.  Pada  penelitian  dilakukan dengan  ukuran  (50  x  50  x100)  mm.  hal  ini
dikarenakan tiap perubahan jarak antar plat eketroda  tidak  terlalu  berbeda  hasil pengukuran ECnya (Suud, 2015).
Kotak  ukur  pada  penelitian  ini merupakan  ukuran  dari  penelitian  Suud, khususnya yang terbaik hal ini pada Gambar 4.  Plat  elektroda  dari  PCB  board  untuk pinboard dari batang kuningan.

## Gambar 4. Gambar kotak ukur resistivitas tanah

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Sampel  tanah  pada  penelitian  ini memiliki  kandungan  tekstur  pasir  33.69%, tekstur debu 41,22 % dan tanah liat 25.09%. jika  dimasukkan  kedalam  12  klas  tekstur, maka  tanah  ini  adalah  tanah  lempung  atau loam.  Tanah  ini  memiliki  kadar  air  15.5  %
dan  N  0.43%,  P  23.4  ppm,  dan  K-dd  0.87 me.100g-1.
Perilaku pengukuran EC pada penambahan  kadar  air  8%  terhadap perubahan waktu Hasil  perlakuan  kadar  air  dapat diperlihatkan pada grafik dibawah ini
Gambar 5 Hubungan Ec dengan penambahan kadar air 8%
Pada Gambar 5 memperlihatkan nilai Ec pada penambahan kadar ari 8% cenderung trend menurun  pada  perubahan  waktu.  Namun pada waktu tertentu ada kenaikan nilai ec di waktu menit 32. Hal ini dimungkinan karena
perubahan  suhu,  dan  kelembaban  udara  di lingkungan pengujian.
Perilaku pengukuran EC pada penambahan kadar air 8% dan pemberian pupuk NPK terhadap perubahan waktu
0,04 0,05 0,06 0,07 0,08 0,09 0,1 0:00:00 0:07:12 0:14:24 0:21:36 0:28:48 0:36:00 0:43:12 0:50:24 0:57:36 1:04:48 Ec ( m S- 1) Waktu (jam:menit:detik) 5cm 100 mm elektroda elektroda
Hasil  perilaku  dengan  perlakuan beda kadar NPK pada penambahan kadar air 8%  memberikan  nilai  yang  sangat  berbeda. Nilai tertinggi masing masing dari pemberian pupuk NPK 0%, 6%, dan 8% yaitu 0.08 mS -1 , 0.11  mS -1 ,  dan  0.14  mS -1 .  Sedangkan  nilai minimum  masing  masing  adalah  0.05  mS -1 , 0.08 mS -1 , dan 0,09 mS -1 .
Gambar 6. Perilaku EC kadar air 8% pada perlakuan 0 % NPK
Gambar 7. Perilaku EC kadar air 8% pada perlakuan 6 % NPK
Pada Gambar 5 , Gambar 6 , Gambar 7 tersebut memperlihatkan
ada kecenderungan penurunan  nilai  EC  pada  perubahan  waktu. Hal  ini  hampir  sama  dengan  trend  pada perilaku  EC  tanah  yang  diberikan  kadar  air 8% sebelumnya.
0 0,04 0,08 0,12 0:00:00 0:14:24 0:28:48 0:43:12 0:57:36 1:12:00 1:26:24 1:40:48 1:55:12 EC ( m S- 1 ) Waktu (jam:menit:detik) 0 0,04 0,08 0,12 0,16 0:00:00 0:14:24 0:28:48 0:43:12 0:57:36 1:12:00 1:26:24 1:40:48 1:55:12 EC ( m S- 1 )
Waktu (jam:menit:detik)
Gambar 8 . Perilaku EC kadar air 8% pada perlakuan 8 % NPK
Suud  (2015)  telah  melakukan  penelitian dimana  kadar  air  sangat  mempengaruhi pengukuran  sensitifitas  EC.  Ternyata  tidak hanya  kadar  air  yang  mempengaruhi sensitivitas  EC  tetapi  perubahan  waktu.
Dengan  begitu  penelitian  ini  membuktikan bahwa nilai EC memiliki trend menurun pada perubahan waktu. Sehingga factor pengukuran  EC  perlu  diperhitungkan kembali  pada  perubahan  waktu.  Maka  dari itu, masih perlu penelitian lebih lanjut pada perubahan  kadar  air  dengan  pemberian pupuk  NPK  yang  perlu  diteliti  lebih  lanjut. Dengan  begitu  harapannya  pengukuran  EC ini  dapat  memprediksi  kebutuhan  air, pemberian NPK pada waktu tertentu.

## SIMPULAN
Berdasarkan  penelitian  yang  telah dilakukan maka disimpulkan bahwa dengan melakukan  perlakuan  pemberian  NPK sebesar 0%, 6%, dan 8% pada penambahan kadar  air  8  %,  terjadi  trend  nilai  ec  yang cenderung menurun pada perubahan waktu. NPK 0%, 6%, dan 8% yaitu  0.08 mS-1, 0.11 mS-1,  dan  0.14  mS-1.  Sedangkan  nilai
minimal  masing  masing  adalah  0.05mS-1, 0.08mS-1, dan 0,09mS-1.

## DAFTAR PUSTAKA
Ahmad,  Z.  (2006). Principles  of  corrosion engineering  and  corrosion  control : Elsevier.Suud,  H.  M.,  Syuaib,  M.  F.,  & Astika,  I.  W.  J.  J.  K.  P.  (2015). Pengembangan  Model  Pendugaan Kadar Hara Tanah Melalui Pengukuran Daya Hantar Listrik Tanah. 3 (2). Defrian,  A.,  Melly,  S.,  Irwan,  A.,  Laksmana,  I.,  &
Syafri, E. J. T. (2022). Rancang Bangun Prototipe Sistem Data Logger Alat Ukur Ec Berbasis Arduino UNO Mikrokontroler  ATmega328  Pada Kesuburan Tanah. 1 (2), 12-18.
Farahani, H., Buchleiter, G., & Brodahl, M. J. T. o. t.  A.  (2005).  Characterization  of apparent  soil  electrical  conductivity variability in irrigated sandy and non- saline  fields  in  Colorado. 48 (1),  155- 168.
Rhoades, J., Lesch, S., Shouse, P., & Alves, W. J. S.
S. S. o. A. J. (1989). New calibrations for determining soil electrical conductivity — Depth  relations  from electromagnetic measurements. 53 (1), 74-79.
Suud,  H.  M.  (2015). Pengembangan  Model Pendugaan Kadar Hara Tanah Melalui Pengukuran Daya Hantar Listrik.
0 0,04 0,08 0,12 0,16 0:00:00 0:14:24 0:28:48 0:43:12 0:57:36 1:12:00 1:26:24 1:40:48 1:55:12 EC ( m S- 1 )
Waktu (jam:menit:detik)
Mcmiller.  2012.  Soil  box  instruction.  Manual operation soil box Mcmiller.
Man230 [Internet]. [diunduh 2014 maret 15]. Tersedia pada : http://www.mcmiller.com/pdf/manu als/soil/%28MAN230%29%20Soil%2
0B ox%20Instructions%20%289.1 2.2012%29.pdf
Thokeim,  Roger  L.  1996.  Prisip-Prinsip  Digital. Jakarta : Erlangga Tooley.
Michael.  2002.  Rangkaian  Elektronika.  Jakarta  : Erlangga Woollard.
Barry. 2006. Elektronika Praktis. Diterjemahkan oleh  H.  Kristono.  Jakarta  :  Pradnya Paramita.