## ANALISIS NILAI KONDUKTIVITAS TERHADAP PERUBAHAN UNSUR HARA PADA TANAH INSEPTISOL
Maison 1 , Samsidar 2 , Rista Mutia Angraini 2 , M. Ficky Afrianto 2 , Mardian Pelinof 2 , Linda Handayani 2 , Rustan 2 , Nurhidayah 2 , Ardianingsih Puji Lestari 3*
1 Program Studi Pendidikan Fisika, Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan, Universitas Jambi, 36361, Indonesia
2 Program Studi Fisika, Fakultas Sains dan Teknologi, Universitas Jambi, 36361, Indonesia
3 Program Studi Agroekoteknologi, Fakultas Pertanian, Universitas Jambi, 36361, Indonesia E -mail: ardiyaningsih_puji@unja.ac.id

## Abstrak
Telah dilakukan pengujian nilai konduktivitas dengan menggunakan alat Impedansi Analizer, dimana nilai impedansi dijadikan sebagai parameter  penentuan  perubahan  konduktivitas  akibat  penambahan  pupuk  NPK  (tambahan  unsur  hara  tanah).Sampel  yang  digunakan adalah jenis tanah inseptisol dengan 5 variasi jenis tanah, sampel diambil dari 5 titit berebeda pada lahan perkebunan daerah kampus Universitas  Jambi.Tahap  awal  pengujian  dilakukan  pengukuran  nilai  impedansi  pada  H-1  (hari  pertama)  dengan  penambahan  pupuk NPK sebesar 0%, 1%, 3%, 5% dan 7% terhadap masing-masing sampel, untuk memastikan nilai konduktivitas hanya dipengaruhi unsur hara NPK maka kelembaban di berikan konstant pada kisaran 40%-45%. Setelah pengambilan data tahap awal sampel dibiarkan dan ditutup dalam pelastik agar terjadi penguraian pupuk pada tanah, penguraian dilakukan secara Anaerobdengan estimasi penguraian 12 hari,  setelah  hari  ke-  12  dilakukan  kembali  pengujian  nilai  impedansi  terhadap  masing-masing  sampel.  Hasil  pengukuran  nilai konduktivitas  mengalami  kenaikan  terhadap  penambahan  pupuk  dan  setelah  terjadi  penguraian,  hal  ini  dapat  dilihat  dengan berkurangnya  nilai  impedansi.  Secara  kuantitatif  semua  jenis  sampel  tanah  mempunya  hubungan  linier  dengan  nilai  regresi  >99% terhadap penambahan pupuk dan penguraian unsur hara, untuk itu penelitian ini akan menjadi dasar pemodelan alat kesuburan tanah dengan parameter nilai konduktivitas.
Kata Kunci: Konduktivitas; Hara; Tanah; Inseptisol.

## Abstract
[Title: The Effect of Conductivity Value on Soil Nutrient Changes of Inceptisol Soil] The conductivity value has been tested using an Impedance Analyzer, where the impedance value is used as a parameter to determine changes in conductivity due to the addition of NPK fertilizer (the addition of soil nutrients). The sample used was inceptisol soil with 5 variations of soil types, samples were taken from 5 different points on plantations in the Jambi University campus area. The first stage of the test was to measure the impedance value on H-1 (first  day)  with  the  addition  of  0%  NPK  fertilizer,  1%,  3%,  5%  and  7%  for  each  sample,  to  ensure  the  conductivity  value  is  only influenced by NPK nutrients, the humidity is given a constant in the range of 40%-45%. After data collecting at the first stage, the sample was left and covered by plastic so that the decomposition of fertilizer in the soil occurred, the decomposition was carried out Anaerobic with an estimated decomposition of 12 days, after 12 days, the impedance value test was repeated for each sample. The results of the measurement is the conductivity value increased with the addition of fertilizer and after decomposition, this can be seen by the decrease in the impedance value. Quantitatively, all types of soil samples have a linear relationship with a regression value of >99% for the addition of fertilizers and the decomposition of nutrients, for this reason this research will be the basis for modeling soil fertility tools with the parameter value of conductivity.
Keywords: Conductivity; Nutrient; Soil; Inceptisol.

## PENDAHULUAN
Inseptisol  merupakan  tanah  pertanian  yang mulai  berkembang,  Inseptisol  dapat  ditemukan  di daerah  yang    beriklim  dingin  hingga  panas,  daerah yang  humid  hingga  subhumid,  serta  daerah  Arktik hingga  tropis  (Palmer,2005).  Indonesia  adalah negara yang memiliki sebaran inseptisol yang cukup luas yakni mencapai 70 juta hektar.Dari lima pulau terbesar  di  Indonesia,  Sumatera  adalah  sebaran terluas  dari  tanah  inceptisol  yaitu  mencapai  17,6 juta hektar (Subagyo, 2000).
Inseptisol  merupakan  tanah-tanah  mineral yang  secara  berangsur  memperlihatkan  horizon pedogenik.  Inseptisol  termasuk  tanah-tanah  yang masih  muda  dengan  ukuran    pori  sekitar  0,2    dan kandungan bahan organiknya berkisar antara 3-9 % sehingga  sangat  bagus  untuk  ketersediaan  air  bagi tanaman  dan  sangat  cocok  dijadikan  sebagai  lahan pertanian (Saridevi, G.A., 2013). Tanah Inceptisols di  daerah  lembab,  pada  umumnya  mempunyai kandungan  bobot  jenis  1,0  kg/m3,  kalsium karbonat  kurang  dari  40%,  kejenuhan  basa  kurang dari 50% pada kedalaman 1,8 m, dan nilai porositas 68%  -  85%  (Resman,  S.  A,  2006).  Dengan demikian, secara umum tanah Inceptisol mempunyai tingkat kesuburan sedang hingga tinggi.
Unsur  hara  merupakan  unsur  yang  dapat mempresentasikan  tingkat  kesuburan  suatu  tanah. Unsur  hara  biasanya  diperoleh  dari  penambahan pupuk ke dalam tanah. Unsur hara yang berasal dari pupuk  dapat  berupa  nitrogen  (N),  fosfor  (P)  dan kalium (K) atau biasa disingkat NPK. NPK termasuk dalam unsur makro yang dibutuhkan oleh tanaman. Kandungan  NPK  tanah  dapat  mempengaruhi pertumbuhan  dan  perkembangan  tanaman  secara signifikan (Sun, J., et all, 2022).
Informasi unsur hara pada tanah Inceptisol dapat  diketahui  dari  data  konduktivitas  tanah tersebut. Konduktivitas listrik ini akan berhubungan dengan  nilai  impedansi.  Konduktivitas  listrik bergantung  pada  konsentrasi  ion  total  pada tanah(Rusu, C.,dkk, 2019).Faktor paling berpengaruh  pada  perubahan  konduktivitas  adalah persentase  kandungan  air  pada  tanah  (Malek,  K., dkk, 2021)Nilai konduktivitas tanah dapat diperoleh dari pengukuran menggunakan impedance analyzer.
Sifat  fisis  konduktivitas  tanah  berkaitan dengan  kemudahan  bahan  dalam  menghantarkan arus  listrik  artinya  tanah  yang  memiliki konduktivitas  tinggi  menandakan  bahwa  tanah gambut  tersebut  memiliki  banyak  kandungan  air atau  dalam  kondisi  basah  (Sari,  2016).  Dari  nilai
konduktivitas,  dapat  diketahui  nilai  hambatan,  sifat dielektrik, dan sifat magnetik tanah (Widayanti, R., 2019).
Seiring  dengan  perkembangan  dan kebutuhan  akan  informasi  kesuburan  tanah  non- deskruktif,maka  saat  ini  telah  dilakukan  berbagai penelitian  dalam  rangka  untuk  menghasilkan  alat yang  tepat  dan  efesien  untuk  digunakan. Pengukuran  nilai  kelembaban  dan  konduktivitas dengan  teknik  pengiriman  data  secara  nirkable, secara  spesifik  melihat  respon  frekuensi  dari  nilai konduktivitas  telah  dilakukan  oleh  (Rusu,  C,  dkk, 2019).Begitu  juga  dengan  pengaruh  konduktivitas dan  suhu  (Satoh,  Y,  2021)  dimana  akan  memiliki hubungan  yang  erat  dalam  penentuan  nilai kelembaban  tanah  yang  dirancang  dalam  bentuk sensor.Tujuan  utama  dari  penelitian  ini  adalah membuat  alat  berbasis  arduino,  alat  ini  dapat mendeteksi  nilai  konduktivitas  tanah.  Berdasarkan penelitian,  unsur  hara  yang  terkandung  di  dalam tanah,  mempengaruhi  nilai  konduktivitas  keluaran dari  alat.  Perubahan  kadar  unsur  hara,  dapat dideteksi  dari  perubahan  konduktivitas  secara signifikan.

## METODE PENELITIAN Tahap Preparasi Sampel
Pengambilan sampel dilakukan dengan teknik sampling  pada  lima  titik  berbeda  dengan memperhatikan  perbedaan  warna  pada  tanah inseptisol, pada proses sampling tanah diambil pada bagian Top  soil (maksimal  kedalaman  30cm  dari permukaan tanah)adapun pengambilan sampel tanah dilapangan seperti pada gambar 1 berikut.
Gambar 1. Proses pengambilan sampel
Setelah  pengambilan  sampel  tanah  dilapangan dilakukan,  sampel  tanah  di  tempatkan  pada  wadah tertutup  agar  kelembaban  pada  tanah  tetap  terjaga. Untuk  memastikan  kelembaban  pada  tanah  maka dilakukan pengukuran kelembaban dengan menggunakan soil taster .
Gambar 2. Pengukuran kelembaban pada sampel
Kelembaban  dipertahankan  pada  kisaran  40%-45% karena  perlu  standar  kelembaban  yang  tetap  agar tidak  mempengaruhi  nilai  konduktivitas  pada  saat pengukuran.Tahap selanjutnya dilakukan pengukuran  nilai  impedansi  sebelum    penambahan pupuk,  berikut  proses  pengambilan  data  impedansi awal sampel.
Gambar 3. Pengukuran nilai impedansi sampel
Tahap selanjutnya, sampel diberikan perlakuan  dengan  penambahan  pupuk  NPK  sebesar 1%,  3%,  5%  dan  7%.  Penentuan  persentasi pemberian  pupuk  didasarkan  pada  berat  sampel tanah  pada  kelembaban  0%.  Adapun  penentuan persentasi pupuk dilakukan dengan cara penimbangan menggunakan timbangan digital.
Gambar 4. Proses penimbanagan pupuk NPK
Setelah  Penambahan  pupuk  untuk  masing- masing  sampel,  maka  dilakukan  pengujian  nilai impedansitahap  awal,  setiap  sampel  diberi  kode
yang  bebeda  A.1.1  untuk  tanah  jenis  satu  dengan penambahan pupuk 1%, A.1.2 jenis sampel tanah 1 dengan  penambahan  pupuk  3%  dan  seterusnya sampai dengan tanah jenis A.5.4.
Gambar 5. Sampel Tanah dengan %NPK
Sampel  yang  telah  ditambahkan  pupuk  di  biarkan selama  12  hari  agar  terjadi  penguraian  pupuk menjadi  unsur  hara.  Setelah  dibiarkan  selama  12 hari,  dilakukan  pengukuran  nilai  impedansi  untuk masing-masing  sampel.  Adapun  alur  penelitian secara umum dapat dilihat pada gambar berikut.
Gambar 5 . Diagram alir penelitian

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Hasil  pengukuran  nilai  impedansi  pada  hari pertama  (H-1)  penambahan  pupuk  NPK  (1%,  3%, 5%  dan  7%)  dapat  dilihat  pada  tabel  1,  nilai impedansi  sebagai  indikasi  penentuan  sifat konduktivitas pada tanah inseptisol.
Tabel 1 . Nilai Impedansi pada H-1
No R ( Ω ) C (nF) L (mH) Z ( Ω ) Sampel Tanah 1 A.1.1 8.700 90,97 -280,29 8.500 A.1.2 3.100 865,7 -28,63 2.800 A.1.3 2.100 845,2 -29,85 2.010 A.1.4 1.050 10,3 -2,5 948 Sampel Tanah 2 A.2.1 3.400 2,5 -10,5 3.300 A.2.2 1.009 1,24 -160 993 A.2.3 641,3 3,04 -8,1 571 A.2.4 580,9 2,3 -10,4 525 Sampel Tanah 3 A.3.1 11.500 3,38 -73,4 10.810 A.3.2 1.700 1,2 -19,7 1.700 A.3.3 984 3,08 -7,9 871 A.3.4 733 2,07 -8,9 699 Sampel Tanah 4 A.4.1 2.800 3,01 -8,4 2.700 A.4.2 2.600 1,3 -18,5 2.500 A.4.3 803 3,5 -7 754 A.4.4 684 2,8 -8,8 653 Sampel Tanah 5 A.5.1 2.300 1,1 -22,3 2.300 A.5.2 930 2,9 -8,3 897 A.5.3 606 4,1 -6,1 584 A.5.4 360 6,4 -3,9 344
Pada  Tabel  1  dapatdilihat  nilai  konduktivitas semakin  bertambah  dengan  penambahan  jumlah pupuk  NPK,  ini  dapat  dilihat  dengan  semakin berkurangnya  impedansi  pada  masing-masing sampel
terhadap  penambahan  pupuk  tersebut.Adapun spesifikasi  perubahan  nilai  impedansi  dapat  dilihat pada gambar 1 berikut.
Gambar 1. Nilai Impednsi dengan penambahan pupuk NPK pada H-1
Nilai  resistansi  (R)  merupakan  nilai hambatan real dari sampel, selanjutnya terdapat juga nilai hambatan imaginer yang dipengaruhi frekuensi yaitu  nilai  kapasistansi  (C)  dan  induksi  (L)    secara keseluruhan mempengaruhi nilai impedansi.
Hasil pengambilan data selanjutnya setelah terjadi penguraian pupuk NPK pada hari ke 12 (H- 12) didapatkan nilai impedansi seperti pada table 2. Dimana nilai impedansi diperoleh dari nilai resitansi real dan imaginer.
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 Inseption + NPK 0% Inseptisol + NPK 1% Inseptisol + NPK 3% Inseptisol + NPK 5% Inseptisol + NPK 7% IM PE DA NS I ( KΩ ) NILAI IMPEDANSI H-1 A.5 A.4 A.3 A.2 A.1
Tabel 2 . Nilai Impedansi pada H-12
No R ( Ω ) C (nF) L (mH) Z ( Ω ) Sampel Tanah 1 A.1.1 1.800 950 -25 1.600 A.1.2 620 2,5 -9 580 A.1.3 245 6,2 -3,8 234 A.1.4 141 12,3 -2,02 141 Sampel Tanah 2 A.2.1 590 10,4 -2,4 587 A.2.2 265 15,5 -1,5 260 A.2.3 202 18,5 -1,3 199 A.2.4 160 15,9 -1,5 155 Sampel Tanah 3 A.3.1 2.700 9,4 -28 2.600 A.3.2 485 5,8 -4,3 482 A.3.3 323 5,6 -4,5 324 A.3.4 196 12,1 -2,1 217 Sampel Tanah 4 A.4.1 1.200 9,6 -2,5 1.200 A.4.2 1.100 1,4 -16 1.100 A.4.3 281 20,4 -1,2 277 A.4.4 157 16,8 -1,5 157 Sampel Tanah 5 A.5.1 613 13,1 -1,9 608 A.5.2 270 9,1 -2,7 267 A.5.3 245 13,5 -1,9 244 A.5.4 157 9,8 -1,5 157
Dari  tabel  2  dapat  dilihat  bahwa  nilai konduktivitas  semakin  bertambah  untuk  masing- masing  perlakuan  (Penambahan  pupuk  NPK terdefenisi),  kenaikan  nilai  tersebutdidapatkan secarakonsisten  dengan  melihat  penurunan  nilai
impedansi.  Spesifikasi  penurunan  nilai  impedansi terjadi  cukup  signifikan  yang  secara  umum  dapat dilihat pada gambar 2 berikut.
Gambar 2. Nilai Impednsi dengan penambahan pupuk NPK pada H-12
Dari  gambar  2    dapat  dilihat  kenaikan  nilai konduktivitas  cukup  signifikan  terhadap  penguraian pupuk NPK untuk masing  –  masing  perlakuan  hal
ini  ditandai  dengan  berkurangnya  nilai  impedansi pada hasil pengukuran.
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 Inseption + NPK 0% Inseptisol + NPK 1%
Inseptisol + NPK
3% Inseptisol + NPK 5% Inseptisol + NPK 7% IM PE DA NS I ( KΩ ) NILAI IMPEDANSI H-12 A.5 A.4 A.3 A.2 A.1
Variasi sampel tanah inseptisol secara umum mempengaruhi  nilai  konduktivitas  hal  ini berdasarkan hasil pengukuran nilai impedansi antara sampel  satu  dengan  sampel  lainyay  ang  memiliki nilai berbeda,namunperubahan
konduktivita
terhadap  penambahan  pupuk  mulai  dari  hari pertama  (H-1)  sampai  dengan  heri  ke  12  (H-12) mempunya  hubungan  liner.  Adapun  hubungan penambahan  pupuk  dengan  perubahan  impedansi dapat dilihat pada gambar 3.
Gambar 3. Hubungan perubahan nilai impedansi terhadap penambahan pupuk NPK dengan waktu penguraian
Dari  gambar  3.  Dapat  dilihat  keterkaitan antara  nilai  konduktivitas  terhadap  penambahan pupuk  sampai  dengan  terjadinya  penguraian  pada tanah  mempunyai  hubungan  mendekati  sempurna >99%  untuk  masing-masing  sampel.  Nilai  ini
selanjutnya  dapat  dijadikan  studi  awal  pemodelan sensor  konduktivitas  dimana  nilai  masing-masing dapat  dijadikan  database  rancangan  sensor  yang berbasis pada spektroskopi impedansi.
0 500 1.000 1.500 2.000 0 2.000 4.000 6.000 8.000 10.000 Im pe da ns i ( Ω ) r=0,993 SAMPEL 1 0 200 400 600 800 0 1.000 2.000 3.000 4.000 Im pe da ns i ( Ω ) r=0,996 SAMPEL 2 0 500 1.000 1.500 2.000 2.500 3.000 0 2.000 4.000 6.000 8.000 10.000 12.000 Im pe da ns i ( Ω ) r=0,999 SAMPEL 3 0 500 1.000 1.500 0 1.000 2.000 3.000 Im pe da ns i ( Ω ) r=0,998 SAMPEL 4 0 100 200 300 400 500 600 700 0 500 1.000 1.500 2.000 2.500 Im pe da ns i ( Ω ) r=0,994 SAMPEL 5

## KESIMPULAN DAN SARAN
Hasil  pengukuran  nilai  impedansi  sebagai parameter nilai konduktivitas menunjuukan bahawa penambahan pupuk dan lama waktu penguraian akan meningkatkan nilai konduktivitas. Hubungan antara nilai  konduktivitas  terhadap  penambahan  pupuk NPK  dan  waktu  penguraian  untuk  masing-masing sampel  >99%,  hal  ini  menunjukan  keterikatan hubungan yang mendekati sempurna/sangat kuat.
Penelitian  ini  merupakan  rangkaian penelitian  terapanuntuk  perancangan  sensor kesuburan  tanah,  parameter  terukur  di  fokuskan untuk unsur hara makro, oleh karena itu dibutuhkan penelitian  lanjutan  untuk  melihat  barapa  besar kandungan hara makro yang dapat di deteksi melalui perubahan nilai konduktivitas, pengukuran nilai hara makro  dapat  dilakukan  melalui  uji  laboratorium dengan  memastikan  penguraian  telah  terjadi  secara sempurna.

## UCAPAN TERIMAKASIH
Penelitian  ini  telah  didanai  melalaui  penelitian Terapan
Kompetitif Nasional(PTKN)
Kemdikbudristek tahun 2022

## DAFTAR PUSTAKA
Malek,  K.,  Malek,  K.,&Khanmohammadi,  F., (2021). Response of Soil Thermal Conductivity to  Various  Soil  Properties .  Journal Internasional Communications in Heat and Mass Transver. 127 (2021) 105516 Resman,  S.  A.  S.,  &  Sunarminto,  B.  H.  (2006).
Kajian  Beberapa  Sifat  Kimia  Dan  Fisika Inceptisol Pada Toposekuen Lereng Selatan Gunung  Merapi  Kabupaten  Sleman. Jurnal Ilmu Tanah Dan Lingkungan , 6 (2006)., Rusu, C., At all., (2019). Miniaturized Wirelles Water Content  and  Conductivity  Soil  Sensor  System. Journal  Computers  and  Electronics  in Agriculture. 0168-1669.
Saridevi, G. A. A. R., Atmaja, I. W. D., & Mega, I. M.  (2013).  Perbedaan  sifat  biologi  tanah pada  beberapa  tipe  penggunaan  lahan  di tanah  Andisol,  Inceptisol,  dan  Vertisol.
Jurnal  Agroekoteknologi  Tropika  (Journal  of Tropical Agroecotechnology) . Satoh, Y., Kakiuchi, H. (2021). Calibration method to address  influences  of  temperature  and  electrical Conduktivity  for  a  low-cost  Soil  Water  content in the agricultural field . Journal Agricultural Water Managemen 255 (2021) 107015 Sari,  M.  A.  W.,  Ivansyah,  O.,  &  Nurhasanah,  N. (2016).  Hubungan  Konduktivitas  Listrik Tanah  dengan  Unsur  Hara  NPK  dan  pH Pada  Lahan  Pertanian  Gambut. PRISMA FISIKA , 7 (2), 55–62.
Subagyo,  H.,  Suharta,  N.,  &  Siswanto,  A.  B. (2000). Tanah-tanah pertanian di Indonesia.  Sumberdaya  Lahan  Indonesia dan  Pengelolaannya.  Pusat  Penelitian Tanah  dan  Agroklimat.  Badan  Penelitian dan Pengembangan Pertanian. Departemen Pertanian. Hal, 21–65. Sun,  J.,  et  all.  (2022). Influence  of  Nutrient  (NPK) Factors  on  Growth,  and  Pharmacodynamic Component Biosynthesis of Atractylodes chinensis: An Insight on Acetyl-CoA Carboxylase (ACC), 3-Hydroxy-3-Methylglutaryl-CoA Reductase (HMGR), and Farnesyl
Pyrophosphate  Synthase  (FPPS)  Signaling Response. https://doi.org/10.3389/fpls.20 22.799201 Palmer, A. (2005). Inceptisols. In Encyclopedia of Soils in The Environment (pp 248-254) Widayanti,  R.  (2019). Pengaruh  Pemberian Antioksidan  Dalam  Ekstrak  Cengkeh,  Bawang Dayak,  Daun  Kelor,  Kulit  Buah  Naga  Merah Dan Kedelai Terhadap Kelistrikan (Resistivitas, Konduktivitas,  Konstanta  Dielektrik  Dan Impedansi)  Organ  Limpa  Pada  Mencit  (Mus
Musculus) Akibat Paparan Hairspray .
Universitas Brawijaya.