Dampak Manajemen Tanah dan Tanaman terhadap Aktivitas dan Populasi Bakteri Fungsional serta Produksi Kopi Arabika (Coffea arabica) di UB Forest.

Yusuf Adi Pujo Nugroho, R Muhammad and Syahrul Kurniawan,, S.P., M.P., Ph.D. and Dr. Ir. Budi Prasetya,, M.P. (2023) Dampak Manajemen Tanah dan Tanaman terhadap Aktivitas dan Populasi Bakteri Fungsional serta Produksi Kopi Arabika (Coffea arabica) di UB Forest. Magister thesis, Universitas Brawijaya.

Abstract

Kopi memiliki nilai ekonomi yang tinggi. Umumnya kopi dibudidayakan dengan sistem agroforestri, dan hutan UB merupakan salah satu tempat yang menerapkan sistem ini. Kecilnya lahan budidaya kopi tiap petani menyebabkan keanekaragaman pengelolaan lahan kopi, diantaranya manajemen pemangkasan kopi dan pemupukan. Kondisi tersebut berdampak terhadap produksi kopi, aktivitas, dan populasi bakteri yang menurun. Perbaikan pemupukan dan pengelolaan tanaman kopi (pemangkasan) diperlukan untuk mengatasi permasalahan pada lahan agroforestri kopi khususnya di UB forest. Penelitian ini bertujuan untuk mengevaluasi pengaruh pengelolaan tanah dan tanaman (pemupukan dan pemangkasan tanaman kopi) terhadap aktivitas bakteri tanah dan produksi kopi. Penelitian dilaksanakan di UB Forest pada bulan September 2021 sampai dengan April 2022. Penelitian dilakukan dengan menggunakan Rancangan Acak Kelompok Faktorial (RAKF) dengan tiga faktor perlakuan yaitu pemangkasan tanaman kopi (dipangkas dan tidak dipangkas), faktor jenis pupuk (organik, anorganik, campuran), dan faktor dosis pupuk (dosis petani, dosis rekomendasi, dan dosis hara terangkut panen). Kombinasi ketiga faktor menghasilkan 18 kode kombinasi perlakuan: T1OD1, T1OD2, T1OD3, T1ID1, T1ID2, T1ID3, T1MD1, T1MD2, T1MD3, T2OD1, T2OD2, T2OD3, T2ID1, T2ID2, T2ID3, T2MD1, T2MD2, dan T2MD3. Setiap kombinasi perlakuan diulang empat kali, menghasilkan 72 petak penelitian (berukuran 2 m × 2 m). Pengambilan sampel tanah dilakukan pada awal penelitian (sebelum pemupukan) dan setelah 6 bulan pemupukan pada dua kedalaman tanah, yaitu 0-20 cm dan 20-40 cm. Parameter yang diukur dalam penelitian ini adalah suhu udara dan tanah, respirasi tanah, populasi bakteri penambat N dan pelarut P, pH, N total, NH4 +, NO3 -, P tersedia, dan produksi kopi. Data dianalisis menggunakan Analysis of Variance (ANOVA) faktorial pada taraf 5%, dilanjutkan dengan uji beda nyata terkecil (BNT) untuk menganalisis perbedaan antar manajemen. Analisis komponen utama (PCA) digunakan untuk menentukan hubungan antara manajemen dan parameter yang diuji. Manajemen tanaman kopi dan pemupukan memberikan pengaruh yang berbeda pada tiap parameter pengamatan. Pemangkasan kopi memengaruhi fluktuasi suhu udara di plot penelitian. Kombinasi ketiga faktor manajemen memengaruhi tingkat respirasi tanah, populasi bakteri penambat N non simbiotik, N total, dan NH4 + pada semua kedalaman, P tersedia pada kedalaman 0-20 cm, dan NO3 - pada kedalaman 20-40 cm. Manajemen kopi dipangkas dengan aplikasi pupuk campuran dosis penggantian unsur hara (T1MD3) memiliki tingkat respirasi tertinggi (5,55 μg CO2−C/g/jam) pada kedalaman tanah 0-20 cm, sedangkan manajemen kopi tidak dipangkas dengan aplikasi pupuk organik dosis penggantian unsur hara (T2OD3) menunjukkan tingkat respirasi tertinggi (5,14 μg CO2−C/g/jam) pada kedalaman tanah 20-40 cm. Manajemen kopi dipangkas dengan aplikasi pupuk anorganik dosis petani (T1ID1) memiliki populasi bakteri penambat N non simbiotik tertinggi (1,95 × 106 CFU/g) pada kedalaman tanah 0- 20 cm, sedangkan manajemen kopi dipangkas dengan aplikasi pupuk campuran dosis rekomendasi (T1MD2) memiliki populasi tertinggi (1,78 × 106 CFU/g) pada kedalaman 20-40 cm. Manajemen kopi dipangkas dengan aplikasi pupuk organik dosis rekomendasi (T1OD2) memberikan nilai tertinggi pada N total (0,61%) dan P tersedia (15,44 ppm) di kedalaman tanah 0-20 cm. Sedangkan, Manajemen kopi dipangkas dengan aplikasi pupuk organik dosis petani (T1OD1) memiliki N total tertinggi pada kedalaman 20-40 cm (0,56%). Kandungan NH4 + tertinggi pada kedalaman 0-20 cm (7,86 ppm) dan NO3 - pada kedalaman 20-40 cm (25,30 ppm) dimiliki oleh kopi tidak dipangkas dengan aplikasi pupuk campuran dosis penggantian unsur hara (T2MD3). Nilai tertinggi NH4 + pada kedalaman 20-40 cm (3,23 ppm) dimiliki oleh kopi tidak dipangkas dengan aplikasi pupuk anorganik dosis rekomendasi (T2ID2). Kombinasi pemangkasan kopi dan pemupukan juga memengaruhi produksi kopi, dimana manajemen kopi tidak dipangkas dengan aplikasi pupuk campuran dosis petani (T2MD1) menghasilkan bobot basah dan jumlah kopi tertinggi (berurutan, sebesar 369,83 kg/ha dan 111,02 biji/tanaman), sedangkan manajemen kopi dipangkas dengan aplikasi pupuk campuran dosis penggantian unsur hara (T1MD3) menghasilkan nilai bobot kering tertinggi (128,25 kg/ha). Kombinasi jenis dan dosis pupuk memengaruhi pH tanah dan NO3 - pada kedalaman 0-20 cm, dan populasi bakteri pelarut P (BPF) pada kedalaman 20-40 cm. Aplikasi pupuk organik dosis petani (OD2) meningkatkan pH tanah sebesar 8,11% (5,84) dibandingkan pupuk organik dosis penggantian unsur hara (OD3) (5,41), serta meningkatkan populasi BPF pada kedalaman 20-40 cm sebesar 1,52 kali (4,21 × 102 CFU/g) dibandingkan pemupukan anorganik dosis rekomendasi (ID2) (1,67 × 102 CFU/g). Pupuk campuran dengan dosis petani (MD1) meningkatkan 1,93 kali NO3 - pada kedalaman 0-20 cm (20,69 ppm) dibandingkan pupuk organik dosis penggantian unsur hara (OD3) (7,07 ppm). Sementara itu, kombinasi pemangkasan dengan dosis pupuk rekomendasi (T1D2) meningkatkan pH tanah sebesar 3,22% pada kedalaman 20-40 cm (5,81) dibandingkan kopi tidak dipangkas dosis petani (T2D1) (5,47). Hasil PCA mengungkapkan bahwa manajemen pemangkasan dengan aplikasi pupuk campuran dosis petani lebih baik untuk memperbaiki kesuburan tanah dari sifat kimia dan aktivitas biologi, meskipun penelitian lebih lanjut diperlukan untuk memastikan pengaruh pemangkasan terhadap produksi kopi.

English Abstract

Coffees have high economic value. Generally, coffee is cultivated using an agroforestry system, and UB forests are one of the places that implement this system. The small area of coffee cultivation for each farmer causes high variability in management, including the management of coffee pruning and fertilization. These conditions affect coffee production and functional bacterial populations and activity. Improvements in fertilization and coffee plant management (pruning) are needed to overcome problems in coffee agroforestry lands, especially in UB forests. This study aimed to evaluate the effects of soil and plant management (fertilization and pruning of coffee plants) on soil bacterial activity and coffee production. The research was conducted at the UB Forest from September 2021 to April 2022. The research was conducted using a randomized factorial block design (FRBD) with three treatment factors: coffee plant pruning (pruned and not pruned), fertilizer type factor (organic, inorganic, mixed), and fertilizer dosage factors (farmer dose, recommended dose, and harvest-transported nutrient dose). The combination of these three factors resulted in 18 treatment combination codes: T1OD1, T1OD2, T1OD3, T1ID1, T1ID2, T1ID3, T1MD1, T1MD2, T1MD3, T2OD1, T2OD2, T2OD3, T2ID1, T2ID2, T2ID3, T2MD1, T2MD2, and T2MD3. Each treatment combination was repeated four times, for a total of 72 study plots (2 m × 2 m in size). Soil sampling was carried out at the beginning of the study (before fertilizer application) and after 6 months of fertilizer application at two soil depths, namely 0-20 cm and 20-40 cm. The variables measured in this study were air and soil temperature, soil respiration, diazotrophic and P solubilizing bacteria (PSB) population, pH, total N, NH4 +, NO3 -, available P, and coffee production. Data were analyzed using Three-way Analysis of Variance (ANOVA) at the 5% level, followed by Fisher's least significant difference (LSD) test to analyze differences between management. Principal component analysis (PCA) was used to determine the relationship between management and the parameters tested. Coffee plant management and fertilization had different effects on each parameter. Pruning affects air temperature fluctuations in the research plots. The combination of the three management factors affected the soil respiration rate, diazotrophic bacteria population, total N, and NH4 + at all depths, available P at 0- 20 cm depth, and NO3 - at 20-40 cm depth. The management of pruned coffee with the application of mixed fertilizer at nutrient replacement doses (T1MD3) had the highest respiration rate at a soil depth of 0-20 cm (5,55 μg CO2−C/g/h), whereas the management of unpruned coffee with the application of organic fertilizer at nutrient replacement doses (T2OD3) showed the highest respiration rate at a soil depth of 20 -40 cm (5,14 μg CO2−C/g/h). Coffee pruned management with inorganic fertilizer at the farmer's dose (T1ID1) had the highest population of diazotrophic bacteria at a soil depth of 0-20 cm (1,95 × 106 CFU/g), whereas coffee pruned management with mixed fertilizer at recommended doses (T1MD2) had the highest population at a depth of 20-40 cm (1,78 × 106 CFU/g). The management of pruned coffee with the application of organic fertilizer at the recommended doses (T1OD2) resulted in the highest values of soil total N (0,61%) dan available P (15,44 ppm) at a soil depth of 0-20 cm. Meanwhile, the management of pruned coffee with the application of organic fertilizer at farmers’ doses (T1OD1) had the highest total soil N at a depth of 20-40 cm (0,56%). The highest NH4 + content at a depth of 0-20 cm (7,86 ppm) and NO3 - content (25,30 ppm) at a depth of 20-40 cm were found in unpruned coffee with the application of a mixed fertilizer at nutrient replacement doses (T2MD3). The highest value of NH4 + at a depth of 20-40 cm was found in unpruned coffee with the application of inorganic fertilizer at the recommended doses (T2ID2) (3,23 ppm). The combination of pruning and fertilizing management also affects coffee production, where unpruned coffee combined with mixed fertilizer at farmer’s doses (T2MD1) produces the highest bean fresh weight and coffee bean amount (369,83 kg/ha and 111,02 bean/trees, respectively), whereas pruned coffee management combined with mixed fertilizer at nutrient replacement doses (T1MD3) produces a highest bean dry weight (128,25 kg/ha). The combination of fertilizer type and dose affected soil pH and NO3 - at 0-20 cm soil depth, and PSB population at 20-40 cm soil depth. The application of organic fertilizer with a farmers’ doses (OD2) increased soil pH by 8.11% (5,84) compared to organic fertilizer with a nutrient replacement doses (OD3) (5,41), and increased PSB population at 20-40 cm soil depth by 1.52 times (4,21 × 102 CFU/g) compared to the inorganic fertilizer with recommended doses(ID2) (1,67 × 102 CFU/g). Mixed fertilizer with a farmer's dose (MD1) increased 1.93 times NO3 - at a depth of 0-20 cm (20,69 ppm), compared to organic fertilizer with a nutrient replacement dose (OD3) (7,07 ppm). Meanwhile, the combination of pruning with recommended fertilizer doses (T1D2) increased soil pH by 3.22% at a depth of 20- 40 cm (5,81), compared to the farmers' doses of unpruned coffee (T2D1) (5,47). The PCA results revealed that pruning management with the application of farmers’ doses of mixed fertilizers show better performance for improving soil fertility based on chemical properties and biological activity, although further research is needed to determine the effects of pruning on coffee production.

Item Type:	Thesis (Magister)
Identification Number:	042304
Divisions:	Program Pascasarjana > Magister Pengelolaan Lingkungan, Program Pascasarjana
Depositing User:	Unnamed user with username ismiatun
Date Deposited:	11 Jan 2024 01:50
Last Modified:	11 Jan 2024 01:50
URI:	http://repository.ub.ac.id/id/eprint/207796

Text (DALAM MASA EMBARGO) Muhammad Yusuf Adi Pujo Nugroho.pdf Restricted to Registered users only until 31 December 2025. Download (6MB)

Actions (login required)

View Item