Erupsi gunung api Merapi yang terjadi pada tahun 2010 dan gunung api Kelud pada tahun 2014 dapat menyebabkan perubahan sifat fisik, kimia dan biologi tanah. Perubahan ini menjadi sangat beragam dengan adanya keragaman ketebalan dari abu vulkanik pada masing-masing tempat yang dipengaruhi oleh jarak, kelerengan, vegetasi, pengelolaan, dan iklim. Dampak selanjutnya adalah mempengaruhi tingkat kesuburan tanah pada masing-masing lokasi. Dengan tingkat kesuburan yang beranekaragam maka peruntukkannya juga akan bervariasi. Adanya penambahan material vulkanik yang secara kontinyu ke lereng selatan gunung api Merapi akan mengakibatkan keragaman sifat tanahnya, maka dibutuhkan sistem evaluasi kesuburan tanah yang lebih adaptif terhadap kondisi tersebut.
Tujuan utama penelitian ini adalah untuk menentukan rekomendasi pemupukan N, P, dan K tanaman padi secara spesifik lokasi berdasarkan kondisi asli hara dan hasil evaluasi status kesuburan tanah dengan metode yang akurat agar efisiensi pemupukan dapat ditingkatkan. Terdapat lima langkah pokok yang dilakukan dengan masing-masing tujuan sebagai berikut: a.Tujuan penelitian pertama memetakan status N, P, dan K tanah secara spesifik lokasi berdasarkan kondisi hara tanah dan hasil evaluasi status kesuburan tanah. b. Tujuan penelitian kedua membahas teknik pemetaan tanah digital untuk membangun rekomendasi pemupukan berdasarkan data hara tanah. c. Tujuan penelitian ketiga mengetahui hubungan beberapa parameter kesuburan terhadap produksi padi d. Tujuan penelitian keempat untuk menilai kekuatan sebuah model Evaluasi Kesuburan Tanah (EKT) dengan pendekatan grafis di wilayah lereng selatan Gunung api Merapi e.Tujuan penelitian kelima untuk mendapatkan sistem EKT yang lebih adaptif terhadap wilayah lereng selatan Gunung api Merapi dan uji validasi model.
Sampel tanah diambil dari lokasi pewakil dan dianalisis di laboratorium untuk mengetahui status haranya yang meliputi: C-org, N-total, pH H2O, pH KCl, P2O5, K2O, P-Bray, Morgan K2O, Ca, Mg, K, Na, Ca-total, Mg-total, KPK, Si, tekstur, kejenuhan basa, retensi P, dan P-Olsen, sedangkan untuk komponen produksi tanaman padi diamati berat gabah kering panen (GKP). Data statistik diolah dengan menggunakan Eviews 9. Regresi dilakukan secara tunggal maupun berganda. Adapun cara untuk mendapatkan model yang berkualitas (goodness of fit ) adalah sebagai berikut: (a). Mengganti parameter EKT yang sudah ada dengan parameter yang baru (b). Menambah paramerter EKT yang sudah ada dengan parameter yang baru (c). Menggunakan Logaritma (log) dalam operasionalnya (d). Menggunakan Logaritma normal (ln) dalam operasionalnya (e). Mengkwadratkan parameter yang secara sendiri-sendiri mempunyai signifikansi yang besar (persamaan kwadratik) (f). Regresi dilakukan dengan Y yang sama yaitu berat GKP dengan X yang berupa parameter kesuburan tanah.
Rekomendasi pemupukan dengan batas delineasi yang detil dicapai dengan proses: Setiap titik observasi di peta kerja lapangan yang posisi geografisnya (koordinat) telah ditentukan, kemudian ditelusuri di lapangan dengan bantuan GPS dan diambil sampel kesuburan tanahnya. Sampel tanah tersebut kemudian dianalisis di laboratorium untuk mengetahui status haranya, P2O5(Olsen method), K2O(HCl25% method), dan kejenuhan basa (NH4 acetat 1N, pH 7 method), kemudian dibuat peta harkatnya dan dari peta harkat dibuat peta rekomendasinya. Batas-batas wilayah dari peta tersebut diperoleh dengan menggunakan metode Kriging Interpolator. Rekomendasi pemupukan juga dilakukan dengan menggunakan perhitungan rekomendasi spesifik lokasi yang memperhatikan faktor-faktor hara yang tersedia, kebutuhan hara tanaman, target hasil yang diinginkan, efisiensi dari tanah dan efisiensi dari pupuk.
Hasil/temuan-temuan penting dari penelitian ini adalah:
1. Uji validitas model Evaluasi Kesuburan Tanah disamping dapat menggunakan koefisien determinasi (R2), perlu dilakukan uji AIC, SC dan pendekatan menggunakan grafis ( Kurva actual, fited dan residual)
2. Lahan yang mengalami perubahan kesuburan akibat erupsi vulkanik sehingga terjadi penambahan material vulkanik maka dalam penyusunan rekomendasi pemupukannya perlu diperhatikan hara tanah, sebarannya, dan batas delineasi satuan lahan yang lebih presisi.
3. Model evaluasi kesuburan tanah yang dibuat oleh PPT, FAO dan Kyuma perlu memperhitungkan parameter bahan organik dan KPK dengan persamaan sebagai berikut :
ln GKP = 3,366 + 0,001*ln KPK2 + 0,105*ln (C-org)2+ 1,265* ln)K + 0,001* ln Bray 1 - 0,0001* ln retensi P + 2,555e-05* lnCa + 0,0003* ln Mg - 0,0007* ln Morgan K2O + 0,0004* ln P2O5
