DASAR ILMU TA AH
Materi 05: Sifat Fisik Tanah
Tekstur Tanah • Tekstur tanah adalah proporsi relatif dari partikel pasir, debu dan liat (jumlah ketiganya 100%). • Bahan organik tanah bukan merupakan bagian tekstur tanah, tetapi bersama-sama dengan kandungan bahan organik tanah, tekstur tanah digunakan dalam ‘pedotransfer functions’ • Proporsi pasir, debu dan liat tersebut dikelompokkan dalam kelas tekstur
Pengaruh Tekstur pada Lingkungan Tanah • Pergerakan dan retensi air • Pergerakan udara tanah • Serapan hara dan bahan pencemar (pollutans) • Mudah tidaknya tanah diolah
Penetapan Tekstur Tanah • Feel method – kualitatif di lapangan, untuk
orang yang sudah berpengalaman lama di lapangan
• Metode Sedimentasi – ayakan di
laboratorium – Pasir ditetap dengan ayakan – Sedimentasi ditetapkan untuk partikel ukuran < 20 µm – Distribusi ukuran partikel (pasir, debu, Liat), dipisahkan dari bahan organik (dengan H2O2), di dispersi dengan natrium heksametafosfat
Menetapkan Kelas Tekstur dengan perasaan (by-Feel)
Penetapan Ukuran Partikel dengan Sedimentasi • Prinsip: velositas suatu partikel yang jatuh melalui cairan berhubungan dengan diameter efektif partikel tsb Velositas Terminal, V, terkait dengan: -gaya gravitassi, g -densitas partikel, Ds -densitas cairan, Df -viskositas cairan, η -diameter partikel, d
HUKUM STOKES Menjelaskan kecepatan jatuhnya partikel dalam media cair Kecepatan jatuhnya partikel sebanding dengan pangkat dua jarijarinya :
Segitiga Tekstur Tanah
Clayey Soil (fine textured)
Clay
40
55 Silty Clay
Sandy Clay Clay Loam
Silty Clay Loam
60
Loamy/Silty Soils (medium textured)
60 35 20
Silty Clay Loam
Sandy Clay Loam
75 Loam
Silt Loam
90
Silt 70
50
20
Sandy Soils (coarse textured)
20 Sandy Loam
10 Sand
Loamy Sand 70
50
Struktur Tanah • Struktur adalah susunan partikel pasir, debu dan liat menjadi satuan yang lebih besar (agregat atau ped); ped adalah agregat tunggal • Pentingnya struktur tanah • Meningkatkan infiltrasi air, jadi mengurangi limpasan permukaan (runoff) dan erosi serta meningkatkan jumlah air tersedia untuk tanaman • Meningkatkan daya perkecambahan biji, pertumbuhan akar, dan kedalaman perakaran. • Meningkatkan pemeabilitas
Konsep Struktur Tanah Struktur Kubus (blocky)
Tidak berstruktur
Tanah Diolah
Pembentukan Struktur Tanah • Dua tahap pembentukan – Flokulasi (gaya elektrostatis karena kation polivalen, spt Ca, Mg, Fe) – Sementasi (misl; bahan organik, oksida besi, kalsium karbonat)
• Proses fisikokimia: mengembang dan mengkerut, pembasahan dan pengeringan • Proses biologi: pengaruh langsung mikro dan makroorganisme dan pengaruh tidak langsung melalui penambahan bahan organik
Karakterisasi Struktur Tanah
Tipe struktur : lempeng, kubus, prisma, butir, masif Kemantapan:: lepas (tidak berstruktur), lemah, Kemantapan sedang, kuat Kelas Struktur: Struktur: sangat halus, halus, sedang, kasar, sangat kasar
5 Tipe dasar struktur Tanah – Prisma (Prismatic): sumbu vertikal tidak lebih panjang dari sumbu horizontal. • •
Jika bagian atas datar, disebut prismatik Jika bagian atas bulat disebut columnar
– Butir (Granular): Ped bulat dan porous, spheroidal. Struktur umum pada horizon A
– Tidak berstruktur: tidak ada agregasi •
Butir tunggal, lepas-pasir
•
Masif-mampat tanpa agregat
Horizon A granular
Horizon B prisma
Tidak berstruktur masif
Tipe Struktur Tanah butir
Tidak berstruktur
kubus
Horizon B
lempeng
Horizon E
Struktur tanah di lapangan granuler
Lempeng
Prisma
Kubus
prisma
Mempertahankan Struktur Tanah 1. 2. 3.
4.
5.
6.
Olah tanah pada kandungan air yang sesuai Tidak mengolah tanah jika terlalu basah basah,, merusak agregat Menambahkan pupuk dan kapur yang sesuai sesuai.. Pertumbuhan tanaman yang baik membantu perkembangan struktur tanah yang baik Menaman rumput dan legumes. Biomasa organik tanaman tersebut dapat membantu menstabilasi agregat Pertumbuhan legum juga juga akan merangsang pertumbuhan mikroorganisme tanah tanah,, termasuk jamur yang dengan hifanya bisa menstabilasi ped Mempertahankan atau menambah kandungan bahan organik tanah
Permeabilitas Tanah
Permeabilitas – kemampuan tanah untuk mengalirkan air atau udara; dinyatakan dalam cm air/jam Permeabilitas tanah vs Drainase Tanah Permeabilitas adalah kecepatan pergerakan udara dan air dalam tanah; dipengaruhi oleh tekstur dan struktur Jika permeabilitas tinggi: air bergerak cepat Jika permeabilitas rendah: air bergerak lambat Drainase adalah frekuensi dan durasi (lama) kejenuhan (waktu pada kondisi tanah tergenang) dipengaruhi oleh posisi lansekap dan permeabilitas
Faktor mempengaruhi permeabilitas • Ukuran pori-pori tanah terkait TEKSTUR – Air bergerak lebih cepat melalui pori-pori besar dibandingkan pori-proi kecil terkait dengan tekstur tanah • Kontinuitas Pori-pori terkait STRUKTUR – Permeabilitas tinggi – mengandung pori-pori yang kontinyu dan cukup besar untuk dilalui air dan udara – Semua faktor yang akan mempengaruhi ukuran pori-pori atau kontinuitas pori-pori akan mempengaruhi permeabilitas – Hal tsb menunjukkan bahwa permeabilitas terkait dengan tekstur dan struktur tanah
Berat Isi (Bulk Density) • Berat Isi – Merupakan ukuran seberapa mampat atau padat suatu tanah – Berat Isi adalah berat tanah kering oven dibagi volume total tanah (g/cm3) • Berat Isi dipengaruhi oleh padatan dan ruang pori tanah – Ruang pori tinggi = berat isi rendah – Ruang pori rendah = berat isi tinggi • Jika berat isi meningkat, – Kekuatan tanah meningkat – ruang pori menurun – Tanah menjadi makin mampat / padat / kompak
Kerapatan Tanah (Density) • Kerapatan Isi (BI) mass of oven − dry soil Mg ρb = = 3 volume bulk soil m
Kerapatan Jenis (BJ) mass of oven − dry soil Mg ρb = = 3 volume soil particles m BI tanah organik sekitar 0.8 g/cm3 BI tanah mineral (lapisan bawah) sekitar 1.7 g/cm3
Nilai Berat Isi yang baik Biasanya pada tanah-tanah pertanian tanpa pemadatan Tekstur
BI (g/cm3)
Berpasir
1.51.5-1.8
Berlempung
1.31.3-1.6
Berliat
1.11.1-1.4
Timber Harvest
Volcanic Ash Soil
Porositas Makro Partikel pasir
Agregat Liat
Pori Mikro +
Fokulasi
Agregasi Porositas Internal
Porositas 3
volume of pore space m φ= = 3 bulk volume of soil m
ρb φ = 1− ρp
Kisaran Porositas dan BI Pada tanah pertanian tanpa pemadatan Tekstur Berpasir
BI g/cm3 1.51.5-1.8
Porositas cm3/cm3 0.4 to 0.3
Berlempung
1.31.3-1.6
0.5 to 0.4
Berliat
1.11.1-1.4
0.6 to 0.5
Salah satu Aplikasi BI
untuk menghitung kebutuhan pupuk atau air untuk tiaptiap-tiap hektar tanah, yang didasarkan pada berat tanah per hektar. Contoh:
Jika telah diketahui dosis pupuk N yang dianjurkan untuk suatu tanah adalah 100 kg N/ha dalam bentuk Urea). Kandungan N dalam urea adalah 46%, berat isi tanah adalah 1,1 g/cm3, untuk 20 cm lapisan olah. Berapakan dosis pupuk Urea yang diperlukan untuk percobaan pot dengan menggunakan 10 kg tanah lapisan olah tersebut di atas?,
Salah satu Aplikasi BI
Jawaban:
Volume tanah 1 hektar = 20 cm (tinggi lapisan olah) x 100.000.000 cm2 (luas 1 hektar): 2000.000.000 cm3; berat tanah lapisan olah seluas 1 hektar adalah: BI x volume = 1,1 x 2000.000.000 g= 2200.000.000 g atau 2.400.000 kg.; Jika 1 ha (2.200.000 kg) digunakan 100 kg N, maka untuk 10 kg tanah dalam pot diperlukan (10/2.200.000) x 100 kg = 0,4545 gram N yang setara dengan 0,988 g Urea.
Konsistensi Tanah • Mencerminkan gaya-gaya adesi dan kohesi yang menahan partikel tanah; • Bervariasi menurut kandungan air. • Mengambarkan resistensi tanah pada berbagai kandungan air terhadap manipulasi mekanis • Dinyatakan dalam 3 tkt kelembaban tanah 1. BASAH – –
tidak lekat, agak lekat, lekat, sangat lekat tidak plastis, agak plastis, plastis, sangat plastis)
2. LEMBAB –
Sangat rapuh, rapuh, teguh ,sangat teguh
3. KERING –
Lepas, lunak, agak keras, keras, sangat keras
Konsistensi Tanah •
Konsistensi mengindikasikan – Jumlah dan tipe mineral liat – Kondisi pengolahan tanah – Potensi pemadatan
•
Penetapan – Dengan jari tangan-meremas agregat atau menekan tanah dengan jari tanah – Penetrometer – mengamati seberapa keras tanah, hal ini sama dengan pengaruh akar tanaman. • Tanah memiliki konsistensi sangat lemah, hanya ada gaya kecil diantara partikel. Maka roda mobil mudah menekan pasir dan terjebak dalam pasir
Hubungan antara gaya pengikat partikel tanah dengan kandungan air pada tanah lempung berliat
3 Faktor Utama mempengaruh Kosistensi Tanah
Kandungan Air: terpenting!!,
Partikel tanah akan bergerak lebih mudah jika poada tanah basah, air berperan sebagai pelumas Kekuatan tanah meningkat jika tanah kering Tanah menjadi mampat, makin berat diolah jika basah.
Tekstur Tanah
Kekuatan tanah meningkat dengan meningkatkan kandungan liat
Tanah--tanah berliat lebih kuat dibanding tanah berpasir Tanah
Berat Jenis Tanah
Makin berat tanah makin kuat.
