K-3 Karakteristik Tanah [PDF]

Citation preview

3. KARAKTERISTIK PENTING DARI TANAH Karakteristik penting dari tanah 1. 2. 3. 4.



Komposisi tanah Karakterisik fraksi lempung Tekstur tanah Struktur dan porositas



Komposisi tanah • TANAH TERSUSUN 4 BAHAN UTAMA 1. BAHAN MINERAL : 45 % 2. BAHAN ORGANIK : 5 % 3. UDARA : 20-30 % (rata-rata 25 %) 4. AIR : 20-30 % (rata-rata 25 %) Sbg tambahan ke-4 komponen tanah tsb biasanya banyak organisme hidup seperti bakteri, jamur, ganggang, protozoa, serangga dan binatangbinatang kecil lainnya mempengaruhi struktur tanah dan pertumbuhan tanaman.



Komposisi tanah menurut volume Tanah subur yg ideal: Mineral 45% Organic matter 5% Water 25% Air 25%



Perbedaan jumlah ruang pori-pori kapiler dan nonkapiler pada 2 jenis tanah : silt loam dan loam. Proporsi yang besar dari ruang pori-pori nonkapiler diperlukan sekali, karena ia meningkatkan drainase dan aerasi. Noncapillary pores



Capillary pores



Soil volume



depth, in 6



18



36 20



40



60



80



Silt loam, % total volume



20



40



60



80



Loam, % total volume



Pori-pori ini mungkin saja diisi sepenuhnya oleh air pada tanah yang jenuh, atau sebagian besar dengan udara seperti tanah yang kering. Dlm tanah pertanian pada kapasitas lapangan, fraksi air berkisar dari 40-60 % dari ruang pori-pori. Tingkat kontinuitas yang tinggi dalam fase air adalah penting, karena berkenaan dengan pergerakan garam dan air di dalam tanah terhadap akar tanaman.



Karakteristik fisik tanah terutama bergantung pada distribusi ukuran atau tekstur tanah, struktur tanah, jenis mineral lempung, serta jenis dan jumlah ion yang dpt ditukarkan, dan jumlah zat organik yang disatukan dengan zat mineral.



Karakterisik fraksi lempung • Ada 3 tipe mineral lempung : 1. Kaolinit, yg paling umum (kebanyakan) pada tanah yg mengalami pelapukan yg matang. 2. Montmorilonit, dan 3. Illit, (montmorilonit dan illit) merupakan unsur pokok terpenting dari tanah muda. Kristal unit atau misel kaolinit tersusun bentuk plate silika dan alumunium dengan rasio 1 : 1. Misel montmorilonit dan illit tersusun bentuk plate silika dan alumunium rasio 2 : 1



CIRI mineral lempung SILIKAT 1. Bentuk laminar berlapis-lapis -----lempeng 2. Memilki permukaan luar dan dalam -----sangat luas



Pada illit, ion potasium (K) tdpt antara plate silika pada kristal unit/misel, ikatan kimia cukup kuat  utk mencegah pemisahan dan pembengkakan. Pada montmorilonit, ikatan spt itu tidak, sehingga tanah yang mengandung montmorilonit akan bengkak dan menyusut dengan perubahan dalam hidrasi. Tanah-tanah seperti itu, berkembang luas, retak selama musim kering berkepanjangan. Misel tanah lempung bermuatan negatif, terutama penggantian ion alumunium dan silikon dengan kation-kation yang lain dalam kisi-kisi kristal.



3. Tekstur tanah • Klasifikasi tekstural dari tanah berdasarkan jumlah relatif adalah pasir, debu, dan lempung yang menonjol dalam fraksi padat.



• Tanah digolongkan sbg tanah pasir, tanah geluh lempungan, tanah debu, atau tanah lempung dengan berbagai golongan menengah, seperti geluh pasiran, geluh debuan atau geluh lempungan. • Tanah berpasir secara relatif inert secara kimia, adalah lepas, tdk bersatupadu, mempunyai kapasitas muatan air yg rendah, dan biasanya kapasitas pertukaran kation juga rendah. • Tanah lempung adalah karena mengandung lebih dari 40% dari partikel lempung, dan kurang dari 45% pasir dan debu.



• Partikel-partikel tanah lempung biasanya dikumpulkan bersama-sama dalam butiran kompleks. Oleh karena bentuk mereka seperti plat, partikel tanah lempung mempunyai area (luas) permukaan yang jauh lebih besar daripada kubus atau bola pada volume yg serupa. • Permukaan mereka yg luas memungkinkan partikel tanah lempung untuk memuat lebih banyak air dan mineral daripada tanah berpasir. • Sebuah butir pasir seperti kubus 1 mm pada tepinya mempunyai luas permukaan hanya 6 mm², tetapi jika dibagi menjadi partikel ukuran koloidal 0,1 µ pada tepinya, total permukaan akan menghasilkan 60.000 mm².



• Day et al. (1967), bahwa permukaan tersedia untuk mengikat air yg berkisar antara kurang dari 1000 cm²/g pada tanah pasir kasar sampai lebih dari 1.000.000 cm²/g pada tanah lempung. • Ukuran fraksi tanah lempung sebagian besar mengontrol sifat fisik dan kimia dari tanah mineral. • Tanah geluh mengandung kurang lebih sejumlah pasir, debu dan tanah lempung yg sama, dan oleh karena itu mempunyai sifat yang menengah antara tanah lempung dan tanah pasir. • Tanah yg demikian dipertimbangkan paling menguntung untuk pertumbuhan tanaman, karena memuat air dan kation yg lebih tersedia daripada pasir, karena mereka diaerasi lebih baik dan lebih mudah untuk dikerjakan daripada tanah lempung.



• Klasifikasi tekstural, hanya memp. hubungan yg mendekati dengan perilaku tanah sebagai media bagi pertumbuhan tanaman, karena sifat teksturnya, mungkin dimodifikasi secara dapat dinilai dengan kandungan zat organik, jenis mineral tanah lempung yg ada, serta jumlah dan jenis ion yg dihubungkan dg mereka.



• Efek pengumpulan zat/bahan organik cenderung memberikan tanah bertekstur baik/halus, tinggi pada tanah lempung, sebagian dari sifat ruang pori-pori dari tanah yg bertekstur kasar. dan • Efek koloidal dari tambahan organik thd tanah berpasir yg bertektur kasar memberinya sebagian dari kelembaban dan karakteristik penyimpanan kation dari tanah yang bertekstur lebih halus.



• Tanah lempung terutama terdiri mineral lempung yang mengembung pada tipe montmorillonite yang mempunyai sifat tanah yg bertekstur lebih halus daripada yg terdiri dari mineral tanah lempung kaolinite (yg bersifat kaolin). • Pada kompleks pertukaran kation didominasi oleh ion sodium (Na+), shg misel tanah lempung didispersikan dan tanah tersebut nampak untuk mempunyai tekstur yg lebih halus daripada ketika ion kalsium (Ca++) dan ion hidrogen (H+), karena ion sodium (Na+) menyebabkan dispersi agregat dan pengurangan ruang pori-pori.



Lanjutan… Tekstur tanah •Cation Exchange Capasity of Humus dan Clay minerals per 100 gr dry soil, in Millequicalent Vermiculite Humus



160 100-300



Montmorilonit



100



Illit



30



Kaolinit



10



Classification of Soil particles According SISS Fraction



Diameter, mm



Sandy loam %



Loam %



Heavy clay, %



Coarse sand



2,00-0,20



66,8



27,1



0,90



Fine sand



0,20-0,02



17,8



30,3



7,1



Silt



0,02-0,002



5,6



20,2



21,4



Clay



Below 0,002



8,5



19,3



65,8



CLAY ACID ATAU ALKALIN H+



H+



H+



Ca++ H+



Mg++



Ca++



Na+



Clay (-)



Clay (-) Ca++



H+ NH4+



K+



ACID CLAY



Mg++



Na+



Ca++



K+ NH4+



ALKALINE CLAY



Ca++



TRIANGEL TEKSTUR TANAH



KLASIFIKASI TEKSTUR TANAH



KEADAAN TANAH DAN AIR



ILUSTRASI KEADAAN TANAH hujan



hujan



hujan



1. Tanah kering dibasahi 2. Zona jenuh meluas ke bawah karena sebagai hujan terus-menerus 3. Tidak ada hujan, air gravitasi bergerak ke bawah sampai tegangan air -film yang sama gravitasi 4. Hujan lebih lanjut dapat jenuh sebelum lapisan atas tanah lebih dibasahi 5. Bentuk water tabel jika ada hambatan air gravitasi 6. Tanah terkuras, di Kapasitas lapangan ke saluran pembuangan 7. Pada Titik layu permanen



Plant-available water, PAW, adalah volume air yang disimpan dalam tanah yang dapat digunakan oleh tanaman . • It is the difference between the volume of water stored when the soil is at field capacity and the volume still remaining when the soil reaches the permanent wilting point (the lower limit), as shown in Figure 6. • Ini adalah perbedaan antara volume air yang tersimpan ketika tanah pada kapasitas lapangan, dan volume masih tersisa ketika tanah mencapai titik layu permanen (batas bawah), seperti yang ditunjukkan pada Gambar 6.



HUBUNGAN ANTARA AIR-TERSEDIA DAN DISTRIBUSI AIR DALAM TANAH



GAMBAR : 6



Koloid tanah • Koloid tanah adalah bahan mineral dan bahan organik tanah yang sangat halus sehingga mempunyai luas permukaan yang sangat tinggi per satuan berat (massa) • Koloid = (glue like) bahasa Yunani • Termasuk koloid tanah - Liat (koloid anorganik), tapi tidak semua bersifat koloidal - Humus ( koloid organik) • Ukuran kurang dari 1 μ • Partikel koloid (micell) bermuatan negatif sehingga bisa menarik ion-ion bermuatan positif



Struktur dan porositas Kombinasi dari partikel tanah ke dalam agregat (remahan, butiran atau bahkan bongkahan) yang menghasilkan struktur tanah.



Struktur tanah mrpk gumpalan kecil dari butir-butir tanah. Gumpalan struktur ini terjadi karena butir-butir pasir, debu dan lempung terikat satu sama lain oleh suatu perekat seperti bahan organik, oksida-oksida besi dan lain-lain. Gumpalan-gumpalan kecil ini mempunyai bentuk, ukuran, dan kemantapan (ketahanan) yang berbeda-beda.



Tingkat yang ada dalam struktur tanah mempengaruhi jumlah dan ukuran pori-pori tanah, dengan demikian sangat mempengaruhi pergerakan air dan aerasi tanah.



• Ruang pori-pori tanah merupakan fraksi volume tanah yang ditempati oleh udara dan air. • Baver (1956), dua golongan ukuran utama dari poripori, yaitu : 1. pori-pori besar (makro) atau nonkapiler, yang tidak memuat air secara rapat dengan kapilaritas 2. pori-pori kecil (mikro) atau kapiler, yang memuat air secara rapat dengan kapilaritas.



Pori-pori nonkapiler mengering secara bebas setelah hujan atau irigasi, dan normalnya diisi oleh udara. Pori-pori kapiler mengandung air, sisa setelah drainase paling bebas selesai, yaitu air di dalam tanah pada kapasitas lapang.



Porositas pada pori-pori makro (nonkapiler) pada tanah berpasir, mengakibatkan aerasi dan drainase yg baik, tetapi mengakibatkan kapasitas menyimpan air lebih rendah daripada tanah lempung . • Porositas atau ruang pori total = volume seluruh pori dalam suatu volume tanah utuh yang dinyatakan dalam persen. • Porositas = perbandingan antara volume pori dengan volume bongkah tanah. • Porositas total merupakan indikator awal yang paling mudah untuk mengetahui apakah suatu tanah mempunyai struktur baik atau jelek. Pengukuran pororsitas total dilakukan pada kedalaman 0- 25 cm



Porositas adalah penting artinya dalam hubungannya lalu lintas udara dan air dalam tanah, kemudian penetrasi akar dan kemudahan pengolahan tanah.



Tanah-tanah lempung mempunyai pori-pori total (makro dan mikro) lebih tinggi daripada tanah pasir. Baver (1956) tanah yang ideal mempunyai ruang poriporinya sekitar sama-sama antara pori-pori makro dan mikro atau nonkapiler dan kapiler. Sifat penting berkaitan dg porositas ini adalah distribusi ukuran pori. Porositas yg tinggi belum tentu menggambarkan kondisi fisik tanah yg baik.



• Tanah-2 bertekstur halus mempunyai porositas yg lebih tinggi dibandingkan bertekstur kasar,,,… akan tetapi aerasi, laju infiltrasi dan kemudahan penetrasi tanah oleh akar lebih baik pada tanah bertekstur kasar. • Hal ini disebabkan karena tanah bertekstur halus dirajai oleh pori mikro, sedangkan tanah bertekstur kasar dirajai oleh makro. • Kohnke (1968), 3 macam pori menurut ukuran 1. pori makro (diameter > 0,06 mm) 2. pori sedang (diameter 0,01-0,06 mm) 3. pori mikro (diameter < 0,0002 mm) Distribusi ukuran pori dapat diduga dari kadar lengas tanah pada beberapa kondisi pF.



• Kohnke (1968) : • pF = 0 (kondisi tanah jenuh air)  seluruh pori terisi air. • pF = 1,7 (air ditekan, mk air akan keluar dari pori makro (pori aerasi)  pori makro terisi udara  air tertinggal pada pori sedang dan pori mikro. • pF = 2,54 (air ditekan, mk air dlm kapasitas lapang  air dlm pori sedang keluar  air tinggal pd pori mikro. • pF = 4,2 (air ditekan, mk air akan menjadi titik layu tetap).



• Pada kondisi layu tetap, lengas tanah yang tersisa adalah lengas yg terikat secara higroskopis (lengas higroskopis ) pada matriks tanah dan tidak tersedia bagi tanaman. • (Berapa tekanan air (pF) yg tersedia bagi tanaman ?)



Porositas tanah dipengaruhi oleh : a. kandungan bahan organik, b. struktur tanah, c. tekstur tanah. Porositas tanah tinggi kalau bahan organik tinggi. Tanah dengan struktur granuler atau remah porositas yang lebih tinggi daripada tanah dengan struktur massive (pejal). Tanah dengan tekstur pasir banyak mempunyai pori- pori makro sehingga sulit menahan air.



2. GAYA PEGANG AIR OLEH TANAH (Retensi of water by soils) • Kandungan air sample tanah, didefinisikan sebagai jumlah air yang hilang ketika dikeringkan 1050 C, juga menyatakan sebagai berat air per unit berat kering tanah atau volume air per volume bulk soil (kerapatan tanah). • Ketersediaan air untuk pertumbuhan tanaman termasuk kecil, sebab pada tanah pasiran kandungan air dalam keadaan jenuh (saturated) untuk pertumbuhan dan pada tanah lempungan dalam kering untuk pertumbuhan tanaman.