Laporan Resmi Praktikum Fisika Tanah [PDF]

Citation preview

LAPORAN RESMI PRAKTIKUM FISIKA TANAH



Disusun oleh: Inayatul Muna 133200033



LABORATORIUM KONSERVASI DAN REKLAMASI LAHAN PROGRAM STUDI ILMU TANAH FAKULTAS PERTANIAN UNIVERSITAS PEMBANGUNAN NASIONAL “VETERAN” YOGYAKARTA 2021



LEMBAR PENGESAHAN LAPORAN RESMI PRAKTUKUMFISIKA TANAH Laporan ini disusun sebagai syarat untuk melengkapi mata kuliah Praktikum Fisika Tanah Program Studi Ilmu Tanah Fakultas Pertanian Universitas Pembangunan Nasional “Veteran” Yogyakarta. Yogyakarta, 1 Oktober 2021 Mengetahui, Kepala LaboratoriumKonservasi Tanah danReklamasi Lahan



Dr. Ir. Djoko Mulyanto, MP. NIDN. 9905005206 Koordinator



AsistenPraktikum



Asisten



Jakak Krisdiyanto



Tiffani Nur Aisyah H



ii



KATA PENGANTAR Puji syukur kita panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa, karena berkat rahmat dan hidayah–Nyalah penulis dapat menyelesaikan Laporan Praktikum Fisika Tanah dengan sebaik-baiknya. Dalam penyusunan laporan ini penulis banyak mendapat bimbingan dan saran yang baik secara moril maupun material sehingga penulis dapat menyelesaikan Laporan Praktikum Fisika Tanah. Pada kesempatan ini Penulis ingin menyampaikan rasa terima kasih yang sebesar-besarnya kepada : 1. Bapak selaku Dr. Ir. Djoko Mulyanto, MP.Penanggung Jawab Praktikum Fisika Tanah Fakultas Pertanian Universitas Pembangunan Nasional “Veteran” Yogyakarta. 2. Jakak Krisdiyanto selaku koordinator Praktikum Fisika Tanah. 3. Tiffani Nur Aisyah Hanafi selaku Asisten Praktikum yang banyak membantu penulis dalam meyelesaikan laporan praktikum. 4. Teman-teman Ilmu Tanah angkatan 2021 yang telah memberikan masukan serta dukungan. . Penulis menyadari sepenuhnya bahwa laporan ini masih jauh dari kesempurnaan.Oleh sebab itu, penulis berharap kritik dan saran untuk kesempurnaan laporan ini. Akhirnya penulis berharap semoga dapat bermanfaat bagi penulis khususnya dan pembaca pada umumnya.



Yogyakarta, November 2021



Penulis



iii



DAFTAR ISI



HALAMAN JUDUL............................................................................i PENGAMATAN................................................................................... LEMBAR PENGESAHAN.................................................................ii KATA PENGANTAR..........................................................................iii DAFTAR ISI.........................................................................................iv DAFTAR TABEL................................................................................vi DAFTAR GAMBAR............................................................................vii BAB I PENGAMBILAN CONTOH TANAH...................................1 A. Tujuan..............................................................................................1 B. Tinjauan Pustaka..............................................................................1 C. Hasil Pengamatan.............................................................................3 D. Pembahasan......................................................................................3 E. Kesimpulan......................................................................................6 BAB II HUBUNGAN VOLUME DAN MASSA TANAH......................7 A. Tujuan..............................................................................................7 B. Tinjauan Pustaka..............................................................................7 C. Hasil Pengamatan.............................................................................9 D. Pembahasan......................................................................................9 E. Kesimpulan......................................................................................13 BAB III KENAIKAN KAPILER AIR DI DALAM TANAH KERING 14 A. Tujuan..............................................................................................14 B. Tinjauan Pustaka..............................................................................14 C. Hasil Pengamatan.............................................................................17 D. Pembahasan......................................................................................18 E. Kesimpulan......................................................................................21 BAB IV PENETAPAN SUDUT SINGGUNG ANTARA BAHAN CAIR DAN PADAT TANAH...............................................................................22 A. Tujuan..............................................................................................22



iv



B. Tinjauan Pustaka..............................................................................22 C. Hasil Pengamatan.............................................................................24 D. Pembahasan......................................................................................24 E. Kesimpulan......................................................................................26 BAB V KEMANTABAN AGREGAT......................................................27 A. Tujuan..............................................................................................27 B. Tinjauan Pustaka..............................................................................31 C. Hasil Pengamatan.............................................................................32 D. Pembahasan......................................................................................32 E. Kesimpulan......................................................................................36 BAB VI PERMEABILITAS.....................................................................37 A. Tujuan..............................................................................................37 B. Tinjauan Pustaka..............................................................................37 C. Hasil Pengamatan.............................................................................40 D. Pembahasan......................................................................................40 E. Kesimpulan......................................................................................44 BAB VII TEKSTUR..................................................................................45 A. Tujuan..............................................................................................45 B. Tinjauan Pustaka..............................................................................45 C. Hasil Pengamatan.............................................................................49 D. Pembahasan......................................................................................49 E. Kesimpulan......................................................................................53 BAB VIII KURVA pF (METODE GANTUNG DAN BBW).......................54 A. Tujuan..............................................................................................54 B. Tinjauan Pustaka..............................................................................54 C. Hasil Pengamatan.............................................................................56 D. Pembahasan......................................................................................56 E. Kesimpulan......................................................................................59 DAFTAR PUSTAKA ......................................................................................60 LAMPIRAN DAFTAR TABEL



v



1.



Tabel 2.1 Hubungan Volume dan Massa Tanah…………………9



2.



Tabel 3.2 Kapilaritas Alkohol…………………….....................17



3.



Tabel 4.1 Nilai Sudut Singgung…………………………………18



4.



Tabel 5.1 Pengayakan Kemantapan Agregat…………………..24



5.



Tabel 5.2 Kemantaban Agregat Campuran Air dan Alkohol…31



6.



Tabel 6.1 Permeabilitas Tanah Terusik………………………..31



7.



Tabel 6.2 Permeabilitas Tanah Tidak Terusik………………..40



8.



Tabel 7.1 Tekstur………………………………………………49



9.



Tabel 8.1 Kurva pF Metode Gantung…………………………56



10. Tabel 8.2 Kurva pF Metode BBW…………………………….56 11. Tabel Harkat Permeabilitas 12. Tabel Harkat Kemantaban Agregat Darcy 13. Tabel Harkat Kemantaban Agregat ICW



vi



DAFTAR GAMBAR



1. Segitiga USDA



vii



BAB I ACARA PENGAMBILAN CONTOH TANAH A. Tujuan 1. Mengetahui macam contoh tanah untuk keperluan analisis fisika tanah 2. Mempraktikkan cara pengambilan contoh tanah B. Tinjauan Pustaka Tanah merupakan komponen tubuh alam yang terbentuk oleh pelapukan batuan-batuan. Tanah terbentuk karena pengaruh alam yang bertransformasi dalam waktu yang sangat panjang. Penyusun tanah terdiri dari 4 komponen utama yaitu mineral, air, udara, dan bahan organik. Tanah merupakan material yang terdiri dari agregat atau butiran mineralmineral padat yang tidak tersementasi satu sama lain dan dari bahan-bahan organik yang telah melapuk. Tanah terbentuk melalui beberapa tahapan yang dimulai dari pelapukan bahan induk yang kemudian dilanjutkan dengan memberikan gambaran tentang sifat-sifat tanah, baik fisik, kimia, maupun biologi tanah. Lamanya waktu suatu tanah untuk mengembangkan horison sangat bergantung pada faktor yang saling berkaitan, yaitu iklim, organisme, bahan induk, dan relief (Priyono dan Priyana, 2016). Manusia juga memiliki peran dalam pembentukan tanah yaitu disebut dengan anthrosolization (Dazzi dan Papa, 2015). Faktor-faktor pembentuk tanah tersebut akan mempengaruhi sifat dari tanah yang terbentuk, baik sifat fisik maupun sifat kimianya (Rubinik et al., 2015). Tanah juga merupakan media tumbuh bagi tanaman. Sebagai media tumbuh tanaman, tanah harus mampu menyediakan kebutuhan tanaman seperti air, udara, unsur hara, dan terbebas dari bahan-bahan beracun dengan konsentrasi berlebihan. Dengan demikian, sifat-sifat fisik tanah sangat penting untuk dipelajari agar dapat memberikan media tumbuh yang ideal bagi tanaman. Pengambilan contoh tanah merupakan tahapan paling penting untuk penetapan sifat-sifat fisik tanah.



1



2



Kegiatan pengambilan contoh tanah dapat mewakili sifat dan ciri yang dimiliki oleh tanah pada suatu lokasi. Hal yang harus diperhatikan dalam kegiatan pengambilan contoh tanah adalah banyaknya profil yang digunakan, letak profil harus mewakili, sebaiknya diambil setiap horison dengan interval 10 cm ataupun secara acak, serta peralatan yang digunakan. Contoh tanah merupakan suatu volume / massa tanah yang diambil untuk keperluan laboratorium yang dapat mewakili seluruh sifat tanah (Prayogo dan Saptowati, 2016). Contoh tanah yang digunakan untuk analisis dapat dibedakan menjadi tiga, yaitu contoh tanah utuh / tanah tidak terusik, contoh tanah terusik, dan contoh tanah agregat utuh. Contoh tanah utuh / tidak terusik diambil dengan menggunakan ring sample yang digunakan untuk analisis permeabilitas dalam keadaan jenuh, penentuan berat volume (Bulk Density), kurva karakteristik lengas tanah (kurva pF), agihan ukuran pori (Pore Size Distribution), dan permeabilitas. sedangkan contoh tanah terusik diambil pada tiap-tiap horison tanpa ring sample agar diperoleh data berupa kadar air, tekstur, kerapatan partikel, konsistensi, dan kapilaritas tanah (Maharani dkk., 2015). Contoh tanah agregat utuh merupakan tanah berupa bongkahan utuh yang kuat dan tidak mudah pecah untuk analisis indeks keutuhan agregat. Pengambilan contoh tanah harus dilakukan secara hati-hati dan sesuai dengan prosedur agar tanah yang diambil dapat mewakili sifat fisik tanah.



3



C. Hasil Pengamatan (Terlampir) D. Pembahasan Tanah merupakan lapisan teratas dari permukaan bumi yang terbentuk melalui pelapukan batuan yang mengandung mineral berbedabeda antara satu dengan yang lain, sehingga terdapat banyak jenis tanah dan memiliki ciri khas dan sifat yang berbeda antara di lokasi yang satu dengan lokasi yang lain. Tanah latosol merupakan salah satu tanah mineral yang karakteristik sifat fisik tanahnya memberikan informasi untuk penilaian kesesuaian lahan terutama dalam hubungannya dengan efisiensi penggunaan air. Tanah latosol merupakan tanah yang didominasi oleh fraksi lempung kaolinit dengan kemampuan menahan air cukup tinggi. Namun aerasi dan drainasi tanah latosol kurang baik. Tanah latosol memiliki struktur remah sampai gumpal, konsistensi gembur sampai teguh, solum tanah dalam memiliki nilai KPK rendah, kemantapan agregat tinggi dan berwarna merah hingga kuning yang mengalami pelapukan lanjut sehingga bereaksi masam, kandungan hara seperti P, K, Ca dan Mg sangat rendah serta Al dan Fe yang tinggi. Sifat masam pada tanah latosol terbentuk karena adanya curah hujan yang tinggi karena tanah latosol tersebar di daerah yang memiliki curah hujan tinggi dan kelembaban tinggi pada ketinggian berkisar 300-1000 meter di atas permukaan laut seperti daerah Sulawesi, Lampung, Kalimantan Timur, Kalimantan Barat, Bali, dan Papuan. Curah hujan yang tinggi ini yang menyebabkan kation-kation basanya tercuci dan terakumulasi kation-kation asam, sehingga tanah latosol memiliki kesuburan rendah sampai sedang. Pada praktikum, macam pengambilan contoh tanah dibedakan menjadi tiga jenis tanah, pertama adalah tanah tidak terusik (undisturbed soil sample), kemudian tanah terusik (disturbed soil sample), dan terakhir tanah dengan agregat tidak terusik (undisturbed soil aggregate). Contoh



4



tanah tidak terusik adalah contoh tanah yang terdapat pada lahan yang belum pernah digunakan untuk kegiatan budidaya tanaman atau kegiatan lainnya seperti pertambangan. Tanah-tanah yang berada disekitar jalan atau disekitar parit/selokan juga tidak termasuk contoh tanah tidak terusik, sehingga contoh tanah yang tidak terusik adalah contoh tanah yang diambil dari lahan yang belum pernah disentuh atau digunakan manusia untuk berbagai macam kegiatan. Contoh tanah tidak terusik diperlukan untuk penentuan berat volume (Bulk Density), kurva karakteristik lengas tanah (kurva pF), agihan ukuran pori (Pore Size Distribution), dan permeabilitas. Contoh tanah terusik adalah tanah yang terdapat pada lahan yang sudah pernah digunakan untuk kegiatan budidaya tanaman atau kegiatan lainnya. Tanah-tanah disekitar jalan atau disekitar parit termasuk contoh tanah yang terusik. Terusik dapat diartikan bahwa tanah tersebut telah terganggu baik itu terganggu oleh kegiatan pertanian maupun kegiatan lainnya seperti pertambangan atau perminyakan. Contoh tanah terusik diperlukan untuk penentuan beberapa sifat fisik tanah seperti kadar lengas, tekstur, angka-angka Atterberg, kenaikan kapiler, sudut kontak, kadar lengas kritik, indeks patahan, konduktivitas hidrolik atau permeabiltas tidak jenuh, luas permukaan, erodibilitas dengan peniru curah hujan dan lain sebagainya. Contoh dengan agregat tidak terusik adalah contoh tanah yang dapat diambil dari lahan yang memiliki bongkahan alami yang kokoh dan tidak mudah pecah atau dapat diambil menggunakan cangkul dengan kedalaman 0-20 cm. Contoh dengan agregat tidak terusik dapat digunakan untuk penentuan kemantapan agregat (aggregate stability). Pengambilan contoh tanah tidak terusik menggunakan beberapa alat seperti dua ring sample, cetok, dan pisau. Langkah-langkah atau cara pengambilan contoh tanah tidak terusik yaitu yang pertama mencari lokasi untuk pengambilan tanah. Setelah mendapatkan tanah yang ingin diambil, tanah dibersihkan terlebih dahulu dan disiram dengan air hingga mencapai kapasitas lapang apabila tanah terlalu kering atau keras. Setelah tanah



5



mencapai kapasitas lapang, ring sample ditempelkan di atas tanah dengan posisi ujung yang runcin menghadap ke bawah, kemudian ring sample ditekan ke bawah dengan menggunakan papan kayu atau bahan apapun yang memiliki bentuk datar (pada praktikum menggunakan cetok) hingga ring sample teranam sepenuhnya ke bawah. Setelah ring sample tertanam sepenuhnya, dilanjutkan dengan meletakkan ring sample ke dua tepat di atas ring sample pertama dan ditekan lagi ke bawah hingga ring sample kedua tertanam sepenuhnya ke dalam tanah. Setelah kedua ring sample tertanam sepenuhnya, tanah yang berada di sekitar ring sample digali dengan hati-hati supaya tidak mengganggu ring sample yang sudah tertanam. Penggalian dapat menggunakan alat cetok. Selanjutnya ring sample diangkat dan diambil dengan hati-hati, setelah itu ring sample dibersihkan dari tanah yang menempel di bagian luar ring sample dengan menggunakan pisau. Setelah bersih, ring sample dibelah menjadi dua dan digunakan salah satunya, terutama bagian bawah. Tanah bagian atas yang terdapat pada ring sample diratakan dengan cara mencacah secara vertikal menggunakan pisau agar tidak merusak pori-pori tanah yang berada di dalam ring sample. Setelah diratakan, ring sample ditutup dan diberi karet agar lebih rapat. Kemudian dilakukan hal yang sama pada tanah yang terdapat di bagian bawah ring sample. Selanjutnya adalah pengambilan contoh bongkah tanah atau tanah dengan agregat tidak terusik. Langkah pertama adalah menentukan lahan yang sekiranya memiliki bongkah tanah, apabila belum terdapat tanah bongkah, tanah dapat diambil dengan cara menggali menggunakan cangkul atau linggis. Penggalian dilalukan dengan hati-hati supaya tidak merusak / mengganggu / mengusik agregat tanah. Alat yang digunakan yaitu kaleng untuk dijadikan wadah bongkah tanah. Kaleng diisi bongkah tanah hingga penuh. Fungsi dari penggunaan kaleng adalah agar tanah tidak rusak ketika dibawa pergi. Yang terakhir adalah pengambilan contoh tanah terusik. Alat yang digunakan adalah cetok dan kaleng. Tanah terusik diambil menggunakan cetok dan dimasukkan ke dalam kaleng hingga



6



kaleng terisi penuh. Contoh tanah diusahakan diambil dari lahan yang sudah pernah diolah. E. Kesimpulan Berdasarkan hasil praktikum pengambilan contoh tanah, dapat disimpulkan bahwa: 1. Untuk keperluan analisis fisika tanah, terdapat tiga contoh tanah yang diambil, yaitu tanah tidak terusik (undisturbed soil sample), kemudian tanah terusik (disturbed soil sample), dan terakhir tanah dengan agregat tidak terusik (undisturbed soil aggregate). 2. Pengambilan contoh tanah dilakukan dengan langkah pertama yaitu menentukan lahan untuk pengambilan tanah yang sesuai, kemudian untuk tanah tidak terusik diambil dengan menggunakan dua ring sample yang dimasukkan ke dalam tanah kemudian contoh tanah diambil dari ring sample yang dimasukkan pertama, setelah itu permukaan tanah pada ring sample diratakan dengan mencacah secara vertikal, kemudian ring sample ditutup. Selanjutnya untuk tanah dengan agregat tidak terusik yaitu tanah berupa bongkahan diambil dan dimasukkan ke dalam kaleng hingga kaleng penuh. Dan terakhir tanah terusik diambil dari lahan yang sudah pernah diolah sebelumnya, kemudian dimasukkan ke dalam kaleng hingga kaleng penuh.



BAB II HUBUNGAN VOLUME DAN MASSA TANAH A. Tujuan Mengetahui hubungan fase-fase tanah dengan menentukan massa dan volumenya B. Tinjauan Pustaka Tanah adalah campuran dari beberapa komponen seperti mineral, senyawa organik, senyawa anorganik dan air (Situmorang dkk, 2017). Tanah merupakan media tumbuh dan penyedia unsur hara bagi tanaman. Kemampuan tanah menyediakan unsur hara, ditentukan oleh kandungan Bahan Organik Tanah (BOT) dan kelengasan tanah (Zulkarnain dkk, 2013). Tanah sebagai benda alam, maka tanah merupakan dispersi 3 fase yang selalu dalam keseimbangan dinamis. Tanah dikatakan sebagai sistim 3 fase karena tanah terdiri dari 3 bentuk yang berbeda yaitu bahan padatan (metric soil), larutan (air) dan gas (udara). Tanah dikatakan sistim dispersi karena bahan penyusun tanah terdiri dari unit-unit kecil, kemudian bersatu membentuk unit-unit besar. Proporsi ketiga fase tersebut selalu berubah, sehingga selalu dikatakan dalam keseimbangan dinamis. Artinya bagianbagian dari ketiga fase tersebut berubah, tetapi selalu dalam keadaan keseimbangan (Puja, 2016). Umumnya tanah fase padat terdiri atas partikel mineral yang membentuk kerangka yang padatnya humus atau partikel organik terabsorbsi. Di antara partikel-partikel fase padat, terdapat ruangan pori yang secara bersama-sama diisi oleh cairan dan gas. Fase cairan kebanyakan adalah air dari presipitasi yang terdapat sebagai lapisan yang mengelilingi partikel fase padat dan menduduki ruangan pori yang lebih kecil. Ruangan pori yang lebih besar terisi oleh gas kecuali tanah dan atmosfir. Kegiatan biologis seperti pernafasan akar dan penguraian bahan organik, menyerap oksigen dan menghasilkan karbon dioksida. Akibatnya



7



8



terdapat difusi (penyebaran) oksigen yang terus menerus dari atmosfir ke dalam tanah dan karbon dioksida dari tanah ke atmosfir. Volume tanah yang terisi berbagai fase berubah-ubah dari waktu ke waktu dan dari tempat ke tempat. Volume udara dan air mempunyai hubungan timbal balik secara langsung satu sama lain. Masuknya air ke dalam tanah akan mengeluarkan udara. Sementara begitu air dibuang melalui drainase, penguapan atau pertumbuhan tanaman, ruangan pori yang diduduki air menjadi terisi oleh udara. Sebagai bagian dari ekosisitem bumi, tanah berinteraksi dengan atmosfer, hidrosfer, litosfer dan biosfer, oleh karnanya tanah mengandung udara (dari atmosfer), air (dari hidrosfer), mineral (dari litosfer) dan bahan organik (dari biosfer). Keempat komponen itu merupakan komponen utama penyusunan tanah. Bahan-bahan penyusun tanah tersebut jumlahnya masing-masing berbeda untuk setiap jenis tanah ataupun setiap lapisan tanah. Proporsi relatif keempat komponen tanah tersebut sangat mempengaruhi sifat-sifat dan produktivitas tanah (Haryono, 2018). Tanah terbentuk dari bebatuan yang mengalami pelapukan. Proses pelapukan ini terjadi dalam waktu yang lama bahkan hingga ratusan tahun. Pelapukan batuan menjadi tanah juga dibantu dengan beberapa mikroorganisme, perubahan suhu dan air. Kandungan yang terdapat pada bebatuan antara satu dengan yang lain berbeda, sehingga jenis tanah dari satu daerah dengan daerah lainnya berbeda tergantung dari komponen yang ada di dalam daerah tersebut. Komponen yang ada di dalam tanah yang baik untuk tanaman adalah tanah yang mengandung mineral 50%, bahan organik 5% dan air 25%. Pengaruh letak astronomis dan geografis di Indonesia sangat penting dalam membentuk berbagai macam tanah. Menurut Rosyidah dan Wirosoedarmo (2013), sifat fisik tanah yang perlu diperhatikan adalah terjadinya degradasi struktur tanah akibat fungsi pengelolaan. Menegtahui sifat fisik dari tanah penting dalam pertanian, salah satunya adalah untuk tujuan pengelolaan tanah.



9



C. Hasil Pengamatan Tabel 2.1 Hubungan Volume dan Massa Tanah Parameter Berat Jenis Berat Volume Total Berat Volume Volume Jenis (Vb) Porositas (f) Nisbah Ruang (e) Porositas Ruang Udara (Fa)



Latosol 2,65 1,10 1,66 0,90 0,58 1,40 0,02



Kelembaban Tanah a. Kelembaban Massa 0,51 b. Kelembaban Volume (θ) 0,56 c. Nisbah Volume Air (Vw) 1,35 d. Derajat Kejenuhan (s) 0,96 Sumber : Praktikum Fisika Tanah 2021



Jenis Tanah Vertisol 2,65 1,28 1,80 0,78 0,52 1,07 0,004



Mediteran 2,65 1,29 1,79 0,78 0,51 1,04 0,01



0,40 0,51 1,06 0,99



0,39 0,5 1,02 0,90



D. Pembahasan Volume tanah merupakan jumlah dari fraksi padat, cair, dan gas pada tanah, sedangkan massa tanah merupakan jumlah dari massa tanah pada fraksi padat, cair, dan gas. Pada praktikum, tanah yang digunakan adalah tanah jenis latosol, vertisol, dan mediteran. Berdasarkan data hasil praktikum, pada tanah latosol memiliki berat jenis 2,65, berat volume 1,10, total berat volume 1,66, volume jenis 0,90 porositas 0,58, nisbah ruang 1,40, dan porositas ruang udara 0,02. Sedangkan nilai kelembababn tanah yaitu meliputi kelembaban massa sebesar 0,51, kelembaban volume 0,56, nisbah volume air 1,35, dan derajat kejenuhan sebesar 0,96. Berat jenis partikel / particel density(ρp) adalah perbandingan antara massa padatan tanah dengan volume padatan tanah. Nilai berat jenis partikel dipengaruhi oleh beberapa faktor, diantaranya adalah mineral tanah dan bahan organik. Mineral berat seperti hematite mempunyai berat jenis partikel tinggi, sedangkan bahan organik mempunyai berat jenis



10



partikel rendah. Berat volume tanah / bulk density (ρb) merupakan perbandingan antara massa tanah total dengan volume total tanah. Berat volume tanah dipengaruhi oleh struktur tanah, tekstur tanah, dan bahan organik. Tanah yang strukturnya baik mempunyai nilai ρb lebih kecil dibandingkan dengan tanah tanpa struktur. Hal ini karena ruang pori yang terbentuk pada tanah yang berstruktur lebih banyak dibandingkan tanah tanpa struktur. Tekstur tanah berhubungan dengan ukuran dan berat jenis partikel. Semakin kasar tekstur tanah, semakin tinggi nilai ρb. Hal ini karena semakin kasar tekstur tanah susunan partikel tanah semakin rapat dan berat jenis partikel semakin tinggi, dan semakin tinggi kandungan bahan organik, maka semakin rendah nilai ρb. Hal ini d karena bahan organik merupakan bahan pemantap agregat, sehingga struktur tanah dapat diperbaiki. Disamping itu bahan organik mempunyai berat partikel lebih rendah dibandingkan dengan partikel tanah. Total berat volume / Total Bulk Density



(ρt) merupakan perbandingan antara massa total tanah



dengan volume total tanah. Massa total tanah didapatkan dari penjumlahan massa tanah pada fraksi padat, cair dan gas, sedangkan volume total tanah didapatkan dari penjumlahan volume tanah pada fraksi padat, cair, dan gas. Porositas tanah adalah perbandingan antara volume ruang / pori dengan volume total tanah. Porositas tanah dipengaruhi oleh ukuran partikel dan struktur tanah. Untuk tanah berpasir mempunyai porositas rendah yaitu sekitar 40%, sedangkan tanah berlempung mempunyai porositas tinggi yaitu sekitar 60%. Volume Jenis / Dry Spesific Volume merupakan perbandingan antara volume total dengan massa padatan tanah. Nisbah ruang (Void Ratio = e) merupakan perbandingan antara volume pori dengan volume padatan tanah. Volume pori didapatkan dari penjumlahan antara volume tanah pada fraksi cair dan gas. Porositas ruang udara (Air-Filled Porosity / Fractional Air Content = fa) merupakan perbandingan antara volume udara dengan volume total tanah. Kelembaban tanah (Soil Wetness), meliputi tiga jenis yaitu kelembaban massa (Mass Wetness = w) yang merupakan perbandingan antara massa



11



tanah pada fase cair dengan tanah pada fase padatan. . Kelembaban volume (Volume Wetness = θ) merupakan perbandingan antara volume tanah pada fraksi cair dengan volume total tanah. Dan derajat kejenuhan (Degree of Saturation = s) merupakan perbandingan antara volume tanah pada fase cair dengan volume pori tanah. Pada praktikum, contoh tanah yang digunakan adalah tanah tidak terusik yang diambil dengan menggunakan ring sampler yang memiliki berat 65,75 gram dan tinggi 5,12 cm. Berat tanah dengan ring sampler sebelum dioven adalah sebesar 219,9 gram dan sesudah dioven sebesar 167,78 gram. Berdasarkan data, nilai berat jenis tanah (BJ) dari ketiga jenis tanah adalah sama, yaitu 2,65. Tanah mediteran memiliki nilai tertinggi pada berat volume (BV), yaitu sebesar 1,29 dan memiliki nilai terendah pada porositas yaitu sebesar 0,51, nisbah ruang dengan nilai 1,04, kelembaban massa 0,39, kelembaban volume 0,5, nisbah volume air 1,02, dan derajat kejenuhan sebesar 0,90. Hal ini karena tanah mediteran merupakan tanah hasil dari pelapukan batuan kapur keras dan batuan sedimen dengan tekstur berat dan struktur agak gumpal, sehingga memiliki nilai BV tinggi, dan hal ini berkebalikan dengan nilai porositas. Tanah yang memiliki nilai BV tinggi sudah tentu akan memiliki nilai porositas yang rendah karena tanah dengan nilai BV tinggi memiliki kemampatan yang besar dan pori-porinya sedikit, sehingga nilai porositasnya rendah. Tanah latosol memiliki nilai tertinggi pada parameter volume jenis yaitu dengan nilai sebesar 0,90, porositas 0,58, nisbah ruang 1,40, porositas ruang udara 0,58, kelembaban massa 0,51, kelembaban volume 0,56, dan nisbah volume air dengan nilai sebesar 1,35. Sedangkan nilai terendah tanah latosol yaitu terdapat pada parameter berat volume dengan nilai sebesar 1,10, dan total berat volume dengan nilai 1,66. Hal ini karena tanah latosol merupakan tanah yang didominasi oleh fraksi lempung kaolinit dengan kemampuan menahan air cukup tinggi, memiliki struktur remah sampai gumpal, konsistensi gembur sampai teguh, dan kemantapan agregat tinggi. Tanah yang memiliki kemantapan agregat tinggi dan



12



didominasi oleh fraksi lempung memiliki tekstur yang halus dan pori-pori yang banyak, sehingga nilai porositasnya tinggi dan nilai BV nya rendah karena nilai porositas berkebalikan dengan nilai BV. Tanah vertisol memiliki nilai tertinggi pada parameter total berat volume yaitu sebesar 180, dan derajat kejenuhan 0,99. Sedangkan nilai terendah vertisol yaitu terdapat pada parameter porositas ruang udara. Hal ini karena tanah vertisol merupakan tanah yang mengandung banyak mineral lempung dengan tipe 2:1 yang mudah mengembang apabila basah atau lembab, dan kembali mengerut apabila kering, sehingga tanah vertisol seringkali mengalami perubahan volume dan porositas ruang udara dengan berubahnya kelembaban. Ketika tanah vertisol mengembang, artinya tanah vertisol memiliki nilai porositas ruang udara yang tinggi dan nilai total berat volumenya rendah. Yang terjadi pada praktikum adalah sebaliknya, sehingga dapat disimpulkan bahwa tanah vertisol yang diambil pada saat praktikum adalah dalam keadaan kering sehingga nilai porositas ruang udaranya rendah karena tanah sedang mengerut.



13



E. Kesimpulan Berdasarkan data hasil pengamatan, dapat disimpulkan bahwa berat jenis ketiga tanah tersebut sama yaitu 2,6. Berat volume tanah mediteran (1,29) > vertisol (1,28) > latosol (1,10). Total berat volume vertisol (1,80) > mediteran (1,79) > latosol (1,66). Volume jenis latosol 0,90 lebih besar dari vertisol dan mediteran yaitu 0,78. Porositas latosol (0,58) > vertisol (0,52) > mediteran (0,51). Nisbah ruang latosol (1,40) > vertisol (1,07) > mediteran (1,04). Porositas ruang udara latosol (0,02) > mediteran (0,01) > vertisol (0,004). Kelembaban massa latosol (0,51) > vertisol (0,40) > mediteran (0,39). Kelembaban volume latosol (0,56) > vertisol (0,51) > mediteran (0,5). Nisbah volume air latosol (1,35) > vertisol (1,06) > mediteran (1,02). Derajat kejenuhan vertisol (0,99) > latosol (0,96), mediteran (0,90). Hubungan antara porositas dengan nisbah ruang, kelembaban massa, kelembaban volume, porositas ruang, dan derajat kejenuhan berbanding lurus, yang artinya semakin besar nilai parameter tersebut, maka nilai parameter yang lainnya juga akan semakin besar, begitu juga sebaliknya.



BAB III KENAIKAN KAPILER AIR DI DALAM TANAH KERING A. Tujuan Menentukan tinggi kenaikan kapiler dengan diameter tanah lolos 2 mm dari berbagai macam tanah B. Tinjauan Pustaka Air merupakan salah satu komponen penting bagi pertumbuhan dan perkembangan tanaman. Air sangat dibutuhkan oleh tanaman karena air merupakan komponen utama dalam menyusun sel-sel jaringan tanaman. Air yang diserap tanaman adalah air yang berada pada pori-pori tanah. Setiap jenis tanah memiliki distribusi dan ukuran pori yang berbeda-beda, yang akan mempengaruhi ketersediaan air di dalam tanah. Tekstur tanah sangat mempengaruhi kemampuan tanah dalam memegang air (Haridjaja, 2013). Salah satu media tumbuh tanaman adalah tanah yang merupakan benda alam yang terdapat di permukaan kulit bumi, yang tersusun dari bahan-bahan mineral sebagai hasil pelapukan batuan, dan bahan-bahan organik sebagai hasil pelapukan sisa-sisa tumbuhan dan hewan. Tanah tempat tumbuhnya tanaman dengan sifat-sifat tertentu, yang terjadi akibat dari pengaruh kombinasi faktor-faktor iklim, bahan induk, jasad hidup, bentuk wilayah dan lamanya waktu pembentukan (Yuliprianto, 2010). Kapilaritas yaitu peristiwa naik atau turunnya permukaan zat cair di dalam pipa kapiler atau melalui celah yang sempit. Naik atau turunnya cairan dalam suatu pipa kapiler disebabkan oleh gaya adhesi dan kohesi, adhesi adalah gaya antara molekul yang jenisnya berbeda. Kohesi adalah gaya di antara molekul-molekul dengan jenis yang sama. Besarnya kekuatan relatif gaya adhesi dan kohesi bergantung pada tegangan permukaan. Terjadinya fenomena kapilaritas, salah satunya karena peranan penting adanya tegangan permukaan (Giancoli, 2014).



14



15



Tegangan permukaan didefinisikan sebagai usaha yang diperlukan untuk menambah luas dari permukaan isotermal dan reversibel dengan jumlah satuan. Tegangan permukaan (γ) dinyatakan sebagai energi permukaan per satuan luas dan alternatif sebagai gaya per satuan panjang (Ebnesajjad dan Ebnesajjad, 2013). Tegangan permukaan terjadi akibat adanya gaya tarik-menarik antara molekul-molekul zat cair dekat permukaan dan molekul-molekul yang terletak lebih jauh dari permukaan dalam zat cair yang sama. Tegangan permukaan terjadi karena permukaan zat cair cenderung untuk menegang, sehingga permukaannya tampak seperti selaput tipis. Hal ini dipengaruhi oleh adanya gaya kohesi antara molekul air. Pada zat cair yang adesiv berlaku bahwa besar gaya kohesinya lebih kecil dari pada gaya adesinya dan pada zat yang nonadesiv berlaku sebaliknya. Salah satu model peralatan yang sering digunakan untuk mengukur tegangan permukaan zat cair adalah pipa kapiler. Salah satu besaran yang berlaku pada sebuah pipa kapiler adalah sudut kontak, yaitu sudut yang dibentuk oleh permukaan zat cair yang dekat dengan dinding. Sudut kontak ini timbul akibat gaya tarikmenarik antara zat yang sama (gaya kohesi) dan gaya tarik-menarik antara molekul zat yang berbeda (adesi). Kecepatan kenaikan kapiler air di dalam tanah dipengaruhi oleh tekstur tanah. Kecepatan pada tanah bertekstur berat pada umumnya sangat lambat sehingga tinggi maksimumnya sangat lama tercapai. Sebaliknya pada tanah-tanah bertekstur pasiran kecepatan naiknya air secara kapiler ini lebih cepat dan tinggi maksimum perambatannyapun dapat dicapai dengan cepat. Tanah merupakan media berpori dengan ukuran partikel yang berbeda dan tekstur yang kompleks. Pemadatan granular tanah yang berbeda terkait dengan kepadatan kering yang berbeda dan porositas, dimana air di media berpori dengan ukuran pori yang berbeda menunjukkan ketegangan yang berbeda. Secara umum, granular tanah dengan kepadatan kering yang lebih besar memiliki nilai udara masuk yang lebih besar dan kandungan air sisa lebih besar. Struktur



16



microporosity tanah menunjukkan bahwa tanah dengan rasio kekosongan yang berbeda jelas berbeda dalam struktur agregat antar tanah tersebut (Zhou et al., 2014). Terdapat



beberapa



faktor



yang



mempengaruhi



tegangan



permukaan, yaitu: (1) suhu, yaitu tegangan permukaan dapat menurun dengan meningkatnya suhu, karena meningkatnya energi kinetik molekul. Pada umumnya nilai tegangan permukaan zat cair berkurang dengan adanya kenaikan suhu. (2) zat terlarut, yang mana keberadaan zat terlarut dalam suatu cairan akan mempengaruhi tegangan permukaan. Penambahan zat terlarut akan meningkatkan viskositas larutan, sehingga tegangan permukaan akan bertambah besar. Tetapi apabila zat yang berada dipermukaan cairan membentuk lapisan monomolekular, maka akan menurunkan tegangan permukaan, zat tersebut biasa disebut dengan surfaktan (3) surfaktan (surface active agents), merupakan zat yang dapat mengaktifkan permukaan karena cenderung untuk terkonsentrasi pada permukaan atau antar muka. Surfaktan mempunyai orientasi yang jelas sehingga cenderung pada rantai lurus. Sabun merupakan salah satu contoh dari surfaktan. (4) jenis cairan, pada umumnya cairan yang memiliki gaya tarik antara molekulnya besar, seperti air, maka tegangan permukaannya juga besar. Sebaliknya pada cairan seperti bensin karena gaya tarik antara molekulnya kecil, maka tegangan permukaannya juga kecil.



dan (5)



konsentrasi zat terlarut (solut), merupakan suatu larutan biner yang mempunyai pengaruh terhadap sifat-sifat larutan termasuk tegangan muka dan adsorbsi pada permukaan larutan. Solut yang ditambahkan ke dalam larutan akan menurunkan tegangan muka karena mempunyai konsentrasi di permukaan yang lebih besar daripada di dalam larutan. Sebaliknya solut yang penambahannya kedalam larutan menaikkan tegangan muka mempunyai konsentrasi di permukaan yang lebih kecil daripada di dalam larutan (Julianto dkk., 2016).



17



C. Hasil Pengamatan Tabel 3.1 Kapilaritas Air Menit



Ketinggian Air Latosol Vertisol 1 4,5 0 2 5,5 0 3 6,5 0 4 7 0 5 7,5 0 6 8 0 7 8,5 0 8 9 0 9 9,5 0 10 9,7 0 15 11 0 20 12 0 30 14 0 40 15 0 50 16,1 1,4 60 16,8 1,7 Hari 1 36,5 5,3 Hari 2 43,2 5,8 Hari 3 47,2 6 Hari 4 50,5 6,3 Hari 5 52,5 6,3 Hari 6 53 6,3 Hari 7 56,5 6,5 Sumber : Praktikum Fisika Tanah 2021



Mediteran 1 1,3 1,5 1,8 2,1 2,7 3 3,2 3,5 3,7 4,8 5,5 6,6 7,8 8,6 9,3 32,5 45 46 49,5 51 52,5 53,5



18



Tabel 3.2 Kapilaritas Alkohol Menit



Kenaikan Alkohol Latosol Vertisol 1 3,5 3,5 2 4,7 3,7 3 5 3,9 4 5,5 4 5 6 5,6 6 6,5 6,3 7 7 6,5 8 7 6,9 9 7,5 7 10 8 7,2 15 9,5 7,5 20 10,5 7,5 30 12,5 8,9 40 13,8 9,7 50 14,7 10,3 60 15,7 10,7 Hari 1 38 26,1 Sumber : Praktikum Fisika Tanah 2021



Mediteran 1,5 2,3 2,9 3,4 3,6 3,7 4 4,3 4,4 4,6 5,5 6 6,9 7,9 8,4 9,9 25,5



D. Pembahasan Kapilaritas merupakan peristiwa naik atau turunnya permukaan zat cair pada pipa kapiler. Naik atau turunnya cairan dalam suatu pipa kapiler disebabkan oleh gaya adhesi dan kohesi. Adhesi adaalah gaya tarikmenarik antar molekul dengan jenis yang berbeda, sedangkan kohesi adalah gaya tarik-menarik antar molekul dengan jenis yang sama. Praktikum kenaikan kapiler dalam tanah kering dilakukan dengan menggunakan alat berupa statif, dua gelas beker, corong, kain kasa dan karet, dua tabung kapiler, dan kertas milimeter, serta bahan berupa alkohol, aquades, dan sampel tanah. Langkah kerja yang pertama dilakukan yaitu mengukur panjang kertas milimeter yang akan ditempelkan pada tabung kapiler, kemudian kertas ditempelkan pada tabung kapiler, selanjutnya tabung kapiler ditutup dengan kain kasa. Kain kasa dilipat agar menjadi dua lapis dan kemudian diikat dengan karet, kemudian kain kasa dirapikan dengan memotong kain



19



menggunakan gunting. Langkah selanjutnya yaitu memasukkan tanah ke dalam tabung kapiler dengan menggunakan corong. Tabung kapiler diketuk-ketuk agar sampel tanah memadat untuk mendapatkan kolom tanah dengan kerapatan tanah yang seragam, tanah ditambahkan sedikit demi sedikit sampai mencapai batas. Tabung kapiler yang sudah terisi tanah dipasang pada statif. Hal yang sama dilakukan pada tabung kapiler kedua dan dipasang pada statif, sehingga terdapat dua tabung kapiler pada statif yang dipasang pada bagian kanan dan kiri statif. Kemudian langkah selanjutnya yaitu memasukkan aquades ke dalam gelas beker pertama, secukupnya sampai batas kain kasa. Dan pada gelas beker kedua diisi dengan alkohol dengan ukuran yang sama seperti aquades. Selanjutnya, gelas beker diletakkan dibawah tabung kapiler, satu di kanan dan satu di kiri sampai tabung kapiler tercelup ke dalam aquades dan alkohol. Langkah terakhir yaitu menunggu dan mengamati kenaikan air pada kapiler selama tujuh hari serta satu hari untuk kenaikan alkohol. Pada tanah akan terdapat tanda garis pemisah antara tanah yang sudah basah dengan tanah yang masih kering untuk mengukur ketinggian kenaikan air dalam kapiler. Berdasarkan praktikum, kenaikan alkohol dalam tabung kapiler berjalan lebih cepat dibandingkan dengan kenaikan air. Hal ini karena alkohol memiliki sudut singgung nol terhadap bahan padat, semakin kecil nilai sudut singgung alkohol, berarti tanah bersifat hidrofilik, yang artinya tanah tersebut bersifat menarik air, sehingga kenaikan air dalam kapiler lebih cepat dibandingkan kenaikan alkohol. Berdasarkan hasil pengamatan pada praktikum kapilaritas air, dalam satu hari / 24 jam, tanah yang memiliki nilai kenaikan kapiler paling tinggi adalah tanah latosol, yaitu 36,5 cm, sedangkan tanah vertisol memiliki nilai kenaikan kapiler paling rendah, yaitu 5,3 cm. Hal ini karena tanah latosol memiliki kandungan bahan



organik



lebih



tinggi



daripada



tanah



vertisol



sehingga



permeabilitasnya juga lebih tinggi. Tanah latosol juga sudah mengalami pengolahan, sehingga strukturnya lebih remah dan porositasnya lebih



20



tinggi, dan hal tersebut berdampak pada kemudahan air untuk mengalir dalam tanah latosol. Sebaliknya, tanah vertisol memiliki nilai kenaikan kapiler paling rendah. Hal ini karena tanah vertisol mengandung lempung tipe 2:1 yang bersifat kembang kerut sehingga air tertahan di dalam tanah vertisol. Selain itu, tanah vertisol belum mengalami pengolahan lebih lanjut seperti pada tanah latosol, sehingga struktur tanah vertisol lebih berat dan porositasnya lebih rendah. Hal tersebut berdampak pada sulitnya air untuk mengalir dalam tanah vertisol. Sedangkan pada kapilaritas alkohol, tanah latosol memiliki nilai kenaikan kapiler paling tinggi dengan nilai 38 cm dan nilai kenaikan kapiler terendah terdapat pada tanah mediteran yaitu dengan nilai 25,5 cm. Hal ini karena tanah latosol sudah mengalami pengolahan sehingga tanah lebih remah dan mudah dialiri cairan, yaitu alkohol. Tanah mediteran memiliki nilai kenaikan kapilaritas alkohol paling rendah karena tanah mediteran memiliki tekstur lempung yang berasal dari pelapukan batuan kapur keras dan batuan sedimen serta belum mengalami pengolahan lebih lanjut sehingga porositas tanah rendah dan sulit untuk mengalirkan alkohol. Selain itu karena sudut kontak alkohol bernilai nol yang menandakan bahwa tanah lebih menarik air daripada menarik alkohol.



21



E. Kesimpulan Berdasarkan data hasil pengamatan, dapat disimpulkan bahwa pada pengamatan hari terakhir terhadap kapilaritas air, tanah latosol memiliki nilai kenaikan kapiler sebesar 56,5 cm, tanah vertisol sebesar 6,5 cm, dan tanah mediteran sebesar 53,5 cm. Tanah latosol memiliki nilai kenaikan paling tinggi, yaitu 56,5 cm dan nilai terendah terdapat pada tanah vertisol yaitu sebesar 6,5 cm. Sedangkan pada pengamatan hari terakhir terhadap kapilaritas alkohol, tanah latosol memiliki nilai kenaikan kapiler sebesar 38 cm, tanah vertisol 26,1cm dan tanah mediteran sebesar 25,5 cm. Tanah latosol memiliki nilai kenaikan kapiler paling tinggi, yaitu 38 cm dan tanah mediteran memiliki nilai kenaikan kapiler paling rendah yaitu senilai 25,5 cm.



BAB IV PENETAPAN SUDUT SINGGUNG ANTARA BAHAN CAIR DAN PADAT TANAH A. Tujuan Menetapkan nilai sudut singgung pada berbagai macam tanah B. Tinjauan Pustaka Sudut kontak adalah sudut yang terbentuk dari dua garis, dimana garis pertama adalah garis batas antara udara dan zat cair yang diteteskan dan garis kedua merupakan batas yang terbentuk antara zat cair dan zat padat yang ditetesi. Pada saat cairan diteteskan di atas permukaan suatu padatan, maka dalam beberapa saat cairan akan setimbang. Keadaan setimbang tersebut menyebabkan terbentuknya sebuah sudut θ, yang disebut sebagai sudut kontak. Sudut kontak berkaitan dengan tegangan permukaan dari gas, cairan, dan padatan. Sudut kontak dapat ditentukan melalui berbagai cara; penentuan sudut tetesan (sessile drop) melalui teleskop goniometer, captive bubble method, tilting plate method, wilhelmy balance method, dan metode pipa kapiler (Yuan dan Lee, 2013). Tegangan permukaan didefinisikan sebagai usaha yang diperlukan untuk menambah luas dari permukaan isotermal dan reversibel dengan jumlah satuan. Tegangan permukaan (γ) dinyatakan sebagai energi permukaan per satuan luas dan alternatif sebagai gaya per satuan panjang (Ebnesajjad dan Ebnesajjad, 2013). Secara teknis tegangan permukaan adalah kekuatan kontraktil yang cenderung menyusutkan permukaan dan bekerja di sekeliling permukaan. Tegangan permukaan cairan dapat diukur secara langsung dan dinyatakan dalam satuan usaha atau energi per satuan area (erg/cm2 ), yang kemudian menjadi dyne/cm (erg/ cm2 = dyne; cm/ cm2 = dyne/cm). Setiap material memiliki bagian terpenting yaitu permukaan, karena permukaan merupakan bagian pertama yang akan berinteraksi/



22



23



mengalami kontak dengan material lain (permukaan material lain) dan juga bagian yang berinteraksi dengan atmosfer / udara lingkungan dimana material tersebut berada (Kalin dan Polajnar, 2014). Interaksi antar permukaan dapat terjadi antara permukaan padatan dengan padatan, padatan dengan cairan, atau cairan dengan cairan. Interaksi antar permukaan yang sering diamati dalam dunia industri adalah interaksi antara padatan dengan cairan. Menurut Xu et al., (2013), ketika padatan dan cairan mengalami kontak, maka cairan akan menggantikan lapisan udara pada permukaan padatan, sehingga terbentuk antarmuka padat-cair atau



yang



disebut



keterbasahan(wettability).Keterbasahan



dengan suatu



permukaan



fenomena biasanya



dikaitkan dengan adherence, pelumasan, dan proses absorpsi cairan, serta berbagai proses yang penting pada dunia industri. Pada kasus interaksi antara padatan dan cairan memiliki peran yang cukup penting, dan untuk mengetahui interaksi tersebut dapat diukur melalui sudut kontak (θ) keterbasahan suatu permukaan (Gomes et al., 2013). Sudut kontak kurang dari 90° menunjukkan bahwa pembasahan permukaan menguntungkan, dan cairan akan tersebar di besar area pada permukaan, sementara kontak sudut lebih besar dari 90° umumnya berarti membasahi permukaan kurang baik sehingga cairan akan meminimalkan kontak dengan permukaan dan membentuk tetesan cairan kompak. Misalnya, pembasahan lengkap terjadi ketika sudut kontak adalah 0°, seperti tetesan berubah menjadi genangan datar. Untuk permukaan superhidrofobik, sudut kontak air biasanya lebih besar dari 150°, menunjukkan hampir tidak ada kontak antara tetesan cairan dan permukaan, yang mana dapat dikatakan sebagai "efek lotus" (Yuan dan Lee, 2013).



24



C. Hasil Pengamatan Tabel 4.1 Nilai Sudut Singgung Jenis Tanah Latosol Vertisol Mediteran Sumber : Praktikum Fisika Tanah 2021



α (°) 68,093 85,475 60,184



D. Pembahasan Sudut kontak didefinisikan sebagai sudut yang terbentuk dari dua garis, dimana garis pertama adalah batas antara udara dan zat cair yang diteteskan dan garis kedua merupakan batas yang terbentuk antara zat cair dan zat padat yang ditetesi. Ketika cairan diteteskan di atas padatan pada udara terbuka, maka beberapa saat setelah diteteskan cairan akan dalam keadaan



setimbang.



Keadaan



setimbang



tersebut



menyebabkan



terbentuknya sebuah sudut θ, yang disebut sebagai sudut kontak. Praktikum sudut singgung antara bahan cair dan padat tanah menggunakan tabung kapiler yang menggunakan bahan berupa air dan alkohol untuk diamati tinggi kenaikan kedunya. Tinggi kenaikan kapilaritas alkohol pada ketiga jenis tanah digunakan untuk menghitung nilai r yang kemudian digunakan untuk menghitung sudut kontak pada tanah. Nilai r dihitung dengan menggunakan rumush= r=



2 γ cos α yang kemudian diubah menjadi ρ gr



2 γ cos α . Selanjutnya untuk mencari sudut kontak pada tanah ρgh



digunakan rumus h=



2 γ cos α h ρ gr dan diubah menjadi cos α= ρ gr 2γ



Berdasarkan data hasil pengamatan, tanah vertisol memiliki nilai sudut singgung paling besar, yaitu 85,475o, tanah latosol memiliki nilai sudut singgung terbesar kedua setelah tanah vertisol, yaitu sebesar 68,093o, dan yang terakhir dengan nilai sudut singgung paling kecil adalah tanah mediteran, yaitu sebesar 60,184o. Semakin kecil nilai sudut singgung,



25



menunjukkan bahwa tanah tersebut semakin bersifat hidrofilik, yang artinya tanah semakin memiliki kemampuan yang tinggi dalam mengikat dan mengalirkan air. Sebaliknya, semakin besar nilai sudut singgung, menunjukkan bahwa tanah semakin bersifat hidrofobik, yang artinya tanah semakin sulit mengikat dan mengalirkan air. Tanah mediteran memiliki nilai sudut singgung paling kecil, yang artinya tanah mediteran memiliki kemampuan paling baik dalam mengikat dan mengalirkan air, sedangkan tanah vertisol memiliki nilai sudut singgung paling besar yang menunjukkan bahwa tanah vertisol memiliki kemampuan yang kurang baik dalam mengikat dan mengalirkan air. Sudut kontak berpengaruh terhadap kapilaritas. Besar sudut kontak berbanding terbalik terhadap nilai kapilaritas, semakin kecil nilai sudut kontak, maka semakin tinggi nilai kapilaritasnya, dan sebaliknya semakin besar nilai sudut kontak, maka semakin kecil nilai kapilaritasnya. Tanah mediteran memiliki kandungan bahan organik lebih tinggi daripada tanah vertisol sehingga permeabilitasnya / kemampuannya dalam meloloskan air juga lebih tinggi. Selain itu tanah mediteran juga sudah mengalami pengolahan lebih lanjut, sehingga strukturnya lebih remah dan porositasnya lebih tinggi, sehingga berdampak pada kemudahan tanah dalam mengikat dan mengalirkan. Hal tersebut dibuktikan dari nilai sudut singgung tanah mediteran yang kecil, yaitu 60,184o. Sedangkan, tanah vertisol



mengandung lempung tipe 2:1 yang bersifat kembang kerut



sehingga air tertahan di dalam tanah vertisol. Selain itu, tanah vertisol belum mengalami pengolahan lebih lanjut seperti pada tanah mediteran, sehingga struktur tanah vertisol lebih berat yaitu berbentuk pejal dan porositasnya lebih rendah, sehingga berdampak pada sulitnya air untuk mengalir dalam tanah vertisol. Hal tersebut dibuktikan dari nilai sudut singgung tanah vertisol yang besar, yaitu 85,475o. Nilai sudut singgung tersebut menunjukkan bahwa tanah mediteran lebih bersifat hidrofilik daripada tanah vertisol.



26



E. Kesimpulan Berdasarkan data hasil pengamatan, dapat disimpulkan bahwa tanah vertisol memiliki nilai sudut singgung 85,475odengan nilai r sebesar 0,217, tanah latosol 68,093odengan nilai r sebesar 0,149, dan tanah mediteran memiliki nilai sudut singgung 60,184o sengan nilai r sebesar 0,223. Tanah vertisol memiliki nilai sudut singgung paling besar dan tanah mediteran memiliki nilai sudut singgung yang paling kecil, artinya tanah mediteran lebih bersifat hidrofilik daripada tanah vertisol. Hal tersebut menunjukkan bahwa tanah mediteran memiliki kemampuan mengalirkan air lebih baik daripada tanah vertisol.



27



BAB V KEMANTAPAN AGREGAT A. Tujuan Menentukan kemantapan agregat dengan pengayakan dan perbandigan alkohol dan air B. Tinjauan Pustaka Agregat merupakan bahan-bahan mineral tidak bergerak, seperti pasir, debu, batu, kerikil, pecahan batu yang bercampur semen, kapur, atau bahan aspal untuk mengikat campuran menjadi seperti beton. Agregat merupakan hasil dari adanya proses agregasi. Agregat tanah adalah kesatuan partikel tanah yang melekat satu dengan lainnya lebih kuat dibandingkan dengan partikel sekitarnya. Agregat tanah terbentuk jika partikel-partikel tanah menyatu membentuk unit-unit yang lebih besar. Terbentuknya agregat tanah karena adanya proses flokulasi dan fragmentasi. Flokulasi terjadi jika partikel tanah yang pada awalnya dalam keadaan terdispersi, kemudian bergabung membentuk agregat. Sedangkan fragmentasi terjadi jika tanah dalam keadaan masif, kemudian terpecahpecah membentuk agregat yang lebih kecil. Tanah yang teragregasi dengan baik biasanya dicirikan oleh tingkat infiltrasi, permeabilitas, dan ketersediaan air yang tinggi. Sifat lain adalah tanah tersebut mudah diolah, aerasi baik, menyediakan media respirasi akar dan aktivitas mikrobia tanah yang baik. Agregat tanah yang mantap akan mempertahankan sifat-sifat tanah yang baik untuk pertumbuhan tanaman, seperti porositas dan ketersediaan air lebih lama dibandingkan dengan agregat tanah tidak mantap. Agregat yang stabil akan menciptakan kondisi yang baik bagi pertumbuhan tanaman. Agregat dapat menciptakan lingkungan fisik yang baik untuk perkembangan akar tanaman melalui pengaruhnya terhadap porositas, aerasi dan daya menahan air. Pada tanah yang agregatnya, kurang stabil bila terkena gangguan maka agregat tanah



28



29



tersebut akan mudah hancur. Butir-butir halus hasil hancuran akan menghambat pori-pori tanah sehingga bobot isi tanah meningkat, aerasi buruk dan permeabilitas menjadi lambat. Tanah dengan agregat yang mantap akan mampu mempertahankan kondisi tanah dari serangan energi luar, seperti energi kinetik curah hujan dan pengolahan tanah (Yulnafatmawita dkk., 2012). Semakin besar agregat yang terbentuk, ruang pori yang bersebelahan dengan agregat juga semakin besar (Yulnafatmawita dkk., 2010). Agregasi tanah merupakan faktor penting untuk pengembangan fungsi tanah pertanian dan perkebunan (Kusuma et al., 2016).Agregat tanah yang stabil akan menciptakan kondisi yang baik bagi tanah dan pertumbuhan tanaman. Agregat tanah dapat menciptakan lingkungan fisik yang baik untuk perkembangan akar tanaman melalui pengaruhnya terhadap porositas, aerasi dan daya menahan air. Tanah yang agregatnya kurang stabil apabila terkena gangguan maka agregat tanah tersebut akan mudah hancur (Sari dkk., 2018). Kemantapan agregat tanah merupakan ketahanan agregat-agregat tanah dalam melawan perpecahan agregat dan dispersi partikel oleh berbagai gangguan, misalnya pukulan butir air hujan, kikisan angin, daya urai air pengairan, penggenangan air, dan beban pengolahan tanah serta alat-alat mekanik. Tanah yang memiliki kemantapan agregat yang baik akan memiliki ketahanan agregat tanah dalam melawan daya dispersi dan memiliki



kekuatan



sementasi



atau



pengikatan



(Pratiwi,



2013).



Kemantapan agregat sangat penting bagi tanah pertanian dan perkebunan. Kemantapan agregat juga sangat menentukan tingkat kepekaan tanah terhadap erosi. Kemampuan agregat untuk bertahan dari gaya perusak dari luar (stabilitas) dapat ditentukan secara kuantitatif melalui Aggregate Stability Index (ASI). Indeks ini merupakan penilaian secara kuantitatif terhadap



kemantapan



agregat.



Faktor-faktor



yang



mempengaruhi



kemantapan agregat antara lain bahan organik tanah, mikroorganisme tanah, aktivitas perakaran, pengaruh kation, pengaruh pengolahan tanah, dan penutupan tajuk tanaman pada permukaan tanah yang dapat



30



menghindari splash erotion akibat curah hujan tinggi, namun pengolahan tanah yang berlebihan cenderung memecah agregat mantap menjadi agregat tidak mantap (Pujawan, dkk 2016). Tanah yang memiliki kemantapan agregat akan tetap utuh ketika suatu subyek memberikan tekanan. Kemantapan agregat merupakan suatu sifat tanah yang penting dalam mempengaruhi pergerakan dan penyimpanan air, aerasi, erosi, aktivitas mikroorganisme tanah dan pertumbuhan tanaman. Kemantapan agregat tanah tidak berpengaruh secara langsung terhadap pertumbuhan tanaman, tetapi akan mengubah lingkungan tanah secara fisik dan kimia dimana pertumbuhan akar tanaman sangat dipengaruhi oleh porositas, aerasi, kelembaban dan lain sebagainya. Hubungan kemantapan agregat dan ukuran agregat adalah berbanding lurus, yakni semakin besar ukuran agregat maka kemantapan agregat semakin tinggi (Prasetya et al., 2012). Kemantapan agregat mempengaruhi ketahanan tanah terhadap pukulan air hujan. Makin tinggi gaya ikat antar partikel-partikel tanah, maka makin sulit tanah tersebut terpengaruh oleh gaya perusak yang berasal dari pukulan air hujan atau aliran air. Jadi kemantapan agregat terhadap air dapat dipakai sebagai petunjuk ketahanan tanah terhadap erosi. Kemantapan agregat adalah salah satu sifat fisik tanah yang dapat mempengaruhi sifat fisik yang lain (Prasetya et al., 2012). Kemantapan agregat yang rendah akan mengakibatkan struktur tanah mudah hancur akibat pukulan butiran hujan. Hal ini menyebabkan pori-pori tanah akan tersumbat oleh partikel-partikel agregat yang hancur sehingga tanah mudah memadat dan tanah akan mudah tererosi. Stabilitas agregat juga dipengaruhi oleh vegetasi yang tumbuh di atasnya. Peranan vegetasi terhadap agregat tanah diantaranya alah melindungi tanah dari pukulan air hujan secara langsung dengan mengurangi energi kinetik melalui tajuk, ranting dan batangnya. Dengan serasah yang dijatuhkannya akan terbentuk humus yang berguna untuk menaikkan kapasitas infiltrasi tanah, dengan demikian erosi akan



31



dikurangi. adanya vegetasi pada lahan membantu pembentukan agregat tanah yang mantap. Bahan organik akan meningkatkan aktivitas mikroorganisme tanah dan menciptakan struktur tanah yang lebih baik sehingga akan menciptakan agregat-agregat yang stabil. Vegetasi terutama bentuk pohon dan ranting serta luas tajuk menentukan besar kecilnya daya pukul air hujan yang jatuh. Tanah dengan kemantapan agregat yang rendah dapat diperbaiki salah satunya dengan pemberian bahan organik. Bahan organik diketahui merupakan salah satu agen pengikat butir dan pemantap agregat tanah. agregat atau struktur tanah ini akan mempengaruhi sifatsifat fisik tanah lainnya yang menunjang pertumbuhan tanaman. Tanah dengan kandungan bahan organik yang cukup biasanya akan mempunyai agregat tanah yang remah dan mantap. Bahan organik mampu menciptakan ruang pori yang seimbang antara pori makro dan pori mikro untuk transmisi dan retensi air, serta aerase dan drainase tanah yang baik. Bahan organik membantu agregasi dengan cara dua hal, yakni pengikatan secara kimia butir-butir liat melalui ikatan antara bagian-bagian negatif liat dengan gugusan positif (gugusan amine, amide, amino) pada senyawa organik berbentuk rantai (polimer) dan pengikatan secara kimia butir-butir liat oleh ikatan antara bagian (kedudukan) negatif liat dengan gugusan negatif (karboksil) pada senyawa organik berantai panjang dengan perantara pertautan basa (Ca dan Mg) dan ikatan hidrogen (Arsyad, 2010). Penentuan



kemantapan



agregat



menggunakan



saringan



dikembangkan pertama kali oleh Yoder (1936). Satu set ayakan, yang terdiri atas enam ayakan, dipasang pada suatu dudukan, kemudian dimasukkan ke dalam kontainer berisi air. Alat dilengkapi dengan motor penggerak yang dihubungkan kedudukan ayakan. Motor ini berfungsi untuk menaik-turunkan ayakan di dalam air. Tanah yang tertahan pada masing-masing



ayakan



setelah



pengayakan



dilakukan,



kemudian



dikeringkan dan ditimbang. Kemantapan agregat dihitung menggunakan berat diameter rata-rata. De Leeheer dan De Boodt (1959) memodifikasi cara Yoder (1936) dengan melakukan pengayakan kering sebelum



32



dilakukan pengayakan basah untuk mendekati kondisi lapangan yang sebenarnya. Cara pengayakan ganda, selain membutuhkan waktu lama dan pekerjaan rumit juga memerlukan investasi yang relatif besar dalam pengadaan alatnya.



C. Hasil Pengamatan Tabel 5.1 Pengayakan Kemantapan Agregat Jenis RBD RBD Kemantapan Tanah Kering Basah Agregat Latosol 4,4686 1,3816 32,39% Vertisol 4,5921 1,7624 35.34% Mediteran 4,8976 0,8598 24,77% Sumber : Praktikum Fisika Tanah 2021



Harkat Tidak Mantap Tidak Mantap Tidak Mantap



Tabel 5.2 Kemantapan Agregat Campuran Air dan Alkohol Jenis % Agregat tidak Terurai Tanah Latosl 85,23 % Vertisol 46,67 % Mediteran 38,63 % Sumber : Praktikum Fisika Tanah 2021



D. Pembahasan



Harkat Kuat Sedang Sedang



33



Agregat tanah terbentuk jika partikel-partikel tanah menyatu membentuk unit-unit yang lebih besar. Agregat tanah sebagai kesatuan partikel tanah yang melekat satu dengan lainnya lebih kuat dibandingkan dengan partikel sekitarnya. Kemantapan agregat tanah juga didefinisikan sebagai kemampuan tanah untuk bertahan terhadap gaya-gaya yang akan merusaknya. Gaya-gaya tersebut dapat berupa kikisan angin, pukulan hujan, daya urai air pengairan, dan beban pengolahan tanah. Pada praktikum, metode pengayakan dilakukan dengan cara pengayakan kering dan pengayakan basah. Alat yang digunakan untuk pengayakan kering antara lain ayakan 8 mm, 4,76 mm, 2,83 mm, dan 2 mm, penumbuk, wadah untuk menampung tanah, timbangan dengan bahan berupa sampel tanah bongkah. Pada praktikum pengayakan basah, menggunakan alat berupa susuan ayakan dengan ukuran 4,76 mm, 2,83 mm, 2 mm, 1 mm, 0,5 mm, dan 0,279 mm, serta alat pengayakan basah. Langkah-langkah praktikum pada pengayakan kering yaitu mengambil sampel tanah bongkah dan menghancurkan tanah bongkah dengan cara menumbuk. Dalam menumbuk, diusahakan supaya tanah dapat melelui semua ukuran mata ayakan. Kemudian setelah penumbukan selesai, melakukan pengayakan pada tanah yang sudah hancur denga mengayak secara horizontal sebanyak lima kali. Selanjutnya menimbang tanah yang tidak lolos mata ayakan setelah proses pengayakan selesai. Tanah pada ayakan pertama yaitu pada ukuran mata ayakan 8 mm dibuang karena tanah tidak akan digunakan. Dalam menimbang tanah, harus dipastikan bahwa semua tanah ikut tertimbang dan tidak ada yang masih menempel pada ayakan. Selanjutnya untuk tanah yang tidak lolos pada ayakan kering, dilanjutkan dengan menghitung RBD kering. Hasil dari perhitungan RBD kering digunakan untuk menghitung kemantapan agregat dengan pengayakan basah. Sebelumnya, menghitung terlebih dahulu tanah hasil dari penhitungan RBD supaya mendapat tanah dengan jumlah 100 gram. Timbangan yang digunakan adalah timbangan analitik. Menimbang dilakukan dengan menggunakan cepuk, sebelum menimbang,



34



timbangan harus nol terlebih dahulu. Selanjutnya, menambahkan tanah pada timbangan sesuai dengan nilai RBD kering. Hasil penimbangan sampel tanah dikumpulkan pada satu tempat dan jumlahnya harus tepat 100 gram. Langkah selanjutnya adalah membuat peniru tetesan hujan untuk membasahi tanah hasil timbangan dengan kondisi seperti di alam, yaitu seperti terkena tetesan air hujan dengan menggunakan buret. Melakukan penetesan hingga seluruh tanah terbasahi oleh air. Langkah selanjutnya yaitu memasukkan pada alat ayakan. Ayakan ditumpuk dengan urutan besar ayakan yaitu 4,76 mm, 2,83 mm, 2 mm, 1 mm, 0,5 mm, 0,279 mm. Untuk melakukan pengayakan basah dengan menggunakan alat ayakan, terlebih dahulu menyiapkan ring untuk menata ayakan, kemudian ayakan diletakkan pada ring dan dikuci agar ayakan tidak lepas. Sebelum memasukkan tumpukan ayakan, terlebih dahulu mengisi air pada bak penampung yang berada pada alat pengayakan basah. Dalam mengisi bak penampung, air jangan terlalu penuh agar air tidak tumpah saat melakukan pengayakan. Kemudian, tumpukan ayakan dimasukkan dan mengunci dengan pengait yang ada pada alat. Mengayak dilakukan selama lima menit atau sebanyak 35 ayakan. Setelah proses pengayakan selesai, melakukan penirisan dengan cara menggantungnya pada pengait dengan posisi miring. Setelah penirisan selesai, langkah selanjutnya adalah memindahkan sampel tanah yang tersisa di saringan dengan bantuan corong dan wadah buangannya. Pemindahan tanah dilakukan dengan menyemprot menggunakan botol semprot dan memastikan jangan sampai ada tanah yang tersisa. Selanjutnya, melakukan pengovenan dengan suhu 105o selama satu hari. Setelah pengovenan selesai, menimbang tanah hasil oven dengan timbangan analitik. Mencatat hasil untuk kemudian menghitung RBD basahnya. Setelah mendapat nilai RBD kering dan basah, baru kemudian menghitung nilai kemantapan agregat. Berdasarkan hasil data yang didapatkan dari praktikum, tanah latosol memiliki nilai RBD kering 4,4686 gr/mm dan RBD basah 1,3816 gr/mm dengan kemantapan agregat sebesar 32,39%. Tanah vertisol



35



memiliki nilai RBD kering 4,5921 gr/mm dan RBD basah 1,7624 gr/mm dengan kemantapan agregat sebesar 35,34%, dan tanah mediteran memiliki nilai RBD kering 4,8796 gr/mm, RBD basah 0,8598 gr/mm dan kemantapan agregat 24,77%. Baik tanah latosol, vertisol, maupun tanah mediteran, ketiganya memiliki harkat yang tidak mantap. Tanah vertisol memiliki kemantapan agregat paling tinggi, yaitu sebesar 35,34%, sedangkan kemantapan agregat paling rendah dimiliki oleh tanah mediteran, yaitu sebesar 24,77%. Hal ini karena tanah vertisol memiliki fraksi lempung 2:1 yang memiliki sifat kembang kerut. Saat tanah mengembang artinya tanah memiliki kandungan air yang tinggi. Hal ini menunjukkan bahwa tanah memiliki kemantapan agregat yang tinggi karena tanah tahan terhadap tekanan atau pukulan dari air, terbukti dari tanah yang tidak pecah ketika terkena air dan justru mengembang. Kandungan fraksi lempung di dalamnya ini membuat ikatan antarpartikel di dalam tanah menjadi lebih kuat, sehingga agregatnya lebih mantap. Berbeda halnya dengan tanah mediteran yang merupakan tanah hasil dari pelapukan batuan kapur keras dan batuan sedimen dengan tekstur berat dan struktur agak gumpal, sehingga memiliki nilai BV tinggi, dan nilai porositas rendah, sehingga kemantapan agregatnya pun rendah. Tanah yang memiliki nilai BV tinggi sudah tentu akan memiliki nilai porositas yang rendah karena tanah dengan nilai BV tinggi memiliki kemampatan yang besar dan pori-porinya sedikit, sehingga nilai porositasnya rendah serta kemantapan agregatnya juga rendah. Selain itu, tanah mediteran juga belum mengalami pengolahan lebih lanjut seperti pada tanah vertisol. Selanjutnya, pada praktikum penentuan kemantapan agregat dengan menggunakan campuran air dan alkohol. Alat yang digunakan yaitu dua gelas ukur 100 ml, pipet ukur, 11 gelas beker, dan 11 buah cawan dengan bahan berupa sampel tanah kering, aquades, dan alkohol 96%. Langkah kerja yang pertama yaitu membuat perbadingan air dan alkohol 100:0 sampai 0:100. Pembuatan perbandingan alkohol dan air pertama dilakukan dengan meletakkan 100 ml alkohol dan 0 ml air, 90 ml



36



alkohol dan 10 ml air, 80 ml alkohol dan 20 ml air, 70 ml alkohol dan 30 ml air, 60 ml alkohol dan 40 ml air, 50 ml alkohol dan 50 ml air, 40 ml alkohol dan 60 ml air, 30 ml alkohol dan 70 ml air, 20 ml alkohol dan 80 ml air, 10 ml alkohol dan 90 ml air, serta 0 ml alkohol dan 100 ml air dengan menggunakan alat bantu corong serta gelas ukur. Langkah selanjutnya, menyiapkan bongkah tanah dengan cara menumbuk bongkah tanah tidak terusik dari acara pertama hingga didapatkan tanah ukuran 1-2 cm diameter tanahnya. Kemudian memasukkan tanah ke dalam cawan sebanyak 4 butir. Selanjutnya meneteskan campuran alkohol dan air pada tanah dengan menggunakan pipet ukur hingga tanah basah atau sedikit tergenang. Tanah yang sudah ditetesi campuran alkohol dan air didiamkan kira-kira 10-15 menit. Langkah terakhir yaitu mengamati persen air tertinggi dari tanah yang agregat tidak terurai, dan menentukan nilai persennya. Berdasarkan data yang didapat dari praktikum, tanah latosol memiliki persen agregat tidak terurai sebesar 85,23% dengan harkat kuat, tanah vertisol 46,67% dengan harkat sedang, dan tanah mediteran 38,63% dengan harkat sedang. Tanah latosol memiliki nilai agregat tidak terurai paling tinggi yaitu sebesar 85,23% dengan harkat kuat dan tanah mediteran memiliki nilai agregat tidak terurai paling rendah yaitu sebesar 38,63% dengan harkat sedang. Hal ini karena tanah latosol mengandung lempung kaolinit dengan perbandingan 1:1 yang di dalamnya terdapat ikatan hidrogen yang mengikat kuat antara satu partikel dengan partikel lainnya, sehingga kemantapan agregatnya kuat. Selain itu, kandungan bahan organik yang lebih tinggi pada tanah latosol menyebabkan tanah memiliki agregat yang lebih mantap karena bahan organik berperan sebagai bahan perekat antar partikel primer, sehingga ikatan antar partikel menjadi kuat dan agregat menjadi lebih mantap. Sedangkan tanah mediteran memiliki nilai agregat tidak terurai karena kemantapan agregatnya rendah. Hal ini karena tanah mediteran merupakan tanah hasil dari pelapukan batuan kapur keras dan batuan sedimen dengan tekstur



37



berat dan struktur agak gumpal, sehingga memiliki nilai BV tinggi, dan nilai porositas rendah, serta kemantapan agregat yang juga rendah. E. Kesimpulan Berdasarkan praktikum yang telah dilakukan, dapat disimpulkan bahwa penentuan kemantapan agregat di laboratorium menggunakan metode pengayakan kering dan basah. Pada penetapan kemantapan agregat tidak mudah terurai dilakukan dengan metode campuran alkohol dan air. Pada metode pengayakan kering dan basah tanah latosol memiliki nilai kemantapan gregat sebesar 32,39%, tanah vertisol 35,34%, dn tanah mediteran 24,775. Tanah vertisol memiliki nilai kemantapan agregat tertinggi yaitu sebesar 35,34% dan terendah pada tanah mediteran dengan nilai kemantapan agregat sebesar 24,77%. Pada metode campuran alkohol dan air, tanah latosol memiliki nilai persen agregat tidak terurai sebesar 85,23%, tanah vertisol 46,67%, dan tanah mediteran 38,63%. Tanah dengan nilai agregat tidak terurai tertinggi yaitu pada tanah latosol dengan nilai 85,23% dan terendah pada tanah mediteran dengan nilai 38,365%.



BAB VI PERMEABILITAS A. Tujuan Mengetahui kecepatan lewatnya air pada berbagai macam tanah B. Tinjauan Pustaka Tanah bersama air dan udara merupakan sumber daya alam utama yang sangat penting dalam kehidupan terutama di bidang pertanian. Air merupakan kebutuhan paling pokok bagi semua organisme hidup yang ada di bumi. Air berfungsi sebagai media pengangkutan, sumber energi, penjaga stabilitas suhu dan kelembaban, dan lain sebagainya (Arsyad, 2012). Tanah adalah kumpulan partikel padat dengan rongga yang saling berhubungan. Rongga ini memungkinkan air dapat mengalir di dalam partikel melalui rongga dari satu titik yang lebih tinggi ke titik yang lebih rendah. Komposisi tersebut yang akan memungkinkan adanya aliran air di dalam tanah ataupun kemampuan tanah dalam melewatkan air. Sifat tanah yang memungkinkan air melewatinya pada berbagai laju alir tertentu disebut permeabilitas tanah. Sifat ini berasal dari sifat alami granular tanah, meskipun dapat dipengaruhi oleh faktor lain (seperti air terikat di tanah lempung). Jadi, tanah yang berbeda akan memiliki permeabilitas yang berbeda. Permeabilitas tanah adalah kemampuan tanah untuk meloloskan atau melewatkan air. Permeabilitas tanah adalah kemampuan tanah untuk meneruskan air atau udara. Permeabilitas tanah biasanya diukur dengan istilah kecepatan air yang mengalir dalam waktu tertentu yang ditetapkan dalam satuan cm3/jam. Permeabilitas tanah juga merupakan suatu kesatuan yang meliputi infiltrasi tanah dan bermanfaat sebagai permudahan dalam pengolahan tanah. Tanah dengan permeabilitas tinggi dapat menaikkan laju infiltrasi sehingga menurunkan laju air larian. Permeabilitas dapat mempengaruhi kesuburan tanah. Permeabilitas berbeda dengan drainase



38



39



yang lebih mengacu pada proses pengaliran air saja, permeabilitas dapat mencakup bagaimana air, bahan organik, bahan mineral, udara dan partikel – partikel lainnya yang terbawa bersama air yang akan diserap masuk ke dalam tanah. Pengukuran permeabilitas tanah sangat penting untuk beberapa kepentingan di bidang pertanian, misalnya masuknya air ke dalam tanah, gerak air ke akar tanaman, aliran air drainase, evaporasi air pada permukaan tanah, kesemuanya itu dapat dipengaruhi oleh permeabilitas tanah. Beberapa faktor yang mempengaruhi permeabilitas diantaranya tekstur tanah, bahan organik tanah, kerapatan massa tanah (bulk density), kerapatan partikel tanah (particle density), porositas tanah, dan kedalaman efektif tanah, dan volume pori total. Tekstur sangat mempengaruhi permeabilitas tanah. Hal ini dikarenakan permeabilitas itu adalah melewati tekstur tanah. Misalnya tanah yang bertekstur pasir akan mudah melewatkan air dalam tanah. Hal ini terkait dengan pengaruh tekstur terhadap proporsi bahan koloidal, ruang pori dan luas permukaan adsorbsi, yang semakin halus teksturnya akan makin banyak, sehingga makin besar kapasitas simpan airnya, hasilnya berupa peningkatan kadar dan ketersediaan air tanah (Awaluddin, 2017). Permeabilitas timbul karena adanya pori kapiler yang saling bersambungan satu dengan yang lainnya. Secara kuantitatif permeabilitas dapat dinyatakan sebagai kecepatan bergeraknya suatu cairan pada media berpori dalam keadaan jenuh. Permeabilitas ini merupakan suatu ukuran kemudahan aliran melalui suatu media porous. Pori yang berada dalam agregat tanah yang stabil akan mempercepat bergeraknya air, pada pori yang berada dalam agregat tanah yang tidak stabil, maka pori akan mudah tertutup akibat hancurnya agregat tanah dan menghambat pergerakan air. Bentuk dan jumlah pori sangat dipengaruhi oleh kandungan liat tanah (Zaffar dan S.G. Lu, 2015). Ukuran pori dan adanya hubungan antar poripori tersebut sangat menentukan apakah tanah mempunyai permeabilitas rendah atau tinggi. Air dapat mengalir dengan mudah di dalam tanah yang



40



mempunyai pori-pori besar dan mempunyai hubungan antarpori yang baik. Pori-pori yang kecil dengan hubungan antarpori yang seragam akan mempunyai permeabilitas lebih rendah, sebab air akan mengalir melalui tanah lebih lambat. Kemungkinan tanah-tanah yang pori-porinya besar, permeabilitasnya mendekati nol (hampir tidak ada aliran), yaitu jika poripori tersebut terisolasi (tidak ada hubungan) sesamanya. Permeabilitas juga mungkin mendekati nol apabila pori-pori tanah sangat kecil, seperti pada tanah lempung. Permeabilitas dapat mempengaruhi kesuburan tanah. Permeabilitas berbeda dengan drainase yang lebih mengacu pada proses pengaliran air saja, permeabilitas dapat mencakup bagaimana air, bahan organik, bahan mineral, udara dan partikel – partikel lainnya yang terbawa bersama air yang akan diserap masuk ke dalam tanah. Setiap jenis tanah memiliki kemampuan



permeabilitas



yang



berbeda



–



beda.



Kemampuan



permeabilitas tanah perlu diketahui untuk berbagai keperluan seperti merancang saluran drainase, pencucian salinitas tanah, dan sebagainya. Permeabilitas merupakan salah satu sifat lapisan tanah yang sangat berpengaruh terhadap kepekaan tanah terhadap erosi. Tanah yang bersifat permeable (berpermeabilitas tinggi) relatif kurang peka terhadap erosi dibandingkan dengan tanah yang permeabilitasnya rendah. Permeabilitas juga sangat mempengaruhi irigasi, permeabilitas merupakan kemampuan tanah untuk menahan air, jika kemampuan tanah dalam menahan air lemah maka akan mempengaruhi air yang ada dalam saluran irigasi, dengan demikian tanah pada saluran irigasi yang mempunyai permeabilitas lemah akan menyebabkan tinggi air yang akan hilang (merembes). Salah satu cara untuk meningkatkan permeabilitas tanah adalah dengan memberikan bahan organik. Ketersediaan bahan organik juga sangat mempengaruhi aktivitas biota tanah pada permukaan tanah sehingga cenderung menurunkan berat volume tanah dan akan meningkatkan ruang pori total tanah. Bahan organik tanah membantu dalam pembentukan agregat tanah melalui proses pembesaran volume dan peningkatan pori-pori tanah yang



41



ada, sehingga ruang pori total tanah meningkat dan meningkatkan permeabilitas tanah (Ardiansyah, 2015). C. Hasil Pengamatan Tabel 6.1 Permeabilitas Tanah Terusik Jenis Tanah Nilai Permeabilitas (Ks) Latosol 2,36 cm3/jam Vertisol 2,21 cm3/jam Mediteran 1,43 cm3/jam Sumber : Praktikum Fisika Tanah 2021 Tabel 6.2 Permeabilitas Tanah tidak Terusik Jenis Tanah Nilai Permeabilitas (Ks) Latosol 4,46 cm3/jam Vertisol 4,31 cm3/jam Mediteran 1,60 cm3/jam Sumber : Praktikum Fisika Tanah 2021 D. Pembahasan Permeabilitas didefinisikan sebagai sifat bahan berongga yang memungkinkan air atau cairan lainnya untuk menembus atau merembes melalui hubungan antar pori. Permeabilitas diartikan sebagai kecepatan bergeraknya suatu cairan pada suatu media berpori dalam keadaan jenuh. Dalam hal ini sebagai cairan adalah air dan sebagai media berpori adalah tanah. Penetapan permeabilitas tanah dalam keadaan jenuh dilakukan mengikuti cara yang ditemukan oleh De Boodt (1967) berdasarkan Hukum Darcy. Pada praktikum permeabilitas tanah tidak terusik, alat yang digunkan diantaranya yaitu nampan / baki, isolasi pipa, kasa, karet, gunting, penggaris, dan alat permeameter model ICW dengan bahan berupa contoh tanah tidak terusik. Langkah kerja yang pertama yaitu menuangkan aquades ke dalam nampan dengan tinggi kuran lebih 1 cm untuk merendam tanah dengan tujuan agar tanah jenuh air. Selanjutnya membuka tutup ring sampler, kemudian memotong kain kasa secukupnya



42



sesuai dengan ukuran ring sampler untuk digunakan menutup bagian bawah ring sampler dan diikat menggunakan karet dengan kencang. Selanjutnya, merendam tanah selama kurang lebih dua hari. Setelah perendaman selesai, melepaskan kain kasa dan memberikan isolasi pipa hingga kencang agar air tidak masuk melalui celah-celah antara tempat contoh tanah dengan contoh tanah, kemudian meletakkan ring sampler pada tempat permeameter model ICW dan meletakkan lempengan di atas ring sampler dan mengencangkan penguncinya. Setelah siap, langkah selanjutnya



yaitu



memasukkan



pada



permeameter



model



ICW.



Selanjutnya memasang pipa U yang sudah terisi air dengan satu sisi masuk pada pipa contoh tanah dan sisi lainnya masuk ke dalam pipa alat permeameter model ICW. Pipa U digunakan untuk menyalurkan contoh sampel tanah yang sudah dilewati air ke dalam pipa permeameter model ICW. Pada pengisian pipa U, dapat menggunakan botol semprot dan diusahakan tidak terbentuk gelembung pada saat pengisian pipa U. Langkah selanjutnya yaitu menyalakan alat permeameter. Apabila pipa sampel tanah telah terisi oleh air secara permeabilitas, maka air akan mengalir melalui pipa U ke dalam pipa alat permeameter dan mengalir ke buret. Kemudian mengamati kenaikan air yang terdapat pda buret. Pengamatan dilakukan berulang kali hingga kenaikan air pada buret mencapai ketinggian yang konstan / stabil. Dalam waktu 30 detik, membuang air yang terisi pada pipa, kemudian memasang timer 30 detik lagi, untuk melihat apakah ketinggian air sudah sama. Mengulang secara terus menerus hingga ketinggian air selama selang 30 detik selalu sama / konstan. Sedangkan pada praktikum permeabilitas tanah terusik alat yang digunakan antara lain tabung permeabilitas, corong, alat penyodok kain kasa, statif, erlenmeyer dan corong kaca, aquades, serta kain kasa yang telah diporong, dengan bahan berupa tanah dengan ayakan 2-1 mm, Langkah kerja yang pertama yaitu menyumbat tabung permeabilitas dengan kain kasa yang telah dipotong, kemudian tabung permeabilitas diisi tanah dengan ketinggian 8-10 cm menggunakan bantuan corong.



43



Namun, sebelum memasukkan tanah ke dalam tabung permeabilitas, terlebih dahulu menghitung berat volume tanah dengan tujuan supaya mendekati tanah asli di lapangan. Selanjutnya menyiapkan gelas ukur untuk diisi aquades secukupnya, kemudian melakukan perendaman pipa permeabilitas yang telah terisi tanah secara hati-hati. Perendaman dilakukan selama 24 jam. Setelah 24 jam, selanjutnya mengatur statif untuk memasang tabung permeabilitas. Dalam pemasangan statif diusahakan



memasang



secara



kuat.



Kemudian



menyiapkan



dan



meletakkan cawan sebagai penampung air dari tabung permeabilitas, lalu memasang tabung permeabilitas pada statif, dan kemudian memberikan air setinggi 3 cm pada tabung permeabilitas melalui dinding-dinding tabung untuk menjaga kepadatan tanah dan air tidak menjadi keruh. Pengukuran air yang menetes dilakukan setelah air menetes secara konstan. Apabila air yang menggenangi tanah berkurang, melakukan penambahan air kembali hingga ketinggian 3 cm. Pengukuran dilakukan sebanyak 10 kali atau hingga tetesannya konstan. Berdasarkan data hasil pengamatan didapatkan data nilai permeabilitas tanah terusik pada tanah latosol sebesar 2,36 cm 3/jam, tanah vertisol 2,21cm3/jam, dan tanah mediteran 1,43cm3/jam. Sedangkan pada permeabilitas



tanah



tidak



terusik,



tanah



latosol



memiliki



nilai



permeabilitas sebesar 4,46cm3/jam, tanah vertisol 4,31cm3/jam, dan tanah mediteran 1,60cm3/jam. Pada permeabilitas tanah terusik dan tanah tidak terusik, tanah latosol memiliki nilai permeabilitas tertinggi, yaitu sebesar 2,36 cm3/jam pada tanah terusik, dan 4,46 cm3/jam pada tanah tidak terusik, sedangkan tanah mediteran memiliki nilai permeabilitas terendah, yaitu 1,43 cm3/jam pada tanah terusik, dan 1,60 cm3/jam pada tanah tidak terusik. Hal ini karena tanah latosol memiliki memiliki tekstur lempung sehingga porinya banyak serta struktur yang remah dan stabil dengan konsistensi gembur yang memiliki kandungan bahan organik sedang hingga tinggi. Bahan organik ini mampu memperbaiki agregasi tanah, menurunkan berat volume tanah dan meningkatkan porositas tanah. Tanah



44



dengan nilai porositas yang tinggi memiliki ruang pori yang banyak, sehingga permeabilitasnya juga menjadi lebih baik. Sedangkan, tanah mediteran merupakan tanah berbahan induk batuan kapur keras dan batuan sedimen dengan tekstur berat dan struktur agak gumpal, sehingga memiliki nilai BV tinggi dan porositasnya rendah, sehingga nilai permeabilitas tanahnya juga rendah karena pori-pori yang terdapat pada tanah sedikit. Selain itu, tanah mediteran memiliki kandungan bahan organik yang lebih rendah, sehingga berat volume tanah tetap tinggi dan porositasnya tetap rendah, dan hal ini berdampak pada sedikitnya pori-pori yang tersedia untuk meloloskan air, partikel atau cairan lainnya, sehingga permeabilitas tanah rendah. Pada praktikum, permeabilitas tanah terusik memiliki nilai yang lebih rendah daripada tanah tidak terusik, hal ini karena tanah terusik merupakan tanah yang sudah mengalami pengolahan. Dan pada pengolahan yang berlebihan justru akan menyebabkan pemadatan pada tanah, sehingga mengurangi pori-pori tanah dan menurunkan nilai permeabilitas tanah. Selain itu, pengolahan tanah yang berlebihan akan menurunkan kandungan nutrisi atau bahan organik dalam tanah, dan hal ini berdampak pada menurunnya kemampuan tanah dalam menyerap air dan permeabilitas tanah juga rendah.



45



E. Kesimpulan Berdasarkan



hasil



data,



dapat



disimpulkan



bahwa



pada



permeabilitas tanah terusik, tanah latosol memiliki nilai permeabilitas sebesar 2,36 cm3/jam, tanah vertisol 2,21 cm3/jam, dan tanah mediteran 1,43 cm3/jam, sedangkan pada permeabilitas tanah tidak terusik, tanah latosol memiliki nilai permeabilitas sebesar 4,46 cm3/jam, tanah vertisol 4,31cm3/jam, dan tanah mediteran 1,60 cm3/jam. Baik pada tanah terusik maupun tanah tidak terusik, tanah latosol memiliki nilai permeabilitas tertinggi yaitu 2,36 cm3/jam pada tanah terusik, dan 4,46 cm3/jam pada tanah tidak terusik, sedangkan nilai permeabilitas terendah dimiliki oleh tanah mediteran dengan nilai permeabilitas 1,43 cm3/jam pada tanah terusik, dan 1,60 cm3/jam pada tanah tidak terusik.



BAB VII TEKSTUR A. Tujuan 1. Menentukan sebaran butir tanah 2. Membandingkan sebaran besar macam-macam butir tanah B. Tinjauan Pustaka Tanah adalah lapisan yang menyelimuti bumi anatara litosfer (batuan yang membentuk kerak bumi) dan atmosfer. Tanah merupakan tempat tumbuh kembangnya tanaman. Tanah merupakan elemen dasar yang tidak terpisahkan dalam dunia pertanian. Tanah mempunyai beberapa karakteristik yang terbagi dalam tiga kelompok diantaranya adalah sifat fisik, sifat kimia, dan sifat biologi. Sifat fisik tanah antara lain adalah tekstur, permeabilitas, infiltrasi, dan lain-lain. Setiap jenis tanah memiliki sifat fisik tanah yang berbeda. Salah satu sifat fisik tanah adalah tekstur tanah, tekstur tanah merupakan salah satu karakteristik penting yang perlu diteliti karena berkaitan dengan pemilihan tanaman untuk ditanam pada lahan tertentu, karena setiap jenis tanaman cenderung menghendaki tekstur tanah tertentu sebagai tempat tumbuhnya (Leony, 2013). Tekstur tanah adalah perbandingan relatif antara fraksi–fraksi pasir, debu, dan lempung. Tekstur tanah biasa juga disebut besar butir tanah, termasuk salah satu sifat tanah yang paling sering ditetapkan. Hal ini disebabkan karena tekstur tanah berhubungan erat dengan pergerakan air dan zat terlarut, udara, pergerakan panas, berat volume tanah, luas permukaan spesifik (spesific surface), kemudahan tanah memadat (compressibility),



dan



lain-lain



(Purkait,



2010).



Tekstur



tanah



menunjukkan komposisi partikel penyusun tanah yang dinyatakan sebagai perbandingan proporsi (%) relatif antara fraksi pasir (sand) (berdiameter 2,00 – 0,20 mm atau 2.000 – 200 µm), debu (silt) (berdiameter 0,20 – 0,002 mm atau 200 – 2 µm) dan lempung (clay)(Hanafiah, 2014).Tanah



46



47



terdiri dari butir-butir yang berbeda dalam ukuran dan bentuk, sehingga diperlukan istilah-istilah khusus yang memberikan ide tentang sifat teksturnya dan akan memberikan petunjuk tentang sifat fisiknya. Untuk ini digunakan nama kelas seperti pasir, debu, liat dan lempung. Nama kelas dan klasifikasinya ini, merupakan hasil riset bertahun-tahun dan lambat laun digunakan sebagai patokan. Tiga golongan pokok tanah yang kini umum dikenal adalah pasir, debu dan lempung. Tekstur tanah merupakan salah satu sifat tanah yang sangat menentukan



kemampuantanah



untuk



menunjang



pertumbuhan



tanaman.Tekstur tanah dalam pertanian sangat penting untuk diketahui karena dapat menentukan tata air dalam tanah berupa kecepetan infiltrasinya, penetrasi serta kemampuan mengikat air (Kartasapoetra, 2010). Tekstur tanah dapat menunjang pertumbuhan tanaman karena sangat menentukan kemampuan tanah menyimpan dan menghantarkan air, serta menyimpan dan menyediakan hara tanaman. Tektur tanah akan mempengaruhi kemampuan tanah menyimpan dan menghantarkan air, menyimpan dan menyediakan haratanaman. Tanah bertekstur pasir yaitu tanah dengan kandungan pasir > 70 %, porositasnya rendah (35 % kemampuan menyimpan air dan hara tanaman tinggi (Awaluddin, 2017). Air yang diserap tanaman adalah air yang berada pada pori-pori tanah. Setiap jenis tanah memiliki distribusi dan ukuran pori yang berbeda-beda, yang akan mempengaruhi ketersediaan air di dalam tanah. Tekstur tanah sangat mempengaruhi kemampuan tanah dalam memegang air (Haridjaja, 2013). Bentuk dan jumlah pori sangat dipengaruhi oleh kandungan lempung tanah (Zaffar dan S.G. Lu, 2015). Tekstur tanah sangat mempengaruhi kemampuan tanah dalam memegang air. Tanah bertekstur lempung memiliki kemampuan yang lebih besar dalam memegang air dari pada tanah bertekstur pasir hal ini terkait dengan luas permukaan adsorbtifnya. Semakin halus teksturnya akan semakin besar kapasitas menyimpan airnya (Haridjaja, dkk, 2010). Tekstur tanah penting diketahui karena komposisi ketiga fraksi butir-butir



48



tanah tersebut (pasir, debu, dan lempung) akan menentukan sifat fisik tanah. Tanah yang bertekstur pasir mempunyai luas permukaan yang kecil sehingga sulit menyerap (menahan) air dan unsur hara. Tanah-tanah bertekstur lempung mempunyai luas permukaan yang besar sehingga kemampuan menahan air dan menyediakan unsur hara tinggi.Tanah secara garis besar dapat dibagi menjadi 2 kelas yatu tanah bertekstur kasar dan tanah bertekstur halus. Tanah bertekstur halus (dominan lempung) memiliki permukaan yang lebih halus dibanding dengan tanah bertekstur kasar (dominan pasir). Sehingga tanah-tanah yag bertekstur halus memiliki kapasitas adsorpsi unsur-unsur hara yang lebih besar dan umumnya lebih subur dibandingkan dengan tanah bertekstur kasar karena banyak mengandung unsur hara dan bahan organik yang dibutuhkan oleh tanaman. Faktor yang mempengaruhi tekstur tanah antara lain : (1) Iklim, jika kondisi iklim hujan maka tanah selalu dalam keadaan basah, hal ini dapat mempengaruhi keadaan tekstur tanah dan akan terjadi proses pencucian (leaching), (2) Organisme, keberadaan organisme dapat menjadikan tekstur tanah menjadi semakin subur karena organisme dapat menjadi kompos dan pengurai, (3) Bahan induk, jika bahan induk tanah berasal dari batuan maka tekstur tanah akan cenderung memiliki pori-pori yang besar, (4) Topografi, berubahnya muka bumi akan mengakibatkan terjadinya perubahan bentuk padatekstur tanah, misalnya dalam hal kepadatan dan bentuk strukturnya, (5) Waktu, tanah merupakan benda alam yang terus menerus berubah (dinamis) sehingga akibat pelapukan dan pencucian yang terus menerus maka tanah tanah yang semakin tua juga akan semakin kurus. Mineral yang banyak mengandung unsur hara telah habis mengalami pelapukan sehingga tinggal mineral yang sukar lapuk seperti kuarsa. Karena proses pembentukan tanah yang terus berjalan maka bahan induk tanah berubah berturut turut menjadi tanah muda, tanah dewasa dan tanah tua.Sifat fisik yang dipengaruhi tekstur antara lain daya dukung tanah, daya serap atau daya simpan air, permeabilitas, erodibilitas (kemudahan tanah tererosi), kemudahan



49



penetrasi akar tanaman, drainase atau pengatusan, kemudahan terolah, plastisitas, dan kelekatan. Tekstur tanah selain dapat menentukan sifatsifat fisik tanah, juga dapat menentukan sifat kimia dan mineral tanah. (Amini, 2013). Penentuan tekstur tanah dapat dilakukan dengan berbagai metode. Metode yang biasa digunakan, yaitu metode hidrometer, metode pipet, dan metode langsung. Namun, pada pengujian kali ini menggunakan metode hidrometer. Hidrometer merupakan alat ukur berat jenis atau kepadatan relatif dari cairan seperti rasio densitas dan cairan kepadatan air.



50



C. Hasil Pengamatan Tabel 7.1 Tekstur Jenis Debu (%) Pasir (%) Lempung (%) Tanah Latosol 6,52 78,24 15,24 Vertisol 4,72 84,6 10,68 Mediteran 9,64 70,96 19,4 Sumber : Praktikum Fisika Tanah 2021



Kelas Tekstur Sandy loam Loamy sand Sandy loam



D. Pembahasan Tekstur tanah menunjukkan komposisi partikel penyusun tanah yang dinyatakan sebagai perbandingan proporsi (%) relatif antara fraksi pasir, fraksi debu, dan fraksi lempung. Tekstur merupakan sifat kasar sampai



halusnya



tanah



dalam



percobaan



yang



ditentukan



oleh



perbandingan banyaknya zarah-zarah tunggal tanah dari berbagai kelompok ukuran, terutama perbandingan antara fraksi-fraksi lempung, debu, dan pasir berukuran 2 mm ke bawah. Fraksi-fraksi tersebut memiliki sifat fisik, kimia dan biologis yang berbeda-beda. Praktikum tekstur tanah dengan metode hidrometer dilakukan dengan menggunakan alat diantaranya timbangan, tabung sedimentasi, erlenmeyer, gelas ukur, cawan, dan ayakan dengan bahan berupa contoh tanah ukuran 2 mm, aquades, dan NaOH 2M. Praktikum dilakukan dengan langkah kerja yang pertama yaitu mengayak tanah dengan ayakan ukuran 2 mm, selanjutnya menimbang tanah sebanyak 50 gram, kemudian memasukkan tanah yang sudah ditimbang ke dalam erlenmeyer menggunakan corong. Langkah selanjutnya yaitu melakukan dispersi pada tanah dengan cara menambahkan NaOH 2M ke dalam erlenmeyer, kemudian menambahkan aquades sebanyak 2/3 bagian dari erlenmeyer. Selanjutnya mengaduk tanah hingga homogen, kurang lebih selama 15 menit, setelah itu menyiapkan pH stick untuk digunakan mengukur larutan tanah yang sudah diaduk. pH yang didapatkan harus bernilai 10 atau 11,



51



apabila belum mencapai pH dengan nilai 10 atau 11, dapat dilakukan dengan cara menambahkan NaOH kembali. Setelah mendapatkan pH yang sesuai, selanjutnya memasukkan larutan yang sudah diukur pH nya ke dalam tabung sedimentasi, kemudian membersihkan tanah yang tersisa di dalam



erlenmeyer



dengan



menggunakan



aquades



hingga



bersih.



Selanjutnya menambahkan aquades ke dalam tabung sedimentasi hingga volumenya 1000 ml, kemudian menutup tabung sedimentasi menggunakan plastik yang dilipat menjadi dua lapis dan mengikatnya dengan karet agar rapat ketika digojok dan air tidak merembes keluar. Setelah mengikat dengan karet, selanjutnya menggojok tabung sedimentasi sebanyak 10 kali dengan interval waktu 2 detik, kemudian mendiamkan larutan selama 40 detik setelah penggojokan. Setelah 40 detik, membuka tabung sedimentasi dan mengukur menggunakan hidrometer dan termometer. Setelah posisi hidrometer benar-benar stabil, selanjutnya melakukan pembacaan terhadap hidrometer. Pada praktikum, nilai hidrometer yang terbaca adalah 1,014 dengan suhu terbaca sebesar 29oC. Pengukuran dilakukan sebanyak dua kali ulangan untuk mendapatkan hasil rata-rata. Ulangan kedua dilakukan setelah larutan didiamkan selama 2 jam sesudah penggojokan. Tabung sedimentasi



ditutup



kembali



menggunakan



plastik



dan



diikat



menggunakan karet. Setelah 2 jam, melakukan pegukuran kembali menggunakan hidrometer dan termometer. Setelah selesai, mengangkat alat kembali dan membersihkannya. Berdasarkan hasil pengamatan, pada tanah latosol didapatkan nilai fraksi debu sebesar 6,52%, fraksi pasir 78,24%, dan fraksi lempung 15,24% dengan kelas tekstursandy loam. Pada tanah vertisol, didapatkan nilai fraksi debu sebesar 4,72%, fraksi pasir 84,6%, dan fraksi lempung 10,68% dengan kelas teksturloamy sand, dan pada tanah mediteran didapatkan nilai fraksi debu sebesar 9,64%, fraksi pasir 70,96%, dan fraksi lempung sebesar 19,4% dengan kelas tekstur sandy loam. Dari ketiganya, fraksi yang paling dominan adalah fraksi pasir, hal ini dipengaruhi oleh topografi atau tempat terbentuknya tanah. Yogyakarta merupakan salah



52



satu wilayah yang mendapatkan abu vulkanik dari letusan gunung berapi, sehingga tanah-tanah di daerah tersebut cenderung mengandung banyak fraksi pasir, salah satunya karena mendapat sumbangan pasir dari abu vulkanik letusan gunung berapi. Tanah mediteran memiliki nilai tertinggi pada fraksi debu dengan nilai 9,64% dan pada fraksi lempung dengan nilai 19,4% serta nilai terendah pada fraksi pasir dengan nilai 84,6%. Hal ini tidaksesuaiteori dan terjadikarenadipengaruhi oleh topografi tempat terbentuknya tanah mediteran. Berdasarkanteori tanah mediteran terbentuk dari bahan induk berupa batuan beku berkapur yang banyak mengandung karbonat. Tanah mediteran banyak terbentuk di daerah bawah hutan yang memiliki akumulasi lempung cukup tinggi, dengan curah hujan antara 500-1300 mm setiap tahun. Curah hujan di daerah yang rendah berpengaruh pada tersedianya banyak air dalam tanah yang berguna untuk proses genesis tanah. Tanah di daerah rendah minim terjadi run off atau erosi, sehingga tanaman di daerah tersebut tidak terhambat pertumbuhannya, hal ini berdampak pada banyaknya organisme yang berkembang di dalam tanah, sehingga pelapukan dan pembentukan lempung dapat lebih cepat terjadi. Kandungan lempung yang banyak ini berkebalikan dengan nilai fraksi pasirnya, yang mana tanah dengan kandungan lempung tinggi pasti akan memiliki kandungan pasir yang rendah. Sedangkan, tanah vertisol memiliki nilai tertinggi pada fraksi pasir, yaitu sebesar 84,6% dan memiliki nilai terendah pada fraksi debu dengan nilai 4,72% dan pada fraksi lempung dengan nilai 10,68%. Hal ini tidak sesuai dengan teori karena tanah vertisol merupakan tanah yang mengandung



lempung



montmorillonit,



yaitu



lempung



dengan



perbandingan 2:1 yang memiliki sifat kembang kerut. Tanah vertisol umumnya terbentuk dari bahan yang bertekstur halus atau terdiri atas bahan-bahan yang sudah mengalami pelapukan seperti batu kapur, batu napal, tuff, endapan aluvial, dan abu vulkanik. Penyimpangan hasil data terhadap teori yang ada terjadi karena tanah vertisol diambil dari wilayah



53



Yogyakarta yang mendapat semburan abu vulkanik dari gunung berapi yang mengandung pasir, sehingga tanah vertisol ini lebih banyak mengandung fraksi pasir daripada lempung. Tanah latosol merupakan tanah tua yang sudah mengalami pelapukan lebih lanjut yang umumnya memiliki tekstur lempung, akan tetapi, hasil olah data menunjukkan bahwa tanah latosol mengandung fraksi pasir yang lebih tinggi dibandingkan fraksi lempung. Hal ini karena pengambilansampeldilakukan di daerahPathukGunungkidul, yang mana daerah tersebut masih dekatdengangunung berapi. Jadi, meskipun latosol merupakan tanahtua yang umumnya memiliki tekstur lempung, tetapi pada data, tanah latosol memiliki fraksi pasir yang banyak. Pasir tersebut berasal dari aktivitas vulkanik oleh gunung berapi yang mengahasilkan abu vulkanik yang membawa banyak pasir.



54



E. Kesimpulan Berdasarkan hasil data, dapat disimpulkan bahwa: 1. Dari ketiga sampel tanah, yaitu tanah latosol, vertisol, dan tanah mediteran, fraksi yang mendominasi ketiga tanah tersebut adalah fraksi pasir, yaitu tanah latosol dengan fraksi pasir 78,24%, tanah vertisol dengan fraksi pasir 84,6%, dan tanah mediteran dengan fraksi pasir sebesar 70,96%. 2. Tanah latosol memiliki nilai fraksi debu sebesar 6,52%, fraksi pasir 78,24%, dan fraksi lempung 15,24% dengan kelas tekstur sandy loam. Tanah vertisol, memiliki nilai fraksi debu sebesar 4,72%, fraksi pasir 84,6%, dan fraksi lempung 10,68% dengan kelas tekstur loamy sand, dan pada tanah mediteran memiliki nilai fraksi debu sebesar 9,64%, fraksi pasir 70,96%, dan fraksi lempung sebesar 19,4% dengan kelas tekstur sandy loam.



BAB VIII KURVA pF (METODE GANTUNG DAN BBW) A. Tujuan Menentukan kurva pF B. Tinjauan Pustaka Tanah merupakan lapisan permukaan bumi yang secara fisik berfungsi sebagai tempat tumbuh dan berkembangnya perakaran suatu tumbuhan. Selain itu tanah merupakan penyuplai kebutuhan air dan udara. Tanah adalah benda alami heterogen yang terdiri atas komponenkomponen padat, cair, dan gas yang mempunyai sifat dan perilaku yang dinamik. Tanah dan air merupakan sumber alam yang menyokong kehidupan berbagai makluk hidup di bumi, sebagai media tanam bagi tanaman, dan tempat berpijak makluk hidup di atasnya, termasuk manusia (Arsyad, 2010). Kurva karakteristik kadar air tanah atau kurva pF merupakan kurva yang dapat menggambarkan kondisi kadar air tanah pada berbagai hisapan matriks. Penentuan kurva pF dapat dilakukan dengan menggunakan dua metode, yaitu metode gantung dan metode BBW.Kadar lengas tanah sering disebut sebagai kandungan air (moisture) yang terdapat dalam pori tanah. Satuan untuk menyatakan kadar lengas tanah dapat berupa persen berat atau persen volume. Beberapa faktor yang memengaruhi kandungan lengas dalam tanah antara lain iklim, cara pemberian air irigasi, kandungan bahan organik, fraksi lempung tanah, topografi, dan adanyabahan penutup tanah baik organik maupun anorganik (Ritawati Keberadaanlengastanahdipengaruhi berhubungandengantekanan



air.



oleh



et al, 2015).



energipengikatspesifik



Status



energibebas



yang



(tekanan)



lengastanahdipengaruhi oleh perilaku dan keberadaannya oleh tanaman. Lengastanahdipengaruhi oleh keberadaangravitasi dan tekanan osmosis apabilatanahdilakukanpemupukandengankonsentrasitinggi.Di dalamtanah, 55



55



air berada di dalam ruang pori diantara padatan tanah. Jika tanah dalam keadaan jenuh air, semua ruang pori tanah terisi air. Dalam keadaan ini jumlah tanah yang disimpan di dalam tanah merupakan jumlah air maksimum. Gerakan lengas tanah dipengaruhi oleh banyak variabel yang berkaitan dengan gaya gerak dan permeabilitas tanah. Gerakan lengas di dalam tanah tidak dapat terlepas dari faktor-faktor yang mempengaruhi proses gerakan itu sendiri. Faktor-faktor ini dapat berasal dari sifat hakiki yang dimiliki tanah, karena tanah tersusun dari zarah-zarah tanah berbagai ukuran dan bentuk. Secara garis besar gaya-gaya seperti gaya tarik bumi, isapan oleh akar-akar tanaman, kapilaritas, tekanan osmosis dan sebagainya berperan sebagai sumber tenaga penggeraknya. Kekuatan ikatan antara molekul air dengan partikel tanah dinyatakan dengan tegangan lengas tanah. Ini merupakan fungsi dari gaya-gaya adesi dan kohesi di antara molekulmolekul air dan partikel tanah. Tanaman mampu mengabsoprsi lengas tanah jika tegangan lengas tanah lebih kecil dari daya hisap akar, sebaliknya jika tegangan lengas tanah lebih besar dari pada daya absosi air, maka air tidak mampu di absorpsi tanaman. Ini berakibat tanaman kekurangan air yang di tandai kelayuan pada daun-daunnya. Keadaan tertentu di mana lengas tanah tidak mampu lagi di absorsi oleh akar tanaman dikenal sebagai titik layu permanen. Air tersedia bagi tanaman pada kondisi kapasitas lapang sampai sedikit diatas titik layu permanen atau selisih kadar air antara kapasitas lapang dengan titik layu permanen di sebut dengan air tersedia bagi tanaman. Kelembaban tanah dapat didefinisikan sebagai air yang tak jenuh dari suatu profil tanah, yaitu antara permukaan tanah dan air tanah. Air tanah sangat penting untuk studi perubahan iklim, dan untuk melakukan pengukuran keseimbangan air tanah (Mali dan Shukla, 2014). Faktor-faktor lain yang mempengaruhi ketersediaan air tanah diantaranya adalah tekstur tanah, kadar bahan organik tanah (BOT), senyawa kimiawi dan kedalaman solum lapisan tanah. Faktor iklim dan tanaman juga menentukan kadar dan ketersediaan air tanah. Faktor iklim



56



yang berpengaruh meliputi curah hujan, temperatur dan kecepatan angin, yang pada prinsipnya terkait dengan suplai air dan evapotranspirasi (Hanafiah, 2010). C. Hasil Pengamatan Tabel 8.1 Kurva pF Metode Gantung Jenis Tanah Latosol Vertisol Mediteran Sumber : Praktikum Fisika Tanah 2021



Kadar Lengas 16,77% 36,55% 10,48%



Tabel 8.2 Kurva pF Metode BBW Jenis Tanah Latosol Vertisol Mediteran Sumber : Praktikum Fisika Tanah 2021



Kadar Lengas 25% 35,53% 21,05%



D. Pembahasan Lengas tanah adalah air yang mengisi sebagian atau seluruh ruang pori tanah dan terabsorbsi pada permukaan zarah tanah. Lengas berperan penting dalam proses genesis tanah, kelangsungan hidup tanaman dan jasad renik tanah serta siklus hara. Setiap reaksi fisika dan kimia yang terjadi di dalam tanah hampir selalu melibatkan air sebagai pelarut garamgaram mineral, senyawa asam dan basa, serta ion-ion dan gugus-gugus organik maupun anorganik. Praktikum pembuatan kurva karakteristik lengas tanah (kurva pF), menggunakan dua metode, yaitu metode gantung dan metode batas berubah warna (BBW). Pada metode gantung, alat yang digunakan diantaranya adalah kain kasa, karet gelang, cepuk, dan gelas beker, dengan bahan berupa aquades dan



tanah dengan ukuran 1 mm. Praktikum



dilakukan dengan langkah kerja yang pertama yaitu membukus tanah



57



dengan kain kasa sebanyak kurag lebih 1 genggam tangan. Setelah itu membungkusnya dengan rapat dan mengikatnya dengan karet gelang. Setelah tanah terbungkus rapat, menjenuhkan tanah ke dalam gelas beker yang diberi aquades. Setelah tanah jenuh, memberi karet panjang yang diikatkan pada bungkus tanah guna mempermudah ketika tanah digantungkan pada statif. Selanjutnya menyiapkan statif dan meletakkan bungkus tanah ke dalam gelas beker kembali agar kejenuhan tanah tetap terjaga. Setelah semua siap, tanah yang sudah jenuh digantungkan pada statif dan meletakkan cepuk dibawahnya untuk menampung air yang menetes. Penggantungan dilakukan hingga tanah dalam kondisi kapasitas lapangan atau tidak ada air yang menetes lagi. Selanjutnya mengoven tanah gantung yang telah memasuki kapasitas lapang selama 24 jam pada suhu 100-105oC. Praktikum dengan metode BBW membutuhkan beberapa alat diantaranya yaitu cawan, papan kayu, dan spatula, dengan bahan berupaaquades, dan tanah lolos ayakan 2 mm. Praktikum dilakukan dengan langkah kerja yang pertama yaitu membasahi air dengan aquades. Kemudian mengaduk tanah hingga membentuk pasta, setelah itu menuangkan tanah ke atas papan kayu kira-kira setebal 3 mm di bagian tengah. Kemudian meratakan tanah pada papan kayu, semakin ke pinggir semakin tipis. Kemudian mendiamkan selama beberapa saat hingga terlihat perubahan warna pada bagian tanah. Langkah selanjutnya menimbang cawan kosong, dan mencatat hasilnya, sebelumnya dipastikan terlebih dahulu bahwa timbangan sudah bernilai 0 sebelum menimbang. Selanjutnya mengambil tanah yang sudah didiamkan tadi, mengambil tanah yang mengalami perubahan warna dan meletakkan pada cawan kosong yang sudah ditimbang sebelumnya. Tanah dan cawan kosong ini ditimbang untuk mendapatkan nilai tanah sebelum di oven. Selanjutnya mengoven tanah dalam cawan dengan suhu 105oC selama 24 jam. Setelah 24 jam, mengambil tanah dari cara gantung dan cara BBW, kemudian



58



menimbang tanah setelah dioven dan mencatat hasilnya untuk kemudian digunakan dalam menghitung kadar lengas tanahnya. Berdasarkan hasil olah data, nilai kadar lengas tanah dengan metode gantung adalah sebesar 16,77% pada tanah latosol, 36,55% pada tanah vertisol, dan 21,05% pada tanah mediteran. Sedangkan dengan menggunakan metode BBW, tanah latosol memiliki nilai kadar lengas sebesar 25%, tanah vertisol 35,53%, dan pada tanah mediteran 10,48%. Pada metode gantung dan metode BBW, tanah vertisol memiliki nilai kadar lengas tertinggi, dengan nilai 36,55% pada metode gantung, dan 35,53% pada metode BBW. Tanah vertisol memiliki nilai kadar lengas tertinggi baik pada metode gantung maupun pada metode BBW karena vertisol merupakan tanah dengan fraksi yang mendominasi adalah lempung denganperbandingan 2:1 yang memiliki sifat kembang kerut, dan berbentuk pejal. Tanah yang didominasi fraksi lempung memiliki pori mikro yang lebih banyak dibandingkan dengan pori makro, sehingga mampu menyimpan lengas dengan kadar yang lebih tinggi. Tanah mediteran memiliki kadar lengas paling rendah baik pada metode gantung, maupun pada metode BBW, yaitu dengan nilai 21,05% pada metode gantung, dan 10,48% pada metode BBW.Hal ini karena tanah mediteran merupakan tanah yang terbentuk dari bahan induk berupa batuan beku berkapur yang banyak mengandung karbonat dan banyak terbentuk di daerah bawah hutan yang memiliki akumulasi lempung cukup tinggi, tetapi tidak seperti tanah vertisol yang memiliki lempung 2:1, sehingga pori mikronya tidak sebanyak tanah vertisol dan kemampuannya menyimpan air juga lebih rendah. Kandungan jenis fraksi tanah sangat berpengaruh pada kemampuan tanah dalam menyimpan lengas, sehingga dalam hal ini, tekstur tanah sangat berpengaruh terhadap nilai kurva karakteristik tanah (kurva pF). Praktikum dengan menggunakan metode gantung digunakan untuk menunjukkan kapasitas lapang, sedangkan metode BBW dilakukan untuk menunjukkan titik layu permanen suatu tanaman. Nilai kadar lengas tanah



59



berbanding lurus dengan nilai kapasitas lapang, semakin tinggi nilai kadar lengas tanah, maka nilai kapasitas lapang juga akan semakin tinggi. Apabila suatu tanah tidak memiliki lengas yang sesuai maka tanaman tidak dapat tumbuh dan berproduksi normal karena pertumbuhannya terganggu. E. Kesimpulan Berdasarkan hasil data, dapat disimpulkan bahwa nilai kadar lengas dengan menggunakan metode gantungadalah sebesar 16,77% pada tanah latosol, 36,55% pada tanah vertisol dan pada tanah mediteran sebesar10,48% . Sedangkan dengan menggunakan metode BBW, tanah latosol memiliki nilai kadar lengas sebesar 25%, tanah vertisol 35,53%, dan pada tanah mediteran 21,05%. Baik pada metode gantung maupun metode BBW tanah vertisol memiliki nilai kadar lengas tertinggi dengan nilai 36,55% pada metode gantung, dan 35,53% pada metode BBW. Sedangkan nilai terendah dimiliki oleh tanah mediteran, yaitu dengan nilai 10,48% pada metode gantung, dan 21,05% pada metode BBW.



DAFTAR PUSTAKA Amini, Fatma Nadia. 2013. Pemanfaatan Kotoran Sapi menjadi Pupuk Organik. Jurnal Inovasi dan Kewirausahaan. Volume 2 No. 3, September 2013 Halaman 193-197. ISSN: 2089-3086. Ardiansyah, R., I. S. Banuwa, dan M. Utomo. 2015. Pengaruh sistem olah tanah dan residu pemupukan nitrogen jangka panjang terhadap struktur tanah, bobot isi, ruang pori total, dan kekerasan tanah pada pertanaman kacang hijau (Vignia radiata L.). Jurnal Agrotek Tropika. (3): 283-289. Arsyad. S. 2010. Konservasi Tanah dan Air. Bogor: IPB Press. Arsyad, S., 2012. Konservasi Tanah dan Air. Bogor: IPB Press. Awaluddin, M. 2017. Studi Permeabilitas Aspal Buton sebagai Bahan Lapis Kedap. Departemen Teknik Sipil. Fakultas Teknik, Universitas Hassanuddin. Makassar. Dazzi, C and G. L. Papa. 2015. Anthropogenic Soils: General Aspects and Features. Ecocycles, 1(1): 3-8. Ebnesajjad, S., dan Ebnesajjad, C., (2013), Surface Treatment of Materials for Adhesive Bonding, William Andrew. Giancoli, Douglas. 2014. Fisika Prinsip dan Aplikasi Jilid 1 Edisi Ketujuh. Jakarta: Erlangga. Gomes, D.J.C., de Souza, N.C., dan Silva, J.R., (2013), "Using a monocular optical microscope to assemble a wetting contact angle analyser", Measurement 46, 3623–3627. Hanafiah, Kemas Ali. 2010. Dasar-dasar Ilmu Tanah. PT Raja Grafindo Persada. Jakarta. Hanafiah, K. A. 2014. Dasar-dasar Ilmu Tanah. Jakarta: PT. Raja Grafindo Persada. Haridjaja, O. 2013. Perbedaan Nilai Kadar Air Kapasitas Lapang Berdasarkan Metode Alhricks, Drainase Bebas, dan Pressure Plate Pada Berbagai Tekstur Tanah dan Hubungannya Dengan Pertumbuhan Bunga.



60



61



Haryono, P., dan Catur Puspawati. 2018. Penyehatan Tanah. Bahan Ajar Kesehatan Lingkungan, Pusat Pendidikan Sumber Daya Manusia Kesehatan, Badan Pengembangan dan Pemberdayaan Sumber Daya Manusia Kesehatan. Juliyanto, Eko., Janatur Rofingah., Arba Finda Sejati., dan Fatih Nuzulil Hakim. 2016. Menentukan Tegangan Permukaan Zat Cair. Program Studi Pendidikan Fisika Universitas Sains AlQuran. Jurnal Kajian Pendidikan Sains. Kalin, M., dan Polajnar, M., (2014), "The wetting of steel, DLC coatings, ceramics and polymers with oils and water: The importance and correlations of surface energy, surface tension, contact angle and spreading", Appl. Surf. Sci, 293, 97–108. Kartasapoetra, A.G. dan Sutedjo, M.M. 2010. Teknologi Konservasi Tanah dan Air. Rineka Cipta: Jakarta. Kusuma CA, Wicaksono KS, Prasetya B. 2016. Perbaikan sifat fisik dan kimia tanah lempung berpasir melalui aplikasi bakteri lactobacillus fermentum. Jurnal Tanah dan Sumberdaya Lahan. 3(2): 401-410. Leony,



Anastasia. 2013. Penetapan Tekstur Tanah. Kementrian Pendidikan dan Kebudayaan. Universitas Jenderal Soedirman, Fakultas Pertanian. Purwokerto.



Maharani, P.H., B.H. Sunarminto dan E. Hanudin. 2015. Penggunaan Fungsi Pedotransfer untuk Memperkirakan Permeabilitas Tanah di Sumatera Selatan dan Riau. Ilmu Pertanian, 18(1): 37-43. Mali, M.S dan Shukla J.P,. 2014. Estimation Of Soil Moisture By Remote Sensing and Field Methods: A Review. International Journal of Remote Sensing and Geoseience Vol 3. Prasetya, B., Prijono, S. dan Widjiawati, Y. 2012. Vegetasi pohon hutan memperbaiki kualitas tanah Andisol-Ngabab. Indonesian Green Technology Journal 1: 1-6. Pratiwi, S.A. 2013. Pengaruh Faktor Pembentuk Agregat Tanah Terhadap Kemantapan Agregat Tanah Latosol Dramaga Pada Berbagai Penggunaan Lahan. Departemen Ilmu Tanah Dan Sumberdaya Lahan Fakultas Pertanian Institut Pertanian Bogor.Bogor.



62



Prayogo, K dan H. Saptowati. 2016. Penyelidikan Struktur dan Karakteristik Tanah untuk Desain Pondasi Iradiator Gamma Kapasitas 2 Mci. Perangkat Nuklir,10(1): 30-49 Priyono, K. D. Dan Y. Priyana. 2016. Kajian Tingkat Perkembangan Tanah pada Kejadian Bencana Longsor Lahan di Pegunungan Menoreh Kabupaten Kulonprogo Daerah Istimewa Yogyakarta. The 3rd University Research Colloquium. Puja, I. Nyoman. 2016. Fisika Tanah. Agroekoteknologi, Fakultas Pertanian, Universitas Udayana. Denpasar. Pujawan, Made., Afandi., Hery Novpriansyah., dan Karden E.S. Manik. 2016. Kemantapan Agregat Tanah pada Lahan Produksi Rendah dan Tinggi di PT Great Giant Pineapple. Jurnal Agrotek Tropika. Vol 4 (1) : 111-115. Purkait, B. 2010. The Use of Grain Size Distribution Patterns to Elucidate Aeolian Processes on a Transverse Dune of Thar Desert, India. Earth Surface Processes Landforms. 35 : 525-530. Ritawati, Sri, N, Dewi F, dan Fitriani. 2015. Changes in Soil Moisture Content and Yield of Several Peanut Varieties Arachis hypogaea L. were Given Drip Irrigation in Dry Land. Sultan Ageng Tirtayasa University: Banten. Rubinik, V., M. Pejic., I. Vukoje and A. Bensa. 2015. Influence of Geomorphology and Land Use on Soil Formation – Case Study Maksimir (Zagreb, Croatia). Agriculturae Conspectus Scientificus, 80(1): 1-8. Sari, Rina Puspita., Endriani2., dan Zurhalena. 2018. Studi Agregasi Tanah pada Lahan Usaha Tani Kedelai akibat Pemberian Beberapa Varian Trichokompos di Lahan Kering. Agroekoteknologi, Fakultas Pertanian Universitas Jambi. Situmorang, R., dan Juliana, L., (2017), Analisis Kualitas Air Sumur Bor Berdasarkan Parameter Fisika Dan Parameter Kimia Di Desa Bagan Deli Kecamatan Medan Belawan, Jurnal Einstein, 5 (1): 17 –23. Xu, B., Liu, D., Xu, G., Zhang, X., dan Bi, L., (2013), "A measurement method for contact angle based on Hough Transformation", Measurement 46, 1109– 1114.



63



Yuan, Y., dan Lee, T.R., (2013), "Contact Angle and Wetting Properties", dalam Surface Science Techniques, Bracco, G., Holst, B. (Eds.), Springer Series in Surface Sciences, Springer Berlin Heidelberg, pp. 3–34. Yulipriyanto M. 2010. Biologi Tanah dan Penerapannya. Graha Ilmu, Jakarta. Yulnafatmawita, A, Saidi, Gusnidar, Adrinal dan Suyoko. 2010. Peranan bahan hijauan tanaman dalam peningkatan bahan organik dan stabilitas agregat tanah Ultisol Limau Manis yang ditanami jagung (Zea mays). J. Solum. 7(1): 37-48. Yulnafatmawita, A, RA Naldo, dan A Rasyidin. 2012. Analisis sifat fisika Ultisol tiga tahun setelah pemberian bahan organik segar di daerah tropis basah Sambar. J. Solum. 9 (2): 91-97. Zaffar, M., Gao, L.S. 2015. . Pore Size Distribution of Clayey Soils and Its Correlation with Soil Organic Matter. Pedhospere (25) 240-249. Zhou, W. H., K. V. Yuen dan F. Tan. 2014. Estimation Of Soil Water Characteristic Curve And Relative Permeability For Granular Soils With Different Initial Dry Densities. Engineering Geology. 179: 19. Zulkarnain M., Prasetya B., Soemarno. 2013. Pengaruh Kompos, Pupuk Kandang, dan Custom-Bio Terhadap Sifat Tanah, Pertumbuhan dan Hasil Tebu (Saccharum Officinarum L.) Pada Entisol Di Kebun Ngrangkah-Pawon, Kediri. Indonesian Green Technology Journal, 2 (1)



LAMPIRAN



LAMPIRAN PERHITUNGAN HUBUNGAN VOLUME DAN MASSA TANAH Tanah Latosol



Diketahui : 1. Berat ring sample (a) = 65,75 gram 2. Diameter dalam = 4,8 cm



1. Berat jenis (ρs) ρs=



3. Tinggi ring sample = 5,12 cm



Ms = 2,65 Vs



4. Berat ring dan tanah : -



Sebelum dioven (b) = 219,9 gram



-



Ms 102,03 = = 1,10 Vt 92,60



ρB=



Setelah dioven (c) = 167,78 gram



5. Ring sample dan cawan = 70,14 gram 6. Massa jenis tanah = 2,65 g/cm



2. Berat volume (ρB)



3



7. Massa jenis air = 1 g/cm3



g/cm3 3. Total berat volume (ρt) Mt 154,15 = = 1,66 Vt 92,60



ρt= g/cm3



8. Ms = c-a = 167,78-65,75 = 102,03 gram 9. Mt = b-a = 219,9-65,75 = 154,15 gram 10. Mw = b-c = 219,9-167,78 = 52,12 gram 11. Vs=



Ms 102,03 = = 38,50 cm3 ρ 2,65



12. Vt =π r 2 t = 3,14 (2,4)2 . 5,12 =



4. Volume jenis (Vb)



0,909 ¿ 0,91 g/cm3 5. Porositas (f) f=



92,60 cm3 13. Vt = Vf + Vs Vf = 92,60-38,50 Vf = 54,10 cm3



Vt 1 1 = = = Ms ρB 1,10



Vb=



Vf 54,10 = = 0,58 Vt 92,60



6. Nisbah ruang (e) e=



Vf 54,10 = = 1,40 Vs 38,50



14. Vf = Vw+Va Va = 54,10-52,12 = 1,98 cm3



7. Porositas ruang udara (fa) fa=



Va 1,98 = = 0,02 Vt 92,60



8. Kelembaban massa (w) Mw 52,12 = = 0,51 Ms 102,03



w=



9. Kelembaban volume (θ) Vw 52,12 = = 0,56 Vt 92,60



θ=



10. Nisbah volume air (Vw) Vw 52,12 Vw= = = 1,35 Vs 38,50 11. Derajat kejenuhan (s) Vw 52,12 s= = = 0,96 Vf 54,10



Hubungan antar partikel 1. Hubungan antara porositas dengan nisbah ruang f=



massa



e 1,40 1,40 = = = 0,58 e+1 1,40+1 2,40



f 0,58 0,58 e= = = = 1,38 1−f 1−0,58 0,42 2. Hubungan



4. Hubungan antara kelembaban



antara



kelembaban



dengan



kelembaban



volume θ=



w x ρb ρw



=



0,51 x 1,10 = 1



0,56 w=



θ x ρw 0,56 x 1 = = 0,51 ρb 1,10



volume dan derajat kejenuhan θ=sf =0,96 x 0,58=0,56 s=



θ 0,56 = = 0,96 f 0,58



5. Hubungan antara kelembaban volume, porositas ruang udara, dan derajat kejenuhan fa = f - θ = f (1-s) = 0,58 – 0,56 = 0,02 Dan 0,58 (1-0,96) =



0,58 (0,04) = 0,02



3. Hubungan antara porositas dengan berat volume f=



ρs− ρb ρb = 1− ρs ρs



f=



2,65−1,10 1,10 = 1− 2,65 2,65



f=



1,55 = 1−0,42 = 0,58 2,65



ρb=( 1−f ) ρs=(1−0,58) 2,6 ¿ ( 0,42 ) 2,65=1 ,10



LAMPIRAN PERHITUNGAN PENETAPAN SUDUT SINGGUNG ANTARA BAHAN CAIR DAN PADAT TANAH Mencari nilai jari-jari tanah latosol



h=



2 γ cos α ρ gr



r=



2 γ cos α ρgh



r=



2 x 22,32 x cos 0 0,78937 x 10 x 38



r=



44,64 299,9606



r =0,148819 r =0,149 Mencari jari-jari tanah vertisol 2 γ cos α h= ρ gr r=



2 γ cos α ρgh



r=



2 x 22,32 x cos 0 0,78937 x 10 x 26,1



r=



44,64 206,02557



r =0,2166721344345 r =0,217



Mencari jari-jari tanah mediteraan 2 γ cos α h= ρ gr r=



2 γ cos α ρgh



r=



2 x 22,32 x cos 0 0,78937 x 10 x 25,5



r=



44,64 201,28935



r =0,2217703023036 r =0,223



Mencari nilai sudut singgung tanah latosol 2 γ cos α ρ gr h ρ gr cos α= 2γ h=



cos α=



36,5 x 0,9982 x 10 x 0,149 2 x 72,75



cos α=



54,287107 145,5



cos α=0,3731072646048 α =68,093 Mencari nilai sudut singgung tanah vertisol 2 γ cos α ρ gr h ρ gr cos α= 2γ h=



cos α=



5,3 x 0,9982 x 10 x 0,217 2 x 72,75



cos α=



11,4802982 145,5



cos α=0,0789023931271 α =85,475 Mencari nilai sudut singgung tanah mediteran 2 γ cos α ρ gr h ρ gr cos α= 2γ h=



cos α=



32,5 x 0,9982 x 10 x 0,223 2 x 72,75



cos α=



72,34454 145,5



cos α=0,4972133676975 α =60,184



LAMPIRAN PERHITUNGAN PENETAPAN KEMANTAPAN AGREGAT A. Latosol 1. Pengayaan kering dengan tanah : 400 gr a. Agihan Ukuran Agregat dari pengayakan Kering (AUAK)



-



Agregat yang tertinggal di atas rata ayakan 4,76 mm yang mempunyai ukuran rata – rata



-



Agregat yang tertinggal di atas mata ayakan 2,83 mm yang mempunyai ukuran rata – rata



-



4,76+2,83 =3,8 mm=102 g 2



Agregat yang tertinggal di atas mata ayakan 2,00 mm yang mempunyai ukuran rata – rata



-



8.00+4,76 =6,4 mm=83 g 2



2,83+2,00 =2,4 mm=44 g 2



Agregat yang lolos mata ayakan 2,00 mm yang mempunyai ukuran rata – rata



2+ 0 =1,0 mm=167 g 2



Agihan agregat-agregat dalam persen berat adalah : -



Yang berukuran 6,4 mm =



83 x 100 %=20,75 % 400



-



Yang berukuran 3,8 mm =



102 x 100 %=25,5 % 400



-



Yang berukuran 2,4 mm



44 x 100 %=11% 400



-



Yang berukuran 1,0 mm



167 x 100 %=41,75 % 400



b. Rata-rata berat diameter (RBD) Untuk



mencari



RBD,



menggunakan



agregat-agregat



yang



mempunyai ukuran rata-rata 6,4 mm, 3,8 mm, 2,4 mm yaitu : Yang berukuran 6,4 mm = 83 gram Yang berukuran 3,8 mm = 102 gram Yang berukuran 2,4 mm = 44 gram Jumlah



= 229 gram



Perbandingan % berat : 83 102 44 x 100 % : x 100 % : x 100 % = 36,2% : 44,5% : 19,2% 229 229 229



RBD 36,2 x 6,4+ 44,5 x 3,8+19,2 x 2,4 231,68+169,10+ 46,08 = 100 100 ¿



446,86 = 4,4686 g.mm 100



2. Pengayakan basah dengan tanah 100 gram a. Agihan Ukuran Agregat dari Pengayakan Basah (AUAB) -



Agregat yang tertinggal diatas mata ayakan 4,76 mm mempunyai rata-rata diameter



-



Agregat yang tertinggal diatas mata ayakan 2,83 mm mempunyai rata-rata diameter



-



2,83+2,00 =2,4 mm 2



Agregat yang tertinggal diatas mata ayakan 1,00 mm mempunyai ratarata diameter



-



1,00+0,50 =0,75 mm 2



Agregat yang tertinggal diatas mata ayakan 0,30 mm mempunyai rata-rata diameter



-



2,00+1,00 =1,5 mm 2



Agregat yang tertinggal diatas mata ayakan 0,50 mm mempunyai ratarata diameter



-



4,76+2,83 =3,8 mm 2



gregat yang tertinggal diatas mata ayakan 2,00 mm mempunyai rata-rata diameter



-



8.00+4,76 =6,4 mm 2



0,50+0,30 =0,40 mm 2



Agregat yang lolos mata saringan 0,30 mm mempunyai ratarata diameter



0,30+0 =0,15 mm 2



Berat masing-masing agregat :



Yang berukuran rata-rata 6,40 mm sebesar = 1,42 gram Yang berukuran rata-rata 3,80 mm sebesar = 13,84 gram Yang berukuran rata-rata 2,40 mm sebesar = 9,92 gram Yang berukuran rata-rata 1,50 mm sebesar = 21,83 gram Yang berukuran rata-rata 0,75 mm sebesar = 9,1 gram Yang berukuran rata-rata 0,40 mm sebesar = 8,52 gram Jumlah



= 64,63 gram



Yang berukuran rata-rata 0,15 mm = 100 g – 64,63 g = 35,37 g, maka AUAB hasil pengayakan basah dalam % yaitu 1,42%, 13,84%, 9,92%, 21,83%, 9,1%, 8,52%, dan 35,37% b. RBD basah



1,42 x 6,4+13,84 x 3,8+ 9,92 x 2,4+21,83 x 1,5+ 9,1 x 0,75+8,52 x 0,40+35,37 x 015 100 = 9,088+52,592+23,808+32,745+6,825+3,408+ 9,694 =¿ 100 138,16 =1,3816 g . mm 100 c. Kemantapan agregat (Aggregate Stability) Kemantapan agregat=



1 x 100 % RBD kering−RBD basah



¿



1 x 100 % 4,4686−1,3816 =



1 x 100 % 3,087



= 0,3239 x 100 % = 32,39%



LAMPIRAN PERHITUNGAN PERMEABILITAS 1. Tanah Latosol a. Tanah terusik -



A = πr2 = 3,14 x 1,78 x 1,78 = 3,14 x 3,1684 = 9,948776



-



Q=



-



Q = Ks. A.



-



Ks =



Q1+Q 2 24+23 47 = = = 23,5 2 2 2 ∆H QL , Ks = L Ax∆H



23,5 x 6 = 2,3620 = 2,36 cm3/jam 9,948776 x 6



b. Tanah tidak terusik -



A = πr2 = 3,14 x 2,45 x 2,45 = 3,14 x 6,0025 = 18,84785



-



Q=



-



Q = Ks. A.



-



Ks =



Q1+Q 2 22+ 20 42 = = = 21 2 2 2 ∆H QL , Ks = L Ax∆H



21 x 6 126 = = 4,4567 = 4,46 cm3/jam 18,84785 x 1,5 28,271775



2. Tanah Vertisol a. Tanah terusik -



A = πr2 = 3,14 x 1,78 x 1,78 = 3,14 x 3,1684 = 9,948776



Q1+Q 2 22,5+21,5 44 = = = 22 2 2 2



-



Q=



-



Q = Ks. A.



-



Ks =



∆H QL , Ks = L Ax∆H



22 x 6 22 x 6 = = 2,2113 = 2,21 cm3/jam 9,948776 x 6 9,948776 x 6



b. Tanah tidak terusik -



A = πr2 = 3,14 x 2,37 x 2,37 = 3,14 x 5,6169 = 17,637066



-



Q=



-



Q = Ks. A.



-



Ks =



Q1+Q 2 20+18 38 = = = 19 2 2 2 ∆H QL , Ks = L Ax∆H



19 x 6 114 = = 4,3091= 4,31 cm3/jam 17,637066 x 1,5 26,455599



3. Tanah Mediteran a. Tanah terusik -



A = πr2 = 3,14 x 1,755 x 1,755 = 3,14 x 3,080025 = 9,6712785



-



Q=



-



Q = Ks. A.



-



Ks =



Q1+Q 2 12+15,5 27,5 = = = 13,75 2 2 2 ∆H QL , Ks = L Ax∆H



13,75 x 6 = 1,4271=1,43cm3/jam 9,6712785 x 6



b. Tanah tidak terusik -



A = πr2 = 3,14 x 2,525 x 2,525 = 3,14 x 6,375625 = 20,0194625 Q1+Q 2 9+7 16 = = =8 2 2 2



-



Q=



-



Q = Ks. A.



∆H QL , Ks = L Ax∆H



-



Ks =



8x6 48 = = 1,5984 = 1,60 20,0194625 x 1,5 30,02919375



cm3/jam



LAMPIRAN PERHITUNGAN TEKSTUR 1. Tanah Latosol Suhu kalibrasi dan hidrometer 68ºF BTKM : 50 gr BTKA : 71,64 gr Waktu 40 sekon 2 jam



Pembacaan Hidrometer 8 5



Suhu (oF) 82,4 81,1



Koreksi Pembacaan 8 + 0,2 (82,4-68) = 10,88 5 + 0,2(81,1-68) = 7,62



-



40 detik = % (debu + lempung) = (10,88/50) ×100 = 21,76%



-



2 jam : % lempung = (7,62/50) × 100 = 15,24%



-



% pasir + % debu + % lempung = 100%



Jadi, -



% pasir = 100- 21,76 = 78,24%



-



% debu = 21,76 – 15,24 = 6,52%



-



% lempung = 15,24%



2. Tanah Vertisol Suhu kalibrasi dan hidrometer 68ºF BTKM : 50 gr BTKA : 71,64 gr Waktu 40 sekon 2 jam



Pembacaan Hidrometer 5 3



Suhu (oF) 81,5 79,7



Koreksi Pembacaan 5 + 0,2 (81,5-68) = 7,7 3 + 0,2(79,7-68) = 5,34



-



40 detik = % (debu + lempung) = (7,7/50) ×100 = 15,4%



-



2 jam : % lempung = (5,34/50) × 100 = 10,68%



-



% pasir + % debu + % lempung = 100%



Jadi, -



% pasir = 100 – 15,4 = 84,6%



-



% debu = 15,4 – 10,68 = 4,72%



-



% lempung = 10,68%



3. Tanah Mediteran Suhu kalibrasi dan hidrometer 68ºF BTKM : 50 gr BTKA : 71,64 gr Waktu 40 sekon 2 jam



Pembacaan Hidrometer 12 7



Suhu (oF) 80,6 81,5



Koreksi Pembacaan 12 + 0,2 (80,6-68) = 14,52 7 + 0,2(81,5-68) = 9,7



-



40 detik = % (debu + lempung) = (14,52/50) ×100 = 29,04%



-



2 jam : % lempung = (9,7/50) × 100 = 19,4%



-



% pasir + % debu + % lempung = 100%



Jadi, -



% pasir = 100 – 29,04 = 70,96%



-



% debu = 29,04 – 19,4 = 9,64%



-



% lempung = 19,4%



LAMPIRAN PERHITUNGAN KURVA pF (METODE GANTUNG DAN BBW) 1. Tanah Latosol a. Metode Gantung KL =



b−c 45,3−40,1 5,2 x 100 %= x 100 %= x 100 %= 16,77% c−a 40,1−9,10 31



b. BBW KL =



b−c 9,6−9,5 0,1 x 100 %= x 100 % = x 100 %= 25% c−a 9,5−9,10 0,4



2. Tanah Vertisol a. Metode Gantung KL = 36,55%



b−c x 100 %= c−a



40,56−32,14 x 100 %= 32,14−9,10



8,42 x 100 %= 23,04



b. BBW KL =



b−c 10,13−9,86 0,27 x 100 %= x 100 %= x 100 %= 35,53% c−a 9,86−9,10 0,76



3. Tanah Mediteran a. Metode Gantung KL



=



b−c x 100 %= c−a



41,5−38,42 x 100 % = 38,42−9,04



3,08 x 100 % = 29,38



10,48% b. BBW KL =



b−c 9,56−9,48 0,08 x 100 %= x 100 % = x 100 % = 21,05% c−a 9,48−9,10 0,38



DAFTAR HARKAT Tabel 1 Nilai Harkat Kemantapan Agregat Pengayakan Kemantapan Agregat Harkat Sangat mantap sekali >200 Sangat mantap 80-200 Mantap 61-80 Agak mantap 50-60 Kurang mantap 40-50 Tidak mantap