PTT 101 Dasar-dasar Ilmu Tanah

Bab 5

Morfologi

dan

Sifat Fisik Tanah

Foto: M. van Noordwijk

Pedon dan Polypedon

Kondisi Lansekap

Muara Sungai

Perbukitan terjal

Dataran bergelombang Lahan berbatu

Dataran berombak

Profil Tanah

Tanah di kawasan

perbukitan kapur

Tanah di kawasan

pegunungan

Tanah di kawasan

pantai

LAPISAN dan HORISON Tanah berkembang kearah

vertikal, sehingga terjadi

lapisan-lapisan horisontal,

dinamakan lapisan tanah

atau horison tanah

Horison tanah adalah lapisan horisontal yang terjadi karena

proses pedogenesis, sehingga batasnya tidak tegas (diffuse)

Lapisan tanah adalah lapisan horisontal yang terjadi karena

proses geogenesis, sehingga batasnya sangat tegas (abrupt)

Soil Horizons

S. Hughes, Fall 2000

Materials in a Soil System:

Vertical and horizontal movements create a soil profile

made up of distinct layers parallel to the surface, which

are called soil horizons.

Organic top layer (O)

Zone of leaching (A and E)

Zone of accumulation (B)

Weathered rock (C and R)

Soil

Rock

INCEPTISOLS di Sumberjaya, Lampung Barat

Foto: Afandi, 2004 Foto: Mofti, 2004

Bahan baru

Bahan lama

Typical Soil Profile

Topsoil or A horizon

Subject to biological and climate

Subsoil or B horizon

Accumulates materials

More compact and more clay

Parent material or C horizon

from which A & B are derived

Least affected by weathering

Depth ‘

1

2

3

4

5

Soil Horizons

Source: S. Hughes, 2000

O Mostly organic materials, decomposing leaves,

and twigs. Often dark brown color.

A Mineral and organic materials, light black to

brown. Leaching of clay, Fe and Ca.

E Light colored materials due to leaching of clay,

Ca, Mg, and Fe to lower horizons. Horizons

A and E make up the Zone of Leaching.

B Enriched in clay, Fe oxides, Silica, carbonate

and other material leached from above. This is

the Zone of Accumulation.

C Partially altered (weathered) parent material,

which is either rock or loose sediment.

R Unweathered (unaltered) parent material = rock.

~3m

Karakterisasi Morfologi Tanah

Perlu informasi:

Warna

Tekstur Tanah

Struktur Tanah

Konsistensi

Pori

Setiap horison pada

seluruh profil tanah

arsitektur tanah dan sifat-sifat fisik

“Sifat fisik tanah mempengaruhi bagaimana tanah berperan … dan bagaimana tanah seharusnya dikelola ……………..

Keberhasilan atau kegagalan proyek pertanian dan konstruksi sering ditentukan oleh sifat-sifat fisik tanah ………………..

Pertumbuhan tanaman dan aliran air serta larutan sangat erat dengan sifat fisik tanah.”

Warna Tanah

Sifat tanah yang paling mudah kelihatan

Dikuantifikasi dengan “Munsell color chart” Hue – warna dasar (merah, kuning …)

Value – derajat terang atau gelap

Chroma – intensitas atau kecerahan

Contoh : 10YR5/6 Hue 10YR - halaman

Value 5 - baris

Chroma 6 - kolom

Munsell Color

• Great description of hue-value-chroma

Hue - halaman Value - baris Chroma - kolom

Munsell Color Chips

Chroma

Value

Hue

Warna Tanah Bahan Organik – gelap – value rendah

Besi yang teroksidasi

(Hue kemerahan & Chroma tinggi

Logam tereduksi – Gley

Hue biru – hijau & Chroma - rendah

Lapisan liat silikat diselimuti okside besi (Hue : kekuningan)

Partikel Tanah

partikel = zarah = separat

adalah butiran-butiran tunggal dari bagian mineral tanah

Pasir – bisa dilihat dengan mata telanjang Debu – bisa dilihat dengan mikroskop Liat – hanya dapat dilihat dengan mikroskop elektron

Nama Partikel Ukuran (mm)

PASIR Pasir sangat kasar 2,0 - 1,0 Pasir Kasar 1,0 - 0,5 Pasir Sedang 0,5 - 0,25 Pasir Halus 0,25 – 0,10 Pasir Sangat Halus 0,10 – 0,05 DEBU Debu 0,05 – 0,002 LIAT Liat < 0,002

HUKUM STOKES

Menjelaskan kecepatan jatuhnya partikel dalam media cair

Kecepatan jatuhnya partikel sebanding dengan pangkat

dua jari-jarinya :

HUKUM STOKES Kecepatan jatuhnya partikel sebanding dengan pangkat dua jari-

jarinya

Waktu = nol

Waktu = t

Percobaan

TEKSTUR TANAH

Pengertian kualitatif

Menggambarkan sifat berat atau ringannya tanah apabila

diolah :

•Ditetapkan dengan cara merasakan (by-feeling)

Pengertian kuantitatif

Perbandingan jumlah (massa) partikel pasir, debu dan liat

dalam bagian mineral tanah :

•Ditetapkan dengan penentuan ukuran partikel tanah

TEKSTUR mencerminkan ukuran partikel tanah yang dominan

Menetapkan Kelas Tekstur dengan perasaan

(by-Feel)

SEGITIGA TEKSTUR

(USDA)

Tekstur Tanah vs. Sifat Tanah

Mineralogi

Pasir & Debu – mineral primer

Liat – mineral sekunder

Luas Permukaan Spesifik

Pasir & Debu – rendah

Liat – tinggi

Sifat Umum

Kelas Tekstur mencerminkan sifat partikel atau separat tanah

Tanah Berliat

(fine textured)

Clay

Clay Loam Silty Clay

Loam

Silty

Clay

40

60

55

Sandy

Clay

Tanah

Berdebu/Berlempung

(medium textured)

Silt

Sandy Clay

Loam

Silt Loam Loam

Silty Clay

Loam

60

75

90

35

20

70 50 20

Tanah Berpasir

(coarse textured)

Sand Loamy

Sand

Sandy Loam

20

10

70 50

Luas Permukaan

agregat dari partikel-partikel halus

butiran kasar

vs.

• Permukaan Jenis (specific surface)

– Luas permukaan/massa (m2 g-1)

• Penting - terkait dengan sejumlah reaksi fisika,

kimia dan biologi yang terjadi di permukaan partikel

Permukaan Jenis Tanah

Permukaan Jenis Tanah

• Permukaan Jenis partikel yang kasar lebih kecil dari

partikel yang lebih halus

• Luas permukaan tanah total terutama diberikan oleh

luas partikel liat :

– Pasir 1 to 30 m2 g-1

– Debu 30 to 200 m2 g-1

– Liat 200 to 800 m2 g-1

• Permukaan Jenis tanah ditentukan oleh ukuran

partikel yang dominan bandingkan dengan Tekstur

tanah

Struktur Tanah granular

prismatik

Penyebab dan Akibat

(proses bisa dipelajari di

laboratorium)

Struktur Tanah

• Agregat, peds, atau clods adalah partikel

sekunder

• Struktur dikelompokkan berdasar :

– Bentuk (gumpal, pipih , kubus, prisma)

– Ukuran (kasar, sedang, halus)

– Kemantapan (kuat, sedang, lemah)

“… struktur berkaitan dengan susunan partikel tanah primer menjadi gumpalan yang disebut agregat atau peds”

+ Flokulasi

Pembentukan Struktur

(kimiawi)

Agregasi

Pembentukan Struktur

“perekat” organik dan anorganik

Struktur Tanah

Bulat/bola

Granular

Horizon Permukaan

Pengelolaan yang jelek

Granular

Masif

Pemadatan Horizon Permukaan

Struktur Lempeng tekanan

Prismatik

Struktur Lapisan Bawah

Pertambahan panjang ke arah vertikal

•tekanan lateral > tekanan vertikal

Struktur Kubus (blocky) (horizon bawah permukaan)

Lapisan bawah

yang mampat

Berat Isi (kerapatan isi)

Tanah Organik br 0.8 Mg m-3

br 1,7 Mg m-3

(Foto: M van Noordwijk)

Inceptisol, Sumberjaya

Kerapatan Tanah (Soil Density)

Bulk Density (Berat Isi)

3b

massof oven dry soil Mg

volumebulk soil mr

Particle Density (Berat Jenis Padatan)

3b

massof oven dry soil Mg

volumesoil particles mr

Berat Isi menggunakan bulk volume

–Volume padatan tanah dan ruangan pori

–Tergantung bagaimana susunan partikel

Berat jenis partikel menggunakan volume padatan

–Tidak tergantung berat isi tanah

–Tergantung komposisi mineralogi

–Nilai umumnya 2.65 - 2.7 Mg m-3

Nilai BI yang umum

Tekstur Berat Isi (Mg m-3)

Berpasir 1,5-1,8

Berlempung 1,3-1,6

Berliat 1,1-1,4

Nilai berikut dijumpai pada tanah yang masih

alami atau tanah pertanian yang tidak

mengalami pemadatan

Fakta mengenai Berat Isi

Tanah berpasir memiliki BI yang agak tinggi

Dipengaruhi oleh volume mineral dan cara

tersusunnya (packing)

Bahan organik menurunkan BI

Histosols memiliki BI kurang dari 1 Mg m-3 (g cm-3)

Tanah yang terdiri dari campuran berbagai ukuran

partikel bisa memiliki BI tinggi

Campuran kerikil halus dan liat dapat dimampatkan

sampai memiliki BI ~2 Mg m-3

Nilai BI umumnya bertambah besar pada lapisan

lebih dalam

Rendah

BI

Tinggi

~ 0.99 g cm-3

~ 1.17 g cm-3

Fraksi tanah (%)

Pasir

Lem

pung

Liat

15.5

22.1

62.4

13.0

28.6

58.4

30.7

20.7

48.6

10.4

38.2

51.4

Inceptisols, Sumberjaya (Afandi, 2004)

Tanah kaya akan

abu vulkan

Tanah itu Berat !

Hitunglah massa sebidang tanah kering

Satu hektar lapisan olah

tebal lapisan olah = 15 cm

br 1.20 Mg m-3

Berat 1 ha = 104 m2 x 0,15 m x 1,2 Mg m-3

= 180 Mg = 180 ton

Perlu berapa truk ???

Pasir yang homogen

Ruang Pori Makro (macropores)

Agregat Liat

+ Flokulasi

Agregasi

Porositas Internal

Ruang Pori Mikro (Micropores)

POROSITAS 3

3

volumeof pore space m

bulk volumeof soil m

1 b

p

r

r

Tekstur Tanah Berat Isi (Mg m-3) Porositas (m3 m-3)

Berpasir 1,5-1,8 0,4 – 0,3

Berlempung 1,3-1,6 0,5 – 0,4

Berliat 1,1-1,4 0,6 – 0,5

Nilai BI dan Porositas

Tanah Abu

Volkan

Pengaruh

Penebangan

Kayu pada

Pengukuran Pori-pori Makro Tanah

di lapangan: metoda pewarnaan

biru Methylene Blue

Foto: Kurniatun Hairiah Foto: Aris Mardiastuning

Liang semut Liang bekas

akar mati

Foto: Kurniatun Hairiah

Hutan Kopi campuran

Kopi Naungan Kopi monokultur

0

100

20

40

60

80 Kedala

man,

cm

0

100

20

40

60

80

Ke

da

lam

an,

cm

KONSISTENSI

Menggambarkan kekuatan kohesi dan adhesi antar

partikel dalam berikatan satu sama lain. Besarnya

kekuatan ini berbeda jika kadar air tidak sama.

Konsistensi menjelaskan kekuatan ikatan antar

partikel tanah jika mendapat tekanan pada tingkat

kelembaban yang berbeda ditentukan dalam

kondisi :

•Basah

•Lembab

•Kering

KONSISTENSI BASAH (wet) :

•KELEKATAN (stickiness)

•Tidak lekat (non-sticky), agak lekat (slightly sticky),

lekat ( sticky) atau sangat lekat (very sticky)

•KELENTURAN = PLASTISITAS (Plasticity)

•Tidak plastis (non-plastic) , agak plastis (slightly

plastic), plastis (plastic), sangat plastis (very plastic)

LEMBAB (moist)

•Sangat Remah (very friable), remah (friable) , kuat (firm)

dan sangat kuat (very firm)

KERING (dry)

•Lepas (friable), lunak (soft), agak keras (slightly hard),

keras (hard), atau sangat keras (very hard)

KONSISTENSI

Konsistensi mencerminkan :

1. Jumlah dan jenis mineral liat yang dominan

2. Kondisi tanah bisa diolah

3. Potensi terjadinya pemadatan (compaction)

Besarnya gaya kohesi dan adesi yang mengikat partikel dalam

sebuah agregat

Konsistensi tanah memberikan indikasi : di mana zona yang bisa menghambat pertumbuhan akar atau

perkecambahan

di mana mungkin terjadi lapisan mampat seperti hardpans

KONSISTENSI TANAH

REFLEKSI

Mana mungkin mempelajari TANAH

hanya di atas meja (laboratorium) ?????

Mempelajari TANAH harus sering ke LAPANGAN