LAPORAN PRAKTIKUMFISIKA TANAH

Oleh:YarsitriNIM A1H012066

KEMENTERIAN PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAAN UNIVERSITAS JENDERAL SOEDIRMANFAKULTAS PERTANIANPURWOKERTO2014

LAPORAN PRAKTIKUMFISIKA TANAHPENGUKURAN KURVA RETENSI KADAR AIR TANAH DENGAN HANGING METHOD

Oleh:YarsitriNIM A1H012066

KEMENTERIAN PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAAN UNIVERSITAS JENDERAL SOEDIRMANFAKULTAS PERTANIANPURWOKERTO2014

I. PENDAHULUANA. Latar BelakangAir mempunyai fungsi yang penting dalam tanah. Antara lain pada proses pelapukan mineral dan bahan organik tanah, yaitu reaksi yang mempersiapkan hara larut bagi pertumbuhan tanaman. Selain itu, air juga berfungsi sebagai media gerak hara ke akar-akar tanaman. Akan tetapi, jika air terlalu banyak tersedia, hara-hara dapat tercuci dari daerah-daerah perakaran atau bila evaporasi tinggi, garam-garam terlarut mungkin terangkat kelapisan tanah atas. Air yang berlebihan juga membatasi pergerakan udara dalam tanah, merintangi akar tanaman memperoleh O2sehingga dapat mengakibatkan tanaman mati.Dua fungsi yang saling berkaitan dalam penyediaan air bagi tanaman yaitu memperoleh air dalam tanah dan pengaliran air yang disimpan ke akar-akar tanaman. Jumlah air yang diperoleh tanah sebagian bergantung pada kemampuan tanah yang menyerap air cepat dan meneruskan air yang diterima dipermukaan tanah ke bawah. Akan tetapi jumlah ini juga dipengaruhi oleh faktor-faktor luar seperti jumlah curah hujan tahunan dan sebaran hujan sepanjang tahun.

B. Tujuan1. Mengetahui cara pengukuran kurva retensi kadar air tanah dengan menggunakan hanging method.2. Mengetahui skala pF pada pengukuran titik layu permanen dan kapasitas lapang.II. TINJAUAN PUSTAKAAir tanah sering dikaitkan dengan kemampuan tanaman untuk menyerap (mengabsorbpsi) air. Untuk itu dikenal istilah kapasitas lapangan (field capacity) dan titik layu permanen (permanent wilting point). Disamping itu dikenal pula istilah kapasitas penyimpanan air/KPA (water hoolding capacity). Kapasitas penyimpanan air yaitu jumlah air maksimum yang dapat disimpan oleh suatu tanah. Keadaan ini dapat dicapai ketika kita memberi air pada tanah sampai terjadi kelebihan air, setelah itu kelebihan airnya dibuang. Pada saat ini semua rongga pori terisi air. Oleh karena itu, kandungan air volume maksimum menggambarkan porositas total tanah, dan potensial matriksnya m = 0 jika dihubungkan dengan status energi air tanah.Setelah semua pori terisi udara (tercapai kapasitas penyimpanan air maksimum), pemberian air dihentikan. Karena ada gaya gravitasi, maka gerakan air tanah tetap berlangsung. Gerakan ini makin lama makin lambat dan setelah 2-3 hari gerakan tersebut praktis berhenti. Pada keadaan ini air tanah dalam keadaan kapasitas lapangan. Jika dihubungkan dengan energi air tanah pada keadaan ini potensial matriks air tanah m 30-5- kPa dengan harga rata-rata -33 kPa atau jika dinyatakan dalam skala pF = 2,47 s/d 2,70 dengan rata-rata 2,52.Jika proses kehilangan air dibiarkan berlangsung terus-menerus, pada suatu saat kandungan air tanah sedemikian rendahnya sehingga energi potensial menjadi sangat tinggi dan mengakibatkan tanaman tidak mampu menggunakan air tanah tersebut. Hal ini ditandai dengan layunya tanaman terus-menerus. Oleh karena itu, keadaan air tanah pada keadaan ini disebut titik layu permanen (permanent wiltiing point) dan potensial matriks air tanahnya = 1,5 Mpa atau -15 bar atau pF 4,2. Air tanah yang berada diantara kapasitas lapang dan titik layu merupakan air yang dapat digunakan oleh tanaman, karenanya disebut air tersedia (available water).

III. METODOLOGIA. Alat dan Bahan1. Sampel tanah2. Air3. Penggaris4. Suntikan5. Timbangan analitis6. Stopwatch7. Alat hanging: mariotte tube, sample chamber, porous plate, cylinder ring, horizontal manometer, three bays valve.8. Tabung erlenmeyer

B. Prosedur Kerja1. Menyiapkan alat hanging pada tiang, seperti: mariotte tube, sample chamber, porous plate, cylinder ring, horizontal manometer, three bays valve.2. Mengisi mariotte tube dengan air secukupnya sampai air masuk kedalam semua selang.3. Mengisi ring sample dengan saple tanah kemudian menutup ring sample dengan menggunakan sample chambers yang sudah diletakkan diatas porous plate.4. Menutup katup tree bays valve yang menuju erlenmeyer, agar air mengalir ke porous plate untuk menghilangkan gelembung udara.5. Setelah gelembung hilang, saluran yang menuju ke mariotte tube dibuka, sehingga air yang di porous plate mengalir ke erlenmeyer. Air akan mengalir melalui jarum.6. Menimbang berat air dalam erlenmeyer setelah percobaan 3 hari.7. Memasang tabung erlenmeyer dan menaikkan sample chambers setinggi 10 cm. Setelah 3 haari, berat air pada erlenmeyer diukur kembali.8. Melakukan pengulangan hingga sample chambers mencapai keinggian 50 cm. Serta mencatat hasil pengamatan pada tabel pengamatan.

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN A. HasilTabel 1. Hasil pengamatanKetinggian sample chambers (cm)Berat erlenmeyer (g)Ka Vol (ml/cm3)

051,720

1061,699,97 x 10-3

2060,288,56 x 10-3

3055,774,05 x 10-3

40608,28 x 10-3

5054,352,63 x 10-3

B. Pembahasan Air mempunyai fungsi yang penting dalam tanah, antara lain pada proses pelapukan mineral dan bahan organik tanah, yaitu reaksi yang mempersiapkan hara larut bagi pertumbuhan tanaman. Selain itu, air juga berfungsi sebagai media gerak hara ke akar-akar tanaman. Akan tetapi, jika air terlalu banyak tersedia, hara-hara dapat tercuci dari daerah-daerah perakaran atau bila evaporasi tinggi, garam-garam terlarut mungkin terangkat kelapisan tanah atas. Air yang berlebihan juga membatasi pergerakan udara dalam tanah, merintangi akar tanaman memperoleh O2sehingga dapat mengakibatkan tanaman mati.Adapun faktor-faktor yang mempengaruhi kadar air dalam tanah antara lain:1. Kadar Bahan Organik TanahBahan organik tanah mempunyai pori-pori yang jauh lebih banyak daripada partikel mineral tanah yang berarti luas permukaan penyerapan juga lebih banyak sehingga makin tinggi kadar bahan organic tanah makin tinggi kadar dan ketersediaan air tanah.2. Kedalaman Solum atau Lapisan TanahKedalaman solum atau lapisan tanah menentukan volume simpan air tanah, semakin dalam maka ketersediaan dan kadar air tanah juga semakin banyak.3. Iklim dan TumbuhanFaktor iklim dan tumbuhan mempunyai pengaruh yang berarti pada jumlah air yang dapat diabsorbsi dengan efisiensi tumbuah dalam tanah. Temperatur dan perubahan udara merupakan perubahan iklim dan berpengaruh pada efisiensi pengguanaan air tanah dan penentuan air yang dapat hilang melalui saluran evaporasi permukaan tanah. Kelakuan akan ketahanan pada kekeringan keadaan dan tingkat pertumbuhan adalah fakto pertumbuhan yang berarti.4. Senyawa Kimiawi Garam-garam dan senyawa pupuk atau ameliorant baik alamaiah maupun non alamiah mempunyai gaya osmotic yang dapat menarik dan menghidrolisis air sehingga koefisien laju meningkat.Faktor lainnya yang mempengaruhi kadar air tanah adalah tekstur tanah, dengan adanya perbedaan jenis tekstur tanah dapat menggambarkan tingkat kemampuan tanah untuk mengikat air, contohnya tanah yang bertekstur liat lebih mampu mengikat air dalam jumlah banyak dibandingkan tanah yang bertekstur pasir, sedangkan tanah bertekstur pasir lebih mampu mengikat air daripada tanah bertekstur debu. Faktor lain yang mempengaruhi kadar air tanah adalah struktur tanah, pori tanah, dan peremeabilitas tanah. Tanah yang mempunyai ruang pori lebih banyak akan mampu menyimpan air dalam jumlah lebih banyak. Karena ruang-ruang pori tanah akan terisi oleh air.Kurva karakteristik air tanah merupakan kurva hubungan antara nilai pF (tegangan air tanah) dengan kandungan air (% volume). Disebut juga sebagai kurva pF atau kurva retensi air tanah. Dalam menentukan jumlah air tersedia bagi tanaman beberapa istilah dibawah ini perlu dipahami, yaitu: kapasitas lapang, titik layu permanen, dan air tersedia.Kurva retensi air tanah merupakan grafik hubungan antara kadar air () dan tekanan kapiler tanah (). Menurut Hendrayanto (1999) menyebutkan bahwa kurva tersebut dibuat dengan menempatkan nilai-nilai kadar air dan potensial matriks yang dihasilkan pada waktu yang sama untuk setiap lapisan tanah yang diambil contohnya. Menurut Assouline dan Tartakovsky (2001) menerangkan bahwa kurva retensi air biasanya ditentukan dengan pengukuran di laboratorium dan kemudian menetapkan bentuk fungsi khusus ().Kapasitas lapang adalah keadaan tanah yang cukup lembab yang menunjukkan jumlah air terbanyak yang dapat ditahan oleh tanah terhadap gaya tarik gravitasi. Air yang dapat ditahan oleh tanah tersebut terus menerus diserap oleh akar-akar tanaman atau menguap sehingga tanah makin lama semakin kering. Pada suatu saat akar tanaman tidak mampu lagi menyerap air tersebut sehingga tanaman menjadi layu (titik layu permanen).Kapasitas lapang (field capacity) adalah kondisi dimana tebal lapisan air dalam pori-pori tanah mulai menipis, sehingga tegangan antara air-udara meningkat hingga lebih besar dari gaya gravitasi, air gravitasi (pori-pori makro) habis dan air tersedia (pada pori-pori meso dan makro) bagi tanaman dalam keadaan optimum, kondisi ini terjadi pada tegangan permukaan lapisan air sekitar 1/3 atm atau pF 2,54(Hanafiah K. A, 2004).Titik layu permanen adalah kondisi kadar air tanah dimana akar-akar tanaman tidak mampu lagi menyerap air tanah, sehingga tanaman layu. Tanaman akan tetap layu pada siang atau malam hari. Kandungan air pada titik layu permanen diukur pada tegangan 15 bar atau 1.500 kPa atau pF 4,18 atau 15.849 cm tinggi kolom air. Titik layu permanen,pada kadar air tinggi, kekurangan udara mungkin dapat menjadi penghambat pertumbuhan tanaman. Kecepatan pertumbuhan tanaman mencapai maksimum pada keadaan kelembaban tanah beradadisekitar kapasitas lapang, karena pada keadaan itu oksigen cukup tersedia dan tegangan air cukup rendah sehingga memudahkan absorpsi air. Begitu air diserap, lapisan air menjadi tipis dan tegangan air meningkat, mengakibatkan absorpsi air menurun. Hal ini berlangsung sampai kadar air mendekati titik layu. Pada keadaan titik layu, laju pertumbuhan dan foto sintesis umumnya menurun (Notohadiprawiro, 1998)Air tersedia adalah banyaknya air yang tersedia bagi tanaman, yaitu selisih antara kadar air pada kapasitas lapang dikurangi dengan kadar air pada titik layu permanen.Hasil dari praktikum tentang pengukuran kurva retensi kadar air tanah dengan hanging method didapat hasil untuk ketinggian sampel chambers 0 cm didapat Ka sebanyak 0 ml/cm3. Pada ketinggian 10 cm didapat Ka sebanyak 9,97 x 10-3 ml/cm3. Adapun secara berturut-turut kadar air yang didapatkan dari ketinggian 20-50 ml/cm3 adalah 8,56 x 10-3 ml/cm3 , 4,05 x 10-3 ml/cm3, 8,28 x 10-3 ml/cm3,dan 2,63 x 10-3 ml/cm3. Dari hasil tersebut maka dapat dibuat grafik hubungan ketinggian sample chambers dengan jumlah air yang tertampung.

Berdasarkan grafik diatas daptat dilihat bahwa hasil yang didapatkan fluktuatif. Hal tersebut tidak sesuai dengan referensi yang seharusnya semakin tinggi, maka semakin sedikit jumlah air yang tertampung pada erlenmeyer. Adapun faktor-faktor yang mempengaruhi antara lain:1. Jenis air yang yang diserap yang didasarkan pada air tanah yaitu gaya adhesi, kohesi dan gravitasi.2. Kemampuan tanah menahan air dipengaruhi antara lain oleh tekstur tanah. Tanah-tanah bertekstur kasar mempunyai daya menahanair yang lebih kecil dari pada tanah yang bertekstur halus. Oleh karenanya tanaman yang ditanam pada tanah pasir umunya lebih mudah kekeringan daripada tanah-tanah bertekstur lempung atau liat.3. Kadar bahan organic tanah (BOT). Semakin tinggi kadar BOT akan makin tinggi kadar dan ketersediaan air tanah.4. Senyawa kimiawi. Semakin banyak senyawa kimiawi di dalam tanah akan menyebabkan kadar dan ketersediaan air tanah menurun.Retensi kadar air tanah selain diukur dengan menggunakan metode hanging method dapat diukur dengan beberapa metode diantaranya yaitu menggunakan sensor resistansi dan kapasitansi dan dengan menggunakan metode pressure plate. Pengukuran retensi tanah dengan sensor resistansi dan kapasitansi umumnya dilakukan di laboratorium dengan menggunakan teknik tensiohigrometri. Tensiometer digital dibuat dari bahan dasar gipsum, dan hidrometer dari kapasitans keping jajar logam tahan karat. Metode atau prosedur dalam penentuan retensi kadar air tanah dengan menggunakan metode ini yaitu dengan cara sampel tanah dalam ring disisipi sensor tensiometer dan hidrometer yang terhubung ke komputer. Timbangan digital diletakkan di bawah sampel untuk tujuan perbandingan ketelitian higrometer. Sampel tanah dikumpulkan dengan ring sample. Dinding ring diberi lubang dengan bor untuk melewatkan sensor ke dalam tanah. Kemudian dilakukan uji sensor. Indikator luaran sensor tensiometer dan hidrometer berupa kurva retensi air tanah atau kurva distribusi pori tanah.Berikut ini adalah prosedur kerja untuk penentuan kurva retensi kadar air tanah dengan menggunakan metode pressure plate :1. Kondisi jenuhSyarat sampel tanah : jauh dari perakaran, tidak pada timbunan, sifat fisiknya belum terpengaruh. Memasukkan ring ke dalam tanah sampai volume penuh. Kemudian mengambil ring yang terisi tanah dengan alat bantu pisau. Lalu membersihkan tanah di bagian luar ring. Membawa sample tersebut ke laboratorium. Melapisi bagian bawah ring dengan kain kasa, lalu mengikatnya dengan karet. Kemudian menimbangnya. Membuat jenuh tanah dalam ring dengan merendam ring pada air dengan ketinggian ring dan posisi kasah terletak di bawah selama 24 jam. Kemudian mengangkat ring. Memasukkannya ke dalam kaolin box. Mengeluarkannya kemudian menimbangnya.2. Kapasitas lapangSyarat sampel tanah : jauh dari perakaran, tidak pada timbunan, sifat fisiknya belum terpengaruh. Memasukkan ring ke dalam tanah sampai volume penuh. Kemudian mengambil ring yang terisi tanah dengan alat bantu pisau. Lalu membersihkan tanah di bagian luar ring. Membawa sample tersebut ke laboratorium. Melapisi bagian bawah ring dengan kain kasa, lalu mengikatnya dengan karet. Kemudian menimbangnya. Membuat jenuh tanah dalam ring dengan merendam ring pada air dengan ketinggian ring dan posisi kasah terletak di bawah selama 24 jam. Kemudian mengangkat ring. Lalu melepaskan tanah dari ring dan kasa. Memasukkan dalam cawan, menimbang berat cawan, cawan + tanah. Kemudian memasukkannya ke dalam oven. Lalu menimbang berat tanah + cawan kembali.3. Titik layu permanenCara menentukan kurva retensi kadar air tanah yaitu dengan menghancurkan sample tanah, kemudian memasukkannya ke dalam tube kecil. Lalu membuat jenuh tanah dengan air. Setelah itu meletakkannya di atas aluminium plate. Kemudian memasukkannya ke dalam pressure plate.Pengukuran retensi kadar air tanah sangat penting, kerena sangat bermanfaat pada bidang pernanian. Retensi air tanah (soil water retention) khususnya pada pF 2,54 dan pF 4,2 menentukan indeks kecukupan air yang selanjutnya menentukan pemilihan waktu tanam komoditas pertanian (Allen et al., 1998; Eagleman, 1971) dan menentukan teknik pengelolaan konservasi tanah dan air. Penentuan kurva retensi air tanah merupakan langkah penting dalam pengelolaan air tanah untuk berbagai keperluan, seperti irigasi pertanian, transpor pestisida dalam tanah, residu pupuk dalam tanah, bahan-bahan polutan dari limbah industri ataupun perumahan yang mengalir di dalam tanah. Kurva retensi merupakan hubungan antara tegangan air tanah dengan kadar air menggambarkan karakteristik penahanan matriks tanah terhadap air, kemampuan tanah untuk menyediakan air tanaman, ataupun pola distribusi pori tanah.Kendala pada praktikum kali ini adalah pada saat pengamatan dan setelah penimbangan air yang tertampung pada erlenmeyer, maka dilakukan lagi penimbangan erlenmeyer untuk percobaan berikutnya dengan berat erlenmeyer harus sama dengan berat awal erlenmeyer sebelum digunakan untuk menempung air. Selain itu adanya gelembung udara pada saluran air sehingga air tidak mengalir untuk melembabkan tanah dan harus melepas sambungan hingga gelembungnya keluar.

V. KESIMPULAN DAN SARANA. Kesimpulan1. Kurva retensi air tanah merupakan grafik hubungan antara kadar air () dan tekanan kapiler tanah ().2. Pengukuran kurva retensi menggunakan hanging method yaitu dengan cara mengalirkan air ke sampel tanah pada ketinggian tertentu dan menampung air yang terserap oleh tanah ke tabung erlenmeyer, kemudian dibuat grafik hubungan ketinggian dengan air yang ditampung.3. Skala pF pada titik layu permanen yaitu 4,2 dan pada kapasitas lapang sebesar .2,47 sampai dengan 2,70

B. SaranPada praktikum kali ini sudah berjalan dengan baik, namun akan lebih baik apabila semua praktikan ikut dalam proses pengamatan. Dan sampel yang digunakan tidak hanya satu tanah sehingga dapat diketahui perbedaan retensi pada jenis-jenis tanah.

DAFTAR PUSTAKAFoth, Hendry D.1994. Dasar-Dasar Ilmu Tanah.Erlangga, Gajah Mada University Press, Yogyakarta

Hakim, Nurhajati dkk. 1986.Dasar-Dasar Ilmu Tanah. UNILA: Lampung.

Hanafiah, K., A. 2007.Dasar-Dasar ILmu Tanah. Rajawali Pers : Jakarta.

Indranada, Henry . 1994 .Pengelolaan Kesuburan Tanah. Bumi Aksara :Semarang.

Notohadiprawiro T.1998.Tanah dan Lingkungan.Di rektorat jenderal pendidikan Tinggi Departemen pendidkan dan Kebudayaan, Jakarta

Soetjipto . 1992. Dasar-Dasar Irigasi. Erlangga :Jakarta