DASAR ILMU TA�AH

Materi 05: Sifat Fisik TanahMateri 05: Sifat Fisik Tanah

Tekstur Tanah

• Tekstur tanah adalah proporsi relatif dari partikel pasir, debu dan liat (jumlah ketiganya 100%).

• Bahan organik tanah bukan merupakan bagian tekstur tanah, tetapi bersama-sama bagian tekstur tanah, tetapi bersama-sama dengan kandungan bahan organik tanah, tekstur tanah digunakan dalam ‘pedotransfer functions’

• Proporsi pasir, debu dan liat tersebut dikelompokkan dalam kelas tekstur

Pengaruh Tekstur pada

Lingkungan Tanah

• Pergerakan dan retensi air

• Pergerakan udara tanah

• Serapan hara dan bahan pencemar

(pollutans)

• Mudah tidaknya tanah diolah

Penetapan Tekstur Tanah

• Feel method – kualitatif � di lapangan, untuk orang yang sudah berpengalaman lama di lapangan

• Metode Sedimentasi – ayakan � di laboratorium

– Pasir ditetap dengan ayakan

– Sedimentasi ditetapkan untuk partikel ukuran < 20 µm

– Distribusi ukuran partikel (pasir, debu, Liat), dipisahkan dari bahan organik (dengan H2O2), di dispersi dengan natrium heksametafosfat

Menetapkan Kelas Tekstur dengan perasaan

(by-Feel)

Penetapan Ukuran Partikel dengan

Sedimentasi

• Prinsip: velositas suatu partikel yang jatuh melalui cairan berhubungan dengan diameter efektif partikel tsb

Velositas Terminal, V, Velositas Terminal, V,

terkait dengan:

-gaya gravitassi, g

-densitas partikel, Ds

-densitas cairan, Df

-viskositas cairan, η

-diameter partikel, d

HUKUM STOKES

Menjelaskan kecepatan jatuhnya partikel dalam media cair

Kecepatan jatuhnya partikel sebanding dengan pangkat dua jari-

jarinya :

Segitiga Tekstur Tanah

Clayey Soil

(fine textured)

Clay

Clay LoamSilty Clay

Loam

Silty

Clay

40

60

55

Sandy

Clay

Loamy/Silty

Soils

(medium textured)

Silt

Sandy Clay

Loam

Silt LoamLoam

Silty Clay

Loam

60

75

90

35

20

70 50 20

Sandy Soils

(coarse textured)

20

Sand

Loamy

Sand

Sandy Loam

20

10

70 50

Struktur Tanah

• Struktur adalah susunan partikel pasir, debu

dan liat menjadi satuan yang lebih besar

(agregat atau ped); ped adalah agregat tunggal

• Pentingnya struktur tanah • Pentingnya struktur tanah

• Meningkatkan infiltrasi air, jadi mengurangi limpasan

permukaan (runoff) dan erosi serta meningkatkan

jumlah air tersedia untuk tanaman

• Meningkatkan daya perkecambahan biji,

pertumbuhan akar, dan kedalaman perakaran.

• Meningkatkan pemeabilitas

Konsep

Struktur

TanahStruktur

Kubus

(blocky)(blocky)

Tidak

berstruktur

Tanah

Diolah

Pembentukan Struktur Tanah

• Dua tahap pembentukan– Flokulasi (gaya elektrostatis karena kation

polivalen, spt Ca, Mg, Fe)

– Sementasi (misl; bahan organik, oksida besi, kalsium karbonat)kalsium karbonat)

• Proses fisikokimia: mengembang dan mengkerut, pembasahan dan pengeringan

• Proses biologi: pengaruh langsung mikro dan makroorganisme dan pengaruh tidak langsung melalui penambahan bahan organik

Karakterisasi Struktur TanahKarakterisasi Struktur Tanah

�� Tipe struktur :Tipe struktur : lempeng, kubus, prisma, butir, lempeng, kubus, prisma, butir,

masifmasif

�� KemantapanKemantapan: lepas (tidak berstruktur), lemah, : lepas (tidak berstruktur), lemah,

sedang, kuatsedang, kuatsedang, kuatsedang, kuat

�� Kelas StrukturKelas Struktur: sangat halus, halus, sedang, : sangat halus, halus, sedang,

kasar, sangat kasarkasar, sangat kasar

5 Tipe dasar struktur Tanah

– Prisma (Prismatic): sumbu vertikal tidak

lebih panjang dari sumbu horizontal.

• Jika bagian atas datar, disebut prismatik

• Jika bagian atas bulat disebut columnar

– Butir (Granular): Ped bulat dan porous, – Butir (Granular): Ped bulat dan porous,

spheroidal. Struktur umum pada horizon A

– Tidak berstruktur: tidak ada agregasi

• Butir tunggal, lepas-pasir

• Masif-mampat tanpa agregat

Tipe

Struktur

Tanah

granular prisma masif

Tidak

berstrukturHorizon

B

Horizon

A

lempengbutir kubus

Tidak

berstruktur

Horizon

B

Horizon

E

Struktur tanah di lapangan

granuler

prismaLempeng Kubus prismaLempeng

Prisma

Kubus

Mempertahankan Struktur TanahMempertahankan Struktur Tanah

1.1. OlahOlah tanahtanah padapada kandungankandungan air yang air yang sesuaisesuai

2.2. TidakTidak mengolahmengolah tanahtanah jikajika terlaluterlalu basahbasah, , merusakmerusakagregatagregat

3.3. MenambahkanMenambahkan pupukpupuk dandan kapurkapur yang yang sesuaisesuai. . PertumbuhanPertumbuhan tanamantanaman yang yang baikbaik membantumembantuperkembanganperkembangan strukturstruktur tanahtanah yang yang baikbaikperkembanganperkembangan strukturstruktur tanahtanah yang yang baikbaik

4.4. MenamanMenaman rumputrumput dandan legumes. legumes. BiomasaBiomasa organikorganiktanamantanaman tersebuttersebut dapatdapat membantumembantu menstabilasimenstabilasiagregatagregat

5.5. PertumbuhanPertumbuhan legumlegum jugajuga jugajuga akanakan merangsangmerangsangpertumbuhanpertumbuhan mikroorganismemikroorganisme tanahtanah, , termasuktermasuk jamurjamuryang yang dengandengan hifanyahifanya bisabisa menstabilasimenstabilasi pedped

6.6. MempertahankanMempertahankan atauatau menambahmenambah kandungankandungan bahanbahanorganikorganik tanahtanah

Permeabilitas TanahPermeabilitas Tanah

�� PermeabilitasPermeabilitas –– kemampuan tanah untuk kemampuan tanah untuk mengalirkan air atau udara; dinyatakan dalam cm mengalirkan air atau udara; dinyatakan dalam cm air/jam air/jam

�� Permeabilitas tanah vs Drainase TanahPermeabilitas tanah vs Drainase Tanah

�� Permeabilitas adalah kecepatan pergerakan udara Permeabilitas adalah kecepatan pergerakan udara dan air dalam tanah; dan air dalam tanah; �� dipengaruhi oleh tekstur dipengaruhi oleh tekstur dan air dalam tanah; dan air dalam tanah; �� dipengaruhi oleh tekstur dipengaruhi oleh tekstur dan strukturdan struktur

�� Jika permeabilitas tinggi: air bergerak cepat Jika permeabilitas tinggi: air bergerak cepat

�� Jika permeabilitas rendah: air bergerak lambatJika permeabilitas rendah: air bergerak lambat

�� Drainase adalah frekuensi dan durasi (lama) Drainase adalah frekuensi dan durasi (lama) kejenuhan (waktu pada kondisi tanah tergenang) kejenuhan (waktu pada kondisi tanah tergenang) �� dipengaruhi oleh posisi lansekap dan dipengaruhi oleh posisi lansekap dan permeabilitaspermeabilitas

Faktor mempengaruhi permeabilitas

• Ukuran pori-pori tanah ���� terkait TEKSTUR

– Air bergerak lebih cepat melalui pori-pori besar dibandingkan pori-proi kecil� terkait dengan tekstur tanah

• Kontinuitas Pori-pori� terkait STRUKTUR

– Permeabilitas tinggi – mengandung pori-pori yang – Permeabilitas tinggi – mengandung pori-pori yang kontinyu dan cukup besar untuk dilalui air dan udara

– Semua faktor yang akan mempengaruhi ukuran pori-pori atau kontinuitas pori-pori akan mempengaruhi permeabilitas

– Hal tsb menunjukkan bahwa permeabilitas terkait dengan tekstur dan struktur tanah

Berat Isi (Bulk Density)

• Berat Isi

– Merupakan ukuran seberapa mampat atau padat suatu tanah

– Berat Isi adalah berat tanah kering oven dibagi volume total tanah (g/cm3)

• Berat Isi dipengaruhi oleh padatan dan ruang pori • Berat Isi dipengaruhi oleh padatan dan ruang pori tanah

– Ruang pori tinggi = berat isi rendah

– Ruang pori rendah = berat isi tinggi

• Jika berat isi meningkat,

– Kekuatan tanah meningkat

– ruang pori menurun

– Tanah menjadi makin mampat / padat / kompak

Kerapatan Tanah (Density)

• Kerapatan Isi (BI)

3b

mass of oven dry soil Mg

volumebulk soil mρ

−= =

Kerapatan Jenis (BJ)Kerapatan Jenis (BJ)

3b

mass of oven dry soil Mg

volume soil particles mρ

−= =

BI tanah organik sekitar 0.8 g/cm3

BI tanah mineral (lapisan bawah) sekitar 1.7 g/cm3

NilaiNilai BeratBerat IsiIsi yang yang baikbaik

TeksturTekstur BI (g/cmBI (g/cm33))

Biasanya pada tanah-tanah pertanian tanpa pemadatan

TeksturTekstur BI (g/cmBI (g/cm33))

BerpasirBerpasir 1.51.5--1.81.8

BerlempungBerlempung 1.31.3--1.61.6

BerliatBerliat 1.11.1--1.41.4

Volcanic Ash Soil

Timber Harvest

Volcanic Ash Soil

Partikel pasir

Porositas Makro

Agregat Liat

+ Fokulasi

Agregasi

Pori Mikro

Porositas Internal

PorositasPorositas

3

3

volumeof pore space m

bulk volumeof soil mφ = =

1b

p

ρφ

ρ= −

KisaranKisaran PorositasPorositas dandan BIBI

Pada tanah pertanian tanpa pemadatan

TeksturTekstur BIBI

g/cmg/cm33

PorositasPorositas

cmcm33/cm/cm33g/cmg/cm33 cmcm33/cm/cm33

BerpasirBerpasir 1.51.5--1.81.8 0.4 to 0.30.4 to 0.3

BerlempungBerlempung 1.31.3--1.61.6 0.5 to 0.40.5 to 0.4

BerliatBerliat 1.11.1--1.41.4 0.6 to 0.50.6 to 0.5

SalahSalah satusatu AplikasiAplikasi BIBI

�� untuk menghitung kebutuhan pupuk atau air untuk menghitung kebutuhan pupuk atau air untuk tiapuntuk tiap--tiap hektar tanah, yang didasarkan tiap hektar tanah, yang didasarkan pada berat tanah per hektar. pada berat tanah per hektar.

�� Contoh: Contoh: �� Jika telah diketahui dosis pupuk N yang dianjurkan Jika telah diketahui dosis pupuk N yang dianjurkan �� Jika telah diketahui dosis pupuk N yang dianjurkan Jika telah diketahui dosis pupuk N yang dianjurkan

untuk suatu tanah adalah 100 kg N/ha dalam bentuk untuk suatu tanah adalah 100 kg N/ha dalam bentuk Urea). Kandungan N dalam urea adalah 46%, berat Urea). Kandungan N dalam urea adalah 46%, berat isi tanah adalah 1,1 g/cm3, untuk 20 cm lapisan olah. isi tanah adalah 1,1 g/cm3, untuk 20 cm lapisan olah.

�� Berapakan dosis pupuk Urea yang diperlukan untuk Berapakan dosis pupuk Urea yang diperlukan untuk percobaan pot dengan menggunakan 10 kg tanah percobaan pot dengan menggunakan 10 kg tanah lapisan olah tersebut di atas?, lapisan olah tersebut di atas?,

SalahSalah satusatu AplikasiAplikasi BIBI

�� Jawaban: Jawaban:

�� Volume tanah 1 hektar = 20 cm (tinggi lapisan olah) x Volume tanah 1 hektar = 20 cm (tinggi lapisan olah) x

100.000.000 cm100.000.000 cm22 (luas 1 hektar): 2000.000.000 cm(luas 1 hektar): 2000.000.000 cm33; ;

�� berat tanah lapisan olah seluas 1 hektar adalah: BI x berat tanah lapisan olah seluas 1 hektar adalah: BI x

volume = 1,1 x 2000.000.000 g= 2200.000.000 g atau volume = 1,1 x 2000.000.000 g= 2200.000.000 g atau volume = 1,1 x 2000.000.000 g= 2200.000.000 g atau volume = 1,1 x 2000.000.000 g= 2200.000.000 g atau

2.400.000 kg.; 2.400.000 kg.;

�� Jika 1 ha (2.200.000 kg) digunakan 100 kg N, maka Jika 1 ha (2.200.000 kg) digunakan 100 kg N, maka

untuk 10 kg tanah dalam pot diperlukan untuk 10 kg tanah dalam pot diperlukan

(10/2.200.000) x 100 kg = 0,4545 gram N yang setara (10/2.200.000) x 100 kg = 0,4545 gram N yang setara

dengan 0,988 g Urea.dengan 0,988 g Urea.

Konsistensi Tanah

• Mencerminkan gaya-gaya adesi dan kohesi yang

menahan partikel tanah;

• Bervariasi menurut kandungan air.

• Mengambarkan resistensi tanah pada berbagai

kandungan air terhadap manipulasi mekanis

• Dinyatakan dalam 3 tkt kelembaban tanah• Dinyatakan dalam 3 tkt kelembaban tanah

1. BASAH – tidak lekat, agak lekat, lekat, sangat lekat

– tidak plastis, agak plastis, plastis, sangat plastis)

2. LEMBAB – Sangat rapuh, rapuh, teguh ,sangat teguh

3. KERING– Lepas, lunak, agak keras, keras, sangat keras

Konsistensi Tanah

• Konsistensi mengindikasikan– Jumlah dan tipe mineral liat

– Kondisi pengolahan tanah

– Potensi pemadatan

• Penetapan– Dengan jari tangan-meremas agregat atau menekan

tanah dengan jari tanah

– Penetrometer – mengamati seberapa keras tanah, hal ini sama dengan pengaruh akar tanaman.

• Tanah memiliki konsistensi sangat lemah, hanya ada gaya kecil diantara partikel. Maka roda mobil mudah menekan pasir dan terjebak dalam pasir

Hubungan antara gaya pengikat partikel tanah Hubungan antara gaya pengikat partikel tanah

dengan kandungan air pada tanah lempung berliatdengan kandungan air pada tanah lempung berliat

3 Faktor Utama mempengaruh Kosistensi Tanah3 Faktor Utama mempengaruh Kosistensi Tanah

�� Kandungan Air: terpenting!!, Kandungan Air: terpenting!!, �� Partikel tanah akan bergerak lebih mudah jika poada Partikel tanah akan bergerak lebih mudah jika poada

tanah basah, air berperan sebagai pelumastanah basah, air berperan sebagai pelumas

�� Kekuatan tanah meningkat jika tanah kering Kekuatan tanah meningkat jika tanah kering

�� Tanah menjadi mampat, makin berat diolah jika basah.Tanah menjadi mampat, makin berat diolah jika basah.�� Tanah menjadi mampat, makin berat diolah jika basah.Tanah menjadi mampat, makin berat diolah jika basah.

�� Tekstur TanahTekstur Tanah�� Kekuatan tanah meningkat dengan meningkatkan Kekuatan tanah meningkat dengan meningkatkan

kandungan liat kandungan liat

�� TanahTanah--tanah berliat lebih kuat dibanding tanah berpasirtanah berliat lebih kuat dibanding tanah berpasir

�� Berat Jenis TanahBerat Jenis Tanah�� Makin berat tanah makin kuat. Makin berat tanah makin kuat.