Struktur Tanah

Definisi

Struktur tanah merupakan gumpalan kecil dari butir-butir tanah, terjadi karena terikat satu sama lain oleh bahan perekat (liat, BO, oksida-oksida besi)

Struktur tanah adalah susunan butir-butir primer dan agregat-agregat primer tanah secara alami menjadi bentuk tertentu yang dibatasi oleh bidang-bidang yang disebut “agregat”

Struktur tanah mempunyai bentuk (tipe), ukuran dan kemantapan (ketahanan) atau tingkat perkembangan berbeda

Dalam deskripsi profil, struktur tanah dideskripsikan dengan urutan “bentuk, ukuran, tingkat perkembangan (granular, sedang, lemah)

Bentuk atau tipe-tipe struktur tanah

1. Bulat (granular), di horison A2. Remah (crumb), di horison A3. Lempeng (platy), di horison atau lapisan

padas liat4. Kubus (blocky) (horison B tanah di

wilayah iklim basah) a. Gumpal bersudut (angular blocky) b. Gumpal membulat (sub angular blocky)5. Tiang (horison B tanah wilayah iklim

kering) a. Prisma (prismatic) b. Kolumnar (columnar)

Granular Gumpal membulat Gumpal bersudut

Prismatik Kolumnar Lempeng

Butir Tunggal (Pasir) Pejal (Masif)

Ukuran Lempeng dan tiang

Prisma dan Tiang

Gumpal Granular Remah

Sangat halus atau

sangat kecil< 1 < 10 < 5 < 1 < 1

Halus atau kecil

1 – 2 10 – 20 5 – 10 1 – 2 1 - 2

Sedang 2 – 5 20 – 50 10 – 20 2 – 5 2 – 5

Kasar atau besar

5 – 10 50 – 100 20 – 50 5 – 10 -

Sangat kasar atau

sangat besar

> 10 > 100 > 50 > 10 -

Ukuran struktur tanah (mm)

Ditentukan berdasarkan atas kemantapan atau ketahanan bentuk struktur tanah terhadap tekanan

Dibedakan menjadi : a. Tingkat perkembangan lemah (butir struktur tanah mudah hancur) b. Tingkat perkembangan sedang (butir struktur tanah agak mudah hancur) c. Tingkat perkembangan kuat (butir struktur tanah sukar hancur)

Tergantung jenis tanah dan kelembaban tanah

Kemantapan (tingkat perkembangan) struktur tanah

Granuler atau remah, mempunyai tata udara yang baik, unsur-unsur hara lebih mudah tersedia, mudah diolah

Struktur tanah yang baik adalah struktur tanah yang bentuknya membulat, sehingga tidak saling bersinggungan dengan rapat; pori-pori tanah banyak terbentuk; tidak mudah rusak (mantap) sehingga tidak cepat tertutup bila terjadi hujan

Pada struktur tanah yang baik terdapat penyebaran ruang pori-pori yang baik yaitu terdapat ruang pori di dalam dan di antara agregat yang dapat diisi air dan udara dan sekaligus mantap keadaannya.

Tanah berstruktur baik

bila butir tanah tidak melekat satu sama lain (disebut lepas, contoh : tanah berpasir)

bila tanah saling tidak melekat menjadi satu satuan yang padu (kompak), disebut “massive” atau “pejal”

contoh : tanah berliat tinggi

Tanah dikatakan tidak berstruktur

Struktur tanah penting dalam menentukan :

Peredaran air, udara dan panas di dalam tanah

Aktivitas jasad hidup tanah

Ketersediaan unsur hara bagi tanaman

Perombakan bahan organik tanah

Mudah-tidaknya akar tanaman dapat menembus tanah

lebih dalam

Peranan struktur tanah

Konsistensi tanah adalah derajat kohesi dan adhesi antara partikel partikel tanah dan ketahanan massa tanah terhadap perubahan bentuk oleh tekanan dan berbagai kekuatan yang mempengaruhi bentuk tanah

Konsistensi tanah menunjukkan kekuatan daya kohesi atau adhesi butir-butir tanah dengan benda lain, ditunjukkan oleh daya tahan tanah terhadap gaya yang akan merubah bentuk (pencangkulan, pembajakan dll)

Konsistensi Tanah

Definisi

Tanah yang mempunyai konsistensi baik umumnya mudah diolah dan tidak melekat pada alat pengolah tanah

Penyifatan konsistensi tanah harus sesuai dengan kondisi tanah (kering, lembab, basah)

Dalam keadaan kering atau lembab ditentukan dengan cara meremas segumpal tanah

Dalam keadaan basah ditentukan dari : a. mudah tidaknya melekat pada jari (melekat/tidak melekat) b. mudah tidaknya membentuk bulatan dan kemampuannya mempertahankan bentuk tersebut (plastis atau tidak plastis)

Kelekatan : kekuatan adhesi (melekat) dengan benda lain a. Tidak lekat (tidak melekat pada jari tangan atau benda lain) b. Agak lekat (sedikit melekat pada jari tangan atau benda lain) c. Lekat (melekat pada jari tanah atau benda lain) d. Sangat lekat (sangat melekat pada jari tangan atau benda lain)

Plastisitas : kemampuan tanah untuk membentuk gulungan a. Tidak plastis (tidak dapat membentuk gulungan) b. Agak palstis (hanya gulungan < 1 cm dapat terbentuk) c. Plastis (dapat membentuk gulungan > 1 cm, perlu sedikit tekanan untuk merusak gulungan) d. Sangat plastis (dapat membentuk gulungan > 1 cm, perlu tekanan besar untuk merusak gulungan)

Konsistensi tanah dalam kondisi basah (kadar air tanah di atas kapasitas lapang)

Lepas (tanah tidak melekat satu sama lain, tanah berpasir) Sangat gembur (gumpalan tanah mudah sekali hancur bila

diremas) Gembur (diperlukan sedikit tekanan untuk menghancurkan

gumpalan tanah dengan meremas) Teguh (diperlukan tekanan besar untuk menghancurkan gumpalan

tanah dengan meremas) Sangat teguh (diperlukan tekanan lebih besar untuk

menghancurkan gumpalan tanah dengan meremas) Sangat teguh sekali (tidak dapat hancur dengan meremas

gumpalan tanah)

Konsistensi tanah dalam keadaan lembab (kadar air tanah mendekati kapasitas lapang)

Lepas (tanah tidak melekat satu sama lain, tanah pasir atau berpasir) Lunak (gumpalan tanah mudah hancur bila diremas) Agak lunak (diperlukan sedikit tekanan untuk menghancurkan

gumpalan tanah dengan meremas) Keras (diperlukan tekanan agak besar untuk menghancurkan

gumpalan tanah dengan meremas) Agak keras (diperlukan tekanan besar untuk menghancurkan

gumpalan tanah dengan meremas) Sangat keras (diperlukan tekanan lebih besar untuk menghancurkan

gumpalan tanah dengan meremas) Sangat keras sekali (tidak dapat hancur dengan meremas gumpalan

tanah)

Konsistensi tanah dalam keadaan kering (tanah dalam keadaan kering angin)

Tidak lekat

Agak lekat

Sangat lekat

Plastisitas

Konsistensi merupakan bagian dari “Rheologi, ilmu yang mempelajari perubahan-perubahan bentuk (deformation) dan aliran (flow ) suatu benda

Sifat rheologi tanah dipelajari dengan menentukan Angka-angka Atterberg

* angka-angka kadar air tanah pada beberapa keadaan * penting dalam menentukan tindakan pengolahan tanah (tanah kering sulit diolah)

Konsistensi

Harkat Batas Mengalir

Indeks Plastisitas

Jangka Olah

% kadar air

Sangat rendah < 20 0 – 5 1 – 3

Rendah 20 – 30 6 – 10 4 – 8

Sedang 31 – 45 11 – 17 9 – 15

Tinggi 46 – 70 18 – 30 16 – 25

Sangat tinggi 71 – 100 31 – 43 26 – 40

Ekstrim tinggi > 100 > 43 > 40

Harkat angka-angka Atterberg

Batas mengalir (batas cair) adalah jumlah air terbanyak yang dapat ditahan oleh tanah.

Bila air lebih banyak, maka tanah akan mengalir bersama air

Penentuan batas mengalir : tanah diaduk dengan air (tanah bukan dalam keadaan alami)

Dalam kondisi kandungan air tinggi, tanah dapat melekat pada alat pengolah tanah (bajak/cangkul)

Batas mengalir

Batas melekat adalah kadar air tanah dimana tanah mulai tidak dapat melekat pada benda lain

Bila kadar air lebih rendah dari batas melekat, maka tanah tidak dapat lagi melekat

Bila kadar air lebih tinggi dari batas melekat, maka tanah akan mudah melekat pada benda lain (sukar diolah)

Batas melekat

Bila air pada tanah yang telah mencapai batas melekat dan terus menerus menguap sehingga kadar air berkurang, maka pada suatu saat gulungan tanah yang bisa digolek-golekkan itu akan hilang keteguhannya sehingga menjadi pecah-pecah ke segala jurusan

Bila tanah telah mencapai batas mengalir atau batas melekat : tanah dapat membentuk gulungan/pita yang tidak mudah patah bila digolek-golekkan (tanah plastis) Bila tidak dapat dibentuk pita/gulungan, tanah patah-patah (tanah tidak plastis)

Batas menggolek adalah kadar air dimana gulungan tanah mulai tidak dapat digolek-golekkan, bila digolek-golekkan tanah akan pecah-pecah ke segala arah

Pada kadar air lebih kecil dari batas menggolek tanah sukar diolah

Batas menggolek

Indeks plastisitas menunjukkan perbedaan kadar air tanah batas mengalir dengan batas menggolek

Tanah-tanah liat umumnya mempunyai indeks plastisitas yang tinggi, sedangkan tanah-tanah berpasir indeks plastisitasnya rendah

Indeks Plastisitas

Jangka olah menunjukkan besarnya perbedaan kandungan air pada batas melekat dengan batas menggolek

Tanah dengan jangka olah yang rendah merupakan tanah yang lebih sukar diolah dibandingkan dengan tanah dengan jangka olah tinggi

Bila jangka olahnya sama, tanah lebih sukar diolah bila indeks plastisitasnya rendah

Jangka Olah

Batas ganti warna atau titik ubah adalah titik dimana terjadi pergantian warna tanah dari kadar air batas menggolek dengan kondisi kering

Tanah-tanah yang telah mencapai batas menggolek masih dapat terus kehilangan air sehingga lambat laun menjadi kering dan pada suatu ketika tanah menjadi berwarna lebih terang

Batas ganti warna

Batas ganti warna merupakan batas terendah kadar air yang dapat diserap tanaman

Batas mengalir merupakan batas kadar air tertinggi yang bermanfaat bagi tanaman

Perbedaan kadar air pada batas mengalir dengan batas ganti warna merupakan jumlah air yang tersedia bagi tanaamn

Penentuan jumlah air tersedia bagi tanaman yg tepat adalah dengan menghitung perbedaan kadar air pada kapasitas lapang (1/3 bar) dengan kadar air pada titik layu permanen (15 bar)

Batas ganti warna

Mudah tidaknya air hilang dari tanah menentukan kelas drainase tanah

Air tanah dapat hilang melalui permukaan atau melalui peresapan ke dalam tanah

Kelas drainase : terhambat (tergenang) sampai sangat cepat (air sangat cepat hilang dari tanah)

Dtentukan di lapangan dengan melihat adanya gejala-gejala pengaruh air di dalam penampang tanah (warna pucat, kelabu, adanya becak-becak karatan)

Warna pucat atau kelabu kebiru-biruan menunjukkan adanya pengaruh genangan air yang kuat, sehingga merupakan petunjuk tanah berdrainase buruk

Drainase Tanah

Adanya karatan : menunjukkanudara masih dapat masuk ke dalam tanah setempat-setempat sehingga terjadi oksidasi di tempat tersebut dari senyawa-senyawa Fe+3 (merah)

Bila air tidak pernah tergenang sehingga tata udara di dalam tanah selalu baik, maka seluruh profil tanah dalam keadaan oksidasi (Fe+3) sehingga seluruh tanah umumnya berwarna merah atau coklat

Keadaan drainase tanah menentukan jenis tanaman yang dapat tumbuh (padi sawah harus tergenang, drainase buruk)

Drainase Tanah

Bulk density (Bobot Isi atau Bobot Volume) adalah perbandingan antara berat tanah kering (BTK) dengan volume tanah termasuk volume pori-pori tanah (Vol)

BI = BV = BTK (g) / Vol (cc atau cm3)

BV merupakan petunjuk kepadatan tanah, Makin tinggi BV, makin padat tanah, berarti makin sulit

meneruskan air atau ditembus akar tanaman.

BV 1.1 – 1.6 g/cc (g/cm3) BV tanah < 0.90 g/cc (tanah Andisol) BV tanah < 0.1 g/cc (tanah gambut)

Bulk Density (kerapatan lindak)

BV penting untuk menghitung kebutuhan pupuk atau air untuk setiap hektar tanah (berdasarkan berat tanah per hektar)

1 ha = 100 m x 100 m = 10 000 m2 = 100 000 000 cm2

Volume tanah sedalam 20 cm = 100 000 000 cm2 x 20 cm2

= 2 000 000 000 cm3 BD = 1.2 g/cc = 1.2 g/cm3

Berat tanah 1 ha = 1.2 g/cm3 x 2 000 000 000 cm3 = 2 400 000 000 g = 2 400 000 kg

Untuk memudahkan perhitungan : Berat tanah 1 ha (tanah mineral) = 2 000 000 kg

Bulk Density (kerapatan lindak)

Particle Density atau Bobot Jenis (BJ) merupakan perbandingan berat kering tanah per satuan volume partikel-partikel (padat) tanah (tidak termasuk pori-pori tanah)

Tanah mineral mempunyai BJ + 2.65 g/cm3

Melalui BI dan BJ tanah dapat dihitung jumlah (%) pori-pori tanah :

( BI / BJ ) x 100 % = % bahan padat tanah % pori-pori tanah = 100 % - % bahan padat tanah Ruang pori total (TRP)

TRP (%) = [1 – BI/BJ] x 100 %

Particle Density

Pori-pori tanah adalah bagian tanah yang tidak terisi bahan padatan tanah (terisi oleh udara dan air)

Diibedakan : a. Pori-pori kasar (pori makro) : berisi udara atau air gravitasi (air yang mudah hilang karena gaya gravitasi) b. Pori-pori halus (pori mikro) : berisi air kapiler atau udara

Tanah pasir mempunyai pori makro lebih banyak daripada tanah liat, sulit manahan air, sehingga tanaman mudah kekeringan

Pori-pori Tanah

Porositas tanah (TRP) dipengaruhi oleh : a. Kandungan BO b. Struktur tanah c. Tekstur tanah

Makin tinggi BO tanah, makin tinggi porosotas tanah

Tanah struktur granuler atau remah mempunyai TRP lebih tinggi daripada tanah berstruktur massive (pejal), pori mikro lebih banyak sehingga lebih banyak menahan air

Tanah tekstur pasir mempunyai TRP lebih banyak, sulit menahan air karena didominasi oleh pori makro

Pori-pori Tanah

Beberapa tanah mempunyai sifat mengembang (basah) dan mengkerut (kering), akibatnya pada musim kering (kemarau) tanah menjadi pecah-pecah

Sifat mengembang-mengkerut tanah disebabkan oleh kandungan mineral montmorillomit yang tinggi (mineral liat 2 : 1)

Besarnya pengembangan dan pengerutan tanah dinyatakan dalam

a. COLE (Coefficient of Linier Extensibility) (di bidang ilmu tanah, pedologi) b. PVC (Potential Volume Change = Swell Indeks atau Indeks Pengembangan) (di bidang engineering, pembuatan jalan, gedung)

Potensi Mengembang dan Mengkerut

Nilai COLE = [ Lm/Ld ] – 1 Lm = panjang contoh tanah lembab Ld = panjang contoh tanah kering oven

Pentingnya Nilai Cole : Jika COLE > 0.09; tanah mengembang dan mengkerut dengan nyata, kandungan montmorillonit tinggi

Jika COLE > 0.03, tanah mengandung montmorillonit agak tinggi

Potensi Mengembang dan Mengkerut

Kematangan tanah (Nilai-n atau N-value) merupakan nilai untuk menunjukkan tingkat kematangan tanah

Tanah yang belum matang (mentah) tanah-tanah yang seperti lumpur cair sehingga bila diremas akan mudah sekali keluar dari genggaman melalui sela- sela jari, umumnya di daerah pantai yang tenang sehingga lumpur yang dibawa sungai diendapkan perlahan-lahan

Nilai tingkat kematangan tanah dapat merupakan petunjuk : a. Kemampuan tanah menyangga beban fisik b. Besarnya penyusutan (subsidence) bila tanah menjadi kering

Kematangan Tanah

A = kadar air tanah dalam keadaan

ruang R = persen debu + pasir L = persen liat H = persen BO (% C x 1.724)

Nilai-n > 1; tanah mentah, encer seperti bubur, mudah lewat sela-sela jari jika diperas. Tanah selalu jenuh air, kemampuan menyangga beban sangat rendah, penyusutan besar Nilai-n 0.7 – 1; tanah agak matang, agak sulit lewat sela=sela jari jika diperas, selalu jenuh air Nilai-n < 0.7 ; tanah matang, tidak dapat lewat sela-sela jari jika diperas, kelembaban anah kadang-kadang kurang dari kapasitas lapang

A – 0.2 R Nilai-n =

L + 3 H

Keadaan batuan Batuan di permukaan atau di dalam tanah dapat mengganggu

perakaran tanaman dan mengurangi kemampuan tanah untuk berbagai penggunaan

(jumlah dan ukuran batuan yang ditemukan harus dicatat)

Padas (pan) Padas merupakan bagian tanah yang mengeras dan padat

sehingga tidak dapat ditembus akar tanaman atau air (dalam penyifatan tanah di lapangan perlu diamati)

Sifat-sifat tanah lain

Kedalaman efektif Kedalaman efektif adalah kedalaman tanah yang masih dapat ditembus akar tanaman

Diamati melalui penyebaran akar tanaman

Jumlah akar halus, sedang atau kasar serta dalamnya akar tersebut dapat menembus tanah perlu diamati

Sifat-sifat tanah lain

Lereng Diukur kemiringannya (Abney level, Clinometer, Theodolit) Kemiringan lereng dinyatakan dalam % merupakan tangen dari derajat kemiringan lereng tersebut, berarti kemiringan lereng 45 derajat = 100 %

Makin curam lereng makin berkurang kesesuaian lahan

Lahan dengan kemiringan lereng > 30 % tidak sesuai untuk usahatani tanaman pangan

Lereng > 30 % tidak cocok lagi untuk usaha pertanian

Sifat-sifat tanah lain

Profil tanah

Andisol

No. Profil : PPLC Lokasi : 101.225280 BT dan - 1.770840 LS Lereng : 12 % Posisi Lereng : Lereng bawah Drainase : Baik Penggunaan Tanah : Kebun Vegetasi : Kentang, Tomat, Kubis Epipedon : Melanik Endopedon : Kandik Klasifikasi : Melanudand

Deskripsi Profil Tanah

Horison Kedalaman (cm) UraianAp 0 -34 Hitam (10 YR 2/1); lempung berdebu; remah, kuat; gembur

(lembab); perakaran halus banyak, kasar sedang; pori mikro banyak, makro banyak; batas horison jelas, bergelombang

A1 34 – 49 Coklat gelap (7.5 YR 3/2); lempung liat berpasir; gumpal membulat, kuat; gembur (lembab); perakaran halus sedang, kasar sedang; pori mikro banyak, makro banyak; batas horison jelas ,bergelombang

C 49 -72 (2.5 YR); bahan induk; batas horison jelas, bergelombang

Ab 72 -102 Coklat (7.5 YR 4/4); pasir berlempung; gumpal membulat, kuat; teguh (lembab); pori mikro banyak, makro sedang; batas horison rata

Bwb 102 - 1117 Coklat(10 YR 4/3); pasir berlempung; gumpal membulat kuat; teguh (lembab); pori mikro banyak, makro sedang; batas horison jelas,bergelombang

BCb 117 - 128 Coklat gelap kekuningan(10 YR 3/4); pasir berlempung; gumpal membulat; kuat; batas horison jelas, bergelombang

C 128 -150 (2.5 YR); bahan induk; batas horison jelas, rata