Dasar Ilmu Tanah
-
Upload
khairu-din -
Category
Documents
-
view
622 -
download
18
Transcript of Dasar Ilmu Tanah
DASAR-DASAR ILMU TANAH
DASAR-DASAR ILMU TANAH
Ilmu Tanah, dan Kaitannya dengan Ilmu-ilmu Lain
Matematika Statistika Sistem Informasi Geografi
FISIKA
KIMIABIOLOGI
PEDOLOGI GEOLOGI
KLIMATOLOGI
MINERALOGI
ILMU TANAH
EDAPHOLOGI
KESUBURAN TANAH
AGRONOMI KEHUTANAN
DASAR-DASAR ILMU TANAH
DASAR-DASAR ILMU TANAH
I. PENDAHULUAN
Mengapa Dasar ILmu Tanah perlu dipelajari (untuk Pertanian)
Tanah adalah media tumbuh tanaman, dan tempat hidup jasad hidup
tanah, baik makro maupun mikro
Tanaman tumbuh karena ada interaksi antara tanah dan tanaman
Akar tanaman menyerap hara dan air dari dalam tanah
Tanaman akan tumbuh dengan baik apabila tanah mempunyai sifat
fisik, kimia, dan biologi yang sesuai dengan kebutuhan tanaman.
Ruang lingkup yang dipelajari (untuk Pertanian)
Pedologi ilmu yang mempelajari tanah secara utuh sebagai tubuh
alam
Edaphologi ilmu yang mempelajari hubungan tanah, air dan
tanaman
Sifat Kimia, Fisika, dan Biologi tanah
1.1. DEFINISI TANAH
Tanah adalah akumulasi tubuh alam bebas, berdimensi
tiga, menduduki sebagian (besar) permukaan bumi, yang
mampu menumbuhkan tanaman, dan memiliki sifat
sebagai akibat pengaruh iklim dan jasad hidup yang
bertindak terhadap bahan induk pada kondisi
topografi/relief tertentu dan selama waktu tertentu
(Donahue, 1970).
Jadi Tanah merupakan fungsi dari iklim, jasad hidup, bahan induk, topografi, dan waktu:
T = f {iklim ,jasad hidup, bahan induk, topografi, waktu}
Udara(25%)
Mineral (45%)
Air(25%)
Bahan Organik (5%)
DASAR-DASAR ILMU TANAH
Gambar. 1. 1. Komposisi Utama Tanah Bertekstur Lempung berdebu
1. 2. SEJARAH PERKEMBANGAN ILMU TANAH
1. Permulaan abad 17.
Percobaan yang dilakukan oleh van Helmont (1577-1644) merupakan
era baru dalam penelitian bidang pertanian.
Pada awal percobaan:
Tanaman seberat 2,3 kg ditanam dalam pot berisi 90,8 kg
tanah dan tanaman hanya disiram air hujan selama 5 tahun
Pada akhir percobaan:
Tanaman tumbuh hingga seberat 76,8 kg, dan tanah dalam pot berkurang 57 g.
Kesimpulan: air merupakan azas tumbuh dari tanaman
Alasan bahwa percobaan tersebut tidak benar adalah:
1. 57 g tanah yang hilang ternyata tersusun dari mineral-mineral,
misalnya: kalsium, kalium, fosfor yang diabsorbsi oleh tanaman. (Jika
tanaman tersebut dibakar, maka akan diperoleh kembali 57 g mineral
tanah dalam bentuk abu tanaman tersebut).
2. Tanaman tersebut terutama terdiri dari karbon yang berasal dari
karbon dioksida dan oksigen dari atmosfer, bukannya berasal dari air.
2. Pada tahun 1731.
Jethro Tull dari Oxford, menyimpulkan mengolah tanah merupakan
salah satu dari pekerjaan utama dalam bercocok tanam karena tanaman
mudah menyerap makanan.
3. Pada tahun 1757.
Francis Home, menyatakan bahwa magnesium sulfat, natrium dan
kalium nitrat, kalsium sulfat dan olive oil merupakan bahan-bahan yang
meningkatkan pertumbuhan tanaman.
4. Pada tahun 1840.
Justus von Liebig, ahli kimia dari Jerman, melaporkan bahwa:
DASAR-DASAR ILMU TANAH
Karbon hara tanaman berasal dari karbon yang terdapat dalam udara dan air.
Nitrogen berasal dari amoniak.
Fosfor dibutuhkan untuk produksi biji dan kalium untuk perkembangan tanaman rumput-rumputan dan sereal.
Dengan menganalisis abu tanaman, dapat diformulasi pupuk yang
akan dipergunakan untuk mensuplai semua unsur esensial untuk tanaman
berikutnya.
(dalam hal ini Justus von Liebig gagal).
Hukum minimum (Law of the minimum):
Pertumbuhan tanaman dibatasi oleh unsur esensial yang berada
dalam jumlah yang relatif paling sedikit
5. Pada tahun 1870.
Pasteur di Perancis, mengemukakan bahwa nitrifikasi (konversi
ammonium menjadi nitrat) adalah merupakan suatu proses yang dilakukan
oleh bakteri.
6. Pada tahun 1890.
S. Winogradsky, berhasil mengisolasi bakteri nitrifikasi.
7. Pada periode yang sama.
Gambar 1. 2. Ilustrasi Hukum Minimum (Law of he minimum). Batas muka air pada tiap tong menunjukkan batas produksi tanaman. (a) N ditunjukkan sebagai factor yang paling membatasi. Walaupun elemen hara lain dalam jumlah cukup, produksi tanaman tidak dapat tinggi daripada yang diberikan oleh N. (b) Jika N ditambah, produksi tanaman meningkat sampai factor lain muncul sebagai faktor pembatas, dalam kasus di atas adalah K.
DASAR-DASAR ILMU TANAH
H. Hellriegel dan H. Wilfarth, membuktikan bahwa bakteri pada
nodula legum mengasimilasi gas nitrogen dan sebagian nitrogen tersebut
kemudian dapat tersedia bagi tanaman.
8. Semenjak 1940.
Pengetahuan tentang tanaman telah tumbuh luar biasa.
Hal ini sangat menguntungkan sebab:
ada urgensinya dengan kebutuhan bercocok tanam untuk menghasilkan makanan dan serat untuk kebutuhan manusia.
9. Pada tahun 1825 – 1840.
Edmund Ruffin, ahli pertanian dari Virginia, adalah yang pertama kali
menggunakan kapur untuk memperbaiki produktivitas yang rendah dari
suatu tanah yang disebabkan oleh kemasaman tanahnya.
10. Pada tahun 1843.
J. B. Lawes dan J.H Gilbert di Rothamsted, Inggris, adalah pembaharu
penyelididkan pertanian secara ilmiah, yang membuat Pusat Percobaan
pertama kali di dunia.
Dari hasil percobaannya pada 1855, disimpulkan bahwa:
Tanaman membutuhkan garam kalium dan fosfor Tanaman membutukan sumber nitrogen dalam tanah Penambahan pupuk buatan dapat menjaga kesuburan tanah
11. Pada akhir abad 19.
Dimulai pengkajian tanah dengan tanpa mempertimbangkan
peranannya sebagai media untuk pertumbuhan tanaman.
12. Pada tahun 1886.
V. V. Dokuchaiev, mengklasifikasikan tanah ke dalam:
Normal (upland) Transisional (padang rumput, calcareous, alkali) Abnormal (organik, alluvial, aeolin)
13. Pada tahun 1912.
Coffey mengklasifikasikan tanah ke dalam 5 kategori, yaitu:1. Arid soil2. Dark – colored prairie soils3. Light – colored timbered soils4. Black swamp soils5. Organic soils
DASAR-DASAR ILMU TANAH
1. 3. FAKTOR PERTUMBUHAN TANAMAN
Tanah dapat dipandang sebagai campuran partikel organic dan
mineral dengan berbagai ukuran dan komposisi.
Ruang Pori, berfungsi:
1. sebagai saluran untuk pergerakan udara dan air2. lalu lintas binatang tanah3. sebagai jalan untuk perluasan dan pertumbuhan akar
Akar tanaman dengan cara mengkait/menjangkar tanah menyangga
bagian atas tanaman serta akar tanaman mengabsorbsi air dan hara.
Lingkungan tanah perakaran harus bebas dari faktor penghambat.
Tiga hal esensiil dimana tanaman mengabsorbsi dari dalam tanah dan
menggunakannya:
1. air dievaporasikan dari daun2. hara untuk nutrisi3. udara untuk respirasi akar.
DASAR-DASAR ILMU TANAH
II. PROSES PEMBENTUKAN TANAH
2. 1. Faktor pembentuk tanah:
Tanah = f {Iklim, Jasad hidup, Bahan induk, Topografi,
Waktu}
1. Iklim
2. Jasad hidup
3. Bahan induk
4. Topografi/relief
5. Waktu
Proses Pelapukan batuan induk menjadi bahan induk dibedakan
dalam dua kategori.
1. Pelapukan fisika disintegrasi
2. Pelapukan kimia dan transformasi dekomposisi
2. 2. Proses pelapukan fisika meliputi:
1. Pembekuan dan pencairan
Gaya yang dihasilkan oleh air saat membeku cukup kuat untuk
memisahkan/memecahkan mineral/batu. Tekanannya dapat mencapai 146
kg/cm2.
2. Pemanasan dan pendinginan
Perbedaan temperatur dapat menimbulkan ekspansi dan kontraksi
diferensial, yang mampu memecahkan mineral. Perubahan temperatur juga
menyebabkan pengelupasan keseluruhan permukaan mineral/batuan.
3. Pembasahan dan pengeringan
Batuan Tanah
Bahan
Induk
Pelapukan Genesa
Tanah
DASAR-DASAR ILMU TANAH
Pembasahan dan pengeringan menyebabkan pengembangan dan
pengkerutan, serta abrasi diantara partikel dalam tanah sehingga membuat
partikel lebih halus.
4. Tindakan penggosokan (saling berbenturan)
Gesekan (gosokan) batuan atau partikel tanah yang bergerak apakah
karena air, angin, atau gravitasi menyebabkan desintegrasi yang efektif.
5. Tindakan organisme (tanaman, binatang, dan manusia)
Gerakan akar cukup mampu untuk memecahkan batuan.
Pengerongan/ pelubangan yang terus menerus oleh binatang juga
menambah aksi disintegrasi fisik tanah. Sedangkan tindakan manusia
mempercepat proses pelapukan fisik dengan pembajakan dan penanaman.
Pelapukan Kimia dan Transformasi (dekomposisi)
Perubahan Kelarutan Perubahan Struktur
1. Pelarutan:NaCl + H2O Na+ + Cl- + H2O
2. Hidrolisis: KAlSi3O8 + H2O HAlSi3O8 +
KOH
3. Karbonatasi:CO2 + H2O H+ + HCO3
-
CaCO3 + H+ + HCO3-
Ca(HCO3)2
1. Hidrasi:2Fe2O3 + 3 H2O 2Fe2O3 ۰ 3
H2O hematite limonit
2. Oksidasi: (proses pemberian e-) oksidasi4FeO + O2 2Fe2O3
reduksi
3. Reduksi:(proses penerimaan e-)
Pelapukan Fisika (Disintegrasi)
Merupakan proses mekanik, dimana batuan-batuan masif pecah
menjadi fragmen berukuran kecil namun tanpa perubahan kimia.
Faktor yang sangat dominan berpengaruh adalah suhu dan air.
Contoh:
Air masuk ke dalam celah batuan membeku volumenya
bertambah besar memberikan tekanan batuan pecah proses
hydrothermal.
DASAR-DASAR ILMU TANAH
Batuan terdiri dari berbagai mineral dengan sifat berbeda. Jika suhu
berubah dengan tiba-tiba, mineral dalam batuan berkontraksi dan
berekspansi batuan pecah.
Gerakan akar tumbuhan mempunyai tekanan yang cukup
memecahkan batuan.
2. 3. Pelapukan Kimia (Dekomposisi)
Merupakan proses kimiawi dan menyebabkan terjadinya perubahan
kimiawi mineral/batuan (dekomposisi).
Terdiri dari proses-proses:
1. Yang menyebabkan perubahan kelarutan
a. PelarutanNaCl + H2O Na+ + Cl- + H2OGaram Air (Ion-ion terlarut dalam air)terlarut
b. Hidrolisis
(yang terpenting dalam pelapukan kimia) tergantung pada disosiasi
partial air menjadi H+ dan OH-, dibantu oleh CO2- dan asam-asam organik.
KAlSi3O8 + H2O HAlSi3O8 + KOHOrtoklas asam silikat
lempung
proses ini dianggap sebagai awal terbentuknya lempung.
c. Karbonatasi (persenyawaan dengan asam karbonat)CO2 + H2O H+ + HCO3
-
CaCO3 + H+ + HCO3- Ca(HCO3)2
Kalsit Asam Kalsium bikarbonatKarbonat mudah larut
2. Yang menyebabkan perubahan Struktur
a. Hidrasi/Hidratasi
2Fe2O3 + 3 H2O 2Fe2O3 ۰ 3 H2O hematite limonitmerah kuning
b. Oksidasi (penambahan oksigen pada mineral)
oksidasi4FeO + O2 ------ 2Fe2O3
Ferroues Ferric
DASAR-DASAR ILMU TANAH
Oxide oxide
3. Reduksi (pemindahan oksigen)
Terjadi pada kondisi air tergenang redoks potensial rendah
reduksi2Fe2O3 ------ 4FeO + O2
Ferric FerrouesOxide oxide(hematit)
III. GENESA TANAH
3. 1. Faktor Pembentuk Tanah:
Lima faktor dominan yang mengendalikan pembentukan tanah
adalah:
1. Bahan induk pasif
2. Iklim aktif
3. Organisme/biosfer aktif
4. Relief/Topografi pasif
5. Waktu netral
DASAR-DASAR ILMU TANAH
Gambar 3. 1. Outline Bahan Induk
Kelima faktor tersebut saling berhubungan. Hubungan antara faktor
dan sifat tanah oleh Jenny diekspresikan sebagai berikut:
Sifat Tanah = F {Bahan induk, Iklim, Jasad hidup, Topografi, Waktu}
Atau
Soil Properties = f {p, cl, b, r, t, …}
F = fungsi atau ketergantungan pada
p = parent material
cl = climate
b = biosphere
DASAR-DASAR ILMU TANAH
r = relief (position or landform)
t = time
1. Bahan Induk dan Pembentukan Tanah
Lumut mati pembusukan peningkatan bahan organik asam-
asam organik mempercepat penghancuran batuan.
Contoh: batuan granit melapuk melepaskan hara-hara rendah, dan
pasiran
2. Iklim dan Pembentukan Tanah
Faktor iklim yang dominan terhadap pembentukan tanah adalah
curah hujan dan suhu.
Pengaruh langsung Iklim terhadap Pembentukan tanah
(1) akumulasi kapur
(2) tanah masam (di wilayah humid)
(3) erosi
(4) pengendapan bahan-bahan tanah ke lapisan bagian
bawah
(5) pelapukan, pelindian dan erosi
Pengaruh tidak langsung Iklim terhadap Pembentukan tanah
(1) Hutan (vegetasi dominan daerah humid) profil
berkembang banyak horison.
(2) Padang rumput (daerah arid, semi arid) profil tanah
sedikit berkembang horison sedikit
Hutan banyak B.O aktivitas organisme banyak horison
LumutBatuan melapuk sampai cukup mensuplai elemen/hara bagi hidupnya lumut dan jenis jenis tanaman rendah
DASAR-DASAR ILMU TANAH
Padang lapisan permukaan aktivitas org. horisonRumput kurang terdekomposis kurang sedikit
3. Organisme (Biosfer) dan Pembentukan Tanah
Aktivitas: tanaman dan binatang, serta dekomposisi bahan organik
Yang dominan berperan adalah:
(1) akar tanaman
(2) binatang penggali tanah (cacing, serangga tanah, tikus, kelinci)
(3) manusia (kegiatan manusia merubah struktur tanah)
(4) mikro organisme (jamur, bakteri)
PEDOTURBASI: proses bercampurnya tanah secara fisik.
ARGILI – PEDOTURBASI: by shrinking and swelling to clay.
CRYO: by growth of ice crystal followed by freezing and thawing
SEISMI: by earth quake
ANTHRO: by human activity (plowing and cultivation).
4. Relief dan Pembentukan Tanah
Relief mempengaruhi pembentukan tanah melalui terutama yang
berhubungan dengan hubungan air dan suhu. Tanah-tanah yang berada
dalam area iklim yang sama, dibentuk dari bahan induk yang sama dan
berkembang pada tebing yang curam umumnya memiliki horison A dan B
yang tipis, karena sedikitnya air yang meresap ke dalam profil (sebagai
akibat dari runoff yang cepat dan karena permukaan tanah tererosi dengan
cepat).
Tanah yang terdapat pada tebing yang landai memiliki kemampuan
meloloskan air ke profilnya lebih banyak. Profil tanah umumnya lebih
dalam, lebih banyak variasi vegetasinya, dan kandungan bahan organik juga
lebih tinggi dibandingkan dengan yang terdapat pada tebing yang lebih
curam.
Dalam daerah geografik tertentu, sifat-sifat tanah berikut umumnya
berhubungan dengan relief.
(1) kedalaman solum tanah
(2) ketebalan dan kandungan bahan organik dalam horison A
(3) kebasahan (kelengasan) profil tanah
(4) warna profil
(5) derajat/tingkat diferensiasi horison
AirHorison tipis
Runoff
DASAR-DASAR ILMU TANAH
(6) reaksi tanah
(7) kandungan garam-garam terlarut
(8) macam dan tingkat perkembangan pan
(9) suhu tanah
Gambar 3. 2. Relief dan Pembentukan Tanah.
Air
Horison lebih dalam
Kemiringan sedang
Banyak tanaman
DASAR-DASAR ILMU TANAH
5. Waktu dan Pembentukan Tanah
Lamanya waktu yang dibutuhkan suatu tanah untuk mengembangkan
lapisan-lapisan yang disebut horison bergantung pada beberapa faktor yang
saling berkaitan. Faktor-faktor tersebut adalah iklim, sifat bahan induk,
organisme, dan relief.
Horison cenderung berkembang pesat pada kondisi: (a)
hangat/panas; (b) humid/lembab; (c) kondisi hutan dimana tersedia cukup
air untuk memindahkan koloid dan menyebabkan bahan organik mudah
dirombak.
Pada kondisi yang ideal, profil tanah yang lengkap dibentuk dalam
kurun waktu 200 tahun. Pada kondisi yang kurang mendukung, waktu
tersebut dapat diperpanjang sampai ribuan tahun.
Faktor-faktor yang menghambat perkembangan profil tanah:
(1) curah hujan rendah pelapukan lambat, sedikit pencucian
(2) kelembaban relatif rendah sedikit lumut, jamur, dan algae
(3) kandungan kapur (Ca, Mg) atau Na bikarbonat bahan induk, tinggi
(4) Tanah didominasi oleh pasir kuarsa dengan sedikit debu dan
lempung yang mudah dilapukkan pelapukan lambat, sedikit
koloid dapat dipindahkan
(5) Kandungan lempung yang tinggi aerasi buruk, pergerakan air
lambat
(6) Bahan induk yang resisten (tahan lapuk), seperti granit
pelapukan lambat
(7) Kemiringan lereng yang curam hilangnya tanah karena erosi,
sedikit air yang masuk ke dalam tanah, mengurangi pencucian
(8) Muka air tanah yang tinggi daya pencucian rendah, kecepatan
pelapukan rendah
(9) Temperatur rendah/dingin proses kimia diperlambat
(10) Akumulasi bahan tanah secara konstan oleh deposisi bahan
selalu baru untuk membentuk tanah baru
(11) Erosi angin dan air yang hebat terhadap bahan tanah
memunculkan bahan baru
(12) Pencampuran oleh tindakan hewan (penggali lubang) dan
manusia (pengolahan tanah, penggalian)
DASAR-DASAR ILMU TANAH
IV. MORFOLOGI TANAH
Pembentukan tanah identik dengan (merupakan) perkembangan
horison secara alami.
Pengkajian bentuk dan sifat profil tanah dan horison-horisonnya
disebut morfologi tanah.
Umumnya horison dapat dikenali karena mereka berbeda dalam
kandungan lempung, warna tanah, kandungan bahan organik, dan jenis
serta jumlah berbagai garam.
Penamaan Horison (Simbol Horison)
Oi,OeHorison organik (20-30% BO) umumnya merupakan bagian tanaman (daun, ranting, dahan, akar) terdapat pada permukaan tanah sebagai lapisan paling atas.
Oa,OeHorison organik, mengalami perombakan ekstensif bentuk bahan asal tidak dikenali. Umumnya terdapat di atas lapisan tanah mineral di bawah Oi,Oe
A1 Horison mineral paling atas. Permukaan tanah terolah (Ap), agak berwarna gelap karena kandungan BO
EHorison mineral. Warna lebih cerah dari A1. Lempung halus dan sedikit bahan organik terlindi ke bawah oleh hujan. Umum terdapat pada daerah curah hujan tinggi hutan
AB/EB Horison transisi. Lebih mirip A2 daripada B di bawahnya.
BA/BE Horison transisi. Lebih mirip dengan B2 daripada A1 atau E di atasnya.
B/Bw
Horison mineral lebih dalam, di bawah A1 atau A2. Partikel halus yang tercuci dari A1 dan A2 terakumulasi di sini, karena filtrasi, pelonggokan, kekurangan air. Kandungan lempung sering > dari A1, dan selalu > dari A2.
BC/CB Horison transisi ke horison C atau R
C Bahan mineral lepas-lepas tanpa perkembangan horison
R Batuan padat terpadu.
i = fibrik, e = hemik, a = saprik
Gambar 4.1. Profil Tanah (Hipotetik)
DASAR-DASAR ILMU TANAH
Simbol Indeks Horison
Indeks tambahan dapat ditambahkan pada penamaan horison untuk
mencirikan sifat horison lebih tepat/rinci. Indeks ini selalu ditulis dengan
huruf kecil.
a bahan organik melapuk lanjut (sangat lapuk) digunakan dengan
horsion O. Kandungan BO mentah < 17% dari volume.
b Horison genetik tertimbun digunakan bagi tanah mineral untuk
menandakan horison-horison dengan kenampakan genetik utama
yang terbentuk sebelum penimbunan. Sedangkan horison pada
tanah penimbun, dapat atau tidak terbentuk. Simbol ini tidak berlaku
untuk tanah organik atau untuk memisahkan lapisan organik dari
lapisan mineral.
c konkresi (concretions) atau nodul diperkaya mineral mengandung Fe,
Al, Mn, dan Ti, dan selain dolomit, kalsit, atau garam-garam mudah
larut.
e bahan organik setengah melapuk menandakan bahan organik
hemik yang melapuk sedang dipadukan dengang horison O
f tanah beku menandakan horison yang mengandung es
permanen.
Gambar 4. 2. Diagram Bunga Faktor-faktor Pembentukan Tanah.
DASAR-DASAR ILMU TANAH
g gleisasi kuat, pengudaraan yang jelek dalam waktu lama akibat air
berlebih. Warna tanah kelabu hingga biru dan hijau.
Misal: B1g
h akumulasi (illuvial) humus
i bahan organik sedikit melapuk menandakan bahan organik yang
paling sedikit melapuk.
j jarosit (K. Na, Fe-SO4 mineral,-kekuningan), ada dan diyakini dibentuk
dalam horison oleh proses asam Sulfat.
k akumulasi Ca, Mg-Karbonat kapur (lime)Misal: B2k
m sementasi kuat (pengerasan, seperti batuan lunak) beberapa lapisan
keras (padas)
n akumulasi Na tertukar
o akumulasi residual sesquioksida
p pembajakan (plowing) atau pengadukan yang lain, umumnya pada
A1
q sementasi oleh silika terlarut dalam alkali (hanya pada horison C)
s akumulasi illuvial sesquioksida dan bahan organik
t pengendapan/akumulasi (illuvial) lempung silika, umumnya pada B2.
v plinthite menandakan adanya bahan berwarna merah, sedikit
humus, kaya Fe yang keras atau sangat keras jika lembab, dan
mengeras terus jika terkena udara serta pembasahan–pengeringan
bergantian.
x sifat dan ciri Fragipan (keras dan rapuh)
y akumulasi gipsum, (CaSO4)
z akumulasi garam yang lebih mudah larut daripada CaSO4
Horison dalam Profil Tanah
Tanah dapat saja memiliki sedikit atau banyak horison. Deposit
dataran banjir (floodplains) yang baru mungkin hanya memiliki horison C,
atau horison A1 yang tipis di atas C. Daerah padang rumput yang tua
mungkin memiliki A1, A3, B1, B2t, B3, C, dan R. Tanah pegunungan dengan
vegetasi hutan mungkin mempunyai O1, O2, suatu A1 tipis, A2 yang dalam,
B1, B2, B3, C, dan R (batuan kapur, limestone, pada kedalaman 183 cm).
Penggunaan simbol horison membantu memperjelas sifat dan ciri
profil. (lihat Notes 2-3 dan 2-4).
DASAR-DASAR ILMU TANAH
DASAR-DASAR ILMU TANAH
DASAR-DASAR ILMU TANAH
Taksonomi Tanah
Berasal dari kata Yunani, taxis, berarti pengaturan/penyusunan/
pengelompok-an, adalah pengelompokan barang yang sama/mirip secara
sistematik.
Taksonomi tanah merupakan pengelompokan tanah-tanah yang
mirip/sejenis secara ilmiah.
Semua tanah dimasukkan ke dalam 12 Order, terdiri atas > 54
suborder, >> 200 great-group, >> dari 1000 sub-group, >> 4500 famili,
dan >> 10 500 seri tanah.
Gambar 4. 3. Diagram Ideal Profil Tanah Jutan di Maryland (Typic Fragiudult), menunjukkan kategori horizon ABC suatu tanah dengan dua diskontinuitas lithologik.
DASAR-DASAR ILMU TANAH
HORISON DESKRIPSI
OTerdiri/tersusun atas bahan organik tanah Oi (filorik), Oe
(hemik); Oa (saprik)
A
Terbentuk dari bahan mineral tanah, tetapi digelapkan oleh
bahan organik tanah terhumifikasi yang tercampur dengan
mineral tanah
E
Horison mineral dengan lempung silikat, Fe, Al, atau
kombinasinya tercuci dan tereluviasi, meninggalkan horison
berwarna cerah yang didominasi oleh mineral tanah lapuk
(kuarsa berukuran pasir dan debu)
ABHorison transisi antara A dan B, tetapi lebih menyerupai A dari
pada B
EB Horison transisi antara E dan B, lebih meyerupai E dari pada B
A/B
Horison transisi yang lebih cocok sebagai horison A, kecuali
untuk inklusi yang < 50 % volume material yang cocok
sebagai B
E/BHorison transisi yang lebih cocok sebagai E, kecuali untuk
inklusi < 50 % volume bahan yang cocok sebagai B.
BA Horison transisi antara A & B, lebih menyerupai B dari pada A
BEHorison transisi antara B dan E, lebih menyerupai B dari pada
E.
B/AHorison transisi yang lebih cocok sebagai B, kecuali inklusi <
50 % volume materi yang cocok sebagai A
B/EHorison transisi yang cocok sebagai B, kecuali untuk inklusi <
50 % volume materi yang sesuai sebagai E
B Horison yang terbentuk dibawah A, E dan O, dan didominasi
oleh adanya struktur batuan asalnya, dan oleh adanya: (1)
konsentrasi illuvial silica; (2) bukti hilangnya karbonat; (3)
konsentrasi residu sesquioksida; (4) pembungkusan
sesquioksida, meyebabkan horison memiliki value rendah,
chroma tinggi, atau hue lebih merah daripada horison
diatasnya maupun dibawahnya tanpa illuviasi Fe; (5) alterasi
yang membentuk lempung silikat, dan yang membentuk
DASAR-DASAR ILMU TANAH
struktur granuler, gumpal atau prismatik; (6)
gabungan/kombinasi semuanya.
BCHorison transisi antara B dan C, lebih menyerupai B dari pada
C
CBHorison transisi antara B dan C, lebih menyerupai C dari pada
B
CHorison mineral, relatif tidak dipengaruhi oleh proses
pedogenik dan tidak memiliki sifat-sifat horison O, A, E, atau B
RLapisan terdiri dari batuan induk yang padat/keras, tidak
dapat dihancurkan/digali dengan cangkul/skop.
Diskripsi 12 Order Tanah (USDA)
Taksonomi Tanah
Diskripsi
Histosols Tanah OrganikBerbagai kedalaman akumulasi sisa tanaman di air tergenang dan rawa
AndisolsTanah abu volkan
Bagian permukaan tanah mineralnya berketebalan 30-60 cm dan memiliki sifat andic
Alfisols Pedalfers (Al-Fe)Beriklim subhumid. Umumnya pada vegetasi hutan. Akumulasi lempung pada B2, sedang A2 umumnya tebal
Spodosols Tanah berabu
Pasiran, tanah hutan dingin koniferus terlindi. Hor O sangat masam, A2 terlindi. Akumulasi BO dan/ Fe, Al –oksida pada hor B2.
Oxisols Tanah oksidaTanah melapuk lanjut, dalamnya > 3m, kesuburan rendah, didominsai lempung Fe & Al oksida dan asam.
Ultisols Tanah pelindihan
Sangat asam, tanah tropika dan subtropik yang melapuk lanjut. Hor A2 dalam. Dicirikan dengan akumulasi lempung di B2
Vertisols Tanah membalik
Kandungan lempung (mengembang –mengkerut) tinggi. Membutuhkan musim basah dan kering untuk berkembang. Umumnya hanya memiliki hor A1 mencampur sendiri yang dalam.
Mollisols Tanah lunakTanah padang rumput, hor A1 berwarna gelap, mungkin memiliki B2 dan akumulasi kapur.
Inceptisols Tanah muda Tanah dengan pembentukan horison lemah. Seperti Entisols, dengan cukup waktu membentuk hor A1 yang tegas dan B2 lemah. Tanah tergenang
DASAR-DASAR ILMU TANAH
Taksonomi Tanah
Diskripsi
menghambat pengembangan hor.
EntisolsTanah baru berkembang
Tanah tanpa perkembangan profil, kecuali mungkin hor A1 yang tipis. Deposit dataran banjir tepi sungai, deposit abu volkan, dan pasir merupakan Entisols.
AridosolsTanah Arid (Pedocals)
Tanah daerah beriklim kering/arid. Ada perkembangan akumulasi kapur/gipsum, lapisan garam, dan/ hor A1 dan B2.
Gelisols Tanah Beku Tanah daerak kutub utara/selatan
Sifat tanah Andic:
Pedalfter: pedon with accumulation of Al dan Fe
V. SIFAT FISIK TANAH
5. 1. Pendahuluan
Sifat fisik tanah meliputi:
Tekstur (Texture)
Struktur (Structure)
Kerapatan (Density)
Konsistensi (Consistency)
Porositas (Porosity)
Warna (Color)
Temperatur (Temperature)
Sifat fisik tanah sangat mempengaruhi: pertumbuhan tanaman dan
produksi tanaman. Sebab, sifat fisik tanah menentukan:
Retensi/penahanan air mobilitas air dalam tanah
Drainase
Aerasi/pengudaraan tanah ketersediaan O2
Nutrisi tanaman
Sifat fisik tanah juga mempengaruhi sifat kimia dan biologi tanah.
Sifat fisik tanah bergantung pada:
DASAR-DASAR ILMU TANAH
Jumlah, ukuran, bentuk, susunan, dan komposisi mineral dari
pertikel tanah.
Macam dan jumlah bahan organik tanah.
Volume dan ukuran pori-porinya, serta perbandingan air: udara
yang menempatinya.
5. 2. Tekstur Tanah (Distribusi Ukuran Partikel Tanah)
Tekstur tanah secara khusus menyatakan perbandingan relatif berbagai ukuran
partikel (separasi/fraksi) dalam tanah, dinyatakan dalam %.
Separasi Tanah: pengelompokan ukuran partikel tanah.
Pasir (Sand) |
Debu (Silt) | gabungan proporsionil ketiganya disebut
Lempung (Clay) | geluh Loam
Ukuran separasi tanah yang umum dipakai untuk keperluan pertanian
(termasuk ilmu tanah) adalah separasi tanah berdasarkan sistem klasifikasi
partikel tanah oleh USDA (Departemen Pertanian Amerika Serikat), yiatu:
Separasi Tanah Kisaran Diameter (mm)
Kerikil (Gravel) 2.0
Pasir sangat kasar
Sand
1.0 - 2.0
Pasir kasar 0.5 – 1.0
Pasir sedang 0.25 – 0.5
Pasir halus 0.10 – 0.25
Pasir sangat halus 0.05 – 0.10
Debu Silt 0.002 – 0.05
Lempung Clay < 0.002
5. 3. Peranan Tekstur
Tekstur tanah mempengaruhi beberapa karakter (ciri) tanah seperti:
Tingkat penyerapan air
Penyimpanan/penahanan air
Pengudaraan tanah
Kemudahan pengolahan tanah
Kesuburan tanah
DASAR-DASAR ILMU TANAH
Contoh:
Tanah Lempungan Tanah Pasiran
partikel halus - mudah diolah
ikatan kuat - cukup udara
pori makro < - pori makro dominan
pori mikro dominan - mudah dibasahi
sulit dibasahi - mengering secara cepat
sulit diatuskan - terdrainase secara cepat
- mudah kehilangan hara
5. 4. Kelas Tekstur Tanah
Sebagaimana tanah tersusun dari pertikel dengan banyak variasi
ukuran dan bentuknya, istilah khusus dibutuhkan untuk membawa beberapa
ide pembentukan teksturnya dan memberikan beberapa penandaan sifat
dan ciri fisikanya.
Penamaan tekstur tanah diberikan berdasarkan perbandingan relatif
(dalam %) fraksi pasir, debu, dan lempung.
Penamaan kelas tekstur diberikan berdasarkan pembacaan pada
diagram segitiga tekstur.
Contoh: jika tanah memiliki kandungan
Gambar 5. 1. Klasifikasi partikel tanah menurut ukuran berdasarkan empat
sistem. Sistem USDA yang digunakan dalam teks.
DASAR-DASAR ILMU TANAH
- lempung tinggi kelas tekstur lempung
- debu tinggikelas teksturnya debu
- pasir tinggi kelas tekstur pasir
Contoh lebih spesifik: jika suatu tanah mengandung pasir 30%, debu 40%,
dan lempung 30% maka kelas teksturnya adalah geluh (loam).
Analisis Distribusi Ukuran Partikel
Analisis distribusi ukuran partikel dilakukan untuk menentukan kelas
tekstur tanah.
(a) Metode Perasaan ( Feeling Method )
Umumnya dilakukan di lapangan. Dikenal pula sebagai metode
lapangan.
Dilakukan dengan meraba/merasakan (rubbing) tanah diantara ibu
jari dan jari-jari lain. Umumnya tanah dibasahi lebih dulu untuk diperkirakan
plastisitasnya secara lebih tepat.
Jika tanah digenggam dan diperas, mengeluarkan bentuk menyerupai
pita kontinyu diantara ibu jari dan sela-sela jari, itu menandakan adanya
sejumlah lempung. Kandungan lempung yang tinggi ditandai dengan makin
lengketnya tanah basah. Partikel pasir dapat dirasakan dari kekasarannya.
Sedangkan debu memiliki rasa rabaan yang licin seperti tepung atau bedak
jika kering, dan hanya sedikit plastik dan lekat jika basah.
(b) Metode Laboratorium
(1) metode pipet dilakukan dengan pemipetan sedimen tanah
dalam tabung sedimentasi pada jarak dan waktu tertentu menunjukkan
kecepatan yang menentukan diameter partikel tertentu.
(2) metode hidrometer dilakukan dengan pengukuran kekentalan
sedimen tanah dalam tabung sedimentasi pada kedalam dan jangka waktu
tertentu kekentalan mengekspresikan konsentrasi partikel berukuran
(berdiameter) tertentu.
DASAR-DASAR ILMU TANAH
Gambar 5. 2. Segitiga Kelas Tekstur Didasarkan pada Perbandingan Kadar Pasir, Debu, dan Lempung, yang Dikembangkan oleh USDA
Kedua metode di atas berdasarkan pada hukum Stokes kecepatan
jatuhnya partikel butiran (bulat) dalam larutan yang diketahui kerapatan
dan kekentalannya.
2 g r2 (D1 – D2)V = ----------------------
9
V = kecepatan jatuh partikel (cm/detik)
g = percepatan gravitasi (cm/detik2)
r = dengan jari-jari partikel (cm)
D1 = kerapatan partikel (g/cm3)
D2 = kerapatan jenis larutan (g/cm3)
= kekentalan (viskositas) larutan (dyne-detik/cm2)
5. 5. Struktur Tanah (Pengelompokan/pengaturan partikel tanah
kedalam agregat atau kumpulan yang mantap)
Agregat: unit sekuder/granula yang tersusun dari ikatan/sementasi partikel
tanah oleh bahan penyemen (oksida besi, karbonat, lempung/silika, humus)
Ped: agregat alami
Clod: agregat yang terbentuk karena aktivitas manusia (peng-olahan tanah).
DASAR-DASAR ILMU TANAH
Kelas Struktur Tanah
Unit struktur tanah (ped) dapat dijelaskan dengan3 macam ciri: tipe,
kelas, dan derajat struktur.
(1) Tipe Struktur
(a) Lempeng (platy)
(b) Prisma dan kolum (prismtatic & columnar)
(c) Gumpal menyudut dan gumpal membulat (angular blocky &
subangular blocky)
(d) granular dan remah (granular & crumb)
(2) Kelas Struktur
(a) Sangat halus atau sangat tipis (very fine or very thin)
(b) Halus atau tipis (fine or thin)
(c) Sedang (medium)
(d) Kasar atau tebal (coarse or thick)
(e) Sangat kasar atau sangat tebal (very coarse or very thick)
(3) Derajat Struktur
(a) Tidak berstruktur (structureless)
(b) Lemah (weak)
(c) Sedang (moderate)
(d) Kuat (strong)
DASAR-DASAR ILMU TANAH
Gambar 5. 3. Tipe (bentuk dan susunan), Kelas (ukuran), dan
Derajad (ketahanan/stabilitas) Struktur Tanah.
DASAR-DASAR ILMU TANAH
Gambar 5. 4. Bermacam Tipe Struktur pada Tanah-tanah Mineral
Genesa Struktur Tanah
Ped terbentuk karena adanya kombinasi kembang kerut dan
sementasi.
Tanah basah mengembang | kering mengkerut | garis-garis
lemah terbentuk
membentuk ped retakan Retakangumpal ke arah horisontal
DASAR-DASAR ILMU TANAH
DASAR-DASAR ILMU TANAH
DASAR-DASAR ILMU TANAH
Kembang kerut ke arah vertikal tidak membentuk retakan struktur
prismatik
Ped membulat granuler, remah, sementasi oleh BO pencampuran
oleh cacing, tikus, dll. semua sisinya membulat dan berukuran kecil.
Ion tunggal yang menyebabkan perubahan struktur secara cepat Na
ion terhidrasi > dalam larutan dengan muatan yang rendah tidak
menetralkan secara efektif.
Gambar 5. 5b. (Kiri) Contoh struktur tanah yang baik untuk pertumbuhan tanaman. Tipe: granular; kelas: medium; derajad: moderat. (Kanan) Contoh struktur tanah yang tidak baik untuk pertumbuhan tanaman. Tipe: subangular blocky; kelas: kasar; derajad: kuat.
Gambar 5. 5a. Suatu tanah yang berkembang dengan kelebihan garam-garam dalam profil. Ciri-ciri: 2-5 cm horizon A2 putih bergaram. Horison B2 berstruktur prismatik atau kolumnar pada kedalaman dangkal. Seringkali prisma atau kolumnar dibungkus humus berwarna hitam. Dan bahan induk padat terdapat pada kedalaman dangkal. Pada gambar ini, bahan induk mulai tampak pada kedalaman 20cm.
DASAR-DASAR ILMU TANAH
Hasilnya penolakan partikel yang berdampingan sebab muatan sama
terjadi destruktif terhadap struktur.
5. 6. Berat Jenis Volume = Kerapatan Isi (=BV) (Bulk Density =
BD) ρb
(Kerapatan Ruah/Kerapatan Jenis Volume)
Kerapatan isi merupakan perbandingan antara massa total tanah
kering (padatan) dengan volume total tanah.
Gambar 5. 6. Contoh Tipe Struktur dan Pengkerasan. (a) pembentukan struktur lempeng; (b) dan (c) adalah lempeng: (b) dengan tebal lempeng 1.3 cm pada jangka olah dalam geluh berpasir, (c) pada 122 cm, disebabkan oleh fluktuasi muka air; (d) dan (e) gumpal menyyudut: (e) dengan gumpal prisma lemah (diantara tanda panah); (f) 10-23 cm prisma dari geluh berlempung; (g) 12.5 cm prisma; (h) tanah geluh berdebu lahan kering: tanah memiliki struktur permukaan yang lepas-lepas dan membentuk kerak dengan lapisan tipis padata tanah.
DASAR-DASAR ILMU TANAH
Nilai BV (BD) sangat dipengaruhi oleh tekstur tanah (ukuran dan
kepadatan jenis partikel), struktur tanah (ruang pori), dan kandungan bahan
organik tanah. Nilai BV tanah-tanah pertanian bervariasi antara 1.1-1.6
g/cm3.
5. 7. Berat Jenis Partikel (=BJP) (Particle Density) ρp
(Kerapatan Jenis Partikel)
Berat jenis partikel (BJP) merupakan perbandingan antara massa
tanah kering (padatan) dengan volumenya (volume padatan).
Berat jenis partikel merupakan fungsi perbandingan antara komponen
bahan mineral dan bahan organik. BJP untuk tanah-tanah mineral berkisar
antara 2.6 - 2.7 g/cm3, dengan nilai rata-rata 2.65 g/cm3, sedang BJP tanah
organik berkisar antara 1.30 – 1.50 g/cm3.
5. 8. Konsistensi Tanah
Gambar 5. 7. Struktur tanah mempengaruhi kecepatan infiltrasi air, seperti ditunjukkan di atas.
DASAR-DASAR ILMU TANAH
Menerangkan daya tahan tanah pada berbagai kandung-an lengas
(kelembaban) terhadap tekanan atau manipulasi mekanik.
Menyatakan/merupakan ekspresi gabungan gaya-gaya kohesi dan
adhesi yang menerangkan kemudahan suatu tanah dapat diubah bentuknya
atau hancur.
Umumnya diukur dengan perasaan, dan manipulasi tanah dengan
tangan
(1) Tanah Basah
Untuk tanah basah konsistensi didiskripsikan dalam istilah berikut:
(a) kelekatan (stickiness)
Derajat kelekatan dibedakan sebagai berikut:
tidak melekat (non sticky)
melekat sedikit (slightly sticky)
melekat (sticky)
sangat melekat (very sticky)
(b) plastisitas (plasticity)
Gambar 5. 8. Berat Jenis Volume, dan Berat Jenis Partikel Tanah. Lakukan perhitungan dengan hati-hati dan perhatikan istilah dengan benar. Dalam kasus di atas, berat jenis volume adalah setengah dari berat jenis partikel, dan % pori adalah 50%
DASAR-DASAR ILMU TANAH
kapasitas tanah dapat di bengkok-kan (molded) berubah bentuk
sebagai respons terhadap gaya dan mempertahankan bentuk tersebut
walaupun gayanya dihilangkan.
Derajat plastisitas dinyatakan sebagai berikut:
tidak plastik (non plastic)
sedikit plastik (slightly plastic)
plastik (plastic)
sangat plastik (very plastic)
(2) Tanah Lembab
Konsistensi tanah lembab sangat penting karena mene-rangkan
keadaan tanah terbaik di lapangan kapan untuk diolah. Dalam praktik, itu
merupakan ukuran umum daya tahan tanah bila dihancurkan antara ibu-jari
dan telunjuk. Dibedakan dalam istilah-istilah berikut mulai dari yang paling
tidak koherens sampai yang saling melekat kuat (bertahan) terhadap gaya
hancur ibu-jari dan telunjuk.
Lepas-lepas (loose: noncoherent)Sangat mudah hancur (very friable: coherent but very easily crushed)Mudah hancur (friable: easily crushed)Kuat (firm: crushable under moderate pressure)Sangat kuat (very firm: crushable only under strong pressure)Sangat-sangat kuat (extremely firm: resistant to crushing between thumb and forefinger)
Karena konsistensi tanah lembab sangat bergantung pada tingkat
kelembaban tanah. Ketepatan pengukuran karakteristik tanah ini di
lapangan bergantung pada pendugaan tingkat kelembaban tanah. Tanah
kasar pasiran diharapkan memiliki konsistensi lepas-lepas. Loams dan silt
loams yang berganulasi baik diharapkan sangat mudah hancur, atau
mungkin kuat. Clays, silty clays dan silty clay loams diharapkan memiliki
konsistensi kuat atau sangat kuat, khususnya jika rendah kandungan bahan
organiknya. Namun, generalisasi di atas harus disertai kehati-hatian karena
konsistensi tanah bergantung pada banyak faktor seperti jenis lempung, dan
macam serta banyaknya humus.
(3) Tanah Kering
Jika kering, tanah cenderung tahan terhadap gaya penghancuran atau
manipulasi lainnya. Derajat ketahanan ini dihubungakan dengan gaya
DASAR-DASAR ILMU TANAH
tarikpertikel satu dengan lainnya dan dinyatakan dalam istilah kekakuan
(rigidity) dan kemudahan hancur (brittleness).
Lepas-lepas (loose: noncoherent)Lunak (soft: breaks under slight pressure between thumb and
forefinger)Agak keras (slightly hard: breaks under moderate pressure)Keras (hard: breaks with difficulty under pressure)Sangat keras (Very hard: very resistant to pressure, cannot be
broken between thumb and forefinger)Sangat-sangat keras (extremely hard: extreme resistant to pressure;
cannot be broken in the hand).
5. 9. Tetapan atau Angka ATTERBERG
Atterberg, Cassagrande, Puchner, dan Mohr telah me-nguji dan
menetapkan tetapan konsistensi tanah yang dikenal dengan istilah sebagai
berikut.
Batas Cair (BC) kadar lengas yang menyebabkan tanah dapat
menggelincir terhadap pengaruh getaran standar atau ketukan
tertentu. Disebut juga batas alir atau batas plastisitas tanah
tertinggi.
Batas Gulung (BG) kadar lengas yang memungkinkan tanah dapat
digulung-gulung menjadi batang kecil berdiameter 3mm, dan mulai
retak-retak serta pecah. Disebut pula batas plastisitas terendah.
Batas Lekat (BL) kadar lengas yang memungkinkan tanah dapat melekat
pada alat pengukur tertentu.
Batas Berubah Warna (BBW) kadar lengas yang menunjukkan keadaan
tanah mulai berubah warnanya.
Kisaran nilai antara dua batas tetapan menghasilkan:
Indeks Plastisitas (IP) = BC -BG
Jangka Olah (JO) = BL - BG
Surplus (S) = BL – BC
Persedian Air Maksimum (PAM) = BC - BBW
5. 10. WARNA TANAH
Warna tanah dapat menunjukkan beberapa gambaran tentang
keadaan tanah.
- Menunjukkan perbedaan asal mineral tanah (bahan induk) atau dalam
perkembangan tanah.
DASAR-DASAR ILMU TANAH
- Warna putih menunjukkan adanya endapan garam atau karbonat (kapur).
- Bercak (mottles) umumnya warna karat menunjukkan tanah mempunyai
periode pengudaraan yang tidak cukup dalam setiap tahun.
- Warna kebiruan, kelabu dan kehijauan, (gleisasi) menunjukkan adanya
periode panjang keadaan tergenang dan pengudaraan yang tidak
mencukupi.
- Warna yang lebih gelap menunjukkan kandungan bahan organik tanah
yang lebih banyak. Makin tua warna tanah makin tinggi kandungan
bahan organiknya.
- Warna terang umumnya disebabkan oleh adanya/banyaknya kandungan
mineral yang tidak bernilai gizi (kandungan haranya sedikit).
Untuk mencapai suatu kesepakatan atau obyektifitas, dipergunakan
suatu warna standar yang dinyatakan dalam sistem numerik. Salah satu
contoh yang terkenal dan dipakai untuk membedakan warna tanah adalah
Munsell Soil Colour Charts.
Parameter yang digunakan pada Munsell Soil Colour Charts adalah:
HUE spektrum warna atau warna pelangi yang dominan (merah, kuning,
biru, dan hijau).
Menggambarkan warna yang dominan suatu berkas panjang
gelombang cahaya, atau kualitas yang membedakan antara merah
dan kuning.
Misal: 5R; 7.5 R; 10R; 2.5YR; 5YR; 7.5YR; …
VALUE Kehitaman atau (ke) putih (an) relatif, banyaknya cahaya yang
direfleksikan.
Menggambarkan nisbah (warna kecerahan) : (warna putih mutlak).
Atau, kisaran berangsur-angsur dari putih ke hitam.
1/ .. (hitam)2/..
9/.. (putih)
CHROMA Kemurnian (purity) warna, yang meningkat bila kekelabuan
menurun.
Berkisar dari kelabu netral ???
Atau dari putih ???
Dalam Musell:
DASAR-DASAR ILMU TANAH
../1 ../2 ../3 ... ../8
Contoh: Menuliskan suatu warna dengan Munsell Chart
7.5YR 3/2 m Dark brown, moist7.5YR 6/4 d Light brown, dry
Gambar 5. 9. Representasi Warna, yang dibedakan untuk keperluan Ilmu Tanah. Hue merupakan warna berbedaU, Value merupakan jumlah sinar yang direfleksikan (Hitam dan putih), dan Chroma merupakan kemurnian dari spectrum. Simbol warna selalu ditulis dalam urutan hue, value, chroma.
DASAR-DASAR ILMU TANAH
5.11 AIR TANAH
I. Fungsi Air Tanah
(1) sebagai penyusun utama protoplasma (85-95%)
(2) sebagai bahan esesnsial untuk proses fotosintesa dan konversi
karbohidrat menjadi gula.
(3) sebagai pelarut hara ke dalam dan melewati bagian-bagian
tanaman.
(4) memberi ketegaran tanaman (turgidity), yang memberikan bentuk
dan posisi bagian tanaman yang pas untuk menangkap sinar
matahari.
25%
25%
50%
II. Prinsip Kapilar dan Air Tanah
Kapilaritas terjadi karena dua gaya:
(1) gaya adhesi oleh dinding (permukaan) padatan pada rongga , dan
(2) tegangan permukaan air, yang disebabkan oleh gaya tarik molekul-
molekul air satu dengan yang lain (kohesi).
Mekanisme Kapilar
Molekul-molekul air ditarik oleh dinding tabung oleh gaya adhesi dan
bergerak naik. Gaya kohesi antara molekul-molekul air juga menyebabkan
air yang tidak berkontak dengan dinding tabung naik. Tinggi naiknya air
Udara
Air tersedia
Air tak tersedia
Padatan tanah
Gambar 5. 10. Komposisi ideal tanah (udara, air, dan padatan tanah).
DASAR-DASAR ILMU TANAH
dalam tabung sama dengan beratnya untuk mengimbangi gaya-gaya adhesi
dan kohesi.
Naiknya kapilar dapat diekspresikan sebagai:
2T 2 T Cos h = ------- h = --------------
rdg rdg
h = tinggi naiknya kapilar dalam tabung, T = tegangan permukaan, r
= jari-jari tabung, d = densiti (kerapatan) larutan, dan g = percepatan
gravitasi. Untuk air, persamaan di atas menjadi:
Naiknya Air dalam Tanah
Gaya kapilar juga bekerja untuk semua tanah basah. Tetapi,
kecepatan dan ketinggian naiknya air lebih lambat dalam pori tanah, karena
pori tanah tidak lurus dan tidak seragam. Belum lagi adanya udara yang
terperangkap dalam pori yang menyebabkan lambatnya gerakan kapilar.
Gambar 5. 11. Tampilan dua dimensi molekul air. Sudut HOH =105° menghasilkan susunan yang asimetri. Satu sisi (dengan dua H) bermuatan elektro positif, dan lainnya elektro-negatif. Hal ini menyebabkan polarity dari air.
DASAR-DASAR ILMU TANAH
Umumnya, tingginya kenaikan kapilar lebih besar pada tanah
bertekstur halus, tetapi tidak terlalu halus atau kompak.
Konsep Energi Air Tanah
Beberapa fenomena yang berhubungan dengan energi adalah: retensi
(penambatan) dan pergerakan air dalam tanah, pengambilan dan
translokasi dalam tanaman, serta hilangnya air ke atmosfer. Berbagai
macam energi terkait termasuk energi potensial, kinetik, dan elektrik.
Tetapi, istilah energi bebas digunakan untuk mencirikan status energi air.
Energi bebas merupakan gabungan (penjumlahan) semua bentuk energi
tersedia.
Gerakan air dalam tanah terjadi dari zona (kedudukan) dengan energi
bebas air tinggi ke kedudukan dengan energi bebas air lebih rendah.
Gaya-gaya yang mempengaruhi Energi Bebas
(1) Adhesi, atau penarikan oleh padatan (matriks) tanah terhadap air,
memberikan gaya matriks (menyebabkan kapilaritas).
Gambar 5. 12. Pergerakan kapileritas ke atas, (a) dalam tabung gelas yang berbeda ukuran, dan (b) dalam tanah. Mekanisme kapilaritas sama dalam tabung dan dalam tanah. Tetapi terdapat ketidak teraturan dalam tanah akibat sifat kekelokan (tortous) dan keragaman ukuran pori, dan udara yang terperangkap.
DASAR-DASAR ILMU TANAH
(2) Osmotik, penarikan oleh ion-ion dan larutan lain terhadap air,
cenderung mengurangi/menurunkan energiu bebas larutan tanah.
(3) gravitasi, gaya gravitasi cenderung menarik air tanah ke bawah.
Gambar 5. 13. Dua “bentuk” air yang bersama-sama menaikkan potensial matriks. Padatan tanah menjerap air dengan sangat kuat, sedang gaya kapiler bertanggung-jawab atas air yang dipegang/ditahan dalam pori-pori kapiler.
DASAR-DASAR ILMU TANAH
5. 11. Potensial Air Tanah Total
Perbedaan energi bebas dari suatu tempat ke tempat lain merupakan
pengetahuan praktik yang penting. Perbedaan ini sering disebut sebagai
potensial air tanah total (t).
t = w + z
t = potensial total; w = potensial air; z = potensial gravitasi
(sering ditulis g). Sedang w merupakan gabungan dari p, m, dan
s.
w = p + m + s
p = potensial tekanan; m = potensial matriks; s = potensial
larutan (osmotik). Jadi potensial total:
Gambar 5. 14. Hubungan antara enerji bebas air murni dan air tanah, dan pengaruh elevasi terhadap enerji bebas untuk mengilustrasikan potensial gravitasi. Catatan: pengaruh osmotic dan tarikan padatan tanah (matriks) terhadap air keduanya mengurangi enerji bebas air tanah. Tingkat penurunan ini menunjukkan potensial osmotic dan matriks. Pengaruh gravitasi meningkatkan enerji bebas, jika titik referensi standard pada air bebas berada pada elevasi lebih rendah daripada air tanah dalam profil. Catatan: potensial osmotic dan matriks negatip, menerangkan mengapa keduanya sering disebut sebagai tarikan atau tensi. Potensial gravitasi umumnya positip. Perilaku air tanah pada suatu waktu tertentu dipengaruhi oleh ketiga potensial
DASAR-DASAR ILMU TANAH
t = p + m + s + z
5. 12. Potensial Gravitasi (z atau g)
Gaya gravitasi bekerja terhadap air sama seperti terhadap benda
lainnya, yaitu penarikan ke pusat bumi. Dinyatakan sebagai.
z = gh
h, ketinggian (jarak air tanah dari kedudukan referensi)
Berat merupakan salah satu metod yang paling mudah untuk
menspesifikasi satuan air. Jadi dalam hal z, merupakan perbedaan jarak-
vertikal/ketinggian suatu titik/kedudukan yang ditanyakan dengan
titik/kedudukan referensi. Jika titik tersebut berada di atas titik referensi,
maka z positif (+), dan jika berada di bawah titik referensi, maka z negatif
(-).
Catatan:
Potensial = = usaha = gaya * jarak = F * h
sedang F = m*a (dimana a = percepatan = g)
jadi jika unit potensial dinyatakan dalam satuan berat, maka
= (F * h)/berat = (F * h)/(F) = h (satuan jarak)
5. 13. Potensial Matriks
Gambar 5. 15. Dasar kapileritas dan Air Tanah. (a) keadaan sebelum tabung kapiler dimasukkan ke dalam muka air; (b) jika tabung dimasukkan ke dalam air/cairan, air akan naik dalam tabung, menunjukkan: (c) gaya tarikan antara air dan dinding tabung (adhesi) dan tarikan mutual antara molekul air (kohesi). Air akan naik sampai gaya tarik gravitasi ke bawah sama dengan gaya adhesi
DASAR-DASAR ILMU TANAH
Potensial matriks, m, dihubungkan dengan gaya-gaya adsorpsi
matriks tanah. Jika kuantitas satuan air dinyatakan dalam berat, maka m
pada suatu titik, adalah jarak vertikal titik tersebut dalam tanah terhadap
permukaan air dalam manometer yang dihubungkan dengan titik tersebut
melalui mangkuk keramik.
Potensial matriks merupakan ciri tanah yang dinamik. Pada tanah jenuh, m
= 0.
5. 14. Potensial Tekanan (p)
Pada kondisi lapangan , potensial tekanan, p, berlaku terutama
untuk tanah yang jenuh air. Jika satuan kuantitas air dinyatakan dalam
berat, maka p adalah jarak vertikal dari titik yang ditanyakan (dalam
tanah) terhadap permukaan air dalam piezometer ( permukaan air tanah)
yang dihubungkan ke titik tersebut.
Di lapangan p = 0 jika berada di atas atau pada permukaan air
dalam piezometer. Di bawah level tersebut p selalu positif, dan bertambah
besar dengan bertambahnya kedalaman dibawah permukaan air.
5. 15. Potensial Osmotik
Potensial osmotik muncul dengan adanya bahan larutan dalam
larutan tanah. Bahan larutan mungkin ionik atau non-ionik, tetapi
pengaruhnya adalah mengurangi energi bebas air. Hal itu terjadi terutama
karena molekul-molekul bahan larutan menarik molekul-molekul air.
Tidak seperti potensial matriks, potensial osmotik mempunyai
pengaruh yang kecil terhadap gerakan massa air dalam tanah. Pengaruh
utamanya adalah terhadap penyerapan air oleh akar tanaman.
DASAR-DASAR ILMU TANAH
Gambar 5. 16. (A) Potensial matriks air tanah pada mangkkuk keramik adalah jarak vertical pada titik tengah mangkuk terhadap muka air pada manometer. Untuk ilustrasi (A), m= -15 cm.(B) Suatu tensiometer dibuat dengan menghubungkan mangkuk keramik dengan manometer air raksa melalui tabung penuh air. Simbol-simbol mengacu pada persamaan m= - 13.6 ZHg + Z dan m= - 12.6 ZHg + Z0, yang dapat digunakan untuk menghitung potensial matriks, C.(C) Tabung Piezometer yang digunakan untuk menentukan batas muka air tanah dan juga menentukan potensial tekanan air tanah. Potensial tekanan pada sembarang titik dalam tanah adalah jarak antara titik tersebut dengan batas air dalam tabung piezometer. Jadi, potensial tekanan pada titik A, P = 10 cm.
A B C
Gambar 5. 17. Menunjukkan tenaga yang dibutuhkan untuk menghilangkan sejumlah air dari tanah yang dibasahi. Jumlah tenaga tekanan yang dibutuhkan sama dengan jumlah tenaga hisapan.
DASAR-DASAR ILMU TANAH
5. 16. Pengukuran Kelangasan/Kelembaban Tanah
Beberapa metod untuk mengukur kelengasan tanah (kandungan air
tanah).
Gambar 5. 18. Hubungan antara potensial osmotic, matriks, dan kombinasi keduanya.
DASAR-DASAR ILMU TANAH
1. Metode Gravimetri
Menyatakan kandungan air dalam tanah (kelengasan tanah) dalam
persen berat air (dalam tanah tersebut) terhadap berat tanah kering (kering
oven, 100-105 s.d 110oC).
2. Metode Daya Hantar Listrik (metod Tahanan, Resistance Method)
Kenyataannya bahwa bahan porous seperti gipsum, nilon, dan
fiberglas memiliki tahanan listrik yang berhubungan dengan kandungan
airnya.
Jika blok bahan tersebut dihubungkan dengan elektroda, dan
kemudian ditempatkan tanah basah di atasnya, maka blok bahan tersebut
akan menyerap air sampai mencapai kesetimbangan. Tahanan listrik blok
ditentukan oleh kandungan air. Hubungan antara pembacaan tahanan dan
kandungan air dapat ditentukan melalui kalibrasi. Akurasi pembacaan
kelengasan dalam kisaran 1-15 bars.
3. Metode Tegangan
Tensiometer lapangan mengukur tegangan dimana air
diikat/dipegang oleh matriks tanah. Kisaran kemampuannya untuk
mengukur kelengasan tanah antara 0 –0.8 bar.
Ada pula yang disebut tension plate untuk kondisi di laboratorium.
Tanah ditempatkan pada piring porus kemudian dilakukan penghisapan
(suction). Kisaran ukurannya 0-1 bar.
Pressure membrane, menggunakan piring porous yang tahan sampai
tekanan 100 bars.
DASAR-DASAR ILMU TANAH
4. Metode Neutron Probe (Metode Radioaktif Neutron)
Gambar 5. 19. Mekanisme pengukur kelembaban neutron. Alat tersebut, yang memiliki sumber neutron cepat dan detector neutron lambat, diturunkan melalui lubang tabung yang dibuat. Neutron di emisikan oleh sumber neutron (missal: radium, atau americium-beryllium) pada kecepatan sangat tinggi (fast neutron). Jika neutron ini bertabrakan dengan atom berukuran kecil seperti H yang dikandung air, arah dan gerakannya berubah dan mereka kehilangan enerji. Neutron yang diperlambat diukur dihitung oleh tabung detector dan scalar. Pembacaan, berkaitan dengan kandungan air tanah.
DASAR-DASAR ILMU TANAH
5. 17. Pergerakan Air dalam Tanah
1. Pergerakan Air Jenuh
Rumus: V = K f (cm/jam)
V = total volume air yang dipindahkan (digerakkan) per satuan waktu;
K = konduktivitas hidraulik (cm/jam); f = gaya penggerak air (gaya yang
menyebabkan air bergerak) f = ∆/L f = ∆h/L
Faktor-faktor yang mempengaruhi konduktivitas hidraulik (K) tanah jenuh.
Semua faktor yang mempengaruhi ukuran dan konfigurasi pori tanah
akan mempengaruhi konduktivitas hidraulik.
Yang terutama adalah tekstur dan struktur, disamping itu kandungan bahan
organik tanah (BO) dan kandungan air dalam tanah juga mempengaruhi
nilai K.
DASAR-DASAR ILMU TANAH
2. Pergerakan Air Tak Jenuh
Pada kondisi lapangan pergerakan air tanah terjadi terutama pada
kondisi dimana pori tanah tidak jenuh air.
Pada tegangan rendah K > pada tanah pasiran daripada tanah
lempungan, sebaliknya pada tegangan tinggi K > pada tanah lempungan
daripada pasiran. Hal itu karena pada tanah bertekstur kasar pori-pori besar
mendorong terjadinya aliran jenuh. Sebaliknya tanah dengan pori-pori kecil
mendorong terjadinya aliran tak jenuh.
Faktor-faktor yang mempengaruhi Aliran Tak Jenuh
Terjadinya aliran tak jenuh juga sama dipengaruhi oleh faktor-faktor
yang mempengaruhi aliran air jenuh, yaitu perbedaan tegangan/hisapan
lengas/air perbedaan potensial.
Perbedaan tegangan disebabkan oleh perbedaan kandungan lengas.
Kandungan air yang lebih tinggi menyebabkan perbedaan tegangan
(perbedaan potensial) lebih besar aliran lebih cepat.
Gambar 5. 20. Perbandingan kecepatan pergerakan air irigasi ke dalam tanah geluh berpasir dan geluh berlempung. Catatan: kecepatan pergerakan air lebih cepat pada geluh berpasir khususnya kea rah bawah.
DASAR-DASAR ILMU TANAH
5. 18. Retensi Kelengasan Tanah di Lapangan
1. Kapasitas Menahan Air Maksimum
2. Kapasitas Lapangan
3. Titik Layu Permanen
4. Koefisien Higroskopik (air higroskopik)
5. Kelengasan vs tegangan.
Gambar 5. 21. Volume air dan udara dari 100 gr tanah geluh berdebu bergranulasi baik pada berbagai tingkatan kelembaban.
DASAR-DASAR ILMU TANAH
Gambar 5. 22. Hubungan umum antara karakteristik kelembaban tanah dengan tekstur tanah.
DASAR-DASAR ILMU TANAH
Gambar 5. 23. Perbandingan kelembaban tanah dengan persamaan hisapan/tekanan (dalam bar), dikaitkan terhadap ketersediaan air relative untuk tanaman.
DASAR-DASAR ILMU TANAH
Pengambilan Air oleh Tanaman
Tampaknya ada dua fenomena yang mempelajari pengambilan air
oleh tanaman, yaitu: (a) pergerakan kapilar air tanah menuju akar tanaman,
dan (b) pertumbuhan akar tanaman ke arah lengas tanah.
1. Kecepatan Pergerakan Kapilar.2. Kecepatan Perkembangan Akar.3. Distribusi Akar.4. Kontak Akar-Tanah.
Faktor-Faktor yang Mengendalikan Kecepatan Air ke dalam Tanah
% pasir, debu, lempung (Clay) Tektur tanah
Struktur tanah
Jumlah bahan organik dalam tanah
Kedalam tanah terhadap lapisan padas, batuan induk dan lapisan
kedap lain
Jumlah air dalam tanah
Temperatur tanah
Kecepatan infiltrasi diklasifikasikan: sangat rendah, rendah, sedang, tinggi
Hara-hara yang sering hilang oleh pelindian:
Gambar 5. 24. Kurva Tekanan/tegangan kelembaban tiga tanah mineral. Kurva menunjukkan hubungan yang diperoleh dengan mengeringkan sempurna tanah jenuh secara perlahan-lahan.
DASAR-DASAR ILMU TANAH
1. Ca Jumlah yang besar
2. Mg, S,K Terbesar berikutnya
3. N NO3-
4. P
Mekanisme absorpsi air
1. Absorpsi pasif
2. Perluasan perakaran
3. Absorpsi aktif
Adanya akumulasi garam pada perakaran
Jeluk pengambilan air
Pada umumnya diambil pada jeluk dangkal
Pada daerah kering akar mencari air sp pada zona + 3m
Saat tanaman membutuhkan air
Air
Transpirasi
Layu sementara
Layu permanen
Evapotranspirasi?Air yang diserap
+ air
+ air
tanah
tanahtanah
tanah
DASAR-DASAR ILMU TANAH
Penggunaan air konsumtif
Jumlah kehilangan air oleh evapotranspirasi (ET) + yang terkandung dalam jaringan tanaman
(a) Evapotranspirasi (ET)
(b) Efisiensi penggunaan air
Jumlah kebutuhan air (transpirasi, pertumbuhan, evapotranspirasi,
drainase) untuk menghasilkan unit bahan berat ukuran efisiensi
penggunaan air.
Evapotranspirasi
Kehilangan air dari tanah dan tanaman
DASAR-DASAR ILMU TANAH
5. 19. AERASI TANAH
Dua reaksi biologi paling penting yang melibatkan gas/udara yang
terdapat dalam tanah adalah:
(1) respirasi tanaman tingkat tinggi
(2) proses dekomposisi residu organik oleh mikroorganisme.
Walaupun berbeda dalam beberapa hal, kedua proses tersebut sama-
sama merupakan proses oksidasi komposisi/rangkaian organik. Reaksi
umumnya dapat digambarkan sebagai berikut:
[C] + O2 CO2
KomposisiOrganik
Jadi, setiap proses di atas menggunakan O2 dan menghasilkan CO2.
Masalah aerasi tanah di lapangan
(1) Kelebihan kelembaban
Kondisi air tanah yang jenuh dapat menyebabkan mala-petaka terhadap
tanaman tertentu hanya dalam waktu singkat, terutama tanaman yang
sebelumnya sudah tumbuh pada kondisi aerasi yang baik.
Untuk pencegahan, dibutuhkan pembuangan air yang cepat baik dengan
drainase atau dengan aliran permukaan (run-off) terkendali.
(2) Pertukaran gas
Ketidak-cukupan pertukaran gas antara tanah dengan atmosfer bebas
diatasnya bergantung terutama pada dua faktor yaitu:
(a) kecepatan reaksi biokimia yang mempengaruhi gas tanah.
(b) kecepatan aktual gas bergerak masuk ke- dan keluar dari-
tanah.
Makin cepat penggunakan O2 dan dengan sendirinya pelepasan CO2,
makin besar pula pertukaran pertukaran gas yang dibutuhkan. Faktor-faktor
yang mempengaruhi reaksi biologi ini, seperti temperatur, residu organik,
dll, sangat penting dalam menentukan status udara tanah.
Pertukaran gas a dalam tanah dengan atmosfer difasilitasi oleh faktor
yaitu: (a) aliran masa (mass flow) perbedaan tekanan , dan (b) difusi.
tekanan parsialnya.
Pengkarakteran Aerasi Tanah
Status aerasi tanah dapat dicirikan dalam tiga cara:
DASAR-DASAR ILMU TANAH
(1) kandungan O2 dan gas lainnya dalam atmosfer tanah,
(2) kecepatan difusi O2 (oxygen diffusion rate, ODR),
(3) potensial oksidasi-reduksi (redox)
(1) Oksigen (O2) Tanah
Jumlah O2 dalam tanah ditentukan oleh banyaknya pori berisi udara
dan proporsi dari pori tersebut yang terisi O2. Kedua parameter ini saling
berhubungan, karena apabila jumlah pori berisi udara terbatas, maka
banyaknya O2 yang sedikit dalam ruang tersebut akan cepat dikonsumsi
oleh akar tanaman, dan mikrobia tanah, serta CO2 dilepaskan.
Dalam atmosfer di atas tanah mengandung 21% O2, 0.03% CO2 , dan
hampir 79% N2. Sebagai perbandingan udara tanah mengandung sama
atau sedikit lebih tinggi N2, tetapi mengandung O2 yang selalu lebih rendah
dan CO2 yang lebih tinggi. Kandungan O2 sedikit < 20% pada lapisan
permukaan tanah dengan struktur yang mantap dan banyak pori makronya.
Kandungan O2 akan turun cepat sampai <5% atau bahkan 0% dalam tanah
lapisan bawah (subsoil) yang berdrainase jelek dengan sedikit pori makro.
Terdapat hubungan yang berbalikan antara kandungan O2 dan CO2
dalam udara tanah, yaitu kandungan O2 berkurang bila kandungan CO2
meningkat.
Kandungan CO2 dalam udara tanah larut dalam air tanah membentuk
asam karbonat (H2CO3). Asam ini secara umum berguna, khususnya dalam
hubungannya dengan pH dan kelarutan mineral-mineral tanah.
(2) Kecepatan Difusi Oksigen
Pengukuran status udara tanah yang terbaik, mungkin dinyatakan
dalam kecepatan difusi oksigen (ODR), yang menyatakan/menentukan
kecepatan O2 dapat diganti/diisi ulang apabila telah terpakai oleh respirasi
akar tanaman atau oleh mikroorganisme tanah, atau diganti oleh air.
ODR berkurang seiring dengan kedalaman tanah. Walaupun sampai
menggunakan udara atmosfer bebas dengan kandungan 21% O2, ODR pada
97 cm < dari ½ kali ODR pada 11 cm. Apabila konsentrasi O2 yang
digunakan lebih rendah, maka ODR akan berkurang lebih cepat lagi.
Secara alami beberapa tanaman terpengaruhi oleh ODR yang rendah.
Rumput-rumputan cenderung lebih toleran terhadap ODR rendah daripada
DASAR-DASAR ILMU TANAH
kacang-kacangan (legume). Gula bit dan alfalfa membutuhkan ODR lebih
tinggi daripada cengkih ladino (ladino clover).
(3) Potensial Oksidasi-Reduksi ( Redox ) (Eh)
Jika suatu tanah memilki aerasi baik, maka tanah didominasi oleh
bentuk/keadaan teroksida Fe-ferik (Fe3+), Mn manganik (Mn4+), nitrat (NO3-),
dan sulfat (SO42-). Dalam kondisi tanah berdrainase dan beraerasi buruk,
maka elemen-elemen tersebut didapatkan dalam bentuk tereduksi, yaitu:
Fe-fero (Fe2+), Mn-mangano (Mn2+), amonium (NH4+), dan sulfida (S2-).
Indikasi status oksidasi-reduksi dari suatu sistem (termasuk dalam
tanah) dinyatakan dengan potensial oksidasi-reduksi (redox potential)
(=Eh), yang memberikan pengukuran kecenderungan suatu sistem untuk
mereduksi atau mengoksidasi senyawa kimia, dan umumnya dinyatakan
dalam volts (v) atau milivolts (mv). Jika nilainya positif dan tinggi,
menunjukkan kondisi oksidasi yang kuat. Sebaliknya jika nilainya rendah
dan bahkan negatif, maka elemen-elemen atau senyawa kimia akan
didapatkan dalam bentuk tereduksi.
Aerasi tanah mempunyai pengaruh yang nyata terhadap terdapatnya
unsur-unsur kimia khusus dalam tanah dan tentunya juga berkaitan dengan
ketersediaan dan tingkatan keracunan spesies-spesies kimia tersebut.
Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Aerasi Tanah
Komposisi udara tanah sangat bergantung pada banyaknya pori
udara tersedia, bersama-sama dengan reaksi bio-kimia, dan pertukaran gas.
Porositas total tanah ditentukan oleh BD-nya. Dan itu berhubungan
dengan tekstur dan struktur tanahnya, dan bahan organik tanah.
Konsentrasi O2 dan CO2 dalam udara tanah sangat berhubungan
dengan aktivitas biologi dalam tanah. Komposisi mikrobial dari residu
organik sangat menentukan porsi utama CO2 yang terbentuk. Pemberian
pupuk kandang (manur), residu tanaman, atau lumpur pembuangan kotoran
(sewage sludge) dalam jumlah banyak, khususnya apabila kelembaban dan
temperaturnya optimum, akan merubah komposisi udara tanah.
Pengaruhnya digambarkan pada Figure 4.5.
Pengaruh Aerasi Tanah terhadap Aktivitas Biologi
(1) Pengaruhnya terhadap Aktivitas Tanaman
DASAR-DASAR ILMU TANAH
Tanaman (tingkat tinggi) sangat dipengaruhi oleh aerasi tanah yang
buruk dalam 4 cara, yaitu:
(a) pertumbuhan tanaman, khususnya akar, terhambat. Lihat Tabel
4.3.
(b) penyerapan (absorpsi) nutrien/hara berkurang. Lihat Tabel 4.4.
(c) penyerapan air juga terhambat, dan
(d) pembentukan senyawa anorganik yang meracuni tanaman
umumnya terjadi pada kondisi aerasi yang buruk.
(2) Pengaruhnya terhadap Mikroorganisme
Dalam sebagaian besar tanah. Metabolisme mikrobial sangat
berperan pada respirasi, walaupun ketika tanaman tumbuh dengan
cepat/sehat. Karena respirasi membutuhkan O2 dan melepaskan CO2,
mikroorganisme tanah sangat dipe-ngaruhi oleh aerasi tanah.
Bukti nyata pengaruh aerasi tanah terhadap aktivitas mikrobial
adalah perombakan residu tanaman yang lambat pada daerah rawa
(swampy areas).
Aerasi tanah juga menentukan macam mikroorganisme yang ada
dalam tanah. Jika O2 tersedia, terdapat mikroorga-nisme aerobik yang
menggunakan O2 untuk mengoksidasi bahan organik. Pada kondisi
sebaliknya, mikroorganisme anaerobik menjadi dominan dan akan
mengkonsumsi O2 dalam senyawa-senyawa NO3, Fe2O3, dan SO4, sehingga
menimbulkan bentuk tereduksi dari senyawa tersebut.
Secara umum, kondisi yang menunjang bentuk-bentuk aerobik juga
akan menunjang juga pertumbuhan sebagian besar tanaman.
DASAR-DASAR ILMU TANAH
DASAR-DASAR ILMU TANAH
(3) Pemadatan Tanah dan Aerasi
Semua efek negatif pemadatan tanah tidak disebabkan oleh aerasi
yang buruk. Lapisan-lapisan tanah menjadi begitu padat sehingga
menghambat pertumbuhan akar walaupun jika kandungan O2 nya
mencukupi dan tersedia.
DASAR-DASAR ILMU TANAH
DASAR-DASAR ILMU TANAH
DASAR-DASAR ILMU TANAH
DASAR-DASAR ILMU TANAH
Gambar 5. 25. Skema keseimbangan radiasi pada siang dan malam hari pada musim semi atau awal musim panas di daerah sub-tropis. Kurang lebih separuh dari radiasi sinar matahari mencapai bumi, baik langsung maupun tidak, dari radiasi atas bumi (sky radiation).
DASAR-DASAR ILMU TANAH
5. 20. TEMPERATUR TANAH
Temperatur tanah sangat mempengaruhi proses-proses fisika, kimia,
dan biologi yang terjadi dalam tanah. Dalam tanah yang dingin, kecepatan
proses kimia dan biologi lambat. Dekomposisi biologi mendekati tidak
berubah, sehingga menghambat kecepatan beberapa nutrien seperti N, P, S,
dan Ca menjadi tersedia.
Pertumbuhan terbaik tanaman sangat bervariasi dalam hubungannya
dengan temperatur tanah. Sebagai contoh:
- perkecambahan jagung 7-10oC dan optimumnya ≈ 380C, walaupun ini
bervariasi pada kondisi temperatur udara dan kelembaban tanah yang
berbeda.
- ubi kentang berkembang baik pada temperatur tanah 16-210C.
- Oats juga tumbuh baik pada temperatur tanah 210C, tetapi akar tanaman
ini tumbuh lebih baik jika temperatur tanahnya ≈ 150C.
- Pertumbuhan vegetatif apel dan peach yang optimum tercapai pada
temperatur tanah ≈ 180C, sedang untuk citrus ≈ 250C. Pada daerah
dingin, hasil beberapa sayuran dan tanaman buah-buahan meningkat
dengan penghangatan tanah (Figure 4.10). Siklus hidup tanaman bunga
dan ornamen juga dipengaruhi oleh temperatur tanah. Umbi bunga Tulip
membutuhkan pendinginan untuk pembentukan kuncup bunga di awal
musim dingin, walaupun perkembangan bungannya terhambat sampai
tanah menghangat pada musim semi berikutnya.
Penyerapan dan Kehilangan Energi Matahari
Banyaknya panas yang diserap tanah ditentukan terutama oleh
banyaknya radiasi efektif yang mencapai bumi. Hanya sebagian dari
radiasi solar yang mencapai tanah. Sisanya, sebelum mencapai bumi,
dikembalikan kembali ke atmosfer oleh awan, diserap oleh gas-gas
atmosfer, atau disebarkan ke atmosfer.
Pada daerah arid yang relatif bebas awan, 75% radiasi solar mencapai
bumi/tanah. Sebaliknya, pada daerah humid hanya 35-45% yang mencapai
tanah. Rata-rata umum ≈ 50%.
Temperatur tanah pada daerah lereng yang menghadap ke arah
tertentu juga bervariasi berdasarkan waktu/ musim dan lintangnya.
DASAR-DASAR ILMU TANAH
Apakah suatu tanah dibiarkan terbuka atau ditutupi dengan vegetasi
atau mulsa merupakan faktor lain yang juga menentukan banyaknya
radiasi soalr mencapai tanah. Pengaruh hutan yang rapat/padat juga dapat
diketahui. Tanah-tanah gundul/terbuka akan menghangat dan mendingin
lebih cepat daripada tanah-tanah yang ditutupi vegetasi atau oleh mulsa
tambahan/buatan.
Panas Spesifik Tanah
Faktor lain yang mempengaruhi temperatur tanah adalah panas
spesifik tanah atau kapasitas thermalnya dibandingkan dengan kapasitas
thermal air.
Panas spesifik dinyatakan sebagai perbandingan kuantitas panas
yang dibutuhkan untuk menaikkan temperatur subtansi 10C (dari 150C ke
160C) dengan panas yang dibutuhkan untuk menaikkan temperatur yang
sama dari air. Sifat tanah ini sangat penting dalam mengontrol temperatur
tanah. Penyerap-an sejumlah panas yang diberikan oleh tanah tidak
menjamin kecepatan naiknya temparaturnya. Jika semuanya sama, suatu
tanah dengan panas spesifik tinggi menunjukkan perubahan temperatur
lebih lambat daripada tanah dengan panas spesifik rendah.
Kelembaban merupakan penyangga tanah dari perubahan temperatur
yang cepat. Dalam kondisi lapangan aktual, kandungan lengas tanah
merupakan faktor penentu (daripada faktor lainnya) energi yang dibutuhkan
untuk menaikkan temperatur tanah.
Panas Penguapan
Kelembaban tanah juga merupakan faktor yang penting dalm
menentukan jumlah panas yang digunakan dalam proses evaporasi air
tanah. Penguapan terjadi karena meningkatnya aktivitas molekul air tanah
yang menyerap panas dari sekeli-lingnya. Ini menghasilkan efek
pendinginan, khususnya dipermukaan tanah dimana evaporasi terjadi.
Penguapan 1 g air pada 200C membutuhkan ≈ 40 kalori.
Pergerakan Panas Dalam Tanah
Radiasi solar masuk kedalam profil tanah sebagian besar dengancara
konduksi. Konduksi panas dipengaruhi oleh beberapa faktor, tetapi yang
terpenting adalah kandungan air dalam lapisan tanah (kelengasan tanah).
Panas lebih mudah 150 kali bergerak melalui tanah ke air daripada tanah ke
DASAR-DASAR ILMU TANAH
udara. Jiak kandungan air dalam tanah meningkat, udara berkurang dan
hambatan transfer panas juga berkurang.
Terjadinya perubahan-perubahan hampir selalu lebih kecil dalam
tanah bagian bawah, (subsoil). Di daerah sedang, permukaan tanah
cenderung lebih hangat selama musim panas, dan lebih dingin selama
musim dingin daripada tanah bagian bawah, khususnya horison bawah dari
subsoil.
Pengendalian Temperatur Tanah
Terapat dua macam praktik manajemen tanah yang mempengaruhi
temperatur tanah, yaitu:
(a) yang mempertahankan macam penutup atau mulsa pada tanah, dan
(b) yang mengurangi kelebihan air tanah.
Efek dari keduanya memberikan implikasi biologi yang berarti.
(a) Mulsa dan Pengolahan Tanah.
Temperatur tanah dipengaruhi oleh penutup tanah dan khususnya
oleh residu organik dan mulsa macam lainnya yang ditempatkan pada
permukaan tanah. Efek penggunaan mulsa juga dipelajari terutama yang
dikaitkan dengan praktik pengolahan tanah yang mengikutinya. Praktik
pengolahan tanah telah menyebabkan terakumulasinya hampir semua
residu tanaman di dekat permukaan. Pengaruh dari pengolahan konservasi
terhadap temperatur tanah digambarkan pada Figure 4.17.
Pengendalian Kelengasan Tanah
Tanah berdrainase buruk mempunyai panas spesifik yang tinggi, oleh
karenanya dibutuhkan sejumlah besar energi radiasi untuk menaikkan
temperaturnya di awal musim semi. Dan, karena kelebihan air tidak
berperkolasi melalui tanah yang berdrainase buruk ini, maka harus dibuang
dengan cara pe-nguapan, suatu proses yang mahal dalam pengertian
penggunaan energi.
Seperti halnya terhadap udara tanah, pengaruh pengendalian air
tanah terhadap temperatur tanah juga nyata dimana-mana. Pengaturan air
tampaknya merupakan kunci terhadap praktik pengendalian temperatur
tanah dilakukan dilapangan.
DASAR-DASAR ILMU TANAH
Gambar 5. 27. Pengaruh temperature tanah pada pertumbuhan awal tanaman jagung bagian atas dan akar ketika temperature udara dipertahankan optimum untuk pertumbuhan tanaman. Ternyata, jagung cukup sensitive terhadap perbedaan temperature tanah.
DASAR-DASAR ILMU TANAH
DASAR-DASAR ILMU TANAH
VII. Bahan Organik dan Jasad Hidup (Tanah)
Bahan organik (BO) mempengaruhi sifat fisik (memperbaiki struktur, meningkatkan porositas, memperbaiki hubungan air dan udara), dan kimia tanah (meningkatkan KTK. sumber hara N, P [5-60%], S [80%], B, dan Mo), walaupun terdapat dalam jumlah sedikit.
Umumnya mempengaruhi sedikitnya setengah dari KTK permukaan
tanah, dan bertanggung jawab atas stabilitas agregat tanah melebihi faktor
tunggal lainnya. Disamping itu BO mensuplai energi dan bahan pembentuk
tubuh untuk kebanyakan mikro-organisme.
7. 1. Asal Bahan OrganikTanah
Sumber utama BO adalah jaringan tanaman. Bagian atas, akar
pohon, perdu, rerumputan, dan tanaman asli/asal menyumbang
sejumlah besar residu organik per tahun 1/20 – 1/3 bagian tanaman
tertinggal dalam tanah.
Saat bagian tanaman tersebut di-dekompos dan dicerna oleh
berbagai macam mikro-organisme,mereka menjadi bagian dari/menyatu
dengan horison tanah dibawahnya melalui infiltrasi atau penyatuan fisik.
Jadi jaringan tanaman tingkat tinggi menjadi sumber utama tidak saja
DASAR-DASAR ILMU TANAH
untuk makan berbagai mikroorganisme, tetapi juga sebagai utama BO
yang sangat penting untuk pembentuk-an tanah.
Binatang dianggap sebagai sumber BO kedua. Saat mereka
menyerang jaringan tanaman, mereka menyumbangkan produk
sampingan dan meninggalkan tubuhnya untuk dikmonsumsi.
Hewan-hewan tertentu seperti cacing tanah, kaki seribu (centipedes),
dan semut juga berperanan penting dalam pemindahan residu tanaman.
Komposisi Residu Tanaman
Elemen-elemen C, H, dan O merupakan yang dominan total jaringan
organik dalam tanah, lebih dari 90% berat kering bahan ini
merupakan C, H, dan O. Tetapi, elemen-elemen lainnya berperan
penting dalam nutrisi tanaman dan memenuhi kebutuhan mikro-
organisme.
N, S, P, K, Ca, dan Mg, merupakan hara-hara penting, demikian juga
hara mikro yang dikandung dalam bahan tanaman.
Komposisi yang aktual dalam jaringan tanaman secara umum
digambarkan dalam Fig. 8.2.
o Komposisi umum:
Karbohidrat, tersusun atas C, H, dan O. Kisaran ke-
kompleksan-nya dari gula sederhana s.d selulose.
Lemak (the fats) dan minyak (oils), juga tersusun atas C,
H, dan O, merupakan gliserida dari asam-asam lemak seperti
butirat, stearat, dan oleat; yang berasosiasi dengan berbagai
macam resin dan lebih kompleks dari karbohidrat umumnya.
Lignins, komponen utamanya: C, H, dan O; terdapat
pada jaringan yang tua seperti cabang, batang, dan jaringan
berkayu lainnya. Merupakan susunan yang kompleks, beberapa
memiliki struktur cincin. Tahan terhadap dekomposisi.
Protein mentah (crude protein) merupakan salah satu
dari yang lebih kompleks. Tersusun atas C, H, O, N, dan sejumlah
kecil S, Fe, dan P sebagai pembawa elemen-elemen esensial.
Dekomposisi Senyawa Organik
Kecepatan Dekomposisi
DASAR-DASAR ILMU TANAH
o Kecepatan dekomposisi senyawa organik sangat beragam.
Berikut urutan senyawa organik mulai dari yang paling cepat
terdekompos ke yang paling lambat terdekompos.
Gula, karbohidrat, protein sederhana Protein mentah (crude protein) Hemiselulose Selulose Lignin, lemak, lilin, dsb
Jika jaringan organik diberikan ke tanahterjadi tiga reaksi umum,
yaitu.
o BO utuh oksidasi enzimatik CO2, H2O, energi, dan panas;
[C, 4H] + 2O2 ------------ CO2 + 2H2O + energi oksidasi enzimatik
o Pemecahan senyawa proteinpelepasan N, P, dan S, dan di-
imobilasasi melalui rangkaian reaksi yang unik untuk setiap elemen;
Proteinamida, asam-asam amino terhidrolisaCO2
dan senyawa NH4+ + lainnya
Senyawa NH4+ NO3
- ;
o Perombakan Organik (organik decay) oleh aktivitas
mikroorganisme. Proses perombakan organik berdasarkan waktu
ditunjukkan pada ilustrasi Fig. 8.3. Senyawa yang tahan terhadap aksi
mikrobia dibentuk melalui modifikasi senyawa dalam jaringan
tanaman asalnya, atau melalui sintesis mikrobia.
DASAR-DASAR ILMU TANAH
DASAR-DASAR ILMU TANAH
Proses dekomposisi residu tanaman dan BO tanah pada prinsipnya
merupakan suatu proses penghancuran enzimatik. Proses tersebut
semata-mata merupakan proses pencernaan seperti halnya bahan
tanaman didalam perut hewan. Produk dari aktivitas enzimatik itu
secara umum dibedakan dalam tiga kategori, yaitu:
o energi yang dibebaskan sebagai panas,
o hasil akhir sederhana seperti CO2, H2O, dan elemen lain ke
dalam larutan tanah atau atmosfer,
o humus
Bakteri dan fungi merupakan pendekompos residu organik paling
aktif, dibantu oleh actinomycetes, beberapa algae, cacing tanah,
serangga, dan cacing benang, serta nematoda. Bakteri lebih aktif
dibandingkan fungi dalam mendekompos jaringan tanaman.
Bakteri dan fungi bekerja optimal dalam tanah lembab pada
temperatur 35oC, dan pH tanah mendekati netral.
Fungi toleran terhadap kondisi asam (pH<5.5) dan kekeringan.
7. 2. Energi BO Tanah
Mikro-organisme tidak hanya membutuhkan substansi (bahan) untuk
sintesis jaringannya, tapi juga energi yang keduanya diperoleh dari BO
tanah.
BO mengandung energi potensial yang sebagian besar siap ditransfer
ke dalam bentuk latent atau dibebaskan sebagai panas.
7. 3. Produk Dekomposisi Sederhana
Produk sederhana yang umum dihasilkan dari aktivitas mikro-organisme tanah adalah:o C CO2, CO3
2-, HCO3-, CH4, C-elemen
o N NH4+, NO2
-, NO3-, dan gas N
o S S, H2S, SO32-, SO4
2-, CS2
o P H2PO4-, HPO4
2-
o Lainnya H2O, O2, H2, H+, OH-, Ca2+, Mg2+, dll.
DASAR-DASAR ILMU TANAH
7. 4. Siklus C
C merupakan bahan umum penyusun BO dan terkait dengan semua
proses kehidupan yang esensial.
Transformasi elemen C dalam Siklus C dalam kenyataan-nya
merupakan siklus hidup (biocycle) yang memungkin-kan kelangsungan
hidup di bumi. (lihat Fig. 8.4.).
Pelepasan CO 2. melalui proses fotosintesis.
o CO2 diassimilasi oleh tumbuhan tingkat tinggi dan di-
konversikan menjadi berbagai macam senyawa organik.
DASAR-DASAR ILMU TANAH
o Saat senyawa organik masuk ke tanah sebagai residu tanaman
dicerna (digest) oleh (aktivitas) mikrobia dan CO2 dilepas. Pada
kondisi optimum, dihasilkan > 100 kg/ha/hari CO2. Secara umum
sekitar 25-30 kg/ha/hari.
o Sejumlah kecil CO2 bereaksi dengan tanah menghasilkan H2CO3
dan [Ca, K, Mg, dll]-CO3, [Ca, K, Mg, dll]-HCO3.
Produk C Lainnya
o Sejumlah kecil C-elemen didapatkan dalam tanah;
DASAR-DASAR ILMU TANAH
o Pada kondisi anaerobic dihasilkan CH4 (methan) dan CS2
(carbon bisulfid) dalam jumlah sedikit.
Tampak jelas bahwa siklus-C tidak hanya memasukkan tanah beserta jasad hidup (flora dan fauna-nya) di dalam-nya, dan tumbuhan tingkat tinggi dalam setiap deskripsinya, tetapi juga hidup hewan, dan manusia. Kegagalan dalam berfungsi secara tepat dapat berarti bencana untuk semuanya. Hal tersebut juga merupakan siklus energi siklus kehidupan.
7. 5. Bahan Organik Aktif
Manfaat yang diberiukan oleh BO sebenarnya berasal atau pengaruh
dari BO-aktif, yaitu merupakan BO yang sedang mengalami dekomposisi
lanjut.
Jika hanya residu humus yang tertinggal (terdekomposi lambat)
pelepasan hara lambat.
BO yang sedikit terdekompos menghasilkan sedikit gums
(polisakarida, tersusun atas rangkain gula yang panjang), yang
menyemen mineral tanah menjadi agregat yang stabil memperbaiki
struktur tanah dan pertumbuhan tanaman.
Kebanyakan tanah dengan pengolahan terus menerus kehilangan BO
≈ 2%/thn, tetapi pemilihan pertanaman yang tepat seperti rumputan,
alfalfa, dan clovers, dapat menambah BO.
Pelepasan N dari BO tiga kelas tekstur tanah selama musim tanam.
% BO tanahPelepasan N (lb/acre)Sandy Loam Silt Loam Clay Loam
1 50 20 152 100 45 403 - 68 454 - 90 755 - 110 90
7. 6. Residu Tanaman % Erosi Tanah, Penggunaan Air, dan Insulasi
Penambahan residu tanaman (dan/mulsa) pada atau di dekat
permukaan tanah dapat mengurangi erosi tanah Pengelolaan mulsa
(= mulch tillage) sering diapli-kasikan pada hamparan pasiran dimana
angin dan air merupakan penyebab erosi ekstensif.
Mulsa sebagai insulator, menahan gerakan panas antara atmosfer
dan tanah:
o Pada musim panas menguntungkan perakaran tanaman,
tetapi di daerah dingin melambatkan pemanasan tanah pada musim
semi.
DASAR-DASAR ILMU TANAH
o Di daerah dingin, residu tanaman di permukaan tanah
dikurangi (tapi cukup untuk mengontrol erosi), me-nyebabkan
kecepatan pemanasan pada musim semi, maksimum.
Apapun masalahnya, baik erosi atau temperatur tanah, yang paling
serius harus ditanggulangi lebih dulu, tetapi tidak ada yang diabaikan.
7. 7. Ekses Residu Tanaman
Pembakaran residu tanaman merupakan praktik yang umum, tetapi
sebenarnya bukan merupakan solusi yang diharapkan. Pembakaran
residu tanaman merugikan karena:
o Mengurangi BO yang melindungi tanah dari erosi,
o Abu yang mengandung nutrisi tanaman potensial dapat hilang
karena erosi angin atau air,
o Kebanyakan nutrisi di abu dalam bentuk mudah larut dan
mudah tercuci melalui tanah, dan
o BO yang dekomposisinya menghasilkan gums untuk
menyemen tanah ke dalam agregat, hilang terbakar.
Pengaruh BO pada Sifat Tanah
Efeknya terhadap warna tanah coklat – hitam.
Pengaruhnya pada sifat fisik tanah:
o Meningkatkan granulasi
o Mengurangi plastisitas, kohesi, dll
o Menigkatkan kapasitas menahan air
Memiliki KTK yang tinggi:
o 20-30 x lebih besar daripada koloid mineral (berdasar-kan
berat),
o menyumbang 30-90% daya absorpsi tanah mineral.
Suplai dan ketersediaan Hara:
o Adanya kation yang mudah diganti,
o N, P, S, dan hara mikro diikat/ditahan dalam bentuk organik,
o Humus melepaskan elemen dari mineral-mineral.
DASAR-DASAR ILMU TANAH
Rasio C/N
C merupakan komponen BO yang relatif dalam jumlah besar dan
proporsi tertentu. Sedangkan N merupakan hara yang konsentrasinya
sering mengontrol kecepatan dekomposisi BO (karena N digunakan
untuk membentuk protein dalam populasi bakteri dan fungi).
Kandungan N dalam mikro-organisme dan BO dinyatakan dalam
proporsinya terhadap kandungan C, dan disebut nisbah C/N.
Kenyataan bahwa C/N rasio tanah cukup konstan (10:1 - 12:1, tapi
kisarannya mulai 8:1 s.d 15:1), memberikan arti penting dalam
mengontrol:
o Ketersediaan N,
o Total BO, dan kecepatan perobakan organik,
o Pengembangan model pengelolaan tanah yang me-nyeluruh .
C/N BO tanah penting untuk dua alasan utama yaitu:
o Kompetisi antara mikro-organisme terhadap keterse-diaan N
akibat penambahan residu dengan nisbah C/N tinggi ke dalam tanah;
dan
o Karena rasio ini relatif konstan dalam tanah, pemeliharaan C -
dan juga BO tanah- sangat bergantung pada kandungan N tanah.
Beberapa contoh nisbah C/N BO.
BO Nisbah C/NBakteria 4:1; 5:1
Fungi 9:1Humus tanah terolah di daerah hangat
11:1
Legume mature (alfalfa atau clover) 20:1Sampah hutan 30:1Jerami, batang jagung 90:1
Serbuk gergaji 250:1
Banyaknya mikro-organisme terbatas jika N tersedia tidak mencukupi.
Bakteria membutuhkan 1 kg N untuk setiap 4-5 kg C pengguna N yang
berat.
Jika jerami dengan C/N 90:1 ditambahkan ke dalam tanah dengan N
rendah, banyaknya bakteria akan me-ningkat lambat karena
keterbatasan N. Jerami akan terdekompos lambat karena rendahnya
hara makanan untuk mikro-organisme perombak.
DASAR-DASAR ILMU TANAH
Proses perombakan ini dapat dipercepat dengan menambahkan
pupuk N untuk mensuplai kebutuhan mikroorganisme dan kebutuhan
tanaman.
Pada kondisi BO dengan C/N tinggi di tambahkan ke dalam tanah
merugikan tanamantanaman akan kahat N, karena mikroorganisme
menggunaan N dari tanah untuk menyusun tubuhnya.
DASAR-DASAR ILMU TANAH
Akibat dekomposisi:
o Bahan terdekompos cepat hilang,
o Bahan yang terdekompos lambat tinggal
Jika sebagian bakteri dan fungi mati tubuhnya memiliki kandungan
N tinggi didekompos oleh mikro-organisme lain menghasilkan CO2
dan N kedalam la-rutan tanah. N yang dibebaskan ini tersedia untuk
pertumbuhan tanaman.
Perubahan C/N berkorelasi dengan:
o Curah hujan
o Suhu
o C/N dalam jasad sendiri.
Jika pupuk hijau (C/N 20/1-30/1) dan pupuk kandang (C/N 90/1)
ditambahkan ke dalam tanah, maka terjadi:
o Penurunan C/N tumbuhan dan pupuk kandang,
o Penyesuaian C/N organisme (C/N meningkat),
o Pengambilan N dari dalam tanah (immobilisasi) N digunakan
mikrobia,
o Terjadi persaingan antara N tanaman dan mikrobia tanaman
layu.
DASAR-DASAR ILMU TANAH
Sebaliknya, jika nitrifikasi baik C/N rendah
Pada saat immobilisasi terjadi sampai humifikasi selesai NO3
rendah,
Setelah N tidak di-imobilisasi NO3 tinggi C/N rendah.
DASAR-DASAR ILMU TANAH
VIII. PUPUK DAN PEMUPUKAN
8. 1. Pendahuluan
Walaupun penggunaan kotoran hewan (sebagai pupuk kandang) pada
lahan pertanian merupakan praktik yang sudah umum dilaksanakan,
garam-garam mineral sudah digunakan secara sistematik dan meluas
untuk meningkatkan pertumbuhan tanaman, lebih dari 100 tahun.
Sekarang sudah merupakan kebutuhan ekonomik pada hampir semua
lahan.
Semua garam anorganik, seperti amonium-nitrat, ataupun
senyawa/substansi organik, seperti lumpur-manure (sewage sludge),
yang dibeli dan diaplikasikan pada lahan untuk meningkatkan
pertumbuhan tanaman, dianggap sebagai pupuk komersiil.
Terdapat 14 elemen nutrisi esensiil, yang diperoleh oleh tanaman dari
tanah. Dua diantaranya, Mg dan Ca,diaplikasikan sebagai kapur. Meski
umumnya tidak dianggap sebagai pupuk, kapur memberikan efek nutrisi
yang nyata.
Belerang terdapat pada beberapa pupuk komersiil, dan pengaruhnya
dianggap penting, khususnya di daerah tertentu.
Hal itu menyisakan 3 elemen selain hara mikro, -N, P, dan K. Dan
karena ketiganya sangat umum diaplikasikan dalam pupuk komersiil,
mereka sering diacu sebagai elemen-elemen pupuk.
8. 2. Tiga Grup Pupuk
1. Pupuk Pembawa N
a. Kelompok Organik-N
Termasuk biji kapas, guano, kotoran ikan, gambut beramonia, dan
kotoran ternak, dll.,
Kandungan N rendah,
Perlu biaya tinggi per unit N yang diaplikasikan,
mensuplai < 2% dari total N yang diberikan sebagai pupuk komersiil,
beberapa digunakan sebagai pupuk khusus untuk rumput halaman,
kebun bunga, dan tanaman pot,
N dilepas secara lambat (sedikit demi sedikit) oleh aksi mikrobiologi,
Membantu menyediakan suplai N kontinyu,
DASAR-DASAR ILMU TANAH
b. Kelompok Anorganik-N
Banyak pembawa anorganik digunakan untuk mensuplai N dalam
pupuk campur (mixed fertilizers),
Kisaran kandungan N, dari 3% dalam superfosfat beramonia s.d. 82%
dalam Anhydrous ammonia, (lihat Tabel 18.1),
Proses sintesis pupuk N membutuhkan energi sangat tinggi, > 80%
dari energi yang dibutuhkan untuk memproduksi pupuk.
Amonia
Mungkin merupakan proses sintetik terpenting, yaitu gas amonia
dibentuk dari elemen H dan N.
o N2 + 3 H2 2 NH3
o Proses tsb membutuhkan temperatur dan tekanan tinggi, serta
energi yang banyak,
o H berasal dari gas alam, dan N berasal dari atmosfer,
o Reaksi tsb menghasilkan senyawa (dalam Tabel 18.1) dengan
harga unit N paling murah.
DASAR-DASAR ILMU TANAH
Amonia digunakan dalam pembentukan senyawa sintetik lainnya,
paling tidak dalam 3 cara:
o Pertama, dicairkan dibawah tekanan, menghasilkan anhydrous
ammonia, yang sebagian besar digunakan sebagai bahan untuk
penggunaan langsung,
o Kedua, gas amonia, dilarutkan dalam air menghasilkan NH4OH,
yang sering digunakan tersendiri (amonia cair), tetapi lebih sering
digunakan sebagai solven pembawa N, seperti Urea, kini,banyak
digunakan,
o Ketiga, penggunaan gas amonia dalam pembuatan pupuk N
anorganik lainnya.
Amonium Sulfat:
o N-nya lebih mahal dari bentuk cairnya dan urea,
o digunakan pada tanah yang di kapur, karena pengaruh
keasaman dari residunya.
Na- dan NH4-Nitrat:
o Oksidasi amonia asam nitrat, digunakan untuk pembuatan
NH4- dan Na- Nitrat,
DASAR-DASAR ILMU TANAH
o Biaya per unit N dari Na- Nitrat cukup mahal, dianggap
sebagai sumber N yang minor.
Urea:
o Dalam tanah mudah terhidrolisis membentuk (NH4)2CO3:
CO(NH2)2 + H2O (NH4)2CO3 , yang ideal untuk nitrifikasi.
Khususnya jika terdapat banyak basa-basa dapat ditukar,
o Produk akhirnya dalam bentuk ion NH4+ dan NO3
- untuk diserap
tanaman,
o (NH4)2CO3 tidak stabil pada pH > 7, melepas gas amonia ke
atmosfer,
o Konsekuensinya lebih baik meberikan urea ke dalam tanah
daripada memberikannya pada permukaan tanah, khususnya bila
tanahnya alkalin.
Amonium-Fosfat:
o Merupakan pupuk pembawa N dan P yang paling penting,
o Dibuat dari asam fosfat dan amonia (Fig. 18.2.),
Pembawa N-sintetik lainnya:
o Nitrofosfat, dibuat dengan pengasaman (acidulating) batuan
fosfat dengan nitrat.
Pembawa N Melepas-lambat:
o Pupuk N yang ketersediaanya terlalu siap kurang meng-
untungkan, karena menjadi tidak tersedia untuk waktu yang lama,
DASAR-DASAR ILMU TANAH
o Dibuat bahan yang memenuhi persyaratan melepas N-lambat:
Kompleks urea-formaldehid (ureaform),
Crotonylidene diurea (CDU),
Isobutylidene urea (IBDU),
Mg-NH4-fosfat juga merupakan sumber N melepas lambat,
Kecepatan melepas N, bergantung terutama pada ukuran
partikelnya,
Kesulitannya, adalah biayanya mahal.
Lapisan bahan-bahan lilin, parafin, resin acrylic, dan elemen S
merupakan bahan yang melambatkan kelarutannya dan
melindungi dari “serangan” mikrobia, mekanismenya dengan
melambatkan masuknya kelembaban kedalam granul, dan
menahan keluarnya larutan N.
DASAR-DASAR ILMU TANAH
Penghambat Nitrifikasi,
o Banyak dikembangkan bahan-bahan/senyawa yang mampu
menahan proses nitrifikasi,
o Fungsinya adalah mempertahankan N dalam bentuk NH4
sehingga melambatkan kemungkinan hilangnya N oleh pencucian
dan denitrifikasi,
o Bahan/senyawa tsb dicampur dengan pupuk N, atau diaplikasi
sebagai pelapis permukaan pada pelet.
2. Bahan Pupuk Fosfatik
Sumber utamanya adalah batuan fosfat. Komponen esensiilnya
adalah mineral apatit, Ca3(PO4)2•CaX, dimana X mungkin F, OH, Cl, dll.,
Klasifikasi pupuk Fosfat:
o Larut dalam air, -Ca(H2PO4)2; NH4H2PO4; K-fosfat
o Larut dalam sitrat, - CaHPO4,
o Tidak larut, -batuan fosfat, Ca3(PO4)2•CaX (tak tersedia).
Pupuk fosforus dicirikan dengan kandungan ketersediaan fosfat yang
dinyatakan dalam %-P2O5 bukan elemen P,
DASAR-DASAR ILMU TANAH
Superfosfat:
o Kualitas yang biasa mengandung 16-21% P2O5, dibuat dari batuan
fosfat dengan H2SO4 dalam jumlah yang sesuai,
o Reaksi yang terjadi dalam proses pembuatannya,
Ca3(PO4)2 + 2H2SO4 Ca(H2PO4)2 + 2CaSO4 + bahan(insoluble) (water soluble) tak murni
o Juga sering terbentuk CaHPO4 (asam fosfat larut dalam sitrat), karena
banyaknya asam yang ditambahkan tidak mampu menyelesaikan
reaksi,
Triple superfosfat:
DASAR-DASAR ILMU TANAH
o Mengandung 40-47% P2O5 tersedia (17-21% P). lebih banyak
P dan tanpa gypsum dibandingkan dengan superfosfat biasa,
o Dibuat dari sintesis batuan fosfat berkualitas tinggi de-ngan
asam fosfat,
Ca3(PO4)2 + 4H3PO4 3 Ca(H2PO4)2 + bahan tak murni
(insoluble) (water soluble)
Amonium Fosfat:
o Paling banyak digunakan di USA,
o Diamonium fosfat mengandung s.d. 21% N dan 53% P2O5 (23% P),
o Diamonium fosfat dibuat dengan mereaksikan asam fosfat (dari
batuan fosfat) dengan amonia:
Ca3(PO4)2 + H2SO4 H3PO4 + 3 CaSO4
H3PO4 + 2NH3 (NH4)2HPO4
o Bahan lain yang mengandung amonium fosfat adalah ammophos,
terutama monoammonium fosfat (11% N, dan 48% fosfat), dan
superfosfat beramonia (3-4% N dan 16-18% fosfat).
Batuan Fosfat:
o Harus digerus halus karena sifat ketidak-larutannya,
o Ketersediaannya sangat meningkat dengan adanya Bo
yang melapuk,urutan kerterlarutan senyawa fosfat adalah:
Amonium fosfat dan superfosfat, basic slag, tulang, dan batuan
fosfat,
o Batuan fosfat yang halus sangat efektif bila ditambahkan
pada tanah asam dan tanah yang kaya BO,
o Karena kelarutannya yang rendah, selalu digunakan
sebagai sumber pembuatan senyawa-senyawa lain yang mudah larut.
Fosfat Analisis-tinggi (High-Ananlysis Phosphate):
o Terdapat dua pupuk fosfat analisis-tinggi, Ca-metafosfat
[Ca(PO3)2] denga 62-63% P2O5 tersedia, dan asam-superfosfat, denga
76% P2O5
o [Ca(PO3)2] sering disebut meta-fos, dibuat dari batuan
fosfat atau batuan kapur dicampur dengan fosforus pentaoksida,
DASAR-DASAR ILMU TANAH
o biaya produksinya sangat tinggi, mungkin tidak
dikomersiailkan,
o Asam-superfosfat, produk sintetik baru dan merupakan
bahan dengan kandungan P2O5 tertinggi. Dibuat dari campuran dari
orthofosfat, pyrofosfat, dan asam poly-fosforic lainnya. Senyawa cair
ini digunakan untuk membuat pupuk campur cair, atau membuat
superfosfat analisis-tinggi (54% P2O5)
Nitro-fosfat:
o Merupakan suatu proses penting dalam pembuatan
pupuk yang menggunakan asam nitrat, bukan asam sulfat atau asam
fosfat untuk menambah kelarutan batuan fosfat,
o Produk dari proses ini disebut nitrofosfat, rekasinya:
Ca3(PO4)2 + 4 H2NO3 Ca(H2PO4)2 + 2 (CaNO3)2
Ca3(PO4)2 + 6 HNO3 2 H3PO4 + 3 Ca(NO3)2
o Ca(NO3)2 selanjutnya dirubah menjadi NH4NO3 dengan
interaksi dengan amonia dan CO2:
Ca(NO3)2 + 2 NH3 CO2 + H2O 2 NH4NO3 + CaCO3
3. Pupuk Kalium
DASAR-DASAR ILMU TANAH
K diperoleh terutama dengan menambang dibawah hamparan
garam,
Semua garam K yang digunakan sebagai pupuk adalah larut dalam
air, dan karenanya di anggap sebagai pupuk yang siap tersedia,
Tidak seperti halnya garam-garam N, pupuk K walaupun digunakan
dalam jumlah besar, memberikan sedikit atau tanpa pengaruh pada pH
tanah.
K-Mg sulfat, walaupun rendah kandungan K-nya, digunakan untuk
daerah-daerah dengan Mg-rendah. Karena ketersediaan Mg dalam
material ini; tampak lebih diharapkan sebagai sumber Mg daripada salah
satu dari batuan kapur (Dolomitik atau Dolomite).
4. Pupuk Campur(an)
Telah lama petani menggunakan bahan yang mengan-dung lebih dari
dua elemen, dan umumnya mengandung ketiganya dalam perbandingan
jumlah yang diharapkan untuk memenuhi kebutuhan elemen hara,
Larutan amonia, TSP, K-nitrat, dan pupuk organik mungkin diberikan
jika pemupukan lengkap diharapkan.
5. Pengaruh Pemupukan Campur pada pH Tanah
Pupuk pembentuk asam:
o Pupuk yang lengkap cenderung membentuk residu asam dalam
tanah. Ini karena efek dari bahan pembawa N yang mensuplai
amonia, atau membentuk amonia saat diberikan ke tanah
nitrifikasi.
o Oksidasi senyawa amonium meningkatkan keasaman:
NH4+ +2 O2 2 H+ + NO3
- + H2O
o Urea yang terhidrolisis juga akan melepaskan amonium, yang
potensial sebagai sumber keasaman,
o Pupuk P dan K memiliki sedikit pengaruh pada keasaman tanah
kecuali jika mengandung N,
o Perlu diketahui bahwa beberapa bahan mengandung elemen
ditambahkan untuk meningkatkan keasaman tanah, misalnya S
dalam Fe- atau Al- SO4.
Pupuk bukan pembentuk asam:
DASAR-DASAR ILMU TANAH
o Penambahan batuan kapur dolomit dalam pupuk N pembentuk asam,
sebagai campuran.
Tetapi, secara ekonomi lebih disukai untuk menggunakan pupuk pembentuk
keasaman terpisah de-ngan penggunaan kapur dalam jumlah banyak.
6. Metod Pengaplikasian Pupuk Padat
Disebar secara random padang/taman rumput
Dibenam dengan kedalaman dan jarak tertentu:
o diantara baris tanaman, atau di antara gulutan/bukit tanah,
o di sekitar individu tanaman.
o
DASAR-DASAR ILMU TANAH
7. Aplikasi Pupuk Cair
Aplikasi langsung ke tanah, menggunakan alat tertentu,
Aplikasi dalam air irigasi,
Disemprotkan melalui daun.
DASAR-DASAR ILMU TANAH
8. Faktor-faktor yang mempengaruhi macam dan jumlah aplikasi
pupuk
Macam tanamannya:
o Nilai ekonominya
o Penghilangan hara
o Kemampuan penyerapan
Kondisi kimia tanah berkaitan dengan:
o Total kandungan hara
o Kandungan hara tersedia
Status fisik tanah berkaitan dengan:efek tak langsung
o Kandungan lengas tanah
o Penghawaan (aerasi)
B.3 Pengelolaan Pupuk & Upaya Meningkatkan Efisiensinya
1. Konsep Pemupukan Berimbang
Pelandaian produktivitas dapat disebakan oleh kemundur-an
kesehatan tanah baik fisik, kimia, maupun biologi akibat pengelolaan
yang kurang tepat.
Penggenangan lahan terus-menerus (penanaman padi intensif)
menyebabkan beberapa unsur hara kurang tersedia (K, S, Cu, dan Zn),
menimbulkan gejala kekahatan hara dan gangguan fisiologi, tanaman
rentan hama/penyakit dan efisiensi pupuk menurun.
Upaya untuk mengatasi gejala tsb adalah dengan perbaik-an
kesehatan tanah melalui perbaikan pengelolaan dan tata air diantaranya
rotasi tanaman dengan palawija.
Rotasi tanaman bertujuan untuk memberi aerasi tanah,
membuang sulfida-sulfida, besi dan mangan berlebihan, serta asam-
asam organik yang bersifat meracun bagi tanaman.
Konsep pemupukan berimbang seharusnya diartikan sebagai
pemberian pupuk/hara sesuai kebutuhan tanaman baik jumlah maupun
jenisnya, pada waktu dan cara yang tepat, yang didasarkan pada sifat
tanah, status hara tanah dan kemampuan tanah menyediakan hara,
serta cara pengelolaan yang tepat yang memungkinkan serapan hara
secara optimal tanpa merusak sumber daya tanah.
DASAR-DASAR ILMU TANAH
2. Pengelolaan Hara Terpadu
Tanah merupakan system hidup yang mampu mengolah pupuk
anorganik yang diberikan menjadi bentuk tersedia atau tidak tersedia
bagi tanaman,
Kunci proses tsb adalah BO tanah yang berperanan sebagai
penyangga biologi, kimia, dan fisika tanah yang mampu menyediakan
hara untuk tanaman dalam jumlah berimbang,
BO memegang peranan penting dalam mempertahankan
produktivitas tanah secara berkelanjutan.
Pengelolaan hara terpadu terdiri dari pupuk anorganik dan pupuk
organik apapun sumbernya disertai dengan pengelolaan tanah dan tata
air (missal: pengolahan dalam, drainase, rotasi tanaman) pada suatu
lahan, merupakan kunci utama untuk menghilangkan pelandaian
produktivitas dan mencapai produksitinggi berkelanjutan.
Pupuk anorganik diberikan dengan jenis, takaran, cara, dan waktu
yang tepat, sesuai kebutuhan tanaman berdasarkan uji tanah (dan
tanaman).
(Fertilzer Annex)
DASAR-DASAR ILMU TANAH
IX. PENCEMARAN TANAH
9. 1. Pendahuluan
Secara ringkas pencemaran tanah dapat dicirikan sebagai tidak
berfungsinya tanah sebagai komponen lingkungan yang disebabkan oleh
masuknya senyawa-senyawa asing yang dihasilkan karena aktivitas
manusia. Pencemaran dapat terjadi misalnya dari pembuangan limbah
rumah tangga, limbah industri, penggunaan bahan pupuk buatan dan
pestisida secara berlebihan.
Untuk menjaga ekosistem tanah sebagai akibat pencemaran, perlu
diketahui suatu pengertian umum mengenai senyawa pencemar,
perangainya dalam tanah, cara-cara mengendalikannya, cara
menghancurkan atau menghilangkan sifat keaktivannya, dan sebagainya.
9. 2. Bahan-Bahan Pencemar
Terjadinya pencemaran yang banyak terdapat di sekitar kita dan
sangat mempengaruhi ekologi tanah, berdasarkan jenis bahan
pencemarnya, dapat dikelompokkan sebagai berikut:
1. Bahan pestisida yang sebagian besar dipakai dalam usaha pertanian
dan semuanya mencapai tanah;
2. Bahan pencemar anorganik seperti Hg, Cd, dan Pb yang ditemukan
dalam tingkat beracun dalam rantai bahan pangan;
3. Bahan pencemar organik, seperti yang dihasilkan dari kandang ternak
dan industri makanan;
4. Bahan pencemar garam;
5. Bahan pencemar radionuklida.
1. Bahan Pestisida
Penggunaan pestisida telah lama dikenal, misalnya orang-orang
Yunani pada tahun ±400 SM telah me nggunakan serbuk belerang untuk
mengendalikan suatu penyakit tanaman. Penggunaan bubur Bordeaux
(campuran kapur dan CuSO4), larutan senyawa arsenik, dan sebagainya
telah digunakan hampir satu abad yang lalu.
Dengan majunya teknologi kimia, pada tahun 1939 diketemukan DDT
sebagai pemberantas serangga (insektisida) dan tahun 1942 diketemukan
2,4 D yang mematikan gulma dan penemuan ini merupakan awal dari
DASAR-DASAR ILMU TANAH
revolusi kimia di bidang pertanian dan semenjak itu telah dibuat bahan
pestisida secara besar-besaran di negara-negara maju. Pada tahun 1970
lebih dari 500 juta kg pestisida digunakan di Amerika dan kurang lebih 50%
digunakan dalam bidang pertanian. Telah dibuat sekitar 900 macam
senyawa kimia sebagai bahan pokok untuk pembuatan pestisida dan dari
bahan pokok tersebut telah dibuat 60.000 macam ramuan untuk
mengendalikan hama.
9. 3. Keuntungan Bahan Pestisida
1. Tertolongnya berjuta-juta manusia dari demam kuning, malaria, dan
penyakit lain yang disebabkan oleh insektisida.
2. Terlindungnya tanaman dan ternak dari gangguan berbagai macam
hama.
3. Pengendalian gulma secara kimia, merupakan cara pemberantasan
gulma yang biasanya dilakukan secara mekanis dengan tenaga manusia.
4. Melindungi bahan pangan selama perjalanan dari tempat dihasilkan
melalui proses penyiapan. Pemasaran, sampai akhirnya di meja makan.
9. 4. Problem dan Bahaya Pemakaian Pestisida
Ada 4 problem utama:
1. Pemakaian pestisida yang terus menerus menyebabkan beberapa
organisme hama, terutama serangga mempunyai kemampuan menjadi
kebal terhadap bahan kimia.
2. Beberapa pestisida tidak segera dapat dihancurkan secara biologik,
dan cenderung untuk tetap aktif dalam waktu yang lama. Hal demikian
bila ditinjau dari segi pemberantasan hama bersifat menguntungkan,
tapi di sisi lain bersifat merugikan karena kemungkinan akan turut
bergerak dengan rantai lingkungan.
3. Kemungkinan terjadinya efek merusak/mematikan terhadap
organisme yang bukan tujuannya.
4. Kemungkinan terjadinya penimbunan dalam tubuh organisme dan
dengan jalan ini akan membahayakan rantai makanan.
9. 5. Macam Pestisida
Pestisida pada umumnya diklasifikasikan berdasarkan kelompok
pengganggu yang dituju, yaitu:
1. Insektisida: untuk membunuh serangga;
DASAR-DASAR ILMU TANAH
2. Fungisida: untuk membunuh fungi;
3. Herbisida: untuk membunuh herba;
4. Rodentisida: untuk membunuh tikus;
5. Nematosida: untuk membunuh cacaing.
Yang banyak dipakai dalam pertanian adalah pestisida no.1 s/d 3 dan
oleh karena itu sering mencemari tanah.
9. 6. Perangai Pestisida dalam Tanah
Setelah pestisida masuk ke dalam tanah, ada 5 kemungkinan yang
terjadi pada pestisida tersebut, yaitu:
1. Bahan itu dapat hilang dan menguap ke atmosfer, tanpa mengalami
perubahan kimia, contoh: DDT, dieldrin, aldrin, diazinon, paration, dsb.
2. Bahan itu dapat diserap oleh tanah, umumnya merupakan senyawa
yang mempunyai gugusan: -OH, NH2, NHR, COONH2, -COOHR, dan R3N+.
3. Bahan itu dapat bergerak ke bawah melalui tanah, dalam bentuk
cairan atau larutan dan hilang bersama air cucian.
4. Bahan itu dapat bereaksi secara kimia di dalam atau pada permukaan
partikel tanah.
5. Bahan itu dapat dihancurkan oleh mikrobia tertentu.
9. 7. Pengaruh Pestisida terhadap Jasad Tanah
Walaupun tujuan pestisida adalah untuk membunuh suatu organisme
tanah tertentu tapi kenyataanya pestisida tersebut akan membunuh
organisme-organisme tanah lainnya. Hal demikian menyebabkan terjadinya
kegoncangan keseimbangan ekologi dalam tanah. Dari mikrobia tanah,
berdasarkan pengamatan yang telah dilakukan oleh para ahli, tampaknya
nematoda, bakteri dan fungi yang paling banyak terkena.
9. 8. Pencemaran oleh Senyawa Anorganik
Akhir-akhir ini perhatian banyak ditujukan kepada pencemaran yang disebabkan oleh senyawa-senyawa anorganik, yaitu senyawa-senyawa yang mengandung Hg, Cd, Pb, As, Ni, Cu, Zn, Mn, F, dan B. Bahan-bahan tersebut sangat beracun bagi manusia dan binatang.
Cd dan As: sangat beracun;
Hg, Pb, Ni, F: tingkat keracunannya sedang;
B, Cu, Mn, dan Zn: tingkat keracunannya rendah.
DASAR-DASAR ILMU TANAH
9. 9. Menghindari dan Menghilangkan Pencemaran Senyawa
Anorganik
Ada dua cara:
1. Menghilangkan atau secara drastis menurunkan penambahan bahan
beracun ke dalam tanah (misalkan dengan dibuatnya peraturan-
peraturan)
2. Mengelola tanah dan tanaman sedemikian rupa hingga peredaran
bahan-bahan beracun untuk selanjutnya dapat dihindarkan (misalnya
menurunkan sifat mobil unsure-unsur beracun dengan pemberian kapur
atau tanah dikeringkan hingga terbentuk oksida-oksidanya).
Kegunaan beberapa Unsur dan Sumber Pencemarnya
Bahan Kegunaan utama: Sumber Pencemar
As Obat-obatan, pestisida, cat Pestisida
B Detergen, gelas, pupuk, bahan additif pada bensin
Pembakaran bensin, air irigasi
Cd Campuran logam Kotoran pupuk
Cu Kawat listrik, uang logam, pipa, campuran logam
Buangan pabrik, bahan-bahan fungisida
F Bahan sprayer, pupuk, pestisida Pupuk, pestisida, pencemar udara
Pb Additif pada bensin, baterai akkumulator
Pembakaran bensin bertimah, pestisida
Mn Ferromangan, batu baterai, pupuk Bocoran tambang, pembuangan baterai
Hg Bahan untuk penutup lubang gigi, obat-obatan, lampu fluorescence
Fungisida, penguapan Hg
Ni Baja tak berkarat, campuran logam, additif pada bensin
Pupuk, pembakaran bensin
Zn Campuran logam, logam kuningan, cat, kosmetik
Buangan industri, pupuk, pestisida
Sumber Bahan Pencemar Anorganik
Pembakaran batu bara dan bensin beradditif pencemaran Pb
Penggunaan detergen dan pupuk pencemaran B
Pupuk superfosfat pencemaran Cd, Cu, Mn, Ni, dan Zn
Penggunaan bahan-bahan insektisida untuk kapas, tembakau, buah-
buahan pencemaran As
DASAR-DASAR ILMU TANAH
Siklus Logam Berat
9. 10. Perangai Bahan Pencemar Anorganik
Zn, Cu, Mn, dan Ni
Reaksi unsur-unsur tersebut dipengaruhih oleh pH, kadar bahan
organic, dan redoks tanah. Pada pH 6,5 atau lebih cenderung lambat
tersedia bagi tanaman terutama bila dalam bentuk bervalensi tinggi.
Cd
Sifat racun unsure Cd baru diketahui beberapa tahun yang lalu.
Perangai unsure Cd dalam tanah dan dalam bahan makanan belum banyak
diketahui.
Hg
Hg yang mudah tersedia adalah yang bervalensi dua, yaitu Hg++.
Mula-mula Hg dalam bentuk anorganik yamg sukar larut dan tak tersedia
bagi organisme, kemudian berubah menjadi bentuk organic yang mudah
diasimilasikan. Hg++ oleh mikrobia diubah menjadi ion methyl merkuri yang
kemudian berubah menjadi dimethyl merkuri.
Hg++ CH3Hg+ dapat berlangsung dalam suasana aerobik
CH3Hg+ CH3HgCH3, maupun anaerobic.
diserap tumbuh-tumbuhan
dimakan binatang (herbivor)
masuk ke dalam tanah
tercuci dalam air tanah
masuk ke sungai
dimakan ikan
Dimakan manusia (terjadi penimbunan)
DASAR-DASAR ILMU TANAH
Methyl air raksa dapat tertimbun dalam tubuh ikan melalui makanan
ikan dan dapat mencapai tingkat racun bagi manusia.
Pb
Pada saat ini ada kekhawatiran makin meningkatnya Pb di udara yang
dihasilkan dari pembakaran bensin.
Pb dalam tanah sebagian besar tidak tersedia bagi tanaman, dan bila
ada pencemaran Pb pada tanaman pangan biasanya berasal dari atmosfer.
Senyawa Pb sebagian besar sukar larut dalam air, terutama bila tanah tidak terlalu masam.
Diketemukannya Pb pada lapisan permukaan tanah, menunjukkan
suatu bukti tidak adanya pergerakan ke bawah.
Ketersediaan Pb dalam tanah dapat dikurangi dengan pengapuran.
As
Pemberian pestisida As yang cukup berat selama bertahun-tahun
telah menyebabkan terjadinya penimbunan dan bersifat racun. As bersifat
seperti P, dan dikenal senyawa oksidanya yaitu arsenat AsO43-. Oleh
karena itu sebagian besar arsenat yang ditambahkan ke dalam tanah, relatif
tidak tersedia bagi tanaman. Pada suasana sedikit masam arsenat diikat
oleh Al dan oksidasi hidrous besi.
Al+++ + H2AsO4 2H+ + Al(OH)2H2AsO4
Fe(OH)3 + H2AsO4 Fe(OH)2H2AsO4 + OH-
Pemakaian pestisida As yang terus menerus dalam jangka panjang
dapat menimbulkan keracunan pada beberapa tanaman yang peka seperti
kentang, jagung manis, kacang-kacangan, dsb.
Keracunan As dapat ditekan dengan menambah garam-garam Zn, Fe
dan Al-sulfat ke dalam tanah. Hal ini mungkin karena terbentuknya
senyawa arsenat dari Zn, Fe, dan Al yang sukar larut.
Boron (B)
Pencemaran boron dalam tanah dapat terjadi karena air irigasi kaya
unsure boron atau karena pemberian pupuk yang berlebihan. Boron agak
kurang larut dalam tanah dan sifat racunnya dapat tercuci pada tanah
berpasir dan bersifat masam. Keracunan boron bersifat setempat.
Fluor (F)
DASAR-DASAR ILMU TANAH
Keracunan fluor bersifat setempat. Senyawa fluorida banyak
dibentuk dari hasil iindustri. Fluorida yang terbentuk dalam tanah sangat
tidak larut, dan kelarutannya menurun bila tanah mengandung cukup kapur.
9. 11. Pencemaran oleh Senyawa Organik
Menurut sumbernya pencemaran senyawa organik dapat terjadi karena:
1. Penimbunan sampah organik dari rumah tangga, pasar, industri
makanan, pengolahan bahan pangan dan serat.
2. Sampah ternak, berupa kotoran ternak dan urine.
Dari tempat pemeliharaan ternak, dengan adanya air hujan, akan
terangkut bahan organik yang dapat dihancurkan dan nitrat dalam jumlah
yang banyak. Pada musim kemarau biasanya terjadi pencemaran udara
yang disebabkan oleh pembentukan ammonia (NH3) dan gas-gas lainnya.
9. 12. Keuntungan dan Kerugian Sampah Organik
Keuntungan:
1. Memperbaiki sifat fisik, kimia dan biologi tanah;
2. Meningkatkan produksi tanaman;
3. Meningkatkan produktivitas tanah;
4. Melindungi tanah terhadap bahaya erosi.
Kerugian:
1. Karena kandungan haranya sangat rendah, bila sampah organik akan
digunakan sebagai pupuk akan dibutuhkan dalam volume yang besar;
2. Comberan kotoran ternak mempunyai kadar logam berat dan senyawa
racun anorganik yang cukup besar. Mempertahankan pH tinggi
merupakan syarat agar kemungkinan keracunan logam berat dapat
dikurangi.
9. 13. Pembuangan Sampah Organik
Sampah kota dan rumah tangga sebagian besar terdiri dari bahan
organik berupa sisa-sisa sayuran, buah-buahan, daun-daunan, kertas dan
bahan-bahan yang sukar dihancurkan berupa plastik, gelas, logam, dsb.
Pembuangan sampah di Indonesia pada umumnya berupa
penimbunan sampah secara terbuka pada lubang-lubang bekas galian.
DASAR-DASAR ILMU TANAH
Bahan organik berupa sisa sayuran, buah-buahan dan daun-daunan
dapat mudah mengalami pelapukan dengan dibentuknya berbagai senyawa
organik sederhana dan senyawa-senyawa anorganik yang sebagian besar
mudah larut dalam air, hingga mudah mengalami pencucian. Pencucian dan
aliran permukaan dari daerah penimbunan sampah dapat mencemari air
tanah. Bahan pencemarnya dapat berupa larutan senyawa-senyawa
organik dan anorganik, dan senyawa-senyawa logam berat yang tadinya
terdapat sebagai senyawa organik dari sampah.
Pembuangan sampah secara terbuka mempunyai keuntungan dan
kerugian.
Keuntungan:
1. Pada tempat pembuangan sampah akan berkembang berbagai macam
mikro organisme penghancur sampah.
2. Senyawa-senyawa anorganik yang dibentuk dari perombakan sampah
dapat bereaksi dengan beberapa jenis mineral tanah atau akan diserap
oleh koloid tanah.
Kerugian:
1. Sampah organik dalam jumlah besar dapat menyebabkan terjadinya
keracunan logam berat dan nitrat pada air tanah;
2. Sampah organik kaya nitrogen bila melapuk menghasilkan senyawa
nitrat yang cukup banyak yang dapat mencemari air tanah.
DASAR-DASAR ILMU TANAH
X. Konservasi Tanah dan Air
10. 1. Pendahuluan
Konservasi tanah adalah usaha-usaha untuk menjga agar tanah tetap
produktif, atau memperbaiki tanah yang rusak karena erosi dan/atau
mengalami degradasi kesuburannya, agar menjadi lebih produktif.
Konservasi air adalah usaha-usaha agar air dapat lebih banyak disimpan di
dalam tanah sehingga dapat digunakan seoptimal mungkin dan mengurangi
terjadi-nya banjir dan erosi.
10. 2. Erosi
Erosi merupakan suatu proses di mana tanah dihancurkan (detached) dan
kemudian dipindahkan oleh kekuatan air, angin, atau gravitasi. Di Indonesia
erosi yang terpenting adalah yang disebabkan oleh air.
Erosi Geologi dan Erosi dipercepat
Erosi Geologi, adalah erosi yang berjalan sangat lambat, dimana jumlah
tanah yang tererosi sama dengan jumlah tanah yang terbentuk. Erosi
macam ini tidak membahayakan karena terdapat keseimbangan antara
tanah yang hilang tererosi dan tanah baru yang terbentuk.
Erosi dipercepat, (accelerated erosion), adalah erosi yang berjalan relatif
cepat, dimana jumlah tanah yang tererosi jauh lebih besar daripada tanah
baru yang terbentuk, akibatnya tanah atas (top-soil) menjadi hilang.
Terjadinya erosi ini sebagai akibat kegiatan manusia yang telah banyak
melakukan perubahan terhadap lingkungan di atas tanah, misalnya
penggundulan hutan.
10. 3. Jenis erosi oleh air
1. Erosi Percikan (splash erosion)
Erosi percikan adalah erosi yang terjadi dalam bentuk percikan butir-butir
tanah ke tempat-tempat lain yang lebih rendah sebagai akibat adanya
pukulan tetesan air hujan yang jatuh ke permukaan tanah.
2. Erosi lembar (sheet erosion)
Erosi lembar adalah erosi yang terjadi secara merata di semua tempat,
hingga sepintas lalu erosi ini tak tampak, karena kehilangan lapisan-
DASAR-DASAR ILMU TANAH
lapisan tanah seragam. Erosi macam ini dapat berbahaya, karena baru
disadari setelah seluruh top soil tererosi.
3. Erosi Alur (rill erosion)
Erosi alur adalah erosi yang terjadi karena adanya genangan-genangan
setempat di suatu lereng, yang kemudian air dalam genangan tersebut
mengalir hingga terbentuk alur-alur bekas aliran air. Alur-alur tersebut
dapat dihilangkan dengan pengolahan tanah biasa.
4. Erosi gully (gully erosion)
Erosi ini merupakan lanjutan erosi alur, dimana alur-alur tersebut terus
menerus dikikis oleh aliran air, hingga menjadi lebih dalam dan lebih
lebar seperti selokan dengan aliran air yang lebih kuat.
5. Erosi Parit (channel erosion)
Erosi parit terjadi karena adanya pengikisan pada dinding atau dasar parit
oleh aliran air dalam parit, hingga dapat terjadi tebing di atas runtuh ke
dasar parit atau makin dalamnya dasar parit.
6. Longsor
Longsor adalah bergesernya suatu massa tanah yang besar dari suatu
tempat ke tempat yang lebih rendah, karena adanya lapisan yang licin
dan kedap air di bawah massa tanah yang bergeser tersebut. Longsor
termasuk juga peristiwa erosi karena disini juga terjadi perpindahan
sejumlah massa tanah.
10. 4. Faktor-faktor yang mempengaruhi Erosi
Beberapa faktor penting yang mempengaruhi besarnya erosi oleh air
adalah:
1. curah hujan,
2. sifat kepekaan tanah terhadap erosi,
3. kemiringan dan panjangnya lereng,
4. vegetasi,
5. tindakan manusia.
1. Curah Hujan
Sifat hujan yang perlu diperhatikan adalah:
a. Intensitas hujan, menunjukkan banyaknya curah hujan per satuan
waktu. Umumnya dinyatakan dalam satuan mm/jam atau cm/jam.
DASAR-DASAR ILMU TANAH
b. Jumlah hujan, menunjukkan banyaknya air hujan selama terjadi hujan,
dapat dihitung selama satu bulan atau satu tahun, dsb.
c. Distribusi hujan, menunjukkan penyebaran waktu terjadi hujan.
Dari sifat-sifat tersebut, yang terpenting dalam mempengaruhi besarnya
erosi adalah intensitas hujan. Jumlah hujan rata-rata tahunan yang tinggi
tidak akan menyebabkan erosi yang berat apabila hujan terjadi merata,
sedikit demi sedikit sepanjang tahun. Sebaliknya, curah hujan rata-rata
tahunan yang rendah mungkin dapat menyebabkan erosi berat bila hujan
terseut jatuh sangat deras meskipun hanya sebentar.
2. Kepekaan Tanah terhadap Erosi
Kepekaan tanah terhadap erosi dipengaruhi oleh beberapa faktor antara
lain:
a. Tekstur tanah
Tekstur tanahyang paling peka terhadap erosi adalah debu dan pasir
sangat halus. Tekstur kasar seperti pasir dan tekstur halus seperti
lempung, tahan terhadap erosi.
b. Bentuk dan Kemantapan Struktur Tanah
Tanah yang mempunyai struktur membulat (granuler, gumpal
membulat), tidak mudah tererosi, karena mempunyai porositas yang
tinggi, sehingga air mudah meresap dan aliran permukaan kecil.
Demikian pula tanah dengan struktur mantap, tidak mudah hancur oleh
pukulan air hujan, hingga tahan terhadap erosi.
c. Daya Inflitrasi atau Permeabilitas Tanah
Tanah mempunyai daya inflitrasi yang besar air akan mudah meresap ke
dalam tanah, sehingga aliran permukaan kecil, dan akibatnya erosi yang
terjadi juga kecil.
d. Kandungan Bahan Organik
Tanah-tanah yang cukup mengandung bahan organik umumnya
menyebabkan struktur tanah menjadi mantap sehingga tahan terhadap
erosi. Tanah dengan bahan organik yang rendah (kurang dari 2%),
umumnya peka terhadap erosi.
3. Kemiringan dan Panjang Lereng
DASAR-DASAR ILMU TANAH
Erosi akan meningkat apabila lereng semakin panjang dan semakin
curam. Lereng yang semakin panjang menyebabkan volume air yang
mengalir menjadi semakin besar dan deras. Lereng yang semakin
curam, kecepatan aliran permukaan semakin meningkat, sehingga
kekuatan mengangkut meningkat pula.
4. Vegetasi
Pengaruh vegetasi terhadap erosi adalah:
a. Menghalangi air hujan agar tidak jatuh langsung di permukaan tanah,
sehingga kekuatan untuk menghancurkan tanah sangat dikurangi. Makin
rapat vegetasi yang ada, makin efektif mencegah terjadinya erosi.
b. Menghambat aliran permukaan dan memperbanyak air inflitrasi.
c. Penyerapan air ke dalam tanah diperkuat oleh transpirasi (penguapan
air) melalui vegetasi.
5. Manusia
Kepekaan tanah terhadap erosi dapat diubah oleh manusia menjadi lebih
baik atau lebih buruk. Pembuatan teras-teras pada tanah yang berlereng
curam merupakan pengaruh baik, karena dapat mengurangi erosi.
Sebaliknya penggundulan hutan di daerah-daerah pegunungan merupakan
pengaruh manusia yang jelek karena dapat menyebabkan erosi dan banjir.
Pendugaan Erosi
Besarnya erosi tanah secara kuantitatif dapat dihitung menggunakan suatu
rumus yang disebut Universal Soil Loss Equation (USLE) atau
Persamaan Umum Hilangnya Tanah. Persamaan ini dikemukakan oleh
Wischmeier dan Smith (1962) dan digunakan untuk menduga besarnya erosi
tanah-tanah di Amerika. Rumus tersebut kemudian digunakan juga oleh
beberapa negara termasuk Indonesia.
Rumus USLE adalah sbb:
A = R x K x L x S x C x P
A = jumlah tanah yang hilang (tererosi) setiap tahun dinyatakan dalam ton/ha/tahun.
R = indeks daya erosi curah hujan.
DASAR-DASAR ILMU TANAH
K = indeks kepekaan tanah terhadap erosi (erodibilitas tanah).L = panjang lereng dinyatakan dalam meter.S = kemiringan lereng dinyatakan dalam persen (%).C = faktor tanaman (vegetasi).P = faktor usaha-usaha manusia dalam pencegahan erosi.
Indeks Daya Erosi Curah Hujan (R)
Indeks Daya Erosi Curah Hujan (erosivitas hujan) dapat dihitung dari rata-
rata daya erosi curah hujan, yang diperoleh dari pengamatan intensitas
hujan (I) dan intensitas hujan selama 30 menit (I30), dengan menggunakan
penakar hujan otomatik (ombrometer), dimana banyaknya dan penambahan
hujan setiap saat dicatat secara otomatik dalam kertas plas (ombrograf).
Indeks Kepekaan Tanah terhadap Erosi (K)Indeks kepekaan tanah terhadap erosi atau erodibilitas tanah (K) merupakan
jumlah tanah yang hilang rata-rata setiap tahun per satuan indeks daya
erosi curah hujan ada sebidang tanah tanpa tanaman (gundul), tanpa usaha
pencegahan erosi, kemiringan lereng 9% dan panjang 22 meter.
Faktor Lereng (LS)
Faktor LS merupakan rasio antara tanah yang hilang dari suatu petak
dengan panjang dan kecuraman lereng tertentu pada petak baku, yaitu
tanah gundul, panjang lereng 22 meter, kecuraman (kemiringan) 9%, tanpa
ada usaha pencegahan erosi.
Faktor Tanaman (C)
Merupakan rasio dari tanah yang hilang pada tanaman tertentu dengan
tanah gundul. Pada tanah gundul dan petak baku, nilai C ditetapkan = 1.
Usaha-usaha Pencegahan Erosi
Merupakan rasio antara tanah yang hilang pada tanah dengan dilakukan
usaha konservasi dan tanah yang hilang bila tanpa dilakukan usaha
konservasi.
10. 5. Kerusakan-kerusakan Akibat Erosi
Akibat dari erosi dapat terjadi kerusakan-kerusakan yang terjadi di tempat
terjadinya erosi dan di tempat penerima erosi.
1. Kerusakan di tempat terjadinya erosi, antara lain:
a. penurunan produktivitas tanah.
DASAR-DASAR ILMU TANAH
b. hilangnya unsur hara yang diperlukan tanaman.c. menurunnya kualitas tanaman.d. laju inflitrasi menurun.e. menurunnya kemampuan tanah menahan air.
Dari kerusakan tersebut terjadilah tanah kritis. Tanah kritis adalah
tanah yang mengalami kerusakan dan kehilangan fungsi hidro-orologis dan
fungsi ekonomi.
2. Kerusakan di tempat penerima hasil erosi, antara lain:
a. terjadinya polusi sediment, yaitu pengendapan bahan-bahan tanah.
b. terjadinya polusi kimia dari pupuk, yaitu penimbunan senyawa unsur-
unsur hara dari hara pupuk.
c. terjadinya polusi kimia dari bahan-bahan insektisida.
10. 6. Metode Konservasi Tanah
Pada dasarnya ada tiga metode konservasi tanah, yaitu:
I. Metode vegetatif
II. Metode mekanik
III. Metode kimia
I. Metode vegetatif
Tujuan metode ini adalah melindungi permukaan tanah terhadap pukulan
tetesan air hujan, memperkecil run-off dan meningkatkan daya inflitrasi
tanah.
Metode vegetatif yang banyak dilakukan, antara lain:
1. Penamaman strip
Beberapa tanaman pokok ditanam dalam strip yang berselang-seling
dengan tanaman penutup tanah yang disusun memotong lereng.
2. Pergiliran tanaman (rotation)
Tanaman pokok
Tanaman penutup tanahTanaman pokok
DASAR-DASAR ILMU TANAH
Penanaman berbagai tanaman secara bergilir dalam urutan waktu
tertentu.
3. Tanaman penutup tanah (cover crop).
4. Pemberian mulsa (seresah) mulching
Pemberian mulsa (mulching) dilakukan dengan tujuan menutupi tanah
menggunakan sisa-sisa tanaman, seperti daun, ranting, dsb.
II. Metode mekanik
Tujuan dari metode ini adalah mencegah terjadinya erosi dengan tindakan
atau membuat suatu konstruksi (bangunan) dengan tujuan:
a. memperlambat aliran permukaan (run-off).
b. menampung dan menyalurkan aliran permukaan agar tidak mempunyai
kekuatan yang merusak.
Beberapa metode mekanik, antara lain:
1. Pengolahan tanah.
2. Pengolahan tanah menurut kontur.
3. Pembuatan galengan/saluran menurut kontur.
4. Pembuatan teras.
1. Pengolahan tanah
Pengolahan tanah dilakukan secara terbatas, dengan tujuan agar tanah
menjadi gembur, tapi tidak dibentuk tapak bajak. Dengan cara demikian,
bila turun hujan air akan mudah meresap ke bawah (inflitrasi meningkat)
dan aliran permukaan menjadi kecil.
2. Pengolahan tanah menurut kontur
Cara ini dilakukan pada tanah-tanah miring (berlereng). Pembajakan
dilakukan memotong lereng (menurut kontur). Manfaat metode ini adalah
terhambatnya aliran permukaan, hingga erosi dapat diperkecil.
3. Pembuatan galengan dan saluran menurut kontur
Gunanya:
a. menghambat aliran permukaan.
b. dengan saluran menurut kontur kecepatan aliran diperkecil.
4. Pembuatan teras
DASAR-DASAR ILMU TANAH
Gunanya:
a. memperpendek panjang lereng.
b. memperkecil kecepatan aliran permukaan.
c. memperbesar daya inflitrasi tanah.
Dari jenis-jenis teras yang terkenal adalah teras bangku, yang
dibedakan dalam teras datar, teras miring, dan teran tajam.
DASAR-DASAR ILMU TANAH
DASAR-DASAR ILMU TANAH
III. Metode kimia
Metode ini dilakukan dengan menggunakan bahan kimia untuk
meningkatkan kemantapan agregat tanah dan struktur menjadi lebih ramah.
Dengan demikian tanah menjadi tahan terhadap pukulan tetes air hujan,
inflitrasi tetap besar dan run-off kecil.
Bahan kimia yang banyak digunakan adalah bitumen dan krilium. Untuk skala yang besar, pelaksanaan metode ini membutuhkan biaya yang besar, hingga tak menguntungkan, oleh karena itu metode ini jarang atau tak pernah dilakukan.
Untuk keperluan khusus, misalkan terhadap lahan miring di halaman
rumah mungkin metode ini akan dilakukan.
DASAR-DASAR ILMU TANAH
DAFTAR PUSTAKA
Brady, N. C. 1985. The Nature and Properties of SOILS. Ninth Edition. MACMILLAN Publishing Co., New York.750p.
Buol, S. W., F. D. Hole, and R. J. McCracken. 1973. Soil Genesis and Classification. The Iowa State University Press, Ames.360p.
DASAR-DASAR ILMU TANAH
Donahue, R. L., R. W. Miller, and J. C. Shickluna. 1977. SOILS. An Introduction to Soils and Plant Growth. Prentice-Hall, Inc., New Jersey. 626p.
Fanning, D. S. and Mary C. B. Fanning. 1989. SOIL Morphology, Genesis, and Classification. John Wiley and Sons. 395p.
Foth, H. D. and L. M. Turk. 1972. Fundamentals of Soil Science. Fifth Edition. Wiley international Edition. John Wiley and Sons, Inc. 454p.
Rini Wudianto. 2000. Mencegah Erosi. Penebar Swadaya. 31p.
Sanchez, P. A. 1976. Properties and Management of Soils in the Tropics. John Wiley and Sons, New York.618p.
Suripin. 2002. Pelestarian Sumberdaya Tanah dan Air. Penerbit NADI Yogyakarta. 208p.
Tisdale, S. and W. Nelson. 1975. Soil Fertility and Fertilizers. Third edition. Macmillan Publishing Co., Inc. New York. 694p.