DASAR DASAR ILMU TANAH

V. AIR TANAH

PENGERTIAN AIR TANAH

FUNGSI AIR TANAH

MACAM AIR TANAH

KADAR AIR TANAH

ENERGI AIR TANAH

1. PENGERTIAN AIR TANAH

Air Tanah sejumlah air yang terkandung atau ditahan (retained) dalam satu unit masa/volume tanah

Yang berbeda pengaruhnya dari satu tanah ke tanah lain Dalam tanah yang sama, berbeda dari satu tempat ke

tempat lainAIR TANAH

KADAR AIR ENERGI AIR

RETENSI AIR TANAH

RETENSI (Penahanan) AIR DI DALAM TANAH DISEBABKLAN OLEH GAYA SBB:

G.KOHESI: GAYA TARIK MENARIK ANTARA MOL. AIR

G. ADESI: GAYA TARIK MENARIK ATR MOL. AIR & TANAH

G. OSMOTIK: PENGIKATAN AIR OLEH GARAM TERLARUT

G. GRAVITASI: GAYA YG CENDRUNG MENARIK AIR KE BAWAH (AKIBAT GAYA TARIK BUMI)

PENAMPILAN FISIK AIR YANG DIRETENSI

Air higroskopis

air kapiler ( MengisiPori Mikro

Butir TanahPori Makro berisi udara

Air Adesi

ButirTanah

Muka Iar Tanah

Tanah Jenuh Air

2. FUNGSI AIR TANAH

BAGI TUMBUHANBAGI TUMBUHAN: :

PENYUSUN TUBUH PENYUSUN TUBUH - - RESPIRASI AKARRESPIRASI AKARTRANSPORTASI HARA KE PERM. AKARTRANSPORTASI HARA KE PERM. AKAR - TRANSPIRASI - TRANSPIRASIDISTRIBUSI HARA DALAM TUBUHDISTRIBUSI HARA DALAM TUBUH - AKTIFITAS - AKTIFITAS BIOLOGISBIOLOGIS ASSIMILASI CHO (proses fotosintesis)ASSIMILASI CHO (proses fotosintesis) - DIST. HSL - DIST. HSL FOTOSINT.FOTOSINT.

REAKSI KIMIA DALAM TANAHREAKSI KIMIA DALAM TANAH::

PELAPUKAN/PELEPASAN U.HARA DARI MIN. PRIMERPELAPUKAN/PELEPASAN U.HARA DARI MIN. PRIMERPELARUT HARA PELARUT HARA PENCUCI GRM BERACUNPENCUCI GRM BERACUN REDOKSREDOKS

PENGELOLAAN LAHANPENGELOLAAN LAHAN::MENENTUKAN WAKTU PENGOLAHAN YANG TEPATMENENTUKAN WAKTU PENGOLAHAN YANG TEPATMEMPERMUDAH PENGOLAHANMEMPERMUDAH PENGOLAHANMENGENDALI PERUBAHAN SUHUMENGENDALI PERUBAHAN SUHUMENGHAMBAT GULMA TUMBUH (eg. SawahMENGHAMBAT GULMA TUMBUH (eg. Sawah))

SIFAT TANAH LAINNYA: DISTRIBUSI PORI MENGEMBANG DAN MENGKERUT SIFAT MEKANIS: e.g.(CONSISTENSI, PLASTICITY, STRENGTH,

COMPACTIBILITY, PENETRABILITY, STICKINESS, AND TRAFFICABILITY)

FUNGSI AIR TANAH …samb.

3. MACAM AIR TANAH Air Higroskopis:

Berupa selaput tipis mengll perm aggregat tanah (± 15-20 mol. Air) Sebagian besar uap air

Air adesi (adsorpsi): Lapisan tipis air di sekll partikel (butir) tanah Diikat sgt kuat oleh tenaga elektris partikel tanah dan mol. Air Mgkn dlm btk kristal, sedikit-tidak bergerak Tkt energi rendah, tdk tersedia bagi tanaman Dpt hilang dg pemanasan 105oC (oven)

Air Kohesi (kapiler) Lapisan air terluar mengll aggregate tanah Diikat tdk sekuat air adesi Btk cair, mdh diambil tanaman Tkt energi > tkt e. adesi Bergerak sgt lambat

Air Grafitasi Tdk dipengaruhi oleh daya hisap matrik tanah Mudah bergerak dibawah pengaruh grafitasi Mengisi pori makro

KA Tanah dipengaruhi oleh:

Tekstur, KA tnh pasir < KA tnh Lempung < debu < liat < gambut

struktur, BO Macam Kation Terjerap:

Na > K > Mg > Ca

Jenis koloid: Humus > liat Humat > Humin > Fulfat Montmorill. > Vermi.> Illite > Chlorite > Kaolinite

Bila padatan tanah dipadatkan, maka

Padatan Tanah

Mineral + BO

Pori Tanah

Air + Udara

Tanah Jenuh: semua pori diisi airTanah Kering oven: semua pori diisi udara

4. KADAR AIR TANAH

Udara

Air

Padatan

Udara

Air

Padatan

Udara

Air

Padatan

PENETAPAN KADAR AIR TANAH

1. Gravimetrik (conventional)

2. Hambatan listrik: eg.Gypsum Block

3. Neutron Scattering: Neutron Probe

Soil Surface

PERHITUNGAN KADAR AIR TANAH

SATUAN:

KA % Berat = BB-BK x 100 (gg-1) BK

KA % vol. = BB – BK x 100 (gcm-3) Volumeatau

KA % Vol.= % Berat x BV

Note: BB = Berat tanah basahBK = Berat tanah kering tetap (BK oven)KA = Kadar Air

Contoh:

Berat tanah dari lapa-ngan = 100 g, setelah diovenkan 48 jam pada 105oC = 80 g

Volume tanah = 4 x 4 x 4 = 64 cm3BV = BK = 80/64 = 1.25 gcm-3

Vol.KA % berat = 100-80 x 100 = 25%

80KA % Vol. = 100-80 x 100 = 31.25%

64 atau = 25% x 1.25 = 31.25%

4 cm

4 cm

4 cm

KENYATAAN

Tanah diperlakukan sama tapi punya kandungan air berbeda

Dua tanah yang punya kandungan air sama tetapi respon tanaman berbeda

Bila dua tanah beda tekstur punya kandungan air yang sama didekatkan satu sama lain, air akan bergerak dari satu tanah ke tanah yang lain, umumnya dari tekstur kasar ke halus

Why ???

5. ENERGI AIR TANAH

• PERGERAKAN AIR TANAH …………PERBEDAAN ENERGI

Infiltrasi

Perkolasi

Absorption

Evaporasi

Evapotranspirasi

Energi Air Tanah: Berhubungan dengan pergerakan air dalam tanah dan ketersediaannya bagi tanaman. Tingkat energi air tanah dinyatakan dengan satuan

daya hisap

Ψw = Ψp + Ψo + Ψm + Ψg

Ψw = total energi potensial air tanah

Ψp = potensial tekanan

Ψo = potensial osmotik (larutan)

Ψm = potensial matrik

Ψg = potensial gravitasi

HISAPAN ATAU TEGANGAN AIR TANAH:

- Disebabkan oleh pot.matrik (Ψm) dan pot.osmotik (Ψo)

- yaitu tenaga yang bertanggung jawab terhadap retensi/pengikatan air oleh tanah (= tenaga yang harus dikeluarkan untuk mengekstrak/memperoleh air tanah)

- Pot. Matrik dan Osmotik dinyatakan dengan (-) (berbanding terbalik dg energi dan kadar air tanah).

Alat Penetapan Potensial Air Tanah1. Corong Buchner (KolomAir) 2. Tensiometer3. Pressure Plate Apparatus 4. Thermocouple Psychrometer

Satuan Energi Air Tanah:1. Cm kolom air 2. pF (log dari tinggi kolom air)3. Bar/atm/Pascal 4. J/kg

KORELASI ENERGI DAN KADAR AIR TANAH Kemampuan Retensi Maks.(=Jenuh Air):

jlh maks air yang bisa diserap oleh satuan vol. tanah Pori makro + mikro terisi air Ditahan pada hisapan ~ 0 atm

Kapasitas Lapang; KA tanah setelah air gravitasi hilang Batas teratas air tersedia bagi tanaman Tegangan perm. Lapisan air ± 1/3 atm (= pF 2.54)

Koefisien Layu: KA tanah saat akar tanaman tdk mampu mengektraksnya lagi Kec. Absorbsi air tidak bisa mempertahankan turgor tumbuhan Tanaman mulai layu, dan mati Tegangan perm. Lapisan air ± 15 atm (= pF 4.2)

Koefisien Higroskopis: KA tanah tdk bisa diekstrak tanaman Tegangan perm. Lap air ± 31-10.000 atm (pF 4.5-7)

HC WP FC Sat.

Air BebasAir Higroskopis

En. (pF):

Pori (u)

7.0 4.2 2.54 2.0 1.04.5

≤2 u 8.6 u ≥30u

Air Kapiler

Air Tersedia Air Perk.Pelan

Air Perkolasi cepat

Air tdk berguna Air berguna bagi tan.

Kurva Hubungan Energi – KA Tanah Kesimpulan:

KA tanah tekstur halus > kasar pada setiap energi

KA total Clay > Loam > Sand

KA tersedia (pF 2.54 – pF 4.2) Loam > Clay > Sand

pF

2.54

4.2

Liat

Lempung

Pasir

Kadar Air Tanah (% berat/vol.)0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

HUBUNGAN AIR TANAH - TANAMAN Secara Fisik:

Air Bebas: Mengisi pori makro (> 8.6

u) Tegangan perm < 1/3 atm Mudah bergerak pengaruh

gravitasi Cpt hilang & mencuci hara

Air Kapiler: Mengisi pori mikro &

dinding pori makro Tegangan perm 1/3 – 31

atm Sebagai larutan tanah Bergerak lambat dan

tersedia sebagian Air Higroskopis:

Mengisi pori sgt kecil, menyelimuti aggr. Tanah

Tegangan perm 31-10.000 atm

Sebagian besar non-cairan

Bergerak dalam bentuk uap & tidak tersedia

Secara Biologis Air Berlebihan:

Umumnya air bebas Tdk dapat digunakan

tanaman Berpengaruh jelek:

Aerase kurang Leaching zat hara Bacteri amonifikasi

& nitrifikasi Air Tersedia

Sebagian besar air kapiler Antara FC – WP A.T.cepat (ekat FC),

lambat (dekat WP) 50-85% terpakai harus

ditambah untuk Pertumbuhan optimum

Air Tak Tersedia Tegangan permukaan >

WP Sebagian air kapiler +

semua air higroskopik Bermanfaat sedikit u/

bacteri dan jamur

PEMAKAIAN AIR CONSUMPTIVE

DEFINISI: JUMLAH AIR YANG DIBUTUHKAN TANAMAN U/ EVAPOTRANSPIRASI

SELAMA PERTUMBUHAN

DIPENGARUHI OLEH: JENIS TANAMAN:

MASA TUMBUH PEMATANGAN

ZONA IKLIM RADIASI MATAHARI SUHU UDARA Factors yg mempengaruhi iklim

evapotranspiration HUMIDITY TEK. UDARA KEC. ANGIN

BAHAN RUJUKAN

Hakim, et al, 1986. Dasar-dasar Ilmu tanah

Hanks and Aschroft, 1974. Applied of Soil Physics.

Hillel. 1982. Introduction to Soil Physics McLaren dan Cameron. 1996. Soil

Physics

TUGAS 2.

1.Carilah nilai BV, kadar air % berat dan % volume dari contoh tanah berikut!

Contoh tanah utuh diatas diambil dari lapisan olah, setelah ditimbang berat sebelum dikering- ovenkan 200 g, setelah dikering-oven (105oC selama 48 jam) menjadi 160 g.

4 cm

4 cm

8 cm

Tugas 2. Cari KA tanah jenuh, pF 2.54,pF 4.2, dan Kapasitas Air tersedia bagi tanaman

2.54

4.2

pF

Liat

Lempung

Pasir

Kadar Air Tanah (% berat/vol.)0 10 20 30 40 50 60 70 80 90