LAPORAN PRAKTIKUM TEKNIK IRIGASI DAN DRAINASE

PEMBUATAN DAN KALIBRASI GYPSUM BLOCK

(PENGUKURAN KADAR LENGAS TANAH)

Oleh:

Indah NursilowatiNIM A1H010071

KEMENTERIAN PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAANUNIVERSITAS JENDERAL SOEDIRMAN

FAKULTAS PERTANIANPURWOKERTO

2012

I. PENDAHULUAN

A. Latar Belakang

Pengukuran kadar air tanah penting untuk dapat mengetahui jumlah air

yang tersedia di dalam tanah serta kemampuan penyimpanan air oleh tanah.

Kedua hal tersebut penting dalam pelaksanaan pemberian air irigasi yang berlebih,

melebihi kemampuan tanah dalam menyimpan air akan memperbesar jumlah air

yang terbuang, mengganggu keseimbangan aerasi tanah dan pada daerah air tanah

dangkal dapat menyebabkan kenaikan air tanah sehingga mengurangi daerah

perakaran efektif dan keadaan ini akan merugikan pertumbuhan tanaman.

Penetapan atau pengukuan kadar air tanah dapat dilakukan dengan

beberapa cara, yaitu: melihat rupa dan rasa tanah, cara gravimetris, dengan

menggunakan blok porous (gypsum block), dengan menggunakan sifat listrik blok

porous, dengan menggunakan tensiometer, menggunakan neutron (neutron

probe), dan juga dengan menggunakan sifat panas

Sensor (gypsum block) mengukur kadar air tanah dengan menentukan

resistansi atau tahanan pada dua elektroda yang ada dalam gypsum block. Bahan

dari sensor ini dapat dibuat dengan dari nylon, fiberglass, atau kombinasi

fiberglass dengan gypsum.

B. Tujuan

1. Mengetahui cara pembuatan gypsum block.

2. Mengetahui cara kalibrasi gypsum block.

3. Mengetahui cara kalibrasi tensionmeter.

II. TINJAUAN PUSTAKA

Kadar lengas tanah sering disebut sebagai kandungan air(moisture) yang

terdapat dalam pori tanah. Satuan untuk menyatakan kadar lengas tanah dapat

berupa persen berat atau persen volume. Berkaitan dengan istilah air dalam tanah,

secara umum dikenal 3 jenis, yaitu (a) lengas tanah (soil moisture) adalah air

dalam bentuk campuran gas (uap air) dan cairan; (b) air tanah(soil water) yaitu air

dalam bentuk cair dalam tanah, sampai lapisan kedap air, (c) air tanah dalam

(ground water) yaitu lapisan air tanah kontinu yang berada ditanah bagian dalam.

Lengas tanah atau kelembaban tanah merupakan air yang terikat secara

adsorbtif pada permukaan butir-butir tanah. Menurut Daniel et al. (1979)

penyerapan air oleh perakaran tergantung pada persediaan kelembaban air dalam

tanah. Kapasitas simpanan tanah tergantung pada tekstur, kedalaman dan struktur

tanah. Ketersediaan lengas tanah tergantung pada potensial air, distribusi akar dan

suhu.

Lengas tanah tersedia bagi akar dalam dua cara, yaitu : akar tumbuh ke

dalam tanah atau lengas bergerak ke akar. Aktivitas akar tidak diketahui dengan

baik karena seluruh informasi terbenam dalam tanah dan sangat sedikit usaha

untuk menggalinya kecuali untuk mengukur panjang, kedalaman dan volume

tanah yang ditempati.

Menurut Hansen (1979), sifat-sifat listrik dari tahanan (penghantar),

penguat (capacitance), dan kekuatan listrik dapat digunakan untuk menunjukan

kadar kelembaban. Perubahan kelembaban mempengaruhi semua sifat listrik

tersebut. Blok yang porus yang berisi elemen listrik dimasukan kedalam tanah.

Multimeter merupakan alat pengukur serbaguna antara lain dapat digunakan untuk

mengukur tahanan, tegangan dan arus listrik. Karena, multimeter tidak dapat

menunjukan lengas tanah secara langsung, maka perlu dilakukan kalibrasi

terhadap gypsum block terlebih dahulu sehingga diperoleh persamaan kalibrasi

dari hasil regresi linear dari masing-masing gypsum tersebut, karena kadar

kelembaban blok berubah, sifat-sifat listrik juga berubah.

Blok gypsum bekerja paling baik pada tegangan antara 1-15 atm. Block

gypsum dapat larut dan rusak dalam satu sampai tiga kali pemakaian. Namun

demikian, gypsum kurang peka terhadap garam tanah, hal tersebut dikarenakan

konsentrasi gypsum yang dapat larut didalam air dalam suatu blok gypsum.

Biasanya ada variasi yang besar diantara blok dan perubahan yang besar terjadi

dalam kalibrasi selama pemakaian.

III. METODOLOGI

A. Alat dan Bahan

1. Bubuk gypsum block

2. Air sebagai pelarut

3. Tanah

4. Multimeter

5. Timbangan

6. Kabel

7. Kawat kasa

8. Oven

9. Tensiometer

10. Ember

11. Pencetak gypsum

B. Prosedur Kerja

1. Tanah ditempatkan dalam pot

2. Gypsum Block ditanam sebanyak enam buah dengan kedalaman 15 cm.

3. Tanah disiram sampai keadaan jenuh.

4. Setelah 24 jam mengukur gypsum blok dengan menggunakan multimeter

dan ambil sampel tanah kemudian dimasukan kedalam cawan, sampel tanah

dan cawan ditimbang, kemudian dioven selama 24 jam.

5. Setelah dioven, sampel tanah dan cawan ditimbang. Kemudian sampel tanah

dibuang dan cawan ditimbang

6. Hal yang sama seperti ditulis diatas dilakukan dengan rentang waktu 24 jam

sekali sampai konstan atau mendekati titik layu permanen.

7. Hasilnya dicatat kemudian dihitung kadar airnya dengan rumus :

W =

Dimana : Ma = Berat cawan dan tanah basah

Mb = Berat cawan dan tanah kering

Mc = Berat cawan

8. Membuat grafik hubungan antara kadar air tanah dengan hambatan gypsum

blok.

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN

A. Hasil

GYPSUM 1

Hari ke-

Berat Tanah Basah + cawan (Ma) gram

Berat tanah kering+cawan (Mb) gram

Ka Ω

1 15.4 10.5 75.4% 2.5

2 16.9 12.4 53.6% 2

3 16.5 12.7 43.7% 3.6

4 16 12.1 48.06% 4

GYPSUM 2

Hari ke-

Berat Tanah Basah + cawan (Ma) gram

Berat tanah kering+cawan (Mb)

Ka Ω

1 16.8 12.2 55.4% 1.9

2 16.1 11.1 69.4% 10

3 16.2 12.1 50% 4

4 14.2 11.1 43.06% 9

Barat cawan 1 : 4 g

Berat cawan II : 4,39 g

Ka =

Menghitung Resistensi Gypsum 1

Hari ke 1 :

Hari ke 2 :

Hari ke 3 :

Hari ke 4 :

Menghitung Resistensi Gypsum 2

Hari ke 1 :

Hari ke 2 :

Hari ke 3 :

Hari ke 4 :

Kadar air Gypsum 1

Hari ke 1 :

Ka = = = 75.4 %

Hari ke 2 :

Ka = = = 53.6 %

Hari ke 3 :

Ka = = = 43.7 %

Hari ke 4 :

Ka = = = 48.15 %

Kadar air Gypsum II

Hari ke 1 :

Ka = = = 55.4 %

Hari ke 2 :

Ka = = = 69.4 %

Hari ke 3 :

Ka = = = 50 %

Hari ke 4 :

Ka = = = 43.06 %

B. Pembahasan

Gypsum adalah mineral, lembut larut yang terutama terdiri dari kalsium

sulfat, sumber alami nutrisi tanaman penting. Terkenal sebagai salah satu pupuk,

dan digunakan oleh petani tanaman selama lebih dari 250 tahun. Gypsum block

digunakan untuk mengukur kelembaban tanah dan membantu dalam membuat

kekuatan irigasi atau pengairan. Gypsum block berguna juga untuk penanaman

dimana termasuk juga penentuan jadwal periode irigasi pada kondisi kelembaban

tanah kering secara relatif.

Selain itu gypsum juga menyediakan manfaat lain di sektor pertanian.

Sebagai modifikasi tanah, gipsum memiliki manfaat sebagai berikut:

a. Memperbaiki kerusakan akibat tanah tingginya natrium (Na)

b. Sumber nutrisi Ca bagi tanaman

c. Sumber nutrisi tanaman sepert Si O 4-S

d. Meningkatkan pH asam subsoils

e. Mengurangi toksisitas Al yang sangat asam pada lapisan tanah

f. Mengurangi tingkat pengerasan kulit permukaan tanah

g. Gipsum dapat mengurangi penguapan amonia dari pupuk urea dan UAN

h. Mencegah dispersi partikel tanah

i. Meningkatkan infiltrasi dan pergerakan air melalui tanah

j. Mengurangi erosi dan kerugian hara tanah

k. Mengurangi konsentrasi fosfat larut dalam air permukaan run-off

l. Meningkatkan kualitas buah dengan menambahkan kalsium untuk tanah pH

tinggi

m. Mencegah dan mengendalikan penyakit tanaman tertentu

Kadar air tanah adalah jumlah air tanah yang tekandung dalam pori-pori

tanah dalam suatu massa tanah tertentu. Kadar air tanah dapat berubah-ubah pada

tiap kedalaman karena merupakan bagian tanah yang tidak stabil. Perubahan kadar

air tanah tersebut dapat menyebabkan perubahan nilai tahanan penetrasi dan

densitas (bulk density) tanah. Menurut Hardjowigeno (1995), air di dalam tanah

dibagi menjadi air gravitasi, kapiler dan higroskopis. Menurut Hakim et al (1986)

cara yang biasa digunakan untuk menyatakan kadar air dalam tanah adalah dalam

persen terhadap bobot tanah kering. Bobot tanah lembab tidak dipakai karena

bergelonjak dengan kadar airnya. Kadar air juga dapat dinyatakan dalam persen

volume, yaitu persentase volume air terhadap volume tanah.

Cara penetapan kadar air tanah dapat digolongkan kedalam cara

gravimetrik, tegangan dan hisapan, hambatan listrik (blok tahanan), serta

pembauran neutron (neutron scattering). Cara gravimetrik merupakan cara yang

paling umum dipakai. Pada cara penentuan kadar air ini, sejumlah tanah basah

dikeringkan dalam oven pada suhu antara 100 ˚C sampai 110 ˚C untuk waktu

tertentu. Air yang hilang karena pengeringan merupakan sejumlah air yang

terkandung dalam tanah basah (Hakim et al 1986). Secara umum kadar air tanah

dapat dihitung dengan persamaan:

Dimana :

KA = Kadar air (%)

mb = massa tanah awal (g)

ma = massa tanah akhir (g)

Sedangkan pengukuran tekanan dilakukan dengan menggunakan alat

tensiomter. Untuk menghitung resistansi digunakan multimeter. Data-data yang

didapat kemudian diolah untuk mencari kalibrasi dari gypsum block. Setelah

melakukan kalibrasi gypsum block yaitu dengan mengukur tahanan gypsum maka

diperoleh persamaan dari hasil regresi linear dari masing gypsum block.

Kadar lengas tanah pada praktikum ini dicari dengan menggunakan cara

gypsum block. Cara ini dilakukan dengan terlebih dahulu membuat gypsum block

dari bubuk CaSO4 yang dicampurkan dengan air pada takaran tertentu dan di cetak

dengan menggunakan selongsong film dan dihubungkan dengan kabel. Kemudian

gypsum tersebut ditanam di dalam tanah yang akan diukur kadar lengasnya pada

kedalaman tertentu. Untuk mengetahui resistansi tanah, maka setiap 24 jam sekali

tanah diukur resistansinya dengan menggunakan multimeter. Pada saat yang sama,

tanah diambil sampelnya untuk kemudia dioven dan ditimbang Mb. Sebelum

dioven, terlebih dahulu sampel tanah tersebut ditimbang untuk mengetahui nilai

Ma dan Mc-nya.

Pengukuran kelembaban tanah digunakan untuk memastikan tingkatan

kelembaban tanah yang cocok yang dapat digunakan untuk meningkatkan

pertumbuhan tanaman. Namun demikian, gypsum block kurang peka terhadap

garam tanah, hal tersebut dikarenakan konsentrasi gypsum yang dapat larut di

dalam air dalam suatu gypsum block.

Dari hasil praktikum yang sudah dilakukan didapat bahwa kadar air gypsum

A dari hari pertama sampai hari ke empat yaitu 75%, 53.6%, 43.7% dan 48.15%

sedangkan untuk gypsum B kadar airnya yaitu 55.4%, 69.4%, 50% dan 43.06%.

Dari kedua gypsum mengalami penurunan kadar air dari hari ke hari walaupun

secara fluktuatif.

Untuk resistansi sendiri dihitung menggunakan alat multimeter dan

diperoleh hasil pada gypsum A resistansi dari hari pertama sampai hari ke empat

adalah 2.5Ω, 2Ω, 3.6Ω, dan 4Ω, sedangkan untuk gypsum B diperoleh hasil 1.9Ω,

10Ω, 4Ω, dan 9Ω.

Dari hasil yang didapat pada perhitungan dan pengukuran terdapat banyak

ketidaksesuaian antara landasan teori dengan pengukuran di lapangan. Beberapa

pengukuran resistansi yang semakin lama seharusnya nilainya akan bertambah,

namun pada kenyataannya terkadang naik dan terkadang turun. Kadar air semakin

lama seharusnya akan semakin menurun tetapi pada pengukuran ternyata tidak

stabil. Hal ini dapat diakibatkan oleh beberapa faktor antara lain:

1. Kualitas atau mutu gypsum yang kurang baik, ini dapat terjadi karena adanya

rongga dalam gypsum sehingga air dapat masuk dan akan berpengaruh

terhadap besar resistansi terukurnya.

2. Kedalaman pengambilan sample tanah yang kurang tepat berada di sekitar

gypsum, sehingga data yang diperoleh kemungkinan bukanlah nilai resistansi

sekitar gypsum.

3. Tidak meratanya sebaran air sehingga antar gypsum yang satu dengan yang

lain mempunyai selisih nilai resistansi yang signifikan.

Dalam melakukan suatu percobaan biasanya terdapat suatu kendala dalam

proses pengerjaannya. Adapun kendala yang diperoleh saat praktikum adalah

adanya kesulitan saat membuat gypsum, apabila gypsum tidak dibuat dengan

benar dan teliti, maka dalam akan mempengaruhi kerjanya. Bila terlau banyak air

pada saat membuat adonaan gypsum, maka gypsum tidak akan cepat kering.

Selain itu saat pembacaan nilai resistansi juga mengalami kesulitan karena adanya

keterbatasan alat multimeter.

V. SIMPULAN DAN SARAN

A. Simpulan

1. Cara membuat gypsum block dari bubuk CaSO4 yang dicampurkan dengan

air pada takaran tertentu dan di cetak dengan menggunakan selongsong film

dan dihubungkan dengan kabel. Gypsum tersebut ditanam di dalam tanah

yang akan diukur kadar lengasnya pada kedalaman tertentu.

2. Penggunaan gypsum block ini tidak langsung memperoleh kelembaban

tanah, namun harus dikalibrasi dulu, misalnya dengan metode oven.

3. Cara kalibrasi tensiometer adalah air dalam tensiometer akan berekuilbrium

dengan air tanah melalui ujung yang poros, sehingga tegangan air tanah

sama dengan tegangan pada potensiometer (alat mengukur tegangan pada

tensiometer). Tensiometer biasanya digunakan pada tanah yang lembab.

B. Saran

Sebaiknya alat-alat yang digunakan untuk praktikum harap diperbaiki untuk

menghasilkan suatu penelitian yang presisi.

DAFTAR PUSTAKA

Hansen, V.E., O.W. Israelsen, G.E. Stringham., E.P. Tachyan dan Soetjipto. 1979. Dasar-Dasar dan Praktek Irigasi. Jakarta: Erlangga.

Asdak, C. 1995. Hidrologi Dan Pengelolaan Daerah Aliran Sungai. Yogyakarta: Gadjah Mada Univercity Press.

Hakim, N.,et al. 1986. Dasar-Dasar Ilmu Tanah. Sumatera Selatan: Universitas Lampung.

Islami, T., et al. 1995. Hubungan Tanah, Air dan Tanaman. Malang: IKIP Semarang Press.

Anonim. 2012. Modul Praktikum Teknik Irigasi dan Drainase. Universitas Jenderal Soedirman. Purwokerto