sifat fisika tanah
DESCRIPTION
Kuliah ke II DDIT. SIFAT FISIKA TANAH. Tekstur Tanah StrukturTanah Konsistensi Tanah PorositasTanah Suhu Tanah WarnaTanah. PENDAHULUAN. Secara fisik tanah terdiri atas 3 fase: Padat (BO + BM) Cair Gas Peran fisika tanah: Menentukan penetrasi akar Retensi & transmissi air - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
SIFAT FISIKA TANAHSIFAT FISIKA TANAHSIFAT FISIKA TANAHSIFAT FISIKA TANAH
Kuliah ke II DDIT
Tekstur TanahTekstur TanahStrukturTanahStrukturTanah
Konsistensi TanahKonsistensi TanahPorositasTanahPorositasTanah
Suhu TanahSuhu TanahWarnaTanahWarnaTanah
PENDAHULUANPENDAHULUAN• Secara fisik tanah
terdiri atas 3 fase:– Padat (BO + BM)– Cair– Gas
• Peran fisika tanah:– Menentukan penetrasi akar– Retensi & transmissi air– Aerase dan drainase– Nutrisi tanaman– Serta mempeng sft kimia
dan biologi tanah• Faktor yg mempeng. Sft
fisika tanah:– Jumlah, ukuran, bentuk,
susunan, komposisi mineral dari partikel2 tanah
– Macam dan jumlah BO– Volume dan bentuk pori– Perbandingan air dan udara
menempati ruang pori
Sifat fisika tanah yang penting, al:• Tekstur• Struktur• Density• Porositas• Konsistensi• Warna• suhu
Komposisi Tanah Komposisi Tanah • Bila tanah kering ditekan dengan tangan, maka akan
terlihat bahwa tanah terdiri dari berbagai macam ukuran partikel yang berbeda.
• Sebagian berasal dari partikel-partikel itu berasal dari perusakan (degradasi) batuan, partikel itu dinamakan partikel mineral. Beberapa partikel berasal dari sisa tanaman atau binatang (daun , potongan tulang dll), itu dinamakan partikel organik( ayau bahan organik). Partikel tanah itu terlihat berrsentunhan satu dengan lain, tetapi sebenarnya mempunyai ruang yang dinamakan ruang pori. Bila tanah kering ruang pori itu terutama diisi udara. Setelah dirigasi atau hujan,maka ruang pori itu terutama diisi air. Bahan hidup dijumpai dalam tanah itu. Itu dapat berupa akar hidup seperti lobang kumbang, cacing, larva dll. Bahan hidup itu dapat membantu untuk mengaerasi tanah dan jadi menciptkan kondisi pertumbuhan yang menyenangkan untuk perakatran tanaman (Gambar 26).
TEKSTUR TANAHTEKSTUR TANAH• Definisi:tekstur tanah ialah
perbandingan relatif (%) pasir, debu, dan liat
• Partikel tanah (≤2 mm) digroupkan menjadi : pasir, debu, dan liat
• Distribusi ukuran partikel ini dianalisis secara mekanis
• Peran distribusi partikel tanah: – Menentukan sifat fisika, fisiko-
kimia, dan kimia tanah eg. KTK, retensi air, etc.akibat perbedaan SSA nya
Ukuran partikel tanah dan hubungan dengan diamater dan Ukuran partikel tanah dan hubungan dengan diamater dan
jumlah partikeljumlah partikel
Pisahan tanah Diameter (mm)USDA
Diameter (mm)
SI
Jlh partikel/g SSA(cm2/g)
Pasir sangat kasar
2-1 90 11
Pasir kasar 1-0.5 2-0.2 720 23
Pasir sedang 0.5-0.25 5700 45
Pasir halus 0.25-0.10 0.2-0.02 46000 91
Pasir sangat halus
0.1-0.05 722000 327
Debu 0.05-0.002 0.02-0.002 5776000 454
Liat <0.002 <0.002 90260853000 8000000
Klas Tekstur TanahKlas Tekstur Tanah
• Metoda Analisis tekstur tanah al:– Pipet & ayakan– Hydrometer Bouyoucus– Cara kualitatif di lap.
• Langkah Analisis tekstur:– Pemurnian– Dispersi– Sedimentasi (berdasarkan hk.Stoke)
• Tekstur tanah 12 klas:1. Pasir2. pasir berlempung3. Lempung berpasir4. Lempung5. Lempung liat berpasir6. Lempung berdebu7. Debu8. Lempung liat berdebu9. Lempung berliat10.Liat berpasir11.Liat berdebu12.Liat
Segitiga TeksturSegitiga Tekstur
Hubungan kelas ukuran butir dengan kelas tekstur tanah Sumber: Supardi (1980)
Klas Ukuran butir Hubungan dengan klas tekstur
Berpasir Meliputi pasir, sebahagian lempung dengan kandungan liat < 15 % dan pasir >75 %.
Berlempung kasar Meliputi lempung berpasir,lempung dan lempung berdebu dengan kandungan liat < 18 % dan pasir 15 -70 %.
Berlempung halus Meliputi lempung liat berpasir, sebahagian lempung berpasir, lempung berliat dan lempung berdebu dengan kandungan liat 18 - 35 % dan pasir > 15 %.
Berdebu kasar Meliputi sebahagian besar debu, dan lempung berdebu dengan kandungan liat < 18 % dan pasir >15 %.
Berdebu halus Meliputi lempung berdebu dan lempung liat berdebu dengan kandungan liat 17 -35% dan pasir < 15 %.
Berliat Halus Meliputi liat berpasir, liat berdebu , liat, sebahagian lempung berliat dan lempung liat berdebu dengan kandungan liat 35 -60%.
Berliat sangat halus Meliputi liat. Tanah dengan kandungan liat >60 %.
Ciri Tekstur Profil • Tekstur dalam profil tanah
sering tidak sama setiap horizon, umumnya hor B tinggi liatnya, disebut juga hor. Bt (t=ton, German artinya liat). Hal ini akibat tercucinya liat dari lapisan atas ke bawah bersama air infiltrasi.
• Bila kandungan liatnya > 20% itu termasuk hor.argillik (penciri tanah Ultisol)
Kepentingan Tekstur Tanah• Tekstur berhubungan erat
dengan:– Plastisitas– Permeabilitas– Kekerasan– Kemudahan olah– Kesuburan– Dan produktifitas tanahTapi belum ada ketentuan
yang berlaku umum, karena juga dipengaruhi oleh jenis mineral liatnya: eg plastisitas 25% vermiculit > 70% kaolinit
Struktur TanahStruktur Tanah• Struktur tanah menunjukkan kelompok partikel tanah
(pasir ,debu dan liat , bahan organik dan pupuk) di dalam senyawa berpori. Itu dinamakan aggregat.
• Struktur tanah juga menunjukkan penyusunan aggregat itu yang dipisahkan oleh ruang pori dan celah (Gambar 29).
• Jenis dasar penyusunan aggregat diperlihatkan pada Gambar 30. struktur granuler, gumpal, prismatik, dan struktur massif.
Struktur TanahStruktur Tanah• Definisi: Struktur tanah yaitu
penyusunan partikel tanah primer seperti pasir,debu, liat membentuk aggregates, yang satu sama lainnya membentuk bidang belah alami yang lemah.
• Ped : aggregat yang terbentuk secara alami
• Clod: bongkahan tanah akibat pengolahan
• Fragment: ped yang pecah• Concretion: terbentuk akibat
presipitasi garam terlarut dalam tanah akibat terjadi fluktuasi muka air tanah yang besar
• Struktur bisa memodifikasi pengaruh tekstur terhadap kelembaban, porositas, ketersediaan unsur hara, jasad hidup, pertumbuhan akar. Eg: tekstur pasir dengan kandungan BO tinggi struktur bagus
• Ada 4 bentuk utama struktur tanah:
No Bentuk Sumbu Keterangan
1 Lempeng X >> Y 1. Platy = L.Tebal2. Laminar = L. Tipis
2 Prisma X << Y 1. Columnar = puncak bulat2. Prisma = puncak datar
3 Gumpal X ≈Y ≈Z (beraturan)
Gumpal= bila sudut tak nyataGumpal bersudut= bila sudut tajam
4 Spheroidal X ≈Y ≈Z(tak beraturan)
Granular= kurang porosRemah = poros
Tipe Struktur dan SifatnyaTipe Struktur dan SifatnyaNo Tipe Struktur Sifat Aggregat Diagram
AggregatLokasi pada profil
1 Granular Bulat, kecil, kurang poros, padat, tidak terikat antara aggregate
Hor. A
2 Remah Bulat, kecil, poros, tidak terikat antara aggregate
Hor. A
3 Lempeng Aggregat berbentuk lempeng Sering pada hor A tanah hutan dan claypan
4 Gumpal Gumpal, bentuk kubus, aggregat berpegang erat sesamanya, terjadi aggregat lebih keci; jika pecah
Hor. B|
5 Gumpal bersudut
Gumpal, bermuka datar dengan pinggir bersudut tajam
Hor. B
6 Prisma Bentuk mirip prisma, bagian atas datar
Hor. B
7 Columnar Bentuk tiang, puncak agak bulat
Hor. B
Bentuk-Bentuk Struktur Tanah
Perkembangan struktur tanahPerkembangan struktur tanah
Structureless Aggregated
MassiveSingle grain
Weakly Dev. Moderately dev. Strongly dev.
PROSES PEMBENTUKAN STRUKTUR TANAHPROSES PEMBENTUKAN STRUKTUR TANAH
Pembentukan Struktur Tanah • 3 bahan koloid tanah sebagai
perekat (cementing agent) dalam pembentukan aggregat:– Mineral liat– Oksida Fe & Mn bersifat
koloid– Koloid organik– Microbial gum (Peneliti di
Wisconsin)
Pengaruh Pengeloaan Terhadap Struktur Tanah
• Pembasahan, pengeringan, pengolahan tanah, aktifitas biologis membangun/merusak aggregat
negative chargedcolloidsurface
negative chargedcolloidsurface
+ + Ca
+ + Ca
-OOC – R - COO-
Figure 5.2.2 Organic molecules assist in flocculation and aggregation (after McLaren & Cameron, 1996)
KONSISTENSI TANAHKONSISTENSI TANAH
• Definisi: konsistensi tanah (erat hubungannya dengan kadar air tanah) yaitu manifestasi gaya-gaya fisika , kohesi dan adesi, yang bekerja di dalam tanah pada kandungan air yang berbeda-beda
• Konsistensi dipengaruhi:
– tekstur, – sifat dan jumlah
koloid unorganik– sifat dan jumlah
koloid organik– Struktur– KA tanah
Konsistensi Tanah pada KA berbeda:No Konsistensi KA Bagian Ciri
1 K.Basah ± KL Kelekatan
-Tdk lekat
-Sdkt lekat
-Lekat
-Sgt lekat
Tanah dapat melekat pada benda-benda yang mengenainya
Plastisitas
-Tdk plastis
-Sdkt plastis
-plastis
-Sgt plastis
Punya kemampuan untuk diubah bentuk dengan mudah
2 K.Lembab KL-KU
Gembur Lepas, sangat gembur, gembur, teguh, sangat teguh, dan ekstrim teguh
3 K.Kering KU Kekerasan Lepas, lunak, sdkt keras, keras, sangat keras, dan ekstrim keras
Indeks Plastisitas dan Peranan KonsistensiIndeks Plastisitas dan Peranan Konsistensi
• Indeks Plastisitas = Upper plastis limit - Lower plastis limit
• Upper plastis limit : KA tanah tertinggi, dimana masa tanah mulai mengalir di bawah tekanan (tidak mampu mempertahankan bentuknya lagi)
• Lower plastis limit : KA tanah pada saat konsistensi berubah dari lekat jadi gembur, sedangkan masa tanah tidak mampu merubah bentuk secara kontinu dibawah pengaruh gaya
Peranan Konsistensi:• Untuk klassifikasi tanah• Menentukan tkt akumulasi liat
dalam profil tanah (russel, 1926)
• Menentukan tipe dan tkt pengolahan tanah
• Menentukan design alat berat
POROSITAS TANAHPOROSITAS TANAHBV : Berat masa persatuan volume tanah
kering ovenBV tanah lap olah - bertekstur halus biasanya 1.0-1.3 g cm-3
- Tekstur kasar 1.3-1.8 g cm-3
- BV tanah ber-BO tinggi < ber-BO rendah- BV t.organik < t.mineral , 0.2 -0.6 g cm-3
- BV Andisols kl 0.8 g cm-3
Bila BV tanah lap olah (20 cm) 1.0 gcm-3 (=1 Mg m-3) maka berat tanah tsb dalam 1 ha = 100 m x 100 m x 0.2 m x 1 Mg m-3= 2000 Mg ha-1 = 2 x 106 kg ha-1
BV = Berat tanah kering oven (105oC)Volume tanah (cm-3)
BD (Kerapatan Zarah): Berat masa persatuan volume partikel tanah (tanpa pori) kering oven
• BD tanah mineral umumnya 2.65 g cm-3 tidak banyak bervariasi
• BD dipengaruhi tekstur dan bahan mineral tanah
TRP (total ruang pori): % TRP = (1- BV/BD) x 100
% Padat Tanah = BV/BD x 100
Bila tanah punya BV 1.35 dengan kandungan BO < 2%, maka %TRP tanah tsb = 50%
• Mempengaruhi ketersediaan air dan O2 bagi tanaman, permeabilitas (kemampuan tanah utk mentransfer air atau udara)
• TRP tidak menentukan jlh air tersedia bagi tanaman, tapi distribusi pori sangat menentukan
• Dipengaruhi oleh: BV dan BD (lansung), tekstur, struktur,
Udara
Air
Padatan
PERBANDINGAN PARTIKEL DENSITI PERBANDINGAN PARTIKEL DENSITI DAN BULK DENSITIDAN BULK DENSITI
UDARA TANAHUdara tanah mempengaruhi:• Pertumbuhan dan
perkembangan akar• Pernafasan akar• Serapan air dan hara• Aktifitas organisma tanah
Komposisi Udara tanah:
Unsur Udara tanah (%)
Atmosfir (%)
N2 79.2 79
O2 20.6 20.97
CO2 0.25 0.03
SUHU TANAH- mempengaruhi aktifitas
jasad hidup tanah- Mempengaruhi rx kimia,
ketersediaan hara bagi tanaman
- Dipengaruhi oleh warna, KA, dan drainase tanah, serta radiasi matahari dan musim, mulsa- Fungsi Mulsa:
- Menyerap sebagian radiasi matahari
- Mereduksi kehilangan panas dari tanah
- Mereduksi evaporasi dari muka tanah
Peran O2 dalam tanah:Untuk bernafas jasad hidup tanahMelakukan reaksi kimiaMembantu proses dekomposisi BO
Panas SpesifikPanas Spesifik
• Jumlah panas yang dibutuhkan untuk menaikkan suhu 1oC dari 1 gr partikel tanah.
• Panas spesifik air adalah 1, tanah mempunyai panas spesifik adalah 0,2 atau 1/5 dari air. Shg kelembaban tanah merupakan faktor sangat penting dalam menentukan suhu tanah. Tanah yang lembab akan memanas lebih lambat daripada tanah kering.
Faktor yang mempengaruhi suhu Faktor yang mempengaruhi suhu tanahtanah
• Pembuangan air berlebihan dari tanah akan membantu merobah suhu tanah (drainase)
• Menggunakan mulsa• Sistem perlindungan tanah lainnya
WARNA TANAHWARNA TANAHPenentuan warna tanah:- Menggunakan Munsell soil
color chart- 3 prinsip warna tanah: Hue,
Value, dan Chroma- Hue: panjang gelombang
dominan atau warna dari cahaya
- Value: (= kekerasan cahaya): jumlah total cahaya
- Chroma:kemurnian relatif dari panjang gelombang cahaya yang dominan
- Eg: 10 YR 6/4 = - 10 YR = hue- 6 = value- 4 = chroma
Peran Warna Tanah:- Petunjuk sifat tanah eg.
kandungan BO, aerase dan drainase
- Pembeda hor dalam klasifikasi tanah
Faktor yang mempengaruhi:- Mineral tanah dan BO, eg,
tanah warna hitam biasanya BO tinggi
- Drainase tanah jelek, akumulais BO tinggi, warna tanah sangat gelap
- Oksida besi:- -hematite = warna merah- Goethite = warna kuning
Soal ReviewSoal Review• Jelaskan definisi tanah secara pedologi dan edafologi!• Jelaskan Hukum Jenny (1941) dalam proses pembentukan tanah!• Sebutkan 4 komponen utama tanah, dan berapa kira-kira prosentasenya!• Sebutkan 3 klas utama bahan induk tanah!• Sebutkan bahan induk tanah Histosol, Entisol!• Buat profil tanah dan lengkapi horizon dengan nama dan keterangannya!• Jelaskan 3 cara pergerakan hara ke permukaan akar!• Jelaskan faktor lingkungan yang mempengaruhi pertumbuhan tanaman
yang berasal dari tanah!• Kenapa tanah dianggap sebagai laboratorium biologis?• Jelaskan pengaruh iklim pada proses pembentukan tanah! Eg. Tanah
daerah tropis dan daerah sedang(arid)• Apa yang dimaksud dengan
– profil tanah?– Solum– Regolith– Bahan induk tanah
•
5%
45%
25%
25%BO
Mineral
Air
Udara