SIFAT FISIKA TANAHSIFAT FISIKA TANAH

Kuliah ke II DDIT

Tekstur TanahStrukturTanah

Konsistensi TanahPorositasTanah

Suhu TanahWarnaTanah

PENDAHULUAN• Secara fisik tanah

terdiri atas 3 fase:– Padat– Cair– Gas

• Peran fisika tanah: Menentukan– penetrasi akar– Retensi 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

menempatio ruang pori

Sifat fisika tanah yang penting, al:• Tekstur• Struktur• Density• Porositas• Konsistensi• Warna• suhu

TEKSTUR 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

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

Segitiga Tekstur• 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

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 tanah

Tapi belum ada ketentuan yang berlaku umum, karena juga dipengaruhi oleh jenis mineral liatnya: eg plastisitas 25% vermiculit > 70% kaolinit

Struktur 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.Tebal

2. Laminar = L. Tipis

2 Prisma X << Y 1. Columnar = puncak bulat

2. Prisma = puncak datar

3 Gumpal X ≈Y ≈Z (beraturan)

Gumpal= bila sudut tak nyata

Gumpal bersudut= bila sudut tajam

4 Spheroidal X ≈Y ≈Z(tak beraturan)

Granular= kurang poros

Remah = poros

Tipe 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

Perkembangan struktur tanah

Structureless Aggregated

MassiveSingle grain

Weakly Dev. Moderately dev. Strongly dev.

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 charged

colloidsurface

+ +

Ca

+ +

Ca

-OOC – R - COO-

Figure 5.2.2 Organic molecules assist in flocculation and aggregation (after McLaren & Cameron, 1996)

KONSISTENSI 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 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 TANAHBV : (Kerapatan Isi) Berat masa persatuan

volume tanah (termasuk volume pori) kering oven

BV 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 Partikel ): Berat masa persatuan volume partikel tanah (tanpa pori) kering oven

• BD tanah mineral umumnya 2.60-2.70 g cm-

3, dengan rata-rata 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

UDARA TANAH

Udara 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, musim, dan 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

WARNA 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

Air BebasAir Higroskopis

En. (pF):

Pori (u)

7.0 4.2 2.54 2.0 1.04.5

≤2 u

Air Kapiler

Air Tersedia Air Perk.Pelan

Air Perkolasi cepat

Air tdk berguna Air berguna bagi tan.

SatFCWPHC