MATERI DASAR ILMU TANAH SEMESTER2 PART1

Ini adalah materi dasar ilmu tanah prodi agribisnis di semester2 sebelum UTS,semoga bermanfaat..

1. A.   Pengertian Tanah

Kepentingan manusia terhadap  tanah berlainan

Pertanian: sebagai media tumbuhnya tanaman darat

Tanah berasal dari hasil pelapukan batuan bercampur dengan bahan organik dan organisme (vegetasi/hewan) yang di hidup di atasnya atau di dalamnya.  Selain itu di dalam tanah terdapat udara + air

DEFINISI TANAH SECARA ILMIAH

Tanah adalah kumpulan dari benda alam di permukaan bumi yang tersusun dalam horison-horison, terdiri dari campuran bahan mineral, bahan organik, air dan udara serta merupakan media untuk tumbuhnya tanaman

PEDOLOGI vs EDAPOLOGI

Pedologi: s

Ilmu yang mempelajari proses pembentukan tanah beserta faktor-faktor pembentuknya, klasifikasi tanah, survei tanah dan cara-cara pengamatan tanah di lapang.

Tanah dipandang sebagai suatu benda alam yang dinamis dan tidak secara khusus dihubungkan dengan pertumbuhan tanaman.

EDAPOLOGI

Apabila tanah dipelajari dalam hubungannya dengan pertumbuhan tanaman

Dalam edapologi dipelajari sifat-sifat tanah dan pengaruhnya terhadap pertumbuhan tanaman.  Usaha-usaha yang perlu dilakukan untuk memperbaiki sifat-sifat tanah bagi pertumbuhan tanaman, misalnya pemupukan, pengapuran dll.

Bahan utama penyusun tanah:

1. Bahan mineral (45%)
2. Bahan organik (5%)
3. Air (20 – 30%)
4. Udara (20 – 30%)

Komposisi ini berbeda untuk tiap jenis tanah ataupun tiap lapisan tanah

1. BAHAN MINERAL

l  Bahan mineral berasal dari pelapukan batuan

l  Batuan dikelompokkan:

1. batuan beku

2. batuan sedimen

3. batuan metamorfik (malihan)

BAHAN MINERAL

l  Terdapat dalam berbagai ukuran:

50 _/u  – 2,00 mm  => pasir

2   –   50    _/u        => debu

< 2  _/u                   => liat

Bahan mineral > 2 mm terdiri dari kerikil, kerakal dan batu

Mineral primer: mineral yang berasal langsung dari batuan yang dilapuk (terdapat pada fraksi pasir dan debu)

Mineral sekunder: mineral bentukan baru yang terbentuk selama proses pembentukan tanah berlangsung (terdapat pada fraksi liat)

Beberapa jenis mineral sekunder (mineral liat) yang sering ditemukan di dalam tanah:

1.  Kaolinit

2.  Haloisit

3.  Montmorilonit

4.  Gibsit

5.  Al-Fe oksida

Pengaruh bahan organik terhadap sifat tanah dan pertumbuhan tanaman:

-          memperbaiki struktur tanah

-          sumber hara N, P, S dan unsur mikro

-          Menambah kemampuan tanah menahan air

-          Menambah kemampuan tanah untuk menahan unsur hara

-          Sumber energi bagi mikroba

Macam-macam BAHAN ORGANIK

-          Bahan organik kasar

-          Bahan organik halus (humus)

-          Humus terdiri dari bahan organik halus, berasal dari hancuran bahan organik kasar, serta senyawa baru yang dibentuk dari hancuran bahan organik tersebut melalui kegiatan mikroba dalam tanah

Humus  Merupakan senyawa yang resisten (tidak mudah hancur), berwarna hitam atau coklat, mempunyai daya menahan air dan unsur hara yang tinggi

Humus mempunyai kapasitas tukar kation yang tinggi yang disebabkan oleh gugus karboksil

Tanah yang banyak mengandung humus atau bahan organik adalah tanah lapisan atas atau top soil.

Makin ke bawah, kandungan bahan organik makin berkurang, sehingga tanah makin kurus (tidak subur)

Tanah organic  Dijumpai di daerah rawa-rawa. Bila kandungan BO > 20 % (untuk tanah pasir) atau > 30 % (untuk tanah liat) dengan ketebalan > 40 cm disebut tanah organik (tanah gambut)

            AIR

Air terdapat dalam tanah karena:

(1)   Diserap (ditahan) oleh masa tanah

(2)   Tertahan oleh lap. kedap air

(3)   Keadaan drainase kurang baik.

Fungsi air bagi tanaman:

(1)   Sebagai unsur hara

(2)   Sebagai pelarut unsur hara

(3)   Sebagai bagian dari sel-sel tanaman (protoplasma)

MACAM-MACAM AIR TANAH

1. Air higroskopik Air yang diserap tanah sangat kuat sehingga tidak dapat digunakan tanaman

2. Air kapiler Air yang dapat bergerak ke samping atau ke atas karena gaya kapiler.  Sebagian besar air kapiler merupakan air yang tersedia bagi tanaman

3. Air gravitasi Air yang tidak dapat diserap tanah karena adanya pengaruh gaya gravitasi

Air kapiler (tersedia bagi tanaman)

(1)   Kapasitas lapang Menunjukkan jumlah air  terbanyak yang dapat ditahan oleh tanah

(2)   Titik layu permanen  Pada kondisi ini, akar tanaman mulai tidak mampu lagi menyerap air dari tanah, sehingga tanaman menjadi layu

(3)   Air tersedia  Merupakan selisih antara kadar air pada kapasitas lapang dan kadar air pada titik layu permanen

TEGANGAN AIR TANAH

Kandungan air pada kapasitas lapang ditunjukkan oleh kandungan air pada tegangan 1/3 bar, sedangkan kandungan air pada titik layu permanen adalah pada tegangan 15 bar.

Air yang tersedia bagi tanaman terletak pada tegangan 1/3 – 15 bar

UDARA

Susunan udara tanah berbeda  dengan udara di atmosfir;

1.  Kandungan uap air > tinggi
2.  Kandungan CO₂ lebih besar
3.  Kandungan O₂ lebih kecil

Udara dan air mengisi pori-pori tanah.  Air mengisi pori-pori mikro, sedangkan udara mengisi pori-pori makro

Faktor Pembentuk Tanah 

T = f ( B, I, BO, T, W)

HORISON TANAH

Horison O: horison organik yang terbentuk di atas lapisan tanah mineral.

Horison A: horison di permukaan tanah yang terdiri dari campuran bahan organik dan bahan mineral.  Merupakan horison eluviasi yaitu horison yang mengalami pencucian (leaching)

Horison B: horison iluviasi (penimbunan) dari bahan-bahan yang tercuci di atasnya (liat, Fe, Al, bahan organik).

Horison C: bahan induk, sedikit mengalami pelapukan

Horison R: batuan keras yang belum melapuk

PEDON DAN POLIPEDON

Umumnya tanah mempunyai perbedaan sifat profil tanah, misal:  jenis dan susunan horison, kedalaman solum, kandungan bahan organik dan liat, dsb.

Perbedaan tersebut dapat terjadi pada tempat yang berdekatan.  Oleh karena itu untuk mempelajari sifat-sifat tanah perlu dibatasi pada satuan yang disebut dengan PEDON

Pedon:

Satuan individu terkecil dalam tiga dimensi yang masih dapat disebut tanah.  Pedon berukuran antara 1 sampai 10 m² sehingga cukup luas untuk mempelajari sifat-sifat dan susunan horison tanah yang ada

PELAPUKAN BATUAN DAN MINERAL

1. Secara Fisik

Penyebab:

Naik turunnya suhu dan perbedaan kemampuan mengembang dan mengerut masing-masing mineral.

Pengangkutan batuan dari suatu tempat ke tempat lain oleh air.

2. Secara Biologi-Mekanik

Akar tanaman yang masuk ke dalam batuan  dapat menghancurkan batuan.

3. Secara Kimia

a.  Hidrasi dan dehidrasi

CaSO₄ + 2 H₂O  à  CaSO₄.2H₂O (hidrasi)

CaSO₄.2H₂O  à CaSO₄ + 2H₂O (dehidrasi)

b.   Oksidasi dan Reduksi

Fe²⁺           à  Fe³⁺ + e

Fe³⁺  +  e   à  Fe²⁺

c.  Hidrolisis

K Al Si₃O₈ + H⁺  à  H Al Si₃O₈  + K⁺

(feldspar)

d.  Pelarutan

CaCO₃  +  2H⁺ à  H₂CO₃  +  Ca²⁺

         ^{PEMBENTUKAN PROFIL TANAH}

        1. Eluviasi: pemindahan bahan-bahan tanah dari satu horison ke horison lain

2.  Iluviasi: penimbunan bahan-bahan tanah dalam suatu horison

3.  Leaching: Pencucian basa-basa dari tanah

4.  Enrichment: Penambahan basa-basa dari tempat lain

5.  Dekalsifikasi: pemindahan CaCO₃ dari tanah atau suatu horison tanah

6.  Kalsifikasi: penimbunan CaCO₃ dalam suatu horison tanah

7. Desalinisasi: pemindahan garam-garam mudah larut dari tanah atau suatu horison tanah

1. Salinisasi: Penimbunan garam-garam mudah larut dalam suatu horison tanah

9. Dealkalinisasi: Pencucian ion-ion Na dari tanah atau horison tanah
10. Alkalinisasi: akumulasi ion-ion Na dalam suatu horison tanah
11. Lessivage: pencucian (pemindahan) liat dari suatu horison ke horison lain dalam bentuk suspensi secara mekanik. Terjadi pada tanah Ultisol atau Alfisol
12. Pedoturbasi: pencampuran secara fisik atau biologik beberapa horison tanah, sehingga horison-horison tanah yang telah terbentuk menjadi hilang.  Terjadi pada tanah Vertisol

13.  Podsolisasi: Pemindahan Al dan Fe dan atau bahan organik dari suatu horison ke horison lain secara kimia (pada tanah Spodosol).  Silika tidak ikut tercuci, sehingga konsentrasi silika pada horison tercuci meningkat secara relatif.

14. Desilikasi: Pemindahan silika secara kimia keluar dari solum tanah, sehingga konsentrasi Fe dan Al meningkat (pada tanah Oxisol)
15. Melanisasi: Pembentukan warna hitam pada tanah karena pencampuran bahan organik dengan bahan mineral (pada tanah Mollisol)

16. Leusinisasi:

Pembentukan horison pucat karena pencucian bahan organik

17. Braunifikasi, rubifikasi dan feruginasi

Pelepasan besi dari mineral primer dan dispersi partikel-partikel besi oksida yang makin meningkat.

►          Braunifikasi à tanah berwarna coklat

►          Rubifikasi    à tanah berwarna coklat

kemerahan

►          Feruginasi   à  tanah berwarna merah

18. Gleisasi:  Reduksi besi karena keadaan anaerob, sehingga terbentuk warna kebiruan atau kelabu kehijauan.

19. Littering: Akumulasi bahan organik setebal < dari 30 cm di permukaan tanah mineral.

19. Humifikasi: Perubahan bahan organik kasar menjadi humus.

Dari beberapa proses di atas, dapat dikelompokkan menjadi 4 yaitu:

1.  Penambahan bahan-bahan dari tempat lain ke tanah

2.  Kehilangan bahan-bahan yang ada di tanah

3. Perubahan bentuk (transformation), misal:

perubahan bahan organik à humus

penghancuran pasir à debu

4.  Pemindahan dalam solum, misal:pemindahan liat, bahan organik, Fe dan Al dari lapisan atas      ke lapisan bawah.

FAKTOR-FAKTOR PEMBENTUKAN TANAH

Lima  faktor pembentuk tanah:

1.  Bahan induk

2.  Organisme

3.  Waktu

4.  Iklim

5.  Topografi (relief)

Tanah = f (b, o, w, i, t)

BAHAN INDUK

1.  Batuan beku

a.  Batuan beku atas (batuan volkanik)

b.  Batuan beku gang

(magma membeku di antara sarang

magma dan permukaan bumi)

c.  Batuan beku dalam

Magma membeku di dalam bumi

2.             Batuan Sedimen

a.  Batuan endapan tua

berupa endapan laut, contoh:

- batu gamping (CaCO₃; CaMg(CO₃)₂

- batu pasir (SiO₂)

- batu liat

b.  Bahan endapan baru

belum menjadi batu

- diendapkan oleh air, dataran banjir

- diendapkan oleh angin,

misal: pasir pantai

1. Batuan Metamorfik

Berasal dari batuan beku dan sedimen akibat tekanan dan suhu yang relative tinggi.

Batu kapur karbonat mamer à batu pasir à kuarsit

1.   Bahan induk organic

Terdapat di rawa-rawa yang selalu tergenang air

^ORGANISME     

1. Kegiatan organisme tanah berpengaruh terhadap: akumulasi bahan organik, siklus unsur hara, pembentukan struktur tanah yang stabil

2. Unsur N dapat diikat ke dalam tanah dari udara oleh bakteri penambat N, baik yang simbiosis maupun yang non simbiosis
3. Vegetasi yang tumbuh di daerah tersebut dapat digunakan sebagai pencegah erosi tanah

Tanaman berdaun sedikit, misal cemara, pinus menyebabkan tanah bereaksi masam, sebaliknya tanaman berdaun lebat seperti jati menyebabkan tanah bereaksi basa, karena seresah tanaman jati banyak mengandung basa-basa.

Tanah di bawah pohon pinus biasanya lebih masam daripada tanah di bawah pohon jati.  Pencucian basa-basa lebih intensif pada tanah di bawah pohon pinus.

W A K T U

Waktu berpengaruh dalam pembentukan tanah, sehingga terbentuk:

1. Tanah muda

Sifat tanah masih didominasi oleh sifat bahan induknya.  Terbentuk horison A dan            horison C.

Contoh: Entisol

2. Tanah dewasa

Dicirikan oleh terbentuknya horison B.

Termasuk tanah dewasa: Inceptisol, Vertisol dan Mollisol.

3. Tanah Tua

Terjadi perubahan yang lebih nyata pada horison A dan B, sehingga terbentuk horison-horison: A₁, A₂, A₃, B₁, B₂, B₃.

Pencucian basa-basa makin meningkat, sehingga tinggal mineral yang sukar lapuk dalam tanah.  Tanah menjadi masam, misalnya: Ultisol, Oxisol.

IKLIM

1. Merupakan faktor yang sangat penting dalam proses pembentukan tanah.
2. Suhu dan curah hujan berpengaruh terhadap intensitas reaksi kimia dan fisika di dalam tanah.  Setiap suhu naik 10^oC maka laju reaksi menjadi 2 kali lipat.
3. Suhu dan curah hujan yang tinggi menyebabkan pelapukan dan pencucian berjalan cepat, shg terbentuk tanah masam (misal: Ultisol)

TOPOGRAFI (RELIEF)

Topografi berpengaruh terhadap pembentukan tanah melalui cara:

1. Mempengaruhi jumlah air hujan yang meresap atau ditahan massa tanah.
2. Mempengaruhi dalamnya air tanah
3. Mempengaruhi besarnya erosi
4. Mengarahkan gerakan air berikut bahan-bahan yang terlarut di dalamnya.

SIFAT-SIFAT FISIK DAN MORFOLOGI TANAH

• Batas suatu horison dapat terlihat jelas atau baur.
• Dalam pengamatan di lapang dibedakan:

(1) nyata (lebar peralihan < 2,5 cm)

(2) jelas (lebar peralihan 2,5 – 6,5 cm)

(3) berangsur (lebar peralihan 6,5 – 12,5 cm)

(4) baur (lebar peralihan > 12,5 cm)

• Bentuk topografi batas horison: rata, berombak, tidak teratur atau terputus.

Warna Tanah

• Merupakan petunjuk untuk beberapa sifat tanah
• Perbedaan warna tanah umumnya disebabkan oleh perbedaan kandungan bahan organik.
• Pada lapisan bawah, di mana kandungan bahan organik rendah, warna tanah dipengaruhi oleh senyawa Fe (besi)
• Tanah berdrainase buruk, Fe dalam bentuk tereduksi (Fe²⁺) berwarna abu-abu
• Tanah berdrainase baik, Fe dalam bentuk teroksidasi (Fe³⁺), berwarna merah atau kuning-coklat.
• Warna tanah ditentukan dengan buku MUNSELL SOIL COLOR CHART.

Buku Munsell Soil Color Chart berisi 3 variabel untuk menentukan warna tanah:

(1) hue: warna spektrum yang dominan sesuai dengan panjang gelombang

(2) value: menunjukkan gelap terangnya warna

(3) chroma: menunjukkan kemurnian atau kekuatan dari warna spektrum

Hue untuk tanah normal dibedakan menjadi:

5R; 7,5R;  10R;  2,5YR;  5YR;  7,5YR;  10YR; 2,5Y; 5Y

R   = Red

Y   = Yellow

YR = Yellowish Red

Hue untuk tanah tereduksi (gley) yaitu:

5G; 5GY; 5BG dan N (netral)

Value dibedakan dari 0 sampai 8,  makin tinggi value menunjukkan warna makin terang.

Chroma dibagi dari 0 sampai 8,  makin tinggi chroma menunjukkan kemurnian atau kekuatan warna spektrum makin meningkat

Notasi dalam buku Munsell Soil Color Chart

Misal: 10YR 4/6

Hue = 10YR

Value = 4

Chroma = 6

Nama warna: merah

TEKSTUR TANAH

Macam-macam kelas tekstur tanah:

1. Pasir
2. Pasir berlempung
3. Lempung berpasir
4. Lempung
5. Lempung berdebu
6. Debu
7. Lempung berliat
8. Lempung liat berpasir

9. Lempung liat berdebu
10. Liat berpasir
11. Liat berdebu
12. Liat

Tanah dikatakan bertekstur pasir, apabila kandungan pasir minimal 70%

Tanah dikatakan bertekstur liat, apabila kandungan liat minimal 35%

Bila tidak termasuk keduanya, digolongkan bertekstur lempung

Contoh:

1. Suatu tanah mengandung:

Liat = 40%

Debu = 35%

Pasir = 25%

Tekstur tanah tsb adalah ……………..

2. Suatu tanah mengandung:

Liat = 10%

Debu = 15%

Pasir = 75%

Tekstur tanah tsb adalah ……………

3. Suatu tanah mengandung:

Liat = 25%

Debu = 35%

Pasir = 40%

Tekstur tanah tersebut adalah …………….

 Struktur Tanah

Merupakan susunan atau gumpalan kecil dari butir-butir tanah.  Gumpalan struktur ini terjadi karena butir-butir pasir, debu dan liat terikat satu sama lain oleh suatu perekat, misalnya bahan organik, oksida besi dll.

Struktur tanah dibedakan atas:

(1) bentuk atau tipe struktur

(2) ukuran atau kelas struktur

(3) kemantapan atau derajat struktur

Bentuk Struktur

1.  Lempeng

2.  Prisma

3.  Tiang

4.  Gumpal bersudut

5.  Gumpal membulat

6.  Granuler

7.  Remah

Ukuran atau Kelas Struktur

1. Sangat halus

2. Halus

3. Sedang

4. Kasar

5. Sangat kasar

KEMANTAPAN ATAU DERAJAT STRUKTUR

1. Tingkat perkembangan Lemah

Butir-butir tanah mudah hancur

2. Tingkat perkembangan Sedang

Butir-butir tanah agak sukar hancur

3. Tingkat perkembangan Kuat

Butir-butir tanah sukar hancur

Konsistensi Tanah

Menunjukkan kekuatan daya kohesi butir-butir tanah atau daya adhesi butir-butir tanah dengan benda lain.

Tanah dengan konsistensi baik umumnya mudah diolah dan tidak melekat pada alat pengolah tanah.

Konsistensi tanah dapat diukur pada keadaan lembab, basah atau kering.

Dalam keadaan lembab, konsistensi dibedakan ke dalam gembur sampai teguh

Dalam keadaan kering, konsistensi dibedakan ke dalam lunak sampai keras

Dalam keadaan basah, dibedakan:

(1) plastisitasnya, yaitu dari plastis sampai tidak plastis

(2) kelekatannya, yaitu dari tidak lekat sampai lekat

Angka ATTERBERG

1. Merupakan angka-angka kadar air tanah pada beberapa macam keadaan.
2. Angka Atterberg berguna dalam penentujan tidak pengolahan tanah, karena pengolahan tanah sulit dilakukan kalau tanah terlalu kering atau terlalu basah.
3. Sifat-sifat tanah yang berhubungan dengan angka Atterberg adalah:

1. Batas mengalir (batas cair = liquid limit)
2. Batas melekat
3. Batas gulung (menggolek)
4. Batas berubah warna (batas ganti warna)
5. Indeks plastisitas
6. Jangka olah