BAHAN KULIAH ILMU TANAH HUTAN

PENDAHULUAN

Manfaat Tanah

Tanah adalah bagian terluar lapisan bumi (ketebalan berkisar antara beberapa centimeter hingga lebih dari 3 meter) tersusun dari campuran bahan-bahan organic dan mineral sebagai tempat tumbuhnya tanaman (Pritchett, 1979). Sistem tanah tersusun atas tiga fase yaitu padat, cair, dan gas. Fase padat merupakan campuran bahan organic dan anorganik sehingga membentuk kerangka tanah. Kerangka berkaitan dengan system pori yang bergabung bersama-sama dengan fase cair dan gas. Bahan anorganik, bahan organic, air dan udara merupakan empat konstituen utama tanah, dimana konsentrasinya berbeda-beda menurut horizon. dan jenis tanah  (Tan, 2000).

Tanah yang bertekstur lempung mempunyai komposisi 45 % bahan anorganik, 5 % bahan organic, 25 % air, dan 25 % udara dilaporkan merupakan kondisi yang optimum untuk pertumbuhan tanaman (Brady, 1990). Kandungan hara di dalam  tanah meliputi N, P, K, Ca, Mg, Fe, Mn, Zn, Bo, Co, Br, dan sebagainya, yang terdapat dalam bentuk tersedia maupun tidak tersedia bagi tumbuhan (Pritchett, 1979).

Sifat-sifat tanah yang menyebabkannya bermanfaat adalah (1) penyedia air, nutrien, dan tempat bertumpuhnya pohon, (2) habitat untuk organisme decomposer yang berperan dalam siklus karbon dan hara mineral, (3) mempunyai aksi penyangga (buffer) terhadap perubahan temperatur dan air antara atmosfer dan air tanah, dan (4) peranananya dalam pergantian ion (penyangga pH) sehingga mempertahankan nutrien dan unsure lainnya dari pencucian dan volatilisasi (Wild, 1993).

Salah satu peran tanah dalam bidang pertanian adalah sebagai tempat penyimpanan air yang sangat penting dalam hubungan kation, pelapukan bahan organik dan kegiatan jasad-jasad renik.  Hal itu dijumpai pada pori-pori mikro.

Sifat tanah dibedakan atas sifat fisik dan sifat kimia tanah.  Pada analisa sifat fisik tanah contoh tanah yang diambil dapat berupa 3 jenis yaitu : (1) contoh tanah utuh untuk penetapan kerapatan limbak, susunan pori tanah, pF dan permeabilitas; (2) contoh tanah dengan agregat utuh untuk penetapan kemantapan agregat  dan (3) contoh tanah biasa atau contoh tanah terganggu untuk penetapan kadar air, tekstur, konsistensi, dan kadar air optimum.  Pengambilan contoh tanah utuh paling baik dilakukan dalam keadaan air kapasitas lapang.

Kerapatan limbak dan ruang pori tanah

Kerapatan limbak adalah bobot kering suatu isi tanah dalam keadaan utuh yang dinyatakan dalam g/cm².  isi tanah merupakan isi bahan padatan dan isi ruang diantaranya.  Bagian isi tanah yang tidak terisi oleh bahan padatan, baik bahan mineral maupun bahan organik disebut ruang pori tanah.

Penentuan kerapatan limbak:

·      Bobot tanah basah = bobot tanah beserta ring tanah-bobot ring tanah

·      Kadar air = (bobot contoh tanah-bobot contoh kering/bobot contoh kering) x 100%

·      Berat kering tanah (BKM) = (100/ (100 + kadar air))x BB gram

·      Kerapatan Isi = BKM/isi tanah

Ruang pori total adalah isi seluruh pori-pori dalam suatu isi tanahutuh yang dinyatakan dalam persen, yang terdiri atas ruang di antara zarah pasir, debu, liat serta ruang diantara agregat-agregat tanah.

Ruang pori total = (1-) X 100%

Peubah kerapatan jenis zarah tanah merupakan nisbah antara komponen mineral dan bahan organik tanah.  Nilai komponen mineral rata-rata( tanpa memperhatikan banyaknya bersi dan mineral-mineral berat) adalah 2,65.  sedangkan untuk bahan organik dari tanah normal rata-rata adalah 1,45.  jika kadar bahan orgaik lebih dari 1%, maka kerapatan jenis zarah harus dikurangi 0,02 untuk tiap persen kandungan bahan organik.

Pengukuran kekuatan tanah

Penetrometer adalah pengukur kekuatan atau ketahanan tanah terhadap penembusan secara vertikal.  Pada mulanya penetrometer hanya digunakan untuk penyelidikan kualitatif terhadap kerapatan relatif zarah-zarah dan konsistensi tanah.  Sekarang, banyak jenis penetrometer telah dirancang untuk pengukuran kuantitatif kekuatan tanah terhadap penembusan, sehingga dapat dihubungkan secara tepat dengan sifat-sifat fisik tanah seperti daya olah, kerapatan relatif zarah-zarah tanah, kemampatan, daya tahan terhadap tekanan atau kekuatan dan daya dukung tanah terhadap gangguan alat-alat besar.  Penometer yang paling mudah dan praktis digunakan adalah penometr saku.  Prinsip kerja penometer ini adalah jarum piston yang dapat ditekan ke tanah dihungkan dengan sebuah per.  Perubahan bentuk maksimum per tersebut akibat jarum piston yang ditekan ke tanah, dihubungkan dengan kekuatan tanah terhadap tekanan yang dinyatakan dalam Kg/cm².  alat ini dapat dipakai langsung pada permukaan tanah di lapangan, pada tanah-tanah dalam tabung contoh, pada bongkahan-bongkahan contoh tanah yang tidak terganggu atau pada tanah dalam lubang galian.  Alat ini banyak dipakai dalam teknik bangunan untuk menduga besarnya tekanan yang diajukan pada suatu bidang tanah.  Dibidang kehutanan alat ini berguna untuk pemilihan jenis-jenis alat besar yang tidak merusak struktur tanah.

Kadar air tanah

Tanah terdiri dari 3 fase, yaitu cairan, gas dan padatan.  Fase cairan adalah air tanah yang mengisi bagian-bagian atau seluruh ruangan kosong di antara zarah-zarah padat.  Salah satu peran tanah bagi vegetasi adalah sebagai tempat penyimpanan air yang sangat penting dalam hubungan kation, pelapukan bahan organik dan kegiatan jasad-jasad mikro.  Hal ini dijumpai dalam pori-pori mikro ataupun sebagai selaput-selaput yang berada di sekitar zarah-zarah tanah.  Air yang tidak tertahan akan mengisi poro-pori makro dan kemudian meresap ke bawah karena adanya gaya grafitasi.

Penahanan air oleh tanah serta kecenderungan air bergerak dalam tanah, bergerak dari tanah ke tanaman dan dari tanaman ke atmospher merupakan akibat adanya selisih potensial akibat perbedaan energi.  Potensi total air tanah adalah jumlah pengaruh dari berbagai gaya yaitu potensial, grafitasi, potensial matriks, potensial osmotik, dan potensial lain yang kurang begitu berarti.  Potensial grafitasi berperan penting dalam menghilangkan air berlebih.  Potensial osmotik disebabkan oleh adanya bahan terlarut dalam tanah yang dapat menurunkan energi bebas air karena ion dan atau bahan terlarut dalam air akan menarik molekul-molekul air, jadi potensialnya negatif.  Potensial matriks merupakan hasil gaya kapilaritas dan gaya jerapan yang diakibatkan oleh matriks tanah.  Kedua gaya tersebut menurunkan energi bebas tanah sehingga potensial matriks akan selalu negatif.  Potensial yang sangat mempengaruhi hubungan air-tanah dan tanaman adalah potensial matriks dan osmotik.  Karena kedua potensial tersebut negatif, maka sering disebut tegangan atau hisapan.

Air dalam tanah dapat digolongkan dalam (1) air grafitasi (2) air kapiler, dan (3) air higroskopis.  Air grafitasi adalah air yang tidak dapat ditahan oleh tanah, tetapi meresap ke bawah karena pengaruh gaya grafitasi dan terdapat antara tegangan 0,1 sampai 0,5 atmospher.  Air kapiler adalah air yang dijerap.  Biasanya merupakan suatu lapisan yang ada di sekeliling zarah-zarah tanah dan berada dalam ruang kapiler dan berada antara tegangan 0,1 dan 31 atmospher.  Air higroskopik adalah air yang dijerap dari uap air oleh zarah tanah.  Air ini melekat pada permukaan zarah tanah berupa lapisan tipis yang terdiri dari lapisan molekul air.  Lapisan ini tertahan kuat sekali sehingga tidak mudah menguap dalam keadaan biasa.  Air higroskopik tidak dapat diserap oleh tumbuhan dan berada pada tegangan  31—10.000 atmospher.

Untuk mengetahui keadaan air air tanah dalam hubungannya dengan pertumbuhan tanaman, maka perlu ditetapkan kadar air tanah dalam beberapa keadaan seperti (1) kadar air total, (2) kapasitas lapang, dan (3) titik layu permanen.

Kadar air total tanah adalah kadar air tanah yang diperoleh dengan jalan pengeringan tanah kering udara di dlam oven pada suhu 105^oC sehingga bobotnya tetap.  Kapasitas lapang adalah jumlah air yang ditahan oleh tanah setelah kelebihan air grafitasi meresap ke bawah karena gaya grafitasi.  Titik layu permanen adalah kanduangan air pada saat vegetasi yang tumbuh diatasnya telah mengalami layu permanen dalam arti sukar untuk disembuhkan kembali meskipun telah ditambahkan sejumlah air yang mencukupi.  Selisih antara kapasitas lapang dan titik layu permanen disebut air tersedia.

Penetapan kadar air tanah dapat dilakukan dengan cara langsung, tidak langsung, dan berbagai berbagai teknik dengan penetapan potensial kelembaban.

Cara gravimetri

Dengan cara ini kadar air ditetapkan secara langsung dengan mengukur penurunan bobotkarena air hilang melalui pengeringan tanah.

·      Bobot air = bobot botol berisi tanah lembab-bobot botol berisi tanah kering 105^oC

·      Bobot tanah kering = bobot botol berisi tanah kering 105^oC – bobot botol

·      % kadar air tanah = bobot air/bobot tanah kering 105^oC x 100%

cara tahanan listrik

dengan cara ini kadar air ditetapkan secara tidak langsung berdasarkan sifat air sebagai penghantara listrik.  Sifat hantaran listrik bahan sarang seperti tanah dapat berubah sesuai dengan kadar airnya.  Makin tendah kadar air, maka hantaran listrik tanah makinrendah, sehingga tahanan listrik yang ditimbulkan makin tinggi.  Hubungan kelembaban-hantaran listrik-tahanan listrik dapat diukur dengan menempatkan elektroda dalam blok CaCo₃ (gips).  Suatu blok CaSO₄ berelektrode dalam tanah yang lembab akan menyerap air tanah sehingga keseimbangan tercapai.  Tahan blok tersebut terhadap aliran listrik yang diberikan tergantung dari jumlah air yang diserap.

Penetapan dengan kurva tegangan air tanah

Seperti telah dikemukakan sebelumnya bahwa tanah dapat mengikat air karena adanya tegangan matriks dan osmotik.  Untuk memperoleh gambaran tentang kadar air tanah pada tegangan tertentu, maka pada tanah basah diberikan tekanan dalam alat yang disebut presure plate, untuk tekanan sampai 5 atmospher.  Tekanan dapat dinyatakan dalam tinggi kolom air.

pF adalah logaritma dari tegangan air tanah yang dinyatakan dalam cm tinggi kolom air.  Misalnya untuk tegangan 1/3 atm =346 cm kolom air, maka pF = log 346 = 2.54.  kurfa tegangan air tanah atau sering disebut kurfa pF adalah kurva yang menunjukkan hubungan antara logaritme tegangan air dengan kandungan air tanah.

Tekstur tanah

Tekstur tanah adah susunan relatif dari tiga ukuran zarah tanah, yaitu pasir (berukuran 50 m -- 2 mm); debu (berukuran 2 m --50 m) dan liat (berukuran < 2 m)  tanah dengan kandungan debu tinggi mempunyai kapasitas tertinggi untuk mengikat air tersedia bagi pertumbuhan tanaman.  Pelapukan mineral secara kimiawi pada pemecahan pasir dan debu menghasilkan ion-ion yang akan bergabung kembali untuk membentuk kristal-kristal baru dari mineral-mineral sekunder, yang mempunyai ukuran partikel kecil dan terjadi pada pemisahan liat,  mineral-mineral ini cenderung membentuk semacam lempeng, beberapa partikel dengan ukuran sangat halus mengembang dan mengerut karena adanya pembasahan dan pengeringan.  Hal ini diakibatkan karena daerah permukaan yang sangat luas per gram dan dengan satu kemampuan untuk menahan sejumlah besar air.  Sebagian besar partikel liat juga mempunyai muatan negatif yang dipenuhi oleh kation-kation yang menetralisir muatan negatif dari liat.  Kation-kation yang diabsorbsi bergerak dekat dengan permukaan liat dan bertukar tempat satu dengan yang lainnya, dan dengan kation-kation dalam larutan tanah.  Kapasitas tanah untuk mengabsorbsi kation-kation dapat ditukar disebut kapasitas tukar kation.  Kation-kation dapat ditukar yang diadsorbsi tidak dapat tercuci dari tanah dan sedikit tersedia untuk dapat digunakan tanaman.  Jadi tanah-tanah dengan kandungan liat tinggi cenderung memiliki kapasitas yang tinggi untuk menahan baik air, maupun unsur hara yang tersedia.

Untuk keperluan pemilihan ada 13 kelas tekstur tanah yaitu pasir, debu, liat, pasir berlempung, lempung berpasir, lempung, lempung berdebu, lempung berliat, lempung liat berpasir, lempung liat berdebu, liat berpasir dan liat berdebu.  Pembagian itu kemudian disederhanakan menjadi tujuh kelas yang terdiri dari pasir, lempung kasar, lempung halus, debu kasar, debu halus, liat debu, dan liat sangat halus.  Penetapan tekstur secara garis besar dapat dibedakan menjadi dua, yaitu penetapan kasar menurut perasaan di lapangan dan penetapan di laboratorium.

Penetapan menurut perasaan di lapangan

Masa tanah kering atau lembab dibasahi kemudian dipirid di antara ibu jari dan telunjuk sehingga membentuk pita lembab sambil diperhatikan adanya rasa kasar atau licin.  Kemudian digulung-gulung sambil dilihat daya tahan terhadap tekanan dan dilihat kelekatan masa tanah waktu telunjuk dan ibu jari direnggangkan.

Dari rasa kasar atau licin, gejala piridan, gulungan dan kelekatan dapat ditentukan kelas tekstur lapang. Kelas tekstur lapang tersebut disajikan dalam tabel berikut :

No.	Kelas Tekstur	Rasa dan sifat tanah
1.	pasir	Rasa kasar jelas, tidak membentuk bola dan gulungan, serta tidak melekat
2.	Pasir berlempung	Rasa kasar sangat jelas, membentuk bola yang mudah sekali hancur serta sedikit sekali melekat
3.	Lempung berpasir	Rasa kasar agak jelas, membentuk bola agak keras, mudah hancur, serta melekat
4.	Lempung berdebu	Rasa licin, membentuk bola teguh, membentuk pita, lekat
5.	lempung	Rasa tidak kasar dan tidak licin, membentuk bola teguh, dapat sedikit digulung dengan permukaan mengkilat serta agak melekat
6.	debu	Rasa licin sekali, membentuk bola teguh, dapat sedikit digulung dengan permukaan mengkilat serta agak melekat
7.	Lempung berliat	Rasa agak kasar, membentuk bola agak teguh (kering), membentuk gulungan jika dipijit, gulungan mudah hancur serta melekat
8.	Lempung liat berpasir	Rasa kasar agak jelas, membentuk bola agak teguh (kering), membentuk gulungan jika dipijit gulungan mudah hancur serta melekat
9.	Lempung liat berdebu	Rasa jelas licin, membentuk bola teguh, gulungan mengkilat serta melekat
10.	Liat berpasir	Rasa licin agak kasar, membentuk bola dalam keadaan kering, sukar dipijit, mudah digulung, serta melekat sekali
11.	Liat berdebu	Rasa agak licin, membentuk bola dalam keadaan kering sukar dipijit, mudah digulung serta melekat sekali
12.	liat	Rasa berat, membentuk bola baik serta melekat sekali
13.	Liat berat	Rasa berat sekali, membentuk bola baik serta melekat sekali

Penentuan tekstur tanah yang paling umum dilakukan di laboratorium adalah dengan metode pipet dan atau hidromet.  Dengan metode ini penetapan tekstur dilakukan berdasarkan hukum Stokes (Baver, 1959).  Secara garis besar hukum tersebut didasarkan atas pengendapan zarah berbentuk bola dalam suatu cairan.  Jari-jari tengah mempengaruhi kecepatan pengendapan.

V=

Dimana v    = kecepatan pengandapan

d₁      = kerapatan zarah

d₂      = kerapatan air

r     = garis tengah zarah

g    = gravitasi

n    = keketalan cairan yang tergantung pada suhu

kemampuan tanah mendukung kendaraan-kendaraan berat dan pijakan hewan berkaitan erat dengan dengan tekstur dan kandungan air.  Tanah dengan kandungan bahan organik dan liat yang tinggi mempunyai kapasitas penyangga yang rendah apabila basah.

Struktur tanah

Struktur menunjukkan kombinasi atau susunan partikel-partikel tanah primer (pasir, debu dan liat) sampai pada partikel-partikel sekunder atau (ped) disebut juga agregat

Free Template Blogger collection template Hot Deals BERITA_wongANteng SEO theproperty-developer