DASAR DASAR ILMU TANAH

DASAR DASAR ILMU TANAH
V. AIR TANAH
PENGERTIAN AIR TANAH
FUNGSI AIR TANAH
MACAM AIR TANAH
KADAR AIR TANAH
ENERGI AIR TANAH
1. PENGERTIAN AIR TANAH
Air Tanah  sejumlah air yang terkandung
atau ditahan (retained) dalam satu unit
masa/volume tanah


Yang berbeda pengaruhnya dari satu tanah ke tanah lain
Dalam tanah yang sama, berbeda dari satu tempat ke tempat lain
AIR TANAH
KADAR AIR
ENERGI AIR
RETENSI AIR TANAH
RETENSI (Penahanan) AIR DI DALAM TANAH
DISEBABKLAN OLEH GAYA SBB:

G.KOHESI: GAYA TARIK MENARIK ANTARA MOL. AIR

G. ADESI: GAYA TARIK MENARIK ATR MOL. AIR & TANAH

G. OSMOTIK: PENGIKATAN AIR OLEH GARAM TERLARUT

G. GRAVITASI: GAYA YG CENDRUNG MENARIK AIR KE
BAWAH (AKIBAT GAYA TARIK BUMI)
PENAMPILAN FISIK AIR YANG DIRETENSI
Air higroskopis
air kapiler ( MengisiPori Mikro
Butir Tanah
Pori Makro berisi udara
Air Adesi
ButirTanah
Muka Iar Tanah
Tanah Jenuh Air
2. FUNGSI AIR TANAH
BAGI TUMBUHAN:
PENYUSUN TUBUH
TRANSPORTASI HARA KE PERM. AKAR
DISTRIBUSI HARA DALAM TUBUH
ASSIMILASI CHO (proses fotosintesis)
- RESPIRASI AKAR
- TRANSPIRASI
- AKTIFITAS BIOLOGIS
- DIST. HSL FOTOSINT.
REAKSI KIMIA DALAM TANAH:
PELAPUKAN/PELEPASAN U.HARA DARI MIN. PRIMER
PELARUT HARA
PENCUCI GRM BERACUN
REDOKS
FUNGSI AIR TANAH
…samb.
SIFAT TANAH LAINNYA:
DISTRIBUSI PORI
MENGEMBANG DAN MENGKERUT
SIFAT MEKANIS: e.g.(CONSISTENSI, PLASTICITY, STRENGTH,
COMPACTIBILITY, PENETRABILITY,
AND TRAFFICABILITY)
PENGELOLAAN LAHAN:
MENENTUKAN WAKTU PENGOLAHAN YANG TEPAT
MEMPERMUDAH PENGOLAHAN
MENGENDALI PERUBAHAN SUHU
MENGHAMBAT GULMA TUMBUH (eg. Sawah)
STICKINESS,
3. MACAM AIR TANAH

Air Higroskopis:



Air adesi (adsorpsi):






Lapisan tipis air di sekll partikel (butir) tanah
Diikat sgt kuat oleh tenaga elektris partikel tanah dan mol. Air
Mgkn dlm btk kristal, sedikit-tidak bergerak
Tkt energi rendah, tdk tersedia bagi tanaman
Dpt hilang dg pemanasan 105oC (oven)
Air Kohesi (kapiler)






Berupa selaput tipis mengll perm aggregat tanah (± 15-20 mol. Air)
Sebagian besar uap air
Lapisan air terluar mengll aggregate tanah
Diikat tdk sekuat air adesi
Btk cair, mdh diambil tanaman
Tkt energi > tkt e. adesi
Bergerak sgt lambat
Air Grafitasi



Tdk dipengaruhi oleh daya hisap matrik tanah
Mudah bergerak dibawah pengaruh grafitasi
Mengisi pori makro
KA Tanah dipengaruhi oleh:

Tekstur,
KA tnh pasir < KA tnh Lempung < debu < liat < gambut



struktur,
BO
Macam Kation Terjerap:


Na > K > Mg > Ca
Jenis koloid:



Humus > liat
Humat > Humin > Fulfat
Montmorill. > Vermi.> Illite > Chlorite > Kaolinite
4. KADAR AIR TANAH
Bila padatan tanah dipadatkan, maka
Pori
Tanah
Air + Udara
Udara
Air
Padatan
Tanah
Mineral + BO
Padatan
Tanah Jenuh: semua pori diisi air
Tanah Kering oven: semua pori diisi udara
PENETAPAN KADAR AIR TANAH
1.
2.
3.
Gravimetrik (conventional)
Hambatan listrik: eg.Gypsum Block
Neutron Scattering: Neutron Probe
Soil Surface
PERHITUNGAN
KADAR AIR TANAH
 SATUAN:

KA % Berat = BB-BK x 100
(gg-1)
BK

KA % vol. = BB – BK x 100
(gcm-3)
Volume
atau
KA % Vol.= % Berat x BV
Note: BB = Berat tanah basah
BK = Berat tanah kering tetap (BK oven)
KA = Kadar Air
 Contoh:
4 cm
Berat tanah dari lapa4 cm
ngan = 100 g, setelah
diovenkan 48 jam pada
105oC = 80 g
4 cm
Volume tanah = 4 x 4 x 4 = 64 cm3
BV = BK = 80/64 = 1.25 gcm-3
Vol.
KA % berat = 100-80 x 100 = 25%
80
KA % Vol. = 100-80 x 100 = 31.25%
64
atau
= 25% x 1.25 = 31.25%
KENYATAAN
 Tanah diperlakukan sama tapi punya kandungan air
berbeda
 Dua tanah yang punya kandungan air sama tetapi
respon tanaman berbeda
 Bila dua tanah beda tekstur punya kandungan air yang
sama didekatkan satu sama lain, air akan bergerak dari
satu tanah ke tanah yang lain, umumnya dari tekstur
kasar ke halus
Why ???
5. ENERGI AIR TANAH
Evapotranspirasi
Evaporasi
Infiltrasi
Absorption
Perkolasi
• PERGERAKAN AIR TANAH
…………PERBEDAAN
ENERGI
 Energi Air Tanah: Berhubungan dengan pergerakan air
dalam tanah dan ketersediaannya bagi tanaman.
 Tingkat energi air tanah dinyatakan dengan satuan
daya hisap

Ψw = Ψp + Ψo + Ψm + Ψg
Ψw = total energi potensial air tanah
Ψp = potensial tekanan
Ψo = potensial osmotik (larutan)
Ψm = potensial matrik
Ψg = potensial gravitasi
HISAPAN ATAU TEGANGAN AIR TANAH:
- Disebabkan oleh pot.matrik (Ψm) dan pot.osmotik (Ψo)
- yaitu tenaga yang bertanggung jawab terhadap
retensi/pengikatan air oleh tanah (= tenaga yang harus
dikeluarkan untuk mengekstrak/memperoleh air tanah)
- Pot. Matrik dan Osmotik dinyatakan dengan (-) (berbanding
terbalik dg energi dan kadar air tanah).
Alat Penetapan Potensial Air Tanah
1. Corong Buchner (KolomAir)
2. Tensiometer
3. Pressure Plate Apparatus 4. Thermocouple Psychrometer
Satuan Energi Air Tanah:
1. Cm kolom air
2. pF (log dari tinggi kolom air)
3. Bar/atm/Pascal
4. J/kg
KORELASI ENERGI DAN KADAR AIR TANAH
 Kemampuan Retensi Maks.(=Jenuh Air):



jlh maks air yang bisa diserap oleh satuan vol. tanah
Pori makro + mikro terisi air
Ditahan pada hisapan ~ 0 atm
 Kapasitas Lapang;



KA tanah setelah air gravitasi hilang
Batas teratas air tersedia bagi tanaman
Tegangan perm. Lapisan air ± 1/3 atm (= pF 2.54)
 Koefisien Layu:




KA tanah saat akar tanaman tdk mampu mengektraksnya lagi
Kec. Absorbsi air tidak bisa mempertahankan turgor tumbuhan
Tanaman mulai layu, dan mati
Tegangan perm. Lapisan air ± 15 atm (= pF 4.2)
 Koefisien Higroskopis:


KA tanah tdk bisa diekstrak tanaman
Tegangan perm. Lap air ± 31-10.000 atm (pF 4.5-7)
HC

FC
Air Kapiler
Air Higroskopis
En. (pF): 7.0
Pori (u)
WP
4.5
≤2 u
4.2
Air Bebas
2.54
8.6 u
Air Tersedia
Air tdk berguna
Sat.
2.0
1.0
≥30u
Air
Air
Perk. Perkolasi
Pelan cepat
Air berguna bagi tan.
Kurva Hubungan Energi – KA Tanah

Kesimpulan:



KA tanah
tekstur
halus >
kasar pada
setiap
energi
KA total
Clay >
Loam >
Sand
Liat
pF
Lempung
4.2
Pasir
KA tersedia
(pF 2.54 –
pF 4.2)
2.54
Loam >
Clay >
Sand
0
10
20
30
40
50
60
70
Kadar Air Tanah (% berat/vol.)
80
90
HUBUNGAN AIR TANAH - TANAMAN

Secara Fisik:

Air Bebas:
 Mengisi pori makro (> 8.6
u)
 Tegangan perm < 1/3 atm
 Mudah bergerak pengaruh
gravitasi
 Cpt hilang & mencuci hara

Air Kapiler:
 Mengisi pori mikro &
dinding pori makro
 Tegangan perm 1/3 – 31
atm
 Sebagai larutan tanah
 Bergerak lambat dan
tersedia sebagian

Air Higroskopis:
 Mengisi pori sgt kecil,
menyelimuti aggr. Tanah
 Tegangan perm 31-10.000
atm
 Sebagian besar noncairan
 Bergerak dalam bentuk
uap & tidak tersedia

Secara Biologis

Air Berlebihan:
 Umumnya air bebas
 Tdk dapat digunakan
tanaman
 Berpengaruh jelek:
 Aerase kurang
 Leaching zat hara
 Bacteri amonifikasi
& nitrifikasi

Air Tersedia
 Sebagian besar air kapiler
 Antara FC – WP
 A.T.cepat (ekat FC),
lambat (dekat WP)
 50-85% terpakai harus
ditambah untuk
Pertumbuhan optimum

Air Tak Tersedia
 Tegangan permukaan >
WP
 Sebagian air kapiler +
semua air higroskopik
 Bermanfaat sedikit u/
bacteri dan jamur
PEMAKAIAN AIR CONSUMPTIVE
 DEFINISI: JUMLAH AIR YANG DIBUTUHKAN
TANAMAN U/ EVAPOTRANSPIRASI
SELAMA PERTUMBUHAN
 DIPENGARUHI OLEH:
 JENIS TANAMAN:



MASA TUMBUH
PEMATANGAN
ZONA IKLIM





RADIASI MATAHARI
SUHU UDARA
HUMIDITY
TEK. UDARA
KEC. ANGIN
Factors yg mempengaruhi iklim
evapotranspiration
BAHAN RUJUKAN
 Hakim, et al, 1986. Dasar-dasar Ilmu
tanah
 Hanks and Aschroft, 1974. Applied of
Soil Physics.
 Hillel. 1982. Introduction to Soil Physics
 McLaren dan Cameron. 1996. Soil
Physics
TUGAS 2.
1.Carilah nilai BV, kadar air % berat dan % volume dari
contoh tanah berikut!
8 cm
4 cm
4 cm
Contoh tanah utuh diatas diambil dari lapisan
olah, setelah ditimbang berat sebelum dikeringovenkan 200 g, setelah dikering-oven (105oC
selama 48 jam) menjadi 160 g.
Tugas 2. Cari KA tanah jenuh, pF 2.54,pF 4.2, dan
Kapasitas Air tersedia bagi tanaman
Liat
pF
Lempung
Pasir
4.2
2.54
0
10
20
30
40
50
60
70
Kadar Air Tanah (% berat/vol.)
80
90