dasar ilmu tanah stabilitas agregat tanah
advertisement
SOILS AND AGGREGATES 1 AGREGAT TANAH Agregat tanah adalah sekelompok partikel primer tanah yang mengikat bersama satu sama lain membentuk patikel sekunder (agregat). Stabilitas agregat mengacu pada kemampuan agregat tanah untuk bertahan terhadap disintegrasi ketika ada gaya-gaya “penghancur” seperti pengolahan tanah dan air hujan atau erosi angin. Stabilitas agregat basah menunjukkan seberapa baik agregat tanah yang dapat menahan dampak pukulan air hujan dan erosi air. 2 Sumber: http://soilquality.org/indicators/aggregate_stability.html AGREGAT TANAH Perubahan stabilitas agregat tanah dapat berfungsi sebagai indikator awal dari proses pemulihan atau degradasi tanah. Stabilitas agregat tanah merupakan indikator kandungan bahan organik tanah, aktivitas biologis tanah, dan siklus hara di dalam tanah. Umumnya, partikel –partikel primer dalam agregat yang kecil (<0,25 mm) terikat oleh bentuk-bentuk bahan organik yang lebih tua dan lebih stabil. Dekomposisi bahan organik oleh mikroba tanah akan melepaskan produkproduk (yang kurang stabil) yang mengikat agregat kecil menjadi agregat yang lebih besar (> 2 - 5 mm). Agregat-agregat yang lebih besar ini ternyata lebih sensitif terhadap efek pengelolaan BOT, dan ia berfungsi sebagai indikator yang lebih baik bagi perubahan kualitas tanah. Jumlah yang lebih besar dari agregat yang stabil menunjukkan bahwa kualitas tanah lebih baik. Kalau proporsi agregat besar terhadap agregat kecil meningkat, maka biasnaya kualitas tanah lebih baik. 3 Sumber: AGREGAT TANAH Agregat yang stabil juga menyediakan berbagai macam ruang pori, termasuk pori-pori mikro di dalam agregat dan pori-pori makro di antara agregat. Ruang pori sangat penting untuk tata udara dan tata air dalam tanah, dan pergerakan hara, dan gerakan biota dalam tanah. Pori-pori makro terkait dengan agregat yang besar dan stabil sangat mendukung laju infiltrasi air hujan dan aerasi tanah yang sesuai untuk pertumbuhan tanaman. Ruang pori juga menyediakan zona “gembur” untuk pertumbuhan akar dan penetrasi akar. Kerak permukaan dan pori-pori yang tersumbat akan mudah terjadi pada tanah yang stabilitas agregatnya rendah. Kerak permukaan mencegah infiltrasi air hujan dan mempromosikan erosi, poripori yang terisi penuh material padatan tidak akan mampu menyimpan air dan menghambat pertukaran udara dan meningkatkan Bobot Isi tanah, memperburuk kondisi tanah untuk pertumbuhan akar. 4 Sumber: AGREGAT TANAH Stabilitas agregate sangat penting untuk infiltrasi air hujan, pertumbuhan akar, dan ketahanan terhadap erosi air dan erosi angin. Agregat yang Tidak stabil mudah hancur selama terjadi hujan. Partikel-pertikel hancuran tanah tersebar mengisi poripori tanah di lapisan permukaan dan membentuk lapisan tipis kerak-permukaan yang kompak dan padat ketika tanah mengering. Infiltrasi berkurang, dapat mengakibatkan peningkatan air limpasan permukaan dan erosi tanah, dan mengurangi air yang tersedia dalam tanah untuk pertumbuhan tanaman. Kerak fisik di permukaan tanah juga dapat membatasi munculnya kecambah bibit. 5 Sumber: AGREGAT TANAH Praktek budidaya pertanian yang menyebabkan stabilitas agregat hancur: 1. Metode pengolahan tanah dan aktivitas gangguan tanah yang menghancurkan BOT, mencegah akumulasi bahan organik tanah, dan mengganggu agregat yang ada, 2. Penanaman, penggembalaan, atau sistem produksi tanaman lainnya yang membiarkan permukaan tanah telanjang dan terekspos terhadap dampak fisik air hujan atau partikel tanah tertiup oleh angin, 3. Menghapus sumber bahan organik dan kekasaran permukaan dengan cara membakar seresah, pemanenan atau menghapus semua sisa tanaman, 4. Menggunakan pestisida yang membahayakan mikroorganisme tanah yang bermanfaat. 6 Sumber: AGREGAT TANAH Meningkatkan stabilitas agregat pada lahan pertanian biasanya melibatkan penanaman tanaman penutup-tanah dan tanaman pupuk hijau, pengelolaan residu sisa panen, rotasi tanaman, dan Olah Tanah Minimum (OTM) adat Tanpa Olah Tanah (TOT). Stabilitas agregat akan menurun dengan cepat kalau tanah diolah dengan metode “Olah Tanah” bersih. 7 Sumber: AGREGAT TANAH Agregat tanah merupakan unit struktural tanah. Agregat ini terdiri atas partikel tanah (pasir, debu dan tanah liat) dan bahan organik (humus) yang ditemukan di dalam tanah. Partikel-partikel tanah saling berikatan satu sama lain membentuk agregat secara lebih kuat daripada ikatan di antara agregat yang berdekatan. Ruang do antara agregat menyediakan ruang pori untuk retensi dan pertukaran udara dan air. Agregat menstabilkan tanah dan memelihara produktivitas tanah sambil mencegah erosi dan kerusakan tanah. 8 Sumber: AGREGAT TANAH Stabilitas agregat mengacu pada kemampuan agregat tanah untuk menahan gangguan ketika ada gaya-gaya luar (biasanya berhubungan dengan air). “Stabilitas agregat” tidak sama dengan “stabilitas agregat kering” yang lazim digunakan untuk prediksi erosi angin. Istilah yang terakhir ini merupakan evaluasi ukuran agregat . 9 Sumber: AGREGAT TANAH Agregasi mempengaruhi erosi, gerakan air, dan pertumbuhan akar tanaman. Agregat yang diinginkan adalah agregat stabil terhadap curah hujan dan pergerakan air. Agregat yang hancur dalam air atau hancur pada saat dipukul oleh hujan akan melepaskan individu partikel tanah yang dapat menutup permukaan tanah dan menyumbat pori-pori tanah. Hancurnya agregat ini menciptakan kerak-tanah yang menutup pori-pori dan jalur lain untuk masuknya air dan udara ke dalam tanah dan juga membatasi munculnya kecambah bibit dari dalam tanah . Kondisi optimum memiliki berbagai macam ukuran pori. Ini termasuk pori-pori yang besar di antara agregat dan pori-pori yang lebih kecil di dalam agregat. Ruang pori di antara agregat sangat penting untuk air dan udara masuk dan pertukarannya. Ruang pori ini menyediakan zona kelemahan (BI rendah) atau ruang pori makro, sehingga agregasi kurang penting. Misalnya, tanah berpasir memiliki agregasi rendah, tetapi akar dan air dapat bergerak dengan mudah dalam tanah. 10 Sumber: AGREGAT TANAH Agregat tanah adalah ‘gerombolan' partikel tanah yang diikat bersama oleh partikel liat, bahan organik (seperti akar-akar rambut), oleh senyawa organik (dari bakteri dan jamur) dan hifa jamur . Agregat bervariasi ukurannya mulai dari sekitar 2 seperseribu milimeter hingga sekitar 2 milimeter , dan terdiri dari partikel-partikel tanah dari berbagai ukuran. Beberapa partikel-partikel ini berikatan erat bersama-sama dan beberapa partikel lainnya tidak berikatan erat dan hal ini menciptakan ruang pori dari berbagai ukuran dalam agregat tanah. Ruang-ruang pori tersebut, di dalam agregat dan di antara agregat tanah sangat penting untuk menyimpan udara dan air, mikroba, nutrisi dan bahan organik. Tanah dengan banyak agregat yang disebut “agregasinya bagus". Tanah tersebut lebih stabil dan lebih tahan terhadap erosi. 11 Sumber: AGREGAT TANAH Ada dua cara bahwa bakteri tanah dapat terlibat dalam agregasi tanah. Salah satu cara adalah dengan memproduksi senyawa organik yang disebut “polisakarida”. Polisakarida bakteri lebih ini stabil daripada polisakarida tanaman, proses dekomposisinya cukup lama sehingga dapat berfungsi sebagai perekat dalam memegang partikel tanah menjadi agregat. Cara lain bakteri terlibat dalam agregasi tanah adalah dengan mengembangkan muatan elektrostatik kecil yang dapat menarik muatan elektrostatik pada permukaan liat, membentuk semacam jembatan di antara agregat-agregat kecil dari tanah. 12 Sumber: AGREGAT TANAH Jamur tumbuh memanjang, struktur benang, yang disebut hifa. Jumlah agregasi dalam tanah telah ditemukan berhubungan dengan panjangnya hifa jamur dalam tanah. Jamur dapat membantu membentuk agregat dalam tanah dengan “menjaring bersama” partikel tanah dengan hifanya dan membentuk likatan di antara partikel tanah. Jamur mikoriza dan jamur yang mengkoloni bahan organik segar diyakini menjadi yang paling penting untuk membantu stabilisasi partikel-partikel tanah menjadi agregat. 13 Sumber: AGREGAT TANAH Struktur tanah mengacu pada cara partikel tanah (pasir, debu dan tanah liat) dan bahan organik dikelompokkan bersama untuk membentuk agregat tanah. 14 Sumber: http://www.uq.edu.au/_School_Science_Lessons/Soils.html Agregat yang lebih besar sering terdiri dari aglomerasi agregat yang lebih kecil . Gambaran ini menunjukkan empat tingkat dalam hirarki agregat tanah. Sumber: 15 http://faculty.yc.edu/ycfaculty/ags105/week05/soil_physical_properties/soil_physical_properties_print.html AGREGAT TANAH Faktor-faktor penting untuk agregasi pada setiap tingkat : a) Macroaggregate terdiri dari banyak microaggregates terikat bersama-sama terutama oleh semacam jaring-jaring perekat yang terbentuk dari hifa jamur dan akar-akar rambut yang halus . b) Microaggregate terutama terdiri dari butiran pasir halus dan debu, liat , dan bahan organik terikat bersama oleh rambut akar , hifa jamur , dan perekat hasil ekskresi mikroba. c) Sub-microaggregate yang sangat kecil terdiri dari partikel debu halus terbungkus oleh bahan organik tumbuhan dan mikroba ( disebut partikuklat organik ) , terbungkus oleh material halus liat , humus , dan oksida Fe atau Al. d) Cluster trombosit liat paralel dan acak berinteraksi dengan oksida Fe atau Al dan polimer organik pada skala terkecil . Cluster liat-organik ini mencerminkan ikatan dengan permukaan partikel humus dan koloid liat. Sumber: 16 http://faculty.yc.edu/ycfaculty/ags105/week05/soil_physical_properties/soil_physical_properties_print.html AGREGAT TANAH Praktek pengelolaan tanah yang mempromosikan struktur tanah yang baik meliputi: 1. Meminimalkan persiapan lahan (Olah Tanah Minimum) 2. Waktu pengolahan tanah pada kondisi kelembaban optimum (sekitar kapasitas lapangan atau lebih kering sedikit) 3. Mempertahankan seresah tanaman / residu pada permukaan tanah 4. Menggabungkan pasokan bahan organik mudah lapuk 5. Menggunakan tanaman penutup tanah bila memungkinkan 6. Menggunakan pupuk hijau dan tanaman penutup tanah bila memungkinkan 7. Menggunakan gipsum dan bahan pembenah tanah (soil conditioner). Sumber: 17 http://faculty.yc.edu/ycfaculty/ags105/week05/soil_physical_properties/soil_physical_properties_print.html AGREGAT TANAH Tanah terdiri dari partikel dan agregat kecil, ini dapat mengumpul untuk membentuk agregat yang lebih besar (peds) yang merupakan 'bangunan blok' dari tanah. 18 Sumber: http://www.nzsoils.org.nz/Topic-Describing_Soils/Soil_StructurePeds_and_the_Types_of_Structural_Units/ AGREGAT TANAH Struktur tanah adalah: 1. Ukuran, 2. Bentuk 3. Derajat agregasi (jika ada) dari unit struktural (peds, gumpalan), cara mereka diatur dalam tanah, 4. Ruang pori di antara agregat dan di dalam agregat. 19 Sumber: AGREGAT TANAH Jenis Unit Struktural: Agregat tanah Sebuah istilah umum untuk setiap penggumpalan partikel tanah, termasuk peds, gumpalan atau fragmen. Ped Agregat terbentuk dalam tanah dan dapat menjadi agregasi peds kecil dan: Terpisah dari agregat serupa dengan pola yang jelas dari retakan atau partisi, atau - memiliki permukaan yang berbeda setidaknya satu-setengah dari agregat atau - memiliki pelapis (selubung) pada satu-setengah dari permukaannya. Gumpalan Tanah Agregat 100 mm atau lebih panjang dan dibentuk oleh gangguan tanah seperti budidaya tanaman. Fragmen Agregat kurang dari 100 mm panjang dan dibentuk oleh gangguan tanah seperti budidaya tanaman. “Cast” adalah “ped” yang berasal dari biologis , misalnya “cast cacing”. 20 Sumber: AGREGAT TANAH Skema representasi dari agregat tanah dan distribusi mikroorganisme: a) agregat terdiri dari banyak microaggregates; b) pori-pori antara microaggregates penuh dengan bakteri (bl); c) pori-pori antara agregat di mana mengembangkan sel-sel individual (d) dan koloni (e) bakteri, jamur, dan actinomycetes. 21Sumber: http://www.soilandhealth.org/01aglibrary/010112krasil/010112krasil.ptII.html AGREGAT TANAH Agregat : Model dari pedosphere Tekstur tanah mempengaruhi tanaman perakaran , struktur tanah dan kandungan bahan organik . Tekstur tanah dan struktur tanah menentukan distribusi pori - ukuran, kapasitas menahan air tanah dan jumlah air untuk ruang pori berisi udara dalam tanah agregat yang menyediakan habitat bagi organisme tanah . Agregat tanah dapat diklasifikasikan menjadi macroaggregates ( > 250 m ) dan microaggregates ( 20-250 mm) . Agregat adalah kumpulan secara alami terbentuk dari pasir , lumpur , tanah liat , bahan organik , rambut akar , mikroorganisme dan " lem " mereka seperti sekresi Lendir , polisakarida ekstraseluler , dan hifa ( filamen ) jamur serta pori-pori yang dihasilkan . Agregat tanah sering mengandung akar halus yang tumbuh ke dalam tanah pori-pori bergaul dengan agregat rhizosfer " zona tanah di bawah pengaruh akar tanaman " . Agen pengikat Persistent seperti bahan organik dan oksida logam dapat menstabilkan microaggregates . Agen sementara mengikat ( polisakarida dan hifa ) yang dihasilkan oleh organisme tanah membantu dalam pembentukan macroaggregates terkandung dalam microaggregates lebih stabil . Macroaggregates ini berfungsi sebagai " ekosistem atau arena kegiatan " . Agregat tanah adalah satuan struktur tanah yang dapat dianggap sebagai model skala kecil yang sangat dari pedosphere a . Satu dapat memvisualisasikan semua interaksi gas , air , organisme dan konstituen organik dan anorganik di " mikro " maka " sekilas alam semesta " dalam satu gram tanah . 22 Sumber: http://www.nature.com/scitable/knowledge/library/the-soil-biota-84078125 F AGREGAT TANAH Sebuah agregat tanah atau ped adalah “kumpulan secara alami” terbentuk dari pasir, debu, liat, bahan organik, rambut akar, mikroorganisme dan sekresinya, dan membentuk pori-pori. 23 Sumber: http://www.nature.com/scitable/knowledge/library/the-soil-biota-84078125 AGREGAT TANAH Pemadatan tanah menyebabkan penurunan ruang pori tanah. Hal ini akan mengurangi tingkat di mana air dapat menyusup dan mengalir melalui tanah. Hal ini juga mengurangi ruang yang tersedia untuk Oksigen di zona akar tanaman. Pemadatan umumnya disebabkan oleh penggunaan manusia dari tanah (mis. kaki lalu lintas di daerah rumput atau bagian berulang mesin di areal tanaman). 24 Sumber: http://www.tankonyvtar.hu/en/tartalom/tamop425/0032_talajtan/ch13s12.html AGREGAT TANAH 25 Sumber:
