SIFAT FISIKA TANAH

Kuliah ke II DDIT
SIFAT FISIKA TANAH
Tekstur Tanah
StrukturTanah
Konsistensi Tanah
PorositasTanah
Suhu Tanah
WarnaTanah
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
Pasir
sangat
kasar
2-1
Pasir kasar
1-0.5
Pasir
sedang
0.5-0.25
Pasir halus
0.25-0.10
Pasir
sangat
halus
0.1-0.05
Debu
0.050.002
Liat
<0.002
Diameter
(mm)
SI
Jlh
partikel/g
SSA
(cm2/g)
90
11
720
23
5700
45
46000
91
722000
327
0.020.002
5776000
454
<0.002
90260853
000
8000000
2-0.2
0.2-0.02
Segitiga Tekstur
•
Metoda Analisis tekstur
tanah al:
–
–
–
•
Langkah Analisis tekstur:
–
–
–
•
Pipet & ayakan
Hydrometer Bouyoucus
Cara kualitatif di lap.
Pemurnian
Dispersi
Sedimentasi (berdasarkan
hk.Stoke)
Tekstur tanah 12 klas:
1. Pasir
2. pasir berlempung
3. Lempung berpasir
4. Lempung
5. Lempung liat berpasir
6. Lempung berdebu
7. Debu
8. Lempung liat berdebu
9. Lempung berliat
10. Liat berpasir
11. Liat berdebu
12. 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
Gumpal= bila
sudut tak nyata
Gumpal
bersudut= bila
sudut tajam
(beraturan)
4
Spheroidal
X ≈Y ≈Z
(tak
beraturan)
Granular= kurang
poros
Remah = poros
Tipe Struktur dan Sifatnya
No
Tipe Struktur
Sifat Aggregat
Diagram
Aggregat
Lokasi 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
Single grain
Aggregated
Massive
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)
negative
charged
colloid
surface
+
+
C
a
-OOC
– R - COO-
+
+
C
a
negative
charged
colloid
surface
Figure 5.2.2 Organic molecules assist in flocculation and
aggregation (after McLaren & Cameron, 1996)
Pengaruh Pengeloaan Terhadap
Struktur Tanah
•
Pembasahan, pengeringan,
pengolahan tanah, aktifitas biologis
membangun/merusak aggregat
KONSISTENSI TANAH
Konsistensi Tanah pada KA berbeda:
•
•
Definisi:
konsistensi tanah
(erat hubungannya
dengan kadar air
tanah) yaitu
manifestasi gayagaya 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
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
KLKU
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 TANAH
BV : (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
TRP (total ruang pori):
% TRP = (1- BV/BD) x 100
% Padat Tanah = BV/BD x 100
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 cm3, dengan rata-rata 2.65 g cm-3 tidak banyak
bervariasi
• BD dipengaruhi tekstur dan bahan mineral
tanah
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
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
Komposisi Udara tanah:
Unsur
Udara
tanah (%)
Atmosfir
(%)
N2
79.2
79
O2
20.6
20.97
CO2
0.25
0.03
Peran O2 dalam tanah:
Untuk bernafas jasad hidup tanah
Melakukan reaksi kimia
Membantu proses dekomposisi BO
-
Fungsi Mulsa:
- Menyerap sebagian radiasi
matahari
- Mereduksi kehilangan panas dari
tanah
- Mereduksi evaporasi dari muka
tanah
WARNA TANAH
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
Penentuan 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
HC
FC
Air Kapiler
Air Higroskopis
En. (pF): 7.0
Pori (u)
WP
4.5
4.2
Sat
Air Bebas
2.54
2.0
≤2 u
Air Tersedia
Air tdk berguna
Air
Air
Perk. Perkolasi
Pelan cepat
Air berguna bagi tan.
1.0