karakteristik dan kualitas tanah pertanian

KARAKTERISTIK
&
KUALITAS
LAHAN
Untuk Pertanian
Bahan kajian
MK. Agroekologi
disarikan oleh
Soemarno, jursntnhfpub,
Desember 2012
"Karakterisik lahan"
merupakan atribut
lahan yang dapat
diukur atau diestimasi.
Misalnya:
Kemiringan,
Curah hujan,
Tekstur tanah,
Kapasitas air tersedia,
Biomasa vegetasi, dll.
"Kualitas lahan" adalah kompleks atribut lahan
yang mempunyai peranan spesifik dalam
menentukan tingkat kesesuaian lahan untuk
suatu penggunaan tertentu.
Contohnya :
Kesuburan tanah: KTK, KB, BO, P-tanah
Ketersediaan air,
Resistensi erosi,
Bahaya banjir, dan
Aksesibilitas.
"Kriteria diagnostik" adalah suatu peubah yang
mempunyai pengaruh tertentu terhadap hasil
(atau input yang diperlukan ) pada penggunaan
tertentu, dan peubah ini juga berfungsi sebagai
dasar untuk menilai kesesuaian suatu bidang
lahan bagi penggunaan tersebut.
Peubah ini bisa berupa kualitas lahan, karakteristik lahan, atau fungsi dari beberapa
karakteristik lahan.
EMPAT KOMPONEN
TANAH
Padatan An-organik:
Mineral & Bukan mineral
Padatan Organik :
Bahan Organik Tanah
(Senyawa organik mati)
Organisme hidup
Udara tanah …… Aerasi Tanah
Air tanah = Larutan tanah
Soil Solution, Elektrolit tanah
Sifat fisiologik penting dari Larutan
tanah adalah “REAKSINYA” (pH)
……. Kemasaman / kebasaan tanah
MINERAL
LIAT
Ukuran liat  2 mikron
Ukuran partikel koloid  1 mikron
Tidak semua liat bersifat koloidal
LIAT SILIKAT:
Berbentuk pipih-laminer, lapisan lempengan
Berstruktur kristal = kristalin
Umumnya bersifat koloidal
Luas permukaannya sangat besar
Permukaannya bermuatan elektronegatif shg mampu
menjerap kation-kation
Liat Fe dan Al-hidrous-oksida:
Tidak mempunyai struktur kristal, amorf
Banyak dijumpai di daerah tropika
ALOFAN: Si dan Al seskui-oksida
Al2O3.2SiO2.H2O
Beberapa macam kualitas lahan yang berhubungan
dengan pertumbuhan dan produktivitas tanaman
adalah:
(i)
(ii)
(iii)
(iv)
(v)
(vi)
(vii)
(viii)
(ix)
(x)
(xi)
(xii)
hasil tanaman,
ketersediaan air,
ketersediaan hara,
ketersediaan oksigen dalam zone perakaran,
kondisi bagi perkecambahan,
kemudahan pengolahan,
salinitas atau alkalinitas,
toksisitas tanah,
ketahanan terhadap erosi,
bahaya banjir,
rejim suhu, dan
Fotoperiodik.
AIR TANAH = LENGAS TANAH = SOIL
MOISTURE
Air tanah = air yang berada dalam pori tanah
1.
2.
3.
4.
Air Higroskopis
Air Kapiler
Air Gravitasi
Uap Air
1. Air Tersedia
2. Air Tidak
Tersedia
Why Soil Moisture Is Important
Kekuatan ikatan antara molekul air dengan partikel tanah
dinyatakan dengan TEGANGAN AIR TANAH. Ini merupakan
fungsi dari gaya-gaya adesi dan kohesi di antara molekul molekul air dan partikel tanah
Adesi
Kohesi
H2O
Partikel tanah
Air terikat
Air bebas
Air Tersedia untuk pertumbuhan tanaman
Perubahan status air dalam tanah, mulai
dari kondisi jenuh hingga titik layu
Status Air
Tanah
.
.
Jenuh
.
Kap. Lapang
Padatan
Pori
100g
air
100g
100g
100g
Titik layu
40g
tanah jenuh air
20g udara
kapasitas lapang
10 g udara
8g udara
koefisien layu
koefisien higroskopis
Pola penyerapan
air oleh tanaman
yang tumbuh pada
profil tanah yang
tidak mempunyai
lapisan
penghambat dan
suplai air tersedia
cukup di seluruh
zone perakaran
tanaman
Formula: 4-3-2-1
KETERSEDIAAN UNSUR HARA
Unsur hara Makro Primer: C, H, O, N, P, K
Unsur Hara Makro Sekunder: Ca, Mg, S
Unsur Hara Mikro: Fe, Mn, Cu, Zn, Mo, B, Co, Cl, ….
Unsur hara tersedia:
Unsur hara dalam tanah yang dapat
diserap oleh akar tanaman.
PEREDARAN NITROGEN
Nitrogen Atmosfer
Reaksi
khemoelektrik &
Hujan
Fiksasi simbiotik
Fiksasi non-simbiotik
Sisa tumbuhan & binatang
penguapan
Bahan Organik Tanah
amonifikasi
ekskresi
denitrifikasi
Amonia
nitrifikasi
Nitrat & Nitrit
Pencucian
penyerapan
Penambahan N ke dalam tanah:
1. Hujan dan debu
2. Fiksasi N non-simbiotik
3. Fiksasi N simbiotik
4. Limbah Pertanian: ternak, tanaman, ikan, manusia
5. Pemupukan
Kehilangan N dari tanah:
1. Volatilisasi, penguapan
2. Denitrifikasi
3. Pencucian, Erosi dan run-off
4. Serapan tanaman.
Pengelolaan
N-Tanah
Dua Tujuan Pokok:
1. Memelihara ketersediaan N yg cukup dalam tanah
2. Pengaturan ketersediaan N sedemikian rupa shg
selalu tersedia dlm jumlah yg diperlukan tanaman.
NERACA NITROGEN
Fiksasi-N
Simbiotik
Sisa tnm +
Rabuk
Pupuk buatan
Non-simbiotik
N-tersedia
N-atmosfer
BOT
Diserap
tanaman
Pencucian
Erosi - run off
P- tanah
P-anorganik:
1. Fraksi aktif: Al-P, Fe-P dan Ca-P
2. Fraksi tidak aktif:
P-terjerap (P-absorption)
P-terselimuti (P-occluded)
P-organik
1. Inositol fosfat, Fosfolipid, Asam nukleat, Nukleotida, Gula-fosfat
2. P-organik menyumbang 30-50% dari P-total tanah
3. Senyawa P-organik terdapat dalam humus dan tubuh jasad tanah
4. P-organik dalam tanah berasal dari bahan organik
Penambahan bahan organik ke tanah bertujuan:
1. Meningkatkan kandungan bahan organik tanah
2. Sumber unsur hara N,P,K, dan lainnya
3. Meningkatkan KTK tanah
4. Mengurangi jerapan P melalui pembentukan senyawa kompleks dg oksida amorf
5. Meningkatkan dan memperbaiki agregasi tanah & lengas tanah
6. Membentuk khelate dengan unsur hara mikro
7. Detoksifikasi Al
8. Meningkatkan biodiversitas tanah.
Pengelolaan P - Tanah
Limbah tanaman
Pupuk kandang
BOT
Tanaman
Pupuk buatan
Mineral tanah
P-tanah Tersedia
Pencucian
Erosi
Pengendalian P-tersedia dalam tanah:
1. Pengapuran
3. Pengendalian fiksasi P-tanah
2. Penempatan pupuk
Fiksasi
Ketersediaan
P anorganik
dalam tanah
Kemasaman tanah (pH):
Ketersediaan P bagi tanaman tgt pd bentuk anion fosfat,
selanjutnya bentuk anion ini tgt pada pH
+OH-
+ OH-
H2O + HPO4=
H2PO4Paling tersedia
bagi tanaman
H2O + PO4---
larutan tanah
sangat masam
larutan tanah
sangat alkalin
% kepekatan
100
50
H2PO4-
H3PO4
HPO4=
PO3-3
0
0
2
4
6
8
10
12
14
pH larutan
Ketersediaan
P-anorganik
tanah masam
Pengendapan oleh kation Fe, Al, Mn
Al3+ + H2PO4- + H2O
2H+ + Al(OH)2H2PO4
larut
tdk larut
Dlm tanah masam biasanya konsentrasi kation Fe, Al lebih
besar dp anion fosfat, sehingga reaksi berlangsung ke arah
kanan
Pengikatan oleh hidro-oksida: Fiksasi fosfat
OH
OH
Al OH + H2PO4OH- + Al OH
OH
larut
H2PO4 tdk larut
Hidro-oksida Al
Pengikatan oleh liat silikat: Kaolinit, Montmorilonit, Illit
1. Reaksi permukaan antara gugusan OH- yang tersembul di permukaan liat dengan anion fosfat
2. Kation Fe dan Al dibebaskan dari pinggiran kristal silikat yg kemudian bereaksi dengan anion
fosfat menjadi fosfat-hidroksi
[Al]
+ H2PO4- + 2H2O
Dlm kristal silikat
2H+ + Al(OH)2H2PO4
tidak larut
Ketersediaan
P-anorganik
pd pH tinggi
Pengendapan oleh kation Ca++ atau CaCO3
H2PO4- + 2 Ca++
Ca3(PO4)2 + 4H+
larut
tidak larut
H2PO4- + 2 CaCO3
Ca3(PO4)2 + 2CO2 + 2H2O
larut
tidak larut
Ca3(PO4)2 yang terbentuk dalam reaksi di atas, masih
dapat berubah menjadi bentuk-bentuk yang lebih sukar
larut, seperti senyawa hidroksi-, oksi- , karbonat-, atau
fluor-apatit.
Reaksi-reaksi ini semua terjadi pada tanah-tanah masam
yang dikapur dengan dosis tinggi (Pengapuran berat)
BAHAN
ORGANIK
SUMBER P
Komponen kualitas bahan organik sebagai sumberP:
1. Nisbah C/N (nilai kritisnya 25-30)
2. Nisbah C/P ( < 200: mineralisasi P
> 300 : imobilisasi P)
3. P-total
4. Kandungan lignin dan polifenol
5. Kapasitas polifenol mengikat protein
6. Indeks jangka-pendek pupuk hijau: C/N, kandungan lignin dan
polifenol
1. Kandungan lignin dan polifenol yang rendah mempercepat laju mineralisasi P
2. Bahan organik dengan kandungan P lebih dari 2500 ppm akan terjadi
mineralisasi P dan menurunkan jerapan P-tanah
3. Lignin merupakan senyawa polimer pd jaringan tanaman berkayu, sulit
dirombak oleh mikroba tanah
Polifenol merupakan senyawa aromatik-hidroksil :
a. Polifenol larut air & Polifenol tdk larut air
b. Polifenol berat molekul rendah & berat molekul tinggi …… tanin
Polifenol mampu mengikat protein dan ensim dari jasad dekomposer, sehingga menghambat
laju dekomposisi bahan organik oleh jasad renik tanah
1.
2.
3.
4.
P - ANORGANIK: Fraksi aktif & Fraksi tidak aktif
Fraksi aktif : Ca-P, Al-P dan Fe-P
Fraksi tdak-aktif : Occluded-P dan Reductant-soluble P
Occluded-P : senyawa Fe-P dan Al-P yang dibungkus oleh
selubung inert.
5. Rs-P : Senyawa P yg dibungkus oleh selubung dari bahan
yang dpt larut pd kondisi anaerobik
6. Transformasi bentuk-bentuk P-tanah dikendalikan pH
7. Ca-P lebih mudah larut dp Fe-P dan Al-P
8. Rezim air sgt berpengaruh thd transformasi P-tanah
9. Kondisi AQUIK ---- Akumulasi Al-P
10. Kondisi USTIK ------ Akumulasi Fe-P
REAKSI P
tanah
ALKALINE
PRESIPITASI DIKALSIUM FOSFAT
Pada kondisi Ph tanah yang tinggi dan kaya kalsium, terjadi
pengendapan senyawa-senyawa:
1. Kalsium fosfat: Ca3(PO4)2; CaHPO4
2. Hidroksi-apatit
3. Karbonat-apatit
PRESIPITASI PERMUKAAN PADATAN KALSIUM KARBONAT
Ion-ion fosfat yang kontak dengan permukaan padatan kalsium karbonat akan
diendapkan pd permukaan partikel ini. Hasil akhir dari reaksi ini adalah garamgaram tidak larut dari kalsium, fosfat, dan mungkin CO3= atau OHReaksi retensi fosfat oleh liat-liat yang jenuh kalsium: Liat-Ca-H2PO4
Tiga faktor penting:
1. Aktivitas Ca++
2. Jumlah dan ukuran partikel CaCO3 bebas
3. Jumlah liat yang ada dlm tanah
…………………..
Tanaman
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
P-larutan tnh yg menghasilkan 95% hasil maks., ppm
Lettuce
Tomat
Cucumber
Kedelai (vegetable)
Ubijalar
Jagung
Sorghum
Kubis
Sumber: Fox et al. (1974)
0.40
0.25
0.20
0.20
0.10
0.60
0.50
0.04
Tanaman
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
Internal P Requirement, %P
Stylosanthes humilis
Centrosema pubescens
Desmodium intortum
Digitaria decumbens
Panicum maximum
Pennisetum clandestinum
Paspalum dilatatum
Sumber: Andrew & Robins (1969, 1971)
0.17
0.16
0.22
0.16
0.19
0.22
0.25
TEKNOLOGI PEMUPUKAN FOSFAT :
1. Respon pupuk P sgt tinggi pada Oxisol, Ultisol, andepts, Vertisols
2. Dosis pupuk P = F (jenis tanaman, tanah, cara aplikasi, musim)
3. Dosis Rekomendasi Jagung, kedelai, Tebu: 100 - 150 kg P2O5/ha
4. Kapasistas fiksasi P tanah menentukan cara aplikasi pupuk P:
Disebar, ditugal, digarit, pd lubang tanam, dll
5. Pada tanah yg memfiksasi P ada dua strategi:
1. Dosis medium, digarit, setiap musim tanam
2. Dosis tinggi unt menjenuhi kapasitas fiksasi P-tanah, dan efek
residunya berlangsung beberapa tahun
6. Pupuk P yg baik harus mengandung 40-50 % P dlm bentuk larut air ,
untuk memenuhi kenbutuhan awal pertumbuhan tanaman
7. Aplikasi kapur & silikat mampu menurunkan fiksasi P dlm tanah
8. Pengapuran hingga pH 5.5 - 6.0 umumnya meningkatkan ketersediaan P
dalam tanah, mengurangi fiksasi P
Kapasitas fiksasi P tanah sngt tinggi, alternatif pengelolaan:
1. Kombinasi cara aplikasi pupuk P: ditugal/digarit dg sebar
2. Batuan-fosfat larut sitrat
3. Aplikasi kapur atau Ca-silikat unt ngurangi fiksasi P
4. Kultivar tanaman yg toleran thd larutan tanah yg miskin
fosfat
5. Pertimbangan biaya pupuk & pemupukan.
PERILAKU
PUPUK P
dalam
TANAH
AMMONIUM FOSFAT
Dalam tanah, senyawa ammonium fosfat akan bergerak ke luar
dari granula pupuk; kalau dalam tanah terdapat banyak Ca++,
maka akan terbentuk dikalsium fosfat.
MAP : Mono ammonium fosfat (larutan jenuh punya pH 4.0)
DAP : Di ammonium fosfat ( larutan jenuhnya punya pH 9.0)
PRESIPITASI PERMUKAAN PADATAN KALSIUM KARBONAT
Ion-ion fosfat yang kontak dengan permukaan padatan kalsium karbonat akan
diendapkan pd permukaan partikel ini. Hasil akhir dari reaksi ini adalah garamgaram tidak larut dari kalsium, fosfat, dan mungkin CO3= atau OHReaksi retensi fosfat oleh liat-liat yang jenuh kalsium: Liat-Ca-H2PO4
Tiga faktor penting:
1. Aktivitas Ca++
2. Jumlah dan ukuran partikel CaCO3 bebas
3. Jumlah liat yang ada dlm tanah
…………………..
IKTISAR
FOSFAT TANAH
1. P dalam tanah berbentuk organik dan an-organik. Konsentrasi Panorganik (H2PO4- dan HPO4=) dalam larutan tanah
merupakan faktor sangat penting yg menentukan ketersediannya
bagi tanaman
2. Konsentrasi ion fosfat dlm larutan tanah ditentukan oleh
kecepatan reaksi imobilisasi biologis dan reaksinya dg fraksi
mineral tanah. Tanah berliat (terutama liat tipe 1:1 dan oksida
hidrous Fe an Al) memfiksasi ortofosfat menjadi bentuk yg tidak
tersedia bagi tanaman.
3. Tanah berkapur umumnya mempunyai ketersediaan P rendah. Ion
fosfat dijerap pada permukaan partikel halus kalsium karbonatdan
selanjutnya dikonversi menjadi bentuk apatit yg tidak larut, atau
mengalami proses pengendapan langsung dari larutan tanah menjadi
kalsium fosfat.
4. Ketersediaan pupuk fosfat larut air dapat ditingkatkan dengan jalan menempatkan bahan
pupuk secara “banding” dlm tanah (ditugal atau digarit). Hasil yag serupa dapat diperoleh
dengan jalan granulasi bahan pupuk.
5. Terminologi khusus untuk pupuk fosfat adalah: Larut air, Larut sitrat, Tersedia, dan Total
Fosfat.
IKTISAR
FOSFAT TANAH
6. Pupuk fosfat dapat diklasifikasikan berdasarkan
proses pembuatannya, menjadi: Heat-processed
phosphate, dan Acid-treated Phosphate.
7.
Reaksi pupuk fosfat larut air dengan berbagai komponen tanah
menghasilkan “produk reaksi pupuk - tanah”. Kelarutan hasil reaksi inilah
yang menentukan ketersediaan fosfat bagi tanaman
8.
Kandungan air tanah sangat menentukan efektifitas dan laju
ketersediaan pupuk fosfat. Pada kondisi air tanah kapasitas lapangan
sekitar 50-80 % fosfat larut air dapat bergerak ke luar dari granula pupuk
dalam periode 24 jam.
PEREDARAN BELERANG
Gas H2S
Sisa-sisa Biomasa
tanaman
Volatilisasi
Belerang
organik
Mineral
tanah
reduksi
Dekomposisi
Serapan
Oksidasi
Sulfida
(S=)
reduksi
reduksi
Mineral
tanah
Sulfat
(SO4=)
Oksidasi
Oksidasi
Oksidasi
Sulfur (S)
Pencucian
Perilaku
Belerang dlm
Tanah
MINERALISASI - IMOBILISASI:
Reaksi mineralisasi:
S-Organik
Hasil dekomposisi
(Protein & senyawa
Organik lain)
(Senyawa sulfida)
Reaksi Imobilisasi:
Ion Sulfat
Jasad renik
OKSIDASI - REDUKSI:
H2S + 2O2
2S + 3 O3 + 2H2O
Sulfat
S-organik
reaksi-reaksi biokimia
2H+ + SO4=
2H+ + SO3=
H2SO4
2H2SO3
Alkohol-organik + Sulfat
Asam organik + H2O + S=
Bakteri belerang
Fe++ + S=
Sulfat
Sulfit
Tiosulfat
S-elementer
FeS
direduksi oleh bakteri
Sulfida
OKSIDASI BELERANG & KEMASAMAN:
Perilaku
Belerang dlm
Tanah
Oksidasi belerang pd akhirnya menghasilkan ion H+ yg dpt
menurunkan pH tanah
Didaerah pasang-surut, tanahnya disebut TANAH SULFAT
MASAM, mengandung “cat-clay”. Kalau tanah ini tetap tergenang
dapat ditanami padi; kalau tanah ini dikeringkan akan terjadi
oksidasi belerang dan sulfida menjadi sulfat yg mampu
mengasamkan tanah secara ekstrim
RETENSI SULFAT
Retensi sulfat dalam tanah rendah, baik jumlah & kekuatannya.
Tanah bagian bawah biasanya mempunyai retensi sulfat lebih tinggi
daripada topsoil
Retensi sulfat berhubungan dg hidroksida Fe dan Al, dan Kaolinit
K
H
O
-Al
SO4
Al- + KHSO4
O
H
-Al
AlO
H
+ H2O
UDARA TANAH
Tata-udara dalam tanah =
AERASI TANAH
Keseimbangan
Udara-Air
dalam tanah
Tekstur
Tanah
Struktur
Tanah
AERASI
TANAH
Tanah yang AERASI nya baik adalah tanah yg mengandung
gas tersedia dalam jumlah dan perbandingan yang tepat bagi
jasad aerobik yang hidup dan mampu menunjang
berlangsungnya proses metabolik yg esensial bagi jasad tsb pd
kecepatan yg optimum
Tanah yang AERASI nya baik mempunyai sifat:
1. Harus ada ruangan yang cukup tanpa bahan mineral dan air
2. Harus ada kesempatan yg cukup bagi gas-gas untuk keluar-masuk ruangan
tsb
Dua reaksi biologis yg terkait dgn dinamika O2 dan CO2 dalam tanah:
1. Pernafasan akar tumbuhan tinggi
2. Dekomposisi bahan organik tanah secara aerobik oleh jasad renik.
(C) + O2
CO2
MASALAH
AERASI TANAH
Penyebab buruknya aerasi tanah:
1. Kandungan air tanah yg berlebihan shg tidak menyisakan
ruangan untuk gas/ udara
2. Pertukaran gas tidak cukup cepat unt mempertahankan
kadarnya pd tingkat tertentu.
Air Tanah yang berlebihan
1. Tanah jenuh air, tanah tergenang dapat berpengaruh buruk pd tanaman pd
umumnya
2. Biasanya pd tanah-tanah yg drainasenya buruk dan tekstur halus
3. Pada tempat-tempat cekungan
PERTUKARAN GAS antara tanah dan atmosfer tgt pd:
1. Laju reaksi biokimia yg mempengaruhi gas dlm tanah
2. Laju ke luar - masuknya gas-gas dari dan ke dalam tanah.
Pertukaran gas ini terjadi melalui mekanisme:
1. Pergerakan masal (mass flow)
2. Difusi gas
LAJU DIFUSI
OKSIGEN
(LDO)
LDO adalah laju pergantian oksigen dalam tanah yg
dipakai oleh akar tanaman yg bernafas atau digantikan
oleh air.
Nilai LDO semkin kecil dengan kedalaman tanah
LDO pada kedalaman 95 cm sama dengan setengah nilai LDO pd
kedalaman 11.5 cm
Pertumbuhan akar tanaman berhenti bila LDO turun
menjadi 20 g x 10-8 cm2/menit
SUSUNAN
UDARA
TANAH
Udara tanah umumnya lebih kaya CO2 dan uap air , gas
metan dan H2S dibandingkan dengan udara atmosfer.
Sejumlah gas-gas tertentu dapat larut dalam air tanah dan
diikat oleh permukaan koloid tanah, misalnya oksigen
Tempat
O2
Udara tanah:
New York
Inggris
15.10
20.65
Udara Atmosfer
Inggris
20.97
Sumber: Lyon, Buckman & Brady, 1952.
% volume:
CO2
4.50
0.25
N2
81.40
79.20
79.00
Faktor
Susunan
Udara Tanah
Susunan udara tanah tgt pada:
1. Jumlah ruangan / pori yg tersedia
2. Kecepatan reaksi biokimia
3. Pertukaran gas
Penambahan bahan organik akan mengubah susunan udara
tanah
Tanah lapisan atas vs Tanah lapisan bawah
Jumlah total ruangan pori tanah lapisan bawah lebih sedikit dibanding tanah
lapisan atas
% CO2 udara tanah
0.5
gandum + rabuk
Kedalaman sampling, cm
30
tanah bera + rabuk kandang
Lempung liat berdebu
Lempung berdebu
tanah bera
180
Waktu sampling
10
20 % O2 udra tnh
AERASI &
KEGIATAN
BIOLOGIS
Jasad Mikro
1. Aerasi buruk menurunkan oksidasi bahan organik tanah
2. Penurunan ini lebih disebabkan oleh kekurangan O2
3. Populasi jasad renik sangat terpengaruhi olh aerasi
4. Aerasi buruk mendorong aktifitas jasad anaerob dan
fakultatif, menghasilkan senyawa reduksi, fero, mangano,
sulfida
Aerasi b uruk mempengaruhi Tanaman:
1. Pertumbuhan perakaran sangat terbatas
2. Penyerapan hara terhambat
3. Air menjadi berkurang
4. Pembentukan senyawa anorganik yang bersifat toksik
Akar tanaman apel memerlukan minimal 3% O2 dalam udara tanah , sedangkan 5 - 10%
cukup untuk pertumbuhan akar. Minimal diperlukan udara tanah yg mengandung 12% O2
untuk pertumbuhan akar-akar baru.
Pertumbuhan tajuk tanaman normal selama LDO lebih dari 30-40 g x 10-8 /cm2/menit.
SIFAT OLAH TANAH
Kandungan
lengas tanah
Tekstur
tanah
Struktur
tanah
Kandungan
BOT
TEKSTUR DAN STRUKTUR TANAH
Tanah disusun dari butir-butir tanah dengan berbagai ukuran. Bagian
butir tanah yang berukuran lebih dari 2 mm disebut bahan kasar
tanah seperti kerikil, koral sampai batu. Bagian butir tanah yang
berukuran kurang dari 2 mm disebut bahan halus tanah. Bahan halus
tanah dibedakan menjadi:
1. Pasir, yaitu butir tanah yang berukuran antara 0,050 mm sampai
dengan 2 mm.
2. Debu, yaitu butir tanah yang berukuran antara 0,002 mm sampai
dengan 0,050 mm.
3. Liat, yaitu butir tanah yang berukuran kurang dari 0,002 mm.
Tekstur tanah menunjukkan kasar halusnya tanah. Tekstur tanah
merupakan perbandingan antara butir-butir pasir, debu dan liat.
Tekstur tanah dikelompokkan dalam 12 klas tekstur. Kedua belas klas
tekstur dibedakan berdasarkan prosentase kandungan pasir, debu
dan liat.
SEGITIGA TEKSTUR
Clay
40
55
Sandy
35
Clay
Sandy Clay
Loam
20
Sandy Loam
10
Loamy
Sand Sand
70
Silty
Clay 60
Silty Clay
Clay Loam
Loam
75
Loam
Silt Loam
Silt
50
Percent Sand
20
90
Definisi Struktur Tanah
Soil structure is the arrangement of
the primary soil particles (sand,
silt, and clay) and other soil
materials into discrete
aggregates.
Peds = Gumpalan, Bongkahan,
Agregat



Structural units are called peds, and have distinct
boundaries and well-defined planes of weakness between
the aggregates.
Peds consist of primary particles bound together by
cementing agents like organic matter, clay, and hydrous
oxides of iron and aluminum.
Peds can take several shapes.
Bentuk-bentuk Struktur-tanah







Granular
Blocky
Prismatic
Columnar
Platy
Single-grained
Massive
Granular Structure


Resembles cookie
crumbs and is usually
less than 0.5 cm in
diameter.
Commonly found in
surface horizons where
roots have been
growing.
http://soil.gsfc.nasa.gov/pvg/granular.gif
http://soils.usda.gov/technical/manual/images/fig3-30_large.jpg
Struktur Kubus: Blocky Structure


Irregular blocks that are
usually 1.5 - 5.0 cm in
diameter.
Can be subangular or
angular blocky.
http://soil.gsfc.nasa.gov/pvg/blocky.gif
http://www.dpi.vic.gov.au/dpi/vro/glenimages.nsf/Images/gl167_p
rofile/$File/gl167_profile.jpg
Struktur Prismatik


Vertical columns of
soil that might be a
number of cm long.
Usually found in
lower horizons.
http://soil.gsfc.nasa.gov/pvg/p
rismatic.gif
http://soils.usda.gov/technical/manual/images/fig327_large.jpg
Struktur Columnar


Vertical columns of soil that have a salt "cap" at the top.
Found in soils of arid climates.
http://soil.gsfc.nasa.gov/pvg/columnar.gif
http://soils.usda.gov/technical/manual/images/fig3-28_large.jpg
Struktur Pipih


Thin, flat plates of
soil that lie
horizontally.
Usually found in
compacted soil.
http://soil.gsfc.nasa.gov/pvg/platy.gif
http://soils.ag.uidaho.edu/soilorders/i/Arid_03.jpg
Struktur berbutir tunggal



Soil is broken into individual particles
that do not stick together.
Always accompanies a loose
consistence.
Commonly found in sandy soils.
http://soil.gsfc.nasa.gov/pvg/singlegrained.gif
Massive Structure

Soil has no visible structure, is hard to break
apart and appears in very large clods.
http://soil.gsfc.nasa.gov/pvg/massive.gif
http://soils.usda.gov/technical/manual/images/fig3-31_large.jpg
Grade of Soil Structure


The terms weak, moderate, or strong are used to
describe the grade or how stable the peds are and how
hard they are to break apart.
What do you think
the grade would be
for this picture?
http://soils.usda.gov/technical/manual/images/fig3-27_large.jpg
Kelas Struktur Tanah
The size or class of the peds is
described as fine, medium, or
coarse.
Struktur tanah mempengaruhi pergerakan
air dalam tanah



In soils with good structure, the pore
space that occurs between peds is
relatively large and facilitates water
and air movement.
Well-developed structure is very
important in clayey soils.
Clayey soils with poor structure
restrict water and air movement.
KEMASAMAN TANAH = pH TANAH
Kemasaman
Tanah
Ketersediaan:
Defisiensi &
Toksisitas
hara dalam tanah
Kehidupan
Mikroba
Tanah
Kesehatan
Akar
Tanaman
pH =
- log [H+]
[H+] dlm larutan tanah ………. Kemasaman aktif
[H+] dijerap koloid tanah ………. Kemasaman potensial
Total keduanya ………………….. Kemasaman total
Misel
-H
Ion H+ terjerap, Hdd
[H+]
Ion H+ terlarut
Kisaran Nilai pH tanah: 0 - 14
pH = 7.0 : Tanah Netral
pH < 7.0 : Tanah Masam
pH > 7.0 : Tanah basa/ Alkalin/Alkalis
Biasanya:
Tanah masam : di daerah iklim basah
Tanah alkalis: di daerah kering
SUMBER
KEMASAMAN
TANAH
Hdd
H+
Kation aluminium:
MISEL
Al 3+
Al
Al 3+ + H2O
Al 3+ + OH-
Al(OH)2+ + H+
Al(OH)2+
Al(OH)2+ + OH-
Al(OH)2 +
Al(OH)2+ + H2O
Al(OH)2 + + H+
Al(OH)2+ + H2O
Al(OH)3 + H+
Bahan Organik Tanah:
pH &
Ketersediaan
Hara
Ca dan Mg:
Ketersediaan maksimum: pH = 6 - 8.5
Ketersediaan minim pada tanah dg : pH < 4.0
N, K dan S:
Ketersediaan maksimum: pH > 6
Ketersediaan minim pada tanah dg : pH < 4.0
Fosfat :
Ketersediaan maksimum: pH = 6 - 7.5
Ketersediaan minim pada tanah dg : pH < 4.0
Fe, Mn,Zn, Cu,Co :
Ketersediaan maksimum: pH < 5.5
Ketersediaan minim pada tanah dg : pH > 7.5
Mo: Ketersediaan maksimum pd pH > 6.5
Bakteri & Aktinomisetes :
Ketersediaan maksimum: pH > 5.5
Ketersediaan minim pada tanah dg : pH < 4.0
Problem
Kemasaman
Tanah
Kesuburan tanah
Ketersediaan Unsur Hara
Suasana fisiologis larutan tanah tidak sesuai
bagi proses-proses pertumbuhan akar tanaman
Keracunan unsur hara mikro
Gangguan akibat tingginya ketersediaan/kelarutan
kation aluminium
Gangguan kehidupan jasad renik tanah
Menurunkan kemasaman tanah =
Menaikkan pH tanah = …………..
Pengapuran
1. Tujuan utama pengapuran adalah menetralisir Aldd, dan biasanya diikuti
oleh kenaikan pH hingga 5.5.
2. Kalau diduga ada keracunan Mn, maka pH dinaikkan 6.0
3. Faktor-faktor yg harus diperhatikan:
1. Jml bahan kapur yg diperlukan untuk menetralkan
Aldd hingga tingkat yg sesuai bagi tanaman
2. Kualitas bahan kapur
3. Cara penempatan / aplikasi bahan kapur ke tanah.
RESPON
TANAMAN thd
PENGAPURAN
Umumnya pertumbuhan tanaman menjadi lebih
baik.
Tnm
kacang-kacangan
menyukai
kapur,
termasuk kedelai dan kacang tanah
Alasan terjadinya respon tanaman:
1. Pengaruh langsung unsur hara Ca dan Mg
2. Dinetralkannya senyawa-senyawa toksik
3. Penekanan gangguan penyakit tanaman
4. Ketersediaan beberapa unsur hara meningkat
5. Rangsangan kegiatan jasad mikro akan meningkatkan
ketersediaan hara
6. Beberapa tanaman tertentu tidak senang pengapuran,
misalnya semangka.
7. ……. Dll.
1. Kamprath (1970):
Dosis kapur = 1.5 x ( me Aldd topsoil)
= m.e. Ca yg harus diaplikasikan sbg kapur
2. Dosis kapur yg dihitung dg cara ini mampu menetralkan 85 - 90 % Aldd
dlm tanah yg mengandung 2 - 7% bahan organik
3. Faktor 1.5 digunakan untuk menetralkan H+ yg dilepaskan oleh bahan
organik atau hidroksida Fe dan Al kalau pH tanah meningkat
4. Dalam tanah yg kaya bahan organik, faktor tersebut menjadi 2.0 atau 3.0,
karena adanya Hdd.
5. Untuk setiap satu m.eq. Aldd dlm tanah diperlukan aplikasi 1.5 meq Ca
atau setara dg 1.65 ton CaCO3 per ha.
6. Faktor penting lain adalah kandungan Aldd dlm tanah yang dapat ditolerir
oleh tanaman tertentu
7. Jagung sensitif terhadap kejenuhan Al 40-60%. Pengapuran hingga
kejenuhan Al = 0% dapat menguntungkan, namun pengapuran untuk
menurunkan kejenuhan Al menjadi 20% dapat lebih ekonomis.
RESPON HASIL TERHADAP PENGAPURAN
% Hasil maks.
100
Rumput gajah
80
60
40
Jagung
Sorghum
20
10
00
20
30
40
% kejenuhan Al
Sumber: Abruna et al. 1975
Oxisols & Ultisols
50
60
70
80
90 100
1. Kapur biasanya dibenamkan sedalam 15 cm beberapa hari
sebelum tanam.
2. Tanah Oksisol sangat masam yg topsoilnya telah dikapur
hingga pH 5.5 , sebagian besar akar jagung tumbuh dalam
topsoil. Tingginya kandungan Aldd dalam subsoil mencegah
pertumbuhan akar lebih dalam.
3. Penempatan kapur pada lapisan tanah yg lebih dalam
mengakibatkan perakaran tanaman tumbuh lebih dalam dan
hasil tanaman lebih baik
4. Deep placement kapur dimungkinkan pada tanah-tanah
berpasir yang strukturnya baik.
5.
PENGAPURAN & HASIL JAGUNG
Hasil biji , t/ha
Zone pengapuran 0-30 cm
6
5
4
3
Zone pengapuran
0-15 cm
2
1
1
2
3
4
Dosis kapur ( ton/ha)
Sumber: Gonzales, 1973
Tanah Oxisols
5
6
7
1. Efek residu pengapuran tergantung pada seberapa cepat Ca dan
Mg digantukan oleh residu kemasaman dari pupuk nitrogen.
2. Pada tanah Hydrandept
Selama lima tahun sejak aplikasi 2 ton kapur/ha ternyata nilai
Aldd dalam tanah dipertahankan sekitar 1 meq, semula sebesar 3
m.eq, meskipun sebagian besar Ca++ telah tercuci. Setelah lima
tahun efek residu pengapuran lenyap.
3. Pada Oxisol berpasir.
Jagung dan kedelai respon positif terhadap kapur enam tahun
setelah aplikasi, respon hasil meningkat dg waktu, diduga karena
pelarutan partikel kasar kapur.
KELEBIHAN
Pemberian
KAPUR
Kelebihan: penambahan kapur yg mengakibatkan
meningkatan pH tanah melebihi yang
diperlukan untuk pertumbuhan optimum
tanaman.
Tanaman akan menderita, terutama pada tahun
pertama aplikasi kapur
Biasanya terjadi pada tanah berpasir / berdebu yg
miskin bahan organik
Pengaruh buruk pengapuran yg berlebihan:
1. Kekurangan Fe, Mn, Cu dan Zn
2. Ketersediaan fosfat mungkin menurun karena
pembentukkan senyawa kompleks dan tidak larut
3. Serapan fosfat dan penggunaannya dlm metabolisme tanaman dapat
terganggu
4. Serapan B dan penggunaannya dapat etrganggu
5. Perubahan pH yang terlalu melonjak dapat berpengaruh buruk
6. ………dst.
7. ……. Dll.
Apakah
KAPUR perlu
diberikan?
Penggunaan kapur harus didasarkan pada :
Kemasaman Tanah dan
Kebutuhan Tanaman
1. Sebelum mengapur tanah, karakteristik kimia tanah perlu
diteliti
2.
pH tanah dan Kejenuhan Basa harus ditentukan
secara akurat : Lapisan atas dan Lapisan bawah
3. Cara lain adalah menentukan Aldd
4. ……….
1. Kebutuhan kapur untuk tanaman secara umum atau untuk
tanaman tertentu
2.
Pengelompokkan respon tanaman thd kapur :
- Tanaman Senang Pengapuran
- Tanaman tidak senang Pengapuran
- Tanaman netral
Bentuk KAPUR yg
dipakai
Lima faktor unt menentukan bentuk kapur :
1. Jaminan mutu kimia bahan kapur
2. Harga bahan
3. Kecepatan reaksi dengan tanah
4. Kehalusan bahan kapur
5. Hal lain-lain (penyimpangan, pembungkusan dsb.
Kecepatan Reaksi:
1. Kapur kaustik (kapur tohor dan tembok) lebih cepat bereaksi dg
tanah dp kapur giling
2. Kapur dolomitik bereaksi lebih lambat dp kapur kalsitik
3. Bentuk tepung halus lebih cepat bereaksi dg tanah
4. …. Dll.
Pertimbangan biaya:
1. Harga bahan kapur
2. Biaya angkut ke lahan usaha
3. Biaya aplikasi bahan kapur ke lahan usaha
4. ….. dll
Jumlah KAPUR
yg diaplikasikan
Enam faktor penting unt menentukan jumlah kapur :
1. Karakteristik tanah:
Lapisan atas: pH, Aldd, Tekstur & Struktur, BOT
Lapisan bawah: pH, Aldd, Tekstur & Struktur
2. Tanaman yg akan ditanam
3. Lamanya pergiliran tanaman
4. Macam bahan kapur dan komposisi kimianya
5. Kehalusan bahan kapur
6. Pengalaman praktis
Karakteristik Tanah :
1. Tekstur dan BOT menentukan besarnya kapasitas jerapan
2. Semakin tinggi Kapasitas jerapan dan Aldd, semakin banyak kapur
diperlukan
3. Kemasaman dan Aldd tanah lapisan bawah ikut menentukan jumlah
kapur
Contoh: Jml kapur giling unt tanah mineral setebal 20 cm seluas 1 ha:
Untuk menapai pH
5.2
5.5
6.0
Jumlah kapur, ton/ha
1.2 x me Aldd
1.5
2.1
Teknologi Aplikasi
KAPUR
Cara Aplikasi :
1. Kapur disebar di permukaan tanah yg baru
dibajak, kemudian dicampur rata dengan tanah
olahan
2. Kapur disebar di permukaan tanah, tanah
dibajak (diolah) dan dicampur rata
Waktu Aplikasi :
1. Biasanya sebelum tanam
2. Kapur diberikan bila diperkirakan tidak turun hujan pd
saat aplikasi
3. ……
1. Pertanaman tunggal
2. Pertanaman majemuk: Pola pergiliran tanaman
Kapur diberikan pd tanaman yg paling memerlukan
pengapuran
BENTUK
BAHAN
KAPUR
Kapor Oksida: Kapur Sirih
Kemurniannya: 85 - 95%
Pembuatannya:
CaCO3 + panas
CaMg(CO3)2 + panas
CaO + CO2
CaO +MgO + CO2
Reaksinya dlm tanah:
MISEL
- H + CaO
MISEL
CaO + H2O
Ca(OH)2 + 2 H2CO3
- Ca + H2O
Ca(OH)2
Ca(HCO3)2 + 2 H2O
% Oksida CaO
Ekuivalen oksida Ca
Daya netralisasi
Persentase unsur Ca
: 77%
: 102
: 182.1 (kesetaraan CaCO3)
: 55
% Oksida MgO
Persentase unsur Mg
: 18%
: 10.8
BENTUK
BAHAN
KAPUR
Kapor Hidroksida
: Kapur Tembok
Kemurniannya : 95 - 96%
Pembuatannya :
CaO + MgO + H2O
Ca(OH)2 + Mg(OH)2
Reaksinya di udara lembab terbuka:
Ca(OH)2 + CO2
CaCO3 + H2O
Mg(OH)2 + CO2
MgCO3 + H2O
Reaksinya dlm tanah:
MISEL - H + Ca(OH)2
Ca(OH)2 + 2 H2CO3
MISEL - Ca + 2H2O
Ca(HCO3)2 + 2 H2O
% Oksida CaO
Ekuivalen oksida Ca
Daya netralisasi
Persentase unsur Ca
: 60%
: 76.7
: 136.9 (kesetaraan CaCO3)
: 42.8
% Oksida MgO
Persentase unsur Mg
: 12%
: 7.2
BENTUK
BAHAN
KAPUR
Kapor Karbonat : Kapur Kalsit = CaCO3
Kapur Dolomitik= CaMg(CO3)2
Dolomit
= MgCO3
Kemurniannya : 75 - 99%
Pembuatannya:
Batuan CaCO3 digiling
Kapur giling
Reaksinya dlm tanah:
MISEL -H + CaCO3
MISEL -Ca + H2O + CO2
Oksida CaO = 44.8%; MgO = 6.70%
Ekuivalen oksida Ca
: 54.10
Daya netralisasi
: 96.6 (kesetaraan CaCO3)
Persentase unsur Ca = 32; Mg = 4.03
Karbonat:
CaCO3 = 80%; MgCO3 = 14%
Total = 94%
PENGARUH
KAPUR PADA
TANAH
Pengaruh Fisik:
- Membantu granulasi - agregasi
- Memperbaiki struktur tanah
- Tata Udara (Aerasi)
- Tata Air / Pergerakan air
Pengaruh Kimia:
(Bila tanah dg pH= 5.0 dikapur hingga ph naik menajdi 6.0)
- Kepekatan kation hidrohen menurun
- Kepekatan anion hidroksil meningkat/ naik
- Daya larut Fe, Mn dan Al akan menurun
- Ketersediaan fosfat dan Mo akan diperbaiki
- Cadd dan Mgdd akan naik
- Persentase kejenuhan basa (KB) akan naik
- Ketersediaan kalium berubah tgt keadaan.
Pengaruh Biologik:
- Merangsang kegiatan jasad tanah, termasuk mikroba tanah
- Membantu pembentukan humus
- Aminisasi, amonifikasi, oksidasi belerang dipercepat
- Fiksasi nitrogen dari udara secara biologis dirangsang
- Nitrifikasi dipercepat
TOKSISITAS TANAH
Toksisitas Tanah
Kelebihan Hara:
Unsur Mikro
Al
Kekurangan
Hara:
Defisiensi
Substansi
Toksik
Bagi Akar
tanaman dan
Mikroba tanah
TOKSISITAS Al & DEFISIENSI Ca thd AKAR TEMBAKAU
% maks. pemanjangan akar
100
Dikapur CaCO3, pH 5.8, 4.4 meq Ca++
80
Dikapur MgCO3, pH 5.6,
0.4 meq Ca++
60
40
20
Tdk Dikapur, pH 4.2,
0.4 meq Ca++
0
1
Sumber: Abruna et al. 1975
Ultisols & Oxisols
2
waktu (hari)
3
EFEK Al thd PERTUMBUHAN AKAR
Tanah pH
Ultisol 4.8
4.5
3.9
Oxisol
4.8
4.5
4.0
Aldd % Kejenuhan
Berat kering akar tanaman:
me/100 g Al
Jagung (mg/pot) Sorghum
4
6
11
40
57
87
931
874
209
400
296
19
3
4
5
52
70
87
687
630
389
345
126
128
Sumber: Brenes & Pearson, 1973.
MEKANISME TOLERANSI / KEPEKAAN TANAMAN thd Al dlm
TANAH
1. Morfologi akar.
Varietas yg toleran Al mampu menumbuhkan dan tidak mengalami
kerusakan ujung-ujung akar pd kondisi tanah masam kaya Al
2. Perubahan pH rhizosfer.
Varietas yg toleran Al mampu menaikkan pH zone rhizosfernya, sdg
varietas yg peka menurunkan pH tsb. Perubahan pH ini diduga akibat
dari penyerapan anion diferensial-selektif, sekresi asam organik, CO2 dan
HCO3-.
3. Lambatnya translokasi Al ke tajuk. Varietas yg toleran Al
mengakumulasikan Al dlm akar, dan mentranslokasikan ke tajuk secara
lebih lambat dp jenis yg peka.
MEKANISME TOLERANSI / KEPEKAAN TANAMAN thd Al dlm
TANAH
4. Al dalam akar tidak menghambat penyerapan dan translokasi Ca, Mg dan
K dlm varietas yg toleran Al.
5. Toleransi varietas kedelai thd Al berhubungan dengan penyerapan dan
translokasi Ca.
6. Toleransi varietas keNTANG thd Al berhubungan dengan translokasi Mg
dan K .
7. Toleransi varietas padi thd Al berhubungan dengan tingginya kandungan
Si dlm tanaman.
8. Varietas yg toleran Al tidak mengalami hambatan penyerapan dan
translokasi fosfat; tdk dmk varietas yg peka.
Aldd dan % KEJENUHAN Al
1. Sumber kemasaman tanah : H+, Hdd, Aldd,
2. Aldd diendapkan pada pH > 5.5 - 6.0
3. % kejenuhan Al dari KTK efektif menjadi ukuran
kemasaman tanah
4. Kejenuhan basa (KB) = jumlah basa dibagi KTK
5. Aldd ditentukan dengan jalan ekstraksi tanah dg 1 N
KCl, dan mentitrasi ekstraksnya dengn larutan basa
6.
HUBUNGAN pH dan KEJENUHAN Al
pH tanah
5.4
Sumber: Abruna et al. 1975
Ultisols & Oxisols
5.1
4.8
4.5
4.2
3.9
10
20
30
40
50
% kejenuhan Al
60
70
HUBUNGAN KEJENUHAN Al dan HASIL BEANS
% hasil maks.
100
Sumber: Abruna et al. 1975
Ultisols & Oxisols
80
60
r = 0.93**
40
20
0
10
20
30
40
50
% kejenuhan Al
60
70
1. Konsentrasi Al dlm larutan tanah > 1 ppm menyebabkan penurunan
hasil tanaman
2. Tembakau dan kentang sangat peka thd Al+++ dlm tanah, terutama
akarnya. Gejalanya akar menjadi tebal, kaku dan becak-becak jaringan
mati
3. Pertumbuhan akar jagung mulai terganggu pada kondisi 60%
kejenuhan Al.
4. Al cenderung terakumulasi dalam akar dan menghambat penyerapan
dan translokasi Ca dan fosfat menuju tajuk, sehingga mendorong
defisiensi Ca dan P.
ERODIBILITAS TANAH = KEPEKAAN EROSI
Erosi merupakan peristiwa pengikisan padatan (sedimen,
tanah, batuan, dan partikel lainnya) akibat transportasi
angin, air atau es, karakteristik hujan, creep pada tanah dan
material lain di bawah pengaruh gravitasi, atau oleh
makhluk hidup semisal hewan yang membuat liang, dalam
hal ini disebut bio-erosi.
Erosi tidak sama dengan pelapukan akibat cuaca, yang
mana merupakan proses penghancuran mineral batuan
dengan proses kimiawi maupun fisik, atau gabungan
keduanya.
ERODIBILITAS TANAH = KEPEKAAN EROSI
Erodibilitas
Sedang
liat berdebu; lempung liat,
pasir, pasir berlempung,
lempung berpasir,
lempung liat berdebu
Faklor 1)
Tekstur
Rendah
liat; Iiat berpasir,
lempung liat berpasir
Kandungan
bahan oerganik
Permiabilitas
Tinggi (> 3%)
Sedang (1-3%)
Rendah
Tinggi
(> 12.5 cm/jam)
Granular halus
Sedang
(2.5 - 12.5 cm/jam)
Granular sedang
sampai kasar
Rendah
(< 2.5 cm /jam)
Masif; pipih; bergumpal
Oxisols (Latosols)
Andisol (Andosols)
Inceptisols (Regosol
Entisol (Litosol)
Ultisols (Podsol);
lnceptisols dan
Cambisol; Alfisol
Vertisols; gleysols
atau tanah gleyic.
sebagian Inceptisols
Agrerat
Jenis tanah
Tinggi
Lempung; lempung
berdebu; debu
DRAINAGE TANAH
DRAINAGE PERMUKAAN
Surface drainage is the removal of
excess water from the surface of
the land. This is normally
accomplished by shallow ditches,
also called open drains. The
shallow ditches discharge into
larger and deeper collector
drains. In order to facilitate the
flow of excess water toward the
drains, the field is given an
artificial slope by means of land
grading
DRAINAGE
BAWAH PERMUKAAN
Subsurface drainage is the
removal of water from the
rootzone. It is accomplished by
deep open drains or buried pipe
drains.
TEMPERATUR TANAH
Kehidupan
organisme
tanah dan akar
tanaman
Proses
Dekomposisi
Bahan Organik
Tanah.
Evaporasi
Proses
penyerapan
hara dan air
oleh akar
tanaman
Why do we study soil temperature?
Where do we study soil
temperature?
SUHU
TANAH
Suhu tanah sangat vital bagi aktivitas biologis
dalam tanah, termasuk pertumbuhan akar
tanaman.
Proses nitrifikasi baru dapat berlangsung kalau
suhu tanah telah mencapai 5oC, batas
optimumnya 27 - 33oC
Suhu tanah di lapangan ditentukan oleh:
1. Jumlah panas yang diserap oleh tanah
2. Energi panas yg diperlukan untuk mengubah suhu tanah
3. Energi yg diperlukan untuk evaporasi yg terus menerus
di permukaan tanah
SERAPAN &
KEHILANGAN
PANAS
Jumlah panas yg diserap tanah ditentukan oleh radiasi efektif yg
mencapai permukaan tanah dan iklim
Jumlah energi yg masuk tanah dipengaruhi oleh:
1. Warna tanah: gelap menyerap lebih banyak energi
2. Lereng:
3. Tanaman penutup tanah: Hutan vs. tanah gundul
Tanah gundul lebih cepat memanas dan mendingin
Kehilangan panas dari tanah ke atmosfer, melalui KONDUKSI dan
RADIASI
Radiasi ini berupa infra merah, tidak terlihat mata, gelombang
gelap
Radiasi gelombang gelap ini berenergi tinggi dan selama
pemancarannya banyak panas yg hilang dari tanah
PANAS JENIS
TANAH
Panas jenis tanah: Jumlah panas yang diperlukan
oleh satu gram tanah untuk menaikkan suhunya
satu derajat celcius.
Panas jenis tanah kering lebih rendah dibandingkan
dg tanah basah
Tanah kering
: PJ = 0.20
Kadar air 20% : PJ = 0.33
Kadar air 30% : PJ = 0.38
PANAS
PENGUAPAN
Penguapan air tanah memerlukan sejumlah
energi panas
Untuk menguapkan 1 g air pada 20oC
diperlukan panas 585 kalori.
Penguapan 0.452 g air memerlukan 265 kalori.
Bila semua panas ini diambil dari tanah dan air,
maka tanah sedalam 30 cm menjadi dingin
dan suhunya sama dengan -2oC.
Warna tanah vs. Suhu
Tanah gelap biasanya kaya bahan organik dan kandungan airnya
tinggi.
Tanah gelap yg drainasenya buruk lambat memanas.
GERAKAN
PANAS DALAM
TANAH
Energi panas masuk ke dalam tanah
melalui proses konduksi, sehingga
kadar air tanah sangat menentukan laju
konduksi ini.
Energi panas lebih mudah menjalar dari
tanah ke air dibandingkan dari tanah
ke udara
Proses konduksi panas dalam tanah berlangsung lambat
Tanah lapisan bawah suhunya lebih rendah dp tanah
lapisan atas
Perubahan suhu tanah lapisan bawah sangat sedikit sekali
SUHU
TANAH
Suha tanah pada suatu saat tergantung pada nisbah
energi panas yang diserap dan yang hilang
Suhu tanah juga tergantung kedalaman tanah
Suhu tanah. oC
15
20
25
30
35
Soil
depth
cm 60
Januari
300
Juli
Sumber: Fluker, 1956 (Texas)
Penggunaan mulsa organik mengakibatkan suhu
tanah lebih rendah dan lebih merata
Pengelolaan air tanah secara tepat juga akan
mempengaruhi suhu tanah
Pengendalian
Suhu Tanah
Suhu
oC
38
Kedalaman tanah 1.5 cm
Kedalaman tanah 15 cm
tanpa mulsa
Dengan mulsa
Tanpa mulsa
Dengan mulsa
pagi
sore
pagi
sore
KESUBURAN TANAH
Kesuburan tanah mencerminkan
kemampuan tanah untuk menyediakan
unsur hara bagi tanaman
KETERSEDIAAN
HARA DALAM
TANAH
pH
TANAH
KANDUNGAN
BAHAN
ORGANIK
TANAH
KTK =
KAPASITAS
TUKAR
KATION
PERAN BAHAN ORGANIK
BAGI PERTANIAN
BAHAN ORGANIK (BO):
ADALAH KUNCI
KEBERHASILAN DAN
KEBERLANJUTAN
PERTANIAN DI DAERAH
TROPIKA BASAH
PERAN BAHAN ORGANIK TANAH
TATA UDARA

FISIK
TATA AIR
TATA
KEHIDUPAN
TATA HARA

BIOLOGI

KIMIA
PENYEBAB DEGRADASI
BAHAN ORGANIK
PEMUPUKAN
C
A
ooo
o
EROSI
B
PEMBAKARAN
SISA
D
PENGOLAHAN
TANAH
UPAYA MENUJU
KE BERLANJUTAN
PEMUPUKAN
ORGANIK
EROSI:
SISTEM POLA
TANAM:
DIVERSIFIKASI, SISA
PANEN KEMBALI
DICEGAH
PEMBAKARAN
SISA:
DILARANG
PENGOLAHAN
TANAH:
MINIMUM/TANPA
SINTETIK
ooo
o
BERIMBANG
KAPASITAS TUKAT KATION=
Cation exchange capacity
In soil science, cation exchange capacity (CEC) is the
capacity of a soil for ion exchange of positively
charged ions between the soil and the soil solution.
A positively-charged ion, which has fewer electrons than
protons, is known as a cation due to its attraction to
Cathodes.
Cation exchange capacity is used as a measure of fertility,
nutrient retention capacity, and the capacity to protect
groundwater from cation contamination.
The quantity of positively charged ions (cations)
that a clay mineral or similar material can
accommodate on its negatively charged surface,
expressed as milli-ion equivalent per 100 g, or
more commonly as milliequivalent (meq) per 100
g.
Clays are aluminosilicates in which some of the
aluminum and silicon ions have been replaced by
elements with different valence, or charge.
For example, aluminum (Al3+) may be replaced by
iron (Fe2+) or magnesium (Mg2+), leading to a net
negative charge.
This charge attracts cations when the clay is immersed
in an electrolyte such as salty water and causes an
electrical double layer.
The cation-exchange capacity is often expressed in
terms of its contribution per unit pore volume, Qv.
Kejenuhan basa = Base saturation
Closely related to cation exchange capacity is the base
saturation, which is the fraction of exchangeable cations that
are base cations (Ca, Mg, K and Na).
The higher the amount of exchangeable base cations, the
more acidity can be neutralised in the short time
perspective.
Thus, a site with high cation exchange capacity takes
longer time to acidify (as well as to recover from an
acidified status) than a site with a low cation exchange
capacity (assuming similar base saturations).
The long term resistance to acidification, however, is
determined by the weathering rate.
Contoh sederhana:
PERTUKARAN
KATION
Ca-[MISEL] + 2H+
H-[MISEL]-H + Ca++
PERTUKARAN KATION DI ALAM
40Ca
MISEL 20Al + 5 H2CO3
20H
20L
38Ca
20Al
MISEL
25H
19L
+ 2 Ca(HCO3)2
L(HCO3)
tercuci
KEHILANGAN KATION LOGAM:
Dengan mekanisme reaksi seperti di atas, kation logam Ca, Mg, K, dan Na
dapat hilang tercuci dari tanah, dan tanah menjadi semakin masam
PENGARUH PEMUPUKAN:
40Ca
20Al
MISEL 40H + 7 KCl
20L
7K
38Ca + 2 CaCl2
MISEL 20Al
39H
HCl
18L
2 LCl
KAPASITAS
TUKAR
KATION
[ KTK ]
Koloid tanah bermuatan negatif, sehingga mampu menjerap
(mengikat) kation. Kation-kation yg dijerap ini dapat ditukar
dengan ammonium atau barium, kemudian ammonium atau
barium itu ditentukan jumlahnya. …………
………..Kapasitas jerapan dapat diketahui besarnya
PENGARUH pH TANAH
Sebagian dari muatan negatif pd koloid tanah tergantung pd pH, sehingga
kapasitas jerapan juga dipengauhi pH
Biasanya KTK ditetapkan pd pH 7.0 atau lebih, ini berarti meliputi muatan
permanen dan sebagian besar muatan yg tergantung pH
CARA MENYATAKAN
Satuan untuk kapasitas tukar kation (KTK): mili-ekuivalen (meq atau me)
1 meq = 1 mg hidrogen atau sejumlah ion lain yg dapat bergabung atau
menggantikan ion hidrogen tsb.
KTK liat = 1 me/100 g : setiap 100 gram liat dapat menjerap 1 mg hidrogen
KTK
TANAH
Tanah asal
Ciletuh, Jabar
Way Seputih, Lampung
Pengubuan, Lampug
Berdebu
Tj.Kresik, Krawang
Rentang Barat
KTK (me/100g)
Kelas tekstur
8.1
16.0
Lempung Berdebu
Lempung Liat Berdebu
22.9
Lempung Liat
28.7
38.8
Liat Berdebu
Liat Berdebu
FAKTOR YG MEMPENGARUHI
1. Tekstur tanah: semakin halus teksturnya semakin tinggi KTKnya
2. Kandungan humus dan liat koloidal menentukan KTK tanah
3. Macam liat koloidal juga mempengaruhi besarnya KTK
tanah
PERSENTASE
KEJENUHAN
BASA TANAH
H+ dan Al+++ : sumber kemasaman tanah
Al+++ + H2O
Al(OH)++ + H2O
Al(OH)++ + H+
Al(OH)2+ + H+
Kation basa: Ca++, Mg++, K+, dan Na++
CaO + H2O
Ca(OH)2
Ca++ + OH-
KB dan pH
Proporsi KTK yang ditempati oleh kation-kation basa disebut PERSENTASE
KEJENUHAN BASA
Penurunan %KB mengakibatkan menurunnya pH
Tanah di daerah iklim kering biasanya mempunyai KB yang tinggi
Tanah di daerah iklim humid biasanya mempunyai KB yang rendah
PERTUKARAN
KATION &
KETERSEDIAAN
HARA
Kation terjerap mudah tersedia bagi tanaman & jasad renik
Penyerapan kation oleh akar:
1. Penyerapan melalui larutan tanah
2. Pertukaran ion antara akar dg koloid tanah
Kejenuhan kation dan serapan hara
Faktor pelepasan kation jerapan:
1. Rasio / proporsi jenis-jenis kation pd kompleks jerapan
2. Kejenuhan Ca yg tinggi ------- Ca++ mudah diserap tanaman
3. Pengaruh jenis kation lain: Afinitas dan aktivitas kation
PENGARUH TIPE KOLOID
Berbagai koloid mempunyai daya ikat kation yg berbeda
Kalsium diikat oleh montmorilonit lebih kuat daripada oleh
kaolinit