atmosfer tanah

BAB VIII
UDARA TANAH
VIII.1. Pengertian tentang udara tanah
Komponen udara tanah (atmosfer tanah) sama pentingnya dibandingkan dengan fase
padat dan cair bagi produktivitas tanah. Oksigen diperlukan bagi pernafasan akar-akar
tanaman, mikrobia, dan hewan tanah. Karbondioksida membantu melarutkan zat-zat hara
sehingga dapat dimanfaatkan oleh tanaman. Gas nitrogen membantu produksi senyawa
nitrogen oleh bakteria simbiotik dan non-simbiotik. Uap air (bagian dari udara tanah)
mencagah pengeringan akarakar tanaman dan mikrobia, dan membantu memindahkan air di
dalam tanah.
Yang terutama penting adalah tersedianya sejumlah cukup oksigen, karena dia
diserap secara terus-menerus oleh akar dan mikrobia. Tanpa oksigen yang memadai di
dalam tanah kegiatan-kegiatan secara normal bagi sebagian besar tanaman dan mikrobia
aerobik akan terhenti. Bakteria anaerobik menggunakan oksigen di dalam senyawasenyawa organik dan inorganik, mereduksinya menjadi sulfida-sulfida, nitrit-nitrit, senyawasenyawa besi, dan senyawasenyawa terduksi lainnya yang bersifat meracun bagi tanaman.
Berlimpahnya oksigen di dalam tanah juga tidak dikehendaki, karena bahan organik akan
dioksidasi begitu cepat. Perombakan yang bersifat semi-aerobik adalah yang terbaik untuk
menghasilkan sejumlah terbesar humus murni dan bagi pemasokan secara ajeg senyawasenyawa organik yang membantu memantapkan agregatagregat tanah.
Dibandingkan dengan udara atmosfer, kandungan karbondioksida dan uap air lebih
tinggi di dalam udara tanah, kandungan oksigen lebih rendah, dan kandungan nitrogennya
kurang lebih sama. Jumlah kandungan oksigen dan karbon dioksida di dalam tanah kurang
lebih sama dengan yang ada di dalam udara atmosfer. Namun ini tidak konstan. Di dalam
lapisan permukaan tanah yang teraerasi balk, kandungan oksigennya diantara 18 dan 21
persen, sedang pada jeluk yang lebih dalam dan terutama di dalam tanah yang basah
dalam kurun waktu lama kandungan ini dapat sangat rendah. Pada kondisi tereduksi udara
tanah dapat mengandung methan, hidrogen sulfida, dan amonia. Kandungan CO2 udara
tanah biasanya diantara 0.1 dan 5 dan dapat mencapai hampir 20 %.
Universitas Gadjah Mada
1
Komposisi udara tanah dihadapkan kepada ayunan yang cepat, karena dia merupakan
resultante dua sifat yang dinamis : perubahan oksigen menjadi karbon dioksida oleh akarakar tanaman dan mikrobia dan adanya pembaharuan kembali udara tanah oleh udara
atmosfer.
Faktor-faktor yang berpengaruh terhadap komposisi udara tanah dapat diringkaskan
dengan pernyataan berikut ini : hal-hal yang lain dalam keadaan sama, maka :
(a) Kandungan CO2 lebth tinggi dalam musim panas dibandingkan musim salju, karena
lebih tingginya kegiatan akar tanaman dan mikrobia
(b) Kandungan CO2 lebih tinggi di dalam tanah yang diberi pupuk kandang, dikapur,
dipupuk anorganik, dan bervegetasi, dibandingkan di dalam tanah yang tidak diperlakukan,
tidak bervegetasi, dengan alasan yang sama
(c) Kandungan CO2 lebih tinggi di dalam tanah basah dibandingkan dalam tanah kering,
karena keterbatasan difusi
(d) Kandungan CO2 lebih tinggi di dalam tanah-tanah yang bertekstur halus dibanding di
dalam tanah-tanah bertekstur kasar, karena terhambatnya laju difusi, biasanya disebabkan
kandungan lengas yang lebih tinggi
(e) Kandungan CO2 lebih tinggi di dalam tanah-tanah yang kurang teragregasi atau
mampat, dibandingkan di dalam tanah-tanah yang bertekstur remah, sekali lagi karena
perbedaan kecepatan difusi
(f)
Kandungan CO2 lebih tinggi di dalam tanah lapisan bawah (sub soil) dibandingkan di
dalam tanah lapisan permukaan, karena tanah permukaan mendifusikan secara Iangsung
terhadap atmosfer, sedang tanah lapisan bawah mendifusikan terhadap tanah lapisan
permukaan.
Di dalam pemyataan-pernyataan di atas kata-kata "kandungan CO2 lebih tinggi" juga
dapat diganti dengan kata-kata "kandungan O2 lebih rendah".
VIII. 2. Manfaat udara tanah
Untuk tumbuh dengan baik akar-akar tanaman memerlukan pasokan oksigen secara
tetap. Pertumbuhan secara normal bagi sebagian besar tanaman hanya dimungkinkan bila
kepekatan oksigen melebihi 10%. Bila setelah pemasokan oksigen di dalam tanah terbatas,
kecepatan pertumbuhan kebanyakan tanaman mulai menurun dan sama sekali berhenti
bila kepekatan oksigen turun hingga di bawah 2%. Pasokan oksigen yang mencukupi akan
memungkinkan bagi tanaman untuk menggunakan zat-zat Kara lainnya serta air menjadi
lebih efisien. Kepekatan oksigen yang rendah di dalam tanah mempengaruhi penyerapan
air (kekeringan fisiologis).
Universitas Gadjah Mada
2
Beberapa tanaman yang tumbuh subur secara aktif, dapat sangat menderita atau
bahkan mati bila pasokan oksigennya terhambat. Sebaliknya, tanamantanaman dapat tetap
hidup pada aras oksigen yang rendah, bila mereka secara berangsur-angsur dilakukan
penyesuaian diri. Sulit menentukan kebutuhan optimum dan minimum oksigen tanah oleh
berbagai tanaman. Sebagian besar tanaman tumbuh dengan baik pada udara tanah yang
mengandung jauh lebih kecil daripada 21% 02 udara atmosfer. Pertumbuhan tanaman
budidaya akan terhambat jika kandungan oksigen udara tanah menurun hingga di bawah
10%. Umumnya telah disepakati bahwa bukan kelebihan karbondioksida yang dapat
mengganggu tanaman (asalkan masih di dalam batas wajar kurang dari 20% CO 2), tetapi
kekurangan oksigenlah yang dapat mengganggu. Namun bagi tanaman tertentu
pengoksigenan yang berlebihan cenderung menghambat pertumbuhan, misalnya pada
jagung dan kapas.
Pengaruh yang paling menonjol dari kondisi aerasi tanah adalah terhadap kegiatan
mikrobia dan secara tidak langsung terhadap sifat-sifat tanah yang lain. Bakteri aerobik
akan tumbuh baik jika keperluan akan oksigen, air, energi, dan zat-zat hara mineral
tercukupi dengan baik pula. Jika bakteri tumbuh baik maka sejumlah besar senyawasenyawa organik terbentuk, sehingga membantu mengikat pasir, debu, dan lempung
secara bersama, dan untuk menyelimuti agregat-agregat tersebut. Akibatnya terbentuklah
suatu struktur tanah yang tahan terhadap air. Inilah salah satu alasan bahwa tanah-tanah
yang terdrainase dengan baik, teraerasi baik, umumnya mempunyai struktur yang lebih
diidamkan dibandingkan dengan tanah-tanah terdrainasekan dengan buruk dan beraerasi
buruk pula.
Kandungan bahan organik juga dipengaruhi oleh aerasi. Aerasi yang berlebihan
seperti misalnya yang terjadi di dalam beberapa tanah pasiran dan di dalam iklim-iklim
yang kering, menyebabkan bahan organik teroksidasi cepat. Secara umum boleh dikatakan
bahwa semakin lambat aerasi suatu tanah, maka akan semakin tinggi kandungan bahan
organiknya. Dengan alasan semacam inilah maka wilayah-wilayah yang berada dalam
keadaan tergenang air dangkal yang tidak mengalir secara terus menerus dan karenanya
beraerasi jelek, seringkali membentuk tanah-tanah muck dan gambut. Jeleknya aerasi
mengakibatkan pembentukan methan, hidrogen sulfida, nitrit, amonia, nitrogen bebas, dan
senyawa-senyawa besian. Beberapa dari mereka ini dan senyawa-senyawa lainnya yang
berkembang dalam kondisi seperti ini dapat bersifat racun bagi tanaman.
Bila suatu tanah beraerasi jelek dalam beberapa tahun apakah musiman atau terusmenerus, besinya akan terlindi (to be leached) dalam bentuk ferro yang lebih mudah larut
dibandingkan dalam bentuk ferri
Universitas Gadjah Mada
3
1. Tujuan pengelolaan udara tanah :
Karena pemasokan oksigen yang memadai diperlukan untuk pertumbuhan terbaik dan
memberikan hasil tanaman tertinggi, maka perlu menyediakan aerasi yang cukup pada
tanah. Aerasi yang cukup dapat ditakrifkan (to be defined) sebagai kondisi yang kecepatan
difusi oksigennya paling tidak 30 x 10-8 g/cm2/menit dan kepekatan oksigen udara tanah
paling sedikit 10 persen hingga jeluk batas akar genetik dari tanaman yang diusahakan. Di
dalam pertanian yang zat-zat hara tanamannya diberikan secara memadai dalam bentuk
pupuk dan air dapat diberikan secara irigasi, hasil-hasil tanaman seringkali dibatasi oleh
pemasokan oksigen di dalam tanah. Sebaliknya, aerasi yang berlebihan mempunyai
kerugian yakni adanya kecenderungan untuk mengoksidasi bahan organik begitu cepat
serta mengeringkan tanah. Pada kondisi lapangan, dalam praktek, aerasi yang berlebihan
ini hanya terjadi pada tanah-tanah yang bertekstur kasar dan berkandungan bahan organik
tinggi, serta pada wilayahwilayah dengan suhu tinggi terus menerus selama kurun waktu
kekeringan. Ini juga dapat disebabkan oleh pengolahan yang terlampau sering.
Pada tanah-tanah bertekstur sedang dan berat dalam iklim-iklim lembab, masalahnya
adalah secara praktis selalu meningkatkan aerasi. Sebagai pegangan sederhana
pertahankanlah porositas aerasi tersebut di dalam tanah sebesar 10 %.
Metode-metode pengelolaan udara tanah :
Karena difusi merupakan perantara utama bagi pembaharuan kembali udara tanah,
maka metode-metode pengelolaan udara tanah hams sedemikian rupa sehingga metodemetode ini berpenganth terhadap kecepatan difusi potensial. Metode-metode ini untuk
mengubah struktur, kandungan lengas, dan suhu. Struktur yang lebih terbuka, kandungan
lengas yang lebih rendah, dan suhu yang lebih tinggi akan meningkatkan kecepatan difusi.
Karena telah dimaklumi bahwa volume total ruang pori yang terisi udara menentukan
kecepatan difusi dan bahwa pori-pori mempunyai pengaruh yang sangat kecil pada difusi
itu, maka perlu kiranya membahas struktur dan lengas secara bersama-sama. Kerak tanah
atau lapisan pembajakan yang mampat memungkinkan membantu pendifusian oksigen dan
karbon dioksida asal mereka dalam keadaan kering. Yang menjadi perhatian penting adalah
bahwa pori-pori halos pada tanah-tanah seperti ini menahan air dalam waktu lama setelah
pembasahan, sehingga menghambat difusi. Dengan alasan ini maka perlu menghindari
terjadinya kerak dan pemampatan tanah. Pengolahan tanah, pembenaman bahan organik,
Universitas Gadjah Mada
4
dan pemulsaan adalah merupakan cara-cara baku untuk menghasilkan tanah dengan
olahan yang bagus. Semua cars yang dapat membentuk struktur tanah yang mantap dan
teragregasi baik juga membantu aerasi. Dengan metode-metode ini maka akan nisbi
sederhana untuk mempersiapkan kondisi-kondisi yang dikehendaki di dalam lapisan
pembajakan. Untuk perbaikan lapisan-lapisan yang leblh dalam letaknya di dalam tanah kits
hares mengacu kepada penggunaan tanaman-tanaman yang berperakaran dalam atau
penggunaan alat-alat pembeladahtanah (sub soiling), pemupukan tanah lapisan bawah, dan
pemulsaan cacak (pembenaman sisa-sisa organik ke dalam celah-celah buatan ke dalam
tanah lapisan bawah).
Di tempat-tempat yang aerasi tanahnya terbatasi oleh permukaan air bumi yang tinggi
(tetap atau berkala), maka drainase adalah merupakan suatu penyembuhan. Ini tidak akan
hanya menurunkan kandungan lengas dan meningkatkan kapasitas udara efektif tetapi juga
meningkatkan suhu dan secara talc langsung mempengaruhi struktur tanah.
Meskipun kenaikan suhu tanah meningkatkan kecepatan difusi, ini juga meningkatkan
kegiatan mikrobia dan selanjutnya meningkatkan produksi karbondioksida di dalam tanah.
Hasil akhir kenaikan suhu terhadap desakan parsial oksigen di dalam suatu tanah dapat
bersifat positif atau negatif. Dalam hubungannya dengan ini, maka cukup menarik untuk
diketahui pengaruh mulsa atas aerasi. Mulsa melindungi tanah dari dampak tetesan hujan
dan oleh karena itu melindungi hasil pengolahan tanah. Ini menguntungkan bagi aerasi.
Sebaliknya, mulsa mempertahankan tanah untuk tetap lembab, jadi menghambat kapasitas
udara efektif. Selama musim semi dan panas pada saat lebih banyak aerasi dibutuhkan,
mulsa menjaga tanah tetap sejuk, jadi menurunkan kecepatan difusi. Apakah total
pemulsaan terhadap difusi akan bersifat positif atau negatif bergantung kepada masingmasing masalah. Namun demikian, dari pengamatan menunjukkan bahwa biasanya mulsa
menurunkan difusi oksigen ke dalam tanah.
Cara-cara lainnya dalam pengelolaan aerasi tanah termasuk pengaturan pernafasan
akar-akar dan mikrobia dengan cara pemupukan dan pelaksanaan penanaman, kerapatan
tegakan tanaman, jumlah dan letak, waktu pembenaman sisa-sisa tanaman ke dalam
tanah, dan pemilihan derajad perombakan bahanbahan sisa pada saat dibenamkan.
Pengelolaan udara tanah mungkin juga dapat diserang dari sisi penggunaan lahan. Di
tempat-tempat yang sukar untuk menaikkan aerasi, tanaman-tanaman yang dapat ditanam
hendaknya mempunyai kebutuhan oksigen yang lebih rendah atau mempunyai sistem
Universitas Gadjah Mada
5
perakaran yang dangkal dan dengan demikian tumbuh dalam profil tanah pada bagian
yang beraerasi paling baik.
Universitas Gadjah Mada
6