dasar ilmu tanah retensi air tanah

RETENSI
AIR TANAH
RETENSI AIR
TANAH
KAPASITAS RETENSI MAKSIMUM adalah:
Kondisi tanah pada saat semua pori terisi penuh air, tanah jenuh air,
dan tegangan matrik adalah nol.
KAPASITAS LAPANG: air telah meninggalkan pori makro, mori makro
berisi udara, pori mikro masih berisi air; tegangan matrik 0.1 - 0.2 bar;
pergerakan air terjadi pd pori mikro/ kapiler
KOEFISIEN LAYU: siang hari tanaman layu dan malam hari segar kembali, lamalama tanaman layu siang dan malam; tegangan matrik 15 bar.
Air tanah hanya mengisi pori mikro yang terkecil saja, sebagian besar air tidak
tersedia bagi tanaman.
Titik layu permanen, bila tanaman tidak dapat segar kembali
KOEFISIEN HIGROSKOPIS
Molekul air terikat pada permukaan partikel koloid tanah, terikat kuat sehingga
tidak berupa cairan, dan hanya dapat bergerak dlm bentuk uap air, tegangan
matrik-nya sekitar 31 bar.
Tanah yg kaya bahan koloid akan mampu menahan air higroskopis lebih banyak dp
tanah yg miskin bahan koloidal.
3
Status Air Tanah
Perubahan status air dalam tanah, mulai dari kondisi
jenuh hingga titik layu
Jenuh
Kap. Lapang
Padatan
Titik layu
Pori
100g
air
40g
100g
20g
udara
kapasitas lapang
100g
10 g
udara
koefisien layu
100g
8g
udara
tanah jenuh air
koefisien higroskopis
TEGANGAN &
KADAR AIR
PERHATIKANLAH proses yang terjadi kalau tanah basah dibiarkan
mengering.
Bagan berikut melukiskan hubungan antara tebal lapisan air di
sekeliling partikel tanah dengan tegangan air
Bidang singgung tanah dan air
Koef.
Koef.
padatan tanah
higroskopis layu
10.000
atm
31 atm
10.000 atm
15 atm
Kapasitas
lapang
1/3 atm
Mengalir krn gravitasi
Tegangan air
1/3 atm
tebal lapisan air
Kurva tegangan - kadar air tanah bertekstur lempung
TEGANGAN vs
kadar air
Air
higroskopis
Air kapiler
Air tersedia
Lambat tersedia
Cepat tersedia
Air gravitasi
Zone optimum
Tegangan air, bar
31
Koefisien higroskopis
Koefisien layu
0.1
Kapasitas lapang
Kap. Lapang maksimum
persen air tanah
Klasifikasi Air
Tanah
Klasifikasi Fisik:
1. Air Bebas (drainase)
2. Air Kapiler
3. Air Higroskopis
Air Bebas (Drainase):
a. Air yang berada di atas kapasitas lapang
b. Air yang ditahan tanah dg tegangan kurang dari 0.1-0.5 atm
c. Tidak diinginkan, hilang dengan drainase
d. Bergerak sebagai respon thd tegangan dan tarika gravitasi bumi
e. Hara tercuci bersamanya
AIR KAPILER:
a. Air antara kapasitas lapang dan koefisien higroskopis
b. Tegangan lapisan air berkisar 0.1 - 31 atm
c. Tidak semuanya tersedia bagi tanaman
d. Bergerak dari lapisan tebal ke lapisan tipis
e. Berfungsi sebagai larutan tanah
AIR HIGROSKOPIS :
a. Air diikat pd koefisien higroskopis
b. Tegangan berkisar antara 31 - 10.000 atm
c. Diikat oleh koloid tanah
d. Sebagian besar bersifat non-cairan
e. Bergerak sebagai uap air
Agihan air dalam
tanah
Berdasarkan tegangan air tanah dapat dibedakan menjadi tiga bagian:
Air bebas, kapiler dan higroskopis
Koef. Higroskopis
kurang lebih 31 atm
Kap. Lapang
kurang lebih 1/3 atm
Jml ruang pori
Lapisan olah
Air higroskopik
Hampir tdk
menunjukkan
sifat cairan
Air Kapiler
Peka thd gerakan
kapiler, laju penyesuaian meningkat dg meningkatnya kelembaban tanah
Ruang diisi udara
Biasanya jenuh uap air
Setelah hujan lebat
sebagian diisi air,
tetapi air cepat hilang krn gravitasi
bumi
Lapisan bawah tanah
Karena pemadatan ruang
pori berkurang
Strata bawah (jenuh air)
Kolom tanah
Jumlah ruang pori
Klasifikasi berdasarkan ketersediaannya bagi tanaman:
1. AIR BERLEBIHAN: air bebas yg kurang tersedia bagi tanaman.
Kalau jumlahnya banyak berdampak buruk bagi tanaman, aerasi
buruk, akar kekurangan oksigen, anaerobik, pencucian air
Klasifikasi Biologi
Air tanah
2. AIR TERSEDIA: air yg terdapat antara kap. Lapang dan koef. Layu.
Air perlu ditambahkan untuk mencapai pertumbuhan tanaman yang optimum
apabila 50 - 85% air yg tersedia telah habis terpakai.
Kalau air tanah mendekati koefisien layu, penyerapan air oleh akar tanaman tdk
begitu cepat dan tidak mampu mengimbangi pertumbuhan tanaman
3. AIR TIDAK TERSEDIA: AIR yg diikat oleh tanah pd TITIK LAYU permanen, yaitu air
higroskopis dan sebagian kecil air kapiler.
KH
31 atm
Air
Higroskopis
Tdk tersedia
KL
15 atm
Air
Kapiler
Tersedia
KP
100 % pori
1/3 atm
Ruang udara dan
air drainase
Berlebihan
Daerah Optimum
Air Tersedia
10
K
a
d
a
r
Kapasitas retensi
maksimum
Kapasitas lapang
A
ir
T
a
n
a
h
%
v
o
l
Koef.
Layu
Koef.
higroskopi
s
Potensial air tanah , kPa
11
K
a
d
a
r
Kapasitas lapang
A
ir
Air tersedia
T
a
n
a
h
%
v
o
l
Koefisien layu
Air tidak tersedia
Tekstur tanah
12
Faktor yg berpengaruh:
1. Hubungan tegangan dengan kelengasan
2. Kedalaman tanah
3. Pelapisan Tanah
Faktor yg
mempengaruhi Air
Tersedia
TEGANGAN MATRIK : tekstur, struktur dan kandungan bahan organik
mempengaruhi jumlah air yg dapat disediakan tanah bagi tanaman
TEGANGAN OSMOTIK: adanya garam dalam tanah meningkatkan tegangan
osmotik dan menurunkan jumlah air tersedia, yaitu menaikkan koefisien layu.
Persen air
Sentimeter air setiap 30 cm tanah
10
18
Kap. Lapang
Air tersedia
Koef. Layu
6
5
Air tidak tersedia
Pasir Sandy loam
Loam Silty-loam Clay-loam Liat
Tekstur semakin halus
Dua proses yg memungkinkan akar tanaman mampu menyerap air
dlm jumlah banyak, yaitu:
1. Gerakan kapiler air tanah mendekati permukaan akar penyerap
2. Pertumbuhan akar ke arah zone tanah yang mengandung air
SUPLAI AIR ke
TANAMAN
LAJU GERAKAN KAPILER
Bulu akar
menyerap
air
Gerakan
kapiler
2.5 cm
sagt penting
Jumlah
air tanah
berkurang
Laju gerakan
tgt perbedaan
tegangan dan daya
hantar pori tanah
Tegangan
air tanah
meningkat
Terjadi
gerakan
kapiler air
menuju bulu
akar
Terjadi
perbedaan
Tegangan
dg air tanah di
sekitarnya
LAJU PERPANJANGAN AKAR
Selama masa pertumbuhan tanaman, akar tanaman tumbuh memanjang dengan
cepat, sehingga luas permukaan akar juga tumbuh terus.
Jumlah luas permukaan akar penyerap yang bersentuhan langsung dengan
sebagian kecil air tanah (yaitu sekitar 1-2%)
KEHILANGAN UAP
AIR
DARI TANAH
HADANGAN HUJAN OLEH TUMBUHAN
Tajuk tumbuhan mampu menangkap sejumlah air hujan, sebagian air
ini diuapkan kembali ke atmosfer.
Vegetasi hutan di daerah iklim basah mampu menguapkan kembali air
hujan yg ditangkapnya hingga 25%, dan hanya 5% yg mencapai tanah
melalui cabang dan batangnya.
Awan hujan
presipitasi
Pembentukan Awan
transpirasi
evaporasi
Run off
infiltrasi
Tanah permukaan
perkolasi
Batuan
Groundwater
Sungai - laut
Laju Infiltrasi
Laju infiltrasi, cm/jam
Konduktivitas hidraulik
adalah
Merupakan fungsi dari:
16
Hujan 1 jam
K
e
d
a
l
a
m
a
n
Bidang pembasahan
Hujan 3 jam
T
a
n
a
h
c
m
KADAR AIR TANAH
17