DASAR ILMU TANAH

DASAR ILMU TANAH
Semester ganjil 2012/2013
Materi 02: Pembentukan Tanah
Konsep Pembentukan Tanah

Dua konsep pembentukan tanah,
model faktor pembentuk tanah (state factor
model) yang dikemukakan oleh Jenny tahun
1941,
 model proses terbuka yang dikemukan oleh
Richards tahun 1969

Konsep Pembentukan Tanah

model faktor pembentuk
tanah (state factor model)

paling banyak digunakan
dalam kajian ilmu tanah, dan
berperan penting dalam
penelitian ekosistem (struktur
dan fungsi), geomorfologi
dan geografi.
State Factor Model
Persamaan umum
S = f (Px, Lo, t)
Px = aliran potensial eksternal (cl, o)
Lo = status awal (r, p)
t = waktu
Untuk tanah
S = f (cl, o, r, p, t)
Faktor Pembentuk Tanah
Konsep Pembentukan Tanah

model proses terbuka


tanah merupakan sistem yang terbuka
sewaktu-waktu tanah dapat menerima tambahan bahan dari
luar (input), atau kehilangan bahan-bahan yang telah
dimilikinya (output).



Input: hasil pelapukan bahan induk, endapan baru, air hujan/irigasi,
sisa-sisa tanaman, energi dari sinar matahari.
Output: erosi tanah, penguapan air, penyerapan unsur hara oleh
tanaman, pencucian, pancaran panas.
Selain itu di dalam tanah sering terjadi pemindahan bahan
tanah dari lapisan atas ke lapisan bawah atau sebaliknya
(disebut translokasi dalam solum).
Tanah sebagai Sistem Terbuka
Faktor Pembentuk Tanah

5 faktor pembentuk tanah
Bahan induk (p) (tekstur, struktur, komposisi
kimia dan mineral)
 Iklim (cl) (suhu dan curah hujan)
 Topografi / relief (r)
 Organisme (o) (vegetasi dan herwan; termasuk
manusia)
 Waktu (t)
“Tanah adalah produk dari iklim, organisme, dan
topografi yang mempengaruhi bahan induk dalam
jangka waktu tertentu”


Faktor Pembentuk Tanah
Agen, gaya, atau kondisi yang telah, sedang, atau akan mempengaruhi
pembentukan tanah
Faktor
fungsi
Yang terbentuk jika
faktor lain dapat
diabaikan
Iklim
Climosequence
Organisma
Biosequence
Bahan
Induk
Lithosequence
Topografi
Toposequence
Waktu
Chronosequence
Lain-lain
BAHAN INDUK
K-feldspar
Kwarsa
*
*
*
Tanah yg terbentuk
Granit
Rhyolit
Syenit
Trachyt
Granodiorit
Dacit
Tekstur kasar
Masam
Unsur Hara
Plagioklas
* *
+ Piroksin
+ + +
+ + + +
+ + + +
+
Olivin
+ + + + + +
+ + + + + +
Diorit
Andesit
Gabro
Peridotit
Dunit
Basalt
Tekstur halus
Basa
Unsur Hara
Volcanic Ash
Andisols
Bahan Induk Lain
Bahan Induk Terangkut: Prinsip Erosi dan
Pengendapan




Bahan diendapkan air





Aliran air partikel tanah dan fragmen batuan (sedimen)
Jika air mengalir cepat maka membawa partikel besar dan
sedimen lebih banyak.
Jika aliran menjadi lambat, partikel besar diendapkan dulu.
Endapan Aluvial: Terbentuk akibat aliran air terhenti shingga
sedimentasi terjadi cepat, banyak terjadi di daerah pegunungan, air
dan semi arid.
Dataran banjir dan Teras: Teras mencerminkan sisa dataran
banjir yang lebih tua, aliran sungai telah memotong menjadi
dataran banjir baru dalam bentuk teras.
Delta: Terbentuk jika sedimen halus yang dibawa sungai
diendapkan pada daerah perairan yang luas (misal danau) tanah
subur.
Colluvium: bahan diendapkan akibat gravitasi, pada lereng
curam; tanah longsor
Bahan Induk Tanah

Iklim
Temperatur dan curah hujan adalah unsur iklim
yang laing mempengaruhi sifat tanah
Temperatur:
Perubahan temperatur dapat menyebabkan
retaknya batuan (pelapukan batuan)
Temperatur langsung mempengaruhi jumlah bahan
organik yang dihasilkan. Produksi bahan organik
meningkat dengan meningkatnya temperatur
asalkan cukup hujan untuk pertumbuhan tanaman
Meningkatnya temperatur jika meningkatkan
kecepatan dekomposisi bahan organik
IKLIM
SUHU
Merupakan faktor yang paling aktif dalam proses pembentukan
tanah, mempengaruhi reaksi kimia, dan aktivitas flora dan fauna
Reaksi cepat (fisik)
Pelapukan mekanik cepat
Proses kehilangan lambat
Perkembangan terhambat
Reaksi cepat (kimia fisik)
Pelapukan kimia / mekanik cepat
Proses kehilangan cepat
Perkembangan cepat
Reaksi lambat
Pelapukan mekanik lambat
Proses kehilangan lambat
Perkembangan terhambat
Reaksi lambat
Pelapukan kimia cepat
Proses kehilangan cepat
Perkembangan agak cepat
CURAH
HUJAN
% kadar garam
Basah - Panas
% kadar garam
Kering - Panas
Iron and Al-oxide Rich
Iklim Tropis
Curah hujan tinggi
Suhu tinggi
Pelapukan batuan/mineral cepat
Penambahan bahan organik
cepat, demikian juga
dekomposisinya
Pencucian unsur hara relatif
tinggi
Oxisols
Basah- Panas
 Topografi
Komponen topografi
1. Lereng (slope) – sudut permukaan lahan
2. Tinggi (Height) – berapa tingginya dari sungai
3. Arah (direction) lereng
 Lereng: % lereng = jarak vertikal x 100 / jarak
horizontal
 Lereng Curam ( > 15%),
 Limpasan permukaan (run-off)
 Erosi meningkat jika lereng makin curam
 Tanah memilki horizon A dan B tipis

Lereng datar, 0-5%,
Sedikit limpasan permukaan, banyak infiltrasi
Erosi kurang
Tanah umumnya lebih tebal
Horizon A dan B cukup tebal, terjadi
pencucian
Tinggi (elevasi)
 Elevasi, ketinggian diatas perairan, dapat
membantuk mengendalikan drainase. Elevasi
mempengarhui kelembaban tanah
TOPOGRAFI
Bandingkan
 Kondisi air
 Suhu
 Aliran air
 Erosi
 Pelapukan
A
Tropudult
B
Tropudalf
- -- - C
Aquept/Aquent
ORGANISMA
Fungsi
Sumber bahan organik
tanah
Jumlah dan macam
Pembentukan humus
Sifat fisiko-kimia tanah
Peredaran Unsur Hara
Perkembangan struktur
tanah
Dekomposisi Bahan
Organik
Kondisi iklim
Flora
Fauna
Suasana fisiko-kimia
Vegetasi lain
(kompetisi, sumber
makanan, dll)
Organisme Tanah
Organisme
Contoh
Ukuran
(m)
Jumlah per
Biomasa (kg/ha)
gram tanah
Pseudomonas
Streptomyces
Mucor
Chlorella
0,5 x 1,5
0,5-2,0
8,0
5 x 13
108 – 109
107 – 108
105 – 106
103 – 106
300 -3.000
300 -3.000
500 – 5.000
10 -1.500
103 – 105
101 – 102
5 – 200
1 – 100
10 – 1.000
Mikroflora
- Bakteri
- Aktinomisetes
- Jamur (Fungi)
- Ganggang(Algae)
Fauna
-
Protozoa
Nematoda
Cacing Tanah
Euglena
Pratylencus
Lumbricus
15-50
1.000
100.000
-
Invertebrata lain
Collembola
100.000
1 – 200
Skema Agregat Tanah
WAKTU



Pembentukan tanah  proses alami yang berjalan
sangat lambat, 1000-1.000 th; khusus di P Krakatau
(letusan 1883), hanya perlu 100 tahun (abu
vulkanik).
Penentuan waktu pembentukan tanah (umur) untuk
sementara ini hanya dilakukan atas dasar kriteriakriteria botani, zoologi, geologi dan geografi.
berguna untuk pertimbangan pengawetan tanah,
kecepatan pembentukan tanah rata-rata 1.2 mm per
tahun; kehilangan tanah yang dapat dibiarkan 12.5
ton per hektar per tahun.

Waktu



Umur (chronological)
Tingkat perkembangan profil (SOIL
DEVELOPMENT = "SOIL AGE“)
Tanah muda: pelapukan dan pencampuran bahan mineral dan
organik, di permukaan tanah dan pembentukan struktur tanah,
horison A dan C, sifat tanah didominasi sifat bahan induknya,
contoh tanah muda; Entisol (Aluvial, Regosol).

Tanah dewasa: pembentukan horison B, kemampuan
berproduksi tertinggi, karena tersedia unsur hara, contoh tanah
dewasa, Inceptisol (Latosol), Andisol (Andosol), Vertisol, Mollisol.

Tanah tua: perubahan nyata pada horison A dan B, terbentuk
horison A1, E, B1, B2, B3 dll.. pelapukan mineral dan pencucian
basa, tanah kurus dan masam, contoh tanah tua, Ultisol (Podsolik
merah kuning) dan Oxisol (Laterit).
PROSES PEMBENTUKAN TANAH
• Soil Profile Development
contains characteristic layers
called horizons
A
E
B
development
Bedrock
C
Bedrock
soil
Earth surface is an open
book… it tells you nearly
everything …….
The story begins…
1) Pelapukan batuan dan mineral
 Translokasi
 Dekomposisi bahan organik
 Pengurangan ukuran partikel oleh pelapukan
 Transformasi mineral (primer menjadi sekunder)
 Reaksi-reaksi liat dan bahan organik
 Transformasi
 Liat, bahan organik, oksida besi, dan bahan kimia
oleh air
 Unsur hara disirkulasikan oleh tanaman
 Garam-garam terlarut oleh air
 Tanah oleh fauna tanah
 Penambahan
 Air presipitasi, kondensasi, atau run-off
 O2 dan CO2 dari atmosfer
 N, Cl, dan S dari atmosfer dan presipitasi
 Bahan organik dari aktivitas biotik
 Bahan dari sedimen
 Energi matahari
 Kehilangan
 Air oleh evapotranspirasi
 N oleh denitrifikasi
 C sebagai CO2 dari oksidasi bahan organik
 Tanah oleh erosi
 Energi oleh radiasi
 Air dan bahan dalam larutan atau suspensi
PELAPUKAN FISIK



Merupakan proses mekanik : desintegrasi
(menghasilkan perubahan fisik, tanpa perubahan
kimia)
Agen penting: Suhu dan Air, (bisa juga akar
tanaman)
Penyebab: komposisi mineralogi (daya serap
panas berbeda), struktur batuan (retakan, dsb),
perbedaan suhu yang drastis
PELAPUKAN KIMIA
 Merupakan proses dekomposisi
(perubahan fisik dengan perubahan kimia)
 Agen penting: Suhu dan Air, (bisa juga
bahan organik)
 Proses: hidrolisis, hidrasi, karbonasi,
oksidasi- reduksi, pelarutan
Pelapukan Kimia
Pelapukan Kimia
Sepuluh Proses Pembentukan Tanah
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
Pencucian (leaching)
Asidifikasi
Eluviasi liat
Podsolisasi
Desilikasi
Reduksi
Salinisasi
Alkalisasi
Erosi
Deposisi (pengendapan)

Pencucian (leaching)


Jika terjadi hujan yang sangat lebat sehingga air
meresap ke dalam profil tanah, senyawa-senyawa
organik larut akat terangkut
Asidifikasi

disebabkan oleh air hujan yang bersifat masam
karena karbon dioksida larut di dalamnya
membentuk asam karbonat

Eluviasi liat


liat di lapisan tanah atas tercuci dan diendapkan ke lapisan
yang lebih bawah. Bagian tanah atas yang kekurangan liat
disebut horizon A atau horizson eluvial (eluvial = tercuci ke
bawah), dan horizon bagian bawah disebut horison B atau
horizon iluvial (iluvial = tercuci ke dalam)
Podsolisasi

horizon A yang yang berwarna pucat kelabu. Proses
podsolisasi terjadi pada tanah-tanah masam. Komponen
organik dan anorganik diangkut oleh air dan diendapkan pada
horizon B

Desilikasi


pencucian silika (lebih besar dibandingkan pencucian
besi dan aluminium). Proses ini terjadi di daerah
tropika, yang menyebabkan terbentuknya tanah yang
sangat sarang (porous) dengan kandungan oksida
besi yang tinggi. Tanah yang dicirikan oleh adanya
proses ini adalah Oxisol.
Reduksi

Jika terjadi akumulasi air drainase dalam tanah maka
udara di dalam tanah digantikan oleh air

Salinisasi & Alkalisasi




Salinisasi adalah akumulasi garam seperti sulfida dan klorida
Alkalisasi adalah akumulasi sodium pada kisi pertukaran
aram yang dihembus dari lautan ke daratan, masuk melalui
irigasi atau dihasilkan oleh proses pelapukan menyebabkan
tanah tidak subur. Masalah ini umumnya terjadi di daerah
kering dimana tidak tersedia cukup air untuk mencuci garam
dari profil tanah
Erosi dan Deposisi

Tanah selalu peka terhadap erosi air dan angin. Bahan hasil
erosi mungkin diendapkan di lembah-lembah sungai untuk
menjadi bahan pembentuk tanah baru, atau mungkin
terangkut sampai ke laut