DASAR-DASAR ILMU TANAH
DASAR-DASAR ILMU TANAH
Ilmu Tanah, dan Kaitannya dengan Ilmu-ilmu Lain
KLIMATOLOGI
PEDOLOGI
MINERALOGI
GEOLOGI
ILMU TANAH
BIOLOGI
FISIKA
KIMIA
EDAPHOLOGI
KESUBURAN
TANAH
AGRONOMI
Matematika
KEHUTANAN
Statistika
Sistem Informasi Geografi
DASAR-DASAR ILMU TANAH
I. PENDAHULUAN
Mengapa Dasar ILmu Tanah perlu dipelajari (untuk Pertanian)
•
Tanah adalah media tumbuh tanaman, dan tempat hidup jasad hidup tanah, baik
makro maupun mikro
•
Tanaman tumbuh karena ada interaksi antara tanah dan tanaman
•
Akar tanaman menyerap hara dan air dari dalam tanah
 Tanaman akan tumbuh dengan baik apabila tanah mempunyai sifat fisik, kimia,
dan biologi yang sesuai dengan kebutuhan tanaman.
Ruang lingkup yang dipelajari (untuk Pertanian)
•
Pedologi  ilmu yang mempelajari tanah secara utuh sebagai tubuh alam
•
Edaphologi  ilmu yang mempelajari hubungan tanah, air dan tanaman
•
Sifat Kimia, Fisika, dan Biologi tanah
1.1. DEFINISI TANAH
Tanah adalah akumulasi tubuh alam bebas, berdimensi tiga,
menduduki sebagian (besar) permukaan bumi, yang mampu
menumbuhkan
tanaman,
dan
memiliki
sifat
sebagai
akibat
pengaruh iklim dan jasad hidup yang bertindak terhadap bahan
induk pada kondisi topografi/relief tertentu dan selama waktu
tertentu (Donahue, 1970).
Jadi Tanah merupakan fungsi dari iklim, jasad hidup, bahan induk, topografi, dan
waktu:
T = f {iklim ,jasad hidup, bahan induk, topografi, waktu}
Bahan Organik (5%)
Udara
(25%)
Mineral
(45%)
Air
(25%)
DASAR-DASAR ILMU TANAH
Gambar. 1. 1. Komposisi Utama Tanah Bertekstur Lempung berdebu
1. 2. SEJARAH PERKEMBANGAN ILMU TANAH
1. Permulaan abad 17.
Percobaan yang dilakukan oleh van Helmont (1577-1644) merupakan era baru
dalam penelitian bidang pertanian.
Pada awal percobaan:

Tanaman seberat 2,3 kg ditanam dalam pot berisi 90,8 kg tanah dan
tanaman hanya disiram air hujan selama 5 tahun
Pada akhir percobaan:
Tanaman tumbuh hingga seberat 76,8 kg, dan tanah dalam pot
berkurang 57 g.

Kesimpulan: air merupakan azas tumbuh dari tanaman
Alasan bahwa percobaan tersebut tidak benar adalah:
1.
57 g tanah yang hilang ternyata tersusun dari mineral-mineral, misalnya:
kalsium, kalium, fosfor yang diabsorbsi oleh tanaman. (Jika tanaman tersebut
dibakar, maka akan diperoleh kembali 57 g mineral tanah dalam bentuk abu
tanaman tersebut).
2.
Tanaman tersebut terutama terdiri dari karbon yang berasal dari karbon
dioksida dan oksigen dari atmosfer, bukannya berasal dari air.
2. Pada tahun 1731.
Jethro Tull dari Oxford, menyimpulkan mengolah tanah merupakan salah satu
dari pekerjaan utama dalam bercocok tanam karena tanaman mudah menyerap
makanan.
3. Pada tahun 1757.
Francis Home, menyatakan bahwa magnesium sulfat, natrium dan kalium nitrat,
kalsium sulfat dan olive oil merupakan bahan-bahan yang meningkatkan pertumbuhan
tanaman.
4. Pada tahun 1840.
Justus von Liebig, ahli kimia dari Jerman, melaporkan bahwa:
Karbon hara tanaman berasal dari karbon yang terdapat dalam
udara dan air.

DASAR-DASAR ILMU TANAH

Nitrogen berasal dari amoniak.
Fosfor dibutuhkan untuk produksi biji
perkembangan tanaman rumput-rumputan dan sereal.

dan
kalium
untuk
Dengan menganalisis abu tanaman, dapat diformulasi pupuk yang akan
dipergunakan untuk mensuplai semua unsur esensial untuk tanaman berikutnya.
(dalam hal ini Justus von Liebig gagal).
Hukum minimum ( Law of the minimum ):

Pertumbuhan tanaman dibatasi oleh unsur esensial yang berada dalam jumlah
yang relatif paling sedikit
Gambar 1. 2. Ilustrasi Hukum Minimum ( Law of he minimum ). Batas muka air pada
tiap tong menunjukkan batas produksi tanaman. (a) N ditunjukkan sebagai factor yang
paling membatasi. Walaupun elemen hara lain dalam jumlah cukup, produksi tanaman
tidak dapat tinggi daripada yang diberikan oleh N. (b) Jika N ditambah, produksi
tanaman meningkat sampai factor lain muncul sebagai faktor pembatas, dalam kasus di
atas adalah K.
5. Pada tahun 1870.
Pasteur di Perancis, mengemukakan bahwa nitrifikasi (konversi ammonium
menjadi nitrat) adalah merupakan suatu proses yang dilakukan oleh bakteri.
6. Pada tahun 1890.
S. Winogradsky, berhasil mengisolasi bakteri nitrifikasi.
7. Pada periode yang sama.
H. Hellriegel dan H. Wilfarth, membuktikan bahwa bakteri pada nodula legum
mengasimilasi gas nitrogen dan sebagian nitrogen tersebut kemudian dapat tersedia
bagi tanaman.
DASAR-DASAR ILMU TANAH
8. Semenjak 1940.
Pengetahuan tentang tanaman telah tumbuh luar biasa.
Hal ini sangat menguntungkan sebab:

ada urgensinya dengan kebutuhan bercocok tanam untuk menghasilkan
makanan dan serat untuk kebutuhan manusia.
9. Pada tahun 1825 – 1840.
Edmund Ruffin, ahli pertanian dari Virginia, adalah yang pertama kali
menggunakan kapur untuk memperbaiki produktivitas yang rendah dari suatu tanah
yang disebabkan oleh kemasaman tanahnya.
10. Pada tahun 1843.
J. B. Lawes dan J.H Gilbert di Rothamsted, Inggris, adalah pembaharu
penyelididkan pertanian secara ilmiah, yang membuat Pusat Percobaan pertama kali di
dunia.
Dari hasil percobaannya pada 1855, disimpulkan bahwa:



Tanaman membutuhkan garam kalium dan fosfor
Tanaman membutukan sumber nitrogen dalam tanah
Penambahan pupuk buatan dapat menjaga kesuburan tanah
11. Pada akhir abad 19.
Dimulai pengkajian tanah dengan tanpa mempertimbangkan peranannya
sebagai media untuk pertumbuhan tanaman.
12. Pada tahun 1886.
V. V. Dokuchaiev, mengklasifikasikan tanah ke dalam:



Normal (upland)
Transisional (padang rumput, calcareous, alkali)
Abnormal (organik, alluvial, aeolin)
13. Pada tahun 1912.
Coffey mengklasifikasikan tanah ke dalam 5 kategori, yaitu:
1. Arid soil
2. Dark – colored prairie soils
3. Light – colored timbered soils
4. Black swamp soils
5. Organic soils
DASAR-DASAR ILMU TANAH
1. 3. FAKTOR PERTUMBUHAN TANAMAN
Tanah dapat dipandang sebagai campuran partikel organic dan mineral dengan
berbagai ukuran dan komposisi.
Ruang Pori, berfungsi:
1. sebagai saluran untuk pergerakan udara dan air
2. lalu lintas binatang tanah
3. sebagai jalan untuk perluasan dan pertumbuhan akar
Akar tanaman dengan cara mengkait/menjangkar tanah menyangga bagian
atas tanaman serta akar tanaman mengabsorbsi air dan hara.
Lingkungan tanah perakaran harus bebas dari faktor penghambat.
Tiga
hal
esensiil
dimana
menggunakannya:
1. air dievaporasikan dari daun
2. hara untuk nutrisi
3. udara untuk respirasi akar.
tanaman
mengabsorbsi
dari
dalam
tanah
dan
DASAR-DASAR ILMU TANAH
II. PROSES PEMBENTUKAN TANAH
Bahan
Induk
Batuan
Tanah
Genesa
Pelapukan
Tanah
2. 1. Faktor pembentuk tanah:
Tanah = f {Iklim, Jasad hidup, Bahan induk, Topografi, Waktu}
1.
Iklim
2.
Jasad hidup
3.
Bahan induk
4.
Topografi/relief
5.
Waktu
Proses Pelapukan batuan induk menjadi bahan induk dibedakan dalam dua
kategori.
1. Pelapukan fisika  disintegrasi
2. Pelapukan kimia dan transformasi  dekomposisi
2. 2. Proses pelapukan fisika meliputi:
1. Pembekuan dan pencairan
Gaya
yang
dihasilkan
oleh
air
saat
membeku
cukup
kuat
untuk
memisahkan/memecahkan mineral/batu. Tekanannya dapat mencapai 146 kg/cm2.
2. Pemanasan dan pendinginan
Perbedaan temperatur dapat menimbulkan ekspansi dan kontraksi diferensial,
yang mampu memecahkan mineral.
Perubahan temperatur juga menyebabkan
pengelupasan keseluruhan permukaan mineral/batuan.
3. Pembasahan dan pengeringan
DASAR-DASAR ILMU TANAH
Pembasahan dan pengeringan menyebabkan pengembangan dan pengkerutan,
serta abrasi diantara partikel dalam tanah sehingga membuat partikel lebih halus.
4. Tindakan penggosokan (saling berbenturan)
Gesekan (gosokan) batuan atau partikel tanah yang bergerak apakah karena
air, angin, atau gravitasi menyebabkan desintegrasi yang efektif.
5. Tindakan organisme (tanaman, binatang, dan manusia)
Gerakan akar cukup mampu untuk memecahkan batuan. Pengerongan/
pelubangan yang terus menerus oleh binatang juga menambah aksi disintegrasi fisik
tanah.
Sedangkan tindakan manusia mempercepat proses pelapukan fisik dengan
pembajakan dan penanaman.
Pelapukan Kimia dan Transformasi (dekomposisi)
Perubahan Kelarutan
1. Pelarutan:
NaCl + H2O  Na+ + Cl- + H2O
2. Hidrolisis:
KAlSi3O8 + H2O  HAlSi3O8 + KOH
3. Karbonatasi:
CO2 + H2O  H+ + HCO3CaCO3 + H+ + HCO3-  Ca(HCO3)2
Perubahan Struktur
1. Hidrasi:
2Fe2O3 + 3 H2O  2Fe2O3 ۰ 3 H2O
hematite
limonit
2. Oksidasi: (proses pemberian e-)
oksidasi
4FeO + O2
2Fe2O3
reduksi
3. Reduksi:(proses penerimaan e-)
Pelapukan Fisika (Disintegrasi)
Merupakan proses mekanik, dimana batuan-batuan masif pecah menjadi
fragmen berukuran kecil  namun tanpa perubahan kimia.
Faktor yang sangat dominan berpengaruh adalah suhu dan air.
Contoh:
Air  masuk ke dalam celah batuan  membeku  volumenya bertambah
besar  memberikan tekanan  batuan pecah  proses hydrothermal.
Batuan terdiri dari berbagai mineral dengan sifat berbeda. Jika suhu berubah
dengan tiba-tiba, mineral dalam batuan berkontraksi dan berekspansi
pecah.

batuan
DASAR-DASAR ILMU TANAH
Gerakan akar tumbuhan mempunyai tekanan yang cukup memecahkan batuan.
2. 3. Pelapukan Kimia (Dekomposisi)
Merupakan proses kimiawi dan menyebabkan terjadinya perubahan kimiawi
mineral/batuan (dekomposisi).
Terdiri dari proses-proses:
1. Yang menyebabkan perubahan kelarutan
a. Pelarutan
NaCl + H2O  Na+ + Cl- + H2O
Garam
Air
(Ion-ion terlarut dalam air)
terlarut
b. Hidrolisis
(yang terpenting dalam pelapukan kimia) tergantung pada disosiasi partial air
menjadi H+ dan OH-, dibantu oleh CO2- dan asam-asam organik.
KAlSi3O8 + H2O  HAlSi3O8 +
Ortoklas
asam silikat
lempung
KOH
proses ini dianggap sebagai awal terbentuknya lempung.
c. Karbonatasi (persenyawaan dengan asam karbonat)
CO2 + H2O  H+ + HCO3CaCO3 + H+ + HCO3- 
Kalsit
Asam
Karbonat
Ca(HCO3)2
Kalsium bikarbonat
mudah larut
2. Yang menyebabkan perubahan Struktur
a. Hidrasi/Hidratasi
2Fe2O3 + 3 H2O  2Fe2O3 ۰ 3 H2O
hematite
limonit
merah
kuning
b. Oksidasi (penambahan oksigen pada mineral)
oksidasi
4FeO + O2 ------ 2Fe2O3
Ferroues
Ferric
Oxide
oxide
3. Reduksi (pemindahan oksigen)
DASAR-DASAR ILMU TANAH
Terjadi pada kondisi air tergenang  redoks potensial rendah
reduksi
2Fe2O3 ------ 4FeO + O2
Ferric
Ferroues
Oxide
oxide
(hematit)
III. GENESA TANAH
3. 1. Faktor Pembentuk Tanah:
Lima faktor dominan yang mengendalikan pembentukan tanah adalah:
1. Bahan induk  pasif
2. Iklim  aktif
3. Organisme/biosfer  aktif
4. Relief/Topografi  pasif
5. Waktu  netral
DASAR-DASAR ILMU TANAH
G ra n ite (m o re S ilic a)
Ig n eo u s
B a sa lt (le ss S ilica )
L ava
Lim e sto n e
R E S ID U A L
F o rm ed o n site
(S ed e n ta ry)
S e dim e n ta ry
S a nd ston e
S h ale
Ign e o us
o rig in
M etam orp h ic
S chist
G ne iss
H ea t,
p re su re ,
ch em ica ls
S ed im e nta ry
o rig in
Q ua rtzite
M a rb le
M arin e : o ce a n d ep o sit
L acu strin e : la ke d e p osit (d urin g g lacia l tim e )
W ater
A lluvial: ru nn in g w ate r d ep o sit
E o lio n (sa n d d ure s, m a te rial < s an d s)
PARENT R O CKS
(F ra gm e n te d )
W in d
L oe ss (sm a ll size so il m ateria ls
d ep o site d fo llow in g lastg la cia l p erio d )
TR AN SPO RTED
M ora in e: la te ral & term in a l
Ice
(G la cia l)
G ro u nd m ora in e (T ill pla in ) - sto n ey
O u tw a sh p la in (c oa rsa sa n d , g ra ve l)
G ra vity
C UM ULOSE
C o llu via l (T alu s)-----d ep o site s a t fo o t
o f slop e
O rg a n ic p la n t resid u res
in sta g n an t w ate r (fre sh o r sa lt w ater)
Gambar 3. 1. Outline Bahan Induk
Kelima faktor tersebut saling berhubungan. Hubungan antara faktor dan sifat
tanah oleh Jenny diekspresikan sebagai berikut:
Sifat Tanah = F {Bahan induk, Iklim, Jasad hidup, Topografi, Waktu}
Atau
Soil Properties = f {p, cl, b, r, t, …}
F = fungsi atau ketergantungan pada
p = parent material
cl = climate
DASAR-DASAR ILMU TANAH
b = biosphere
r = relief (position or landform)
t = time
1. Bahan Induk dan Pembentukan Tanah
Lumut
Batuan melapuk sampai cukup
mensuplai elemen/hara bagi
hidupnya lumut dan jenis jenis
tanaman rendah lainnya
Lumut  mati  pembusukan  peningkatan bahan organik  asam-asam
organik  mempercepat penghancuran batuan.
Contoh: batuan granit  melapuk  melepaskan hara-hara rendah, dan pasiran
2. Iklim dan Pembentukan Tanah
Faktor iklim yang dominan terhadap pembentukan tanah adalah curah hujan
dan suhu.
Pengaruh langsung Iklim terhadap Pembentukan tanah
(1)
akumulasi kapur
(2)
tanah masam (di wilayah humid)
(3)
erosi
(4)
pengendapan bahan-bahan tanah ke lapisan bagian bawah
(5)
pelapukan, pelindian dan erosi
Pengaruh tidak langsung Iklim terhadap Pembentukan tanah
(1) Hutan (vegetasi dominan daerah humid)  profil berkembang 
banyak horison.
(2) Padang rumput (daerah arid, semi arid)  profil tanah sedikit
berkembang  horison sedikit
DASAR-DASAR ILMU TANAH
Hutan  banyak B.O  aktivitas organisme  banyak horison
Padang
lapisan permukaan
aktivitas org.
Rumput  kurang terdekomposis  kurang
horison
 sedikit
3. Organisme (Biosfer) dan Pembentukan Tanah
Aktivitas: tanaman dan binatang, serta dekomposisi bahan organik
Yang dominan berperan adalah:
(1) akar tanaman
(2)binatang penggali tanah (cacing, serangga tanah, tikus, kelinci)
(3)manusia (kegiatan manusia  merubah struktur tanah)
(4) mikro organisme (jamur, bakteri)
PEDOTURBASI: proses bercampurnya tanah secara fisik.
ARGILI – PEDOTURBASI: by shrinking and swelling to clay.
CRYO: by growth of ice crystal followed by freezing and thawing
SEISMI: by earth quake
ANTHRO: by human activity (plowing and cultivation).
4. Relief dan Pembentukan Tanah
Relief mempengaruhi pembentukan tanah melalui terutama yang berhubungan
dengan hubungan air dan suhu.
Tanah-tanah yang berada dalam area iklim yang
sama, dibentuk dari bahan induk yang sama dan berkembang pada tebing yang curam
umumnya memiliki horison A dan B yang tipis, karena sedikitnya air yang meresap ke
dalam profil (sebagai akibat dari runoff yang cepat dan karena permukaan tanah
tererosi dengan cepat).
Tanah yang terdapat pada tebing yang landai memiliki kemampuan meloloskan
air ke profilnya lebih banyak. Profil tanah umumnya lebih dalam, lebih banyak variasi
vegetasinya, dan kandungan bahan organik juga lebih tinggi dibandingkan dengan
yang terdapat pada tebing yang lebih curam.
Dalam
daerah
geografik
tertentu,
sifat-sifat
tanah
berhubungan dengan relief.
(1) kedalaman solum tanah
(2) ketebalan dan kandungan bahan organik dalam horison A
(3) kebasahan (kelengasan) profil tanah
berikut
umumnya
DASAR-DASAR ILMU TANAH
(4) warna profil
(5) derajat/tingkat diferensiasi horison
(6) reaksi tanah
(7) kandungan garam-garam terlarut
(8)macam dan tingkat perkembangan pan
(9) suhu tanah
Kemiringan sedang
Air
Banyak tanaman
Air
Horison tipis
Horison lebih dalam
Runoff
Gambar 3. 2. Relief dan Pembentukan Tanah.
DASAR-DASAR ILMU TANAH
5. Waktu dan Pembentukan Tanah
Lamanya waktu yang dibutuhkan suatu tanah untuk mengembangkan lapisanlapisan yang disebut horison bergantung pada beberapa faktor yang saling berkaitan.
Faktor-faktor tersebut adalah iklim, sifat bahan induk, organisme, dan relief.
Horison cenderung berkembang pesat pada kondisi: (a) hangat/panas; (b)
humid/lembab; (c) kondisi hutan dimana tersedia cukup air untuk memindahkan koloid
dan menyebabkan bahan organik mudah dirombak.
Pada kondisi yang ideal, profil tanah yang lengkap dibentuk dalam kurun waktu
200 tahun. Pada kondisi yang kurang mendukung, waktu tersebut dapat diperpanjang
sampai ribuan tahun.
Faktor-faktor yang menghambat perkembangan profil tanah:
(1)
curah hujan rendah  pelapukan lambat, sedikit pencucian
(2)
kelembaban relatif rendah  sedikit lumut, jamur, dan algae
(3)
kandungan kapur (Ca, Mg) atau Na bikarbonat bahan induk, tinggi
(4)
Tanah didominasi oleh pasir kuarsa dengan sedikit debu dan lempung yang
mudah dilapukkan  pelapukan lambat, sedikit koloid dapat dipindahkan
(5)
Kandungan lempung yang tinggi  aerasi buruk, pergerakan air lambat
(6)
Bahan induk yang resisten (tahan lapuk), seperti granit

pelapukan
lambat
(7)
Kemiringan lereng yang curam  hilangnya tanah karena erosi, sedikit air
yang masuk ke dalam tanah, mengurangi pencucian
(8)
Muka air tanah yang tinggi

daya pencucian rendah, kecepatan
pelapukan rendah
(9)
Temperatur rendah/dingin  proses kimia diperlambat
(10) Akumulasi bahan tanah secara konstan oleh deposisi  bahan selalu baru
untuk membentuk tanah baru
(11) Erosi angin dan air yang hebat terhadap bahan tanah  memunculkan
bahan baru
(12)
Pencampuran oleh tindakan hewan (penggali lubang) dan manusia
(pengolahan tanah, penggalian)
DASAR-DASAR ILMU TANAH
DASAR-DASAR ILMU TANAH
IV. MORFOLOGI TANAH
Pembentukan tanah identik dengan (merupakan) perkembangan horison secara
alami.
Pengkajian bentuk dan sifat profil tanah dan horison-horisonnya disebut
morfologi tanah.
Umumnya horison dapat dikenali karena mereka berbeda dalam kandungan
lempung, warna tanah, kandungan bahan organik, dan jenis serta jumlah berbagai
garam.
Penamaan Horison (Simbol Horison)
Oi,Oe
Oa,Oe
Horison organik (20-30% BO) umumnya merupakan bagian tanaman
(daun, ranting, dahan, akar) terdapat pada permukaan tanah
sebagai lapisan paling atas.
Horison organik, mengalami perombakan ekstensif  bentuk bahan
asal tidak dikenali. Umumnya terdapat di atas lapisan tanah mineral
di bawah Oi,Oe
A1
Horison mineral paling atas. Permukaan tanah terolah (Ap), agak
berwarna gelap karena kandungan BO
E
Horison mineral. Warna lebih cerah dari A1. Lempung halus dan
sedikit bahan organik terlindi ke bawah oleh hujan. Umum terdapat
pada daerah curah hujan tinggi  hutan
AB/EB
Horison transisi. Lebih mirip A2 daripada B di bawahnya.
BA/BE
Horison transisi. Lebih mirip dengan B2 daripada A1 atau E di
atasnya.
B/Bw
Horison mineral lebih dalam, di bawah A1 atau A2. Partikel halus
yang tercuci dari A1 dan A2 terakumulasi di sini, karena filtrasi,
pelonggokan, kekurangan air. Kandungan lempung sering > dari A1,
dan selalu > dari A2.
BC/CB
Horison transisi ke horison C atau R
C
Bahan mineral lepas-lepas tanpa perkembangan horison
R
Batuan padat terpadu.
i = fibrik, e = hemik, a = saprik
Gambar 4.1. Profil Tanah (Hipotetik)
DASAR-DASAR ILMU TANAH
Gambar 4. 2. Diagram Bunga Faktor-faktor Pembentukan Tanah.
Simbol Indeks Horison
Indeks tambahan dapat ditambahkan pada penamaan horison untuk
mencirikan sifat horison lebih tepat/rinci. Indeks ini selalu ditulis dengan huruf kecil.
a
bahan organik melapuk lanjut (sangat lapuk)  digunakan dengan horsion O.
Kandungan BO mentah < 17% dari volume.
b
Horison genetik tertimbun

digunakan bagi tanah mineral untuk
menandakan horison-horison dengan kenampakan genetik utama yang
terbentuk sebelum penimbunan.
Sedangkan horison pada tanah penimbun,
dapat atau tidak terbentuk. Simbol ini tidak berlaku untuk tanah organik atau
untuk memisahkan lapisan organik dari lapisan mineral.
c
konkresi (concretions) atau nodul diperkaya mineral mengandung Fe, Al, Mn,
dan Ti, dan selain dolomit, kalsit, atau garam-garam mudah larut.
e
bahan organik setengah melapuk  menandakan bahan organik hemik yang
melapuk sedang  dipadukan dengang horison O
f
tanah beku  menandakan horison yang mengandung es permanen.
g
gleisasi kuat, pengudaraan yang jelek dalam waktu lama akibat air berlebih.
Warna tanah kelabu hingga biru dan hijau.
Misal: B1g
DASAR-DASAR ILMU TANAH
h
akumulasi (illuvial) humus
i
bahan organik sedikit melapuk  menandakan bahan organik yang paling
sedikit melapuk.
j
jarosit (K. Na, Fe-SO4 mineral,-kekuningan), ada dan diyakini dibentuk dalam
horison oleh proses asam Sulfat.
k
akumulasi Ca, Mg-Karbonat  kapur (lime)Misal: B2k
m
sementasi kuat (pengerasan, seperti batuan lunak) beberapa lapisan keras
(padas)
n
akumulasi Na tertukar
o
akumulasi residual sesquioksida
p
pembajakan (plowing) atau pengadukan yang lain, umumnya pada A1
q
sementasi oleh silika terlarut dalam alkali (hanya pada horison C)
s
akumulasi illuvial sesquioksida dan bahan organik
t
pengendapan/akumulasi (illuvial) lempung silika, umumnya pada B2.
v
plinthite  menandakan adanya bahan berwarna merah, sedikit humus, kaya
Fe yang keras atau sangat keras jika lembab, dan mengeras terus jika terkena
udara serta pembasahan–pengeringan bergantian.
x
sifat dan ciri Fragipan (keras dan rapuh)
y
akumulasi gipsum, (CaSO4)
z
akumulasi garam yang lebih mudah larut daripada CaSO4
Horison dalam Profil Tanah
Tanah dapat saja memiliki sedikit atau banyak horison. Deposit dataran banjir
(floodplains) yang baru mungkin hanya memiliki horison C, atau horison A1 yang tipis
di atas C. Daerah padang rumput yang tua mungkin memiliki A1, A3, B1, B2 t, B3, C,
dan R. Tanah pegunungan dengan vegetasi hutan mungkin mempunyai O1, O2, suatu
A1 tipis, A2 yang dalam, B1, B2, B3, C, dan R (batuan kapur, limestone, pada
kedalaman 183 cm).
Penggunaan simbol horison membantu memperjelas sifat dan ciri profil. (lihat
Notes 2-3 dan 2-4).
DASAR-DASAR ILMU TANAH
DASAR-DASAR ILMU TANAH
Taksonomi Tanah
Berasal dari kata Yunani, taxis, berarti pengaturan/penyusunan/ pengelompokan, adalah pengelompokan barang yang sama/mirip secara sistematik.
Taksonomi tanah merupakan pengelompokan tanah-tanah yang mirip/sejenis
secara ilmiah.
Semua tanah dimasukkan ke dalam 12 Order, terdiri atas > 54 suborder, >>
200 great-group, >> dari 1000 sub-group, >> 4500 famili, dan >> 10 500 seri tanah.
Gambar 4. 3. Diagram Ideal Profil Tanah Jutan di Maryland (Typic
Fragiudult ), menunjukkan kategori horizon ABC suatu tanah
dengan dua diskontinuitas lithologik.
DASAR-DASAR ILMU TANAH
HORISON
O
A
DESKRIPSI
Terdiri/tersusun atas bahan organik tanah Oi (filorik), Oe (hemik); Oa
(saprik)
Terbentuk dari bahan mineral tanah, tetapi digelapkan oleh bahan
organik tanah terhumifikasi yang tercampur dengan mineral tanah
Horison mineral dengan lempung silikat, Fe, Al, atau kombinasinya
E
tercuci dan tereluviasi, meninggalkan horison berwarna cerah yang
AB
EB
didominasi oleh mineral tanah lapuk (kuarsa berukuran pasir dan debu)
Horison transisi antara A dan B, tetapi lebih menyerupai A dari pada B
Horison transisi antara E dan B, lebih meyerupai E dari pada B
Horison transisi yang lebih cocok sebagai horison A, kecuali untuk
A/B
E/B
BA
BE
B/A
B/E
inklusi yang < 50 % volume material yang cocok sebagai B
Horison transisi yang lebih cocok sebagai E, kecuali untuk inklusi < 50
% volume bahan yang cocok sebagai B.
Horison transisi antara A & B, lebih menyerupai B dari pada A
Horison transisi antara B dan E, lebih menyerupai B dari pada E.
Horison transisi yang lebih cocok sebagai B, kecuali inklusi < 50 %
volume materi yang cocok sebagai A
Horison transisi yang cocok sebagai B, kecuali untuk inklusi < 50 %
volume materi yang sesuai sebagai E
Horison yang terbentuk dibawah A, E dan O, dan didominasi oleh
adanya struktur batuan asalnya, dan oleh adanya: (1) konsentrasi
illuvial silica; (2) bukti hilangnya karbonat; (3) konsentrasi residu
B
sesquioksida; (4) pembungkusan sesquioksida, meyebabkan horison
memiliki value rendah, chroma tinggi, atau hue lebih merah daripada
horison diatasnya maupun dibawahnya tanpa illuviasi Fe; (5) alterasi
yang membentuk lempung silikat, dan yang membentuk struktur
BC
CB
C
R
granuler, gumpal atau prismatik; (6) gabungan/kombinasi semuanya.
Horison transisi antara B dan C, lebih menyerupai B dari pada C
Horison transisi antara B dan C, lebih menyerupai C dari pada B
Horison mineral, relatif tidak dipengaruhi oleh proses pedogenik dan
tidak memiliki sifat-sifat horison O, A, E, atau B
Lapisan terdiri dari batuan induk yang padat/keras, tidak dapat
dihancurkan/digali dengan cangkul/skop.
Diskripsi 12 Order Tanah (USDA)
DASAR-DASAR ILMU TANAH
Taksonomi
Tanah
Diskripsi
Histosols
Tanah Organik
Andisols
Tanah abu volkan
Alfisols
Pedalfers (Al-Fe)
Spodosols
Tanah berabu
Oxisols
Tanah oksida
Ultisols
Tanah pelindihan
Vertisols
Tanah membalik
Mollisols
Tanah lunak
Inceptisols
Tanah muda
Entisols
Tanah baru
berkembang
Aridosols
Tanah Arid
(Pedocals)
Berbagai kedalaman akumulasi sisa tanaman
di air tergenang dan rawa
Bagian permukaan tanah mineralnya
berketebalan 30-60 cm dan memiliki sifat
andic
Beriklim subhumid. Umumnya pada vegetasi
hutan. Akumulasi lempung pada B2, sedang
A2 umumnya tebal
Pasiran, tanah hutan dingin koniferus
terlindi. Hor O sangat masam, A2 terlindi.
Akumulasi BO dan/ Fe, Al –oksida pada hor
B2.
Tanah melapuk lanjut, dalamnya > 3m,
kesuburan rendah, didominsai lempung Fe &
Al oksida dan asam.
Sangat asam, tanah tropika dan subtropik
yang melapuk lanjut. Hor A2 dalam.
Dicirikan dengan akumulasi lempung di B2
Kandungan lempung (mengembang –
mengkerut) tinggi. Membutuhkan musim
basah dan kering untuk berkembang.
Umumnya hanya memiliki hor A1
mencampur sendiri yang dalam.
Tanah padang rumput, hor A1 berwarna
gelap, mungkin memiliki B2 dan akumulasi
kapur.
Tanah dengan pembentukan horison lemah.
Seperti Entisols, dengan cukup waktu
membentuk hor A1 yang tegas dan B2
lemah. Tanah tergenang menghambat
pengembangan hor.
Tanah tanpa perkembangan profil, kecuali
mungkin hor A1 yang tipis. Deposit dataran
banjir tepi sungai, deposit abu volkan, dan
pasir merupakan Entisols.
Tanah daerah beriklim kering/arid. Ada
perkembangan akumulasi kapur/gipsum,
lapisan garam, dan/ hor A1 dan B2.
Gelisols
Tanah Beku
Tanah daerak kutub utara/selatan
Sifat tanah Andic:
Pedalfter: pedon with accumulation of Al dan Fe
V. SIFAT FISIK TANAH
DASAR-DASAR ILMU TANAH
5. 1. Pendahuluan
Sifat fisik tanah meliputi:
•
Tekstur
(Texture)
•
Struktur
(Structure)
•
Kerapatan
(Density)
•
Konsistensi
(Consistency)
•
Porositas
(Porosity)
•
Warna
(Color)
•
Temperatur
(Temperature)
Sifat fisik tanah sangat mempengaruhi: pertumbuhan tanaman dan produksi
tanaman. Sebab, sifat fisik tanah menentukan:
•
Retensi/penahanan air  mobilitas air dalam tanah
•
Drainase
•
Aerasi/pengudaraan tanah  ketersediaan O2
•
Nutrisi tanaman
Sifat fisik tanah juga mempengaruhi sifat kimia dan biologi tanah.
Sifat fisik tanah bergantung pada:
•
Jumlah, ukuran, bentuk, susunan, dan komposisi mineral dari pertikel
tanah.
•
Macam dan jumlah bahan organik tanah.
•
Volume dan ukuran pori-porinya, serta perbandingan air: udara yang
menempatinya.
5. 2. Tekstur Tanah (Distribusi Ukuran Partikel Tanah)
Tekstur tanah secara khusus menyatakan perbandingan relatif berbagai ukuran
partikel (separasi/fraksi) dalam tanah, dinyatakan dalam %.
Separasi Tanah: pengelompokan ukuran partikel tanah.
 Pasir
(Sand) |
DASAR-DASAR ILMU TANAH
 Debu
(Silt)
 Lempung
(Clay) |
| gabungan proporsionil ketiganya disebut
geluh  Loam
Ukuran separasi tanah yang umum dipakai untuk keperluan pertanian
(termasuk ilmu tanah) adalah separasi tanah berdasarkan sistem klasifikasi partikel
tanah oleh USDA (Departemen Pertanian Amerika Serikat), yiatu:
Separasi Tanah
Kerikil (Gravel)
Pasir sangat kasar
Pasir kasar
Pasir sedang
Pasir halus
Pasir sangat halus
Debu
Lempung
Sand
Silt
Clay
Kisaran Diameter (mm)
≥ 2.0
1.0 - 2.0
0.5 – 1.0
0.25 – 0.5
0.10 – 0.25
0.05 – 0.10
0.002 – 0.05
< 0.002
5. 3. Peranan Tekstur
Tekstur tanah mempengaruhi beberapa karakter (ciri) tanah seperti:
•
Tingkat penyerapan air
•
Penyimpanan/penahanan air
•
Pengudaraan tanah
•
Kemudahan pengolahan tanah
•
Kesuburan tanah
Contoh:
Tanah Lempungan
Tanah Pasiran
partikel halus
- mudah diolah
ikatan kuat
- cukup udara
pori makro <
- pori makro dominan
pori mikro dominan
- mudah dibasahi
sulit dibasahi
- mengering secara cepat
sulit diatuskan
- terdrainase secara cepat
- mudah kehilangan hara
DASAR-DASAR ILMU TANAH
Gambar 5. 1. Klasifikasi partikel tanah menurut ukuran berdasarkan empat
sistem. Sistem USDA yang digunakan dalam teks.
5. 4. Kelas Tekstur Tanah
Sebagaimana tanah tersusun dari pertikel dengan banyak variasi ukuran dan
bentuknya, istilah khusus dibutuhkan untuk membawa beberapa ide pembentukan
teksturnya dan memberikan beberapa penandaan sifat dan ciri fisikanya.
Penamaan tekstur tanah diberikan berdasarkan perbandingan relatif (dalam %)
fraksi pasir, debu, dan lempung.
Penamaan kelas tekstur diberikan berdasarkan pembacaan pada diagram
segitiga tekstur.
Contoh: jika tanah memiliki kandungan
- lempung tinggi  kelas tekstur lempung
- debu tinggi kelas teksturnya debu
- pasir tinggi  kelas tekstur pasir
Contoh lebih spesifik:
jika suatu tanah mengandung pasir 30%, debu 40%, dan
lempung 30% maka kelas teksturnya adalah geluh (loam).
Analisis Distribusi Ukuran Partikel
Analisis distribusi ukuran partikel dilakukan untuk menentukan kelas tekstur
tanah.
(a) Metode Perasaan (Feeling Method)
DASAR-DASAR ILMU TANAH
Umumnya dilakukan di lapangan. Dikenal pula sebagai metode lapangan.
Dilakukan dengan meraba/merasakan (rubbing) tanah diantara ibu jari dan jarijari lain. Umumnya tanah dibasahi lebih dulu untuk diperkirakan plastisitasnya secara
lebih tepat.
Jika tanah digenggam dan diperas, mengeluarkan bentuk menyerupai pita
kontinyu diantara ibu jari dan sela-sela jari, itu menandakan adanya sejumlah
lempung. Kandungan lempung yang tinggi ditandai dengan makin lengketnya tanah
basah.
Partikel pasir dapat dirasakan dari kekasarannya. Sedangkan debu memiliki
rasa rabaan yang licin seperti tepung atau bedak jika kering, dan hanya sedikit plastik
dan lekat jika basah.
(b) Metode Laboratorium
(1) metode pipet

dilakukan dengan pemipetan sedimen tanah dalam
tabung sedimentasi pada jarak dan waktu tertentu  menunjukkan kecepatan yang
menentukan diameter partikel tertentu.
(2) metode hidrometer  dilakukan dengan pengukuran kekentalan sedimen
tanah dalam tabung sedimentasi pada kedalam dan jangka waktu tertentu 
kekentalan mengekspresikan konsentrasi partikel berukuran (berdiameter) tertentu.
DASAR-DASAR ILMU TANAH
Gambar 5. 2. Segitiga Kelas Tekstur Didasarkan pada Perbandingan Kadar Pasir,
Debu, dan Lempung, yang Dikembangkan oleh USDA
Kedua metode di atas berdasarkan pada hukum Stokes kecepatan jatuhnya
partikel butiran (bulat) dalam larutan yang diketahui kerapatan dan kekentalannya.
2 g r2 (D1 – D2)
V = ---------------------9η
V
= kecepatan jatuh partikel (cm/detik)
g
= percepatan gravitasi (cm/detik2)
r
= dengan jari-jari partikel (cm)
D1 = kerapatan partikel (g/cm3)
D2 = kerapatan jenis larutan (g/cm3)
η
= kekentalan (viskositas) larutan (dyne-detik/cm2)
V=
h 2 gr 2 ( ρ P − ρ L )
=
t
9η
r2 =
9ηh
2 g ( ρ P − ρ L )t
5. 5. Struktur Tanah (Pengelompokan/pengaturan partikel tanah kedalam agregat
atau kumpulan yang mantap)
Agregat: unit sekuder/granula yang tersusun dari ikatan/sementasi partikel tanah oleh
bahan penyemen (oksida besi, karbonat, lempung/silika, humus)
Ped : agregat alami
Clod : agregat yang terbentuk karena aktivitas manusia (peng-olahan tanah).
Kelas Struktur Tanah
Unit struktur tanah (ped) dapat dijelaskan dengan3 macam ciri: tipe, kelas,
dan derajat struktur.
(1) Tipe Struktur
(a) Lempeng (platy)
(b) Prisma dan kolum (prismtatic & columnar)
(c) Gumpal menyudut dan gumpal membulat (angular blocky & subangular
blocky)
(d) granular dan remah (granular & crumb)
DASAR-DASAR ILMU TANAH
(2) Kelas Struktur
(a) Sangat halus atau sangat tipis (very fine or very thin)
(b) Halus atau tipis (fine or thin)
(c) Sedang (medium)
(d) Kasar atau tebal (coarse or thick)
(e) Sangat kasar atau sangat tebal (very coarse or very thick)
(3) Derajat Struktur
(a) Tidak berstruktur (structureless)
(b) Lemah (weak)
(c) Sedang (moderate)
(d) Kuat (strong)
DASAR-DASAR ILMU TANAH
Gambar 5. 3.
Tipe (bentuk dan susunan), Kelas (ukuran), dan Derajad
(ketahanan/stabilitas) Struktur Tanah.
DASAR-DASAR ILMU TANAH
Gambar 5. 4. Bermacam Tipe Struktur pada Tanah-tanah Mineral
Genesa Struktur Tanah
Ped terbentuk karena adanya kombinasi kembang kerut dan sementasi.
Tanah  basah  mengembang |
 kering  mengkerut
| 
membentuk ped
gumpal
garis-garis
lemah terbentuk
 retakan
  Retakan
ke arah horisontal
DASAR-DASAR ILMU TANAH
DASAR-DASAR ILMU TANAH
DASAR-DASAR ILMU TANAH
Gambar 5. 5a. Suatu tanah yang
berkembang dengan kelebihan
garam-garam dalam profil. Ciri-ciri:
2-5 cm horizon A2 putih bergaram.
Horison B2 berstruktur prismatik
atau kolumnar pada kedalaman
dangkal. Seringkali prisma atau
kolumnar dibungkus humus
berwarna hitam. Dan bahan induk
padat terdapat pada kedalaman
dangkal. Pada gambar ini, bahan
induk mulai tampak pada kedalaman
20cm.
Gambar 5. 5b. (Kiri) Contoh struktur tanah yang baik untuk pertumbuhan tanaman.
Tipe: granular; kelas: medium; derajad: moderat. (Kanan) Contoh struktur tanah yang
tidak baik untuk pertumbuhan tanaman. Tipe: subangular blocky; kelas: kasar;
derajad: kuat.
• Kembang kerut ke arah vertikal tidak membentuk retakan

struktur
prismatik
• Ped membulat  granuler, remah, sementasi oleh BO  pencampuran oleh
cacing, tikus, dll.  semua sisinya membulat dan berukuran kecil.
DASAR-DASAR ILMU TANAH
• Ion tunggal yang menyebabkan perubahan struktur secara cepat  Na  ion
terhidrasi > dalam larutan dengan muatan yang rendah  tidak menetralkan
secara efektif.
• Hasilnya penolakan partikel yang berdampingan sebab muatan sama terjadi
destruktif terhadap struktur.
Gambar 5. 6. Contoh Tipe Struktur dan Pengkerasan. (a) pembentukan struktur
lempeng; (b) dan (c) adalah lempeng: (b) dengan tebal lempeng 1.3 cm pada jangka
olah dalam geluh berpasir, (c) pada 122 cm, disebabkan oleh fluktuasi muka air; (d)
dan (e) gumpal menyyudut: (e) dengan gumpal prisma lemah (diantara tanda panah);
(f) 10-23 cm prisma dari geluh berlempung; (g) 12.5 cm prisma; (h) tanah geluh
berdebu lahan kering: tanah memiliki struktur permukaan yang lepas-lepas dan
membentuk kerak dengan lapisan tipis padata tanah.
5. 6. Berat Jenis Volume = Kerapatan Isi (=BV) ( Bulk Density = BD )  ρb
(Kerapatan Ruah/Kerapatan Jenis Volume)
DASAR-DASAR ILMU TANAH
Kerapatan isi merupakan perbandingan antara massa total tanah kering
(padatan) dengan volume total tanah.
Nilai BV (BD) sangat dipengaruhi oleh tekstur tanah (ukuran dan kepadatan
jenis partikel), struktur tanah (ruang pori), dan kandungan bahan organik tanah. Nilai
BV tanah-tanah pertanian bervariasi antara 1.1-1.6 g/cm3.
Gambar 5. 7. Struktur tanah mempengaruhi kecepatan infiltrasi air, seperti
ditunjukkan di atas.
5. 7. Berat Jenis Partikel (=BJP) ( Particle Density )  ρp
(Kerapatan Jenis Partikel)
Berat jenis partikel (BJP) merupakan perbandingan antara massa tanah kering
(padatan) dengan volumenya (volume padatan).
Berat jenis partikel merupakan fungsi perbandingan antara komponen bahan
mineral dan bahan organik. BJP untuk tanah-tanah mineral berkisar antara 2.6 - 2.7
g/cm3, dengan nilai rata-rata 2.65 g/cm3, sedang BJP tanah organik berkisar antara
1.30 – 1.50 g/cm3.
DASAR-DASAR ILMU TANAH
5. 8. Konsistensi Tanah
Menerangkan
daya
tahan
tanah
pada
berbagai
kandung-an
lengas
(kelembaban) terhadap tekanan atau manipulasi mekanik.
Menyatakan/merupakan ekspresi gabungan gaya-gaya kohesi dan adhesi yang
menerangkan kemudahan suatu tanah dapat diubah bentuknya atau hancur.
Umumnya diukur dengan perasaan, dan manipulasi tanah dengan tangan
Gambar 5. 8. Berat Jenis Volume, dan Berat Jenis Partikel Tanah. Lakukan
perhitungan dengan hati-hati dan perhatikan istilah dengan benar. Dalam kasus di
atas, berat jenis volume adalah setengah dari berat jenis partikel, dan % pori
adalah 50%
(1) Tanah Basah
Untuk tanah basah konsistensi didiskripsikan dalam istilah berikut:
(a) kelekatan (stickiness)
Derajat kelekatan dibedakan sebagai berikut:
tidak melekat (non sticky)
melekat sedikit (slightly sticky)
melekat (sticky)
sangat melekat (very sticky)
(b) plastisitas (plasticity)
DASAR-DASAR ILMU TANAH
kapasitas tanah dapat di bengkok-kan (molded)  berubah bentuk sebagai
respons terhadap gaya dan mempertahankan bentuk tersebut walaupun gayanya
dihilangkan.
Derajat plastisitas dinyatakan sebagai berikut:
tidak plastik (non plastic)
sedikit plastik (slightly plastic)
plastik (plastic)
sangat plastik (very plastic)
(2) Tanah Lembab
Konsistensi tanah lembab sangat penting karena mene-rangkan keadaan tanah
terbaik di lapangan kapan untuk diolah. Dalam praktik, itu merupakan ukuran umum
daya tahan tanah bila dihancurkan antara ibu-jari dan telunjuk.
Dibedakan dalam
istilah-istilah berikut mulai dari yang paling tidak koherens sampai yang saling melekat
kuat (bertahan) terhadap gaya hancur ibu-jari dan telunjuk.
Lepas-lepas (loose: noncoherent)
Sangat mudah hancur (very friable: coherent but very easily crushed)
Mudah hancur (friable: easily crushed)
Kuat (firm: crushable under moderate pressure)
Sangat kuat (very firm: crushable only under strong pressure)
Sangat-sangat kuat (extremely firm: resistant to crushing between thumb and
forefinger)
Karena konsistensi tanah lembab sangat bergantung pada tingkat kelembaban
tanah.
Ketepatan pengukuran karakteristik tanah ini di lapangan bergantung pada
pendugaan tingkat kelembaban tanah.
Tanah kasar pasiran diharapkan memiliki
konsistensi lepas-lepas. Loams dan silt loams yang berganulasi baik diharapkan sangat
mudah hancur, atau mungkin kuat. Clays, silty clays dan silty clay loams diharapkan
memiliki konsistensi kuat atau sangat kuat, khususnya jika rendah kandungan bahan
organiknya. Namun, generalisasi di atas harus disertai kehati-hatian karena konsistensi
tanah bergantung pada banyak faktor seperti jenis lempung, dan macam serta
banyaknya humus.
(3) Tanah Kering
Jika kering, tanah cenderung tahan terhadap gaya penghancuran atau
manipulasi lainnya.
Derajat ketahanan ini dihubungakan dengan gaya tarikpertikel
satu dengan lainnya dan dinyatakan dalam istilah kekakuan (rigidity) dan kemudahan
hancur (brittleness).
DASAR-DASAR ILMU TANAH
Lepas-lepas (loose: noncoherent)
Lunak (soft: breaks under slight pressure between thumb and forefinger)
Agak keras (slightly hard: breaks under moderate pressure)
Keras (hard: breaks with difficulty under pressure)
Sangat keras (Very hard: very resistant to pressure, cannot be broken
between thumb and forefinger)
Sangat-sangat keras (extremely hard: extreme resistant to pressure; cannot be
broken in the hand).
5. 9. Tetapan atau Angka ATTERBERG
Atterberg, Cassagrande, Puchner, dan Mohr telah me-nguji dan menetapkan
tetapan konsistensi tanah yang dikenal dengan istilah sebagai berikut.
Batas Cair (BC)  kadar lengas yang menyebabkan tanah dapat menggelincir terhadap
pengaruh getaran standar atau ketukan tertentu. Disebut juga batas alir atau
batas plastisitas tanah tertinggi.
Batas Gulung (BG)  kadar lengas yang memungkinkan tanah dapat digulung-gulung
menjadi batang kecil berdiameter ≈ 3mm, dan mulai retak-retak serta pecah.
Disebut pula batas plastisitas terendah.
Batas Lekat (BL)  kadar lengas yang memungkinkan tanah dapat melekat pada alat
pengukur tertentu.
Batas Berubah Warna (BBW)  kadar lengas yang menunjukkan keadaan tanah mulai
berubah warnanya.
Kisaran nilai antara dua batas tetapan menghasilkan:
Indeks Plastisitas (IP) = BC -BG
Jangka Olah (JO) = BL - BG
Surplus (S) = BL – BC
Persedian Air Maksimum (PAM) = BC - BBW
5. 10. WARNA TANAH
Warna tanah dapat menunjukkan beberapa gambaran tentang keadaan tanah.
- Menunjukkan perbedaan asal mineral tanah (bahan induk) atau dalam perkembangan
tanah.
- Warna putih menunjukkan adanya endapan garam atau karbonat (kapur).
- Bercak (mottles)
umumnya warna karat menunjukkan tanah mempunyai periode
pengudaraan yang tidak cukup dalam setiap tahun.
DASAR-DASAR ILMU TANAH
- Warna kebiruan, kelabu dan kehijauan, (gleisasi) menunjukkan adanya periode
panjang keadaan tergenang dan pengudaraan yang tidak mencukupi.
- Warna yang lebih gelap menunjukkan kandungan bahan organik tanah yang lebih
banyak. Makin tua warna tanah makin tinggi kandungan bahan organiknya.
- Warna terang umumnya disebabkan oleh adanya/banyaknya
kandungan mineral
yang tidak bernilai gizi (kandungan haranya sedikit).
Untuk mencapai suatu kesepakatan atau obyektifitas, dipergunakan suatu
warna standar yang dinyatakan dalam sistem numerik.
Salah satu contoh yang
terkenal dan dipakai untuk membedakan warna tanah adalah Munsell Soil Colour
Charts.
Parameter yang digunakan pada Munsell Soil Colour Charts adalah:
HUE  spektrum warna atau warna pelangi yang dominan (merah, kuning, biru, dan
hijau).
Menggambarkan warna yang dominan suatu berkas panjang gelombang
cahaya, atau kualitas yang membedakan antara merah dan kuning.
Misal: 5R; 7.5 R; 10R; 2.5YR; 5YR; 7.5YR; …
VALUE  Kehitaman atau (ke) putih (an) relatif, banyaknya cahaya yang direfleksikan.
Menggambarkan nisbah (warna kecerahan) : (warna putih mutlak).
kisaran berangsur-angsur dari putih ke hitam.
1/ .. (hitam)
2/..
9/.. (putih)
CHROMA  Kemurnian (purity) warna, yang meningkat bila kekelabuan menurun.
Berkisar dari kelabu netral  ???
Atau dari putih  ???
Dalam Musell:
../1 ../2
../3
...
../8
Contoh: Menuliskan suatu warna dengan Munsell Chart
7.5YR 3/2 m  Dark brown, moist
7.5YR 6/4 d  Light brown, dry
Atau,
DASAR-DASAR ILMU TANAH
Gambar 5. 9. Representasi Warna, yang dibedakan untuk keperluan Ilmu Tanah.
Hue merupakan warna berbedaU, Value merupakan jumlah sinar yang
direfleksikan (Hitam dan putih), dan Chroma merupakan kemurnian dari
spectrum. Simbol warna selalu ditulis dalam urutan hue, value, chroma .
DASAR-DASAR ILMU TANAH
5.11 AIR TANAH
I. Fungsi Air Tanah
(1)
sebagai penyusun utama protoplasma (85-95%)
(2)
sebagai bahan esesnsial untuk proses fotosintesa dan konversi karbohidrat
menjadi gula.
(3)
sebagai pelarut hara ke dalam dan melewati bagian-bagian tanaman.
(4) memberi ketegaran tanaman (turgidity), yang memberikan bentuk dan posisi
bagian tanaman yang pas untuk menangkap sinar matahari.
Udara
25%
Air tersedia
25%
Air tak tersedia
Padatan tanah
50%
Gambar 5. 10. Komposisi ideal tanah (udara, air, dan padatan tanah).
II. Prinsip Kapilar dan Air Tanah
Kapilaritas terjadi karena dua gaya:
(1)
gaya adhesi oleh dinding (permukaan) padatan pada rongga , dan
(2)
tegangan permukaan air, yang disebabkan oleh gaya tarik molekul-molekul air
satu dengan yang lain (kohesi).
Mekanisme Kapilar
Molekul-molekul air ditarik oleh dinding tabung oleh gaya adhesi dan bergerak
naik.
Gaya kohesi antara molekul-molekul air juga menyebabkan air yang tidak
berkontak dengan dinding tabung naik. Tinggi naiknya air dalam tabung sama dengan
beratnya untuk mengimbangi gaya-gaya adhesi dan kohesi.
DASAR-DASAR ILMU TANAH
Gambar 5. 11. Tampilan dua dimensi
molekul air. Sudut HOH =105°
menghasilkan susunan yang asimetri.
Satu sisi (dengan dua H) bermuatan
elektro positif, dan lainnya elektronegatif. Hal ini menyebabkan polarity
dari air.
Naiknya kapilar dapat diekspresikan sebagai:
2T
h = ------rdg
≈
2 T Cos α
h = -------------rdg
h = tinggi naiknya kapilar dalam tabung, T = tegangan permukaan, r = jarijari tabung, d = densiti (kerapatan) larutan, dan g = percepatan gravitasi. Untuk air,
persamaan di atas menjadi:
h=
0.15
r
r=
0.15 − 3
10 cm
h
Naiknya Air dalam Tanah
Gaya kapilar juga bekerja untuk semua tanah basah. Tetapi, kecepatan dan
ketinggian naiknya air lebih lambat dalam pori tanah, karena pori tanah tidak lurus dan
tidak seragam.
Belum lagi adanya udara yang terperangkap dalam pori yang
menyebabkan lambatnya gerakan kapilar.
Umumnya, tingginya kenaikan kapilar lebih besar pada tanah bertekstur halus,
tetapi tidak terlalu halus atau kompak.
DASAR-DASAR ILMU TANAH
Gambar 5. 12. Pergerakan kapileritas ke atas, (a) dalam tabung gelas yang berbeda
ukuran, dan (b) dalam tanah. Mekanisme kapilaritas sama dalam tabung dan dalam
tanah. Tetapi terdapat ketidak teraturan dalam tanah akibat sifat kekelokan ( tortous )
dan keragaman ukuran pori, dan udara yang terperangkap.
Konsep Energi Air Tanah
Beberapa fenomena yang berhubungan dengan energi adalah: retensi
(penambatan) dan pergerakan air dalam tanah, pengambilan dan translokasi dalam
tanaman, serta hilangnya air ke atmosfer. Berbagai macam energi terkait termasuk
energi potensial, kinetik, dan elektrik. Tetapi, istilah energi bebas digunakan untuk
mencirikan status energi air.
Energi bebas merupakan gabungan (penjumlahan)
semua bentuk energi tersedia.
Gerakan air dalam tanah terjadi dari zona (kedudukan) dengan energi bebas air
tinggi ke kedudukan dengan energi bebas air lebih rendah.
Gaya-gaya yang mempengaruhi Energi Bebas
(1)
Adhesi, atau penarikan oleh padatan (matriks) tanah terhadap air,
memberikan gaya matriks (menyebabkan kapilaritas).
(2) Osmotik, penarikan oleh ion-ion dan larutan lain terhadap air, cenderung
mengurangi/menurunkan energiu bebas larutan tanah.
(3)
gravitasi, gaya gravitasi cenderung menarik air tanah ke bawah.
DASAR-DASAR ILMU TANAH
Gambar 5. 13. Dua “bentuk” air yang
bersama-sama menaikkan potensial
matriks. Padatan tanah menjerap air
dengan sangat kuat, sedang gaya
kapiler bertanggung-jawab atas air
yang dipegang/ditahan dalam pori-pori
kapiler.
Gambar 5. 14. Hubungan antara enerji bebas air murni dan air tanah, dan pengaruh
elevasi terhadap enerji bebas untuk mengilustrasikan potensial gravitasi. Catatan:
pengaruh osmotic dan tarikan padatan tanah (matriks) terhadap air keduanya
mengurangi enerji bebas air tanah. Tingkat penurunan ini menunjukkan potensial
osmotic dan matriks. Pengaruh gravitasi meningkatkan enerji bebas, jika titik
referensi standard pada air bebas berada pada elevasi lebih rendah daripada air
tanah dalam profil. Catatan: potensial osmotic dan matriks negatip, menerangkan
mengapa keduanya sering disebut sebagai tarikan atau tensi. Potensial gravitasi
umumnya positip. Perilaku air tanah pada suatu waktu tertentu dipengaruhi oleh
ketiga potensial tersebut.
DASAR-DASAR ILMU TANAH
5. 11. Potensial Air Tanah Total
Perbedaan energi bebas dari suatu tempat ke tempat lain merupakan
pengetahuan praktik yang penting. Perbedaan ini sering disebut sebagai potensial air
tanah total (Ψt).
Ψt = Ψw + Ψz
Ψt = potensial total; Ψw = potensial air; Ψz = potensial gravitasi (sering ditulis
Ψg). Sedang Ψw merupakan gabungan dari Ψp, Ψm, dan Ψs.
Ψw = Ψp + Ψm + Ψs
Ψp = potensial tekanan;
Ψm = potensial matriks; Ψs = potensial larutan
(osmotik). Jadi potensial total:
Ψt = Ψp + Ψm + Ψs + Ψz
5. 12. Potensial Gravitasi (Ψ z atau Ψ g)
Gaya gravitasi bekerja terhadap air sama seperti terhadap benda lainnya, yaitu
penarikan ke pusat bumi. Dinyatakan sebagai.
Ψz = gh
h, ketinggian (jarak air tanah dari kedudukan referensi)
Gambar 5. 15. Dasar
kapileritas dan Air Tanah. (a)
keadaan sebelum tabung
kapiler dimasukkan ke dalam
muka air; (b) jika tabung
dimasukkan ke dalam
air/cairan, air akan naik dalam
tabung, menunjukkan: (c) gaya
tarikan antara air dan dinding
tabung (adhesi) dan tarikan
mutual antara molekul air
(kohesi). Air akan naik sampai
gaya tarik gravitasi ke bawah
sama dengan gaya adhesi dan
kohesi.
DASAR-DASAR ILMU TANAH
Berat merupakan salah satu metod yang paling mudah untuk menspesifikasi
satuan air. Jadi dalam hal Ψz, merupakan perbedaan jarak-vertikal/ketinggian suatu
titik/kedudukan yang ditanyakan dengan titik/kedudukan referensi.
Jika titik tersebut
berada di atas titik referensi, maka Ψz positif (+), dan jika berada di bawah titik
referensi, maka Ψz negatif (-).
Catatan:
Potensial = Ψ = usaha = gaya * jarak = F * h
sedang F = m*a (dimana a = percepatan = g)
jadi jika unit potensial dinyatakan dalam satuan berat, maka
Ψ = (F * h)/berat = (F * h)/(F) = h (satuan jarak)
5. 13. Potensial Matriks
Potensial matriks, Ψm, dihubungkan dengan gaya-gaya adsorpsi matriks tanah.
Jika kuantitas satuan air dinyatakan dalam berat, maka Ψm pada suatu titik, adalah
jarak vertikal titik tersebut dalam tanah terhadap permukaan air dalam manometer
yang dihubungkan dengan titik tersebut melalui mangkuk keramik.
Potensial matriks merupakan ciri tanah yang dinamik. Pada tanah jenuh, Ψm = 0.
5. 14. Potensial Tekanan (Ψ p)
DASAR-DASAR ILMU TANAH
Pada kondisi lapangan , potensial tekanan, Ψp, berlaku terutama untuk tanah
yang jenuh air. Jika satuan kuantitas air dinyatakan dalam berat, maka Ψp adalah
jarak vertikal dari titik yang ditanyakan (dalam tanah) terhadap permukaan air dalam
piezometer (≈ permukaan air tanah) yang dihubungkan ke titik tersebut.
Di lapangan
Ψp = 0 jika berada di atas atau pada permukaan air dalam
piezometer. Di bawah level tersebut Ψp selalu positif, dan bertambah besar dengan
bertambahnya kedalaman dibawah permukaan air.
5. 15. Potensial Osmotik
Potensial osmotik muncul dengan adanya bahan larutan dalam larutan tanah.
Bahan larutan mungkin ionik atau non-ionik, tetapi pengaruhnya adalah mengurangi
energi bebas air.
Hal itu terjadi terutama karena molekul-molekul bahan larutan
menarik molekul-molekul air.
Tidak seperti potensial matriks, potensial osmotik mempunyai pengaruh yang
kecil terhadap gerakan massa air dalam tanah. Pengaruh utamanya adalah terhadap
penyerapan air oleh akar tanaman.
DASAR-DASAR ILMU TANAH
A
B
C
Gambar 5. 16. (A) Potensial matriks air tanah pada mangkkuk keramik adalah jarak
vertical pada titik tengah mangkuk terhadap muka air pada manometer. Untuk
ilustrasi (A), Ψ m= -15 cm.
(B) Suatu tensiometer dibuat dengan menghubungkan mangkuk keramik dengan
manometer air raksa melalui tabung penuh air. Simbol-simbol mengacu pada
persamaan Ψ m= - 13.6 Z Hg + Z dan Ψ m= - 12.6 Z Hg + Z 0, yang dapat digunakan untuk
menghitung potensial matriks, C.
(C) Tabung Piezometer yang digunakan untuk menentukan batas muka air tanah dan
juga menentukan potensial tekanan air tanah. Potensial tekanan pada sembarang titik
dalam tanah adalah jarak antara titik tersebut dengan batas air dalam tabung
piezometer. Jadi, potensial tekanan pada titik A, Ψ P = 10 cm.
Gambar 5. 17. Menunjukkan tenaga yang dibutuhkan untuk
menghilangkan sejumlah air dari tanah yang dibasahi.
Jumlah tenaga tekanan yang dibutuhkan sama dengan
jumlah tenaga hisapan.
DASAR-DASAR ILMU TANAH
Gambar 5. 18. Hubungan antara potensial osmotic, matriks, dan kombinasi keduanya.
5. 16. Pengukuran Kelangasan/Kelembaban Tanah
Beberapa metod untuk mengukur kelengasan tanah (kandungan air tanah).
DASAR-DASAR ILMU TANAH
1. Metode Gravimetri
Menyatakan kandungan air dalam tanah (kelengasan tanah) dalam persen berat
air (dalam tanah tersebut) terhadap berat tanah kering (kering oven, 100-105 s.d
110oC).
2. Metode Daya Hantar Listrik (metod Tahanan, Resistance Method )
Kenyataannya bahwa bahan porous seperti gipsum, nilon, dan fiberglas
memiliki tahanan listrik yang berhubungan dengan kandungan airnya.
Jika blok bahan tersebut dihubungkan dengan elektroda, dan kemudian
ditempatkan tanah basah di atasnya, maka blok bahan tersebut akan menyerap air
sampai mencapai kesetimbangan. Tahanan listrik blok ditentukan oleh kandungan air.
Hubungan antara pembacaan tahanan dan kandungan air dapat ditentukan melalui
kalibrasi. Akurasi pembacaan kelengasan dalam kisaran 1-15 bars.
3. Metode Tegangan
Tensiometer lapangan mengukur tegangan dimana air diikat/dipegang oleh
matriks tanah. Kisaran kemampuannya untuk mengukur kelengasan tanah antara 0 –
0.8 bar.
Ada pula yang disebut tension plate untuk kondisi di laboratorium.
Tanah
ditempatkan pada piring porus kemudian dilakukan penghisapan ( suction).
Kisaran
ukurannya 0-1 bar.
Pressure membrane, menggunakan piring porous yang tahan sampai tekanan
100 bars.
DASAR-DASAR ILMU TANAH
4.
Metode Neutron Probe (Metode Radioaktif Neutron)
Gambar 5. 19. Mekanisme pengukur kelembaban neutron. Alat tersebut, yang
memiliki sumber neutron cepat dan detector neutron lambat, diturunkan melalui
lubang tabung yang dibuat. Neutron di emisikan oleh sumber neutron (missal:
radium, atau americium-beryllium) pada kecepatan sangat tinggi ( fast neutron ). Jika
neutron ini bertabrakan dengan atom berukuran kecil seperti H yang dikandung air,
arah dan gerakannya berubah dan mereka kehilangan enerji. Neutron yang
diperlambat diukur dihitung oleh tabung detector dan scalar. Pembacaan, berkaitan
dengan kandungan air tanah.
DASAR-DASAR ILMU TANAH
5. 17. Pergerakan Air dalam Tanah
1. Pergerakan Air Jenuh
Rumus: V = K f (cm/jam)
V = total volume air yang dipindahkan (digerakkan) per satuan waktu; K =
konduktivitas hidraulik (cm/jam); f = gaya penggerak air (gaya yang menyebabkan air
bergerak)  f = ∆Ψ/L  f = ∆h/L
Faktor-faktor yang mempengaruhi konduktivitas hidraulik (K) tanah jenuh.
Semua faktor yang mempengaruhi ukuran dan konfigurasi pori tanah akan
mempengaruhi konduktivitas hidraulik.
Yang terutama adalah tekstur dan struktur, disamping itu kandungan bahan organik
tanah (BO) dan kandungan air dalam tanah juga mempengaruhi nilai K.
DASAR-DASAR ILMU TANAH
Gambar 5. 20. Perbandingan kecepatan pergerakan air irigasi ke dalam tanah
geluh berpasir dan geluh berlempung. Catatan: kecepatan pergerakan air lebih
cepat pada geluh berpasir khususnya kea rah bawah.
2. Pergerakan Air Tak Jenuh
Pada kondisi lapangan pergerakan air tanah terjadi terutama pada kondisi
dimana pori tanah tidak jenuh air.
Pada tegangan rendah K > pada tanah pasiran daripada tanah lempungan,
sebaliknya pada tegangan tinggi K > pada tanah lempungan daripada pasiran. Hal itu
karena pada tanah bertekstur kasar pori-pori besar mendorong terjadinya aliran jenuh.
Sebaliknya tanah dengan pori-pori kecil mendorong terjadinya aliran tak jenuh.
Faktor-faktor yang mempengaruhi Aliran Tak Jenuh
Terjadinya aliran tak jenuh juga sama dipengaruhi oleh faktor-faktor yang
mempengaruhi aliran air jenuh, yaitu perbedaan tegangan/hisapan lengas/air 
perbedaan potensial.
Perbedaan
tegangan
disebabkan
oleh
perbedaan
kandungan
lengas.
Kandungan air yang lebih tinggi menyebabkan perbedaan tegangan (perbedaan
potensial) lebih besar  aliran lebih cepat.
DASAR-DASAR ILMU TANAH
5. 18. Retensi Kelengasan Tanah di Lapangan
1. Kapasitas Menahan Air Maksimum
2. Kapasitas Lapangan
3. Titik Layu Permanen
4. Koefisien Higroskopik (air higroskopik)
5. Kelengasan vs tegangan.
Gambar 5. 21. Volume air dan udara dari 100 gr tanah geluh berdebu bergranulasi
baik pada berbagai tingkatan kelembaban.
DASAR-DASAR ILMU TANAH
Gambar 5. 22. Hubungan umum antara karakteristik kelembaban tanah dengan
tekstur tanah.
DASAR-DASAR ILMU TANAH
Gambar 5. 23. Perbandingan kelembaban tanah dengan persamaan
hisapan/tekanan (dalam bar), dikaitkan terhadap ketersediaan air relative untuk
tanaman.
DASAR-DASAR ILMU TANAH
Gambar 5. 24. Kurva Tekanan/tegangan kelembaban tiga tanah mineral. Kurva
menunjukkan hubungan yang diperoleh dengan mengeringkan sempurna tanah jenuh
secara perlahan-lahan.
Pengambilan Air oleh Tanaman
Tampaknya ada dua fenomena yang mempelajari pengambilan air oleh
tanaman, yaitu: (a) pergerakan kapilar air tanah menuju akar tanaman, dan (b)
pertumbuhan akar tanaman ke arah lengas tanah.
1. Kecepatan Pergerakan Kapilar.
2. Kecepatan Perkembangan Akar.
3. Distribusi Akar.
4. Kontak Akar-Tanah.
Faktor-Faktor yang Mengendalikan Kecepatan Air ke dalam Tanah
 % pasir, debu, lempung (Clay)  Tektur tanah
 Struktur tanah
 Jumlah bahan organik dalam tanah
 Kedalam tanah terhadap lapisan padas, batuan induk dan lapisan kedap lain
 Jumlah air dalam tanah
 Temperatur tanah
Kecepatan infiltrasi diklasifikasikan: sangat rendah, rendah, sedang, tinggi
Hara-hara yang sering hilang oleh pelindian:
DASAR-DASAR ILMU TANAH
1. Ca  Jumlah yang besar
2. Mg, S,K  Terbesar berikutnya
3. N  NO34. P
Mekanisme absorpsi air
1. Absorpsi pasif
Transpirasi
Air
2. Perluasan perakaran
3. Absorpsi aktif
•
Adanya akumulasi garam pada perakaran
Jeluk pengambilan air

Pada umumnya diambil pada jeluk dangkal

Pada daerah kering  akar mencari air sp pada zona + 3m
Saat tanaman membutuhkan air
+ air
tanah
tanah
Layu sementara
Evapotranspirasi?
Air yang diserap
+ air
tanah
Layu permanen
tanah
DASAR-DASAR ILMU TANAH
Penggunaan air konsumtif
Jumlah kehilangan air oleh evapotranspirasi (ET) + yang terkandung dalam
jaringan tanaman
(a) Evapotranspirasi (ET)
Evapotranspiras
i
Kehilangan air dari
tanah dan tanaman
(b) Efisiensi penggunaan air
Jumlah kebutuhan air (transpirasi, pertumbuhan, evapotranspirasi, drainase) 
untuk menghasilkan unit bahan berat  ukuran efisiensi penggunaan air.
DASAR-DASAR ILMU TANAH
5. 19. AERASI TANAH
Dua reaksi biologi paling penting yang melibatkan gas/udara yang terdapat
dalam tanah adalah:
(1) respirasi tanaman tingkat tinggi
(2) proses dekomposisi residu organik oleh mikroorganisme.
Walaupun berbeda dalam beberapa hal, kedua proses tersebut sama-sama
merupakan
proses oksidasi komposisi/rangkaian organik.
Reaksi umumnya dapat
digambarkan sebagai berikut:
[C]
Komposisi
Organik
+
O2

CO2
Jadi, setiap proses di atas menggunakan O2 dan menghasilkan CO2.
Masalah aerasi tanah di lapangan
(1) Kelebihan kelembaban
Kondisi air tanah yang jenuh dapat menyebabkan mala-petaka terhadap tanaman
tertentu hanya dalam waktu singkat, terutama tanaman yang sebelumnya sudah
tumbuh pada kondisi aerasi yang baik.
Untuk pencegahan, dibutuhkan pembuangan air yang cepat baik dengan drainase
atau dengan aliran permukaan (run-off) terkendali.
(2) Pertukaran gas
Ketidak-cukupan pertukaran gas antara tanah dengan atmosfer bebas diatasnya
bergantung terutama pada dua faktor yaitu:
(a) kecepatan reaksi biokimia yang mempengaruhi gas tanah.
(b) kecepatan aktual gas bergerak masuk ke- dan keluar dari- tanah.
Makin cepat penggunakan O2 dan dengan sendirinya pelepasan
besar pula pertukaran pertukaran gas yang dibutuhkan.
CO2, makin
Faktor-faktor yang
mempengaruhi reaksi biologi ini, seperti temperatur, residu organik, dll, sangat penting
dalam menentukan status udara tanah.
Pertukaran gas a dalam tanah dengan atmosfer difasilitasi oleh faktor yaitu: (a)
aliran masa (mass flow)  perbedaan tekanan , dan (b) difusi. tekanan parsialnya.
Pengkarakteran Aerasi Tanah
Status aerasi tanah dapat dicirikan dalam tiga cara:
DASAR-DASAR ILMU TANAH
(1) kandungan O2 dan gas lainnya dalam atmosfer tanah,
(2) kecepatan difusi O2 (oxygen diffusion rate, ODR),
(3) potensial oksidasi-reduksi (redox)
(1) Oksigen (O2) Tanah
Jumlah O2 dalam tanah ditentukan oleh banyaknya pori berisi udara dan
proporsi dari pori tersebut yang terisi O2. Kedua parameter ini saling berhubungan,
karena apabila jumlah pori berisi udara terbatas, maka banyaknya O2 yang sedikit
dalam ruang tersebut akan cepat dikonsumsi oleh akar tanaman, dan mikrobia tanah,
serta CO2 dilepaskan.
Dalam atmosfer di atas tanah mengandung 21% O2, 0.03% CO2 , dan hampir
79% N2.
Sebagai perbandingan udara tanah mengandung sama atau sedikit lebih
tinggi N2, tetapi mengandung O2 yang selalu lebih rendah dan CO2 yang lebih tinggi.
Kandungan O2 sedikit < 20% pada lapisan permukaan tanah dengan struktur yang
mantap dan banyak pori makronya. Kandungan O2 akan turun cepat sampai <5% atau
bahkan 0% dalam tanah lapisan bawah (subsoil) yang berdrainase jelek dengan sedikit
pori makro.
Terdapat hubungan yang berbalikan antara kandungan O2 dan CO2 dalam udara
tanah, yaitu kandungan O2 berkurang bila kandungan CO2 meningkat.
Kandungan CO2 dalam udara tanah larut dalam air tanah membentuk asam
karbonat (H2CO3). Asam ini secara umum berguna, khususnya dalam hubungannya
dengan pH dan kelarutan mineral-mineral tanah.
(2) Kecepatan Difusi Oksigen
Pengukuran status udara tanah yang terbaik, mungkin dinyatakan dalam
kecepatan difusi oksigen (ODR), yang menyatakan/menentukan kecepatan O2 dapat
diganti/diisi ulang apabila telah terpakai oleh respirasi akar tanaman atau oleh
mikroorganisme tanah, atau diganti oleh air.
ODR berkurang seiring dengan kedalaman tanah.
Walaupun sampai
menggunakan udara atmosfer bebas dengan kandungan 21% O2, ODR pada 97 cm <
dari ½ kali ODR pada 11 cm. Apabila konsentrasi O2 yang digunakan lebih rendah,
maka ODR akan berkurang lebih cepat lagi.
Secara alami beberapa tanaman terpengaruhi oleh ODR yang rendah. Rumputrumputan cenderung lebih toleran terhadap ODR rendah daripada kacang-kacangan
DASAR-DASAR ILMU TANAH
(legume). Gula bit dan alfalfa membutuhkan ODR lebih tinggi daripada cengkih ladino
(ladino clover).
(3) Potensial Oksidasi-Reduksi (Redox) (Eh)
Jika
suatu
tanah
memilki
aerasi
baik,
maka
tanah
didominasi
oleh
bentuk/keadaan teroksida Fe-ferik (Fe3+), Mn manganik (Mn4+), nitrat (NO3-), dan sulfat
(SO42-). Dalam kondisi tanah berdrainase dan beraerasi buruk, maka elemen-elemen
tersebut didapatkan dalam bentuk tereduksi, yaitu:
Fe-fero (Fe2+), Mn-mangano
(Mn2+), amonium (NH4+), dan sulfida (S2-).
Indikasi status oksidasi-reduksi dari suatu sistem (termasuk dalam tanah)
dinyatakan dengan
memberikan
potensial oksidasi-reduksi (redox potential) (=Eh), yang
pengukuran kecenderungan
suatu
sistem
untuk
mereduksi
atau
mengoksidasi senyawa kimia, dan umumnya dinyatakan dalam volts (v) atau milivolts
(mv).
Jika nilainya positif dan tinggi, menunjukkan kondisi oksidasi yang kuat.
Sebaliknya jika nilainya rendah dan bahkan negatif, maka elemen-elemen atau
senyawa kimia akan didapatkan dalam bentuk tereduksi.
Aerasi tanah mempunyai pengaruh yang nyata terhadap terdapatnya unsurunsur kimia khusus dalam tanah dan tentunya juga berkaitan dengan ketersediaan dan
tingkatan keracunan spesies-spesies kimia tersebut.
Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Aerasi Tanah
Komposisi udara tanah sangat bergantung pada banyaknya pori udara tersedia,
bersama-sama dengan reaksi bio-kimia, dan pertukaran gas.
Porositas total tanah ditentukan oleh BD-nya. Dan itu berhubungan dengan
tekstur dan struktur tanahnya, dan bahan organik tanah.
Konsentrasi O2 dan CO2
dalam udara tanah sangat berhubungan dengan
aktivitas biologi dalam tanah.
Komposisi mikrobial dari residu organik sangat
menentukan porsi utama CO2 yang terbentuk.
Pemberian pupuk kandang (manur),
residu tanaman, atau lumpur pembuangan kotoran (sewage sludge) dalam jumlah
banyak, khususnya apabila kelembaban dan temperaturnya optimum, akan merubah
komposisi udara tanah. Pengaruhnya digambarkan pada Figure 4.5.
Pengaruh Aerasi Tanah terhadap Aktivitas Biologi
(1) Pengaruhnya terhadap Aktivitas Tanaman
DASAR-DASAR ILMU TANAH
Tanaman (tingkat tinggi) sangat dipengaruhi oleh aerasi tanah yang buruk
dalam 4 cara, yaitu:
(a) pertumbuhan tanaman, khususnya akar, terhambat. Lihat Tabel 4.3.
(b) penyerapan (absorpsi) nutrien/hara berkurang. Lihat Tabel 4.4.
(c) penyerapan air juga terhambat, dan
(d) pembentukan senyawa anorganik yang meracuni tanaman umumnya
terjadi pada kondisi aerasi yang buruk.
(2) Pengaruhnya terhadap Mikroorganisme
Dalam sebagaian besar tanah. Metabolisme mikrobial sangat berperan pada
respirasi, walaupun ketika tanaman tumbuh dengan cepat/sehat.
Karena respirasi
membutuhkan O2 dan melepaskan CO2, mikroorganisme tanah sangat dipe-ngaruhi
oleh aerasi tanah.
Bukti nyata pengaruh aerasi tanah terhadap aktivitas mikrobial adalah
perombakan residu tanaman yang lambat pada daerah rawa (swampy areas).
Aerasi tanah juga menentukan macam mikroorganisme yang ada dalam tanah.
Jika O2 tersedia, terdapat mikroorga-nisme aerobik yang menggunakan O2 untuk
mengoksidasi bahan organik.
Pada kondisi sebaliknya, mikroorganisme anaerobik
menjadi dominan dan akan mengkonsumsi O2 dalam senyawa-senyawa NO3, Fe2O3,
dan SO4, sehingga menimbulkan bentuk tereduksi dari senyawa tersebut.
Secara umum, kondisi yang menunjang bentuk-bentuk aerobik juga akan
menunjang juga pertumbuhan sebagian besar tanaman.
DASAR-DASAR ILMU TANAH
DASAR-DASAR ILMU TANAH
(3) Pemadatan Tanah dan Aerasi
Semua efek negatif pemadatan tanah tidak disebabkan oleh aerasi yang buruk.
Lapisan-lapisan tanah menjadi begitu padat sehingga menghambat pertumbuhan akar
walaupun jika kandungan O2 nya mencukupi dan tersedia.
DASAR-DASAR ILMU TANAH
DASAR-DASAR ILMU TANAH
DASAR-DASAR ILMU TANAH
DASAR-DASAR ILMU TANAH
Gambar 5. 25. Skema keseimbangan radiasi pada siang dan malam hari pada musim
semi atau awal musim panas di daerah sub-tropis. Kurang lebih separuh dari radiasi
sinar matahari mencapai bumi, baik langsung maupun tidak, dari radiasi atas bumi
( sky radiation ).
DASAR-DASAR ILMU TANAH
5. 20. TEMPERATUR TANAH
Temperatur tanah sangat mempengaruhi proses-proses fisika, kimia, dan
biologi yang terjadi dalam tanah. Dalam tanah yang dingin, kecepatan proses kimia
dan biologi lambat.
Dekomposisi biologi mendekati tidak berubah, sehingga
menghambat kecepatan beberapa nutrien seperti N, P, S, dan Ca menjadi tersedia.
Pertumbuhan terbaik tanaman sangat bervariasi dalam hubungannya dengan
temperatur tanah. Sebagai contoh:
- perkecambahan jagung  7-10oC dan optimumnya ≈ 380C, walaupun ini bervariasi
pada kondisi temperatur udara dan kelembaban tanah yang berbeda.
- ubi kentang berkembang baik pada temperatur tanah 16-210C.
- Oats juga tumbuh baik pada temperatur tanah 210C, tetapi akar tanaman ini tumbuh
lebih baik jika temperatur tanahnya ≈ 150C.
- Pertumbuhan vegetatif apel dan peach yang optimum tercapai pada temperatur
tanah ≈ 180C, sedang untuk citrus ≈ 250C.
Pada daerah dingin, hasil beberapa
sayuran dan tanaman buah-buahan meningkat dengan penghangatan tanah (Figure
4.10). Siklus hidup tanaman bunga dan ornamen juga dipengaruhi oleh temperatur
tanah. Umbi bunga Tulip membutuhkan pendinginan untuk pembentukan kuncup
bunga di awal musim dingin, walaupun perkembangan bungannya terhambat sampai
tanah menghangat pada musim semi berikutnya.
Penyerapan dan Kehilangan Energi Matahari
Banyaknya panas yang diserap tanah ditentukan terutama oleh banyaknya
radiasi efektif yang mencapai bumi. Hanya sebagian dari radiasi solar yang mencapai
tanah.
Sisanya, sebelum mencapai bumi, dikembalikan kembali ke atmosfer oleh
awan, diserap oleh gas-gas atmosfer, atau disebarkan ke atmosfer.
Pada daerah arid yang relatif bebas awan, 75% radiasi solar mencapai
bumi/tanah.
Sebaliknya, pada daerah humid hanya 35-45% yang mencapai tanah.
Rata-rata umum ≈ 50%.
Temperatur tanah pada daerah lereng yang menghadap ke arah tertentu juga
bervariasi berdasarkan waktu/ musim dan lintangnya.
Apakah suatu tanah
dibiarkan terbuka atau ditutupi dengan vegetasi atau
mulsa merupakan faktor lain yang juga menentukan banyaknya radiasi soalr mencapai
tanah.
Pengaruh hutan yang rapat/padat juga dapat diketahui.
Tanah-tanah
DASAR-DASAR ILMU TANAH
gundul/terbuka akan menghangat dan mendingin lebih cepat daripada tanah-tanah
yang ditutupi vegetasi atau oleh mulsa tambahan/buatan.
Panas Spesifik Tanah
Faktor lain yang mempengaruhi temperatur tanah adalah panas spesifik tanah
atau kapasitas thermalnya dibandingkan dengan kapasitas thermal air.
Panas spesifik dinyatakan sebagai perbandingan kuantitas panas yang
dibutuhkan untuk menaikkan temperatur subtansi 10C (dari 150C ke 160C) dengan
panas yang dibutuhkan untuk menaikkan temperatur yang sama dari air. Sifat tanah
ini sangat penting dalam mengontrol temperatur tanah. Penyerap-an sejumlah panas
yang diberikan oleh tanah tidak menjamin kecepatan naiknya temparaturnya.
Jika
semuanya sama, suatu tanah dengan panas spesifik tinggi menunjukkan perubahan
temperatur lebih lambat daripada tanah dengan panas spesifik rendah.
Kelembaban merupakan penyangga tanah dari perubahan temperatur yang
cepat.
Dalam kondisi lapangan aktual, kandungan lengas tanah merupakan faktor
penentu (daripada faktor lainnya) energi yang dibutuhkan untuk menaikkan temperatur
tanah.
Panas Penguapan
Kelembaban tanah juga merupakan faktor yang penting dalm menentukan
jumlah panas yang digunakan dalam proses evaporasi air tanah. Penguapan terjadi
karena meningkatnya aktivitas molekul air tanah yang menyerap panas dari sekelilingnya. Ini menghasilkan efek pendinginan, khususnya dipermukaan tanah dimana
evaporasi terjadi.
Penguapan 1 g air pada 200C membutuhkan ≈ 40 kalori.
Pergerakan Panas Dalam Tanah
Radiasi solar masuk kedalam profil tanah sebagian besar dengancara konduksi.
Konduksi panas dipengaruhi oleh beberapa faktor, tetapi yang terpenting adalah
kandungan air dalam lapisan tanah (kelengasan tanah). Panas lebih mudah 150 kali
bergerak melalui tanah ke air daripada tanah ke udara.
Jiak kandungan air dalam
tanah meningkat, udara berkurang dan hambatan transfer panas juga berkurang.
Terjadinya perubahan-perubahan hampir selalu lebih kecil dalam tanah bagian
bawah, (subsoil). Di daerah sedang, permukaan tanah cenderung lebih hangat selama
musim panas, dan lebih dingin selama musim dingin daripada tanah bagian bawah,
khususnya horison bawah dari subsoil.
DASAR-DASAR ILMU TANAH
Pengendalian Temperatur Tanah
Terapat dua macam praktik manajemen tanah yang mempengaruhi temperatur
tanah, yaitu:
(a) yang mempertahankan macam penutup atau mulsa pada tanah, dan
(b) yang mengurangi kelebihan air tanah.
Efek dari keduanya memberikan implikasi biologi yang berarti.
(a) Mulsa dan Pengolahan Tanah.
Temperatur tanah dipengaruhi oleh penutup tanah dan khususnya oleh residu
organik dan mulsa macam lainnya yang ditempatkan pada permukaan tanah.
Efek
penggunaan mulsa juga dipelajari terutama yang dikaitkan dengan praktik pengolahan
tanah
yang
mengikutinya.
Praktik
pengolahan
tanah
telah
menyebabkan
terakumulasinya hampir semua residu tanaman di dekat permukaan. Pengaruh dari
pengolahan konservasi terhadap temperatur tanah digambarkan pada Figure 4.17.
Pengendalian Kelengasan Tanah
Tanah berdrainase buruk mempunyai panas spesifik yang tinggi, oleh
karenanya dibutuhkan sejumlah besar energi radiasi untuk menaikkan temperaturnya
di awal musim semi. Dan, karena kelebihan air tidak berperkolasi melalui tanah yang
berdrainase buruk ini, maka harus dibuang dengan cara pe-nguapan, suatu proses
yang mahal dalam pengertian penggunaan energi.
Seperti halnya terhadap udara tanah, pengaruh pengendalian air tanah
terhadap temperatur tanah juga nyata dimana-mana.
merupakan
dilapangan.
kunci
terhadap
praktik
pengendalian
Pengaturan air tampaknya
temperatur
tanah
dilakukan
DASAR-DASAR ILMU TANAH
Gambar 5. 27. Pengaruh temperature tanah pada pertumbuhan awal tanaman
jagung bagian atas dan akar ketika temperature udara dipertahankan optimum
untuk pertumbuhan tanaman. Ternyata, jagung cukup sensitive terhadap
perbedaan temperature tanah.
DASAR-DASAR ILMU TANAH
DASAR-DASAR ILMU TANAH
VII. Bahan Organik dan Jasad Hidup (Tanah)
Bahan organik (BO) mempengaruhi sifat fisik (memperbaiki struktur, meningkatkan porositas,
memperbaiki hubungan air dan udara), dan kimia tanah (meningkatkan KTK. sumber hara N, P [5-60%],
S [80%], B, dan Mo), walaupun terdapat dalam jumlah sedikit.
Umumnya mempengaruhi sedikitnya setengah dari KTK permukaan tanah, dan
bertanggung jawab atas stabilitas agregat tanah melebihi faktor tunggal lainnya.
Disamping itu BO mensuplai energi dan bahan pembentuk tubuh untuk kebanyakan
mikro-organisme.
7. 1. Asal Bahan OrganikTanah
 Sumber utama BO adalah jaringan tanaman. Bagian atas, akar pohon, perdu,
rerumputan, dan tanaman asli/asal menyumbang sejumlah besar residu organik
per tahun  1/20 – 1/3 bagian tanaman tertinggal dalam tanah.
 Saat bagian tanaman tersebut di-dekompos dan dicerna oleh berbagai macam
mikro-organisme,mereka menjadi bagian dari/menyatu dengan horison tanah
dibawahnya melalui infiltrasi atau penyatuan fisik. Jadi jaringan tanaman tingkat
tinggi menjadi sumber utama tidak saja untuk makan berbagai mikroorganisme,
tetapi juga sebagai utama BO yang sangat penting untuk pembentuk-an tanah.
DASAR-DASAR ILMU TANAH
 Binatang dianggap sebagai sumber BO kedua.
Saat mereka menyerang
jaringan tanaman, mereka menyumbangkan produk sampingan dan meninggalkan
tubuhnya untuk dikmonsumsi.
 Hewan-hewan tertentu seperti cacing tanah, kaki seribu (centipedes), dan
semut juga berperanan penting dalam pemindahan residu tanaman.
Komposisi Residu Tanaman
 Elemen-elemen C, H, dan O merupakan yang dominan total jaringan organik
dalam tanah,  lebih dari 90% berat kering bahan ini merupakan C, H, dan O.
Tetapi, elemen-elemen lainnya berperan penting dalam nutrisi tanaman dan
memenuhi kebutuhan mikro-organisme.
 N, S, P, K, Ca, dan Mg, merupakan hara-hara penting, demikian juga hara
mikro yang dikandung dalam bahan tanaman.
 Komposisi yang aktual dalam jaringan tanaman secara umum digambarkan
dalam Fig. 8.2.
Komposisi umum:
o

Karbohidrat, tersusun atas C, H, dan O. Kisaran ke-kompleksannya dari gula sederhana s.d selulose.

Lemak (the fats) dan minyak (oils), juga tersusun atas C, H, dan
O, merupakan gliserida dari asam-asam lemak seperti butirat, stearat, dan
oleat; yang berasosiasi dengan berbagai macam resin dan lebih kompleks
dari karbohidrat umumnya.

Lignins, komponen utamanya: C, H, dan O; terdapat pada
jaringan yang tua seperti cabang, batang, dan jaringan berkayu lainnya.
Merupakan susunan yang kompleks, beberapa memiliki struktur cincin.
Tahan terhadap dekomposisi.

Protein mentah (crude protein) merupakan salah satu dari yang
lebih kompleks. Tersusun atas C, H, O, N, dan sejumlah kecil S, Fe, dan P 
sebagai pembawa elemen-elemen esensial.
Dekomposisi Senyawa Organik
 Kecepatan Dekomposisi
DASAR-DASAR ILMU TANAH
Kecepatan dekomposisi senyawa organik sangat beragam.
o
Berikut
urutan senyawa organik mulai dari yang paling cepat terdekompos ke yang
paling lambat terdekompos.





Gula, karbohidrat, protein sederhana
Protein mentah (crude protein)
Hemiselulose
Selulose
Lignin, lemak, lilin, dsb
 Jika jaringan organik diberikan ke tanahterjadi tiga reaksi umum, yaitu.
BO utuh  oksidasi enzimatik  CO2, H2O, energi, dan panas;
o

−[C, 4H] + 2O2 ------------ CO2 + 2H2O + energi
oksidasi enzimatik
Pemecahan senyawa proteinpelepasan N, P, dan S, dan di-imobilasasi
o
melalui rangkaian reaksi yang unik untuk setiap elemen;

Proteinamida, asam-asam amino terhidrolisaCO2 dan
senyawa NH4+ + lainnya

o
Senyawa NH4+  NO3- ;
Perombakan Organik (organik decay) oleh aktivitas mikroorganisme.
Proses perombakan organik berdasarkan waktu ditunjukkan pada ilustrasi Fig.
8.3. Senyawa yang tahan terhadap aksi mikrobia dibentuk melalui modifikasi
senyawa dalam jaringan tanaman asalnya, atau melalui sintesis mikrobia.
DASAR-DASAR ILMU TANAH
DASAR-DASAR ILMU TANAH
 Proses dekomposisi residu tanaman dan BO tanah pada prinsipnya merupakan
suatu proses penghancuran enzimatik. Proses tersebut semata-mata merupakan
proses pencernaan seperti halnya bahan tanaman didalam perut hewan. Produk
dari aktivitas enzimatik itu secara umum dibedakan dalam tiga kategori, yaitu:
o
energi yang dibebaskan sebagai panas,
o
hasil akhir sederhana seperti CO2, H2O, dan elemen lain ke dalam
larutan tanah atau atmosfer,
o
humus
 Bakteri dan fungi merupakan pendekompos residu organik paling aktif, dibantu
oleh actinomycetes, beberapa algae, cacing tanah, serangga, dan cacing benang,
serta nematoda.
Bakteri lebih aktif dibandingkan fungi dalam mendekompos
jaringan tanaman.
 Bakteri dan fungi bekerja optimal dalam tanah lembab pada temperatur 35oC,
dan pH tanah mendekati netral.
 Fungi toleran terhadap kondisi asam (pH<5.5) dan kekeringan.
7. 2. Energi BO Tanah
 Mikro-organisme tidak hanya membutuhkan substansi (bahan) untuk sintesis
jaringannya, tapi juga energi  yang keduanya diperoleh dari BO tanah.
 BO mengandung energi potensial yang sebagian besar siap ditransfer ke dalam
bentuk latent atau dibebaskan sebagai panas.
7. 3. Produk Dekomposisi Sederhana
 Produk sederhana yang umum dihasilkan dari aktivitas mikro-organisme tanah
adalah:
o
C  CO2, CO32-, HCO3-, CH4, C-elemen
o
N  NH4+, NO2-, NO3-, dan gas N
o
S  S, H2S, SO32-, SO42-, CS2
o
P  H2PO4-, HPO42-
o
Lainnya  H2O, O2, H2, H+, OH-, Ca2+, Mg2+, dll.
DASAR-DASAR ILMU TANAH
7. 4. Siklus C
 C merupakan bahan umum penyusun BO dan terkait dengan semua proses
kehidupan yang esensial.
 Transformasi elemen C dalam Siklus C dalam kenyataan-nya merupakan siklus
hidup (biocycle) yang memungkin-kan kelangsungan hidup di bumi.
(lihat Fig.
8.4.).
 Pelepasan CO2.  melalui proses fotosintesis.
o
CO2 diassimilasi oleh tumbuhan tingkat tinggi dan di-konversikan
menjadi berbagai macam senyawa organik.
DASAR-DASAR ILMU TANAH
o
Saat senyawa organik masuk ke tanah sebagai residu tanaman
dicerna (digest) oleh (aktivitas) mikrobia dan CO2 dilepas.
optimum, dihasilkan
> 100 kg/ha/hari CO2.
Pada kondisi
Secara umum sekitar 25-30
kg/ha/hari.
o
Sejumlah kecil CO2 bereaksi dengan tanah menghasilkan H2CO3 dan [Ca,
K, Mg, dll]-CO3, [Ca, K, Mg, dll]-HCO3.
 Produk C Lainnya
o
Sejumlah kecil C-elemen didapatkan dalam tanah;
DASAR-DASAR ILMU TANAH
o
Pada kondisi anaerobic  dihasilkan CH4 (methan) dan CS2 (carbon
bisulfid) dalam jumlah sedikit.
Tampak jelas bahwa siklus-C tidak hanya memasukkan tanah beserta jasad hidup (flora dan fauna-nya) di dalam-nya, dan
tumbuhan tingkat tinggi dalam setiap deskripsinya, tetapi juga hidup hewan, dan manusia. Kegagalan dalam berfungsi secara
tepat dapat berarti bencana untuk semuanya. Hal tersebut juga merupakan siklus energi  siklus kehidupan.
7. 5. Bahan Organik Aktif
 Manfaat yang diberiukan oleh BO sebenarnya berasal atau pengaruh dari BOaktif, yaitu merupakan BO yang sedang mengalami dekomposisi lanjut.
 Jika hanya residu humus yang tertinggal (terdekomposi lambat)  pelepasan
hara lambat.
 BO yang sedikit terdekompos menghasilkan sedikit gums (polisakarida, tersusun
atas rangkain gula yang panjang), yang menyemen mineral tanah menjadi agregat
yang stabil  memperbaiki struktur tanah dan pertumbuhan tanaman.
 Kebanyakan tanah dengan pengolahan terus menerus kehilangan BO ≈
2%/thn, tetapi pemilihan pertanaman yang tepat seperti rumputan, alfalfa, dan
clovers, dapat menambah BO.
 Pelepasan N dari BO tiga kelas tekstur tanah selama musim tanam.
% BO tanah
1
2
3
4
5
Pelepasan N (lb/acre)
Sandy Loam
Silt Loam
50
20
100
45
68
90
110
Clay Loam
15
40
45
75
90
7. 6. Residu Tanaman % Erosi Tanah, Penggunaan Air, dan Insulasi
 Penambahan residu tanaman (dan/mulsa) pada atau di dekat permukaan tanah
dapat mengurangi erosi tanah  Pengelolaan mulsa (= mulch tillage)  sering
diapli-kasikan pada hamparan pasiran dimana angin dan air merupakan penyebab
erosi ekstensif.
 Mulsa sebagai insulator, menahan gerakan panas antara atmosfer dan tanah:
o
Pada musim panas menguntungkan perakaran tanaman, tetapi di
daerah dingin melambatkan pemanasan tanah pada musim semi.
DASAR-DASAR ILMU TANAH
Di daerah dingin, residu tanaman di permukaan tanah dikurangi (tapi
o
cukup untuk mengontrol erosi), me-nyebabkan kecepatan pemanasan pada
musim semi, maksimum.
 Apapun masalahnya, baik erosi atau temperatur tanah, yang paling serius harus
ditanggulangi lebih dulu, tetapi tidak ada yang diabaikan.
7. 7. Ekses Residu Tanaman
 Pembakaran residu tanaman merupakan praktik yang umum, tetapi sebenarnya
bukan merupakan solusi yang diharapkan. Pembakaran residu tanaman merugikan
karena:
o
Mengurangi BO yang melindungi tanah dari erosi,
o
Abu yang mengandung nutrisi tanaman potensial dapat hilang karena
erosi angin atau air,
o
Kebanyakan nutrisi di abu dalam bentuk mudah larut dan mudah tercuci
melalui tanah, dan
o
BO yang dekomposisinya menghasilkan gums untuk menyemen tanah
ke dalam agregat, hilang terbakar.
Pengaruh BO pada Sifat Tanah
 Efeknya terhadap warna tanah  coklat – hitam.
 Pengaruhnya pada sifat fisik tanah:
o
Meningkatkan granulasi
o
Mengurangi plastisitas, kohesi, dll
o
Menigkatkan kapasitas menahan air
 Memiliki KTK yang tinggi:
o
20-30 x lebih besar daripada koloid mineral (berdasar-kan berat),
o
menyumbang 30-90% daya absorpsi tanah mineral.
 Suplai dan ketersediaan Hara:
o
Adanya kation yang mudah diganti,
o
N, P, S, dan hara mikro diikat/ditahan dalam bentuk organik,
o
Humus melepaskan elemen dari mineral-mineral.
DASAR-DASAR ILMU TANAH
Rasio C/N
 C merupakan komponen BO yang relatif dalam jumlah besar dan proporsi
tertentu. Sedangkan N merupakan hara yang konsentrasinya sering mengontrol
kecepatan dekomposisi BO (karena N digunakan untuk membentuk protein dalam
populasi bakteri dan fungi).
 Kandungan N dalam mikro-organisme dan BO dinyatakan dalam proporsinya
terhadap kandungan C, dan disebut nisbah C/N.
 Kenyataan bahwa C/N rasio tanah cukup konstan (10:1 - 12:1, tapi kisarannya
mulai 8:1 s.d 15:1), memberikan arti penting dalam mengontrol:
o
Ketersediaan N,
o
Total BO, dan kecepatan perobakan organik,
o
Pengembangan model pengelolaan tanah yang me-nyeluruh .
 C/N BO tanah penting untuk dua alasan utama yaitu:
Kompetisi antara mikro-organisme terhadap keterse-diaan N akibat
o
penambahan residu dengan nisbah C/N tinggi ke dalam tanah; dan
Karena rasio ini relatif konstan dalam tanah, pemeliharaan C -dan juga
o
BO tanah- sangat bergantung pada kandungan N tanah.
 Beberapa contoh nisbah C/N BO.
BO
Bakteria
Fungi
Humus tanah terolah di daerah hangat
Legume mature (alfalfa atau clover)
Sampah hutan
Jerami, batang jagung
Serbuk gergaji
Nisbah C/N
4:1; 5:1
9:1
11:1
20:1
30:1
90:1
250:1
 Banyaknya mikro-organisme terbatas jika N tersedia tidak mencukupi. Bakteria
membutuhkan 1 kg N untuk setiap 4-5 kg C  pengguna N yang berat.
 Jika jerami dengan C/N 90:1 ditambahkan ke dalam tanah dengan N rendah,
banyaknya bakteria akan me-ningkat lambat karena keterbatasan N. Jerami akan
terdekompos lambat karena rendahnya hara makanan untuk mikro-organisme
perombak.
 Proses perombakan ini dapat dipercepat dengan menambahkan pupuk N untuk
mensuplai kebutuhan mikroorganisme dan kebutuhan tanaman.
DASAR-DASAR ILMU TANAH
 Pada kondisi BO dengan C/N tinggi di tambahkan ke dalam tanah  merugikan
tanamantanaman akan kahat N, karena mikroorganisme menggunaan N dari
tanah untuk menyusun tubuhnya.
DASAR-DASAR ILMU TANAH
 Akibat dekomposisi:
o
Bahan terdekompos cepat  hilang,
o
Bahan yang terdekompos lambat  tinggal
 Jika sebagian bakteri dan fungi mati  tubuhnya memiliki kandungan N tinggi
 didekompos oleh mikro-organisme lain menghasilkan CO2 dan N kedalam larutan tanah. N yang dibebaskan ini tersedia untuk pertumbuhan tanaman.
 Perubahan C/N berkorelasi dengan:
o
Curah hujan
o
Suhu
o
C/N dalam jasad sendiri.
 Jika pupuk hijau (C/N 20/1-30/1) dan pupuk kandang (C/N 90/1) ditambahkan
ke dalam tanah, maka terjadi:
o
Penurunan C/N tumbuhan dan pupuk kandang,
o
Penyesuaian C/N organisme (C/N meningkat),
o
Pengambilan N dari dalam tanah (immobilisasi)  N digunakan
mikrobia,
o
Terjadi persaingan antara N tanaman dan mikrobia  tanaman layu.
DASAR-DASAR ILMU TANAH
 Sebaliknya, jika nitrifikasi baik  C/N rendah
 Pada saat immobilisasi terjadi sampai humifikasi selesai  NO3 rendah,
 Setelah N tidak di-imobilisasi  NO3 tinggi  C/N rendah.
DASAR-DASAR ILMU TANAH
VIII. PUPUK DAN PEMUPUKAN
8. 1. Pendahuluan
 Walaupun penggunaan kotoran hewan (sebagai pupuk kandang) pada lahan
pertanian merupakan praktik yang sudah umum dilaksanakan, garam-garam
mineral sudah digunakan secara sistematik dan meluas untuk meningkatkan
pertumbuhan tanaman, lebih dari 100 tahun.
 Sekarang sudah merupakan kebutuhan ekonomik pada hampir semua lahan.
 Semua garam anorganik, seperti amonium-nitrat, ataupun senyawa/substansi
organik, seperti lumpur-manure (sewage sludge), yang dibeli dan diaplikasikan
pada lahan untuk meningkatkan pertumbuhan tanaman, dianggap sebagai pupuk
komersiil.
 Terdapat 14 elemen nutrisi esensiil, yang diperoleh oleh tanaman dari tanah.
Dua diantaranya, Mg dan Ca,diaplikasikan sebagai kapur. Meski umumnya tidak
dianggap sebagai pupuk, kapur memberikan efek nutrisi yang nyata.
 Belerang terdapat pada beberapa pupuk komersiil, dan pengaruhnya dianggap
penting, khususnya di daerah tertentu.
 Hal itu menyisakan 3 elemen selain hara mikro, -N, P, dan K. Dan karena
ketiganya sangat umum diaplikasikan dalam pupuk komersiil, mereka sering diacu
sebagai elemen-elemen pupuk.
8. 2. Tiga Grup Pupuk
1. Pupuk Pembawa N
a. Kelompok Organik-N
 Termasuk biji kapas, guano, kotoran ikan, gambut beramonia, dan kotoran
ternak, dll.,
 Kandungan N rendah,
 Perlu biaya tinggi per unit N yang diaplikasikan,
 mensuplai < 2% dari total N yang diberikan sebagai pupuk komersiil,
 beberapa digunakan sebagai pupuk khusus untuk rumput halaman, kebun
bunga, dan tanaman pot,
 N dilepas secara lambat (sedikit demi sedikit) oleh aksi mikrobiologi,
 Membantu menyediakan suplai N kontinyu,
DASAR-DASAR ILMU TANAH
b. Kelompok Anorganik-N
 Banyak pembawa anorganik digunakan untuk mensuplai N dalam pupuk
campur (mixed fertilizers),
 Kisaran kandungan N, dari 3% dalam superfosfat beramonia s.d. 82% dalam
Anhydrous ammonia, (lihat Tabel 18.1),
 Proses sintesis pupuk N membutuhkan energi sangat tinggi, > 80% dari energi
yang dibutuhkan untuk memproduksi pupuk.
Amonia
 Mungkin merupakan proses sintetik terpenting, yaitu gas amonia dibentuk dari
elemen H dan N.
o
N2 + 3 H2  2 NH3
o
Proses tsb membutuhkan temperatur dan tekanan tinggi, serta energi
yang banyak,
o
H berasal dari gas alam, dan N berasal dari atmosfer,
o
Reaksi tsb menghasilkan senyawa (dalam Tabel 18.1) dengan harga unit
N paling murah.
DASAR-DASAR ILMU TANAH
 Amonia digunakan dalam pembentukan senyawa sintetik lainnya, paling tidak
dalam 3 cara:
o
Pertama,
dicairkan
dibawah
tekanan,
menghasilkan
anhydrous
ammonia, yang sebagian besar digunakan sebagai bahan untuk penggunaan
langsung,
o
Kedua, gas amonia, dilarutkan dalam air menghasilkan NH4OH, yang
sering digunakan tersendiri (amonia cair), tetapi lebih sering digunakan sebagai
solven pembawa N, seperti Urea,  kini,banyak digunakan,
o
Ketiga, penggunaan gas amonia dalam pembuatan pupuk N anorganik
lainnya.
 Amonium Sulfat:
o
N-nya lebih mahal dari bentuk cairnya dan urea,
o
digunakan pada tanah yang di kapur, karena pengaruh keasaman dari
residunya.
 Na- dan NH4-Nitrat:
o
Oksidasi amonia  asam nitrat, digunakan untuk pembuatan NH4- dan
Na- Nitrat,
DASAR-DASAR ILMU TANAH
o
Biaya per unit N dari Na- Nitrat cukup mahal,  dianggap sebagai
sumber N yang minor.

Urea:
o
Dalam tanah mudah terhidrolisis membentuk (NH4)2CO3:
CO(NH2)2 + H2O  (NH4)2CO3 , yang ideal untuk nitrifikasi. Khususnya jika
terdapat banyak basa-basa dapat ditukar,
o
Produk akhirnya dalam bentuk ion NH4+ dan NO3- untuk diserap
tanaman,
o
(NH4)2CO3 tidak stabil pada pH > 7, melepas gas amonia ke atmosfer,
o
Konsekuensinya lebih baik meberikan urea ke dalam tanah daripada
memberikannya pada permukaan tanah, khususnya bila tanahnya alkalin.
 Amonium-Fosfat:
o
Merupakan pupuk pembawa N dan P yang paling penting,
o
Dibuat dari asam fosfat dan amonia (Fig. 18.2.),

Pembawa N-sintetik lainnya:
o
Nitrofosfat, dibuat dengan pengasaman (acidulating) batuan fosfat
dengan nitrat.
 Pembawa N Melepas-lambat:
o
Pupuk N yang ketersediaanya terlalu siap kurang meng-untungkan,
karena menjadi tidak tersedia untuk waktu yang lama,
DASAR-DASAR ILMU TANAH
o
Dibuat bahan yang memenuhi persyaratan melepas N-lambat:
 Kompleks urea-formaldehid (ureaform),
 Crotonylidene diurea (CDU),
 Isobutylidene urea (IBDU),
 Mg-NH4-fosfat juga merupakan sumber N melepas lambat,
 Kecepatan melepas N, bergantung terutama pada ukuran partikelnya,
 Kesulitannya, adalah biayanya mahal.
 Lapisan bahan-bahan lilin, parafin, resin acrylic, dan elemen S
merupakan bahan yang melambatkan kelarutannya dan melindungi dari
“serangan” mikrobia,  mekanismenya dengan melambatkan masuknya
kelembaban kedalam granul, dan menahan keluarnya larutan N.
DASAR-DASAR ILMU TANAH
 Penghambat Nitrifikasi,
o
Banyak dikembangkan bahan-bahan/senyawa yang mampu menahan
proses nitrifikasi,
o
Fungsinya adalah mempertahankan N dalam bentuk NH4 sehingga
melambatkan kemungkinan hilangnya N oleh pencucian dan denitrifikasi,
o
Bahan/senyawa tsb dicampur dengan pupuk N, atau diaplikasi sebagai
pelapis permukaan pada pelet.
2. Bahan Pupuk Fosfatik
 Sumber utamanya adalah batuan fosfat. Komponen esensiilnya adalah mineral
apatit, Ca3(PO4)2•CaX, dimana X mungkin F, OH, Cl, dll.,
 Klasifikasi pupuk Fosfat:
o
Larut dalam air, -Ca(H2PO4)2; NH4H2PO4; K-fosfat
o
Larut dalam sitrat, - CaHPO4,
o
Tidak larut, -batuan fosfat, Ca3(PO4)2•CaX (tak tersedia).
 Pupuk fosforus dicirikan dengan kandungan ketersediaan fosfat yang
dinyatakan dalam %-P2O5 bukan elemen P,
DASAR-DASAR ILMU TANAH
 Superfosfat:
o
Kualitas yang biasa mengandung 16-21% P2O5, dibuat dari batuan fosfat
dengan H2SO4 dalam jumlah yang sesuai,
o
Reaksi yang terjadi dalam proses pembuatannya,
Ca3(PO4)2 + 2H2SO4  Ca(H2PO4)2 + 2CaSO4 + bahan
(insoluble)
(water soluble)
tak murni
o
Juga sering terbentuk CaHPO4 (asam fosfat larut dalam sitrat), karena
banyaknya asam yang ditambahkan tidak mampu menyelesaikan reaksi,
 Triple superfosfat:
DASAR-DASAR ILMU TANAH
o
Mengandung 40-47% P2O5 tersedia (17-21% P). lebih banyak P dan
tanpa gypsum dibandingkan dengan superfosfat biasa,
o
Dibuat dari sintesis batuan fosfat berkualitas tinggi de-ngan asam fosfat,
Ca3(PO4)2 + 4H3PO4  3 Ca(H2PO4)2 + bahan tak murni
(insoluble)
(water soluble)
 Amonium Fosfat:
o
Paling banyak digunakan di USA,
o Diamonium fosfat mengandung s.d. 21% N dan 53% P2O5 (23% P),
o
Diamonium fosfat dibuat dengan mereaksikan asam fosfat (dari batuan fosfat)
dengan amonia:
Ca3(PO4)2 + H2SO4  H3PO4 + 3 CaSO4
H3PO4 + 2NH3  (NH4)2HPO4
o Bahan lain yang mengandung amonium fosfat adalah ammophos, terutama
monoammonium fosfat (11% N, dan 48% fosfat), dan superfosfat beramonia
(3-4% N dan 16-18% fosfat).
 Batuan Fosfat:
o
Harus digerus halus karena sifat ketidak-larutannya,
o
Ketersediaannya sangat meningkat dengan adanya Bo yang
melapuk,urutan kerterlarutan senyawa fosfat adalah:
Amonium fosfat dan superfosfat, basic slag, tulang, dan batuan fosfat,
o
Batuan fosfat yang halus sangat efektif bila ditambahkan pada
tanah asam dan tanah yang kaya BO,
o
Karena kelarutannya yang rendah, selalu digunakan sebagai
sumber pembuatan senyawa-senyawa lain yang mudah larut.
 Fosfat Analisis-tinggi (High-Ananlysis Phosphate):
o
Terdapat
dua
pupuk
fosfat
analisis-tinggi,
Ca-metafosfat
[Ca(PO3)2] denga 62-63% P2O5 tersedia, dan asam-superfosfat, denga 76%
P2O5
o
[Ca(PO3)2] sering disebut meta-fos,
dibuat dari batuan fosfat
atau batuan kapur dicampur dengan fosforus pentaoksida,
DASAR-DASAR ILMU TANAH
o
biaya
produksinya
sangat
tinggi,

mungkin
tidak
dikomersiailkan,
o
Asam-superfosfat, produk sintetik baru dan merupakan bahan
dengan kandungan P2O5 tertinggi.
Dibuat dari campuran dari orthofosfat,
pyrofosfat, dan asam poly-fosforic lainnya. Senyawa cair ini digunakan untuk
membuat pupuk campur cair, atau membuat superfosfat analisis-tinggi (54%
P2O5)
 Nitro-fosfat:
o
Merupakan suatu proses penting dalam pembuatan pupuk yang
menggunakan asam nitrat, bukan asam sulfat atau asam fosfat untuk
menambah kelarutan batuan fosfat,
o
Produk dari proses ini disebut nitrofosfat, rekasinya:
Ca3(PO4)2 + 4 H2NO3  Ca(H2PO4)2 + 2 (CaNO3)2
Ca3(PO4)2 + 6 HNO3  2 H3PO4 + 3 Ca(NO3)2
o
Ca(NO3)2 selanjutnya dirubah menjadi NH4NO3 dengan interaksi
dengan amonia dan CO2:
Ca(NO3)2 + 2 NH3 CO2 + H2O  2 NH4NO3 + CaCO3
3. Pupuk Kalium
DASAR-DASAR ILMU TANAH
 K diperoleh terutama dengan menambang dibawah hamparan garam,
 Semua garam K yang digunakan sebagai pupuk adalah larut dalam air, dan
karenanya di anggap sebagai pupuk yang siap tersedia,
 Tidak seperti halnya garam-garam N, pupuk K walaupun digunakan dalam
jumlah besar, memberikan sedikit atau tanpa pengaruh pada pH tanah.
 K-Mg sulfat, walaupun rendah kandungan K-nya, digunakan untuk daerahdaerah dengan Mg-rendah. Karena ketersediaan Mg dalam material ini; tampak
lebih diharapkan sebagai sumber Mg daripada salah satu dari batuan kapur
(Dolomitik atau Dolomite).
4. Pupuk Campur(an)
 Telah lama petani menggunakan bahan yang mengan-dung lebih dari dua
elemen, dan umumnya mengandung ketiganya dalam perbandingan jumlah yang
diharapkan untuk memenuhi kebutuhan elemen hara,
 Larutan amonia, TSP, K-nitrat, dan pupuk organik mungkin diberikan jika
pemupukan lengkap diharapkan.
5. Pengaruh Pemupukan Campur pada pH Tanah
 Pupuk pembentuk asam:
o Pupuk yang lengkap cenderung membentuk residu asam dalam tanah.
Ini
karena efek dari bahan pembawa N yang mensuplai amonia, atau membentuk
amonia saat diberikan ke tanah  nitrifikasi.
o
Oksidasi senyawa amonium meningkatkan keasaman:
NH4+ +2 O2  2 H+ + NO3- + H2O
o
Urea yang terhidrolisis juga akan melepaskan amonium, yang potensial sebagai
sumber keasaman,
o
Pupuk P dan K memiliki sedikit pengaruh pada keasaman tanah kecuali jika
mengandung N,
o Perlu diketahui bahwa beberapa bahan mengandung elemen ditambahkan
untuk meningkatkan keasaman tanah, misalnya S dalam Fe- atau Al- SO4.
 Pupuk bukan pembentuk asam:
o
Penambahan batuan kapur dolomit dalam pupuk N pembentuk asam, sebagai
campuran.
DASAR-DASAR ILMU TANAH
Tetapi, secara ekonomi lebih disukai untuk menggunakan pupuk pembentuk keasaman
terpisah de-ngan penggunaan kapur dalam jumlah banyak.
6. Metod Pengaplikasian Pupuk Padat
 Disebar secara random  padang/taman rumput
 Dibenam dengan kedalaman dan jarak tertentu:
o
diantara baris tanaman, atau di antara gulutan/bukit tanah,
o
di sekitar individu tanaman.
o
DASAR-DASAR ILMU TANAH
7. Aplikasi Pupuk Cair
 Aplikasi langsung ke tanah, menggunakan alat tertentu,
 Aplikasi dalam air irigasi,
 Disemprotkan melalui daun.
8. Faktor-faktor yang mempengaruhi macam dan jumlah aplikasi pupuk
 Macam tanamannya:
o
Nilai ekonominya
o
Penghilangan hara
o
Kemampuan penyerapan
 Kondisi kimia tanah berkaitan dengan:
o
Total kandungan hara
o
Kandungan hara tersedia
 Status fisik tanah berkaitan dengan:efek tak langsung
o
Kandungan lengas tanah
o
Penghawaan (aerasi)
B.3 Pengelolaan Pupuk & Upaya Meningkatkan Efisiensinya
DASAR-DASAR ILMU TANAH
1. Konsep Pemupukan Berimbang

Pelandaian produktivitas dapat disebakan oleh kemundur-an kesehatan
tanah baik fisik, kimia, maupun biologi akibat pengelolaan yang kurang tepat.

Penggenangan
lahan
terus-menerus
(penanaman
padi
intensif)
menyebabkan beberapa unsur hara kurang tersedia (K, S, Cu, dan Zn),
menimbulkan gejala kekahatan hara dan gangguan fisiologi, tanaman rentan
hama/penyakit dan efisiensi pupuk menurun.

Upaya untuk mengatasi gejala tsb adalah dengan perbaik-an kesehatan
tanah melalui perbaikan pengelolaan dan tata air diantaranya rotasi tanaman
dengan palawija.

Rotasi tanaman bertujuan untuk memberi aerasi tanah, membuang
sulfida-sulfida, besi dan mangan berlebihan, serta asam-asam organik yang bersifat
meracun bagi tanaman.

Konsep pemupukan berimbang seharusnya diartikan sebagai pemberian
pupuk/hara sesuai kebutuhan tanaman baik jumlah maupun jenisnya, pada waktu
dan cara yang tepat, yang didasarkan pada sifat tanah, status hara tanah dan
kemampuan tanah menyediakan hara, serta cara pengelolaan yang tepat yang
memungkinkan serapan hara secara optimal tanpa merusak sumber daya tanah.
2. Pengelolaan Hara Terpadu
 Tanah merupakan system hidup yang mampu mengolah pupuk anorganik yang
diberikan menjadi bentuk tersedia atau tidak tersedia bagi tanaman,
 Kunci proses tsb adalah BO tanah yang berperanan sebagai penyangga biologi,
kimia, dan fisika tanah yang mampu menyediakan hara untuk tanaman dalam
jumlah berimbang,
 BO memegang peranan penting dalam mempertahankan produktivitas tanah
secara berkelanjutan.
  Pengelolaan hara terpadu terdiri dari pupuk anorganik dan pupuk organik
apapun sumbernya disertai dengan pengelolaan tanah dan tata air (missal:
pengolahan dalam, drainase, rotasi tanaman) pada suatu lahan, merupakan kunci
utama untuk menghilangkan pelandaian produktivitas dan mencapai produksitinggi
berkelanjutan.
 Pupuk anorganik diberikan dengan jenis, takaran, cara, dan waktu yang tepat,
sesuai kebutuhan tanaman berdasarkan uji tanah (dan tanaman).
DASAR-DASAR ILMU TANAH
(Fertilzer Annex)
DASAR-DASAR ILMU TANAH
IX. PENCEMARAN TANAH
9. 1. Pendahuluan
Secara ringkas pencemaran tanah dapat dicirikan sebagai tidak berfungsinya
tanah sebagai komponen lingkungan yang disebabkan oleh masuknya senyawasenyawa asing yang dihasilkan karena aktivitas manusia. Pencemaran dapat terjadi
misalnya dari pembuangan limbah rumah tangga, limbah industri, penggunaan bahan
pupuk buatan dan pestisida secara berlebihan.
Untuk menjaga ekosistem tanah sebagai akibat pencemaran, perlu diketahui
suatu pengertian umum mengenai senyawa pencemar, perangainya dalam tanah, caracara mengendalikannya, cara menghancurkan atau menghilangkan sifat keaktivannya,
dan sebagainya.
9. 2. Bahan-Bahan Pencemar
Terjadinya pencemaran yang banyak terdapat di sekitar kita dan sangat
mempengaruhi
ekologi
tanah,
berdasarkan
jenis
bahan
pencemarnya,
dapat
dikelompokkan sebagai berikut:
1. Bahan pestisida yang sebagian besar dipakai dalam usaha pertanian dan
semuanya mencapai tanah;
2. Bahan pencemar anorganik seperti Hg, Cd, dan Pb yang ditemukan dalam
tingkat beracun dalam rantai bahan pangan;
3. Bahan pencemar organik, seperti yang dihasilkan dari kandang ternak dan
industri makanan;
4. Bahan pencemar garam;
5. Bahan pencemar radionuklida.
1. Bahan Pestisida
Penggunaan pestisida telah lama dikenal, misalnya orang-orang Yunani pada
tahun ±400 SM telah me nggunakan serbuk belerang untuk mengendalikan suatu
penyakit tanaman. Penggunaan bubur Bordeaux (campuran kapur dan CuSO4), larutan
senyawa arsenik, dan sebagainya telah digunakan hampir satu abad yang lalu.
Dengan majunya teknologi kimia, pada tahun 1939 diketemukan DDT sebagai
pemberantas serangga (insektisida) dan tahun 1942 diketemukan 2,4 D yang
mematikan gulma dan penemuan ini merupakan awal dari revolusi kimia di bidang
pertanian dan semenjak itu telah dibuat bahan pestisida secara besar-besaran di
DASAR-DASAR ILMU TANAH
negara-negara maju. Pada tahun 1970 lebih dari 500 juta kg pestisida digunakan di
Amerika dan kurang lebih 50% digunakan dalam bidang pertanian.
Telah dibuat
sekitar 900 macam senyawa kimia sebagai bahan pokok untuk pembuatan pestisida
dan dari bahan pokok tersebut telah dibuat 60.000 macam ramuan untuk
mengendalikan hama.
9. 3. Keuntungan Bahan Pestisida
1. Tertolongnya berjuta-juta manusia dari demam kuning, malaria, dan penyakit
lain yang disebabkan oleh insektisida.
2. Terlindungnya tanaman dan ternak dari gangguan berbagai macam hama.
3. Pengendalian gulma secara kimia, merupakan cara pemberantasan gulma yang
biasanya dilakukan secara mekanis dengan tenaga manusia.
4. Melindungi bahan pangan selama perjalanan dari tempat dihasilkan melalui
proses penyiapan. Pemasaran, sampai akhirnya di meja makan.
9. 4. Problem dan Bahaya Pemakaian Pestisida
Ada 4 problem utama:
1. Pemakaian pestisida yang terus menerus menyebabkan beberapa organisme
hama, terutama serangga mempunyai kemampuan menjadi kebal terhadap bahan
kimia.
2. Beberapa pestisida tidak segera dapat dihancurkan secara biologik, dan
cenderung untuk tetap aktif dalam waktu yang lama. Hal demikian bila ditinjau
dari segi pemberantasan hama bersifat menguntungkan, tapi di sisi lain bersifat
merugikan karena kemungkinan akan turut bergerak dengan rantai lingkungan.
3. Kemungkinan terjadinya efek merusak/mematikan terhadap organisme yang
bukan tujuannya.
4. Kemungkinan terjadinya penimbunan dalam tubuh organisme dan dengan jalan
ini akan membahayakan rantai makanan.
9. 5. Macam Pestisida
Pestisida pada umumnya diklasifikasikan berdasarkan kelompok pengganggu yang
dituju, yaitu:
1. Insektisida: untuk membunuh serangga;
2. Fungisida: untuk membunuh fungi;
3. Herbisida: untuk membunuh herba;
4. Rodentisida: untuk membunuh tikus;
DASAR-DASAR ILMU TANAH
5. Nematosida: untuk membunuh cacaing.
Yang banyak dipakai dalam pertanian adalah pestisida no.1 s/d 3 dan oleh karena
itu sering mencemari tanah.
9. 6. Perangai Pestisida dalam Tanah
Setelah pestisida masuk ke dalam tanah, ada 5 kemungkinan yang terjadi pada
pestisida tersebut, yaitu:
1. Bahan itu dapat hilang dan menguap ke atmosfer, tanpa mengalami perubahan
kimia, contoh: DDT, dieldrin, aldrin, diazinon, paration, dsb.
2. Bahan itu dapat diserap oleh tanah, umumnya merupakan senyawa yang
mempunyai gugusan: -OH, NH2, NHR, COONH2, -COOHR, dan R3N+.
3. Bahan itu dapat bergerak ke bawah melalui tanah, dalam bentuk cairan atau
larutan dan hilang bersama air cucian.
4. Bahan itu dapat bereaksi secara kimia di dalam atau pada permukaan partikel
tanah.
5. Bahan itu dapat dihancurkan oleh mikrobia tertentu.
9. 7. Pengaruh Pestisida terhadap Jasad Tanah
Walaupun tujuan pestisida adalah untuk membunuh suatu organisme tanah
tertentu tapi kenyataanya pestisida tersebut akan membunuh organisme-organisme
tanah lainnya.
Hal demikian menyebabkan terjadinya kegoncangan keseimbangan
ekologi dalam tanah.
Dari mikrobia tanah, berdasarkan pengamatan yang telah
dilakukan oleh para ahli, tampaknya nematoda, bakteri dan fungi yang paling banyak
terkena.
9. 8. Pencemaran oleh Senyawa Anorganik
Akhir-akhir ini perhatian banyak ditujukan kepada pencemaran yang disebabkan oleh senyawasenyawa anorganik, yaitu senyawa-senyawa yang mengandung Hg, Cd, Pb, As, Ni, Cu, Zn, Mn, F, dan B.
Bahan-bahan tersebut sangat beracun bagi manusia dan binatang.
Cd dan As: sangat beracun;
Hg, Pb, Ni, F: tingkat keracunannya sedang;
B, Cu, Mn, dan Zn: tingkat keracunannya rendah.
9. 9. Menghindari dan Menghilangkan Pencemaran Senyawa Anorganik
Ada dua cara:
1. Menghilangkan atau secara drastis menurunkan penambahan bahan beracun ke
dalam tanah (misalkan dengan dibuatnya peraturan-peraturan)
DASAR-DASAR ILMU TANAH
2. Mengelola tanah dan tanaman sedemikian rupa hingga peredaran bahan-bahan
beracun untuk selanjutnya dapat dihindarkan (misalnya menurunkan sifat mobil
unsure-unsur beracun dengan pemberian kapur atau tanah dikeringkan hingga
terbentuk oksida-oksidanya).
Kegunaan beberapa Unsur dan Sumber Pencemarnya
Bahan
Kegunaan utama:
Sumber Pencemar
As
Obat-obatan, pestisida, cat
Pestisida
B
Detergen, gelas, pupuk, bahan additif
pada bensin
Campuran logam
Pembakaran bensin, air
irigasi
Kotoran pupuk
Kawat listrik, uang logam, pipa,
campuran logam
Bahan sprayer, pupuk, pestisida
Buangan pabrik, bahanbahan fungisida
Pupuk, pestisida, pencemar
udara
Pembakaran bensin
bertimah, pestisida
Bocoran tambang,
pembuangan baterai
Fungisida, penguapan Hg
Cd
Cu
F
Pb
Mn
Hg
Ni
Zn
Additif pada bensin, baterai
akkumulator
Ferromangan, batu baterai, pupuk
Bahan untuk penutup lubang gigi, obatobatan, lampu fluorescence
Baja tak berkarat, campuran logam,
additif pada bensin
Campuran logam, logam kuningan, cat,
kosmetik
Pupuk, pembakaran bensin
Buangan industri, pupuk,
pestisida
Sumber Bahan Pencemar Anorganik
Pembakaran batu bara dan bensin beradditif  pencemaran Pb
Penggunaan detergen dan pupuk  pencemaran B
Pupuk superfosfat pencemaran Cd, Cu, Mn, Ni, dan Zn
Penggunaan bahan-bahan insektisida untuk kapas, tembakau, buah-buahan
 pencemaran As
DASAR-DASAR ILMU TANAH
Siklus Logam Berat
masuk ke dalam tanah
tercuci dalam air tanah
diserap tumbuh-tumbuhan
masuk ke sungai
dimakan binatang (herbivor)
dimakan ikan
Dimakan manusia
(terjadi penimbunan)
9. 10. Perangai Bahan Pencemar Anorganik
Zn, Cu, Mn, dan Ni
Reaksi unsur-unsur tersebut dipengaruhih oleh pH, kadar bahan organic, dan
redoks tanah.
Pada pH 6,5 atau lebih cenderung lambat tersedia bagi tanaman
terutama bila dalam bentuk bervalensi tinggi.
Cd
Sifat racun unsure Cd baru diketahui beberapa tahun yang lalu.
Perangai unsure Cd dalam tanah dan dalam bahan makanan belum banyak diketahui.
Hg
Hg yang mudah tersedia adalah yang bervalensi dua, yaitu Hg++. Mula-mula Hg
dalam bentuk anorganik yamg sukar larut dan tak tersedia bagi organisme, kemudian
berubah menjadi bentuk organic yang mudah diasimilasikan.
Hg++ oleh mikrobia
diubah menjadi ion methyl merkuri yang kemudian berubah menjadi dimethyl merkuri.
Hg++ CH3Hg+ dapat berlangsung dalam suasana aerobik
CH3Hg+  CH3HgCH3,
maupun anaerobic.
DASAR-DASAR ILMU TANAH
Methyl air raksa dapat tertimbun dalam tubuh ikan melalui makanan ikan dan
dapat mencapai tingkat racun bagi manusia.
Pb
Pada saat ini ada kekhawatiran makin meningkatnya Pb di udara yang
dihasilkan dari pembakaran bensin.
Pb dalam tanah sebagian besar tidak tersedia bagi tanaman, dan bila ada
pencemaran Pb pada tanaman pangan biasanya berasal dari atmosfer.
Senyawa Pb sebagian besar sukar larut dalam air, terutama bila tanah tidak terlalu masam.
Diketemukannya Pb pada lapisan permukaan tanah, menunjukkan suatu bukti
tidak adanya pergerakan ke bawah.
Ketersediaan Pb dalam tanah dapat dikurangi dengan pengapuran.
As
Pemberian pestisida As yang cukup berat selama bertahun-tahun telah
menyebabkan terjadinya penimbunan dan bersifat racun. As bersifat seperti P, dan
dikenal senyawa oksidanya yaitu arsenat AsO43-.
Oleh karena itu sebagian besar
arsenat yang ditambahkan ke dalam tanah, relatif tidak tersedia bagi tanaman. Pada
suasana sedikit masam arsenat diikat oleh Al dan oksidasi hidrous besi.
Al+++
+ H2AsO4
 2H+ + Al(OH)2H2AsO4
Fe(OH)3 + H2AsO4 
Fe(OH)2H2AsO4 + OH-
Pemakaian pestisida As yang terus menerus dalam jangka panjang dapat
menimbulkan keracunan pada beberapa tanaman yang peka seperti kentang, jagung
manis, kacang-kacangan, dsb.
Keracunan As dapat ditekan dengan menambah garam-garam Zn, Fe dan Alsulfat ke dalam tanah. Hal ini mungkin karena terbentuknya senyawa arsenat dari Zn,
Fe, dan Al yang sukar larut.
Boron (B)
Pencemaran boron dalam tanah dapat terjadi karena air irigasi kaya unsure
boron atau karena pemberian pupuk yang berlebihan. Boron agak kurang larut dalam
tanah dan sifat racunnya dapat tercuci pada tanah berpasir dan bersifat masam.
Keracunan boron bersifat setempat.
Fluor (F)
DASAR-DASAR ILMU TANAH
Keracunan fluor bersifat setempat. Senyawa fluorida banyak dibentuk dari hasil
iindustri. Fluorida yang terbentuk dalam tanah sangat tidak larut, dan kelarutannya
menurun bila tanah mengandung cukup kapur.
9. 11. Pencemaran oleh Senyawa Organik
Menurut sumbernya pencemaran senyawa organik dapat terjadi karena:
1. Penimbunan sampah organik dari rumah tangga, pasar, industri makanan,
pengolahan bahan pangan dan serat.
2. Sampah ternak, berupa kotoran ternak dan urine.
Dari tempat pemeliharaan ternak, dengan adanya air hujan, akan terangkut
bahan organik yang dapat dihancurkan dan nitrat dalam jumlah yang banyak. Pada
musim
kemarau
biasanya
terjadi
pencemaran
udara
yang
disebabkan
oleh
pembentukan ammonia (NH3) dan gas-gas lainnya.
9. 12. Keuntungan dan Kerugian Sampah Organik
Keuntungan:
1. Memperbaiki sifat fisik, kimia dan biologi tanah;
2. Meningkatkan produksi tanaman;
3. Meningkatkan produktivitas tanah;
4. Melindungi tanah terhadap bahaya erosi.
Kerugian:
1. Karena kandungan haranya sangat rendah, bila sampah organik akan digunakan
sebagai pupuk akan dibutuhkan dalam volume yang besar;
2. Comberan kotoran ternak mempunyai kadar logam berat dan senyawa racun
anorganik yang cukup besar. Mempertahankan pH tinggi merupakan syarat agar
kemungkinan keracunan logam berat dapat dikurangi.
9. 13. Pembuangan Sampah Organik
Sampah kota dan rumah tangga sebagian besar terdiri dari bahan organik
berupa sisa-sisa sayuran, buah-buahan, daun-daunan, kertas dan bahan-bahan yang
sukar dihancurkan berupa plastik, gelas, logam, dsb.
Pembuangan sampah di Indonesia pada umumnya berupa penimbunan sampah
secara terbuka pada lubang-lubang bekas galian.
DASAR-DASAR ILMU TANAH
Bahan organik berupa sisa sayuran, buah-buahan dan daun-daunan dapat
mudah mengalami pelapukan dengan dibentuknya berbagai senyawa organik
sederhana dan senyawa-senyawa anorganik yang sebagian besar mudah larut dalam
air, hingga mudah mengalami pencucian. Pencucian dan aliran permukaan dari daerah
penimbunan sampah dapat mencemari air tanah. Bahan pencemarnya dapat berupa
larutan senyawa-senyawa organik dan anorganik, dan senyawa-senyawa logam berat
yang tadinya terdapat sebagai senyawa organik dari sampah.
Pembuangan sampah secara terbuka mempunyai keuntungan dan kerugian.
Keuntungan:
1. Pada tempat pembuangan sampah akan berkembang berbagai macam mikro
organisme penghancur sampah.
2. Senyawa-senyawa anorganik yang dibentuk dari perombakan sampah dapat
bereaksi dengan beberapa jenis mineral tanah atau akan diserap oleh koloid tanah.
Kerugian:
1. Sampah organik dalam jumlah besar dapat menyebabkan terjadinya keracunan
logam berat dan nitrat pada air tanah;
2. Sampah organik kaya nitrogen bila melapuk menghasilkan senyawa nitrat yang
cukup banyak yang dapat mencemari air tanah.
DASAR-DASAR ILMU TANAH
X. Konservasi Tanah dan Air
10. 1. Pendahuluan
Konservasi tanah adalah usaha-usaha untuk menjga agar tanah tetap produktif, atau
memperbaiki tanah yang rusak karena erosi dan/atau mengalami degradasi
kesuburannya, agar menjadi lebih produktif.
Konservasi air adalah usaha-usaha agar air dapat lebih banyak disimpan di dalam
tanah sehingga dapat digunakan seoptimal mungkin dan mengurangi terjadi-nya banjir
dan erosi.
10. 2. Erosi
Erosi merupakan suatu proses di mana tanah dihancurkan (detached) dan kemudian
dipindahkan oleh kekuatan air, angin, atau gravitasi.
Di Indonesia erosi yang
terpenting adalah yang disebabkan oleh air.
Erosi Geologi dan Erosi dipercepat
Erosi Geologi, adalah erosi yang berjalan sangat lambat, dimana jumlah tanah yang
tererosi sama dengan jumlah tanah yang terbentuk.
Erosi macam ini tidak
membahayakan karena terdapat keseimbangan antara tanah yang hilang tererosi dan
tanah baru yang terbentuk.
Erosi dipercepat, (accelerated erosion), adalah erosi yang berjalan relatif cepat, dimana
jumlah tanah yang tererosi jauh lebih besar daripada tanah baru yang terbentuk,
akibatnya tanah atas (top-soil) menjadi hilang.
Terjadinya erosi ini sebagai akibat
kegiatan manusia yang telah banyak melakukan perubahan terhadap lingkungan di
atas tanah, misalnya penggundulan hutan.
10. 3. Jenis erosi oleh air
1. Erosi Percikan (splash erosion)
Erosi percikan adalah erosi yang terjadi dalam bentuk percikan butir-butir tanah ke
tempat-tempat lain yang lebih rendah sebagai akibat adanya pukulan tetesan air
hujan yang jatuh ke permukaan tanah.
2. Erosi lembar (sheet erosion)
Erosi lembar adalah erosi yang terjadi secara merata di semua tempat, hingga
sepintas lalu erosi ini tak tampak, karena kehilangan lapisan-lapisan tanah seragam.
DASAR-DASAR ILMU TANAH
Erosi macam ini dapat berbahaya, karena baru disadari setelah seluruh top soil
tererosi.
3. Erosi Alur (rill erosion)
Erosi alur adalah erosi yang terjadi karena adanya genangan-genangan setempat di
suatu lereng, yang kemudian air dalam genangan tersebut mengalir hingga
terbentuk alur-alur bekas aliran air. Alur-alur tersebut dapat dihilangkan dengan
pengolahan tanah biasa.
4. Erosi gully (gully erosion)
Erosi ini merupakan lanjutan erosi alur, dimana alur-alur tersebut terus menerus
dikikis oleh aliran air, hingga menjadi lebih dalam dan lebih lebar seperti selokan
dengan aliran air yang lebih kuat.
5. Erosi Parit (channel erosion)
Erosi parit terjadi karena adanya pengikisan pada dinding atau dasar parit oleh
aliran air dalam parit, hingga dapat terjadi tebing di atas runtuh ke dasar parit atau
makin dalamnya dasar parit.
6. Longsor
Longsor adalah bergesernya suatu massa tanah yang besar dari suatu tempat ke
tempat yang lebih rendah, karena adanya lapisan yang licin dan kedap air di bawah
massa tanah yang bergeser tersebut.
Longsor termasuk juga peristiwa
erosi
karena disini juga terjadi perpindahan sejumlah massa tanah.
10. 4. Faktor-faktor yang mempengaruhi Erosi
Beberapa faktor penting yang mempengaruhi besarnya erosi oleh air adalah:
1.
curah hujan,
2.
sifat kepekaan tanah terhadap erosi,
3.
kemiringan dan panjangnya lereng,
4.
vegetasi,
5.
tindakan manusia.
1. Curah Hujan
Sifat hujan yang perlu diperhatikan adalah:
a. Intensitas hujan, menunjukkan banyaknya curah hujan per satuan waktu.
Umumnya dinyatakan dalam satuan mm/jam atau cm/jam.
DASAR-DASAR ILMU TANAH
b. Jumlah hujan, menunjukkan banyaknya air hujan selama terjadi hujan, dapat
dihitung selama satu bulan atau satu tahun, dsb.
c. Distribusi hujan, menunjukkan penyebaran waktu terjadi hujan.
Dari sifat-sifat tersebut, yang terpenting dalam mempengaruhi besarnya erosi adalah
intensitas hujan. Jumlah hujan rata-rata tahunan yang tinggi tidak akan menyebabkan
erosi yang berat apabila hujan terjadi merata, sedikit demi sedikit sepanjang tahun.
Sebaliknya, curah hujan rata-rata tahunan yang rendah mungkin dapat menyebabkan
erosi berat bila hujan terseut jatuh sangat deras meskipun hanya sebentar.
2. Kepekaan Tanah terhadap Erosi
Kepekaan tanah terhadap erosi dipengaruhi oleh beberapa faktor antara lain:
a. Tekstur tanah
Tekstur tanahyang paling peka terhadap erosi adalah debu dan pasir sangat halus.
Tekstur kasar seperti pasir dan tekstur halus seperti lempung, tahan terhadap
erosi.
b. Bentuk dan Kemantapan Struktur Tanah
Tanah yang mempunyai struktur membulat (granuler, gumpal membulat), tidak
mudah tererosi, karena mempunyai porositas yang tinggi, sehingga air mudah
meresap dan aliran permukaan kecil.
Demikian pula tanah dengan struktur
mantap, tidak mudah hancur oleh pukulan air hujan, hingga tahan terhadap erosi.
c. Daya Inflitrasi atau Permeabilitas Tanah
Tanah mempunyai daya inflitrasi yang besar air akan mudah meresap ke dalam
tanah, sehingga aliran permukaan kecil, dan akibatnya erosi yang terjadi juga kecil.
d. Kandungan Bahan Organik
Tanah-tanah yang cukup mengandung
bahan organik umumnya menyebabkan
struktur tanah menjadi mantap sehingga tahan terhadap erosi.
Tanah dengan
bahan organik yang rendah (kurang dari 2%), umumnya peka terhadap erosi.
3. Kemiringan dan Panjang Lereng
Erosi akan meningkat apabila lereng semakin panjang dan semakin curam. Lereng
yang semakin panjang menyebabkan volume air yang mengalir menjadi semakin
besar dan deras.
Lereng yang semakin curam, kecepatan aliran permukaan
semakin meningkat, sehingga kekuatan mengangkut meningkat pula.
DASAR-DASAR ILMU TANAH
4. Vegetasi
Pengaruh vegetasi terhadap erosi adalah:
a. Menghalangi air hujan agar tidak jatuh langsung di permukaan tanah, sehingga
kekuatan untuk menghancurkan tanah sangat dikurangi.
Makin rapat vegetasi
yang ada, makin efektif mencegah terjadinya erosi.
b. Menghambat aliran permukaan dan memperbanyak air inflitrasi.
c. Penyerapan air ke dalam tanah diperkuat oleh transpirasi (penguapan air) melalui
vegetasi.
5. Manusia
Kepekaan tanah terhadap erosi dapat diubah oleh manusia menjadi lebih baik atau
lebih buruk.
Pembuatan teras-teras pada tanah yang berlereng curam merupakan
pengaruh baik, karena dapat mengurangi erosi. Sebaliknya penggundulan hutan di
daerah-daerah pegunungan merupakan pengaruh manusia yang jelek karena dapat
menyebabkan erosi dan banjir.
Pendugaan Erosi
Besarnya erosi tanah secara kuantitatif dapat dihitung menggunakan suatu rumus yang
disebut Universal Soil Loss Equation (USLE) atau Persamaan Umum Hilangnya
Tanah.
Persamaan ini dikemukakan oleh Wischmeier dan Smith (1962) dan
digunakan untuk menduga besarnya erosi tanah-tanah di Amerika. Rumus tersebut
kemudian digunakan juga oleh beberapa negara termasuk Indonesia.
Rumus USLE adalah sbb:
A = R x K x L x S x C x P
A
= jumlah tanah yang hilang (tererosi) setiap tahun
ton/ha/tahun.
R = indeks daya erosi curah hujan.
K = indeks kepekaan tanah terhadap erosi (erodibilitas tanah).
L = panjang lereng dinyatakan dalam meter.
S = kemiringan lereng dinyatakan dalam persen (%).
C = faktor tanaman (vegetasi).
P = faktor usaha-usaha manusia dalam pencegahan erosi.
Indeks Daya Erosi Curah Hujan (R)
dinyatakan
dalam
DASAR-DASAR ILMU TANAH
Indeks Daya Erosi Curah Hujan (erosivitas hujan) dapat dihitung dari rata-rata daya
erosi curah hujan, yang diperoleh dari pengamatan intensitas hujan (I) dan intensitas
hujan selama 30 menit (I30), dengan menggunakan penakar hujan otomatik
(ombrometer), dimana banyaknya dan penambahan hujan setiap saat dicatat secara
otomatik dalam kertas plas (ombrograf).
Indeks Kepekaan Tanah terhadap Erosi (K)
Indeks kepekaan tanah terhadap erosi atau erodibilitas tanah (K) merupakan jumlah
tanah yang hilang rata-rata setiap tahun per satuan indeks daya erosi curah hujan ada
sebidang tanah tanpa tanaman (gundul), tanpa usaha pencegahan erosi, kemiringan
lereng 9% dan panjang 22 meter.
Faktor Lereng (LS)
Faktor LS merupakan rasio antara tanah yang hilang dari suatu petak dengan panjang
dan kecuraman lereng tertentu pada petak baku, yaitu tanah gundul, panjang lereng
22 meter, kecuraman (kemiringan) 9%, tanpa ada usaha pencegahan erosi.
Faktor Tanaman (C)
Merupakan rasio dari tanah yang hilang pada tanaman tertentu dengan tanah gundul.
Pada tanah gundul dan petak baku, nilai C ditetapkan = 1.
Usaha-usaha Pencegahan Erosi
Merupakan rasio antara tanah yang hilang pada tanah dengan dilakukan usaha
konservasi dan tanah yang hilang bila tanpa dilakukan usaha konservasi.
10. 5. Kerusakan-kerusakan Akibat Erosi
Akibat dari erosi dapat terjadi kerusakan-kerusakan yang terjadi di tempat terjadinya
erosi dan di tempat penerima erosi.
1. Kerusakan di tempat terjadinya erosi, antara lain:
a. penurunan produktivitas tanah.
b. hilangnya unsur hara yang diperlukan tanaman.
c. menurunnya kualitas tanaman.
d. laju inflitrasi menurun.
e. menurunnya kemampuan tanah menahan air.
Dari kerusakan tersebut terjadilah tanah kritis. Tanah kritis adalah tanah yang
mengalami kerusakan dan kehilangan fungsi hidro-orologis dan fungsi ekonomi.
2. Kerusakan di tempat penerima hasil erosi, antara lain:
a. terjadinya polusi sediment, yaitu pengendapan bahan-bahan tanah.
DASAR-DASAR ILMU TANAH
b. terjadinya polusi kimia dari pupuk, yaitu penimbunan senyawa unsur-unsur hara
dari hara pupuk.
c. terjadinya polusi kimia dari bahan-bahan insektisida.
10. 6. Metode Konservasi Tanah
Pada dasarnya ada tiga metode konservasi tanah, yaitu:
I.
Metode vegetatif
II.
Metode mekanik
III.
Metode kimia
I. Metode vegetatif
Tujuan metode ini adalah melindungi permukaan tanah terhadap pukulan tetesan air
hujan, memperkecil run-off dan meningkatkan daya inflitrasi tanah.
Metode vegetatif yang banyak dilakukan, antara lain:
1. Penamaman strip
Beberapa tanaman pokok ditanam dalam strip yang berselang-seling dengan
tanaman penutup tanah yang disusun memotong lereng.
Tanaman pokok
Tanaman
penutup tanah
Tanaman
pokok
2. Pergiliran tanaman (rotation)
Penanaman berbagai tanaman secara bergilir dalam urutan waktu tertentu.
3. Tanaman penutup tanah (cover crop).
4. Pemberian mulsa (seresah)  mulching
Pemberian mulsa (mulching) dilakukan dengan tujuan menutupi tanah
menggunakan sisa-sisa tanaman, seperti daun, ranting, dsb.
II. Metode mekanik
DASAR-DASAR ILMU TANAH
Tujuan dari metode ini adalah mencegah terjadinya erosi dengan tindakan atau
membuat suatu konstruksi (bangunan) dengan tujuan:
a. memperlambat aliran permukaan (run-off).
b. menampung dan menyalurkan aliran permukaan agar tidak mempunyai kekuatan
yang merusak.
Beberapa metode mekanik, antara lain:
1. Pengolahan tanah.
2. Pengolahan tanah menurut kontur.
3. Pembuatan galengan/saluran menurut kontur.
4. Pembuatan teras.
1. Pengolahan tanah
Pengolahan tanah dilakukan secara terbatas, dengan tujuan agar tanah menjadi
gembur, tapi tidak dibentuk tapak bajak. Dengan cara demikian, bila turun hujan air
akan mudah meresap ke bawah (inflitrasi meningkat) dan aliran permukaan menjadi
kecil.
2. Pengolahan tanah menurut kontur
Cara ini dilakukan pada tanah-tanah miring (berlereng). Pembajakan dilakukan
memotong lereng (menurut kontur). Manfaat metode ini adalah terhambatnya aliran
permukaan, hingga erosi dapat diperkecil.
3. Pembuatan galengan dan saluran menurut kontur
Gunanya:
a. menghambat aliran permukaan.
b. dengan saluran menurut kontur kecepatan aliran diperkecil.
4. Pembuatan teras
Gunanya:
a. memperpendek panjang lereng.
b. memperkecil kecepatan aliran permukaan.
c. memperbesar daya inflitrasi tanah.
Dari jenis-jenis teras yang terkenal adalah teras bangku, yang dibedakan dalam
teras datar, teras miring, dan teran tajam.
DASAR-DASAR ILMU TANAH
DASAR-DASAR ILMU TANAH
DASAR-DASAR ILMU TANAH
III. Metode kimia
Metode ini dilakukan dengan menggunakan bahan kimia untuk meningkatkan
kemantapan agregat tanah dan struktur menjadi lebih ramah. Dengan demikian tanah
menjadi tahan terhadap pukulan tetes air hujan, inflitrasi tetap besar dan run-off kecil.
Bahan kimia yang banyak digunakan adalah bitumen dan krilium. Untuk skala yang besar, pelaksanaan metode ini
membutuhkan biaya yang besar, hingga tak menguntungkan, oleh karena itu metode ini jarang atau tak pernah dilakukan.
Untuk keperluan khusus, misalkan terhadap lahan miring di halaman rumah
mungkin metode ini akan dilakukan.
DASAR-DASAR ILMU TANAH
DAFTAR PUSTAKA
Brady, N. C. 1985. The Nature and Properties of SOILS. Ninth Edition.
MACMILLAN Publishing Co., New York.750p.
Buol, S. W., F. D. Hole, and R. J. McCracken. 1973. Soil Genesis and
Classification. The Iowa State University Press, Ames.360p.
Donahue, R. L., R. W. Miller, and J. C. Shickluna. 1977. SOILS. An
Introduction to Soils and Plant Growth. Prentice-Hall, Inc., New Jersey.
626p.
Fanning, D. S. and Mary C. B. Fanning. 1989. SOIL Morphology, Genesis, and
Classification. John Wiley and Sons. 395p.
Foth, H. D. and L. M. Turk. 1972. Fundamentals of Soil Science. Fifth Edition.
Wiley international Edition. John Wiley and Sons, Inc. 454p.
Rini Wudianto. 2000. Mencegah Erosi. Penebar Swadaya. 31p.
Sanchez, P. A. 1976. Properties and Management of Soils in the Tropics. John
Wiley and Sons, New York.618p.
Suripin. 2002. Pelestarian Sumberdaya Tanah dan Air. Penerbit NADI
Yogyakarta. 208p.
Tisdale, S. and W. Nelson. 1975. Soil Fertility and Fertilizers. Third edition.
Macmillan Publishing Co., Inc. New York. 694p.